Технологические средства изготовления микрополосковых линий для ГИС КВЧ-диапазона
Показано, что основные задачи реализации пленочных ГИС сверхвысоких и крайне высоких частот состоят в выборе материала подложки, методов точного формирования проводников, методов и режимов осаждения металлов с высокой проводимостью без адгезионного подслоя. Эти задачи могут быть успешно решены при п...
Gespeichert in:
| Datum: | 2002 |
|---|---|
| 1. Verfasser: | |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Russian |
| Veröffentlicht: |
Інститут фізики напівпровідників імені В.Є. Лашкарьова НАН України
2002
|
| Schriftenreihe: | Технология и конструирование в электронной аппаратуре |
| Schlagworte: | |
| Online Zugang: | http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/70788 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Zitieren: | Технологические средства изготовления микрополосковых линий для ГИС КВЧ-диапазона / А.Е. Кренделев // Технология и конструирование в электронной аппаратуре. — 2002. — № 4-5. — С. 34-39. — Бібліогр.: 10 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
irk-123456789-70788 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
irk-123456789-707882014-11-14T03:01:41Z Технологические средства изготовления микрополосковых линий для ГИС КВЧ-диапазона Кренделев, А.Е. Технология производства Показано, что основные задачи реализации пленочных ГИС сверхвысоких и крайне высоких частот состоят в выборе материала подложки, методов точного формирования проводников, методов и режимов осаждения металлов с высокой проводимостью без адгезионного подслоя. Эти задачи могут быть успешно решены при применении полимерных подложек, методов ионного травления с использованием источника ионов типа Кауфмана и при использовании магнетронного распыления металлов. 2002 Article Технологические средства изготовления микрополосковых линий для ГИС КВЧ-диапазона / А.Е. Кренделев // Технология и конструирование в электронной аппаратуре. — 2002. — № 4-5. — С. 34-39. — Бібліогр.: 10 назв. — рос. 2225-5818 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/70788 621.385.69 ru Технология и конструирование в электронной аппаратуре Інститут фізики напівпровідників імені В.Є. Лашкарьова НАН України |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| language |
Russian |
| topic |
Технология производства Технология производства |
| spellingShingle |
Технология производства Технология производства Кренделев, А.Е. Технологические средства изготовления микрополосковых линий для ГИС КВЧ-диапазона Технология и конструирование в электронной аппаратуре |
| description |
Показано, что основные задачи реализации пленочных ГИС сверхвысоких и крайне высоких частот состоят в выборе материала подложки, методов точного формирования проводников, методов и режимов осаждения металлов с высокой проводимостью без адгезионного подслоя. Эти задачи могут быть успешно решены при применении полимерных подложек, методов ионного травления с использованием источника ионов типа Кауфмана и при использовании магнетронного распыления металлов. |
| format |
Article |
| author |
Кренделев, А.Е. |
| author_facet |
Кренделев, А.Е. |
| author_sort |
Кренделев, А.Е. |
| title |
Технологические средства изготовления микрополосковых линий для ГИС КВЧ-диапазона |
| title_short |
Технологические средства изготовления микрополосковых линий для ГИС КВЧ-диапазона |
| title_full |
Технологические средства изготовления микрополосковых линий для ГИС КВЧ-диапазона |
| title_fullStr |
Технологические средства изготовления микрополосковых линий для ГИС КВЧ-диапазона |
| title_full_unstemmed |
Технологические средства изготовления микрополосковых линий для ГИС КВЧ-диапазона |
| title_sort |
технологические средства изготовления микрополосковых линий для гис квч-диапазона |
| publisher |
Інститут фізики напівпровідників імені В.Є. Лашкарьова НАН України |
| publishDate |
2002 |
| topic_facet |
Технология производства |
| url |
http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/70788 |
| citation_txt |
Технологические средства изготовления микрополосковых линий для ГИС КВЧ-диапазона / А.Е. Кренделев // Технология и конструирование в электронной аппаратуре. — 2002. — № 4-5. — С. 34-39. — Бібліогр.: 10 назв. — рос. |
| series |
Технология и конструирование в электронной аппаратуре |
| work_keys_str_mv |
AT krendelevae tehnologičeskiesredstvaizgotovleniâmikropoloskovyhlinijdlâgiskvčdiapazona |
| first_indexed |
2025-07-05T19:57:25Z |
| last_indexed |
2025-07-05T19:57:25Z |
| _version_ |
1836838232579375104 |
| fulltext |
Òåõíîëîãèÿ è êîíñòðóèðîâàíèå â ýëåêòðîííîé àïïàðàòóðå, 2002, ¹ 4�5
34
ÒÅÕÍÎËÎÃÈß ÏÐÎÈÇÂÎÄÑÒÂÀ
ÒÅÕÍÎËÎÃÈ×ÅÑÊÈÅ ÑÐÅÄÑÒÂÀ ÈÇÃÎÒÎÂËÅÍÈß
ÌÈÊÐÎÏÎËÎÑÊÎÂÛÕ ËÈÍÈÉ ÄËß ÃÈÑ ÊÂ×-ÄÈÀÏÀÇÎÍÀ
À. Å. ÊÐÅÍÄÅËÅÂ
Ðîññèÿ, ã. Çåëåíîãðàä, ÍÈÈ �Íàó÷íûé öåíòð�
Äàòà ïîñòóïëåíèÿ â ðåäàêöèþ
05.03 2001 ã.
Îïïîíåíò ê. ò. í. Í. Ô. ÊÀÐÓØÊÈÍ
(ÍÈÈ "Îðèîí", ã. Êèåâ)
Îáñóæäàþòñÿ òåõíîëîãè÷åñêèå çàäà-
÷è â èçãîòîâëåíèè ÃÈÑ ÑÂ× ìèëëè-
ìåòðîâîãî äèàïàçîíà è ïåðñïåêòèâíûå
ïóòè èõ ðåøåíèÿ.
 1979 ã. Âñåìèðíàÿ êîíôåðåíöèÿ ïî ðàäèî÷àñ-
òîòàì óòâåðäèëà ïëàí èñïîëüçîâàíèÿ ÷àñòîò ìèëëè-
ìåòðîâîãî äèàïàçîíà âûøå 40 ÃÃö. Ýòîò ïëàí îò-
êðûâàåò ïóòü äëÿ øèðîêîãî ðàçâèòèÿ òåõíèêè êðàé-
íå âûñîêèõ ÷àñòîò (ÊÂ×) � 30�300 ÃÃö è ãèïåð-
âûñîêèõ ÷àñòîò (ÃÂ×) � 300�3000 ÃÃö. Ðåàëèçà-
öèÿ ýòîãî ïëàíà äîëæíà îáåñïå÷èòü âîçìîæíîñòü
ïðîåêòèðîâàíèÿ êîìïàêòíûõ è ýôôåêòèâíûõ ïî ñòî-
èìîñòè èçãîòîâëåíèÿ ñèñòåì [1] ñ ó÷åòîì ñîâåðøåí-
ñòâîâàíèÿ êàê òåõíîëîãèè ïîëóïðîâîäíèêîâûõ ÈÑ,
òàê è ìåòîäîâ òîíêîïëåíî÷íîé òåõíîëîãèè.
Öåëü íàñòîÿùåãî îáçîðà � ïðîàíàëèçèðîâàòü çà-
äà÷è, âîçíèêàþùèå â îáëàñòè òåõíîëîãèè èçãîòîâëå-
íèÿ ÑÂ× ÃÈÑ ìèëëèìåòðîâîãî äèàïàçîíà, è îáñó-
äèòü âîçìîæíûå âàðèàíòû èõ ðåøåíèÿ.
Áóäåì ðàññìàòðèâàòü ÑÂ× ÃÈÑ ðàçëè÷íîé
ôóíêöèîíàëüíîé íàïðàâëåííîñòè, ò. å. øèðî-
êèé íàáîð óñòðîéñòâ íà ìèêðîïîëîñêîâûõ ëèíèÿõ
(ÌÏË) ÑÂ×, âêëþ÷àÿ ýëåìåíòû ñ ñîñðåäîòî÷åííû-
ìè ïàðàìåòðàìè, ìèêðîïîëîñêîâûå àíòåííû.
Ïðè êîíñòðóèðîâàíèè òàêèõ óñòðîéñòâ äëÿ ÊÂ×
íåîáõîäèìî ïðè ñîõðàíåíèè äèýëåêòðè÷åñêîé ïðî-
íèöàåìîñòè ïîäëîæêè óìåíüøàòü ãåîìåòðè÷åñêèå ðàç-
ìåðû íåñèììåòðè÷íîé ÌÏË àäåêâàòíî óêîðî÷åíèþ
âîëíû. Íåòðóäíî ïîêàçàòü, ÷òî ïðè óìåíüøåíèè øè-
ðèíû ÌÏË è òîëùèíû ïîäëîæêè âîçðàñòàþò îòíî-
ñèòåëüíûå ïîãðåøíîñòè ñîîòâåòñòâóþùèõ ñëàãàåìûõ
ïîãðåøíîñòè âîëíîâîãî ñîïðîòèâëåíèÿ (δZ). Ýòî
âûçûâàåò íåîáõîäèìîñòü ðàñ÷åòà äîïóñêîâ.
