Безкорпусная герметизация полупроводниковых приборов

МосковскийГосударственный Открытый Университет
Факультет информатики и радиоэлектроники
Кафедра электронных приборов.
/>
Пояснительная записка
по дисциплине «Технология производства полупроводниковыхприборов»
на тему:«Безкорпусная  герметизация полупроводниковых приборов»
специальность 200300 /С
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Студента:                                                                      Иванова С.М.
                                                                                          шифр № 696823
                                                                                         заочная форма обучения
 
Преподаватель:                                                             Кротов В.В.
2000
Содержание.
Введение… 2
Методы защиты  р-п-переходов полупроводниковых кристаллов ипластин. 7
Защита поверхностиp-n-переходов лаками и эмалями… 8
Эпоскидные смолы… 13
Компаунды на основеэпоксидных смол… 19
Защита поверхностиp-n-переходов вазелином  и цеолитами… 27
Защита p-n-переходов плёнками окислов металлов… 29
Защита поверхностиp-n-переходов плёнками нитрида кремния. 32
Защита p-n-переходовлегкоплавкими стеклами… 37
Защита поверхностиp-n-переходов силанированием… 42
Защита поверхностир-п-переходов окислением… 44
Очистка полупроводниковыхприборов перед герметизацией. 50
Состояние и свойстваповерхности полупроводников… 52
Методы очистки поверхностиполупроводника… 54
Химическая иэлектролитическая отмывка полупроводников. 55
Отмывка в кислотах ищелочах… 59
Отмывка во  фреонах… 60
Отмывка водой… 62
Отмывка в ультразвуковыхваннах… 64
Определение  чистотыповерхности… 68
Контроль качества промывки… 73
Сушка деталей… 74
Контроль  герметичности полупроводниковых приборов. 76
Описание технологического процесса… 78
Список используемой  литературы… 82 Введение.
Технология производства  полупроводниковых приборов– это техническая наука, занимающаяся изучением  физико-химических  основтехнологических процессов производства электронных прибор и закономерностей,действующих в процессе изготовления этих изделий.
Использование результатовисследований фундаментальных наук и доведение их до  инженерного решения применительно к производству изделий электронной техники позволяют разрабатыватьновые технологические процессы для серийного и массового изготовления.
Развитие прикладных наук вобласти получения чистых и сверх чистых материалов, нанесения покрытий,соединения различных материалов, электрофизических и электрохимических методовобработки способствовали  совершенствованию  полупроводниковой и плёночной технологии, особенно при производстве микросхем.
Повышение качеств изделийтребует высокой технологической точности и дисциплины производства,своевременного анализа и корректировки технологического процесса, построенияоптимального технологического процесса.
Повышению качеств  истабильности технологических процессов, обеспечивающих массовое производствоизделий с воспроизводимыми параметрами, способствует внедрение автоматизированныхсистем управления с полным исключением  человека-оператора и его субъективноговлияния на ход технологического процесса.
Созданиевысокопроизводительных машин и автоматических линий требует знания  основтехнологии производства, современных методов изготовления деталей и узлов,нанесения покрытий, получение электронно-дырочных переходов, сборки приборов имикросхем и т.п.
Производство изделийэлектроники состоит из нескольких этапов, в результате проведения которыхматериалы превращаются в готовые изделия.
Производственный процесс вэлектронном  приборостроении состоит  из: технологической подготовкипроизводства; получения и хранения материалов и полуфабрикатов;технологического процесса изготовления деталей, сборки изделий; испытания готовыхизделий; упаковки и хранения готовых изделий.
Технологический процессявляется той частью производственного процесса, во время которогонепосредственно происходит последовательное качественное изменение  состояниепродукта производства.
Проектированиетехнологического процесса ставит своей целью получение высококачественныхизделий электронной техники, отвечающих техническим условиям и чертежам привысокой производительности и экономичности.
Для защиты кристалловполупроводниковых приборов  и интегральных микросхем, кристаллов и подложекгибридных микросхем от воздействий  внешней среды, стабилизации параметров,повышения срока службы и надёжности  осуществляют герметизацию  вметаллических, металлостеклянных, керамических, металлокерамических и пластмассовыхкорпусах. В  отдельных случаях, особенно при защите активных и пассивныхэлементов гибридных  микросхем, производят  бескорпусную герметизацию.
При герметизации, а так жеэксплуатации в корпуса может попасть некоторое количество влаги, присутствиекоторой, как уже отмечалось, вызывается со временем изменения их параметров,обусловленные адсорбцией и десорбцией молекул воды поверхностью полупроводникапри колебаниях температуры окружающей среду. Чтобы уменьшить влияние переменнойвлажности на параметры полупроводниковых приборов, в корпуса вводят влогопоглотители– цеолиты, адсорбированные осушители (силикагель, активированный оксидалюминия, пористые стёкла и др.)  и реактивные поглотители влаги ( щелочныеметаллы и их гидриды, полугидратированный сульфат кальция, оксид бария и др.
 Цеолиты — кристаллическиеалюмонесиликаты натрия или кальция – имеют кристаллическую решётку с узкимиканалами (диаметром около 0,001 мкм), обладающими высокой сорбционной ёмкостьюи способными адсорбировать  большие количества веществ при их малых концентрацияхв газовых смесях. Расположение на стенках каналов атомы Na+ или Са+ играют роль ионообменных катионов и образуютэлектростатические поля, обеспечивающие  высокое сродство цеолитов с полярными(электрически несимметрическими) молекулами, особенно с молекулами воды. Цеолитыпозволяют осушить газ до точки росы – 70С и активно поглощают влагу вплоть до200С. Цеолиты применяются в виде кристаллического порошка, а так же  таблетокили шаров различных размеров в смеси с добавками глины. (15–20%).
Адсорбционные осушители —пористые вещества с сильно развитой поверхностью. Сорбционная емкость ихзначительно ниже  сорбционной ёмкости цеолитов и при повышении температурырезко уменьшается. Недостаток адсорбционных осушителей является зависимостьобеспечиваемой ими относительной влажности от количества влаги, содержащейся вкорпусе полупроводникового прибора, и температуры окружающей среды.
Реактивные поглотителивлаги, обеспечивающие постоянную относительную влажность в корпусеполупроводникового прибора,— это химические вещества, способные необратимо поглощатьвлагу. В качестве реактивных  влагопоглотителей применяют тонкоизмельчённыещелочные металлы. Мелкие частицы, получаемые  растворением щелочного  металла вполуметилсилоксане или неполярных органических  растворителях, наносят, погружаяприбор в раствор непосредственно перед герметизацией.
Постоянную относительнуювлажность (ниже 1%) обеспечивает применение в качестве влагопоглотителябезводного сульфата  кальция в смеси с полугидратированным сульфатом кальция.Так как две кристаллические  фазы  находятся в замкнутом объёме, приопределённой температуре устанавливается  равновесие между полугидратомсульфата кальция, с одной стороны, и безводным сульфатом кальция м парами воды— с другой стороны. Равновесие, а следовательно, и содержание влаги в газовойфазе остаётся постоянным независимо от общего содержания в корпусе прибора.Тоглько после того как безводная фаза полностью исчезнет (превратится вгидратированную), добавление влаги резко повышает относительную важность.
Эффективноевлагопоглощение  (постоянную относительную влажность 0,2%) обеспечивает такжесмесь окиси бария с полугидратом сульфата кальция. На рис 65 приведены зависимостиотносительной влажности, обеспечиваемой реактивными и адсорбционнымивлагопоглотителями, от количества воды в корпусе прибора (кривые построены длязамкнутого объёма 1 см3, в котором имеется 100 мг влагопоглотителя).Относительная влажность в объёме в состоянии установившегося равновесия  зависитот типа влагопоглотителя и количества воды.
Использование химическихвлагопоглотителей  при герметизации  полупроводниковых  приборов  и микросхемповышает стабильность их эксплуатационных характеристик и  улучшает параметры.
Наряду сзащитой полупроводниковых приборов и микросхем  помещением     их в корпусприменяют герметизацию полимерными оболочками. Разработка эффективных способовпассивации поверхности полупроводников плёнками неорганических диэлектриков(оксидов, нитридов, легкоплавких стёкол и др.), а так же различных полимерныхкомпаундов и пресс порошков, обладающих высокими защитными свойствами,позволила широко использовать этот метод в производстве полупроводниковых приборов и микросхем.
Герметизацияприборов и микросхем полимерными оболочками  требует гораздо меньших (в 2-4раза) затрат, чем помещение  их в металлические, стеклянные и металлокерамические,металлостеклянные и  другие корпуса, и обеспечивает  высокую механическую прочность  и большую стойкость к вибрациям и ударам. Кроме того, использованиеполимерных оболочек позволяет получать полупроводниковые приборы с малымотношением  объёма прибора к объёму его активной части.
Длягерметизации полупроводниковых приборов и микросхем используют полимерныематериалы на основе эпоксидных, кремнийорганических и полиэфирных смол, которыедолжны:
— быть механически прочными,выдержать определённые ударные нагрузки, вибрацию и ускорение, а так жеобладать термостойкостью в диапазоне от –60 до +150 С;
— обладать высокимидиэлектрическими свойствами (малыми диэлектрическими потерями, высокимиудельным сопротивлением и электрической прочностью);
— быть химически стойкими квоздействию различных химических реактивов, применяемых при сборке приборов;
— не содержать примесей,ухудшающих параметры приборов;
— легко поддаваться формовке и иметьмалую усадку при отверждении;
— быть дешевым;
— обеспечивать товарный видизделия.
Стабильность параметров инадежность полупроводниковых приборов, герметизированных  полумерами,определяются изменениями, которые происходят на поверхности полупроводника припроникновении влаги через полимерную оболочку, а также наличием примесей вполимерном материале и внутренним механическими  напряжениями, возникающие вгерметизирующем слое. Внутренние механические напряжения, возникающие вполимерной оболочке, обусловленные усадкой  материала при отверждении и разностьюзначений коэффициентов температурного расширения полимера и полупроводниковогоматериала, соответственно делит на усадочные и термические.
Усадка полимера приотверждении происходит вследствии испарения растворителя, если  оболочку получают из раствора, или кплотнения, если отверждение происходитполимеризацией. Так, как в процессе усадки объём оболочки уменьшается, в ней могутвозникнуть только напряжения растяжения. При охлаждении системы полупроводник–полимер,отверждённой при высокой температуре, возникают термические напряжения, также являющиеся напряжениями натяжения. Внутренее механическое напряжения могут вызватьрастрескивание  и отслаивание полимерной оболочки  от полупроводниковогокристалла, то есть нарушение герметичности, возникновение механическихнапряжений в полупроводниковом  кристалле, существенно влияющих на электрическиехарактеристики p-n-переходов, нарушениемонтажных межсоединений внутри полимерной оболочки и повышение её газо- ивлагопроницаемости.
Так как при длительнойработе полупроводниковых приборов в полимерном материале  могут протекатьпроцессы старения, сопровождающиеся изменением его пластичности и прочности,необходимо использовать полимерные материалы, сохраняющие работоспособность втечение длительного времени. Чтобы обеспечить достаточную работоспособностьполимерных оболочек и максимально уменьшить внутренние напряжения, необходимопроцесс отверждения проводить при строго контролируемой температуре в наиболееблагоприятном диапазоне./>Методы защиты р-п-переходов полупроводниковых кристаллов и пластин.
 
