薄膜混合集成电路工艺讲座
薄膜混合集成电路工艺讲座
常用薄膜导体材料性能 金属 块金属电阻率 （μΩ·cm） 1.62 1.73 2.44 2.68 趋肤深度 f=1GHz (μm) 2.03 2.09 2.49 2.61 膜厚1000Å 方块电阻 （μΩ/□） 0.18 0.20 0.27 0.33
Ag Cu Au Al
（3)常用的多层金属化系统 3)常用的多层金属化系统 1°NiCr/Au 系统 <500Å Au6-8um 目前2.5um 工艺简单、不适于高温,比如烧结温度下可能互 扩散，降低与基片的附着力，是目前我们用的 薄膜。 2°TiW/Au TiW/Au系统 <500Å/Au 1um TiW/Au 没电阻，工艺简单，无高温互扩散。 3°TaN/TiW/Au TaN/TiW/Au系统，不可锡焊。 TaN/TiW/Au 4°Cr/Cu/Ni/Au Cr/Cu/Ni/Au系统 Cr/Cu/Ni/Au 500Å/4μm/1μm/500Å Cu为导电层 Ni为阻挡层
NiCr膜 NiCr膜
NiCr膜也是常用的电阻膜材料，其主要成份是 NiCr(80:20)。掺入微量的Al、Si、Fe、Au 等，可使电阻温度系数接近于0。膜的厚度 也是影响电阻温度系数的主要因素之一。
该合金块状电阻率约为100μΩ·cm。膜厚 1000Å时电阻率为15Ω/□ 。
（2）导体膜
对薄膜导体的要求： 1.)微波损耗小。 损耗的原因：1°电阻 2°超肤深度δ 一般要求： 集总参数电容的电极厚度应为 1～2δ, 微带线厚度 3～5δ, 平面螺旋电感 10δ, 2）有较高的分辨率 3）基片附着力好 4）焊接能力好 5）耐候性好
5º TaN/TiW/Au/Ni/Au TaN/TiW/Au/Ni/Au系统， 25～100Ω/□∕300～500Å/0.5～ 7.6μm/0.9～1.8μm/0.5～2.5μm 可锡焊PbSn，Au/Su焊，Epoxy Wirebonding 电阻层/粘附层/导电层/阻挡层/防氧化 可键合层,有良好高温性能，可在400～ 450℃范围稳定地工作不扩散。
新型光电器件中的薄膜混合集成电路设计与制造
新型光电器件中的薄膜混合集成电路设计与制造近年来，随着科技的快速发展和人们对智能设备的需求不断增加，新型光电器件在各个领域都得到了广泛的应用。
而其中，薄膜混合集成电路的设计与制造是实现光电器件功能实现的关键。
薄膜混合集成电路是以薄膜技术为基础，将不同材料的薄膜层结合在一起，形成功能多样的电子器件。
与传统的硅基集成电路相比，薄膜混合集成电路具有体积小、重量轻、能耗低、灵活性高等优势，适用于各种新型光电器件的设计与制造。
在薄膜混合集成电路的设计中，首先需要确定设计的目标和需求。
根据不同的光电器件应用，设计人员需要明确电路的功能和性能要求，如信号放大、滤波、数字转换等。
同时，还需要考虑到电路的功耗、面积、可靠性等因素，以便在设计过程中做出合理的权衡。
在设计过程中，针对不同功能模块，可以采用不同的薄膜材料和工艺。
例如，对于放大器模块，可以选择高迁移率的有机半导体材料，并利用有机薄膜的湿式沉积或真空蒸镀技术，制备薄膜材料层。
对于滤波器模块，可以利用薄膜堆叠技术，将多层不同材料的薄膜组合在一起，形成复合滤波器结构。
这些不同的薄膜材料和工艺的选择，可以实现电路的功能多样性和系统的集成度。
设计完成后，接下来是薄膜混合集成电路的制造过程。
制造的关键在于薄膜层的制备和器件的加工。
对于薄膜层的制备，可以采用不同的方法，如溅射、蒸镀、柔性印刷等。
这些方法能够通过控制沉积的条件和参数，实现薄膜的均匀性和质量要求。
对于器件的加工，可以采用光刻、薄膜退火、干法刻蚀等工艺，用以形成电路的图形和器件的结构。
此外，薄膜混合集成电路的封装和测试也是制造过程中的关键环节。
封装是将电路连接到外部世界的接口，常用的封装方式包括COB（Chip on Board）和CSP （Chip Scale Package）等。