Ê îñíîâíûì äåñòàáèëèçèðóþùèì ôàêòîðàì, îï-
ðåäåëÿþùèì îòíîñèòåëüíóþ ïîãðåøíîñòü âîëíîâî-
ãî ñîïðîòèâëåíèÿ δZ, îòíîñÿòñÿ:
� ðàçáðîñ çíà÷åíèé äèýëåêòðè÷åñêîé ïðîíèöàå-
ìîñòè (δε);
� ðàçáðîñ ïîäëîæåê ïî òîëùèíå (δh);
� ðàçáðîñ øèðèíû ïðîâîäíèêà ÌÏË (δW).
Åñëè ïðèíÿòü, ÷òî δε, δh, δW èìåþò íîðìàëüíûé
çàêîí ðàñïðåäåëåíèÿ (÷òî â áîëüøèíñòâå ñëó÷àåâ
èìååò ìåñòî), òî δZ òàêæå ðàñïðåäåëåíà íîðìàëüíî.
Òîãäà ìàòåìàòè÷åñêîå îæèäàíèå M(δZ) è ñðåäíå-
êâàäðàòè÷åñêîå îòêëîíåíèå σ(δZ) ìîãóò áûòü îïðå-
äåëåíû ïî ôîðìóëàì
M(δZ)=m1M(δε)+m2M(δh)+m3M(δW); (1)
σ(δZ)={(m1σδε)
2+(m2σδh)
2+(m3σδW)2}1/2, (2)
Êîýôôèöèåíòû âëèÿíèÿ îïðåäåëÿþòñÿ ïî ôîð-
ìóëàì
m1=(δZ/δε)ε/Z; m2=(δZ/δh)h/Z; m3=(δZ/δW)W/Z.
δZ=m1δε+m2δh+m3δW, (3)
ïðè ýòîì m2=�m3.
Ïîñêîëüêó äîïóñê íà âîëíîâîå ñîïðîòèâëåíèå
îïðåäåëÿåò òî÷íîñòü âîñïðîèçâåäåíèÿ áîëüøèíñòâà
ôóíêöèîíàëüíûõ ïàðàìåòðîâ óñòðîéñòâ íà ÌÏË, òî
ïðè ðåàëèçàöèè ðàññìàòðèâàåìûõ óñòðîéñòâ ìèëëè-
ìåòðîâîãî äèàïàçîíà ñëåäóåò îáåñïå÷èòü áîëåå æåñò-
êèå äîïóñêè íà âåëè÷èíû ε, h, W.
Èçâåñòíî, ÷òî äîïóñêè íà ãåîìåòðè÷åñêèå ðàçìå-
ðû ëèíèé ïåðåäà÷ ýëåìåíòîâ òðàêòà àíòåííûõ óñò-
ðîéñòâ óæåñòî÷àþòñÿ íà ïîðÿäîê ïðè ïåðåõîäå îò
ñàíòèìåòðîâîãî äèàïàçîíà ê ìèëëèìåòðîâîìó [2]. Â
îáùåì ñëó÷àå äîïóñê íà ïàðàìåòð Z îïðåäåëÿåòñÿ
(ïðè çàäàííîé äîïóñòèìîé âåëè÷èíå âûõîäà ãîäíûõ)
êàê ñèñòåìàòè÷åñêîé, òàê è ñëó÷àéíîé ñîñòàâëÿþùåé
ïîãðåøíîñòè. Ïîñêîëüêó ñèñòåìàòè÷åñêàÿ ñîñòàâëÿ-
þùàÿ ìîæåò áûòü ëèáî ó÷òåíà ïðè ïðîåêòèðîâàíèè
èçäåëèé, ëèáî óñòðàíåíà ñîâåðøåíñòâîâàíèåì òåõíî-
ëîãè÷åñêîãî ïðîöåññà (èçâåñòíî, ÷òî ïðè õîðîøî
îòëàæåííîì òåõíîëîãè÷åñêîì ïðîöåññå ñèñòåìàòè-
÷åñêàÿ ñîñòàâëÿþùàÿ ïîãðåøíîñòè ôîðìèðóåìîãî
ïàðàìåòðà áëèçêà ê íóëþ), òî îñîáîå çíà÷åíèå èìååò
ñëó÷àéíàÿ ñîñòàâëÿþùàÿ ïîãðåøíîñòè êàæäîãî èç
ðàññìàòðèâàåìûõ ïàðàìåòðîâ.
Áîëåå òî÷íûé àíàëèç ïðåäïîëàãàåò ó÷åò âëèÿíèÿ
èçìåíåíèÿ øèðèíû ïðîâîäíèêà ÌÏË íå òîëüêî îò
ëèíèè ê ëèíèè (ðåãóëÿðíûå îòêëîíåíèÿ). Â ñèëó
òîãî, ÷òî ïëîòíîñòü òîêà â ïðîâîäíèêå ÌÏË ðàñ-
ïðîñòðàíÿåòñÿ íåðàâíîìåðíî ïî åãî ñå÷åíèþ è èìå-
åò áîëüøåå çíà÷åíèå íà êðàÿõ, äåôåêòû ãðàíèöû ïðî-
âîäíèêà ïðèâîäÿò ê ïåðåðàñïðåäåëåíèþ ïëîòíîñòè
òîêà, à ñëåäîâàòåëüíî, ê óâåëè÷åíèþ ïîòåðü, êîòîðîå
ìîæíî îöåíèòü êîýôôèöèåíòîì Kd, ïîêàçûâàþùèì,
âî ñêîëüêî ðàç óâåëè÷èâàþòñÿ ïîòåðè íà âíåøíåé è
êîýôôèöèåíòû âëèÿíèÿ δε, δh,
δW, ñîîòâåòñòâåííî;
ìàòåìàòè÷åñêèå îæèäàíèÿ δε,
δh, δW;
ñðåäíåêâàäðàòè÷åñêèå îòêëî-
íåíèÿ δε, δh, δW, ñîîòâåòñò-
âåííî.
ãäå m1, m2, m3 �
M(δε), M(δh), M(δW) �
σδε, σδh, σδW �
Òåõíîëîãèÿ è êîíñòðóèðîâàíèå â ýëåêòðîííîé àïïàðàòóðå, 2002, ¹ 4�5
35
ÒÅÕÍÎËÎÃÈß ÏÐÎÈÇÂÎÄÑÒÂÀ
âíóòðåííåé ïîâåðõíîñòè ïîëîñêîâîãî ïðîâîäíèêà çà
ñ÷åò íåðåãóëÿðíîñòè êðàåâ. Èñõîäÿ èç òîãî, ÷òî ïðè
äåôîðìàöèè ïðîâîäíèêà ïëîòíîñòü òîêà â åãî ñåðå-
äèíå îñòàåòñÿ ïîñòîÿííîé, ìîæíî ïîëó÷èòü [3]:
Kd=1+7,2∆n/W, (4)
ãäå ∆n � ãëóáèíà äåôåêòîâ ãðàíèöû ïðîâîäíèêà.
Íåðåãóëÿðíûå îòêëîíåíèÿ, êðîìå óâåëè÷åíèÿ
ïîòåðü â ÌÏË, óõóäøàþò òî÷íîñòíûå õàðàêòåðèñòè-
êè, à èìåííî, óâåëè÷èâàþò äèñïåðñèþ è àñèììåòðèþ
ðàñïðåäåëåíèÿ Z ÌÏË, ðàñïîëîæåííûõ íà îäíîé
ïîäëîæêå [4].
Ïî àíàëîãè÷íûì ïðè÷èíàì äëÿ óñòðîéñòâ ìèëëè-
ìåòðîâîãî äèàïàçîíà ïîâûøàþòñÿ òðåáîâàíèÿ ê ÷åò-
êîñòè è îäíîðîäíîñòè ãðàíèöû ðàçäåëà «äèýëåêòðè-
÷åñêàÿ ïîäëîæêà � ïðîâîäíèê ÌÏË».
Òàêèì îáðàçîì, çàäà÷è ñîçäàíèÿ ðàññìàòðèâàåìûõ
óñòðîéñòâ ìèëëèìåòðîâîãî äèàïàçîíà ñâîäÿòñÿ ê çà-
äà÷àì âûáîðà:
� ìàòåðèàëà ïîäëîæêè è òåõíîëîãèè åå èçãî-
òîâëåíèÿ;
� ìåòîäîâ è òåõíè÷åñêèõ ñðåäñòâ ôîðìèðîâà-
íèÿ ãåîìåòðè÷åñêèõ ðàçìåðîâ ïðîâîäíèêà;
� ìåòîäîâ è ðåæèìîâ îñàæäåíèÿ, îáåñïå÷èâàþ-
ùèõ èñêëþ÷åíèå íåîäíîðîäíîñòåé (äåôåêòîâ) êàê
ïî êðàåâûì ãðàíèöàì ÌÏË, òàê è íà ãðàíèöå «ïîä-
ëîæêà � ïðîâîäíèê».