В процессе хранения иэксплуатации ИМС подвергаются внешним воздействиям, которые обусловлены чащевсего изменением температуры или влажности окружающей среды, увеличением илиуменьшением атмосферного давления, присутствием активных веществ в окружающейатмосфере, наличием вибраций, ударов и других факторов. Для защитыполупроводниковых приборов от таких воздействий предусматривается комплексспециальных мер. Наиболее широкое распространение в настоящее время получилидва способа защиты полупроводниковых структур: бескорпусная защита  и корпуснаязащита (с использованием различных типов корпусов).
Выборконструктивно-технологического варианта исполнения бес корпусной защитыопределяется в первую очередь назначением и требованиями, предъявленными кзащищаемой микросхеме. Например, если предусматривается защита сборочной единицы,в состав которой входит бескорпусная микросхема, то предварительно производитсялишь промежуточная технологическая защита микросхемы, обеспечивающая  стабильностьеё параметров на этапе изготовления. Если же бескорпусная микросхема выпускаетсяв виде самостоятельного изделия, то её защита осуществляется с учётом всегокомплекса климатических и механических воздействий, предусмотренных техническимиусловиями эксплуатации на данную микросхему.
Особое требование в случаебескорпусной защиты предъявляются к химической частоте  и термостойкостигерметизирующих покрытий, к их физико-механическим свойствам, влагопоглащению.Кроме того, герметизирующие материалы должны не только обеспечивать высокуюжёсткость создаваемой конструкции, но и устойчивость её к различным видамвоздействий.
Для бескорпусной защитыполупроводниковых структур  используются в основном неорганические иорганические полимерные материалы. Более высокой надёжностью характеризуютсяпокрытия из неорганических материалов, однако, бескорпусная защита на основеорганических материалов гораздо дешевле.
Если в процессе эксплуатации или храненияполупроводниковых приборов требуется защита, обеспечивающая их работоспособностьв течении промежутка времени, то в этом случае рекомендуется применятькорпусную герметизацию. Причём корпуса должны отвечать следующим основнымтребованиям: обладать достаточной механической прочностью  и коррозионной стойкостью;иметь минимальные размеры; обеспечивать чистоту среды, окружающейполупроводниковый прибор; позволять легко и надёжно выполнять электрическоесоединение  между полупроводниковым приборами печатной платы, на которуюустанавливается полупроводниковый прибор; обеспечивать минимальные паразитныеёмкости и   индуктивности конструкции; обеспечивать  надёжную изоляцию междутокопроводящими элементами; быть герметичными и предотвращать проникновениевлаги к защищаемой микросхеме; обеспечивать минимальное тепловое сопротивлениемежду полупроводниковой структурой  и окружающей средой; защищать отвоздействий электромагнитного поля и радиоактивного излучения; обеспечиватьвозможность автоматизации процесса сборки; иметь минимальную стоимость.
 />Защита поверхностиp-n-переходов лаками и эмалями
Защищают p-n-переходыот внешних воздействий тонкими слоями специальных лаков и эмалей, наносимых наместо выхода перехода на поверхность. Покрытие плотно сцепляется с поверхностьюполупроводника и предотвращает доступ водяных паров, кислорода и др.Достоинством метода является его простота и технологичность.
Защита p-n-переходовметодом лакировки имеет ряд недостатков. К основным из них следует отнести то,что применяемые в настоящее время лаки не отвечают требованиям, предъявляемымполупроводниковой технологией: недостаточно влагостойки, плохо переносятрезкое изменение температуры окружающей среды, растрескиваются или отслаиваютсяпри низких температурах.
Кроме перечисленных недостатков, следует отметить ещеодин важный недостаток лаков- их способность создавать в приповерхностном слоеполупроводника значительные механические напряжения, что объясняется разнымикоэффициентами термического расширения лака и полупроводникового материала.Таким образом, качество защитыp-n-переходов и свойствалакированных приборов зависят от свойств лаков.
В качестве исходных материалов для лаков используютсякремнийорганические смолы, обладающие высокой влагостойкостью и хорошимидиэлектрическими свойствами. Однако чистые кремнийорганические лаки имеют ряднедостатков ( трескаются при низких температурах, недостаточно сцепляются сполупроводниками, хрупки), которые устраняют введением модифицирующих добавок   испециальных наполнителей. Некоторые свойства наиболее употребительных лаков иэмалей приведены в таб. 26. При выборе защитного покрытия ( лака или эмали )необходимо исходить из эксплуатационных требований, которые предъявляют к конкретномуполупроводниковому прибору.
Важным фактором при защите p-n-переходов лаков является чистота лакируемой поверхности,которая должна быть тщательно протравлена, промыта и высушена. После сушкиp-n-переходы переносят в специальных вакуумных эксикаторах вскафандры, в которых носят лак на поверхность кристалла. При нанесении лаковогопокрытия  лак набирают в шприц и осторожно небольшими порциями выдавливают наповерхность полупроводникового кристалла. Для покрытия круглых структур применяютразличные полуавтоматические приспособления. Сушат лак в специально выделенныхтермостатах. Режим сушки зависит от вида лака или эмали, а также типа прибора.
Лак К-1—довольно густая, почти прозрачная масса вязкостью 80–100сСт при 20 С. Плёнка этого кремнийорганического лака после полимеризации при130–150 С в течение не менее 4 ч почти прозрачна и удовлетворительно переноситтермоциклирование. Термостойкость около 200 0С. Применяют лак К-1 восновном для защиты сплавных кремниевыхp-n-переходов.Наносят лак иглой шприца или тонкой стальной проволокой, окуная ее в тигелек слаком. При нанесении лак не полностью переходит с иглы ( или проволоки ) накристалл, что приводит к утолщению ее кончика, которое удаляют, протирая иглумиткалем, смоченным в спирте.
Лак К-55–густая прозрачная вязкая масса желтоватогоцвета, приготавливаемая из полиорганосилоксановой смолы. Защитная пленкаобразуется на поверхности полупроводникового кристалла после обработки при130-1500С в течении 2-3 ч. Удельное объемное сопротивление пленкипри 200С равно 1013 Ом×см, а при 200 0С-1012Ом×см. После пребывания пленки в атмосферес повышенной влажностью ( 98%) ее объемное сопротивление снижается до 1011Ом×см. Термостойкость150-1800С.
Лак  К-57–прозрачная вязкая масса светло-желтогоцвета.Время высыхания пленки лака при температуре 2000С равно 1-1,5часа. Удельное сопротивление при 200С равно 1014 Ом×см, а при 2000С –1012Омсм. Термостойкость 180-2000С. Пленка обладает высокойвлагостойкостью и стойкостью к термоциклическому изменению температуры.Рекомендуемый режим сушки: выдержка 10 часов при 150-1700С.
Лак МК-4У–вязкая масса желтого цвета. Связующимвеществом является кремнийорганическая смола, модифицированная полиэфирами иэпоксидными смолами, а в качестве наполнителя в смолу вводиться слюда мусковит.Рекомендуемый режим сушки: выдержка 2 ч при 1800С. Удельное объемноесопротивление при 200С равно 1014 Ом*см. Термостойкость180-2000С.
Защитный лак ПЭ-518– терефталевоглицириновой смолы ТФ-4 в циклогексане; прозрачная жидкостьот светло-  до темно-жёлтого цвета. Обладает термостойкостью в диапазонетемператур от –60 до +100С. Тангенс угла диэлектрических потерь на частоте 106Гц равен 0,04. Удельное объёмное сопротивление равное в обычных условия 1014Ом*см, после пребывание во влажной среде атмосфере в течении 48 часов снижаетсядо 1012 Ом*см. Применяется для защиты p-nпереходовот воздействия влаги и воздуха.
Защитный лак КО-938В— раствор кремнийорганическойсмолы и толуола, модифицированный полиэфиром; жидкость коричневого цвета. Передупотреблением в лак добавляют сиккатив. Содержание сухого остатка равно 50%.Плёнка высыхает при 150 С в течение 30 мин. Адгезионная прочность 8*104Н/м2. Электрическая прочность при 20 С равна 75 кВ/мм, при 200 С —40 кВ/мм, а после воздействия влажной атмосферы в течении 48 часов —50 кВ/мм.Удельное объёмное электрическое сопротивление  при 20 С равна 1014Ом*см, а при  200 С — 1012 Ом*см. Диэлектрическая проницаемость начастоте 106 Гц при 20 С равна 4, а тангенс диэлектрических потерьпри тех же условиях – 6*10-4. Применяется для защиты p-n-переходов  полупроводниковых приборов, работающих притемпературах до 200 С, а также в качестве адгезионного подслоя для эластичныезаливочные компаунды.
Кремнийорганический лак КО-961-п— раствор полиметилвинилфенолсилоксилазанав толуоле; бесцветная или светло-жёлтая  жидкость без механических примесей.Содержание сухого остатка не привышает 57-63%. Плёнка высыхает при 20 С втечение 60 минут. Электрическая прочность при 20 С равна 85 кВ/мм, а при 150 С— 5 кВ/мм. Удельное объёмное сопротивление при 20 С равно 1014 Ом*см,а при 150 С — 1012 Ом*см. Покрытия обладают   хорошейвлагостойкостью и высокими диэлектрическими характеристиками.  Тангенс угладиэлектрических потерь – 0,003. Диэлектрическая проницаемость 4,5. Лак легковоспламеняется: нижний температурный предел воспламеняемости насыщенных паров ввоздухе 8 С, а верхний 36 С. Предельно допустимая концентрация  раров лака ввоздухе составляет 10–20 мг/м3.
Лак сульфон—раствор полисульфонамида на основеизофталеновой кислоты и 3,3-диаминодифенисульфона в диметилацетамиде илидиметилформамиде; жидкость желтоватого цвета. Содержание сухого остатка непревышает 15%. Удельное объёмное сопротивление при 20 С равно 1014Ом*см, при 200 С — 1012 Ом*см, а при 48-часовом воздействии влаги(95%) и 55 С — 1013 Ом*см. Электрическая прочность при 20  равна 50кВ/мм. Тангенс угла диэлектрических потерь на частоте 103 Гц притемпературе 20 С равен 0,02, а диэлектрическая постоянная при тех же условиях –4. Применяется для защиты p-n-переходовполупроводниковых приборов, работающих в интервале температур от –60 до +200 С.
Лак «Пан»— 5%-ный раствор полинитрилоакрилата вдиметилформамиде; прозрачная жидкость жёлтого цвета без механических примесей.Вязкость при 20 С равна 80–150 сСт. Показатель преломления 1,43–1,44.
Эмаль АС–539—суспензия пигмента свинцового сурика врастворе эпоксидной смолы, ярко-оранжевого цвета. Разбавляется ксилолом.Вязкость при 20 С равна 90–100 сСт. Содержание сухого остатка 25%. Тангенс угладиэлектрических потерь  на частоте 1МГц и температуре 20 С не превышает 0,025.Плёнка высыхает при 18-23 С в течение 1 ч, а при 130 С – 4 ч. Удельное объёмноесопротивление при 20 С равно 5*1014 Ом*см, а после пребывания вовлажной атмосфере (98%) в течение 48 часов снижается до 1013 Ом*см.Электрическая прочность 20 кВ/мм. Влагонабухаемость плёнки в течение 48 часовпри 18-23 С не превышает 1%. Эмаль устойчива к перепаду температур от –60 до +125 С. Применяется для защиты  полупроводниковых приборов  и кристаллов с p-n-переходов от внешних воздействий в интервале температурот –60 до +150 С.
Эмаль КО-97— смесь кремнийорганического лака ФМ-34 и смолы БКМ-5с добавлением пигментов и наполнителей. Вязкость при 20 С равна 80-100 сСт. Содержаниесухого остатка не превышает 48-58%. Удельное объёмное сопротивление  при 20 Сравно 1014 Ом*см, а при 170 С — 1012 Ом*см, а послепребывания во влажной атмосфере снижается до 1011 Ом*см. Тангенсугла диэлектрических потерь  на частоте  1 МГц  при 20 С равен 0,01, а при 170С повышается до 0,015. Диэлектрическая проницаемость  при тех же условияхсоответственно равна 3,5 и 5,5. Влагонабухаемость  не превышает 1%.Электрическая  прочность 20 кВ/мм. Эмаль устойчива к перепаду  температур от–65 до +150 С.
Эмаль ЭП-274— суспензия пигментов  в эпоксидном лаке ЭП-074. Дляразбавления применяется смесь, содержащая 30%  ацетона, 30% этилцеллозольва и40%  ксилола. Вязкость 80-100 сСт. Время высыхания плёнки  при 150 С равно 1 ч.Содержание сухого остатка лежиит в пределах от 35 до 45%. Применяется  дляокраски полупроводниковых приборов, эксплуатирующихся в условиях тропическогоклимата, и выпускаются в двух цветов: серого и черного.
Эмаль РПЭ-401— смесь кремнийорганического лака ФМ-ЗУ и растворасмолы БМК-5 в соотношении 5:1, в которую добавляют наполнители: 20% рутила, 20%кварца, 30% слюды и 30% талька. Плёнка высыхает при 200 С  в течение 5 часов.Удельное объёмное сопротивление при 20 С  равно 1014 Ом*см, при 200С — 1012 Ом*см, а после выдержки  во влажной атмосфере (98%) –2,8*1013 Ом*см.
Эмаль ЭС-50— кремнийорганическая смола модифицированная телиэфирамии эпоксидными смолами, в которую в качестве наполнителя вводится рутил. Плёнкавысыхает при 180 С в течение 2 часов. Удельное объёмное сопротивление при 20 Сравно 1014 Ом*см, при 200 С  — 1012 Ом*см, а послевыдержки  во влажной атмосфере (98%) – 109 Ом*см.
Компаунды МБК-1 и МБК-3— высокомолекулярные  полимерные соединения  сдобавкой химически активного  компонента – отвердителя, широко применяемые длязащиты  германиевых p-n-переходов. Перед использованием  компаунды вакуумируют– обрабатывают под вакуумом. Плёнка компаунда МБК-1 после полимеризации  втечение 10-12 часов при температуре 80-100 С твёрдая, а компаунда  МБК-3эластичная, поэтому устойчивость компаунда  МБК-3 к термоциклам значительновыше. Термостойкость компаундов невысока  — около 150 С. Удельное объёмноесопротивление компаунда МБК-3 —1012-1013 Ом*см. Компаундыобладают хорошей адгезией к германию и удовлетворительной влагостойкостью.Тангенс угла диэлектрических потерь при частоте 50 Гц и температуре 20 С равен6*10-2 — для МБК-1 и 5*10-2 — для МБК-3.  Диэлектрическаяпроницаемость  при тех же условиях соответственно равна 3,3 и 4. Электрическаяпрочность лежит в пределах  15–25 кВ/мм при толщине плёнки  1-1,5 мм температуре20 С.
Компаунды ГК и ГКН—предназначены для пассивации и защиты p-n-переходовполупроводниковых приборов, работающих при температурах  от –60 до +220 С. Повнешнему виду компаунд ГК (Г– гидридсодержащий, К– компаунд) — бесцветнаямутная, а компаунд ГКН (Н – с наполнителем) светло-серая жидкость.
Плёнка компаундов после полимеризации — выдержке прикомнатной температуре 20 ч, а затем при 110 С – 2 ч и при 150 С не менее 5 ч –эластичная. Удельное объёмное сопротивление при 20 С соответственно равно 1014и 1015 Ом*см. Тангенс угла диэлектрических потерь на частоте 106Гц равен 3*10-3, а диэлектрическая проницаемость на той же частоте–3,5. Электрическая прочность 25 кВ/мм.
  Эпоскидные смолы.
Эпоксидными смолами называются олигомеры и полимеры,:СН—СНсодержащие в микромолекуле эпоксидные группы \ / ,,
Эпоксидныесмолы представляют собой группу искусственных смол,» получаемых в результатереакции хлорированных глицеринов;
с двухатомными илимногоатомными фонолами в щелочной среде, Обычно для получения эпоксидных смолиспользуют эпихлоргидрин или дихлоргидрин глицерина с резорцином илидифенилолпроданом. В первом случае получают резорциновые смолы, во вто-Ч • ром— дйановые, которые как менее токсичные и более дешевые  получили наибольшее распространение.Молекулярная масса эпоксидных смол может меняться от нескольких сотен донескольких  тысяч в зависимости от соотношения в них исходных компонентов.
Втабл. 27 приведены данные по влиянию соотношения эпихлоргидрина глицерина идифенилоляропана на молекулярную! массу и, температуру размягчения эпоксидныхсмол.        1|
Эпоксидныесмолы—это жидкие или низкоплавкие продукты?! легко растворимые во многихорганических растворителях (аце-тоне, толуоле, хлорированных углеводородах идр.), нерастворимые в воде и мало растворимые в спиртах. С увеличением молекулярноймассы растворимость эпоксидных смол уменьшается. Неотвержденные эпоксидныесмолы имеют ограниченное применение
Эпоксидныесмолы, полученные взаимодействием эпихлоргидрина или дихлоргидрина смногоатомными фонолами, резорцином, анилином, аминами, гликолями, можно разбитьна три основные группы: диэпоксидные, полиэпоксидные и алифатические диэпоксидные
Таблица 27. Свойства эпоксидных смол
Характеристика
Состав смолы
 
I
и
III
IV
Отношение молей эпихлоргадрина глицерина к дифенилолпропану ............
2,6:1
27 483
2,0:1 43 650
1,5:1 77 903,
1,2:1 99 1415-
Температура размягчения, ° С .......
 
 
 
 
Молекулярная масса ..........
 
 
 
 
 
