виде структурно упорядоченных областей, прозрачных н непрозрачных для экс-лонирующего светового излучения, производится его экспонирование при освещении светом. На следующем этапе проводится проявление фоторезиста, приводящее к образованию защитной маски на поверхности структуры, топология которой аналогична топологии рисунка на фотошаблоне.

Достаточно большие топологические размеры характерных областей кристалла, используемые в технологии ПЗСИ (превышающие десятки микрон), не ставят с такой остротой проблему повышения разрешающей способности литографических методов, как в случае СБИС. Это, в свою очередь, позволяет в основном закрыть все потребности технологии светоизлучающих кристаллов для полупроводниковых ЗСИ хорошо разработанными методами оптической литографии.

Целесообразно остановиться несколько подробнее на особенностях фотолитографического метода. Разрешающая способность этого многостадийного метода ограничивается характеристиками используемого оптического оборудования, разрешающей способностью резиста, характеристиками травления диэлектрических и металлических пленок, а также дефектами и особенностями текстуры п-Оверхности полупроводниковой структуры. Последнее обстоятельство, по-видимому, имеет особое значение применительно к рассматриваемому классу приборов, поскольку технология соединений А"1В не достигла столь высокого уровня, как технология Si. В ряде случаев, например, для твердых растворов GaAsi-a:Pa:, 1п1 а:ОажР, характсрно наличие сетчатой текстуры, представляющей собой микровыступы, ориентированные в направлениях (110) « (ПО).

Основные дефекты фотолитографии связаны с растравливанием линий и образованием проколов в пленке фоторезиста.

При выборе фоторезиста к нему предъявляют ряд требований: способность образования сплошных пленок толщиной от 0,2 мкм до единиц микрометров; хорошая адгезия; кислотоустойчивость; высокая разрешающая способность; высокая фоточувствительность в спектральном диапазоне 300... 500 нм, обеспечивающая заданное качество экспонирования при сравнительно малых временах экспозиции (30...40 с). Указанным требованиям удовлетворяют ре-зисты ФП-383, ФП-14, ФП-25 и т. п., применяемые в технологии светоизлучающих кристаллов.

Для качественного проведения процесса литографии принципиальным моментом является проведение предварительной химической обработки, позволяющей очистить поверхность от загрязнений и улучшить адгезию фоторезиста с подложкой. При нанесении фоторезиста используется метод центрифугирования, позволяющий получить достаточно однородную пленку; при этом частота вращения (несколько тысяч оборотов в минуту) подбирается с учетом необходимой толщины слоя фоторезиста.

После нанесения фоторезиста его сушат в течение 10... 20 мин при температуре 80... 100° С.

Экспонируют фоторезист под источником излучения в синей и ближней ультрафиолетовой областях спектра, что обусловливается диапазоном его максимальной фоточувствительности. Согласованное использование, как правило, целой серии фотошаблонов, составляющих комплект для задания необходимого характера топологии кристалла, осуществляется с помощью операции совмещения, г

Финишной операцией процесса фотолитографии является проявление в специальных растворах (тринатрий фосфата с глицерином, растворы щелочи и др.), заключающееся в удалении после экспонирования ненужных участков фоторезиста.

Сушка фоторезиста, осуществляемая при температуре 120... 160° С, позволяет избавиться от остатков проявителей и обеспечивает дополнительную термическую полимеризацию фоторезистов, что повьш1ает их устойчивость в используемых вспоследствии операциях травления.

4.3. ТЕХНОЛОГИЯ РАЗДЕЛЕНИЯ ПЛАСТИН НА КРИСТАЛЛЫ И СВОРКИ ПРИБОРОВ

На заключительных стадиях изготовления индикаторов полупроводниковые пластины разделяют на кристаллы, кристаллы монтируют в корпуса, соединяют выводы кор.пуса с контактными площадками кристаллов, герметизируют приборы.