测试是验证电路性能和功能的过程，主要通过特定的测试设备和方法来进行，如电流-电压（I-V）测试、频响测试等。
这些环节的成功实施能够保证薄膜混合集成电路的质量和可靠性。
厚膜混合集成电路 课件第1章
2
元件数 门数
SSI <102 <10
MSI 102 ~ 10 3 10 ~ 102
LSI 103 ~ 10 5 102 ~ 104
VLSI 105 ~ 10 7 104 ~ 106
ULSI 107 ~ 10 9 106 ~ 108
GSI >109 >108
厚膜技术的发展
厚膜技术起源于古代—唐三彩
获得2000年Nobel物理奖
1958年第一块集成电路：TI公司的Kilby，12个器件，Ge晶片
• 1964年人们提出了大规模集成电路的设想和 概念，并很快于1966年研制成功大规模集成 电路。 大规模集成电路在提高集成度、可靠性、工 作频率和电路工作速度等技术性能方面的一 系列重大成就，使电子设备和电子系统出现 了崭新的面貌，从而使电子技术的发展进入 了第四代。
2．难以把各种不同类型的、性能差异很大的 元器件集成在同一衬底上； 难以外贴组装上各种具有特殊性能的元器件；
因此很难制成各种多功能的复杂的模拟电路。
3．半导体衬底的绝缘性能不如陶瓷、玻璃、 蓝宝石等绝缘基板，因此其元器件之间的 隔离不够完善； ● 造成寄生效应大，这样就会使电路在高频 下难以稳定地工作； ● 难以制造大功率、大电流、高电压等各种 有特殊要求的电路；
• 1968年Dennard——单晶体管DRAM
• 1971年Intel公司微处理器——计算机的心脏
– 目前全世界微机总量约6亿台，在美国每年由计算机完成 的工作量超过4000亿人年工作量。美国欧特泰克公司认 为：微处理器、宽频道连接和智能软件将是21世纪改变 人类社会和经济的三大技术创新
微电子发展的规律 不断提高产品的性能价格比 是微电子技术发展的动力 集成电路芯片的集成度每三 年提高4倍，而加工特征尺 寸缩小 2 倍，这就是摩尔
柔性电路中的薄膜混合集成电路封装工艺优化
柔性电路中的薄膜混合集成电路封装工艺优化随着电子技术的快速发展，柔性电路的应用正逐渐走进我们的日常生活。
作为一种新兴的电子封装技术，柔性电路在可穿戴设备、智能手机等领域具有广阔的应用前景。
而薄膜混合集成电路作为柔性电路中的关键技术，封装工艺的优化显得尤为重要。
本文将对柔性电路中的薄膜混合集成电路封装工艺进行优化探讨。
在柔性电路中，薄膜混合集成电路封装工艺是实现电子器件与柔性衬底之间密封、保护和连接的重要环节。
薄膜混合集成电路封装工艺的发展需要考虑以下几个方面的优化：封装材料的选择、封装工艺的优化和封装结构的设计。
首先，封装材料的选择对柔性电路的性能和可靠性有着重要影响。
在选择封装材料时，需要考虑柔性电路的应用环境、可加工性、耐热性、耐腐蚀性和性价比等因素。
目前市场上常用的封装材料主要有聚酰亚胺、醋酸纤维等。
聚酰亚胺具有良好的耐高温性、机械强度和化学稳定性，适用于高性能柔性电路的封装；而醋酸纤维具有良好的柔韧性和可加工性，适用于一般的柔性电路封装。
因此，在薄膜混合集成电路封装工艺中，应根据实际需求选择合适的封装材料，以提高柔性电路的可靠性和可加工性。
其次，封装工艺的优化对柔性电路的性能和可靠性同样具有重要作用。
柔性电路的封装工艺主要包括基板准备、印刷、固化、切割、贴合等步骤。
在这些工艺步骤中，需要注意的是保证工艺参数的精确控制和工艺过程的稳定可靠。
例如，在印刷过程中，需要控制印刷速度、印刷压力、墨厚等参数，以确保印刷精度和一致性。
在固化过程中，需要控制温度和时间，以保证材料的完全固化。
此外，还需要注意工艺过程中的温湿度控制、清洁环境和静电防护等因素，以减少电路元件的损伤和故障率。
因此，在柔性电路的封装工艺中，应通过优化工艺参数和过程控制，提高产品的质量和稳定性。
最后，封装结构的设计是柔性电路封装工艺优化的重要方面。