 Кдиэпоксидным относятся смолы на основе дифенилолпропана (ЭД-5, ЭД-6, Э-37)),диаминодифенилметана (ЭМДА)„ фенолфталеина (ЭФФ) и азотсодержащие на основеанилина (ЭА), к полиэпоксидным — смолы на основе эпоксиноволаков (ЭН-5, ЭН-6),полифенолов (ЭТФ) и эпоксициануратные на осно­ве циануровой кислоты (ЭЦ), а калифатическим диэпоксидным — смолы на основе алифатических аминов (Э-181,ДЭГ-1, ТЭГ-1„ МЭГ-1 и ЭЭТ-1).
Вполупроводниковом производстве для приготовления различ­ных компаундов для герметизацииполупроводниковых приборов и интегральных схем широкое применение находятэпоксидные смолы ЭД-5, ЭД-6, Э-37, ЭЦ и Т-10.
СмолаЭД-5 — вязкая светло-коричневая жидкость, продукт конденсации дифенилолпропана(температура плавления 140— 142° С, содержание свободного фенола не более 4%) сэпихлор-гидрином глицерина. Молекулярная масса 360—470. Температур» размягчения0°С. Время отверждения с гексаметилендиамином при 120° С равно 10 мин. Содержит20% эпоксидных групп и 2,5% летучих соединений. Мольное соотношениеэпихлоргадрина и дифенилолпропана 5:1.
СмолаЭД-6 — прозрачная вязкая жидкость от светло-желто­го до светло-коричневогоцвета, продукт конденсации дифенилолпропана и эпихлоргидрина в присутствии щелочи.Молекулярная масса 480—600. Температура размягчения 10° С. Содержит от 14 до. 18%эпоксидных групп и 1% летучих соединений. Мольное соот­ношение эпихлоргидрина идифенилолпропана 2,5:1.
СмолаЭ-37—сиропообраэная жидкость от светло-желтого» до темно-коричневого цвета,продукт взаимодействия дифенилол­пропана и эпихлоргидрина. Молекулярная масса600—800. Тем­пература размягчения 50—70° С. Содержит от 11 до 17% эпоксид­ныхгрупп, 0,5% летучих соединений и 0,005 ионов хлора. Мольное соотношение эпихлоргидринаи дифенилолпропана 1,2:1.
СмолаЭЦ — густой вязкий или твердый хрупкий материал от желтого до коричневогоцвета,, продукт конденсации цикличе­ского тримера циануровой «кислоты сэпихлоргидрином. Молеку­лярная масса 400—600. Температура размягчения 70—80^С.Со­держит 30% эпоксидных групп,- 1,5% летучих соединений, 5% хло­ра и 0,1%ионов хлора.Смола Т-10—прозрачный вязкий материал от желтого до -коричневогоцвета, продукт модификации смолы ЭД-6 полиорга носилоксаном Молекулярная масса300—700 Температура раз-1 мягчения 60—70° С Содержит от 11,5 до 14,5%эпоксидных групп' и 97% сухого остатка Применяется для приготовления заливоч­ныхсоставов для изделий электронной техники, работающих в ин­тервале температур от—60 до +220° С При комнатной темпера туре смола не токсична а при ] 220° С
/>
не огнеопасна Полностью |растворяется в ацетоне          3
Широкое применениеэпоксидных смол обусловлено исключи тельно   ценным   комплексо свойств, присущихэтой группе I искусственных соединений (рис 43)   Основные положительныекачества эпоксидных смол за-ключаются в том, что на их ос нове получают жидкиеи твердые | материалы, которые отвержда- ются как при комнатной, так и при повышеннойтемпературе  без образования пузырей .
 В качестве отвердителейдля эпоксидных смол могут быть ис-
Рис 43 Зависимость свойств эпоксид ных смол от частоты и температуры
в — тангенса угла диэлектрических  потерь б — объемного и поверхностного удельного со­противления е — диэлектрической  проницае мости
пользованы алифатические иаро- % магические амины, пиперидин  и ангидриды кислот Алифатические амины —диэтилентриамин и триэтилентетрамин характеризуются тем, что при добавлении ихв эпоксидную смолу отверждение ее происходит при комнатной температуре Однакопри повышенных температурах наблюдается ухудшение электро-физических свойствпластмасс Добавление к эпоксидным смолам ;
ароматических аминов —метафенилендиамина, метилендиамина  или диаминдифенила позволяет получать пластмассы,отвержде- ние которых происходит при повышенной температуре (40—60° С),^ ииспользовать их при более высоких рабочих температурах, чем  смолы салифатическими аминами Введение в эпоксидную смолу  пиперидина дает температуруотверждения порядка 100° С. Для получения пластмасс, стойких к повышеннымтемпературам, 1 в эпоксидную смолу добавляют ангидриды кислот (например, гидридметилгексановой кислоты)                           
Отвердителипридают эпоксидной смоле определенные специ-„     фические свойства,необходимые для конкретных целей  применения Свойства эпоксидных смол послевведения в них отвердите
лей зависят не только отрода отвердителя, но и от его количества. Избыток отвердителя (как „и егонедостаток) может отразиться на свойствах конечного продукта Так, избытокаминов, особенно с высокой температурой кипения, приводит к тому, что получен­ныепластмассы способны вызывать коррозию некоторых метал­лов (меди, латуни и др )Количество отвердителя может^ отра­зиться также на физико механических иэлектрических свойствах отвержденной смолы Таким образом, в зависимости от видаи количества введенного в смолу отвердителя можно получать термореактивные продуктыс высокой химической стойкостью, механический прочностью и стабильностьюэлектрических пара­метров
Для отверждения эпоксидных смол широкое применение находят следующие материалы(отвердители)
Диэтилентриамин(ДЭТА) — жидкость желтого цвета Молекулярная масса 103 Температура кипения 206°С Содержит 27,2% первичных аминов и 12,8% -вторичных Температура совме­щениялежит в пределах от 20 до 40° С Для отверждения 100 ч смолы необходимо от 8 до12 ч продукта Время отверждения при 100° С равно 6 ч
Гексаметилендиамин(ГМДА)—жидкость темно-жел­того цвета Молекулярная масса 116 Температураплавления 42° С, а кипения 200° С Содержит 24% азота Температура сов­мещениялежит в пределах от 40 до 60° С Для отверждения 100 ч смолы необходимо от 10 до15 ч продукта Время отверж­дения при 25° С равно 5 сут, при 80° С—10 ч, при120° С—3 ч
М-Фенилендиамин(МФДА) — жидкость желтого цвета Молекулярная масса 108 Температура плавления60° С, а кипе­ния 280° С Температура совмещения лежит в пределах от 60 до 90° СДля отверждения 100 ч смолы необходимо от 10 до 14 ч продукта Время отвержденияпри температуре 80° С равно 8 ч, а при 120° С—2 ч
Дициандиамид(ДЦДА) — бесцветная жидкость Моле­кулярная масса 84 Температура плавления 200°С Цри нагрева­нии разлагается Содержит 65% азота Температура совмещения лежит впределах от 150 до 170° С Д'ля отверждения 100 ч смолы необходимо от 15 до 20 чпродукта Время отверждения при температуре 170° С равно 40 мин
Триэтаноламин(ТЭА) — бесцветная жидкость Молеку лярная масса 149 Температура кипения лежит вдиапазоне от 170 до 225° С, а температура совмещения—в диапазоне от 40 до 80° СДля отверждения 100 ч смолы необходимо от 15 до 20 ч продукта Время отвержденияпри температуре от 80 до 100° С
равно6 ч
Диметиланилин(ДМА)—.жидкость коричневого цвета Молекулярная масса 121 Температура китгения192° С Темпера­тура совмещения 60° С Для отверждения 100 ч смолы необхо­димо от0,05 до 0,5 ч продукта Время отверждения при темпе­ратуре 20°С равно 8 ч
Отвердитель Л 18—прозрачная вязкая жидкость от желЗ тогодо темно-коричневого цвета. Для отверждения 100 ч. смолы, используют от 20 до80 ч. продукта.
Малеиновый  ангидрид   (МА) 1 С4НаОз —бесцветные/ игольчатые кристаллы или чешуйки белого цвета, растворимые^ в воде.Молекулярная масса 98,06. Выпускается марка ЧДА. Температура плавления 52—54°С. Температура совмещения ле­жит в пределах от 55 до 60° С. Для отверждения 100ч. смолы' необходимо 0,85—1 ч. продукта. Время отверждения при 120° С равно 2ч, а при 150° С—10 ч.
Фталевый ангидрид (ФА) С8Н40з — порошок белого цвета.Молекулярная масса 148,11. Температура начала плавле-^' ния 130° С. Температурасовмещения лежит в пределах от 135 до 145° С. Для отверждения 100 ч. смолынеобходимо 3“ч. ангид­рида. Время отверждения при 120—150° С равнонескольким часам.
Метилтепрагидрофталевый ангидрид (МТГФА) СдНщОз—белыйкристаллический порошок или белые с кремо­вым оттенком чешуйчатые пластинки.Растворяется в эфире, аце­тоне. Труднее растворяется в спирте. Не растворяетсяв воде. Молекулярная масса 166,179. Температура плавления 60—65°С. Вязкость притемпературе 90° С равна 30 сСт. Температура^ сов­мещения лежит в пределах от 60до 80° С. Для отверждения 100 ч. смолы необходимо 4 ч… продукта. Времяотверждения при 120° С равно 3 ч, а при 150°^С—15 ч. Применяется в качествеотвердителя при горячем отверждении эпоксидных смол или со-, ставов на ихоснове. Выпускается марка Ч с содержанием чисто- | го продукта99%.                                          1
Тетрагидрофталевый'ангидрид (ТГФА) — кристал-1 лический порошок белого цвета. Молекулярная масса152. Тем--1 пература плавления 98—101° С. Температура совмещения лежит ^ в пределахот 100 до 110° С. Для отверждения 100 ч. смолы не- \1 обходимо от 2до 4 ч. продукта. Время отверждения при 120° С
„Отъ-ердительУП-575 — жидкость от светло- до темно-коричневого цвета, продукт конденсациигексаметилендиамина ' с циклогексаноном. Показатель преломления лежит впределах от 1,49 до 1,51. Применяют для приготовления пластмассы с тем- :
пературой отверждения выше20° С. Увеличивает жизнеспособ-, ность композиций.
Отвердитель АФ-2—вязкаяжидкость красно-коричнево-
лина.              Компаунды на основе эпоксидных смол.
Эпоксидные компаунды представляют собой продукты моди­фикацииэпоксидных смол отвердителями, пластификаторами и наполнителями. При введении»модифицирующих веществ изме-няются свойства эпоксидных смол: снижается ихвязкость, изме­няется жизнеспособность, претерпевают изменения физико-меха­ническиеи электрические свойства. Таким образом, эпоксидные компаунды представляютсобой двух-, трех- и четырехкомпонент­ные системы, в которых первая и втораясоставляющие (смола и Отвердитель) являются постоянными, а третья: и четвертая(пластификатор и наполнитель) вводятся для получения опреде­ленных свойствпластмассы.
Вкачестве пластификаторов, уменьшающих хрупкость ком­паундов, используют полиэфиры,дибутилфталаты, диоктилсеба-цинаты, трикрезилфосфаты, трифенилфосфаты и др.Количество вводимых пластификаторов обычно колеблется в пределах от 5 до 30% поотношению к массе смолы.
Наполнители (песок, кварц, тальк, слюда и др.)улучшают механические и^ термические свойства компаундов и вводятся в их составобычно в больших количествах (до 300% по отноше'-нию к массе смолы).
Эпоксидные компаунды обладают хорошей адгезией ко мно­гимматериалам и имеют малую усадку, колебания которой от 0,4 до 2,5% зависят отусловий отверждения и состава компаун­да. В производстве полупроводниковыхприборов и 'интеграль­ных схем для герметизации кристаллов с р-п-переходамишироко применяют следующие эпоксидные компаунды: эпоксидно-полиэфирные (К-115,К-201, К-168, К-176, Д-2, Д-4. Д-19, ЭЗК-11, ЭЗК-12), эпоксидно-тиоколевые(К-153 и др.), эпоксидно-каучковые (К-139 и др.), эпоксидно-кремнийорганические(ЭФП-60, ЭФП-61, ЭФП-62, ЭФП-63, ЭФП-64, ЭФП-65, ЭКБТ-103, БЭТА-1, КЖ-25, ЭКМ,ЭЦД, ЭКП-200).
КомпаундК-115—прозрачная жидкость от светло-желто­го до коричневого цвета, продуктмодификации смолы ЭД-5 поли­эфиром МГФ-9. Содержит 2,5,% летучих примесей.Жизнеспособ­ность при 20° С равна 2 ч. Отверждение проводят по одному изрежимов: при комнатной температуре—24 ч, при 60° С— 10—12 ч, при 80° С—8—10 ч,при 100° С—6 ч, при ^120° С—3 ч. Пре­дел прочности отвержденного компаунда присжатии равен (1,1—1,4). Ю8 Н/м2, а при изгибе (0,9-1,3) •108 Н/м2. За 24 ч поглощает 0,04% влаги и 0,4% ацетона.Удельное объемное эле­ктрическое  сопротивление   1015  Ом-см,   а поверхностное ' &-1014 Ом-см. Тангенс угла диэлектрическихпотерь на частоте 106 Гц при температуре 20° С равен 0,02, адиэлектрическая про­ницаемость при тех же условиях равна 4 Электрическая проч­ность25 кВ/мм. Теплостойкость 100° С.
Компаунд К-201 по механическим иэлектрическим свойст­вам аналогичен К-115, но обладает меньшей теплостойкостью.Применяется с большим количеством (300%) наполнителя.
Крмпаун-д К-168—продукт модификациисмолы ЭД.6 полиэфиром МГФ-9 Электрофизические параметры такие же, как у компаундаК-115 Обладает повышенной- по сравнению с ним теплостойкостью. Применяется снаполнителем и без него.
Компаунд К-176 — вязкая жидкость от светло-желтого досветло-коричневого цвета, которая включает в себя 100 ч. смолы ЭД-5 и 20 ч.диоктилфталата. Содержит 3% летучих соедине­ний. Обладает самой высокойтеплостойкостью среди компаундов этой группы.
Компаунды типа Д (Д-2, Д-4, Д-19) — вязкие жидкости.Применяются для заливки и обволакивания конструкций элек­тронной техники.Состоят из 100 ч смолы ЭД-6, от 2 до 10 ч. от-вердителя и от 5 до 200 ч.наполнителя. Рабочая температура от —60 до +80°С. Предел прочности при изгибе(0,98—1,6) -108 Н/м2, а при сжатии (1,06—1,9)-108Н/м2. Удельная вязкость в пределах (0,6—2,5) • 106 Н/м2.Тангенс угла диэлектрических потерь на час­тоте 106 Гц притемпературе 20° С равен 0,02, а диэлектрическая проницаемость равна 4.
Компаунд ЭЗК-11 состоит из 100 ч смолы ЭД-6, 12 ч.отвердителя, 18 ч касторового масла, 12 ч. бутилметакрилата, 150 ч. кварца, 150ч. талька. Удельное объемное электрическое сопро­тивление при 20° С равно 1014Ом-см, а при 80°С—1013 Ом-см. Тангенс угла диэлектрических потерь начастоте 106 Гц при 20° С равен 0,001, а при 80° С—0,03.Диэлектрическая проницаемость при тех же условиях соответственно равна 4,1 и4,6. Время отверждения при 80° С равно 1 ч, при 100° С—2 ч, а при 140° С—3 ч.
Компаунд ЭЗК-12 состоит из 100 ч эпоксидной смолыЭД-5, 10 ч. отвердителя, 10 ч. стирола и 100 ч двуокиси титана. Удель­ноеобъемное сопротивление при 20° С равно 1014 Ом-см, а при 100° С—109Ом-см. Тангенс угла диэлектрических потерь на час­тоте 106 Гц при20° С равен 0,02, а при 100° С—0,05. Диэлектри­ческая проницаемость при тех жеусловиях соответственно равна 9 и 12. Время отверждения при 60—80° С равно 8—12ч.
Компаунд  К-153   (эпоксидно-тиоколевый) — однородная жидкость от светло- до темно-бурогоцвета, обладает повышенной эластичностью и хорошей морозостойкостью. В составкомпаунда входят эпоксидная смола ЭД-5, тиокол и полиэфир МГФ-9. Дляотверждения рекомендуется выбирать один из следующих режи­мов: 8 ч при 18—20° Си 6—8 ч при 80° С; 8 ч при 18—20° С, 2 ч при 75—80° С и 6 ч при 100° С; 8 ч при18—20° С и 3 ч при 120° С. В некоторых случаях отверждение проводят прикомнатной тем­пературе в течение 3 суток. Отвержденный компаунд имеет пределпрочности при изгибе (0,8—1)-108. Н/м2, -при растяжении—'(4—5) • 107 Н/м2, а при сжатии— (1—1,2) • 108Н/м2 Относительное удлинение при разрыве составляет от 3 до 5%. За24 ч впитывает 0,08% влаги, за 30 суток—0,3%. После пребывания в ацетоне в те­чение24 ч увеличивает массу на 2%. Удельное объемное электри­ческое сопротивлениеравно 1014 Ом-см. Тангенс угла диэлектри­ческих потерь на частоте 106Гц при 20° С равен 0,03, а диэлектри­ческая проницаемость равна 4.Электрическая прочность при тол­щине образца 2 мм равна 20 кВ/мм.
_Компаунд К-139—продукт модификации смолы ЭД-5 поли­эфиромМГФ-9 и парбоксилатным каучуком Т: КА-26. Применяется
длягерметизации деталей электронной аппаратуры и приборов Жизнеспособность компаундапосле приготовления не превышает 2 ч Скорость полимеризации при температуре140° С равна 30—50 с Отверждение можно проводить по одному из следующих режимов:48 ч—при 20° С; 6 ч—при 20° С, 2 ч—при 80° С и 6 ч— при 100° С; 6 ч—при 20° С и8—10 ч—при 60—80° С Предел проч­ности при изгибе (5—6)-107 Н/м2,при растяжении (4—6) • 107 Н/м2. Относительное удлинениепри разрыве 8% Температура стекло­вания 75° С Удельное электрическоесопротивление при 20° С рав­но 1014 Ом-см Тангенс угладиэлектрических потерь на частоте 106 Гц при 20° С равен 0,04, адиэлектрическая проницаемость равна 4,5
Пресс-материал ЭКП-200 —эпоксикремнийорганический пресспорошок черного цвета с дисперсностью 0,5 мм наоснове эпоксидной смолы ЭД-6, отвердителей и минерального наполни­теляприменяется для герметизации изделий электронной техники, а также дляизготовления деталей радиоэлектронной аппа­ратуры, рассчитанных на эксплуатациюв диапазоне температур от —60 до +200° С в течение 1000 ч Время желатинизациипри 160° С равно 1—2 мин Тангенс угла диэлектрических потерь на частоте 106Гц равен 0,03, а диэлектрическая проницаемость рав­на 5 Удельное электрическоесопротивление при 20° С равно 1014 Ом-см, а после пребывания ватмосфере с 98% влажности при температуре 40°С в течение 30 сут—1013Ом-см Электриче­ская прочность при нормальных условиях и после пребывания вовлажной'атмосфере 20 кВ/мм Усадка не превышает 0,5% Плот­ность  1,7—1,9 г/см3 Коэффициент линейного расширения 30-10-6 \/°С Водопоглощение 0,5% Время отверждения при 160° С равно 4—5 мин на 1 мм толщины образца
Эпоксидные формовочные порошки ЭФП —пресспорошки на основе эпоксидной смолы ЭД-6, отвердителя и мине­ральных наполнителей,выпускаемые пяти марок  ЭФП-60, ЭФП-61, ЭФП-62, ЭФП-64 (черные) и ЭФП-65(красно оранже­вый) и применяемые для герметизации и изготовления деталейрадиоэлектронной аппаратуры Дисперсность порошков всех ма­рок 0,5 мм Время желированияпри температуре 150° С от 40 до 120 с Жизнеспособность при температуре хранения25° С равна 1,5 ч Тангенс угла диэлектрических потерь на частоте 106Гц равен 0,03 Диэлектрическая проницаемость 6 Удельное объемное и поверхностноесопротивление 1014 Ом-см Электрическая проч­ность 20 кВ/мм Пределпрочности при статическом изгибе со­ставляет: для ЭФП-60—6-Ю7 Н/м2,для ЭФП-61—7-107 Н/м2, для ЭФП-62—9-Ю7 Н/м2,а для ЭФП-64 и ЭФП-65—7-Ю7 Н/м2. Коэффициент линейногорасширения до ЭФП-60, ЭФП-62 и ЭФП-65 равен (32-38) • Ю-6 1/°С, дляЭФП-61 — (28-32) X Х10-6 17° С, а для ЭФП-64—(22—25) • 10-61/°С.'Усадка мате­риала всех марок не превышает 0,5% Плотность изменяется от 1,7г/см3 для ЭФП-60 до 2,2 г/см3 для ЭФП-65 Время отвержде-
ниявсех порошков при 150° С равно 3—4 мин при толщине образ-| ца 1 мм
Компаунд ЭК.БТ-103—прозрачная однородная жидкостьсветло-желтого цвета, получаемая смешиванием эпоксидной смо­лы ЭД-5 сотвердителем и ускорителем полимеризации. Приме­няется для защиты источниковизлучения, работающих в инфра­красной и видимой областях спектра, а такжегерметизации полу­проводниковых приборов. Не теряет своих свойств при использо­ваниив условиях пониженных (—60° С) и повышенных (+120° С) температур. Показательпреломления при 20° С равен 1,55. Жиз­неспособность 10—12 ч. Тангенс угладиэлектрических потерь на частоте 106 Гц при 20° С равен 0,05.Диэлектрическая проницае­мость 5. Удельное объемное сопротивление при 20° Сравно 1014 Ом-см, электрическая прочность 20 кВ/мм. Теплостойкость 90°С. Водопроницаемость за 24 ч не превышает 1%.
Компаунд БЭТА-1—однородная жидкость светло-желтогоцвета, получаемая смешиванием эпоксидной смолы ЭД-5, отвер-дителя и ускорителяполимеризации. Применяется для герметиза­ции полупроводниковых источниковизлучения в инфракрасной и видимой области спектра, а также для изготовлениякорпусов различных полупроводниковых приборов. Стоек в интервале тем­ператур от—60 до +100° С. Показатель преломления 1,55. Жиз­неспособность 24 ч. Тангенсугла диэлектрических потерь на час­тоте 106 Гц при 20° С равен 0,05.Диэлектрическая проницаемость 5. Удельное объемное сопротивление 2-Ю9Ом-см. Водопоглоще-ние в течение суток не превышает 1%.
Компаунд КЖ-25 — вязкая однородная жидкостьярко-красного цвета, получаемая смешиванием эпоксидной смолы ЭД-5, отвердителя,наполнителя и ускорителя полимеризации. Применяется для герметизациигерманиевых полупроводниковых приборов, работающих в интервале температур от—60 до +70° С. Жизнеспособность 10—12 ч. Тангенс угла диэлектрических потерь начастоте 106 Гц при 20° С равен 0,02. Диэлектрическая проницае­мость4. Удельное объемное сопротивление при 20° С равно
1014Ом-см. Электрическая прочность 20 кВ/мм. Усадка при поли­меризации непревышает 1 %.
КомпаундЭКМ—вязкая жидкость кирпично-красного цвета. Применяется для герметизацииполупроводниковых дио­дов и транзисторов. Диапазон рабочих температур от—60 до +120°С. Усадка после отверждения не превышает 0,9%. Жизне­способность 4 ч. Пределпрочности на разрыв 7,4-Ю7 Н/м2. КТР равен 47-Ю-61/°С. Тангенс угла диэлектрических потерь на час­тоте 106 Гц при 20°С равен 2,5-10~2. Диэлектрическая проницае­мость 4,5. Удельное объемноесопротивление при 20° С равно
1015Ом-см. Электрическая прочность 35 кВ/мм.
Компаунд ЭЦД—вязкая жидкость черного цвета. Диапа­зонрабочих температур от —60 до +150° С. Усадка после затвер­девания 0,7%.Жизнеспособность 48 ч. Предел прочности на раз­рыв 7,3-Ю7 Н/м2.Тангенс угла диэлектрических потерь на частоте
Ю9Гц при 20°С равен 1,5-Ю-2. Диэлектрическая проницаемость 2,5.Удельное объемное сопротивление при 20°С равно 1015 Ом-см.Электрическая прочность 20 кВ/мм.
КомпаундК-18—вязкотекучий материал от белого до тем­но-серого цвета. Применяется длягерметизации полупроводнико­вых приборов и интегральных микросхем, работающих ватмосфере с повышенной влажностью в интервале температур от —60 до +250° С.Жизнеспособность 6 ч. Содержание летучих примесей при температуре 150° С не превышает1,5%. Относительное удли­нение при разрыве 80%. Удельное объемное сопротивлениепри 20°С и относительной влажности 65% равно 1013 Ом-см. Тангенсугла диэлектрических потерь на частоте 105 Гц равен 0,02, а ди­электрическаяпроницаемость на той же частоте равна 3. Элек­трическая прочность 15 кВ/мм.
Компаунд К-25 — вязкая жидкость от серого до черногоцвета, получаемая смешиванием смолы СК-25,1 наполнителя (стекло—кристаллическогоцемента марки СЦ-90-1), красителя (нигрозина) и отвердителя (полиамидной смолыЛ-20). Применя­ется для защиты и герметизации полупроводниковых приборов,работающих в интервале температур от —60 до +150°. Жизнеспо­собность при 20°Сне более 2 ч. Тангенс угла диэлектрических потерь при 20°С и частоте Ю6Гц равен 0,015. Диэлектрическая проницаемость   4,5.   Удельное   объемное  сопротивление 1,5-Ю12 Ом-см. Для приготовления компаунда берут 100мае ч смолы СК-25, 100—200 мае. ч. стеклокристаллического цемента, 2 мае. чнигрозина и 50—60 мае. ч. смолы Л-20.
КомпаундК-26—вязкая жидкость красного цвета, полу­чаемая смешиванием смолы ЭД-20,красителя, разбавителя (гли-цидилового эфира) и отвердителя (полиамидной смолыЛ-20). Применяется для герметизации цифрознаковых индикаторов, ра­ботающих в интервалетемператур от —60 до +125° С. Жизне­способность не более 2 ч. Тангенс угладиэлектрических потерь при 20°С и частоте Ю6 Гц равен 0,03, адиэлектрическая прони­цаемость при тех же условиях равна 5. Удельное объемноесопро­тивление при 20°С равно 8-Ю14 Ом-см. Водопоглощение не пре­вышает0,5%. Разрушающее напряжение дри растяжении 2,5-Ю7 Н/м2.Для приготовления компаунда берут 100 мае. ч смо­лы ЭД-20, 20 мае ч.глицидилового эфира, 50 мае. ч. полиамидной смолы Л-20 и 0,5 мае ч. красителя.
Пресс-материал ЭФП-63—порошоктемно-серого цвета, композиция на основе эпоксидной смолы, минеральных наполни­телей,отвердителя и красителя. Применяется для герметизации полупроводниковыхприборов и гибридных интегральных микро­схем. Тангенс угла диэлектрическихпотерь на частоте Ю6 Гц ра­вен 0,03, а диэлекгрическая проницаемостьна той же частоте равна 5 Удельное объемное сопротивление Ю14 Ом-см.Электри­ческая прочность 20 кВ/мм. Разрушающее напряжение при ста­тическомизгибе 9-Ю'' Н/м2. КТР в интервале температур от 20 до 125° С равен25-Ю-6 1/°С. Усадка 0,6%.
Компаунд ЭКБТ-103—прозрачная однородная жидкостьсветло-желтого цвета, композиция на основе эпоксидной смолы ЭД-22 сотвердителем и ускорителем. Применяется для защиты и герметизацииполупроводниковых источников света в инфра­красной и видимой областях спектра иобеспечивает работу при­боров в диапазоне температур от —60 до +120° С.Показатель преломления при 20° С равен 1,55 Тангенс угла диэлектрических потерьпри частоте 106 Гц равен 0,05, а диэлектрическая прони­цаемость натой же частоте равна 5. Удельное объемное сопро­тивление 1014 Ом-см.Электрическая прочность 20 кВ/мм. Про­зрачность в исходном состоянии не менее88%, а после обработки при температуре 120° С в течение 30 сут^-85%.Водопоглощение не более 1%. Для приготовления компаунда берут 100 мае. ч. смолыЭД-22, 10 мае. ч. отвердителя (трибутилбората) и 1 мае ч. ускорителя (марки'606/2).
Компаунд Л-1—композиция на основе эпоксидной смолыЭД-24, смолы «Оксилин-5», отвердителя (МТГФА) и ускорителя (диметилбензиламина).Применяется для герметизации цифро-знаковых индикаторов. Для получениягерметизирующего состава красного или зеленого цвета в состав вводят смолу«Оксилин-5» соответс'пвуюйцего цвета. Для приготовления компаунда берут 40 мае.ч. смолы ЭД-24, 60 мае. ч. смолы «Оксилин-5», 37 мае ч. отвердителя и 1 мае.ч.ускорителя.
Компаунды ОП-3 и ОП-ЗМ (О—оптический, П—про­зрачный,3—номер компаунда, М—модифицированный) приме­няются для заливки элементовоптоэлектронных приборов. Ком­паунды—прозрачные жидкости: ОП-3—бесцветная илислабого желтого цвета, а ОП-ЗМ—желтого, зеленого, красного и руби­нового цветов.Время желирования при температуре 120° С не более 10 мин. Показательпреломления 1,48. Вязкость компаундов лежит соответственно в Пределах от 150 до500 и от 1500 до 6000 сСт. Светопропускание при толщине 0,8—1 мм и 20° С от 65 до85%. Тангенс угла диэлектрических потерь при 20° С и частоте 106 Гцравен 0,03, а диэлектрическая проницаемость при тех же условиях равна 5Удельное объемное сопротивление при 20° С равно 1014 Ом-смРазрушающее напряжение при растяжении лежит в пределах от 1.5-Ю7 до2,5-Ю7 Н/м2. Водопоглощение за 24 ч не превышает 0,5%.КТР равен 8-Ю-5 1/°С.
Компаунд ОП-6—прозрачная жидкость желтоватого или красногоцвета. Применяется для герметизации оптоэлектронных приборов, работающих притемпературах от —60 до +125° С. При­готовляется на основе эпоксидной смолы иотвердителя ангидрид­ного типа. Время желирования при температуре 120° С равно 30мин Прозрачность при длине волны 0,7—1 мкм и температуре 20° С не менее 85%.Водопоглощение за 24 ч не более 0,3%.
Компаунд ОП-429/1—вязкая, бесцветная, прозрачная жид-'кость. Применяется для защиты и герметизации цифрознаковых индикаторов иоптронов, работающих при температурах от —60 до +125° С. Время желирования 1 ч.Показатель преломления при
20°С равен 1,53. Светопропускание при толщине 1 мм и 20°С в инфракрасной и видимой области спектра не менее 85%. Тан­генс угладиэлектрических потерь при 20° С и частоте Ю6 Гц равен 0,03, адиэлектрическая проницаемость при тех же условиях равна 3,8 Удельное объемноесопротивление при 20° С равно 1013 Ом-см. Водопоглощение в холоднойводе за 24 ч. не превышает 0,1%. Разрушающее напряжение при растяжении равно4,5-Ю7 Н/м2. Выдерживает в течение 5 мин температуру 240°С.
КомпаундОП-429/2 — вязкая жидкость белого цвета. При­меняется для герметизации и защитыполупроводниковых прибо­ров. Отличается от компаунда ОП-429/1 меньшимводопоглощением.Защита поверхности p-n-переходов вазелином  и цеолитами.
 