Âî ìíîãîì óñïåõ â ñîçäàíèè óñòðîéñòâ ìèë-
ëèìåòðîâîãî äèàïàçîíà îïðåäåëÿåò ïîäëîæ-
êà ÌÏË ÃÈÑ ÑÂ×. Äèýëåêòðè÷åñêàÿ ïîäëîæêà èñ-
ïîëíÿåò ðîëü íåñóùåãî è êàíàëèçèðóþùåãî ýíåð-
ãèþ êîìïîíåíòà. Ïîýòîìó åå ôèçèêî-òåõíè÷åñêèå
õàðàêòåðèñòèêè îêàçûâàþò âëèÿíèå ïðàêòè÷åñêè íà
âñå ôóíêöèîíàëüíûå ïàðàìåòðû óñòðîéñòâà. Íàïðè-
ìåð, èìïåäàíñ è çàòóõàíèå â ìèêðîïîëîñêîâûõ ëè-
íèÿõ, äîáðîòíîñòü ðåçîíàòîðîâ è âîñïðîèçâîäèìîñòü
èõ ïàðàìåòðîâ ïðÿìî ñâÿçàíû ñ òàêèìè õàðàêòåðèñ-
òèêàìè ïîäëîæåê êàê äèýëåêòðè÷åñêàÿ ïðîíèöàåìîñòü
ε, òàíãåíñ äèýëåêòðè÷åñêèõ ïîòåðü tgδ, îäíîðîäíî-
ñòüþ óêàçàííûõ õàðàêòåðèñòèê íà ïîâåðõíîñòè è â
îáúåìå, à òàêæå êà÷åñòâîì îáðàáîòêè ïîâåðõíîñòè
ïîäëîæêè.
Ê äèýëåêòðè÷åñêèì ïîäëîæêàì ÑÂ× ÃÈÑ ìèë-
ëèìåòðîâîãî äèàïàçîíà ïðåäúÿâëÿþò ñëåäóþùèå òðå-
áîâàíèÿ:
�ìèíèìàëüíûå äèýëåêòðè÷åñêèå ïîòåðè
(tgδ<10�4);
� âûñîêàÿ îäíîðîäíîñòü ñòðóêòóðû è ñîñòàâà
(âîñïðîèçâîäèìîñòü âåëè÷èíû ε íà ïîâåðõíîñòè è â
îáúåìå ïîäëîæêè è â ïàðòèè ïîäëîæåê);
� âûñîêîå êà÷åñòâî îáðàáîòêè ïîâåðõíîñòè (íå
õóæå 14 êëàññà);
� âûñîêàÿ òî÷íîñòü âîñïðîèçâåäåíèÿ òîëùèíû
(íåðàâíîìåðíîñòü â ïðåäåëàõ îäíîé ïîäëîæêè, ðàç-
áðîñ ñðåäíèõ çíà÷åíèé ïàðàìåòðà â ïàðòèè ïîäëî-
æåê);
� âûñîêàÿ ìåõàíè÷åñêàÿ ïðî÷íîñòü;
� õèìè÷åñêàÿ ñòîéêîñòü ê ðàçëè÷íûì àêòèâíûì
ñðåäàì;
� âîçìîæíîñòü èçãîòîâëåíèÿ ïîäëîæåê ðàçëè÷-
íûõ ðàçìåðîâ, âêëþ÷àÿ êðóïíîôîðìàòíûå;
� ìàòåðèàë ïîäëîæêè äîëæåí ñïîñîáñòâîâàòü
(ïðè ñîîòâåòñòâóþùåé îáðàáîòêå) ïðî÷íîìó ñöåï-
ëåíèþ ïëåíîê ìåòàëëîâ, õàðàêòåðèçóþùèõñÿ âûñî-
êîé ïðîâîäèìîñòüþ (Cu, Al), ñ åå ïîâåðõíîñòüþ.
Óêàçàííûì òðåáîâàíèÿì â îïðåäåëåííîé ìåðå
óäîâëåòâîðÿþò ïîäëîæêè èç ðÿäà íåîðãàíè÷åñêèõ è
îðãàíè÷åñêèõ ìàòåðèàëîâ. Õàðàêòåðèñòèêè ïîäëîæåê,
Òàáëèöà 1
Õàðàêòåðèñòèêè ïîäëîæåê èç íåîðãàíè÷åñêèõ äèýëåêòðèêîâ
Õàðàêòåðèñòèêè
Ìàòåðèàë Ìàðêà
Ïðåèìó-
ùåñòâà
Íåäîñòàòêè
ε
(f=10 ÃÃö)
tgδ
(f=10 ÃÃö)
λ,
⋅⋅ Ñcñì
êêàë
o
Ïðî÷-
íîñòü,
êãñ/ìì2
Ïîðèñ-
òîñòü,
% îáúåìà
Ïîëèêîð
À-995
Âûñîêèå äè-
ýëåêòðè÷åñêèå,
ìåõàíè÷åñêèå,
òåïëîâûå ñâîé-
ñòâà
Íåîäíîðîä-
íîñòü, àíèçî-
òðîïèÿ
9,6 1⋅10–4 0,07 30 3,0
Al 2O3 99,5
Ïîëèêîð
À-995Ê
Òî æå +
îäíîðîäíîñòü
ñâîéñòâ
Òî÷íîñòü â
äîñòèæèìîé
òîëùèíå
9,75 1⋅10–4 0,07 32 1,0
Ëåéêî-
ñàïôèð
(20...100)
—
Ìîíîëèòíàÿ
áåñïîðèñòàÿ
ñòðóêòóðà
Ñèëüíàÿ àíè-
çîòðîïèÿ ε è
ÒÊËÐ
9...12 <1⋅10–4 0,07 35 0
ÑÒ-32 10,0 3⋅10–4 0,007 13 0
Ñèòàëë
(0,5)
ÑÒ-36
Âûñîêîîäíî-
ðîäíàÿ áåñïî-
ðèñòàÿ ñòðóê-
òóðà, îäíîðîä-
íîñòü ñâîéñòâ
Íèçêàÿ òåïëî-
ïðîâîäíîñòü,
íåóñòîé÷è-
âîñòü 5,6 2⋅10–4 0,008 15 0
Êâàðöåâîå
ñòåêëî
(0,1...0,5)
ÊÂ
Âûñîêîñòàáè-
ëüíîå çíà÷åíèå
ε, âûñîêîîäíî-
ðîäíàÿ áåñïî-
ðèñòàÿ ñòðóê-
òóðà
Íèçêèå òåïëî-
ïðîâîäíîñòü,
ÒÊËÐ
3,85 1⋅10–4 0,002 10 0
Êåðàìèêà
BeO
ÎÁ-1 Âûñîêàÿ òåïëî-
ïðîâîäíîñòü
Íåîäíîðîä-
íîñòü, äåôåêò-
íîñòü, òîêñè÷-
íîñòü
6,6...7,0 (2…3)⋅10–4 0,4...0,5 20 5,5
Òåõíîëîãèÿ è êîíñòðóèðîâàíèå â ýëåêòðîííîé àïïàðàòóðå, 2002, ¹ 4�5
36
ÒÅÕÍÎËÎÃÈß ÏÐÎÈÇÂÎÄÑÒÂÀ
âûïîëíåííûõ èç íàèáîëåå ïåðñïåêòèâíûõ íåîðãà-
íè÷åñêèõ äèýëåêòðèêîâ, ïðåäñòàâëåíû â òàáë. 1.
Íàèáîëåå ïîëíî èçëîæåííûì òðåáîâàíèÿì óäîâëåò-
âîðÿþò ïîäëîæêè èç ëåéêîñàïôèðà. Ïîñêîëüêó èìåþò-
ñÿ ñâåäåíèÿ î âîçìîæíîñòè íà ýòàïå êîíñòðóèðîâàíèÿ
ó÷åñòü àíèçîòðîïèþ ñâîéñòâ ïîäëîæêè, ñòàíîâèòñÿ íå-
çíà÷èìûì îñíîâíîé íåäîñòàòîê ëåéêîñàïôèðà (ñèëüíàÿ
àíèçîòðîïèÿ ε è ÒÊËÐ). Îäíàêî ïîäëîæêè èç ëåéêî-
ñàïôèðà ïîêà äîðîãè (â 20�100 ðàç äîðîæå ïîäëîæåê
èç ïîëèêîðà). Òðåáîâàíèÿì ïî ýëåêòðè÷åñêèì õàðàêòå-
ðèñòèêàì óäîâëåòâîðÿþò òàêæå ïîäëîæêè èç îêèñè àëþ-
ìèíèÿ (A-995Ê), âûãîäíî îòëè÷àþùèåñÿ îò äðóãèõ ìàòå-
ðèàëîâ âûñîêîé òåïëîïðîâîäíîñòüþ è ìåõàíè÷åñêîé
ïðî÷íîñòüþ.