薄膜混合集成电路封装结构的设计需要考虑电路布局、引线排列、尺寸规划等因素。
合理的封装结构设计可以优化电路布线、减少电路阻抗、提高信号传输速度和稳定性。
厚薄膜混合集成电路课件-4-5-6厚膜工艺
※ 4.1.7 低温共烧陶瓷（LTCC）
表4-3 低温共烧LTCC超过其他厚膜工艺的优点
超过HTCC的优点
较低的烧成温度（850-950℃对12001500℃）
标准的良好的烧成环境（空气对氢/氮气） 使用低电阻率的导体的能力（金、银和 铜对钨或钼） 不需要电镀
能共烧和集成无源元件（电阻、电容、 电感器）
※ 4.1.1 丝网印刷
丝网印刷所产生 的图形取决于使 用正的或负的原 图和已在丝网上 正的或负的光敏 乳胶
※4.1.1 丝网印刷
影响厚膜电路质量的因素
丝
流厚
网
性膜
本
和浆
身
流料
的
动的
质
性液
量
※4.1.1 丝网印刷
➢丝网是由贴到网框上的拉紧的网布，再加上光敏乳胶。 ➢丝网的目数：每英寸长的丝网布中的开口孔数，它决定了导体和电阻的 尺寸及它们的公差，导线之间的间隔和孔的尺寸。
气保护炉内烧成。 允许使用金、银等高导电率的导体浆料，适用于高速电路，如RF
电路； 无源器件能与陶瓷共烧，埋入单片结构中。 2）通过用LTCC将互连基片、封装和引线一体化的设计方法，能产生非常 扁薄的封装 3） 可产生复杂形状或三维电子线路和封装。
用LTCC工艺生产部件有如下缺点： 由于有高的玻璃含量（50%或更大），所以热传导率非常低（2-3 W/m∙K） 较低的结构强度，原因仍是由于高的玻璃含量； 当烧成时瓷带收缩。
低的介电常数
CTE与硅器件更匹配
更好的尺寸和翘曲度控制
超过顺序烧成厚膜工艺的优点 成批层压和共烧
做多层基片时层数可以做的更多 工艺步骤少，成本低
高密度互联基片能与密封封装集成 能形成空腔和特定形状的基片 能与埋入的无源器件共烧 导体有更大的附着力
柔性传感器中的薄膜混合集成电路设计与制备
柔性传感器中的薄膜混合集成电路设计与制备随着科技的不断发展，柔性电子技术成为了一项火热的研究领域。
而柔性传感器作为柔性电子的重要组成部分，具有轻薄柔软、可弯曲等特点，广泛应用于物联网、智能医疗、生物监测等领域。
其中，薄膜混合集成电路是柔性传感器实现功能的关键部分，本文将重点探讨柔性传感器中的薄膜混合集成电路的设计与制备。
一、柔性传感器的基本原理柔性传感器是一种具有可弯曲性能的传感器，其工作原理基于电阻、电容、电感等物理量与外界环境的耦合关系。
利用传感器材料的柔软性，传感器能够呈现出与外界物理量相对应的变化，实现对环境的感知和检测。
薄膜混合集成电路则是柔性传感器的重要组成部分，能够转化传感器所感知到的信息，输出电信号以供下一步的处理和分析。
二、薄膜混合集成电路的设计薄膜混合集成电路的设计需要考虑到柔性传感器的特性和应用需求。
首先，需要确定传感器的类型，常见的柔性传感器包括压力传感器、温度传感器、湿度传感器等。
不同类型的传感器需要选用不同的材料和电路结构。
其次，需要确定电路的特性，包括输出电压范围、灵敏度、噪声抑制等。
最后，在设计电路时还需要考虑到柔性电子的特点，即电路需要具备可弯曲性、可拉伸性等。
薄膜混合集成电路的设计可以分为两个主要步骤：电路设计和材料选择。
在电路设计方面，需要选择合适的电路拓扑结构和元件。
而在材料选择方面，需要选用具有良好柔性性能和电学性能的材料，例如聚酰亚胺薄膜、聚氨酯薄膜等。
此外，还需要考虑到材料的可加工性和耐久性。
三、薄膜混合集成电路的制备薄膜混合集成电路的制备是将设计好的电路结构和材料制作成实际的柔性电路的过程。
制备过程主要包括以下几个步骤：电路图的绘制、膜材料的加工、电路元件的制备、电路的组装和封装。
首先，根据设计好的电路图，绘制出相应的电路图纸。
电路图纸应该包括电路结构、元件连接方式和元件数值等信息，以便于后续的实际制作。
其次，根据电路图纸选择合适的膜材料进行加工。
厚膜混合集成电路 课件第2-1章.