При сборкеполупроводниковых кристаллов с p-n-переходами вкорпуса используют метод стабилизации параметров введением в корпус приборакремнийорганического вазелина в сочетании с влагопоглощающими добавками(гетерами), например с цеолитом. Изоляционный вазелин представляет собой смеськремнийорганической жидкости с мелкодисперсным наполнителем в виде вязкойпасты. Широкое применение получили кремнийорганические вазелины КВ-3, КВ-2,КВ-3А.
Вазелин обладает высокимиизоляционными свойствами: удельное объемное сопротивление вазелина притемпературе 200С составляет 1014ом*, а при 1500-1012ом*см;тангенс угла диэлектрических потерь при частоте 106гц-0,006;диэлектрическая проницаемость-2,8, а диэлектрическая прочность-15 кВ \ мм.
Перед нанесением наполупроводниковые кристаллы или корпуса вазелин подвергают вакуумной сушке притемпературе 1500С в течение 8-10 ч. Технологический процесснанесение вазелина проводиться в скафандрах в атмосфере осушенного азота.
Так же герметизациюпроизводят цеолитным адсорбентом и синтетическими цеолитами:
Цеолитный адсорбент— порошкообразный синтетическийцеолитный материал CaA, применяемый для созданиязащитной атмосферы во внутренних областях корпусов полупроводниковых приборов,выпускается двух видов: мелкокристаллический  с размерами  кристаллов от 1 до 5мкм и крупнокристаллический с размерами кристаллов  от 3 до 8 мкм. Статическаяактивность – влогоёмкость при относительной влажности воздуха 0,03% в течение24 ч равна 18%. На основе порошка изготовляют таблетки диаметром  4 и 6 мм итолщиной 0,6 мм.
Синтетические цеолиты— высокоэффективные  алюмосиликатныеадсорбенты; в обезвоженном виде – пористые кристаллы с размерами около 1 мкм.Поры цеолитов представляют собой сферические полости с диаметром от 1,14 до1,19 нм, соединённые между собой более узкими отверстиями, называемые окнами.Эффективные диаметры  окон существенно отличаются в каждом типе цеолита изависят от природы ионообменного катиона. Выпускаются пять марок цеолитав: КА,NaA, CaA, NaX   и  CaX,в которых  эффективный диаметр окон соответственно равен 0,3;0,4;0,5;0,8;0,9нм. Находящиеся  в полостях цеолитов катионы создают в них области снеоднородными электростатическими полями, поэтому цеолиты особенно энергично адсорбируют  электрически несимметричные молекулы воды, двуокиси углерода, метанола,а так же органических веществ.
 
Особенностью адсорбционныхсвойств пористых кристаллов цеолитов является молекулярно-ситовое действие; впервичной пористой структуре адсорбируются молекулы малых размеров, болеекрупные молекулы, для которых входы в полости через окна недоступны, неадсорбируются.  Поэтому при использовании цеолитов необходимо учитыватьорганические адсорбируемости веществ за счёт молекулярно-ситового действия.
Кристаллы цеолитовмикроскопических размеров в смеси с добавками 15–20% глины формируют втаблетки, гранулы или шарики различных размеров, которые для повышениямеханической прочности подвергают термической обработке в течение 2-6 часов при550-600 С. Адсорбционные свойства  формованных цеолитов по сравнению с кристаллическими обычно ниже на 20% в результате введения глины. Формованные цеолитыприменяются  для глубокой осушки и тонкой очистки газов и жидкостей. Основныесвойства цеолитов приведены в таблице №1!
 
Характеристика
Марка цеолита
KA
NaK
CaA
NaX
CaX
Насыпная масса, г/см2
0,62
0,65
0,65
0,6
0,6
Механическая прочность на раздавливание, Н/м2
4×106
5×106
5×106
4×106
4×106
Водостойкость, мас. %
96
96
96
96
96
Динамическая активность по парам воды, мг/см3, для таблеток диаметров, мм:
 
 
 
 
 
4,5
62
90
72
95
90
3,6
70
10
80
100
95
2,0
85
12
95
105
100
Динамическая активность  по углекислому газу, мг/см3
2,0
—
—
—
—
Динамическая активность по парам бензола, мг/см3, для таблеток диаметром, мм:
 
 
 
 
 
4,5
—
—
—
52
52
3,6
—
—
—
65
62
2,0
—
—
—
68
65
Потери при прокаливании, мас. %
5
5
5
5
5 Защита p-n-переходов плёнками окислов металлов.
 
В полупроводниковойтехнологии для защиты кристаллов с p-n-переходами применяются плёнки на основе окисей металлов: алюминия, титана, бериллия,циркония. Исходный материал берут в виде порошка, а в качестве несущего агентаможет быть  использован  галоген или галоидное соединение водорода. Через рабочуюкамеру пропускают инертный газ и устанавливают  перепад температур междуисточником защитного материала и полупроводниковым кристаллом. Температураисточника должна быть выше температуры кристаллов, причём с увеличением разницытемпературы скорость реакции повышается.
Для осаждения защитныхплёнок Al203, BeO, TiO2,ZnO2 температуру источника выбирают  в диапазоне  800–1200 С,кристаллов – в диапазоне 400–800 С, а расстояние между ними устанавливается взависимости от требуемой разницы температур (от 10 до 15 см) В таблице 2!приведены режимы осаждения защитных плёнок окислов металлов.
Таблица 2
 
Материал источника
Несущий агент
Температура источника, 0С
Температура кристаллов,0С
Al2O3
HCl(HBr)
800–1000
400–700
BeO
HCl(HBr)
900–1200
500–750
TiO2
HCl(HBr,Cl2)
800–1000
500–700
ZnO2
HCl(HBr)
1000–1200
500–800
       
Процесс осаждения защитной плёнки на полупроводниковыекристаллы с p-n-переходами проводят в кварцевой трубе, в одном концекоторого помещают материал источника, например Al2O3, а в другом – подложку с кристаллами. Сначала в трубесоздают вакуум, а потом вводят необходимое количество инертного газа. Трубаимеет две температурные зоны: 900 С – для источника, 500 С – для кристаллов.
В качестве защитного материала можно использоватьтакже свинцовый сурик Pb3O4, растворенный в смеси из 7,5% полиэтилена и92%полибутилена и перемещённый при температуре 125–160 0С.Полученный состав при температуре 112 С наносят на поверхность кристаллов с p-n-переходами. В качестве окисляющего агента используют хромат цинка ZnCrO4.Кроме того, защитные плёнки могут быть получены на основе смесей Pb3O4и  ZnCrO4,  SrCrO4.Порошок этих веществ смешивают с летучими растворителями получают суспензии,которые наносят на поверхность полупроводниковых кристаллов распылением.Кристаллы с напылённым защитным слоем выдерживают в течение нескольких минутпри комнатной температуре до полного испарения растворителя, а затем нагреваютдо 200 С. В результате нагревания частицы нанесённого вещества выделяют ионыкислорода, которые замещают ионы водорода на поверхности полупроводниковогоматериала, и на поверхности кристаллов образуется плотная защитная плёнка. Этотспособ защиты позволяет снизить обратные токи приборов на один-два порядка.
Вакуумным катодным распылением Al2O3, MgF2,Ta2O5, TiO2, ThO2, ZnO2,BeO, и MgO на поверхности кристаллов с p-n-переходамимогут быть получены защитные  диэлектрические плёнки, которые представляютсобой с поверхностью полупроводникового кристалла.
Для защиты и стабилизации электрических параметров  p-n-переходов проводят процесс титанирования, который состоит в том, что наповерхность кристаллов с p-n-переходами осаждают один  из сложных эфиров:негидролизированный титановый эфир, тетраизопропилтитанат, тетрабутилтитанатили тетраэтилгексинтитанат. Полученное покрытие стабилизируют термическимпрогревом или при помощи катализаторов и получают прочие, химически связанные споверхностью полупроводникового  кристалла плёнки двуокиси титана.
Другой способ титанирования заключается в замещениислоя окиси германия на поверхности кристалла германия окисью титаната, котораянаносится в потоке фтора. Фтор, проходя по трубопроводу и насыщаясь титаном,образует газообразный фторид титана, который реагирует с поверхностьюкристаллов, покрытий слоем окиси германия. В результате на поверхностикристаллов образуется окись титана и парообразный фторид германия.
Для защиты поверхностей p-n-переходов может быть использован нагрев кристаллов при 1200 С вокисляющей атмосфере в присутствии ванадия  или его соединения. Ванадийнаходится в рабочей камере в виде порошкообразной пятиокисиV2O5. Через рабочую камеру пропускают водяные пары,содержащие кислород  с парциальным давлением 3,3*103  Па. Послеполучения плёнки толщиной около 1 мкм лодочку с порошком V2O5медленно выдвигают из печи.
Поверхность p-n-перходовзащищают  также плёнками окиси вольфрама, наносимыми плазменными распылением ватмосфере кислорода. Толщина плёнок от 10 до 1000 нм. Давление кислорода врабочей камере может быть выбрано в диапазоне от 2,6*103 до6,6 Па.Катодом служит чашеобразный диск из вольфрама, а анодом –  полупроводниковыепластины с p-n-переходами. Температура процесса не должна превышать300 С. Напряжение на электродах от выбранного давления газа внутри рабочей камерыне должно превышать 500 В.
 
 />Защита поверхности p-n-переходов плёнками нитрида кремния.
Нестабильностьэлектрических параметров планарных структур вызвана движением ионов щелочныхметаллов как внутри, так и на поверхности окисла. Ионы щелочных металлов, особенноионы натрия, обладают сравнительно большой подвижностью (для Na при Т=200 С, м=10-12 см2/(В*с)) при повышенныхтемпературах движутся в электрическом поле.
Однимиз способов повышения стабильности планарных приборов является выращиваниеповерх слоя двуокиси кремния слоя Si3N4или стекла. Стекло связывает  ионы натрия и препятствует  их перемещению, а Si3N4 улучшает  изоляцию  поверхности активных структур.
Для  получения защитныхплёнок нитрида кремния используются различные методы, основанные  на следующихреакциях взаимодействия: силана  с аммиаком, тетрахлорида кремния с аммиаком,силана с гидрозином, тетрабромида кремния с азотом. Кроме того, используются методы катодного и высокочастотного реактивного распыления.
Реакция взаимодействияSiH4 с NH3. Выращивание плёнок нитрида кремнияпроизводится химическим взаимодействием в газовой среде силана с аммиаком.Азотирование производится в кварцевой трубке при температурах 700–1100 С. Втрубу с током водорода  с расходом  4 л/мин подают пары силана  и аммиака всоотношении 1:20. Избыток водорода препятствует  преждевременному разложениюсилана (температура разложения силана  500С). В результате взаимодействиясилана и аммиака на кремневой подложке образуется плёнка нитрида:
3SiH4+4NH3—>Si3N4+12 H2
Уменьшение скорости ростаплёнки с увеличением температуры свыше 1000 С обусловлено недостаточнымколичеством силана вблизи подложки вследствие его интенсивного разложения.Обычно плёнки имеют аморфную структуру, однако в плёнках, выращенных при 1100С,наблюдаётся отдельные кристаллические образования.
Реакция взаимодействия SiCl4 с NH3.При выращивании плёнок протекают следующие реакции. На начальной стадии образуютсядиимид  кремния:
SiCl4+^NH3–>Si(NH)2+4NH4Cl
 
При комнатной температуререакция дальше не идёт, но происходит полимеризация  диимида. При нагревеподложки протекает реакция:
6Si(NH)2–>2Si3(NH3)N2–>3Si2(NH)N2–>2Si3N4
 
В результате образуютсякристаллиты нитрида кремния. При температуре 1100–1200С получается полностьюаморфная плёнка Si3N4. Втолстых плёнках Si3N4(свыше 1 мкм) имеются трещины, плотность которых растёт с толщиной и скоростьювыращивания. Наличие трещин не только результат различия в коэффициентах термическогорасширения, но и следствие структурной неоднородности плёнки и подложки.
 
 
 
 
/>
 
 
Получение защитныхпленок Si3N4этим методом проводиться в горизонтальной  кварцевойтрубе, в которую вводятся отдельно газовые смеси. Температура внутри рабочейкамеры поддерживается равной 10000С.  Температура всей остальнойтрубы поддерживается равной  375 С, чтобы исключить конденсацию на поверхноститрубы хлорида амония. Поток аммиака подают в трубу со скоростью 10 л/мин, атетрахлорид – со скоростью (1-2)*10-3 моль/мин. Этот метод позволяет получитьплёнки нитрида кремния, обладающей хорошей адгезией к поверхности пластин.Скорость осаждения плёнок Si3N4зависит от соотношения между  компонентами газовой смеси и температуры. На рисв приведена зависимость скорости роста плёнки Si3N4от температуры для двух соотношений между SiCl4и NH3 в реагирующей смеси.
Реакция  взаимодействияSiH4 и N2H4. Вместо аммиака дляполучения плёнок Si3N4может быть использован гидразин N2H4.
При использовании аммиакатемпература осаждения пленок нитрида кремния не может быть 750С. Применениегидразина позволяет снизить температуру до 500С, так как гидразин разлагаетсяпри более низких температурах, чем аммиак. Наносят плёнки в кварцевой трубе,через которую пропускается водород, насыщенный гидразином. В эту смесьдобавляют SiH4. Концентрацию SiH4 и N2H4можно выбирать в пределах от 1:0,5 до 1:10. Скорость подачи газовой смеси врабочую камеру 0,6 л/мин. Перед проведением процесса гидразин очищают прикомнатной температуре. На рис показана зависимость скорости роста плёнокнитрида кремния от температуры для трёх различных концентраций гидразина.Скорость осаждения плёнок Si3N4 начинаяс температуры750С остаётся постоянной, а при больших концентрациях гидразина итемпературах выше 1000С уменьшается.
Реакция взаимодействия SiBr4 и N2.Этот метод основан на реакции взаимодействия между азотом и тетрабромидом кремния.Одним из основных требований при получении пленки Si3N4является предотвращении возможности  образовании в ней двуокиси кремния.Для этого азот перед смешиванием с тетрабромидом кремния тщательно очищают откислорода. Получают пленку Si3 N4при температуре 9600 С. Скорость подачи реакционной смесиустанавливают равной 100мл\мин. В течении часа на подложке осаждается пленкатолщиной 10 мкм. На рисунке 39 показана схема установки для получения пленокнитрида кремния.
Реактивное катодноераспыление.При этом методе реакция между кремнием и азотомпроисходит при низкой температуре окружающей среды с помощью электрическогоразряда. Наносят защитные пленки нитрида кремния в установках катодного распыленияна постоянном токе с холодным или горячим катодом. Качество пленок, получаемыхэтим методом, изменяется в зависимости от условий осаждения. Для проведенияпроцесса используют катод из высокочистого кремния в виде плоской пластиныбольшого диаметра. Этот катод  распыляют в смеси аргона и азота. Азот являетсяреактивным газом, а аргон используют для повышения эффективности распыления.Кремний взаимодействует с кислородом лучше, чем с азотом, поэтому даженезначительное количество кислорода в рабочих газах (N2и Ar) приводит к образованию пленкиокиси кремнияSiO2 на поверхностиполупроводника. Обычно для катодного распыления используют рабочие газы,прошедшие предварительную очистку от кислорода. Получение защитных пленок Si3N4 проводят при давлениях в камереот 6,6*10*до 26 Па. Напряжение распыления может быть выбрано от 600 до 2500В, акатодный ток-0,2*0,8мА\см2. Скорость роста пленки 10 нм\мин.Применение катода с большей поверхностью позволяет получать пленки одинаковойтолщины(с разбросом, не превышающим 5%) одновременно на большом количествепластин или кристаллов.
/>
 
 
 
Высокочастотноереактивное распыление. Высокочастотное реактивное распылениезащитных пленок Si3N4 обладаетрядом преимуществ: скорость по сравнению с катодным распылением выше, а эффектбомбардировки отрицательными частицами меньше. Кроме того, пленки, полученные ввысококачественном разряде, менее чувствительны к присутствию в рабочей камереследов кислорода. Скорость осаждения при этом методе пропорциональна мощностивысокочастотного разряда и увеличивается с уменьшением расстояния между мишеньюи полупроводниковым кристаллом. Для создания плазмы внутри рабочей камеры используютазот. Ионы азота, ударяясь о кремниевую мишень, распыляют кремний. Атомыкремния, вылетевшие из мишени, вступают в реакцию с азотом. В результате этойреакции образуется нитрид кремния, который осаждается на полупроводниковомкристалле (подложке). Оптимальное давление азота в рабочей камере 1,3 – 0,13Па.
Свойства защитных плёнок Si3N4 зависят от P/S, то есть от количества энергии, приходящейся в единицувремени на единицу поверхности мишени. В качестве травления для плёнок нитридакремния используют состав из семи частей смеси 4%-го водного раствора NH4F и одной части 49%-ой HF.Скорость осаждения плёнок возрастает с увеличением P/Sиприблизительно пропорционально квадрату P/S.Скорость травления, наоборот, уменьшается с возрастанием P/S.
 Защита p-n-переходовлегкоплавкими стеклами
 
