ГИС

Описание решения и конечных устройств

Гибридная интегральная схема (ГИС) — это миниатюрный электронный модуль, который объединяет бескорпусные полупроводниковые компоненты (чипы, кристаллы), пассивные элементы (резисторы, конденсаторы, катушки индуктивности) и проводники, смонтированные на общей изоляционной подложке (как правило, из керамики, стекла или ситалла).

В отличие от монолитных полупроводниковых микросхем (где все элементы создаются внутри одного кристалла кремния) в ГИС компоненты производят по разным технологиям, а затем собирают на одной плате. Пассивные элементы (резисторы, конденсаторы) часто наносят непосредственно на подложку методами тонкопленочной или толстопленочной технологии.

Гибридные схемы занимают нишу между дискретными компонентами и сложными монолитными чипами и применяются в авиационной и космической технике, оборонной промышленности, медицинской технике, телекоммуникациях и силовой электронике.

Внешний вид конечных устройств

* «Применение технологии поверхностного монтажа в производстве гибридно-интегральных модулей СВЧ» https://www.mwsystems.ru/publications.html/id/15
«Производство гибридных микросборок НЧ-, ВЧ- и СВЧ-диапазона» https://www.irz.ru/technology/proizvodstvo-gibridnyh-mikrosborok-nch-vch-i-svch-diapazona-chastnogo-...

Технологический маршрут

Плазменная очистка

Установка плазменной очистки


Установка очистки в химических растворах

Начальный и критически важный этап, обеспечивающий идеальную адгезию наносимых пленок. Поверхность подложки (керамической, стеклянной или ситалловой) подвергается тщательной очистке от органических и неорганических загрязнений с помощью двух основных методов: химическая обработка в кислотных/щелочных растворах и плазменная очистка, которая дополнительно активирует поверхность.

Нанесение резистивных и проводящих слоев

Установка термического испарения

Нанесение резистивных слоев осуществляется методами физического осаждения из паровой фазы (PVD): термическим испарением в вакууме (нагрев материала до испарения и конденсации на подложке) или магнетронным распылением (ионная бомбардировка мишени с выбиванием атомов материала).

Для проводящих слоев используются материалы с высокой проводимостью: медь (Cu), золото (Au), алюминий (Al), а также адгезионные подслои (например, нихром, титан).

Фотолитография

Установка прямого лазерного экспонирования



Установка нанесения фоторезиста


Установка проявления фоторезиста



Установка совмещения и экспонирования

Ключевой процесс формирования топологического рисунка схемы. На подложку с нанесенными пленками центрифугированием наносится слой фоторезиста — светочувствительного полимера. Затем через фотошаблон или методом прямого лазерного экспонирования — засветка определенных участков фоторезиста. В зависимости от типа фоторезиста (позитивный или негативный) засвеченные участки становятся растворимыми или нерастворимыми. На этапе проявления незащищенные участки фоторезиста удаляются, открывая нижележащую пленку для последующего травления, а защищенные участки сохраняют пленку. Точность совмещения рисунка на подложке с фотошаблоном определяет минимальные размеры элементов.

Химическое травление

Установка жидкостной химической обработки пластин

Удаление материала пленки (резистивной, проводящей или диэлектрической) с участков, не защищенных фоторезистивной маской.

Подложка погружается в химический раствор (травитель), который растворяет незащищенные участки пленки.