電子封裝第三章ppt課件-資料下載頁
2025-05-12 03:54本頁面
【正文】 層對(duì)傳導(dǎo)電子產(chǎn)生表面散射，由此造成ＴＣＲ減小、電阻率升高 ?但非常薄的膜為不連續(xù)的島狀結(jié)構(gòu)，由此可能造成負(fù)的ＴＣＲ。這種膜容易發(fā)生凝聚或氧化，除少數(shù)幾種物質(zhì)外，特性不穩(wěn)定 ?膜層過厚時(shí)內(nèi)部畸變大，特性也不穩(wěn)定。 ?若膜層中含有 過量的雜質(zhì)、缺陷及真空中的殘留氣體 ，由于引起電子散射，使ＴＣＲ變小，長(zhǎng)期穩(wěn)定性變差。 ?組分： 在金屬 — 絕緣體、金屬陶瓷等多相系中，因組分比易發(fā)生偏離，膜的均勻性不好，由于過剩成分的氧化，穩(wěn)定性差。 ?單相與復(fù)合系： 單相薄膜具有正 TCR和較低的電阻。但組成復(fù)合系，例如ＮｉＣｒ等，由于各成分的ＴＣＲ相抵消，使ＴＣＲ變小，阻值升高 ?其他： 基板表面沾污、凹凸等表面狀態(tài)、基板加熱溫度、基板材質(zhì)、成膜速率等都會(huì)造成特性的分散，并影響穩(wěn)定性等 電阻薄膜材料 ? 代表性的薄膜電阻材料，分為 ?單一成分金屬 ?合金 ?金屬陶瓷三大類 陶瓷薄膜電阻 陶瓷電阻薄膜 ? 金屬陶瓷和Ｔａ ２ Ｎ膜－陶瓷電阻薄膜 ?自混合集成ＩＣ開發(fā)的初期就開始使用 ?金屬陶瓷電阻膜 ?金屬和陶瓷的混合膜，其中有 Cr－ SiO， Cr－ MgF2，Au－ SiO等系統(tǒng) ?Cr－ SiO特性穩(wěn)定，在不同的 SiO含量（ 25％～ 90％）下，可以獲 得電阻率為 103～ 104Ωｃｍ的電阻膜 陶瓷電阻薄膜 ? Ｔａ ２ Ｎ電阻膜 ?晶體結(jié)構(gòu)、電阻率、ＴＣＲ與Ｎ ２ 分壓的關(guān)系 ?Ｎ ２ 分壓增加， β－Ｔａ → → β－Ｔａ＋ α－Ｔａ → → α－Ｔａ＋Ｎ ２ → → α－Ｔａ＋Ｔａ ２ Ｎ → → Ｔａ ２ Ｎ＋ＴａＮ→ → ＴａＮ次序變化 ?在含有Ｔａ ２ Ｎ的區(qū)域，膜層的電阻率大，ＴＣＲ接近零，而且特性偏差小，阻值的經(jīng)時(shí)變化小。因此，處于該區(qū)域的材料適于制作電阻膜 ?調(diào)節(jié)Ｔａ ２ Ｎ膜電阻率一般采用陽極氧化法，在其表面形成絕緣體Ｔａ ２ Ｏ ５ 。 ?Ｔａ ２ Ｎ膜具有良好的熱穩(wěn)定性和耐熱沖擊性能。例如，在熔凝石英基板上沉積Ｔａ ２ Ｎ膜，在２００～８００ ℃ 之間進(jìn)行熱循環(huán)試驗(yàn)，其壽命在３ １０ ７ 循環(huán)以上 Ｎ ２ 分壓增加， β－Ｔａ → → β－Ｔａ＋ α－Ｔａ → → α－Ｔａ＋Ｎ ２ → → α－Ｔａ＋Ｔａ ２ Ｎ → → Ｔａ ２ Ｎ＋ＴａＮ → → ＴａＮ次序變化 陶瓷電阻薄膜 ? 其他材料體系陶瓷薄膜電阻材料 ?（Ｔｉ，Ａｌ）Ｎ ?（Ｔａ，Ａｌ）Ｎ ?（Ｔｉ，Ｓｉ）Ｎ ?Ｔａ（Ｎ，Ｏ） ?ＡｌＮ ?ＴｉＮ ?ＺｒＮ ? 一部分已在精密薄膜電阻和傳真機(jī)用熱寫頭的發(fā)熱體中采用 薄膜材料 介質(zhì)薄膜材料 ? 