Для защиты полупроводниковых  приборов функциональные поверхности активных элементов p-n-переходов защищаютслоем стекла, который связывает мигрирующие ионы, улучшает надежность приборови герметизирует переход от внешних воздействий. Стеклом защищают большинствотипов p-n-переходов: планарные, сплавные, диффузионные, так какокисная пленка полностью их не защищает от проникновения влаги. Состав стеклавыбирают в зависимости  от типа прибора и режима его сборки. КТР стекла ирабочая температура изменяются в зависимости от исходных компонентов.
Слой защитного стекла наносят как на чистую поверхностьполупроводника с p-n-переходом, так и на слой окисла или пассивированнуюповерхность. Кроме того, стеклом защищают готовые диоды и транзисторы. В этомслучае для укреплении всей структуры прибора стекло наносят на частьметаллических выводов, смежных с полупроводниковым материалом. Пленка стеклазащищает от утечек тока по поверхности, а также служит в качестве эффективныххимического и механического барьеров против миграции примесных ионов впассивированный слой полупроводника. Действие легкоплавких стекол неограничивается простой защитой от внешних воздействий. Стекло в жидкомсостоянии действует как гетер металлических ионов, оставшихся на поверхности кристалла.
Ниже приведены некоторые составы легкоплавких стекол,применяемых для защиты p-n-переходов.
Состав1.Халькогенидное стекло, которое содержит 24% мышьяка, 67% серы, 9% йода. Готовятэто стекло в нейтральной атмосфере при 500-6000С, а наносят накристалл при 250-3000С в течении 1 мин.
Состав 2.Стекло, которое содержит модификатор, кремнезем и соли борной кислоты.Модификатор состоит из окиси алюминия с концентрацией 5-24% и цинка или кадмия,а также может включать окись бериллия. Общая концентрация модификатора в стеклене должна превышать 40%.
Состав 3. Боросиликатное стекло. Котороесодержит 80 % оксида кремния, 14 % окиси бора и 6% вольфрама. Стекло наносятиспарением в вакууме при 200 С и образующая плёнка обладает большоймеханической прочностью  и высокой  стойкостью к термоциклированию в диапазонетемпературе от –196 до +100 С без проявления микротрещин.
Состав 4.Стеклянную плёнку на поверхности полупроводникового кристалла создаютнагреванием его в течение 1-3 ч при температуре 400–700 С в среде, содержащейкислород, пары окислов или галоидов свинца, сурьмы и других металлов. Внедрениеатомов свинца или сурьмы в решётку O–Si–OилиO–Ge–Oослабляет  процесс окисления поверхности кристалла собразованием плёнки стекла.
Состав 5. Для защиты кремниевыхприборов используют порошкообразное стекло, состоящие из 50% окиси свинца, 40%  окиси кремния и 10%  окиси алюминия, а для защиты германиевых приборов — 60%окиси свинца, 30% окиси кремния и 10% окиси алюминия. Состав приготавливают изсуспензии в дистиллированной воде, наносят на поверхность кристалла и сплавляютпри температуре 1000 С. Наносят стекло методами центрофугирования, седиментациисуспензии или осаждения из паровой фазы.
Состав 6.На поверхность полупроводникового кристалла наносят смесь микропорошков соспиртом или другим летучим наполнителем, которая включает  70% окиси кремния,20% окиси бора, 5% окиси лития, натрия или калия, 5% окиси алюминия или свинца.После термообработки в вакууме при температуре 300 С в ткчение15 минутобразуется стеклообразная плёнка толщиной 1 мкм, на поверхности которой разложениемэтилокремниевой кислоты наращивается плёнка окиси кремния, которую сплавляют  снижним слоев стекла при темературе  700–900 С. В результате образуется стекляннаяплёнка, имеющая следующий состав: 80% окиси кремния, 18% окиси бора, 2% щелочныхметаллов и окислов типа Al2O3илиPbO.
Состав 7.На поверхность кремния наносят окисный слой Al2O3*SiО2, а на него осаждают соединение типа Ai(OcnH2n+1)*Si(OcnH2n+1), где n= 1,2,3,4.При нанесение плёнок стекла на окислые слои толщиной  менее 200нм возможнопроникновение ионов из стекла через окисный слой к поверхности р-п-перехода,чувствительной к их воздействию. По мере проникновения ионов к поверхностир-п-перехода, на этой поверхности могут возникать каналы, которые увеличиваютнестабильность приборов, поэтому эти стеклянные плёнки не очень эффективны вкачестве защитных для ионночувствительных поверхностей различных приборов.
Состав 8.Боратное стекло— наиболее перспективное, так как отличается низкойэлектропроводностью и малыми диэлектрическими потерями, высокой механическойпрочностью, а также термической и климатической стойкостью. Боратное стеклоимеет структуру, отличающуюся от структуры силикатных стёкол, и способно выдерживатьумеренные концентрации катионов (например, натрий до 0,1%), не увеличиваяэлектропроводимость. Боратное стекло отвечает требованиям герметизации полупроводниковыхприборов: свободно от щелочных металлов, уплотняется (спаивается) притемпературе до 800С, относительно инертно и водонепроницаемо, имеетрегулируемые коэффициенты температурного расширения.
Боратные стёкла состоят из бората цинка, окиси цинка,окиси кадмия, окиси алюминия, окиси кремния. Кроме того, они могут включатьокись бериллия и в небольших окись титана, циркония, ниобия, лантана, церия,скандия, гафния, галлия, индия и  их смеси. Эти составы стойки к расстёклываниюв широком диапазоне температур и обладают полной смешиваемостью составных частей.
В качестве примера можно привести следующий составстекла этого типа: 22–25 %  окиси кремния, 32–38% бората цинка, 12–20% окисиалюминия, 15–30% окиси цинка. Такое стекло обладает коэффициентомтемпературного расширения, равным 38 *10-7/С в диапазоне температур от ) до 200С. Толщина плёнки стекла от 1 до 20 мкм. На рисунке 40 показана диаграмматройной композиции: окись цинка – окись бора– двуокись кремния.
Состав 9.Составы стёкол этого типа приведены в таблице 26 и включают тройные композиции:мышьяк–сера–талий и мышьяк–силен–талий .
В качестве добавки к составу As-S-Tl, As-Se-Tlможет бытьиспользован германий, введение которого в определённых пропорциях позволяетизменять КТР стекла. Кроме того, стекло состава As-Se-Tl-Geобладает высоким электрическим сопротивлением и способностью к испарению ввакууме.Температура размягчения его равна 250–300 С.
Состав 10. Стекло содержит 80,6% окис кремния, 4,15% окис натрия, 2,5% окисиалюминия, 12,6% окиси бора, 0,1 % окиси кальция, 0,05% окис магния, обладаетКТР равный КТР кремния, и высокой адгезионной способностью. Стекло наносят наповерхность полупроводникового кристалла в виде суспензии, мелких частичек вжидкости. Для получения суспензии стекло размельчают до размера 0,1-2 мкм вшаровой мельнице и разводят в метиловом спирте, ацетоне или воде.
Наиболее благоприятные результаты по однородности защитныхплёнок могут быть получены при использовании в качестве жидкого компонентажидкости, имеющей диэлектрическую постоянную в интервале от 6 до 12. В качествепримера можно рекомендовать смесь, состоящую из 10 куб. см изопропилового спирта,3 см3 вторичного бутилового спирта, 64 см3 третичного бутиловогоспирта, 23 см3 бензина, и имеющую диэлектрическую постоянную равную10.
Сплавление стеклянных частиц с поверхностью полупроводниковогоматериала происходит в течение 5-10 минут при температуре на 25-80 С  вышетемпературы размягчения стекла. После сплавления на поверхности кристаллаобразуется однородная, свободная от пор, тонкая стеклянная плёнка.
Порошок стекла С-44-1 применяется для получения защитных диэлектрическихплёнок в производстве гибридных и монолитных интегральных микросхем методом термическоговакуумного напыления с непрерывной подачей на испаритель. Цвет порошка отсерого до темно-серого. Размер частиц от  0,04 до 0,09 мм. Диэлектрическая проницаемостьплёнок стекла на частоте 102-106 Гц равна 5, а тангенсугла диэлектрических потерь на той же частоте – 0,005, электрическая прочность3*106 В/см, температурный коэффициент ёмкости в интервале температурот  –60 до +125 С на частоте 106 Гц равен (от 10 до 25)*10-51/С.
Порошок боросиликатного стекла B2O3*SiO2применяетсядля получения защитных диэлектрических плёнок в производстве полупроводниковыхприборов и интегральных микросхем методом  бункерного вакуумного напыления.Химический состав порошка 80-85 % окиси кремния и 15-20% окиси бора.Микропримеси не превышают: алюминия 10-1, висмута 10-2,железа 10-1, марганца 5*10-2, меди  10-1, никеля  10-2, магния  5*10-2, олова 5* 10-2, свинца 0,05,  серебра 0,01, титана 0,05, хрома 0,1, цинка 0,01%. Плёнки изтакого стекла имеют удельное объёмное сопротивление 1014–1016Ом*см  , дитэлектрическую проницаемость на частоте 102-108Гц, равную 4, тангенс угла диэлектрических потерь на той же частоте, равен (от2 до 7)*10-4, электрическую прочность (от2 до 5)* 106 В/см, ткр ёмкости в интервале температур от –60 до + 125 С, равный  от 1*10-5до 3*10-5 1/С. Толщина плёнок от 0,2 до 5 мкм.
Гранулят стекля С48-7применятся для защиты кремниевых меза-структур. Всостав стекла входит 31% окиси кремния, 10,8% окиси бора, 7,5% окис алюминия,6, 1% окиси цинка и 44,7% окиси свинца. Коэффициент линейного расширения винтервале температур от 20 до 300 С равен 48*10-7 1/С. Температураразмягчения 530 С. Термическая стойкость не ниже 160 С. удельное объёмноесопротивление при 400 С равно 2,5*1010 Ом*см.  Тангенс угладиэлектрических потерь на частоте 1 МГц и температуре 20 С равен 9*10-4,а диэлектрическая проницаемость равна 8. Материал представляет собой кускистекла произвольной  формы с размерами не более 5 мм.
Стёкла С52-1 и С52-2— боросиликатная композиции, обладающие химическойстойкостью. Стекло С52-1 отличается от стекла С52-2 пониженным содержанием окисиалюминия. Увеличение содержания окиси алюминия несколько снижает электрическоесопротивление стекла и увеличивает его вязкость при высоких температурах. Длякомпенсации этого влияния в состав стекла вводят окислы бария и лития. Крупныеионы бария уменьшают подвижность щелочных ионов и этим повышают электрическое сопротивлениестекла, а ионы лития снижают его вязкость при высоких температурах, облегчаяпроцесс стеклования. Температурный коэффициент стёкол одинаков и равен 52*10-71/С. Температура размягчения соответственно ровна 585 и 580 С, термостойкость –180 и 190 С, диэлектрическая проницаемость – 6 и 5,8, а тангенс угла диэлектрическихпотерь на частоте 1 МГц равен 40 и 45.
Операция нанесения стекла на поверхность полупроводниковыхпластин или кристаллов хорошо вписывается в общий технологический процессизготовления приборов групповыми методами, легко поддаются автоматизации имеханизации. Защита полупроводниковых приборов и интегральных схем стекломчасто проводится комплексным методом, то есть стекло используют в сочетании сдругими защитными покрытиями: плёнками окиси нитрида кремния или окисиметаллов, что позволяет добиться высоких электрических характеристик приборов.
 Защита поверхности p-n-переходовсиланированием.
 
В последнее время широкое применение получил метод силанирования,позволяющий добиться более надёжной защиты поверхности p-n-переходов и стабилизации электрических параметров. При силанированиина поверхности р-п-перехода получают тонкие плёнки, которые обладают высокойвлаго- и газонепроницаемостью, инвертностью  к различным химическим реагентам.,высокой адгезионной способностью. Термостойкостью (до 300 С) – главная отличительнаяособенность плёнок. Наиболее перспективными являются диметил- итриметилземещённый силан. Недостатком метилзамещённых силанов являются  выделениепри  силанировании хлористого водорода, который взаимодействует с элементами,образующими р-п-переход, например алюминий. Образующийся хлористый алюминий очень гидроскопичен и может шунтировать р-п-переход.
При на несениисилановых плёнок важными факторами являются кислотность среды и чистотаисходного продукта, от которых зависят молекулярный вес силана и однородностьего химического состава. Существует ряд способов нанесения силановых плёнок(при условии предварительного увлажнения поверхности р-п-переходов):
1.    погружение вжидкие метилхлорсиланы;
2.    погружение врастворы метилхлорсиланов или их смеси;
3.    выдержка впарах силанов или их смесей.
Первыйспособ даёт лучшие результаты, но при его использовании создаётся высокаяконцентрация хлористого водорода, который интенсивно разрушает алюминий. Этотже недостаток неизбежен и при силанировании из газовой фазы, что отрицательновлияет на сплавные кремневые приборы, имеющие алюминиевые электроды. Используяспособ силанирования р-п-переходов поргружением в растворы, можно устраиватьнекоторые недостатки двух других способов. Этот способ позволяет:
—           регулироватьконцентрацию метилхлорсиланов;
—           удалятьпродукты реакции из сферы реакции, подбирая соответствующий растворитель;
—           улучшатьтехнологичность процесса, поскольку есть возможность вводить добавки,нейтрализующие соляную кислоту;
—           создаватьгомогенную среду для поликонденсации плёнки, так как в растворитель переходятпродукты гидролиза.
В качестверастворителей обычно применяют ксилиол, толуол и бензол. Большое значение присоздании силановой плёнки имеет толщина водного покрытия и стабильность давленияпаров воды над увлажняемой поверхностью. Кроме того, не меньшее влияние натолщину плёнки имеет структура поверхности, её химический состав, степеньгидрофильность.
Силанированиене только закрепляет существующую структуру поверхности, но и в некоторых случаях улучшает электрические параметры переходов, поскольку при нанесении плёнокустраняются структурные дефекты поверхности..
Технологическийпроцесс нанесения защитной силановой плёнки состоит в следующем. Послетравления в кислотном  травителе и промывки в деонизированной воде кристаллы ср-п-переходами погружают в жидкость органозамещённого силана на время, втечение которого происходит полное смачивание поверхности. Обычно используютсмесь метилхлорсилана и двух частей триметилхлорсилана. Реакция этой смеси ввлагой, которая имеется на поверхности кремниевого кристалла, вызываетразложение соляной кислоты  и образование тонкой  защитной плёнки.
Разновидностьюпроцесса силанирования является получение защитных плёнок пиролитическимосаждением органокремниевых  соединений. Кристаллы помещают в молибденовуюлодочку, расположенную на нагревателе в кварцевой реакционной трубе, черезкоторую пропускают гелий, предварительно насыщенный тетраэтоксимоносиланом.Температура нагревателя поддерживается  равной 800 с. Скорость пропускания газовой смеси над пластинами  с р-п-переходами выбирают от 50 до 60 м/ч.Толщина изолирующей плёнки 25 000 А. Скорость выращивания плёнок 800 А/мин.
Затем наносятвторой слой изоляционной плёнки, пропуская гелий через сосуд, содержащийжидкий этилтриэтоксисилан. Смесь подают через реакционную трубу в течение 5 минутпри температуре 800 С. Толщина второго  защитного покрытия 2000 А. Скоростьвыращивания  второго слоя выбирают равной 400 А/мин.
Таким образом,одним из основных преимуществ метода силанирования перед методом защитыпереходов лаками и эмалями является возможность химического  связывания  защитнойплёнки с поверхностью р-п-перехода. Это обеспечивает не только надёжнуюадгезию, но и позволяет устранить некоторые структурные нарушения поверхности,что способствует заметному улучшению электрических параметров переходов.
 
 Защита поверхности р-п-переходов окислением.
 
Окислениесчитается в настоящее время наиболее перспективным методом защиты поверхностир-п-переходов. Реальная поверхность германия и кремния после травления при выдержкена воздухе покрывается плёнкой окисла, однако, несмотря на то что окислыгермания и кремния обладают хорошими диэлектрическими свойствами и потенциальнопригодны для защиты поверхности переходов, образующаяся плёнка оченьчувствительна к окружающей среде и не может служить пассивирующим покрытием.Для   защиты могут быть использованы только достаточно толстые окисные плёнки,получаемые выращиванием. Задача получения стабильной плёнки двуокиси германияявляется достаточно сложной. Более просто окисные плёнки получают на кремнии.
Известнычетыре основных способа выращивания окисных плёнок на кремниевых пластинах икристаллах для стабилизации их поверхностных свойств:
1. термическоевыращивание;
2. пиролитическоеокосление;
3. химическоеокисление;
4. анодноеокисление;
Термическое выращивание. Выращивают окиную плёнку на поверхности кремния чащевсего методом открытой трубы. Тщательно очищенный азот, увлажнённый водянымипарами, прорускают через деионизиванную  воду, откуда он попадает в трубу, гдев высокотемпературной зоне печи (1100–1300 С) находятся пластины кремния. Для созданиясовершённой плёнки  двуокиси пластины перед окислением механически  или химическиполируют.
В другом случае окисление ведут в атмосфере  ( чаще такжев потоке)  чистого кислорода, специально очищенного атмосферного воздуха иливодяного пара. На рис показана зависимость  толщины плёнки от hскорости роста плёнки SiO2от температуры. Как видно, онаимеет экспоненциальный характер.
Рост плёнки двуокиси кремния в различных условиях описываетсявыражением:
 
hm=kt,
 
гдеh– толщина плёнки; t–время; k– константа, определяемая давлением и температурой; m–показатель степени;
Если окисление ведут  в чистом кислороде или парахводы, m=2. Плёнка, выращенная в кислороде, имеет болеесовершенную структуру.
Часто используют окисление в три стадии: в осушенном,в увлажненном ( для ускорения процесса) и вновь в осушенном кислороде. Однакопредельная толщина  термически выращенной окисной плёнки не превышает 1,5 мкм.Более толстые плёнки имеют  трещины. Для практических целей используют плёнки двуокиси кремния толщиной 0,2–1,2 мкм.
При использовании водяного пара под давлением,скорость выращивания окисной плёнки возрастает.Послетравления и промывки кристаллы с р-п-переходами  обрабатывают в течение 15минут  в азотной кислоте при температуре 100 С и сушат на воздухе. Затемкристаллы окисляют при температуре 650 С и давлении водяных паров 50 ат втечение 2 часов. В результате  на поверхности пластины образуется защитнаяокисная плёнка толщиной 3000 А.
Получать окисную плёнку в среде водяного пара можнопри температуре 1200 С в течение 5 часов при атмосферном давлении. После оксидирования  водяной пар заменяют  инертным газом, который  пропускают через пластины в течении 1 часа при той же температуре. Плёнку получают толщиной 20000А.
Пиролитическое окисление. Описанная технология создания защитных окисных плёнокнепригодна для германия, так как плёнка двуокиси германия нестабильна и неможет  служить надёжной защитой против диффузии. Уже при 700 С двуокись германия в инертной или восстановительной среде реагирует с объёмом, образуя летучуюмоноокись.
Нагрев  в окислительной среде при  температуре 700 С вызываетразрушение пленки Ge2O.Для защиты р-п-переходов  нагерманиевых пластинах выращивают  плёнки окиси кремния. Широкоераспространение  получили защитные плёнки окиси кремния, выращиваемые нагермании методом термораспада кремнийогранических соединений. Покрытие,образующееся при пиролитическом разложении органооксисиланов, наносится оченьпросто, обладает хорошей механической стойкостью и легко удаляется при травлениив плавиковой кислоте.
 Поток очищенного аргона 1 проходит через печь. Когдатемпература  поднимается до 700 С аргон пропускают через органооксисилан 2,пары которого разлагаются в рабочей камере 3, и на пластинах 5 германияосаждается слой двуокиси кремния. Когда требуемая толщина плёнки достигнута,вновь пускают чистый аргон и отключают печи. При 200 С пластины вынимают.
Эту же технология можно использовать для защиты электронно-дырочныхпереходов   на пластинах арсенида галлия.
Пиролитеческое наращивание плёнки двуокиси кремния вследствии сравнительно низкой температуры процесса незаменимо в тех случаях,когда окисления подвергаются структуры с заданным распределением примеси.Воздействие высокой температуры (в случае термического окисления) вызываетзаметную диффузию примесей и изменение свойств  структуры, поэтому пиролитическуюплёнку окиси  выращивают  в настоящее время и на кремнии. Иногда делаюткомбинированное покрытие: на термически выращенный слой окиси кремния осаждаютпиролитический окисел.
Получение защитной пёнки на кристаллах с р-п-переходами  заключается в осаждении слоя SiO2изпаровой фазы. Кристаллы с р-п-переходами нагревают  до температуры 700 с. Черезтрубу пропускают кислород и тетраоксисилан со скоростью 0,5 л/мин. Тетраоксисиланподвергают  термическому разложению с образованием плёнки двуокиси кремния наповерхности кристаллов. В течение 8 минут образуется  плёнка толщиной 1500 А.Кристалл, покрытые окисной плёнкой, отжигают  в вакууме при температуре 750 С втечение 2 часов. После этого процесс повторяют. Общая толщина плёнки 7500 А
При другом способе получения оксидной плёнки нагреваютполупроводниковый кристалл в среде, содержащий окислительный газ, два или болеегаза, реагирующих друг с другом с образованием кремния. Эта смесь газов можетвключать  в себя  двуокись углерода, двуокись  водорода  и тетрахлорид кремния.Температура процесса получения плёнки  1250 С. Общая  скорость течения газовой смеси 1 л/мин. Отношение двуокиси углерода и тетрахлорида кремния должно быть  0,8Ж0,15.В рабочей камере пара тетрахълорида  кремния  и хлористого водорода. Кремнийокисляется  двуокисью углерода и осаждается  на полупроводниковую  пластину. Скоростьосаждения плёнки  окиси кремния 0,4 мкм/мин.
Кроме того, защитные  окисные плёнки кремния могутбыть получены, с помощью  электрического разряда в смеси тетрахлорида кремнияи озона. Тетрахлорид кремния  и озон вводят в рабочую камеру в паровой фазе.Под действием электрического разряда  происходит реакция тетрахлорида кремния созоном. Процесс может проходить при комнатной температуре. Химическая реакцияидёт по формуле :
 
