Способ настройки центральной частоты резонаторов на поверхностных акустических волнах

 

Изобретение относится к микроэлектронике и может быть использовано для изготовления резонаторов на поверхностных акустических волнах. Цель изобретения - увеличение процента выхода годных резонаторов. В предложенном способе настройки центральной частоты резонаторов на поверхностных акустических волнах перед измерением центральной частоты дополнительно проводят обработку резонатора в плазме нейтрального газа в течение 200 - 300 с.

Изобретение относится к микроэлектронике, а именно к технологии изготовления резонаторов на поверхностных акустических волнах (ПАВ). Известен способ подстройки центральной частоты резонаторов на ПАВ путем отжига собранного прибора при температуре, превышающей 250^оС. Недостатком такого способа является малое изменение центральной частоты, невозможность повышения температуры обработки для приборов, кристалл в которых приклеивается в корпусе, необходимость пробного процесса. Наиболее близким к предлагаемому изобретению является способ настройки центральной частоты резонаторов на поверхностных акустических волнах, включающий измерение центральной частоты резонатора, сравнение ее с заданной и плазмохимическое травление рабочей поверхности кристалла резонатора в плазме фторсодержащего газа. Как показали многочисленные опыты по обработке резонаторов на ПАВ СВЧ-диапазона по этому способу, он также не лишен некоторых недостатков, основным из которых является невысокая воспроизводимость процесса для резонаторов СВЧ-диапазона. Так разброс от пластины к пластине и от партии к партии при величине центральной частоты в диапазоне 500-800 МГц при среднем уменьшении центральной частоты на 200 кГц при проведении одинаковых процессов в плазме фреона на установке ПХТ "Плазма-600Т" составил около 100 кГц при времени обработки 10 мин, т.е. порядка 50% от величины изменения центральной частоты. Для определения причины такого разброса были проведены исследования зависимости величины изменения центральной частоты от времени травления в диапазоне 1-20 мин. В результате этих исследований было установлено, что в первые 1-2 мин в результате травления резонаторов в плазме фреона может происходить даже увеличение центральной частоты на несколько десятков килогерц, которое затем переходит в практически линейное уменьшение частоты от времени травления в используемых на практике условиях опытов. Ход зависимости частоты от времени обработки на начальном участке воспроизводится плохо и в дальнейшем (при временах обработки более 5 мин) дает уже упомянутый разброс в величине настройки частоты, который в свою очередь приводит к уменьшению процента выхода годных приборов. Точная причина такого разброса характеристик при обработке в плазме фреона не известна, однако можно привести следующие соображения. Значение центральной частоты СВЧ-резонаторов существенным образом зависит от состояния поверхности, которое определяется к моменту проведения финишной настройки частоты всем ходом технологического процесса, начиная с механической обработки поверхности и возникновения нарушенного слоя, нарушений, возникающих в ходе технологических операций, включая ионно-химическое травление канавок под электроды ВШП и отражательных решеток: возможных микрозагрязнений в ходе технологических операций, а также и адсорбцией молекул на поверхность. Цель изобретения - увеличение процента выхода годных резонаторов. Указанная цель достигается тем, что в способе настройки центральной частоты резонаторов на поверхностных акустических волнах, включающем измерение центральной частоты резонатора, сравнение ее с заданной и плазмо-химическое травление рабочей поверхности кристалла резонатора в плазме фторсодержащего газа, перед измерением центральной частоты дополнительно проводят обработку резонаторов в плазме нейтрального газа в течение 200-300 с. П р и м е р. При изготовлении резонаторов на ПАВ по технологии серийных микросхем 321 серии после изготовления кристаллов и монтажа их с помощью эпоксидного клея в металлокерамический держатель проводили процесс настройки резонаторов как по способу-прототипу, так и по предлагаемому способу с предварительной обработкой резонаторов в плазме аргона на установке "Плазма-600Т". Режимы обработки приведены в таблице. Измерение центральной частоты и сравнение ее с заданной проводили непосредственно перед плазмохимическим травлением. Значение центральной частоты составляло около 750 МГц, точность измерения центральной частоты ± 10 кГц. В качестве параметра-критерия годности было выбрано отклонение центральной частоты от номинального значения в пределах ± 50 кГц. ПХТ во фреоне осуществляли на той же установке "Плазма-600Т" путем переключения баллона с газом. Из анализа результатов приведенных в таблице видно, что при выполнении всех признаков, включенных в формулу изобретения, процент выхода годных приборов получается заметно выше, чем по способу-прототипу, а точность самого процента подстройки увеличивается более чем в два раза. При меньшем, а также большем времени предварительной обработки заметного улучшения не наблюдалось. Тем самым подтверждается существенность признаков, включенных в формулу изобретения. Аналогичные результаты (увеличение процента выхода на 10-15% и увеличение воспроизводимости процесса в 1,5-2 раза) было получено при предварительной обработке в кислородной плазме на установке "Плазма-600Т" при времени обработки в рамках формулы изобретения на тех же приборах. Технико-экономическая эффективность предложенного способа по сравнению с прототипом заключается в увеличении процента выхода годных, т.е. снижении себестоимости изделия без усложнения технологического процесса, который проводится на уже используемой при изготовлении приборов оборудовании.

Формула изобретения

СПОСОБ НАСТРОЙКИ ЦЕНТРАЛЬНОЙ ЧАСТОТЫ РЕЗОНАТОРОВ НА ПОВЕРХНОСТНЫХ АКУСТИЧЕСКИХ ВОЛНАХ, включающий измерение центральной частоты резонатора, сравнение ее с заданной и плазмохимическое травление рабочей поверхности кристалла резонатора в плазме фторсодержащего газа, отличающийся тем, что, с целью увеличения процента выхода годных резонаторов, перед измерением центральной частоты дополнительно проводят обработку резонатора в плазме нейтрального газа в течение 200 - 300 с.

РИСУНКИ

Рисунок 1

MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Номер и год публикации бюллетеня: 31-2000

Извещение опубликовано: 10.11.2000        

---