c. 生基板叠层法：
在生基板上冲好通孔； 在生基板上印刷Mo、W等导体； 重叠所需层数，在490-1470N/cm2压力和80 – 150℃下叠压； 在1500-1700℃的还原气氛中烧成。
在烧结过程中，薄片里的SiO2、CaO、MgO扩散 到导体层中形成中间层，从而可得牢固的结合强度
优点：（后两种二种方法）
5×1015-16 4.6-5.0
300/30S 2.9× 0.05 10-3
3×1015-16 4.6-5.0 300/2 -
0.04
4×1015 3.1
130/240 -
0.2
• 小结
掌握厚膜基板种类、作用、基本要求、 各类基板的主要性能。
作业 • 1、基板在厚膜电路中起什么作用？基板
的性能对电路有什么影响？
＊ 利用生基板有柔软性、容易吸收有机溶剂的特 性，可印出高分辨率的微细线，容易实现多 层化和高密度布线。
＊ 由于导体和绝缘层烧结成整体，所以密封性 好，可靠性高。
缺点： 设计灵活性不如厚膜多层法，烧结温度也偏高。
2.金属基板
陶瓷基板缺点：脆、易碎。 不易制成大面积的基板，为此开发了金
属基板。
金属基板：在金属板（主要是钢板和铝板） 上涂复绝缘膜而成。
主要成分Al2O3 ，Al2O3含量越高，基板性能 （电性能、机械强度、表面光洁度等）越好。但烧 结温度高、价格贵。
厚膜电路一般采用94～Al2O3瓷（晶粒尺寸 3～5μ m）。
85瓷和75瓷性能较前者稍差，但成本较低，所 以目前国内外也有采用。
氧化铝基板的性能
热导率和氧化铝含量的关系
• 优点：
的新型基板。
优点： 热导率是金属铝的1.2倍，比BeO瓷还要高，
集成电路工艺技术讲座
集成电路工艺技术讲座引言集成电路（Integrated Circuit, IC）是现代电子技术领域中应用广泛的一种电子元器件。
它通过以硅（Silicon）为基材，采用一系列复杂的工艺流程将电子元器件集成在一块芯片上，实现了电路规模的高度集成及功能的丰富化。
本文将介绍集成电路工艺技术的基本概念、工艺流程及其应用。
一、集成电路工艺技术的基本概念1. 集成电路工艺集成电路工艺是指将电路、晶体管、电容等电子元器件以微米级别的尺寸加工、形成在硅基片上的技术过程。
通过集成电路工艺，可以将上千个电子元器件集成到一个微小的芯片上，极大地提高了电路的性能、可靠性和集成度，同时降低了成本。
2. VLSI技术Very Large Scale Integration（VLSI）技术是集成电路工艺技术的一种，指在集成电路芯片上集成数十万至数百万个晶体管及相关电子元器件的技术。
VLSI技术提供了更高的集成度，可以实现更复杂的电路功能。
3. 半导体材料集成电路工艺技术主要使用的半导体材料是硅（Si）和化合物半导体，如砷化镓（GaAs）、磷化物（InP）等。
其中，硅是应用最广泛的半导体材料，具有良好的电学、热学及光学性质。
二、集成电路工艺技术的主要流程集成电路工艺技术的主要流程包括晶圆制备、光刻、薄膜沉积、离子注入、电镀、退火、化学机械抛光、蚀刻、紧凑布线等步骤。
下面将详细介绍这些步骤的主要内容。
1. 晶圆制备晶圆制备是指将半导体材料制备成具有特定尺寸和质量的圆形硅基片。
制备晶圆的过程包括取样、切割、去杂、抛光等步骤。
晶圆的质量和尺寸对后续的工艺步骤和芯片性能有重要影响。