 
 
Для получения  защитной плёнки  пластины кремния илигермания помещают в рабочую камеру и пропускают  через нее кислород  и аргон втечение 15-30 минут  для очистки  камеры от воздуха  и влаги. Затем черезпластину пропускают  аргон, насыщенный SiCl4соскоростью 0,06 м3/ч и озон со скоростью 0,02 м3/ч.Процесс проводят в течение от 1 до 5 часов в зависимости от требуемой толщиныплёнки. Скорость нанесения защитной плёнки 5 мкм/ч.
Химическое травление. Представляет интерес процесс создания окисной плёнкипутём  обработки поверхности сильными химическими окислителями. В качестве  окислителей для германия и кремния используется смесь азотной и плавиковой кислоты. Отличиеот кислотных травителей состоит в том, что азотная кислота присутствует   взначительном избытке, и процесс окисления поверхности полупроводникапреобладает над процессом удаления окисной плёнки. Образующуюся плёнка  имееттёмно-синий цвет, большую плотность и толщину. Однако её стабилизирующиесвойства очень чувствительны к режиму окисления, малейшие отклонения откоторого приводят к значительному ухудшению исходных параметров приборов.
Анодное окисление.Метод анодного окисления  позволяет преодолеть недостаткитермического и химического окисления. Анодное окисление является одной изосновных электродных реакций, управляющей процессом растворенияполупроводника. Если в электролите отсутствует реагент, растворяющий окиснуюплёнку, её толщина может быть  достаточно большой.
Анодное  окисление проводят  в электролитах  типаборной кислоты или бидистиллированной воды, а также водноперекисных растворах скомплексообразующими добавками ( лимонной и щавелевой кислотой, их титановымиили циркониевыми солями) и  растворах нитрата натрия, хлорной кислоты,бихромата аммония.
На рисунке  показана схема устройства для анодного окисления кремния в дистиллированной  воде. Сосуд с электролитом разделён на две частиперегородкой  с отверстиями 3, в которые вставляются  оксидируемые пластины.помещённые  в крепящее приспособление 6. Анодный вывод 2 контактирует скристаллом полупроводника  таким образом, чтобы  обрабатываемый р-п-переход былсмещён в прямом смещении. Тогда на катоде 4 осаждаются  протоны и выделяется водород,а на кристалле полупроводника происходит окисление поверхности. Рост плёнкидвуокиси кремния ускоряется с ростом тока, чему способствует уменьшениеудельного сопротивления воды. Поэтому используют воду с удельным сопротивлением200-500 Ом.
Выделяющиеся при образовании окиси кремния газ адсорбируетсяв виде небольших пузырьков  на поверхности кристалла, что затрудняетравномерный рост плёнки. Для удаления газовых пузырьков служит сопло 5, черезкоторое пластины обдуваются азотом или аргоном.
Получение защитной плёнки на поверхности полупроводниковогокристалла анодным окислением может проводиться в электролите, состоящем изборной кислоты, гликоля и водного раствора аммиака. При прохождении черезполупроводниковый  кристалл постоянного тока  от 1 до 50 мА в течение 1,5 часана поверхности кристалла образуется  изолирующий слой окиси. После аноднойобработки кристаллы промывают в деионизованной воде и сушат в потоке горячеговоздуха.
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Процесс промывкиполупроводниковых пластин и кристалов.Очистка полупроводниковых приборов перед герметизацией.
 
Полупроводниковые приборы имикросхемы  перед сборкой очищают и защищают от воздействия внешней среды.
Очистка перед сборкойвключает обезжиривание, промывку деионизированной водой в ультразвуковой ваннеи сушку на инфракрасной установке. Финишную очистку перед защитой обычно выполняютэтиловым спиртом в ультразвуковой ванне. Более эффективная очистка включаетобезжиривание в водно–аммиачном растворе  поверхностно–активного вещества (30г/л водного аммиака, 3 г/л синтанола ДС–10), отмывку проточной деионизированнойводой в ультразвуковой ванне (устройства, имеющие детали из меди илималоуглеродистой стали, необходимо также обезжиривать в ацетоне) и сушку ватмосфере азота.
Важнейшей проблемойявляется  надёжная защита готовых изделий от влаги. Так как молекулы воды оченьмалы, влага быстро диффундирует через микропоры и микротрещины защитныхпокрытий и в результате  на поверхности полупроводниковых кристаллов возникаетположительный заряд, который может изменить поверхностное сопротивление ипривести к образованию поверхностных каналов проводимости. Адсорбированнаявлага изменяет скорость  поверхностной рекомбинации, а следовательно. И времяжизни носителей заряда. Так как процесс конденсации воды  на поверхности полупроводникаобратим, при высокой относительной влажности (более 90%) достаточно даженебольшого охлаждения (0,5–1 С) для выпадения росы, что заметно изменяет параметрыполупроводниковых приборов.
Вода легко вступает в реакциюсо многими загрязнениями, присутствующие в атмосфере и на поверхностиполупроводника. В результате этих реакций на поверхности полупроводника образуютсярастворы солей, кислот, щелочей, которые вызывают нестабильность параметровприборов и сокращают срок их службы. Кроме того, влага является причинойразрушений защитных покрытий в процессе термоциклирования (при замерзании объемводы увеличивается на 8-9%, что создает высокие механические напряжения взащитном покрытии) и изменении их диэлектрических свойств, что может вызватьизменение плотности заряда на границе защитное покрытие – поверхностьполупроводника и  нестабильную работу проводника.
Особенно велика вероятностьпроникновения воды через органические защитные покрытия. Процесс проникновенияначинается с набухания покрытия. При этом в результате тепловых движенийобразуются зазоры между молекулами органического материала, в которые ипроникает влага. Внедрившись в состав органического вещества, молекулы водыдиффундируют в направлении к поверхности полупроводника. Набухание защитнойоболочки  и диффузия влаги через нее протекают довольно медленно,  а после тогокак влага достигнет поверхности полупроводника, скорость её проникновения череззащитное покрытие резко возрастает. Это можно объяснить следующим. Под защитнойоболочкой образуется  водный раствор солевых загрязнений, всегда имеющихся на поверхностиполупроводника, с высокой концентрацией ионов, а с внешней её стороны – снизкой концентрацией, что обуславливает осмотический перенос влаги череззащитное покрытие, его отслаивание и вспучивание. Если раствор и чистый растворитель(илидва раствора неодинаковой концентрации) привести в соприкосновении черезполупроницаемую перепонку, можно наблюдать переход растворителя через нее,вызывающий уменьшение концентрации более крепкого раствора. Это явлениеназывают осмосом, а перенос растворителя через перепонку — осмотическим.Осмотический перенос влаги протекает с высокой скоростью.
Таким образом, все защитныеорганические материалы(лаки, компаунды, смолы, фоторезисторы и др.)необеспечивают абсолютную защиту поверхности полупроводника от воздействия влаги,а лишь некоторое время сохраняют влагозащитные свойства. Для увеличениявлагостойкости органических защитных покрытий необходимо тщательно удалять водорастворимыепримеси с поверхности полупроводника и из самого защитного покрытия, придаватьповерхности полупроводника водоотталкивающие свойства (гидрофобизацияповерхности), использовать влагопоглотители.
Основными способами защитыполупроводниковых приборов и микросхем являются нанесение защитных покрытий наповерхность полупроводниковых пластин и кристаллов и герметизация приборов имикросхем. В микроэлектронике широко распространены химические методыформирования защитных покрытий,герметизация полимерных материалов, атакже в корпусах с применением влагопоглотителей.
 Состояние и свойства поверхности полупроводников.
 
Электрические параметры полупроводников, а также  ихспособность работать  в течение длительного времени во многом зависит отсостояния  и степени чистоты поверхности полупроводника, поэтому передгерметизацией полупроводникового прибора необходимо произвести  очистку поверхности изделия.
Электрические свойства поверхности полупроводника отличаютсяот электрических свойств его объёма, так как поверхностные атомы имеютсвободные валентные  связи, образующиеся в результате разрыва кристаллическойрешётки. Состояние поверхности полупроводника зависит от механических,физических и химических  методов  обработки, а так же от условий окружающейсреды.
При механической и физической обработке образуетсяслой с нарушенной кристаллической  решёткой  и поверхность становитсяшероховатой, загрязняется, а при химической она покрывается  оксидной плёнкой, толщина которой зависит от применяемых реактивов и режимов обработки, изагрязняется присутствующими в реактивах примесями. Под воздействием окружающейсреды  электрические свойства незащищённой поверхности полупроводникаизменяются, увеличивается толщина оксидных плёнок и она дополнительно загрязняется.Загрязнения, попадающие на поверхность полупроводника  из окружающей среды. Атакже при взаимодействии  с технологическими средами и химическими реактивами,ухудшают и вызывают дрейф  характеристик полупроводниковых приборов. Особенноопасны загрязнения поверхности интегральных схем, на единице площади которыхрасположено  большое количество полупроводниковых элементов. Так, загрязнениедаже одного  микроучастка  может вывести из строя всю микросхему.
Очистка поверхности полупроводника и её защита от внешнихатмосферных воздействий являются сложными технологическими процессами.
Различают загрязненную, чистую и атомарно чистую поверхности.Загрязнённая поверхность требует очистки. Чистой считается  поверхность, накоторой остаются допустимое количество загрязненний, а атомарно-чистой – накоторой отсутствуют какие–либо  посторонние вещества. Предъявляемые на различныхэтапах изготовления полупроводниковых приборов  и микросхем  требования кчистоте поверхности  неодинаковы. Поверхность, чистая для одной операции, можетоказаться  недопустимо грязной для другой.
Источниками загрязнения поверхности полупроводниковыхпластин, кристаллов являются: абразивные, смазочные и клеящие материалы,используемые  при механической обработке; пыль, водяные пары, пары масел,попадающие из атмосферы производственных помещений; технологические среды(газы, вода, химические реактивы), в которых обрабатываются  полупроводники, атакже инструмент, оснастки, тара для переноса и хранения, с которыми онисоприкасаются; материалы покрытий для защиты герметизации полупроводниковыхприборов. Продукты дыхания, отпечатки пальцев, кремы, пудры, аэрозоли такжезагрязняют поверхность. Поверхностные загрязнения можно разделить на молекулярные,ионные и атомарные.
К молекулярным  относятся органические (натуральные исинтетические воски, смолы, масла, жир, остатки фоторезистов, растворителей идр.) и механические (пыль, абразивные частицы, ворсинки, частицы металлов,полупроводников, кварца и других технологических материалов) загрязнения, плёнкихимических соединений (оксидов, сульфидов, нитридов и др.), образующиеся прихимической и термической  обработке полупроводниковых пластин и их хранении, атакже газы и пары.
Молекулярные загрязнения закрепляются на поверхностиполупроводника статически. Исключение составляют плёнки химических соединений,имеющие прочную химическую связь  с поверхностью полупроводника. Молекулярныезагрязнения вызывают брак. Так при выращивании эпитаксиальных слоёв из-замикроскопических молекулярных загрязнений образуются  дефекты кристаллическойрешётки. Остатки молекулярных загрязнений  снижают качество фотолитографическойобработки и вызывают быстрый износ фотошаблонов. Нерастворимые в воде органические загрязнения делают поверхность гидрофобной, что препятствует её очистки отионных и атомарных примесей, поэтому их удаление должно быть первым этапомочистки.
К ионным загрязнениям относятся растворимые в воде соли,кислоты и основания, которые осаждаются  на поверхности пластин из травильных имоющих растворов. Особое вредное воздействие оказывают ионы щелочных металлов,которые при повышении температуры или под воздействием электрического полямогут перемещаться по поверхности, что при водит к изменениям электрическиххарактеристик полупроводниковых приборов и в некоторых случаях к выходу их изстроя. Ионные загрязнения адсорбируются на поверхности, образуя с нейфизическую и химическую связь.
К атомарным загрязнениям относят атомы тяжёлых металлов(золота, серебра, меди, железа), осаждающиеся на поверхность полупроводников  ввиде металлических микрозародыщей из химических реактивов. Атомарныезагрязнения влияют на время жизни неосновных носителей заряда в полупроводнике,поверхностную проводимость  и другие электрофизические параметры полупроводниковыхматериалов.
 Методы очистки поверхности полупроводника.
 
Удалениезагрязнений  с поверхности твёрдого тела физическими (механическим сдиранием, смывание потоком жидкости или газа, бомбардировкой электронными или ионнымипучками, обработкой в плазме, испарением при высоких температурах в вакууме) ихимическими методами (растворением, эмульгированием, с помощью химическихреакций) методами называют очисткой.
Чтобывыбрать метод очистки, необходимо знать, какие загрязнения имеются на поверхностии какое влияние они оказывают на работу полупроводниковых приборов, как ихможно удалить, а так же методы контроля чистоты. Вид и степень загрязнения поверхностиопределяются технологическим операциями, предшествующими очистке, а требованияк чистоте поверхности – операциями, выполненными вслед за ней. Обычно наповерхности полупроводниковых пластин имеются молекулярные, ионные и атомарныезагрязнения. Как уже отмечалось при очистке в первую очередь необходимо удалитьмолекулярные органические загрязнения и их химически связанные с поверхностьюплёнки, а затем – оставшиеся ионные и атомарные.
Поверхностныезагрязнения удалят: механическим «сдиранием» щётками, кистями, газовымипузырьками; смыванием потоком жидкости или газа; полным или частичным растворением;перевод посторонних примесей в состояние  растворимых соединений  с помощьюхимических реакций; солюбилизацией; смещением частиц примесей при адсорбированииповерхностно-активного вещества; размельчением твёрдых примесей в эмульгированиемжиров; омылением масел и ирных кислот. Эффективность удаления поверхностныхзагрязнений повышается, если различные методы очистки применяются совместно.Особенно часто используют механическую очистку в сочетании со смыванием илирастворением.
Удалениезагрязнений с поверхности твёрдого тела жидкими моющими средствами  и такжесопутствующие этому процессы называют отмывкой. В качестве моющих средствиспользуют растворители, поверхностно-активные вещества, щелочные и кислотныерастворы, а также имульсии. Чтобы  удаляемое загрязнение повторно не осаждалосьна очищенную поверхность, их следует непрерывно удалять из моющего раствора,связывать в устойчивые комплексы или переводить в эмульсии.
 Химическая и электролитическая отмывкаполупроводников.
 
Операции отмывки поверхности предшествуют всем операциямтехнологического цикла изготовления полупроводниковых приборов и микросхем.Отмывку полупроводниковых пластин и кристаллов выполняют в растворителях,кислотах и щелочах, водой. С помощью ультразвука, в водных растворахповерхностно-активных веществ, а также электролитической и иодидной обработкой.
Отмывка в растворятелях. Отмывку в растворителях применяют для удаления споверхности полупроводников жиров растительного и животного происхождения, атакже минеральных масел, смазок, воска, парафина и других органическихзагрязнений перед всеми  технологическими процессами  химической и термическойобработки, а также  если вода не может быть  использована и когда необходимополучить гидрофобную поверхность.
Растворители позволяют быстро и эффективно удалять загрязненияс поверхности полупроводника, в том числе имеющие высокую температуру плавления(например, воск, парафин), при сравнительно низких  температурах и легкоиспаряются с поверхностей. Однако они плохо удаляют органические загрязнения,молекулы которые  имеют полярные группы, так как молекулы многих органическихрастворителей неполярны (электронейтрально) и в них хорошо растворяются тольконеполярные вещества. Кроме того, после испарения растворителя, как правило,остаются нежелательные следы загрзнений. Растворители сравнительно дороги,многие из них токсичны и легко воспламеняемы, что требует применения сложногооборудования.
Растворители должны быть достаточно чистыми, так какналичие в них даже незначительных количеств загрязнений не позволяет  обеспечить высокое качество отмывки. Поэтому предварительно растворители очищаютперегонкой. Трихлорэтилен и фреон перегоняют в дистилляторе, являющемся частью установки обезжиривания. Некоторые растворители, например метиловый спирт,очищают  с помощью ионообменных смол, а затем перегонкой.
Применяют следующие методы отмывки в растворителях:погружением, в парах, а также  с помощью ультразвука и струйный.
Отмывка погружением. При этом способе используют горячие и кипящие растворители.Полупроводниковые пластины, кристаллы и различные подложки  отмывают  вхлорогранических растворителях.  Обработку в горячем трихлорэтилене выполняютна герметической установке с паровым подогревом, имеющей три ванны из нержавеющейстали, сваренные в единый блок. Высота перегородок увеличивается от первойванны ко 2, поэтому чистый растворитель не смешивается с загразненвмым. Чтобыобеспечить безопасные условия  работы, токсичные пары растворителей удаляют с помощьюбортовых отсосов.
Для повышения эффективности очистки используют эмульгирующиерастворители, которые берут в чистом виде, а также в смеси с другимирастворителями и поверхностно-активными веществами. Перемешивание растворителяповышает интенсивность очистки. Эмульгирующие растворители  в виде концентратарастворяют в воде в соотношении 1:3. Такие водные смеси можно использовать прикомнатной температуре и в  нагретом состоянии (температура смеси должна быть на10–15  С м меньше температуры воспламенения растворителя).
Очистка в эмульсиях происходит в первую очередь награнице фаз вода–растворитель, где сосредоточено почти  все количествоповерхностно–активных веществ, молекулы которых  адсорбируются  частицамиудаляемых водонерастворимых загрязений; тем самым препятствуют повторномуосаждения  загрязнений на поверхность полупроводника и обеспечивают длительнуюспособность эмульсии к очистке. 
Очистка в парах растворителя. При этом методе обрабатываемыеобразцы помещают в рабочую камеру, куда из перегонного куба поступают парыкипящего растворителя. Пары растворителя конденсируются на поверхности образцови загрязнения уносятся с нее вместе с каплями конденсата. При этом образцынепрерывно омываются  свежими порциями  чистого конденсата, нагреваются дотемпературы кипения растворителя и быстро сохнут при удалении из камеры. Такимобразом, удаётся избежать загрязнения поверхности в результате испарениярастворителя.
Как правило очистку производят в парах изопропиловогоспирта, фреона  или хлорированных углеводородов. Эти растворители дают слаборассеивающие воздушными потоками  плотные пары, процесс конденсации которыхпроисходит тем интенсивнее, чем ниже температура изделия. Обработку в парах растворителя  применяют для удаления  малорастворимых  с высокой температуройплавления загрязнений, а также для сушки изделей после прополаскивания вводой. Плохо удаляются в парах мыла, растворимые масла и другие загрязнениясодержащие воду. Недостатки метода являются значительные потери  растворителяиз-за испарения, поэтому  следует использовать герметичные установки.
После обработки  в парах  растворителя на поверхности изделий могут остаться следы мелкие нерастворимые частицы загрязнений, поэтому такую очистку совмещают с обработкой в жидких растворителях. В установкежидкосно-паровой очистки  большая  часть загрязнений удаляется  в паровойкамере,  а окончательная отмывка происходит в ультразвуковой ванне.
Качество очистки.На качество очистки влияют температура, состав моющей смеси, интенсивность перемешивания, продолжительность обработки и способсушки.
При повышении температуры  улучшается очищающая способностьрастворителей и качество очистки. Однако при слишком большой температуре некоторые загрязнения могут закрепиться на поверхности, а при  удаленийзагрязнений, содержащих растворимые и нерастворимые  омпоненты, могут быстроудаляться быстро растворимые и прочно закрепляться на поверхности нерастворимые.Чтобы одновременно удалять оба вида загрязнений, целесообразно снижатьтемпературу моющего раствора. В процессе очистки для предотвращения браканеобходимо  постоянно измерять и точно поддерживать заданную температуру.
При очистке большого количества деталей в одной ваннепроисходит загрязнение  моющего раствора и из-за повторного  осаждениязагрязнений  на очищенную поверхность снижается качество обработки. Поэтомунеобходимо регулярно заменять  загрязнённый растворитель свежим. Определяютстепень загрязненности растворителя по его удельному сопротивлению или температурекипения (при насыщении растворителя жировыми загрязнениями его температураповышается). Для улучшения качества очистки необходимо повышать интенсивностьперемешивания раствора.
Увеличение времени очистки не всегда  позволяет существенноповысит чистоту обрабатываемых деталей. В некоторых случаях  для повышениячистоты поверхноcти целесообразно повторить очистку.
Остатки растворимых соединений, которые оседают наповерхности при испарении жидкости, могут быть причиной образования пятен иподтёков. Эти дефекты появляются, если для прополаскивания используютнедостаточно чистую жидкость или отмывку выполняют не качественно. Для удаленияпятен  и подтёков детали обрабатывают  в более эффективных моющих растворах,обезжиривают в парах растворителя и сушат на высокоскоростных центрифугах. Притакой сушке растворённые загрязнения удаляются  с поверхности вместе с жидкостьпод действием центробежных сил прежде, чем жидкость успеет испарится. Одним изприёмов повышения качества очистки является отделение   сильносильнозагрязнённых деталей, если они составляют  небольшую частьобрабатываемой партии, и очистка их отдельно по специальной технологии.
При работе с хлорорганическими растворителями нельзядопускать попадание в них воды, так как происходит гидролиз — взаимодействиерастворителя с водой с образованием соляной кислоты, в присутствии которойпроцесс разложения  хлорорганических растворителей протекает  более интенсивно.Характерный запах соляной кислоты является сигналом о наличие  в растворителеводы. Гидролиз резко снижает растворяющую способность хлорированныхуглеводородов, и на очищаемой поверхности остаётся  большое количествотрудноудалимых  ионов хлора.
  Отмывка в кислотах и щелочах.
 