На ранней стадии производства многоэлементных ПЗСИ для разделения пластин на кристаллы широко использовались две технологические операции: скрайбирование алмазным резцом при получении кристаллов размером свыше 1x1 мм и проволочная резка при изготовлении кристаллов с меньшими размерами. Оба метода имеют существенные недостатки: при скрайбировании возможен значительный брак из-за несоблюдения установленных габаритов кристалла, при проволочной резке до 30% исходного полупроводникового материала превращается в пыль. Существенный прогресс в совершенствовании операции разделения пластин на кристаллы был достигнут при переходе на резку алмазным диском на пленочном носителе с помощью серийных станков ЭМ-215. Разработка технологических режимов резки ведется с учетом механических свойств используемых полупроводниковых структур различного типа.

Монтаж многоэлементных кристаллов монолитных и монолитно-гибридных индикаторов с большими размерами кристалла осуществляется с помощью токопроводящих клеев. Альтернативный вариант монтажа пайкой эвтектическим сплавом Ge:Ni:Au невозможен из-за возникновения в кристалле больших механических напряжений, приводящих к ухудшению надежности приборов. В зависимости от последующего способа присоединения выводов применяются два вида клея: клей марки К-3 с низкой температурой полимеризации (7= 120° С) при ультразвуковой сварке алюминиевых выводов и клей марки ЭВТ, АС40В с высокой темяерату-рой полимеризации (Т = 250°С) при термокомпрессии золотых выводов.

Монтаж одноэлементных кристаллов размером 0,4X0,4 мм осуществляется пайкой сплавом Ge: Ni: Au при температуре 320° С.

Современный уровень сборки полупроводниковых ЗСИ характеризуется использованием высокопроизводительных автоматизированных установок. В работе [100] рассмотрены вопросы автоматизации операции сборки на основе базовых установок посадки 104

кристаллов ЭМ-438 с программным управлением от ЭМ-490. Кинематический цикл работы координатного стола (с расположенным на нем механизмом подачи кассет с держателями) и механизма перемещения установки ЭМ-438 задается единым алгоритмом, обеопечивающим перемещение держателя по заданной программе. Использование видеотерминала позволяет существенно упростить и сделать более высокопроизводительной работу оператора, в функции которого входит совмещение первой посадочной площадки и кристалла на адгезионном носителе держателя с метками на видеотерминале, а также управление координатным столом установки, загрузка и выгрузка кассет-носителей с держателями.

Работа на установке взоможна как по программе в автоматическом режиме, так и в полуавтоматическом режиме при сборке неориентированных кристаллов с остановкой после каждого шага. Возможность повторной посадки кристалла в заданное посадочное место держателя обеспечивается режимом работы «Ремонт».

Присоединение выводов к контактным площадкам на кристалле осуществляется либо термокомпрессией золотой проволоки, ли-.бо ультразвуковой сваркой алюминиевой проволоки. Указанные операции обеспечивают высокую прочность термокомпрессионных и ультразвуковых соединений с алюминиевой или золотой проволокой диаметром 40 мкм (усилие на отрыв более 8... 15 г).

Использование установки [100] дополнительного наборного поля позволило не только Обеспечить посадку до 100 кристаллов с точностью не ниже 0,03 мм, но и автоматизировать операцию при-еоединения выводов к контактным площадкам на установке ЭМ-490.

Способ герметизации целиком определяется конструкцией ПЗСИ. При этом широко применяются различные полимерные материалы [101]. В индикаторах полой конструкции стеклянные крышки наклеивают специальным клеем марки КП (температура плавления 120° С, прочность соединения при температуре 20° С не менее 5-10 Н/м). При сборке индикаторов рамочной конструкции герметизацию осуществляют оптически прозрачными компаундами типа ОМ-ЗМ (коэффициент преломления 1,48), полимеризую-щимися в заливочной форме при температуре 125° С в течение 2 ч.

Сборку полупроводниковых индикаторов на принципе рассеяния света производят с использованием светорассеивающего компаунда типа ОР, имеющего интегральное светопропускание не менее 70% и светорассеяние под углом 30° не менее 5%. Полимеризация в заливочной форме осуществляется в рассматриваемом случае при температуре 125° С в течение 3 ч.

В связи с тем, что часто конструкция ПЗСИ неотделима от •конструкции корпуса прибора, являющегося его неотъемлемой функциональной частью, позволяющей оптимизировать излучательные характеристики индикатора и обеспечить необходимую устойчивость к воздействию внешних факторов, представляется необходимым остановиться несколько подробнее на особенностях