Îñíîâíàÿ ïðîáëåìà â èçãîòîâëåíèè ïîäëîæåê èç
íåîðãàíè÷åñêèõ ìàòåðèàëîâ � òðóäíîñòü äîñòèæå-
íèÿ ìàëûõ òîëùèí, îáåñïå÷èâàþùèõ èõ èñïîëüçîâà-
íèå â äèàïàçîíå ÊÂ×. Ñóùåñòâóþùàÿ òåõíîëîãèÿ
èçãîòîâëåíèÿ ïîäëîæåê èç ïîëèêîðà ïîçâîëÿåò ïî-
ëó÷àòü ïîäëîæêè òîëùèíîé 250 ìêì è âûøå. Äëÿ
ïîëó÷åíèÿ ïîäëîæåê ìåíüøåé òîëùèíû ìîãóò áûòü
ïðèìåíåíû ïåðñïåêòèâíûå ìåòîäû è ïðîöåññû, ïî-
çâîëÿþùèå ôîðìèðîâàòü äèýëåêòðè÷åñêèå ñëîè íà
ìåòàëëè÷åñêèõ ïîäëîæêàõ. Ñðåäè òàêèõ ìåòîäîâ
ìîæíî íàçâàòü:
� ìåòîä ýëåêòðîôîðåçà (òðåáóåòñÿ ïîñëåäóþ-
ùàÿ âûñîêîòåìïåðàòóðíàÿ îáðàáîòêà ñòðóêòóðû «ìå-
òàëëè÷åñêàÿ ïîäëîæêà � äèýëåêòðè÷åñêèé ñëîé»);
� ìåòîä ïëàçìîñòðóéíîãî íàíåñåíèÿ.
Ñâîéñòâà îðãàíè÷åñêèõ ìàòåðèàëîâ, èñïîëüçóåìûõ
äëÿ ïîäëîæåê ÑÂ× ÃÈÑ, ïðèâåäåíû â òàáë. 2. Óêà-
çàííûå ìàòåðèàëû îáåñïå÷èâàþò ñðàâíèìîñòü ýòèõ
ïîäëîæåê ñ ïîäëîæêàìè èç íåîðãàíè÷åñêèõ ìàòåðè-
àëîâ ïî ýëåêòðè÷åñêèì è ìåõàíè÷åñêèì ñâîéñòâàì è
áîëåå íèçêóþ ñòîèìîñòü. Êðîìå òîãî, ñëåäóåò îòìå-
òèòü âîçìîæíîñòü ïîëó÷åíèÿ ÑÂ× ÃÈÑ áîëüøèõ
ðàçìåðîâ è ïîëó÷åíèå ìàëîé (ìåíåå 200 ìêì) òîë-
ùèíû ïîäëîæåê ïðè èñïîëüçîâàíèè ïëåíîê èç ôòî-
ðîïëàñòà è ïîëèñòèðîëà.
Íàèáîëåå ÷àñòî ïðèìåíÿþòñÿ ìàòåðèàëû, ïðåäñòàâëÿ-
þùèå ñîáîé ñìåñü òåôëîíà ñî ñòåêëîì ñ ïëåòåíîé èëè
ìèêðîâîëîêíèñòîé ñòðóêòóðîé, â ÷àñòíîñòè, äþðîèä ìà-
ðîê 5880 è 5870 ñ äèýëåêòðè÷åñêîé ïðîíèöàåìîñòüþ 2,33
è 2,2 è òàíãåíñîì óãëà äèýëåêòðè÷åñêèõ ïîòåðü 5·10�4 è
6·10�4, ñîîòâåòñòâåííî. Ê ìåíåå ðàñïðîñòðàíåííûì ìàòå-
ðèàëàì îòíîñÿòñÿ ïîëèñòèðîëîâûå ñìîëû (êàê ñ íàïîë-
íèòåëåì, òàê è áåç íèõ), èìåþùèå ε=2,6.
Íîâûé ìàòåðèàë ôèðìû Rogers Corp äþðîèä 6010
ïðåäñòàâëÿåò ñîáîé ñìåñü òåôëîíà ñî ñòåêëÿííûì ïî-
ðîøêîì. Îí ñîïîñòàâèì ïî ε ≅10,5±0,25 ñ îêèñüþ àëþ-
ìèíèÿ. Îòìå÷àåòñÿ [5], ÷òî ïðèìåíåíèå ýòîãî ìàòåðèàëà
ïîçâîëÿåò â äâà ðàçà óìåíüøèòü ãàáàðèòû ñõåìû ïî îòíî-
øåíèþ ê äþðîèäó ìàðêè 5870.  îòëè÷èå îò ñ êåðàìèêè,
îí ëåãêî ïîäâåðãàåòñÿ ðåçêå è ñâåðëåíèþ. Ïî îöåíêå
ñïåöèàëèñòîâ, ñõåìû íà ïîäëîæêàõ èç ýòîãî ìàòåðèàëà
äîëæíû áûòü â ïÿòü ðàç äåøåâëå ñõåì íà ïîäëîæêàõ èç
îêèñè àëþìèíèÿ. Íåêîòîðûå ðàçðàáîò÷èêè ïðîåêòèðó-
þò Â×-áëîê ñèñòåì ÐÏÄ, âûïîëíåííûõ öåëèêîì íà îä-
íîé ïëàòå èç ìàòåðèàëà òèïà 6010 [6], â òî âðåìÿ êàê ïðè
èñïîëüçîâàíèè îêèñè àëþìèíèÿ äëÿ èçãîòîâëåíèÿ òà-
êèõ áëîêîâ òðåáóåòñÿ íåñêîëüêî ïëàò ñ ïðîâîëî÷íûìè
ìåæñîåäèíåíèÿìè.
Ê íîâûì ïëàñòìàññîâûì ìàòåðèàëàì îòíîñèòñÿ ñëî-
èñòûé ïëàñòèê ìàðêè Micaply 5032 (ôèðìà Mica Corp)
c ε=4,8 è tgδ=0,01, êîìïîçèöèîííûé ìàòåðèàë ìàðêè
Epsilan-10 (ôèðìà 3M Corp) ñ ε=10 è tgδ=0,002, ìàòåðè-
àë ñåðèè 800 (ôèðìà Keene Corp). Ýòîò êëàññ ìàòåðèà-
ëîâ èñïîëüçóåòñÿ äëÿ èçãîòîâëåíèÿ ÃÈÑ ÊÂ× íà ìèê-
ðîïîëîñêîâûõ ëèíèÿõ è ñëóæèò äëÿ çàìåíû îêèñè àëþ-
ìèíèÿ.
Àðìèðîâàíèå òåôëîíà ñ ïîìîùüþ ñëó÷àéíî äèñïåð-
ãèðîâàííûõ ñòåêëÿííûõ ìèêðîâîëîêîí âìåñòî ïëåòåíîé
ñòåêëîâîëîêíèñòîé ñòðóêòóðû ïîçâîëÿåò ñíèçèòü Â×-ïî-
òåðè. Ïîäëîæêè íà îñíîâå òàêîãî òåôëîíà õàðàêòåðèçó-
þòñÿ âûñîêîé îäíîðîäíîñòüþ ε â øèðîêîì äèàïàçîíå
÷àñòîò. Òàêèå ïîäëîæêè ïîäâåðãàþòñÿ òðàâëåíèþ ïðè
òåìïåðàòóðå äî 52°C, îòâåðñòèÿ ìåòàëëèçèðóþòñÿ ãàëüâà-
íè÷åñêèì ñïîñîáîì ïðè òåìïåðàòóðå äî 60°C. Îáåñïå÷è-
âàåòñÿ âûñîêàÿ òî÷íîñòü ïîëó÷åíèÿ ðåçêî î÷åð÷åííûõ
ëèíèé ñ íåçíà÷èòåëüíûì ïîäòðàâëèâàíèåì. Ïðè íåîá-
õîäèìîñòè ìàòåðèàë ìîæåò îáðàáàòûâàòüñÿ ïðè áîëåå
âûñîêèõ òåìïåðàòóðàõ. Êðîìå òîãî, â òàêèõ ïîäëîæêàõ
ëåãêî ïðîáèâàþòñÿ îòâåðñòèÿ, îíè õîðîøî ðåæóòñÿ; ãàëü-
âàíè÷åñêîå ïîêðûòèå â íèõ íàäåæíåå, ÷åì ó òåôëîíîâûõ
ïëàñòèí, àðìèðîâàííûõ ïëåòåíûì ñòåêëîâîëîêíîì.