Отмывку в кислотах применяют для очистки  поверхностиот атомов, ионов металлов, а также оксидов, сульфидов, нитридов и другиххимических соединений, растворимых в них. Для очистки  поверхностей применяюткак минеральные, так и органические кислоты, а также кислотные растворы, всостав которых входят поверхностно-активные вещества для отмочки загрязнений,растворимые в воде органические растворители  и травильные ингибиторы,предупреждающие растворение полупроводникового материала. В кислотных раствораходновременно удаляются оксиды и жировые загрязнения, при этом очень интенсивновыделяются газы, которые  образуются при взаимодействии кислот сзагрязнениями. На производстве кислотной обработке, как правило, предшествует обезжиривание в органических растворителях. После кислотной обработке наповерхности   полупроводникового материала остаётся очень много трудноудалимогокислотного остатка.
Обработка щелочами  применяют для удаления жировых и некоторых другихтрудноудалимых загрязнений (графит, полировальные пасты). Жировые загрязненияподразделяются на омыляемые (жиры растительного и животного происхождения)  и неомыляемые(минеральные масла). Под воздействием щелочей омыляемые жиры разлагаются(омыляются) с образованием растворимых в воде солей и жирных кислот(стеариновой,олеиновой)  и глицерина, а неомыляемые не разлагаются, но могут образовывать эмульсии.
Щелочные растворы должны хорошо смачивать поверхность,эффективно растворять омыляемые  жиры, разрушать нерастворимые загрязнения  намелкие частицы и переводить их в состояние эмульсии,  легко смываться  водойпосле очистки, и не разрушать поверхности обрабатываемых изделей и не вызыватькоррозии оборудования.
Обработку в щелочных раствора обычно проводят притемпературе от 70 до 90 С в течение 2–10 минут. Повышение температурыспособствует эффективности очистки. Перемешивание раствора в начале обработкене оказывает заметного влияния на качество очистки, поэтому рекомендуется производить по истечении некоторого времени. Отмывку в кислотах и щелочахвыполняют погружением, распылением, электролитически, а также в ультразвуковыхваннах.
 Отмывка во  фреонах.
 
Отмывка во фреонах обеспечивает высокую степень чистотыповерхности  экономичность процесса. Это обусловлено хорошей способностью фреонов растворять различные загрязнения ( в том числе жиры и масла) и ихнизким поверхностным  натяжением, позволяющим легко  проникать в различныеуглубления и быстро испаряться с поверхности после обработки. Кроме того,фреоны не взаимодействуют со всевозможными защитными  покрытиями, имеют низкуютемпературу кипения  (что существенно снижает  затраты  энергии на кипячение идистилляцию), чисты и стабильны, безвредны, негорючи. Они нерастворимы в воде сней  эмульсии типа «масло» в воде; их смеси со спиртами  обладают повышеннойрастворяющей  способностью, а смеси с водой  и поверхностно-активнымивеществами обеспечивают тонкую очистку  неметаллических изделий.
Разработано несколько способов отмывки полупроводниковыхпластин во фреонах, среди которых наиболее широко применяется два способа. Припервом способе пластины  предварительно очищают  в ультразвуковой ванне  всмеси фреона с поверхностно-активными веществами и водой, удаляютадсорбированные молекулы поверхностно-активного вещества  в чистом кипящем фреоне,проводят ультразвуковую обработку в чистом фреоне, чтобы удалить остаточныеследы поверхностно-активного вещества, и окончательную обработку и сушку впарах фреона. Полная обработка продолжается 7–10 минут. Все операции, кромепервой, выполняются на стандартной установке ультразвуковой очистки, а первую вдополнительной ультразвуковой ванне.
При  втором способе пластины обрабатывают вмоюще-обезжиривающей смеси 1 мин, прополаскивают в изопропиловом спирте 1 мин,обрабатывают в ультразвуковой ванне в кипящем изопропиловом спирте и сушат вего парах, отмывают кистями в деионизованой воде, а затем обрабатывают вкипящем фреоне и его парах. Полная обработка продолжается 7–10 минут.
Моюще-обезжириваюшая смесь содержит фреон-113, неионогенноеповерхностно-активное вещество синтанол, плавиковую кислоту и воду ипредставляет собой двухфазную эмульсию. Молекулы поверхностно-активноговещества  располагаются на границе капель воды, эмульгированных во фреоне.Адсорбция молекул  поверхностного вещества на границе двух фаз (воды и фреона) резко уменьшает поверхностное натяжение фреона, чем объясняется  высокаяочищающая способность  смеси. Способность Коллоидных образований  молекул поверхностно-активного вещества  (мицелл) захватывать водо-нерастворимыезагрязнения  обеспечивает  длительную способность смеси к очистке. Наличие  всмеси воды позволяет удалять  растворимые в ней минеральные соли. Плавиковаякислота  обеспечивает  удаление  поверхностных  оксидных плёнок  и ионных загрязнений.Сначала смесь  перемешивают  до образования пены и обрабатывают в ней кремниевые пластины, помещенные в кварцевую кассету, периодически извлекаякассету из ванны и вновь погружая.
Преимущества отмывки во фреонах такова:
— исключаются операции, прикоторых  используются  концентрированные неорганические кислоты, щелочи, а также токсичные  и огнеопасные  органические растворители;
— На заключительной стадии  нетребуется промывка деионизованной водой;
— обеспечивается высокаяпроизводительность труда и экономичность, так как фреон легко очищаетсядистилляцией  и может повторно  использоваться в процессе отмывки;
— может применяться на различныхэтапах изготовления полупроводниковых приборов и микросхем (передоксидированием, диффузией, нанесения фоторезиста, напылением металлическихплёнок);
— может использоваться дляочистки стёкол, керамики, ситала и других материалов.
 
 Отмывка водой.
 
 Послеотмывки в щелочах и кислотах или травлении на поверхности изделий остаётсянекоторое количество загрязнённого моющего раствора (травителя), которыйудаляют  отмывкой в деионизованной воде. На процесс отмывки оказывают влияниеколичество загрязнений, переносимых в ванну для прополаскивания, температура иинтенсивность перемешивания воды, а также способ отмывки.
Отмывкуводой выполняют погружением или прополаскиванием, в потоке или струе.Гидромеханическим способом или в ультразвуковых ваннах.
Отмывка погружением. Отмывку погружением  обычно выполняют при мелкосерийном производстве.Для повышения эффективности процесса воду подогревают  и перемешивают. Деталипри загрузке в ванну  не должны касаться её стенок  или нагревателей ( если ониимеются) и их не следует глубоко погружать, так как нижние слои воды какправило, более загрязнены. Чтобы  исключить возможность повторного осаждения загрязненийна поверхность деталей, необходимо регулярно менять воду и промывать ванну.Качество очистки погружением невысоко, так как загрязнения, перешедшие сотмываемых деталей в воду, могут повторно осаждаться на поверхностьполупроводниковых деталей. Этот метод как правило используется на первоначальныхстадиях  для сильнозагрязнённых деталей. Основным достоинством является его простота.
Отмывка в потоке многокаскадных ваннах.
Такаяотмывка  обеспечивает постоянный отвод загрязнений от очищаемой поверхности  иснижает их концентрацию в промывочной воде. Детали переносят последовательно изодной ванны в другую в направлении, противоположному движению потока воды.Расход деионизованой воды в многокаскадный ваннах намного превышает расход водноступенчатых ваннах. Продолжительность промывки в последней ванне определяютпо выравниванию удельным сопротивлением воды на входе и на выходе из неё.
Струйная промывка(струёй жидкости, направленной под давлением на поверхность очищаемогоизделия).
Струйнаяпромывка эффективней отмывки в проточных ваннах. Время удаления загрязнений впроточной воде 5–20 минут, а при струйном методе — 1–5 минут. Важными факторамипроцесса струйной отмывки являются давление, объём  и температура подаваемойжидкости. Обычно жидкость подают под давлением 50–400 кПа через специальныенаконечники – сопла, что повышает эффективность отмывки, однако возрастаетопасность механического повреждения образцов и усиливается процесс пенообразования.Образование пены нежелательно, так как она снижает скорость и качество обработки.Увеличение объёма подаваемой  жидкости  обеспечивает более быстрое и полноеудаление загрязнений.
Струйнуюотмывку выполняют в закрытых камерах, оборудованных системой многократнойциркуляции промывочной жидкости. Для улучшения очистки жидкость подогревают до50–70 С. Полупроводниковые пластины помещают на вертикальные диск центрифуги,имеющей частоту вращения 200–600 об/мин. Возникающие при вращении центробежныесилы  способствуют удаления загрязнений с поверхности  пластин. Вертикальноерасположение пластин исключает возможность попадания на них капель промывочнойводы после ограничения отмывки.
Гидромеханическая отмывка– это комплексный способ удаления микроскопическихзагрязнений с полированной поверхности пластин проточной водой и мягкимивращающимися  щётками или кистями. Кисти изготовляют из беличьего меха, а щёткииз искусственных материалов (капрона, нейлона). Крепление пластиносуществляется вакуумным присосом.  Деионизованную воду подают на пластины поддавлением 50–200 кПа. При расходе воды на 1Л/ мин длительность процесса 5–7 минут.Предварительно, чтобы ослабить связи  загрязнений с поверхностью  и облегчитьиз механическое удаление, пластины обрабатывают в кислотах или растворителях.
Основныенедостатки гидромеханической отмывки является загрязнение кистей  и щёток и,следовательно,  перенос загрязнений  с одной партии обрабатываемых  пластинна другую. Поэтому кисти  и щётки надо регулярно промывать, а это трудоёмко.
 Отмывка в ультразвуковых ваннах.
 
Применение  ультразвуковых колебаний значительно повышаетэффективность обезжиривания, травления и промывки деталей в моющих растворах иводе. При распространении ультразвуковых волн в жидкости возникают  такназываемые звуковые (акустические) потоки, которые имеют вихревой характер и скоростьраспространения до сотен сантиметров в секунду, интенсивно перемешиваютжидкость и способствуют очистке поверхности. Однако наиболее важным факторомвоздействием ультразвуковых колебаний на жидкую среду является возникновение кавитации.
Кавитация обусловлена наличием в реальных жидкостяхмножества микроскопических газовых пузырьков и мельчайших твёрдых частиц,которые служат её центрами и зародышами. Под действием ультразвукового поля газовые пузырьки периодически расширяются и сжимаются, а некоторыезахлопываются — кавитируют. Кавитация возникает при колебании пузырьков определённогодиаметра. Так, достаточно крупные пузырьки под действием ультразвуковых колебанийпопеременно сжимаются и расширяются, не захлопываясь, поднимаются наповерхность жидкости и выделяются из неё. В то время как пузырьки диаметромменьше 60 мкм также не захлопываются, но, совершая колебательные движения,оказывают очищающее действие на поверхность полупроводниковых пластин каксвоеобразные механические скребки. При захлопывании пузырьков возникаютмгновенные местные давления, достигающие десятков тысяч килопаскалей, которые отрываютот поверхности  адсорбируемые загрязнения.
Процессы удаления в ультразвуковом поле растворимых инерастворимых загрязнений  протекают по-разному. При очистке  от растворимыхзагрязнений  главную роль играет перемещение моющей жидкости. При этомакустические потоки ускоряют процесс растворения  загрязнений  и обеспечиваютбыстрый отвод их от очищаемой поверхности. При очистке нерастворимых  загрязнений главную роль играет из механическое разрушение  в результате кавитации. Приэтом под действием высоких давлений, возникающих  при захлопывании  пузырьков,происходит растрескивание плёнок поверхностных загрязнений  и частичное отслаивание их от  очищаемой поверхности. Колеблющиеся газовые пузырьки проникают подотслоившиеся плёнки, отрывают их от поверхности и частицы загрязненийуносятся  акустическим потоками.
Важным преимуществом ультразвуковой обработки являетсяспособность кавитационных пузырьков проникать в глубокие поры и канавки деталейсложной конструкции и конфигурации, которые не поддаются очистке  никакимидругими способами.
Эффективность ультразвуковой очистке зависит от частотыи мощности  ультразвуковых колебаний, температуры и состава  раствора, степени и характера загрязнений, а также  времени обработки.
Наиболее интенсивно ультразвуковая обработка  происходитпри частотах 20–40 кГц. Это объясняется тем, что при таких  частотах газовые пузырьки  имеют большие размеры и при кавитации выделяют больше энергии. Крометого, под действием этих частот вибрируют и сами образцы, что также способствуеточистке их поверхности. При частотах ниже 20 кГц звук становиться слышным,поэтому их не применяют.
Для очистки малогабаритных и легкодиформируемых изделий предпочтительны ультразвуковые колебания частотой около 400кГц, так как принизких ультразвуковых частотах образцы могут деформироваться  или разрушиться.При высоких ультразвуковых колебаниях очистка  происходит под действиемвихревых акустических потоков, кавитация отсутствует  вибрация обрабатываемыхобразцов незначительна.
Повышение частоты колебаний уменьшает длину звуковойволны и, следовательно, увеличивает ее проникающую способность. Поэтомувысокочастотные ультразвуковые колебания обеспечиваютвысокоекачество очистки изделий, имеющих отверстия, канавки  и другие углубления;кроме того, значительно  уменьшается масса и размеры ультразвуковых генераторов.
При частотах около 400 Гц эффективность очистки сохраняетсяна достаточно большом расстоянии от источника колебаний, в то время как принизких она резко падает с увеличением  этого расстояния, что вызванозначительными поглощением ультразвука вследствие кавитации.
С увеличением мощности ультразвуковых колебаний возрастаетинтенсивность кавитации и повышается эффективность очистки. Однако, при слишкомбольшой мощности из-за резкого возрастания интенсивности кавитации  внепосредственной близости от источника колебаний  увеличиваются потери ультразвуковой энергии, что снижает  эффективность очистки. Слишком высокаямощность ультразвуковых колебаний  может привести также к  механическомуповреждению  обрабатываемых изделий и эрозии поверхности.
Повышение температуры увеличивает растворяющую способность и химическую активность  моющего раствора, но лишь до определённых пределов. Содной стороны, с ростом температуры уменьшается растворимость газов в жидкостии в результате  увеличивается число микроскопических пузырьков газов, являющихсязародышами кавитации, а с другой — возрастает упругость пара в газовыхпузырьках, что снижает энергию кавитации.
Моющий раствор, применяемый в ультразвуковойочистке, должен интенсивно растворять разнообразные загрязнения, сохранять втечение  длительного времени очищающие свойства, обеспечивать  возможность регенерации  и повторного  использовании и малотоксичным, не оказывать растворяющее или коррозийное  действие на оборудование, основные материалы изащитные покрытия и, конечно, быть экономичным.
На эффективность ультразвуковой очистки оказывают влияния  такие физико-химические свойства моющего раствора, как поверхностное натяжение, упругость паров, вязкость. Так как качество очистки  повышается приуменьшении поверхностного натяжения на границе моющего раствора с очищаемойповерхностью, в состав моющего раствора целесообразно вводить поверхностно-активныевещества. Высокая упругость паров моющей жидкости  уменьшает энергию кавитации,а ее высокая вязкость снижает эффективность очистки, так как препятствует ростугазовых пузырьков и затрудняет их колебательное движение. 
С увеличением времени обработки качество очистки повышается.Время очистки зависит от размеров и формы деталей, состояния их поверхности истепень ей загрязненности, характера загрязнений и других факторов и обычноопределяется опытным путём.
Ультразвуковая очистка может быть ступенчатой и непрерывной.При ступенчатой очистке детали обрабатывают последовательно в нескольких ваннахс одинаковым или различными моющими растворами, а при непрерывной перемещают водной ванне, при этом моющий раствор подают навстречу  движению деталей иочистка происходит в различных зонах ванны раствором различной степенизагрязненности. Обычно время ультразвуковой  очистки составляет около 60 секунд. После извлечения из ванны детали сушат в парах растворителя или потокечистого газа. Для устранения иногда образующихся при сушке разводов детали прополаскиваютв чистом растворителе.
Виды брака при ультразвуковой очистке. Такие изделияэлектронной техники, как резистор, диоды, транзисторы, интегральные микросхемы,как правило, кавитационно не стойки и не допускают очистки    с применениеммощных ультразвуковых колебаний. При неправильно выбранном режимеультразвуковой очистки может произойти деформация или разрушение  полупроводниковыхприборов. Наиболее распространенными видами брака  при ультразвуковой очисткеявляется кавитационная эрозия поверхности изделий, разрушение защитныхпокрытий, мест паёки и сварки внутренних межсоединений и внешних выводов, атакже нарушение герметизации.
Чтобы устранить опасность кавитационного разрушения,очистку полупроводниковых изделий обычно  проводят при низких мощностяхультразвуковых колебаний и высоких ультразвуковых частотах. Опасностьвозникновения резонансных повреждений  на определённой частоте определяютопытным путём. Также неправильно подобранная моющая жидкость может  оказыватьразрушающее или коррозионное воздействие на конструкционные элементыполупроводниковых изделий, защитные покрытия, а также оборудование. Составмоющего  раствора и режим работы ультразвуковой  ванны нужно подбирать так,чтобы исключить возможность повреждений изделий и обеспечить высокое качествоих очистки при минимальных затратах времени.
Применение ультразвуковой обработки в полупроводниковомпроизводстве в несколько раз снижает трудоёмкость операций очистки изначительно повышает качество.
 Определение  чистоты поверхности.
 