使用材料性質(zhì) ?電學(xué)特性 ?電氣絕緣、介電性 ?壓電性、熱釋電性、鐵電性 ?光學(xué)特性 ?機(jī)械特性 ? 應(yīng)用領(lǐng)域 ?電子元器件、光學(xué)器件、機(jī)械元器件 ? 應(yīng)用實(shí)例： ?顯示元件、紅外傳感器、彈性表面波（ SAW）元件、薄膜電容器、不易失性存儲(chǔ)器 薄膜材料 介質(zhì)薄膜材料 ? DRAM（動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器）用介質(zhì)薄膜材料 ?蓄積電荷用的電容器膜 ?最初采用 SiO2膜（ εr＝ ） ?后，在維持等效介電常數(shù)的前提下，為提高其可靠性，采用 Si3N4（ εr＝ 7）與 SiO2復(fù)合的等效三明治膜層結(jié)構(gòu) ?SiO2膜 ?制備方法 ?在 Si基板及多晶硅膜、 Si3N4膜表面氧化形成 ?由硅烷及四乙氧基硅烷 Si(OC2H5)4為原料，通過熱 CVD、等離子體 CVD形成 ?Si3N4膜制備方法 ?熱 CVD法、等離子體 CVD。 ?SiO2及 Si3N4－ SiO2復(fù)合膜中 SiO2的等效膜厚已薄到 5nm，達(dá)到最薄極限。 薄膜材料 介質(zhì)薄膜材料 ? Ta2O5(εr＝ 28)， Y2O5( εr＝ 16)， HfO2(εr＝ 24)等氧化物介質(zhì)薄膜材料 ?相對(duì)介電常數(shù)是 SiO2的 4~7倍，受到廣泛注意 ?采用 Ta2O5時(shí)漏電流較大，實(shí)際靜電容量受到影響。 ? SrTiO3， (Ba,Sr)TiO3， PZT [Pb(Ti,Zr)O3]， PLZT [(Pb,La)(Ti,Zr)O3]等鈣鈦礦型氧化物材料 ?具有順電相或鐵電相，介電常數(shù)都很高 ?這些膜層在 IC制作、電子封裝中有重要應(yīng)用 ?IC制作中，由于這些材料介電常數(shù)很高 ?可用于制作存儲(chǔ)器用的電容器膜 ?GaAs基板上 MM(單片微波 )IC用的旁路電容器膜，已達(dá)實(shí)用化 ?電子封裝領(lǐng)域，這些高介電常數(shù)的膜層與導(dǎo)體層疊層共燒可將電容器等無源元件植于高密度多層基板中，實(shí)現(xiàn)三維封裝 薄膜材料 介質(zhì)薄膜材料 ?制備方法 ?射頻磁控濺射 ?離子束濺射 ?溶膠－凝膠 ?ＭＯ（金屬有機(jī)物）ＣＶＤ ?紫外激光熔鍍等方法成膜 薄膜材料 功能薄膜材料 ?功能薄膜材料 ?應(yīng)用越來越廣泛 ?涉及到電子元器件、顯示器、磁記錄及光盤、傳感器、太陽能電池、光集成電路、金剛石薄膜等各個(gè)領(lǐng)域 習(xí)題與思考題 什么是薄膜技術(shù)？簡(jiǎn)要闡述薄膜與厚膜的概念？ 例舉薄膜制備的三種方法，簡(jiǎn)要說明其原理？ 例舉導(dǎo)體薄膜、電阻薄膜材料、介質(zhì)薄膜材料？ 例舉導(dǎo)體薄膜材料的劣化機(jī)制
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