Ñëó÷àéíîå äèñïåðãèðîâàíèå ñòåêëÿííûõ âîëîêîí â
òåôëîíîâîé ìàòðèöå ïîçâîëÿåò ïîëó÷àòü î÷åíü íèçêèé
êîýôôèöèåíò àíèçîòðîïèè, îïðåäåëÿþùèé ñîîòíîøåíèå
äèýëåêòðè÷åñêèõ ïîñòîÿííûõ, èçìåðåííûõ â ãîðèçîíòàëü-
íîé è âåðòèêàëüíîé ïëîñêîñòè ïîäëîæêè (÷òî îñîáåííî
Òàáëèöà 2
Õàðàêòåðèñòèêè ïîäëîæåê èç îðãàíè÷åñêèõ äèýëåêòðèêîâ
Ìàòåðèàë
ïîäëîæêè
tgδ ε
Äèàïàçîí
ðàáî÷èõ
òåìïåðàòóð,
°Ñ
Ñòîè-
ìîñòü
Òåôëîí áåç íàïîëíè-
òåëÿ 4⋅10–4 2,10 –27…+260 Âûñîêàÿ
9⋅10–4 2,17
15⋅10–4 2,33
18⋅10–4 2,45
Òåôëîí ñî ñòåêëÿí-
íûì íàïîëíèòåëåì
ïëåòåíîé ñòðóêòóðû
22⋅10–4 2,55
–27…+260 Ñðåäíÿÿ
9⋅10–4 2,17
Òåôëîí ñî ñòåêëÿí-
íûì íàïîëíèòåëåì ñ
íåóïîðÿäî÷åííîé
ìèêðîâîëîêíèñòîé
ñòðóêòóðîé
15⋅10–4 2,35
–27…+260
Ìåæäó
ñðåäíåé
è âûñî-
êîé
Òåôëîí ñ êâàðöåâûì
íàïîëíèòåëåì 6⋅10–4 2,47 –27…+260 Âûñîêàÿ
Ïîëèñòèðîë ñåò÷àòîé
ñòðóêòóðû ñ êâàðöå-
âûì íàïîëíèòåëåì
5⋅10–4 2,65 –27…+260
Ìåæäó
ñðåäíåé
è âûñî-
êîé
5⋅10–4 Ïîëèñòèðîë ñåò÷àòîé
ñòðóêòóðû ñ íàïîëíè-
òåëåì èç êåðàìè÷åñêî-
ãî ïîðîøêà 15⋅10–4
3...15 –27…+110 Òî æå
Ïîëèñòèðîë ñåò÷àòîé
ñòðóêòóðû ñî ñòåê-
ëÿííûì íàïîëíèòåëåì
1⋅10–3 2,62 –27…+110 Íèçêàÿ
5⋅10–4 Êðåìíèéîðãàíè÷åñêàÿ
ñìîëà ñ íàïîëíèòåëåì
èç êåðàìè÷åñêîãî
ïîðîøêà 4⋅10–3
3,25 – Âûñîêàÿ
Òåõíîëîãèÿ è êîíñòðóèðîâàíèå â ýëåêòðîííîé àïïàðàòóðå, 2002, ¹ 4�5
37
ÒÅÕÍÎËÎÃÈß ÏÐÎÈÇÂÎÄÑÒÂÀ
âàæíî ïðè èçãîòîâëåíèè ðåçîíàòîðîâ ñ óçêèìè ùåëÿìè
ñâÿçè). Äëÿ ïëàò èç íîâîãî ìàòåðèàëà òèïîâ 5880 è 5870
êîýôôèöèåíò àíèçîòðîïèè èçìåíÿåòñÿ â èíòåðâàëå
1,02...1,04 (à ó òåôëîíîâûõ ïëàñòèí, àðìèðîâàííûõ ïëå-
òåíûì ñòåêëîâîëîêíîì, � 1,09...1,19).
Îïûòíûå îáðàçöû ïîäëîæåê èç ìàòåðèàëîâ, ïðè-
âåäåííûõ â òàáë. 2, èìåþò ñàìûé íèçêèé äëÿ äè-
ýëåêòðè÷åñêèõ ïîäëîæåê äîïóñê íà ε (±0,01). Äëÿ
ïëàò ñ íîìèíàëüíîé òîëùèíîé ≈0,78 ìì è ≈3,17 ìì
ìîãóò áûòü ïîëó÷åíû äîïóñêè íà òîëùèíó ±0,01 è
±0,05, ñîîòâåòñòâåííî.
 íàñòîÿùåå âðåìÿ ðàçðàáàòûâàþòñÿ ìàòåðèàëû
ñ ε=6 äëÿ ïîäëîæåê ñ ïðîìåæóòî÷íîé âåëè÷èíîé
ïîòåðü. Ñîçäàíû ïëàòû ñî ñâåðõòîíêèì ñëîåì ôîëü-
ãè (5�9 ìêì) è ñ òîëñòûìè çàçåìëÿþùèìè ïëàñòè-
íàìè. Ïîëó÷åíû ïîäëîæêè êàê ñ îäíîñòîðîííèì, òàê
è ñ äâóõñòîðîííèì ôîëüãèðîâàíèåì, òîëùèíà êîòî-
ðûõ èçìåíÿåòñÿ â øèðîêîì äèàïàçîíå.
Îäíàêî, ïî ìíåíèþ ñïåöèàëèñòîâ, íàèáîëåå ïåðñ-
ïåêòèâíûì ìàòåðèàëîì ÿâëÿåòñÿ òåôëîí ñî ñòåê-
ëÿííûì íàïîëíèòåëåì ïëåòåíîé ñòðóêòóðû. Åãî îñ-
íîâíûå ïðåèìóùåñòâà: âûñîêàÿ ñòàáèëüíîñòü ðàç-
ìåðîâ ïîäëîæêè, âîçìîæíîñòü æåñòêîãî êîíòðîëÿ ε,
õîðîøåå ñîãëàñîâàíèå ïî òåìïåðàòóðíîìó êîýôôè-
öèåíòó ðàñøèðåíèÿ ñ ìåäüþ, âûñîêîå ñðîäñòâî ê
ìåäè, íèçêàÿ õëàäíîòåêó÷åñòü, ñòîéêîñòü ê õèìè÷åñ-
êîìó âîçäåéñòâèþ, ïðîñòîòà ìåõàíè÷åñêîé îáðàáîò-
êè, ñïîñîáíîñòü ðàáîòàòü â øèðîêîì äèàïàçîíå òåì-
ïåðàòóð, âîçìîæíîñòü èçãîòîâëåíèÿ êðóïíîôîðìàò-
íûõ ïîäëîæåê (91,44×91,44 ñì).
Ñîãëàñíî ïðîãíîçàì, ïðåäïî÷òåíèå â áóäóùåì ïî-
ïðåæíåìó áóäåò îòäàâàòüñÿ ïîäëîæêàì èç ìàòåðèà-
ëà íà îñíîâå òåôëîíà, à äëÿ ìì-äèàïàçîíà ïåðñïåê-
òèâíûì áóäåò èñïîëüçîâàíèå ïîäëîæåê èç ÷èñòîãî
òåôëîíà ñ íèçêèìè ïîòåðÿìè (ñì. òàáë. 2).
Âìåñòå ñ òåì â êà÷åñòâå ïåðñïåêòèâíîãî ðàññìàò-
ðèâàåòñÿ è íàïðàâëåíèå ïîëèìåðíûõ ìàòåðèàëîâ.
Îñíîâíûå õàðàêòåðèñòèêè ïîëèìåðíûõ ïëåíîê, âû-
ïóñêàåìûõ îòå÷åñòâåííîé è çàðóáåæíîé ïðîìûøëåí-
íîñòüþ, ïðèâåäåíû â òàáë. 3.
Èñïîëüçîâàíèå ïðèâåäåííûõ â òàáëèöå ìàòåðèà-
ëîâ â êà÷åñòâå ïîäëîæåê ÑÂ× ÃÈÑ ìîæåò äàòü
ïîëîæèòåëüíûå ðåçóëüòàòû. Îñîáîå âíèìàíèå çà-
cëóæèâàþò ïëåíêè èç ôòîðîïëàñòà, îäíàêî èõ ïðèìå-
íåíèå â êà÷åñòâå ïîäëîæåê òðåáóåò ðåøåíèÿ ïðîáëå-
ìû àäãåçèè ìåòàëëè÷åñêèõ ñëîåâ ê ýòîìó ìàòåðèàëó.
Èçâåñòíûå èññëåäîâàíèÿ ìèêðîïîëîñêîâûõ óç-
ëîâ ïîêàçàëè âîçìîæíîñòü ïîëó÷åíèÿ ïàðàìåòðîâ
ÑÂ× ÃÈÑ, èçãîòîâëåííûõ íà ïîä-
ëîæêàõ ñ ε =35...90, íå óñòóïàþ-
ùèõ äîñòèãíóòûì â íàñòîÿùåå âðå-
ìÿ äëÿ ÃÈÑ íà ïîäëîæêàõ ñ ε =10.
Ïîëó÷åííîå óìåíüøåíèå ðàçìåðîâ
ñõåìû îáåñïå÷èëî 2�5-êðàòíîå
ñíèæåíèå ñòîèìîñòè ïëàòû ÑÂ×
ÃÈÑ, à òàêæå óëó÷øåíèå ìàññîãà-
áàðèòíûõ õàðàêòåðèñòèê.
Îñòàåòñÿ çàìàí÷èâûì èñïîëü-
çîâàíèå â êà÷åñòâå ïîäëîæêè äëÿ
ÑÂ× ÃÈÑ àðñåíèäà ãàëëèÿ.  ýòîì
ñëó÷àå âîçìîæíî â ïåðñïåêòèâå
èçãîòîâëåíèå ìîíîëèòíîãî ÑÂ×-óñòðîéñòâà, ñîäåð-
æàùåãî êàê àêòèâíûå êîìïîíåíòû, òàê è ÌÏË. (Ðå-
àëüíîå çíà÷åíèå òîëùèíû ïîëóïðîâîäíèêîâûõ ïëà-
ñòèí, ïðèìåíÿåìûõ â ïðîèçâîäñòâå, â íàñòîÿùåå âðå-
ìÿ ñîñòàâëÿåò ≈200 ìêì. Ïîýòîìó ÷àñòîòíûé äèàïà-
çîí ÑÂ× ÃÈÑ íà àðñåíèäå ãàëëèÿ ìîæåò áûòü îã-
ðàíè÷åí 100 ÃÃö.)