После отмывки необходимо контролировать чистоту поверхности,чтобы предупредить выход брака из-за поступления недостаточно чистых изделий напоследующие технологические операции.
В полупроводниковом производстве  основными требованиями,предъявляемыми к методам контроля чистоты поверхности, является  высокаячувствительность  измерений и возможность их применения в промышленныхусловиях.
Различают прямые и косвенные методы определения чистотыповерхности. Прямые  методы позволяют определять загрязнения непосредственно на поверхности контролируемых деталей. Среди них большое распространениеполучил микроскопический метод, основанный на смачиваемости, и метод разности потенциалов…Высокую чувствительность  обеспечивает метод  радиактивных изотпов. Косвенныеметоды основаны на удалении с поверхности загрязнений растворителями  или стравлениемзагрязнённого слоя в травильных смесях и применяются главным образом влабораторных условиях. Поэтому из косвенных методов метод измерения удельногосопротивления моющих растворов применяется на производстве.
Микроскопический метод. Наблюдение поверхности производятв светлом или темном поле микроскопа, чаще в темном. Чтобы исключить попадание  в объектив  микроскопа отражения от поверхности лучей, используюткосое освещение. Наблюдения в темном поле позволяет  выявить  в виде светящихсяточек  твёрдые  загрязнения, островки оксидных плёнок, дефекты поверхности,остатки растворителя. Степень чистоты поверхности определяется  количеством светящихся точек  в поле зрения  микроскопа  при определённом освещении. Этотметод в настоящее время  общепринят  для контроля чистоты поверхности  полупроводниковыхпластин, так как с микроскопическими твёрдыми и коллоидными загрязнениямиудаляются и другие. Метод наблюдения в тёмном поле не позволяет судить осоставе загрязнений  и в этом  его недостаток.
Методы, основанные на смачиваемости.  Контроль чистоты поверхности этими методами выполняют окунанием в чистую воду, распылением её, измерением угла смачивания,а также конденсации и запотеванию.
При окунании в чистую воду поверхностиполупроводников  и металлов, свободная от жировых загрязнений, способна удерживатьнепрерывную плёнку воды. Жировые (гидрофобные) загрязнения  разрывают этуплёнку. Для контроля  промытую влажную деталь погружают в холодную чистую воду,так как тёплая вода может быстро испариться, а если в воде присутствуют загрязненияв виде масел, смачивающих реагентов или поверхностно-активных веществ,непрерывная плёнка может образоваться  и на загрязнённой поверхности.
Затем деталь извлекают из воды и с нею в течение примерно20 с должен стечь избыток воды. При более длительном времени стекания можетпроизойти разрыв плёнки воды из-за испарения… Далее визуально определяютнепрерывность плёнки воды и, если имеются разрывы, очистку поверхности  следуетповторить. Время необходимое для разрыва  плёнки воды, характеризует степеньзагрязнения поверхности. При количестве органических загрязнений на поверхностиболее 10-5 г/см2 плёнка воды разрывается мгновенно, а при3*10-6 г/см2 – примерно через 60 секунд.
Распылением чистоту поверхности контролируют сразу после еёочистки и прокаливания. Для этого на ещё влажную поверхность распылениемнаносят с расстоянии примерно 65 см  до полного её смачивания чистую холоднуюводу. На загрязнённых участках  поверхности после распыления образуется  узориз капелек, которые сохраняются в течение 15-20 минут. Продолжительностьраспыления  определяют опытным путём. Чтобы повысить чувствительность метода,в распыляемую воду добавляют  красящее вещество и контролируюмые  пластины послеобразования рисунка сушат. При этом происходит  закрепления рисунказагрязнений, так как краситель остаётся только на местах загрязнений. Рисунокзагрязнений сохраняют в течении нескольких дней. По чувствительности методраспыления воды с красителем в 10–20 раз превышает метод распыления чистой водой.
Измерение угла смачиваниякаплей воды, помещённой на поверхности, позволяетопределить чистоту. При этом методе возможны три случая:
— капля хорошо  растекается,следовательно, угол смачивания очень мал и поверхность чистая, гидрофильная.
— капля остаётся на поверхности в виде шарика, при этом угол смачивания примерно 900, чтосвидетельствует  о загрязнении поверхности органическими (гидрофобными)веществами.
— капля частично растекается,образуя с поверхностью некоторый промежуточный промежуточный краевой угол, покоторому можно судить о степени чистоты поверхности
Для измерения угла смачивания служить установкаУКУС–1, с помощью которой увеличенное изображение  капли воды проектируется наэкран и измеряется краевой угол.
Метод конденсацииоснован на наблюдении смачиваемости  поверхностидетали, охлождённой до температуры ниже точки росы, конденсатом. При контроледетали кладут в чистый сухой стакан, который помещают  в сосуд Дьюара с жидкимазотом  и охлаждают 2–5 минут. После извлечения из азота на поверхности деталейобразуется  слой инея, который через некоторое время начинает таять. Смачивание поверхности конденсатом наблюдают в момент образования жидкой фазы. При отсутствиигидрофобных соединений  конденсат покрывает  поверхность ровным  слоем, а приих  наличии на поверхности  образуется отдельные  капли конденсата.
Метод конденсации исключает дополнительноезагрязнение поверхности, в чём и состоит его преимущество перед  методомраспыления. Чтобы поверхность не загрязнялась органическими веществами извоздуха, контроль необходимо выполнять  в чистой атмосфере.
Метод запотевания состоит в том, что испытуемуюповерхность  обрабатывают в течение 2–3 минут  струёй пара из парообразователя. При отсутствии  органических загрязнений  поверхностьомывается сплошной плёнкой конденсата, а при наличии загрязнений поверхностьпокрывается капельками  конденсата, образуется фигуры запотевания. Этот метод обладаетвысокой чувствительностью  и прост в применении. После контроля полупроводниковую пластину можно использовать в производстве без дополнительнойочистки. Метод запотевания удобен для определения чистоты поверхностистеклянных  изделий, для которых  неприменим метод конденсации, так как  при охлаждении в азоте стекло может  растрескаться. Этим методом невозможно контролироватьчистоту поверхности материалов, у которых высокая теплопроводность, так как трудно заметить момент образования на них капель конденсата.
Все методы контроля чистоты поверхности, основанныена смачивании водой, неприменимы для контроля чистоты после отмывки врастворителях или их парах, так как  поверхность, обрабатываемая  врастворителях, гидрофобна  и при контроле на смачиваемость дает 100%загрязняемость. Кроме того, этими методами  нельзя обнаружить  гидрофобныезагрязнения, если имеются следы смачивающих поверхностно-активных веществ. Вэтом случае даже при наличии гидрофобных  загрязнений  на поверхности будетобразовываться непрерывная плёнка воды.
Метод контактной разности потенциалов. Химическая обработка, влияя налокализованный на поверхности заряд, изменяет поверхностные потенциал. Этоизменение  контролируют по равному изменению контактной разности потенциалов.Измерительная установка состоит из генератора, звуковые колебания которогочерез электромеханическую систему приводят в колебательное движение динамический конденсатор, одной обкладкой  которого является контролируемаяпластина, а другой — эталонный электрод. В результате на конденсаторевозникает  переменной напряжение, амплитуда, которого  пропорциональна  разностипотенциалов между его обкладками, а значит  зависит от состояния поверхностиконтролируемой поверхности.
Метод радиоактивных изотопов (меченых атомов). Этот метод основан наобнаружении  загрязнений, содержащих радиоактивные изотопы, и применяется  дляоценки эффективности процессов отмывки. Радиоактивные загрязнения специальнонаносят на отдельные  участки или  на всю  поверхность на отдельные  участкиили на всю поверхность и после промывки по выбранной технологии их остаткиопределяют с помощью счётчика Гейгера. Метод  обладает  очень высокойчувствительностью (в 1000 раз больше, чем методы основанные на смачивании ) иприменяются  главным образом в лабораторных условиях, так как впроизводственных  условиях  трудно обеспечить  необходимые меры защиты отрадиоактивного излучения.
Метод измерения удельного сопротивления моющих растворов. Этот метод позволяет определить  содержание  ионных загрязнений в промывочной воде и различныхрастворителях. В производственных условиях метод измерения  удельного сопротивлениямоющего раствора применяют для контроля длительности процесса отмывки: отмывкуведут до тех пор, пока не будут  равны удельные сопротивления раствора на входев промывочную ванную и на выходе из неё.
Этот метод не позволяет обнаружить нерастворимые илислабо диссоциирующие загрязнения, даёт заниженные результаты, так как некоторые загрязнения  лишь частично удаляются  с поверхности в процессеотмывки, и не позволяют  оценить распределение  загрязнений  по поверхности,так как  даёт информацию лишь об общем количестве  растворимых ионныхзагрязнений.
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Контроль качества промывки.
 
 Контроль качества осуществляют с помощью микроскопа.При этом  пластины должны быть без пятен, разводов, подтёков. Допускаются одна-двесветящиеся точки в тёмном поле микроскопа площадью около 0,6 мм2.Гидрофобные загрязнения обнаруживают методом, основанным на изменении угласмачивания поверхности водой. При неудовлетворительном качестве отмывки обработкуповторяют.
Такая оценка качества отмывки  имеет существенный недостаток:для контроля пластину  необходимо извлечь из тары для хранения и поместить напредметный столик микроскопа или установки контроля угла смачивания. Поэтомуповерхность пластин при контроле загрязняется в результат контакта сатмосферой.
После отмывки необходимо сразу же передать пластины наследующую операцию, так как при хранении происходит загрязнение их поверхности.Если отмытые пластины необходимо хранить, их поверхность следует защищать отвоздействия внешней среды. Так, полимерный комплекс КС-1 позволяет надёжно защищатьполупроводниковые пластины  от внешней атмосферы в течение достаточнодлительного времени (до 10 суток). Кроме того, очищенные полупроводниковыепластины можно хранить в герметичном сосуде с парами фреона.
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Сушка деталей.
 На производстве применяются следующие виды сушки: воздушная сушка всушильных камерах, горячая сушка в сушильных шкафах, радиационная сушка, сушкатоками высокой частоты.
Привоздушной сушке в сушильных камерахдетали или заготовки размещают на полках и выдерживают до нескольких суток принормальной сушке (15–20 С) температуре.
Длительныйсрок сушки является крупным недостатком воздушной сушки.
Длягорячей сушки обычно применяют сушильные шкафы или камеры и конвейерные сушильныеустановки, обогреваемые паром  или электрообогревателями.
Всушильных шкафах с электрическим обогревом детали  выдерживают при температуре65–70 С до постоянства веса. Во избежания растрескивания деталей температуру  всушильных шкафах повышают постепенно.
В конвейерных сушильных установках производят сушку тонкостенныхдеталей.
Непрерывнодействующие конвейерные сушильные установки  являются наиболее эффективными длятонкостенных деталей. В таких установках сушка тонкостенных  деталей в зависимостиот величины и формы длится 2–3 часа.
Радиационная сушкаоснована на обогреве деталей лучистой энергией, излучаемойраскалёнными телами: нитями ламп, спиралями электронагревательных приборов,металлическими панелями, обогреваемыми газом.
Нарисунке показана камера для радиационной сушки. В качестве источника лучистойэнергии в камере установлены лампы инфракрасного свечения, расположенные вшахматном порядке под сводом и на боковых стенках камеры.
Радиационнаясушка эффективнее конвейерных установок в несколько раз, особенно при сушкеплоских изделий с небольшой толщиной стенок.
Присушке токами высокой частоты детали,помещённые между обкладками контурного конденсатора генератора высокой частоты,равномерно прогреваются по всей массе, при этом благодаря быстрому прогревудетали по всей её толщине срок сушки сокращается  в несколько раз по сравнениюс сушкой нагретым воздухом.
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Контроль  герметичности полупроводниковых приборов.
 
Одной из задач герметизации является предотвращениепроникновения внутрь корпуса газов из окружающей среды, всегда со­держащихвлагу. Проникающая в корпус влага раство­ряет газы и загрязнения, образуя вусловиях электриче­ских напряжений электролитические пары. В свою оче­редь, этоприводит к возникновению отказов, выража­ющихся в шунтирующих утечках, короткихзамыканиях и обрывах.
Для полых (газонаполненных) корпусов'" достаточнообъективным показателем качества герметизации может служить величина течи изкорпуса. Для микросхем, опрессованных пластмассами, необходимо проводить ис­пытаниянепосредственно в атмосфере с повышенной влажностью. Методы испытания должныодновременно удовлетворять требованиям высокой чувствительности иэкономичности.
Наиболее чувствительным является радиоактив­ный метод(чувствительность 10~8—5-10"9 мкм рт. ст.-л/с).Образцы, подлежащие испытанию, герметизи­руются в атмосфере сжатого радиоактивногогаза (на­пример, Кг85). При испытании с помощью счетчиков ре­гистрируетсяинтенсивность гамма-излучения газа, вы­текающего из корпуса. Вследствиесложности и высокой стоимости этот метод может быть рекомендован только вэкспериментальном производстве (отработка конструк­ции корпуса или технологиигерметизации).
Масс-спектрометрический метод основан на обнаружениигелиевым течеискателем гелия, предва­рительно введенного в корпус прибора.Применение ге­лия 0'бусловлено его высокой проникающей способностью (малыеразмеры молекул). Чувствительность метода определяется чувствительностьютечеискателя  (для течеискателя ПТИ-6 Ю-7 мкм рт. ст.-л/с). Высокаяпро­никающая способность гелия затрудняет обнаружение больших течей, так как кмоменту испытания гелий мо­жет полностью вытечь из корпуса. Поэтому для образ­цов,подлежащих испытанию, целесообразно вводить ге­лий после герметизации, но непосредственноперед ис­пытанием. Для этого герметизированные микросхемы выдерживают в течениенескольких суток в бомбе, за­полненной гелием до давления 4 ат.Масс-спектрометри­ческий метод целесообразен только для выборочного контроля.
При проверке Герметичности вакуумно-жидкостным методоммикросхемы помещают в емкость с керосином или уайт-спиритом, над которымсоздается разрежение (10—15 мм рт. ст.). Вытекающий из корпу­са газ(непрерывная струйка пузырьков) позволяет оп­ределить не только интенсивность,но и место располо­жения течи. Чувствительность метода 5-Ю-3 мкм рт.ст.-л/с. Он является весьма распространенным в производстве для выборочногометода контроля. Компрессионно-термический     метод отличается от предыдущеготем, что испытуемые микро­схемы погружают в нагретое масло. При этом давлениегаза внутри корпуса повышается и чувствительность ме­тода несколько увеличивается(4-10~3 мкм рт. ст.-л/с)
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Описание технологического процесса.
 
Нижеприведена блок–схема технологического процесса, характеризующаяпоследовательность проведения технологических операций:
/>
 
 
 
 

 />
Контроль чистотыповерхности изделия    

 
/> 
 
 
/> 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Промывка–1. Для промывки полупроводниковых изделийиспользуется ультразвуковая   установка УЗУ-0,1, которая состоит из:ультразвуковой ванны и генератора. Промывают полупроводниковые пластины, уложивих в специальную тару(кассету). Моющий раствор (фреон) заливают  в ванны передвключением установки. Максимальная температура раствора не должна превышать 80С. При появлении кавитации полупроводниковые пластины погружают в ванну  ипромывают. Пластины погруженные во фреон выдерживают 7 минут и частота ультразвуковыхколебаний  400 кГц, температура раствора 60 С.
 
 
Сушка­–1. Сушка производиться в сушильном шкафу №3 завода «Электродело»при температуре 115±10 С в течение 25–35минут. Поддерживается заданная температура терморегулятором, имеющимся всушильном шкафу, а контролируется ртутным термометром. В процессе сушки в шкафподается ошушенный и очищенный воздух с точкой россы не выше  —50 0С
 
 
 
Контроль чистоты поверхности. Контроль производиться микроскопом, наблюдая втёмном поле микроскопа светящихся точек (твёрдые загрязнения). Если светящихсяточек более 3-х, то передаём изделия на дополнительную потмывку.
 
 
Покрытие–1. Покрытие производиться лаком МК –4У методом окунания.Предварительно наполняется ванна лаком МК–4У. Берётся изделие и погружается вванну на 7 секунд. После чего в течение 1 минуты необходимо дать стечь излишкамлака. После чего изделие передается на операцию сушки.
 
 
 
Сушка­–2. Сушка производиться в сушильном шкафу №3 завода«Электродело» при температуре 180 С в течение 2 часов. Поддерживается заданнаятемпература терморегулятором, имеющимся в сушильном шкафу, а контролируетсяртутным термометром. В процессе сушки в шкаф подается осушенный и очищенныйвоздух с точкой россы не выше  —50 0С
 
 
 
Покрытие–2. Покрытие производиться компаундом КЛ–4 поверх лакаМК –4У методом окунания. Изделие погружают в ванную с компаундом. Выдерживают вванноц 10 секунд. После чего в течение 1 минуты даёт стечь излишкам компаунда ипередаёт на последующую операцию.
 
 
 
Сушка­–3. Сушка производиться на стилажах в течение 24 часов.Под действием влаги воздуха происходит самовулканизация с образованиемрезиноподобного материала, длительно сохраняющего эластичные свойства винтервале температур от –60 до 200 С.
 
 
 
Покрытие–3. Окончательное покрытие производиться эпоксидной смолойЭД–5. Предварительно Эпоксидную смолу смешивают с гексаметилендиамином. Наносятэпоксидную смолу также  методом окунания. Предварительно разводиться эпоксиднаясмола с с гексаметилендиамином и заполняется ванна. Иизделие и погружается вванну на 10 секунд. После чего в течение 1 минуты необходимо дать стечь эпоксиднойсмолы. После чего изделие передается на операцию сушки.
 
 
Сушка­–4. Сушка производиться в сушильном шкафу №3 завода«Электродело» при температуре 180 С в течение 15 минут. Поддерживается заданнаятемпература терморегулятором, имеющимся в сушильном шкафу, а контролируетсяртутным термометром. В процессе сушки в шкаф подается осушенный и очищенныйвоздух с точкой россы не выше  —50 0С
 
 
 
Испытание герметичности корпуса. Для проверки герметизации прибора используютустановку ЖК–75.14. В колбы (в каждую колбу заливают 80 см3 уайт–­спирита)—стеклянные сосуды заливают жидкость и опускают контролируемый прибор,закрепляемые на зажимах. Освещаются колбы на рабочей позиции при вакуумированиижидкости и наблюдении за истечением пузырьков газа. Список используемой  литературы.
 
1.   А.А. Маслов «Технология иконструкции полупроводниковых приборов».
2.   А.И. Курносов  «Основыполупроводниковой микроэлектроники»
3.   А.И. Курносов «Матералы дляполупроводниковых приборов и интегральных микросхем»
4.   В.А. Брук «Производствополупроводниковых приборов»
5.   Парфёнов «Технологиямикросхем»
6.   В.А. Антонов «Технологияпроизводства электровакуумных и полупроводниковых приборов»
7.   С.З. Нейштадт «Технология и оборудование производства радиодеталей и компонентов»
8.   Й. Коутный «Технологиясерийного производства транзисторов и полупроводниковых диодов»
9.   О.К. Мокеев «Химическаяобработка и фотолитография в производстве полупроводниковых приборов имикросхем»