Âûáîð ìàòåðèàëà ïîäëîæêè è ñïîñîáîâ åå èç-
ãîòîâëåíèÿ ìîãóò îáåñïå÷èòü äîñòèæåíèå
ìàëûõ çíà÷åíèé òîëùèíû h, âûñîêîé èäåíòè÷íîñòè
h è ε â ïðåäåëàõ ïîäëîæêè è â ïàðòèè ïîäëîæåê. Â
òî æå âðåìÿ êîìïëåêñíûé ïîäõîä ê ïðîáëåìå ñîçäà-
íèÿ óñòðîéñòâ ìèëëèìåòðîâîãî äèàïàçîíà äèêòóåò
íåîáõîäèìîñòü ñóùåñòâåííîãî ïîâûøåíèÿ òî÷íîñòè
ôîðìèðîâàíèÿ ðàçìåðîâ òîïîëîãè÷åñêîãî ðèñóíêà, à
òàêæå ðàçðåøàþùåé ñïîñîáíîñòè ìåòîäîâ ôîðìèðî-
âàíèÿ ïðîâîäíèêîâ â ñëó÷àå èçãîòîâëåíèÿ ýëåìåí-
òîâ ñ ñîñðåäîòî÷åííûìè ïàðàìåòðàìè.
Òî÷íîñòü êðèòè÷íûõ ðàçìåðîâ, íàïðèìåð øèðè-
íû ÌÏË W, îïðåäåëÿåòñÿ ïðîöåññàìè ëèòîãðàôèè è
òðàâëåíèÿ. Ñîâðåìåííûå ìåòîäû ôîòîëèòîãðàôèè,
ïðèìåíÿåìûå ïðè èçãîòîâëåíèè ïîëóïðîâîäíèêîâûõ
ÑÁÈÑ, ïîçâîëÿþò óâåðåííî ôîðìèðîâàòü ïðîâîä-
íèêè øèðèíîé 1ìêì è âûøå ñ äîñòàòî÷íîé òî÷íî-
ñòüþ (ïîãðåøíîñòü ñîâìåùåíèÿ ±0,15 ìêì è ôîêó-
ñèðîâêè â ïðåäåëàõ 0,5 ìêì), îäíàêî ïðè ýòîì ïëîùàäü
òîïîëîãè÷åñêîãî ðèñóíêà íå ïðåâûøàåò 10×10 ìì. Èñ-
ïîëüçîâàíèå ïðîåêöèîííîé ïå÷àòè ïîçâîëÿåò (ñ ïî-
ìîùüþ ìóëüòèïëèêàöèè) ïðîåöèðîâàòü ïðîâîäíèêè
ÌÏË íà ïëîùàäü äîñòàòî÷íî áîëüøèõ ðàçìåðîâ (íà-
ïðèìåð, 100×100 ìì). Ñëåäóåò îæèäàòü, ÷òî ïðè øè-
ðèíå ÌÏË ìèëëèìåòðîâîãî äèàïàçîíà ïîðÿäêà 20�
30 ìêì òî÷íîñòü ôîðìèðîâàíèÿ ýòîé âåëè÷èíû áó-
äåò îïðåäåëÿòüñÿ ïðîöåññàìè òðàâëåíèÿ. Ïîýòîìó
àêòóàëüíà çàäà÷à âûáîðà ìåòîäà è òåõíîëîãè÷åñêèõ
ñðåäñòâ îñóùåñòâëåíèÿ ýòîãî ïðîöåññà.
Îñíîâíûå íåäîñòàòêè øèðîêî ïðèìåíÿåìîãî â
òåõíîëîãèè ÑÂ× ÃÈÑ ïðîöåññà æèäêîñòíîãî õèìè-
÷åñêîãî òðàâëåíèÿ (ÆÕÒ)�èçîòðîïíîñòü è ñëàáàÿ
óïðàâëÿåìîñòü � ÿâëÿþòñÿ ïðèíöèïèàëüíî îãðàíè-
÷èâàþùèìè òî÷íîñòü ôîðìèðîâàíèÿ ÌÏË. Óâåëè-
÷åíèå òî÷íîñòè ìîæíî îáåñïå÷èòü ïðèìåíåíèåì óï-
ðàâëÿåìûõ ïðîöåññîâ èîííîãî òðàâëåíèÿ [7].
Ñóùåñòâóåò äâå ðàçíîâèäíîñòè èîííîãî òðàâëåíèÿ:
èîííî-ïëàçìåííîå (ÈÏÒ) è èîííî-ëó÷åâîå (ÈËÒ). Ïðè
ÈÏÒ ïîäëîæêà ïîìåùàåòñÿ â çîíó ïëàçìû ãàçîâîãî ðàç-
ðÿäà, à ïðè ÈËÒ�â âàêóóìíóþ çîíó, îòäàëåííóþ îò îá-
ëàñòè ïëàçìû. ÈËÒ, ïî ñðàâíåíèþ ñ ÈÏÒ, îáëàäàåò ñëå-
äóþùèìè ïðåèìóùåñòâàìè:
Òàáëèöà 3
Õàðàêòåðèñòèêè ïîëèìåðíûõ ïëåíîê
Ìàòåðèàë ε
(f=10 ÃÃö)
tgδ
(f=10 ÃÃö)
Kò,
Âò/(ì·°C)
ÒÊËÐ⋅105 Ïðèìå÷àíèÿ
Ôòîðîïëàñò 2 3⋅10–4 0,23 8...23 —
Ñòèðîë 3...16 9...30 0,2...0,5 3...10 Ìàëàÿ õèìè÷åñêàÿ
óñòîé÷èâîñòü
Ïîëèýòèëåí 2,5 5 0,22 2,4 Íèçêàÿ
òåïëîñòîéêîñòü
Àðèëîêñ 2,5 6 0,21 5,2
Íèçêàÿ ñòîéêîñòü
ê àðîìàòè÷åñêèì
óãëåâîäàì
Òåõíîëîãèÿ è êîíñòðóèðîâàíèå â ýëåêòðîííîé àïïàðàòóðå, 2002, ¹ 4�5
38
ÒÅÕÍÎËÎÃÈß ÏÐÎÈÇÂÎÄÑÒÂÀ
� âûñîêèì ïîêàçàòåëåì àíèçîòðîïèè;
� ìåíüøèì ðàäèàöèîííûì âîçäåéñòâèåì çàðÿæåí-
íûõ ÷àñòèö è ôîòîíîâ (èç-çà îòäàëåíèÿ ðàáî÷åé êàìåðû
îò èñòî÷íèêà);
� ìåíüøèì çàãðÿçíåíèåì îáðàçöîâ èíîðîäíûìè ÷à-
ñòèöàìè;
� âîçìîæíîñòüþ íåçàâèñèìîé ðåãóëèðîâêè óãëà ïà-
äåíèÿ ïó÷êà èîíîâ (ýòî ïîçâîëÿåò óïðàâëÿòü ïðîôèëåì
òðàâëåíèÿ).
Ðåçóëüòàòû ñðàâíåíèÿ ÆÕÒ ñ ÈÏÒ è ÈËÒ ïðåäñòàâ-
ëåíû â òàáë. 4 [5,8].
Ïðåèìóùåñòâà ìåòîäà ÈËÒ çàêëþ÷àþòñÿ â áîëåå âû-
ñîêîé òî÷íîñòè è ðàçðåøàþùåé ñïîñîáíîñòè ýòîãî ìåòî-
äà, à òàêæå â âîçìîæíîñòè àâòîìàòèçàöèè, ýêîëîãè÷åñêîé
÷èñòîòå è ýêîíîìè÷íîñòè.
Èîííî-ëó÷åâîå òðàâëåíèå êàê ìåòîä ôîðìèðîâà-
íèÿ òîïîëîãè÷åñêîãî ðèñóíêà ÃÈÑ ÑÂ× ìîæåò áûòü
ðåàëèçîâàí ïðè ïîìîùè èñòî÷íèêîâ èîíîâ (ÈÈ)
òèïà Êàóôìàíà èëè èñòî÷íèêîâ, âûïîëíåííûõ íà
áàçå óñêîðèòåëåé èîíîâ àíîäíûì ñëîåì (ÓÀÑ). Ïðåä-
ñòàâèòåëåì ïåðâûõ ÿâëÿåòñÿ ÈÈ ÌÀÈ 208 2Ò, ïðåä-
ñòàâèòåëåì âòîðûõ�øèðîêî ïðèìåíÿåìûé â ïðî-
ìûøëåííîñòè èñòî÷íèê �Ðàäèêàë�.
Ïîñëåäíèé ôîðìèðóåò òðóá÷àòûé ïîòîê èîíîâ, çà-
õâàòûâàþùèé íåáîëüøóþ ïëîùàäü îáðàáîòêè. Ïðèìå-
íåíèå ýòîãî èñòî÷íèêà äëÿ îáðàáîòêè ïîäëîæåê ðàçìå-
ðàìè 48×60 ìì òðåáóåò èõ ïåðåìåùåíèÿ â çîíå òðàâëå-
íèÿ. ÈÈ �Ðàäèêàë� ðàáîòàåò ïðè íàïðÿæåíèè ðàçðÿäà
áîëåå 1 êÂ. Ýòî âûçûâàåò óñèëåííîå ðàñïûëåíèå ñòåíîê
ðàçðÿäíîé êàìåðû è çàãðÿçíåíèå èîííîãî ïó÷êà. Ââèäó
îòñóòñòâèÿ ó ýòîãî èñòî÷íèêà èîííî-îïòè÷åñêîé ñèñòåìû
ïîòîê èîíîâ èìååò ðàçìûòûé ýíåðãåòè÷åñêèé ñïåêòð.
Ðÿä íåäîñòàòêîâ èñòî÷íèêà �Ðàäèêàë� óñòðàíåí â ÈÈ,
âûïîëíåííîì íà áàçå óñêîðèòåëÿ ñ çàìêíóòûì äðåéôîì
ýëåêòðîíîâ è ïðîòÿæåííîé çîíîé óñêîðåíèÿ (èñòî÷íèêè
ÓÇÄÏ [6]). Ýòîò èñòî÷íèê îáëàäàåò ìÿãêèì ýíåðãåòè-
÷åñêèì ñïåêòðîì (äèàïàçîí ýíåðãèè èîíîâ 50...500 ýÂ,
ïëîòíîñòü èîííîãî òîêà 2...20 ìA/ñì2). ÈÈ ÓÇÄÏ èìååò
îâàëüíóþ ôîðìó êàíàëà óñêîðåíèÿ, ÷òî ïîçâîëÿåò îáåñ-
ïå÷èòü ðàâíîìåðíîñòü òðàâëåíèÿ ïåðåìåùåíèåì ïîäëîæêè
òîëüêî â îäíîì íàïðàâëåíèè � ïåðïåíäèêóëÿðíî ïðî-
òÿæåííûì ó÷àñòêàì êàíàëà àíîäà.
Äëÿ ôîðìèðîâàíèÿ òîïîëîãè÷åñêîãî ðèñóíêà ÃÈÑ
ÑÂ×, ðàçìåùàåìûõ íà äîñòàòî÷íî áîëüøèõ ïëîùà-
äÿõ (48×60 ìì è áîëåå), öåëåñîîáðàçíî èñïîëüçî-
âàòü ÈÈ òèïà Êàóôìàíà â âàðèàíòå ÌÀÈ 208 2Ò
[9] (ñì. òàáë. 5, ãäå íåðàâíîìåðíîñòü òðàâëåíèÿ ñî-
îòâåòñòâóåò îïòèìàëüíîìó ðåæèìó ðàáîòû ÈÈ).
Òàêèì îáðàçîì, ñóùåñòâåííîãî óëó÷øåíèÿ òî÷íî-
ñòè ïîëó÷åíèÿ ãåîìåòðè÷åñêèõ ðàçìåðîâ (óìåíüøå-
íèÿ ñëó÷àéíîé ñîñòàâëÿþùåé ïîãðåøíîñòè) ìîæíî
äîáèòüñÿ ìåòîäîì èîííîãî òðàâëåíèÿ, ðåàëèçîâàí-
íûì ñ ïîìîùüþ èîííîãî èñòî÷íèêà òèïà Êàóôìàíà.
Ïðè ýòîì èç ñóùåñòâóþùèõ ìîäåëåé èñòî÷íèêîâ
ýòîãî òèïà ñëåäóåò îòäàòü ïðåäïî÷òåíèå èñòî÷íèêó
ÌÀÈ 208 2Ò, îáåñïå÷èâàþùåìó âûñîêóþ ðàâíîìåð-
íîñòü òðàâëåíèÿ íà äîñòàòî÷íî áîëüøîé ïëîùàäè.
Ïðèìåíåíèå ýòîãî ìåòîäà îáåñïå÷èâàåò òàêæå
áîëåå ÷åòêîå (ïî îòíîøåíèþ ê ïðèìåíÿåìîìó ìåòî-
äó æèäêîñòíîãî òðàâëåíèÿ) ôîðìèðîâàíèå êðàÿ ïðî-
âîäíèêîâ. Èñêëþ÷åíèå íåîäíîðîäíîñòåé íà ãðàíèöå
«ïîäëîæêà�ïðîâîäíèê» ìîæåò ïðîèñõîäèòü çà ñ÷åò:
� ïðèìåíåíèÿ ïîäëîæåê, èìåþùèõ âûñîêèé êëàññ
÷èñòîòû îáðàáîòêè ïîâåðõíîñòè;
� íàíåñåíèÿ ìàòåðèàëîâ ïðîâîäíèêîâ áåç íàíå-
ñåíèÿ àäãåçèîííîãî ïîäñëîÿ.
Ðåøåíèå ïåðâîé çàäà÷è îáåñïå÷èâàåòñÿ âûáîðîì
ìàòåðèàëà ïîäëîæêè, ðåøåíèå âòîðîé � âûáîðîì
äëÿ äàííîãî ìàòåðèàëà ïîäëîæêè ìàòåðèàëà ïðîâî-
äÿùåãî ñëîÿ è ñîîòâåòñòâóþùåãî ìåòîäà è ðåæèìà
íàíåñåíèÿ.
Âûáîð ìàòåðèàëà ïðîâîäÿùåãî ñëîÿ âåñüìà îãðàíè-
÷åí. Âûñîêîé ïðîâîäèìîñòüþ îáëàäàþò ìåäü, àëþìèíèé,
çîëîòî, ñåðåáðî, à òàêæå ñïëàâû ýòèõ ìàòåðèàëîâ. Âûñî-
êàÿ àäãåçèÿ ê ïîäëîæêå ëþáîãî ìàòåðèàëà îáåñïå÷èâàåò-
ñÿ îáðàçîâàíèåì õèìè÷åñêèõ ñâÿçåé ýòîãî ìàòåðèàëà ñ
ìàòåðèàëîì ïîäëîæêè. Áîëåå âñåãî òàêèå ñâÿçè ìîãóò
âîçíèêíóòü ó àëþìèíèÿ ê ïîäëîæêàì, ñîäåðæàùèì â
ñâîåì ñîñòàâå îêèñëû (íåêîìïåíñèðîâàííûå êèñëîðîä-
íûå ñâÿçè âñòóïàþò âî âçàèìîäåéñòâèå ñ Al, èìåþùèì
âûñîêîå çíà÷åíèå òåïëîòû îáðàçîâàíèÿ îêèñëà). Âåðîÿò-
íîñòü îáðàçîâàíèÿ õèìè÷åñêèõ ñâÿçåé ïîâûøàåòñÿ ïðè
àêòèâàöèè ïîâåðõíîñòè ïîäëîæêè ýíåðãåòè÷åñêèì âîç-
äåéñòâèåì. Ïîýòîìó ïðåäïî÷òåíèå ñëåäóåò îòäàâàòü ìå-
òîäàì, îáåñïå÷èâàþùèì âûñîêèå ýíåðãèè àòîìîâ ìîëå-
êóë ðàñïûëÿåìîãî ìàòåðèàëà.
Ê òàêèì ìåòîäàì ñëåäóåò îòíåñòè, ïðåæäå âñåãî, ìàã-
íåòðîííîå è èîííî-ïëàçìåííîå ðàñïûëåíèå ìàòåðèàëîâ.
Èçâåñòíî, ÷òî ïðèìåíåíèå ìàãíåòðîííîãî ìåòîäà îáåñïå-
÷èâàåò ïîëó÷åíèå òîëñòûõ ïëåíîê (10 ìêì) ìåòàëëîâ è
ñïëàâîâ íà ðàçëè÷íûå ïîäëîæêè, âêëþ÷àÿ ïîëèìåðíûå
[10]. Âûñîêàÿ àäãåçèÿ äîñòèãàåòñÿ ïîäáîðîì îïòèìàëü-
íîãî ðåæèìà ðàñïûëåíèÿ (òåìïåðàòóðà ïîäëîæêè, äàâ-
ëåíèå ðàáî÷åãî ãàçà).
***
Òàêèì îáðàçîì, îñíîâíûå çàäà÷è ðåàëèçàöèè ïëå-
íî÷íûõ ÃÈÑ ñâåðõâûñîêèõ è êðàéíå âûñîêèõ ÷àñ-
òîò ñîñòîÿò â âûáîðå ìàòåðèàëà ïîäëîæêè, ìåòîäîâ
Òàáëèöà 4
Ñðàâíèòåëüíûå õàðàêòåðèñòèêè ìåòîäîâ òðàâëåíèÿ
Âèä òðàâëåíèÿ
Ïàðàìåòð
ÆÕÒ ÈÏÒ ÈËÒ
Ïîêàçàòåëü àíèçîòðîïèè
(îòíîøåíèå ñêîðîñòåé òðàâ-
ëåíèÿ ïî ïåðïåíäèêóëÿðó è
ïî êàñàòåëüíîé ê ïîâåðõ-
íîñòè)
0,5...1 5...10 10…100
Ñêîðîñòü òðàâëåíèÿ, íì/ìèí 15 0,1...1 0,3...3
Îáåñïå÷èâàåìàÿ ðàçðåøàþ-
ùàÿ ñïîñîáíîñòü, ëèí/ìì
250 2000 3000
Ñðåäíåêâàäðàòè÷åñêîå îò-
êëîíåíèå ïîäòðàâà ïî ïîä-
ëîæêå ïðè òîëùèíå ñëîÿ
1 ìêì
6,2 1,5 0,2
Òàáëèöà 5
Ñðàâíèòåëüíûå õàðàêòåðèñòèêè èñòî÷íèêîâ èîíîâ
Òèï
èñòî÷íè-
êà èîíîâ
Ïëîòíîñòü
òîêà,
ìA/ñì2
Äèàïàçîí
ýíåðãèé,
ýÂ
Ðàçìåð
ïó÷êà,
ìì
Íåðàâíîìåð-
íîñòü òðàâëåíèÿ
íåïîäâèæíîãî
îáðàçöà
ÌÀÈ 208 2Ò 0,5...3,0 500...2000 100 5% íà ∅300 ìì
ÓÇÄÏ 5,0...25,0 2...20 — 5% íà 40×40 ìì
Òåõíîëîãèÿ è êîíñòðóèðîâàíèå â ýëåêòðîííîé àïïàðàòóðå, 2002, ¹ 4�5
39
ÒÅÕÍÎËÎÃÈß ÏÐÎÈÇÂÎÄÑÒÂÀ
òî÷íîãî ôîðìèðîâàíèÿ ïðîâîäíèêîâ (ìàëîå çíà÷å-
íèå ñëó÷àéíîé ñîñòàâëÿþùåé ïîãðåøíîñòè), ìåòîäîâ
è ðåæèìîâ îñàæäåíèÿ ìåòàëëîâ ñ âûñîêîé ïðîâîäè-
ìîñòüþ áåç àäãåçèîííîãî ïîäñëîÿ.
Óêàçàííûå çàäà÷è ñ áîëüøåé âåðîÿòíîñòüþ ìî-
ãóò áûòü óñïåøíî ðåøåíû ïðè ïðèìåíåíèè ïîëèìåð-
íûõ ïîäëîæåê (íàïðèìåð, ôòîðîïëàñòîâûõ), ìåòî-
äîâ èîííîãî òðàâëåíèÿ ñ èñïîëüçîâàíèåì èñòî÷íèêà
èîíîâ òèïà Êàóôìàíà, èìåþùåãî èîííî-îïòè÷åñêóþ
ñèñòåìó, è ïðè èñïîëüçîâàíèè ìàãíåòðîííîãî ðàñïû-
ëåíèÿ ìåòàëëîâ.
ÈÑÏÎËÜÇÎÂÀÍÍÛÅ ÈÑÒÎ×ÍÈÊÈ
1.Tokumitsu Y., Ishizaki M., Iwakuni M., Saito T.
50-GHz Ic components using alumina substrates // IEEE
Trans. on Microwave Theory and Techniques. � 1983.�
Vol. MTT-31, N 2.� P. 121�128
2. Âîñêðåñåíñêèé Ä. È., Ìàêñèìîâ Â. Ì. è äð. Àí-
òåííû è óñòðîéñòâà äèàïàçîíà ìèëëèìåòðîâûõ âîëí //
Ðàäèîýëåêòðîíèêà.� 1985.� Ò. 28, ¹ 2.� Ñ. 4�23.
3. Áóøìèíñêèé È. Ï., Ãóäêîâ À. Ã. Ýêñïåðèìåíòàëü-
íûå èññëåäîâàíèÿ ïîòåðü â ÌÏË // Âîïðîñû ðàäèîýëåê-
òðîíèêè.� 1982.� Âûï. 2.� Ñ. 88�94.
4. Áóøìèíñêèé È. Ï., Ãóäêîâ À. Ã., Êóðàòîâ Ï. À.
Âåðîÿòíîñòíîå ìîäåëèðîâàíèå âîëíîâîãî ñîïðîòèâëåíèÿ
ÌÏË // Âîïðîñû ðàäèîýëåêòðîíèêè.� 1982.� Âûï. 6.�
Ñ. 38�53.
5. Ñóõèå ìåòîäû òðàâëåíèÿ â ïðîèçâîäñòâå ÈÑ //
Ðàäèîýëåêòðîíèêà çà ðóáåæîì.� 1985.� ¹ 15.�
Ñ. 5�28.
6. Êèì Â., Êèðååâ Â. Þ. Èîííî-ëó÷åâîå òðàâëåíèå
ìàòåðèàëîâ èîíàìè íèçêèõ ýíåðãèé // Ýëåêòðîííàÿ òåõ-
íèêà. Ñåð. Ìèêðîýëåêòðîíèêà.� 1983.� Âûï. 3.�
Ñ. 69�74.
7. Äàíèëèí Á. Ñ., Êèðååâ Â. Þ., Êóçíåöîâ Â. È. Âà-
êóóìíî-ïëàçìåííûå ïðîöåññû òðàâëåíèÿ ìèêðîñòðóêòóð.
Êëàññèôèêàöèÿ è ñîïîñòàâëåíèå ïðîöåññîâ òðàâëåíèÿ.
Ãåíåðàöèÿ õèìè÷åñêè àêòèâíûõ ÷àñòèö â íèçêîòåìïåðà-
òóðíîé ïëàçìå // Ýëåêòðîííàÿ òåõíèêà. Ñåð. Ìàòåðèà-
ëû.� 1982.� Âûï. 2.� Ñ. 3�9.
8. Îðëîâ Â. È. Ïðèìåíåíèå èîííî-ïëàçìåííûõ ïðî-
öåññîâ â ïðîèçâîäñòâå èçäåëèé ýëåêòðîííîé òåõíèêè //
Îáçîðû íàó÷.-òåõí. ëèòåðàòóðû ïî ýëåêòðîííîé òåõíèêå.
Ñåð. Òåõíîëîãèÿ, îðãàíèçàöèÿ ïðîèçâîäñòâà è îáîðóäî-
âàíèå.� 1979.� Âûï.11.
9. Ãðèãîðÿí Â. Ã., Ãóùèí Ì. Á., Èâàíîâ Ð. Ä. è äð.
Èîííî-ëó÷åâîé èñòî÷íèê äëÿ òðàâëåíèÿ ðèñóíêà ÈÑ ñ
ìèêðîííûìè è ñóáìèêðîííûìè ðàçìåðàìè ýëåìåíòîâ //
Ýëåêòðîííàÿ òåõíèêà. Ñåð. Ìèêðîýëåêòðîíèêà.�
1979.� Âûï. 2.� Ñ. 106�111.
10. Âîðîáüåâ Â. Í. Âûáîð îïòèìàëüíûõ ðåæèìîâ
ìàãíåòðîííîãî ðàñïûëåíèÿ ïðè ìåòàëëèçàöèè ïîëèìåð-
íûõ ïîäëîæåê // Ýëåêòðîííàÿ òåõíèêà. Ñåð. Ìàòåðèà-
ëû.� 1985.� Âûï. 7.� Ñ. 65�70.
ÂÛÑÒÀÂÊÈ. ÊÎÍÔÅÐÅÍÖÈÈ. ÑÈÌÏÎÇÈÓÌÛ
4-ÿ Ìåæäóíàðîäíàÿ íàó÷íî-òåõíè÷åñêàÿ êîíôåðåíöèÿ
«ÝËÅÊÒÐÎÍÈÊÀ È ÈÍÔÎÐÌÀÒÈÊÀ � 2002»
(«ÝëÈíô-2002»)
Ðîññèÿ, Ìîñêâà,
ÌÈÝÒ (òåõíè÷åñêèé óíèâåðñèòåò)
20�22 íîÿáðÿ 2002 ã.
Íàó÷íûå íàïðàâëåíèÿ
Àäðåñ Îðãêîìèòåòà:
103498, Ìîñêâà, Ê-498,
Ìîñêîâñêèé ãîñóäàðñòâåííûé èíñòèòóò
ýëåêòðîííîé òåõíèêè (ÌÈÝÒ), ÎÍÒÈ.
Îòâ. ñåêðåòàðü Õàðà÷ Âàëåíòèíà Ïàâëîâíà.
Òåë.: (095) 532-98-30. Ôàêñ: (095) 530-54-29. E-mail: id@rnd.miee.ru
1. Ôèçèêà è òåõíîëîãèÿ ìèêðî- è íàíî-
ýëåêòðîíèêè.
2. Ìàòåðèàëû è îáîðóäîâàíèå ýëåêòðîííîé
òåõíèêè.
3. Ïðîåêòèðîâàíèå ýëåêòðîííûõ êîìïîíåí-
òîâ è ñèñòåì.
4. Ìèêðîñèñòåìû è ìèêðîìåõàíèêà.
5. Èíôîðìàöèîííûå è óïðàâëÿþùèå ñèñ-
òåìû.
6. Òåëåêîììóíèêàöèîííûå ñèñòåìû è
ñâÿçü.
7. Áèîìåäèöèíñêàÿ ýëåêòðîíèêà.
8. Ýêîëîãè÷åñêèå àñïåêòû ìèêðî- è íàíîý-
ëåêòðîíèêè.
9. Ìåíåäæìåíò è ìàðêåòèíã â ýëåêòðîíè-
êå è èíôîðìàòèêå.
10. Ãóìàíèòàðíûå ïðîáëåìû èíôîðìàòè-
çàöèè.
|