光刻是指使用光刻胶和掩膜将芯片上的线路图案转移到光刻胶上的过程。
光刻技术主要包括掩膜制备、光刻胶涂覆、曝光、显影等步骤。
3. 薄膜沉积薄膜沉积是指在晶圆表面沉积一层薄膜材料，用于制备金属导线、绝缘层等。
常用的薄膜沉积技术包括物理气相沉积（PVD）和化学气相沉积（CVD）等。
集成电路工艺热氧化薄膜技术课件
由于热氧化过程受多种因素影响，导致薄膜质量的一致性难以保证， 需要加强工艺控制和标准化。
薄膜与基底材料的兼容性
不同基底材料与热氧化薄膜的兼容性不同，需要针对不同材料进行 优化和调整，以实现良好的结合和性能。
热氧化薄膜技术的未来发展方向
新材料和新工艺研究
01
开展新型热氧化薄膜材料和制备工艺的研究，提高薄膜性能和
物联网
物联网技术的快速发展，使得 集成电路工艺在智能家居、智 能穿戴等领域的应用越来越广泛。
02
热氧化薄膜技术原理
热氧化薄膜技术的定义与分类
定义
热氧化薄膜技术是一种通过高温 氧化过程在半导体表面形成一层 保护膜的技术。
分类
根据使用的氧化剂不同，热氧化 薄膜技术可分为干法氧化和湿法 氧化。
热氧化薄膜技术的原理与特点
20世纪60年代至80年代， 集成电路工艺迅速发展， 晶体管尺寸不断缩小，集 成度提高。
现代阶段
21世纪以来，集成电路工 艺进入纳米时代，晶体管 尺寸不断缩小，性能不断 提高。
集成电路工艺的基本流程
芯片设计
制造
根据产品需求进行芯片 设计，包括电路设计、 版图设计和物理设计等。
通过光刻、刻蚀、掺杂 等工艺流程，将设计好
原理
利用高温条件下，氧分子与半导体表 面原子发生化学反应，形成稳定的氧 化物，从而在半导体表面形成一层保 护膜。
特点
热氧化薄膜具有良好的绝缘性、稳定 性、耐腐蚀性和较高的击穿电压。
热氧化薄膜技术的应用场景
集成电路制造
在集成电路制造过程中， 热氧化薄膜技术广泛应用 于芯片表面保护、隔离和 钝化等环节。
总结词
厚度与均匀性是评估热氧化薄膜质量的重要指标，它们影响薄膜的机械性能、电气性能和可靠性。
薄膜混合集成电路的制作工艺
薄膜混合集成电路的制作工艺摘要本文主要介绍了薄膜混合集成电路工艺以及薄膜形成的技术由于薄膜技术在电电子领域的推广，是电子元件在小型化，高功能，高可靠，批量生产，低成本方面占有很大优势。
似的薄膜技术在电子元件制造领域占有相当重要的地位。
而薄膜在薄膜电阻，薄膜电容，薄膜声表面波器件应用尤为广泛。
关键词薄膜混合集成电路的工艺基片薄膜的制备薄膜元器件引言在同一个基片上用蒸发、溅射、电镀等薄膜工艺制成无源网路,并组装上分立微型元件、器件,外加封装而成的混合集成电路。
所装的分立微型元件、器件，可以是微元件、半导体芯片或单片集成电路。
按无源网路中元件参数的集中和分布情况，薄膜集成电路分为集中参数和分布参数两种。
前者适用范围从低频到微波波段，后者只适用于微波波段。
1．薄膜混合集成电路1.1薄膜集成电路在抛光的陶瓷基片（99.5%氧化铝）、微晶玻璃基片或者Si基片上溅射电阻薄膜和导电薄膜，经电镀，光刻，形成具有部分无源元件和导体电路的基片。
然后贴装芯片和各种片状元件，键合互连形成特定功能的电路模块。
1.2薄膜混合集成电路的工艺1.3基片1.3.1基片的选择原则基片是微波电磁场传输媒质，又是电路的支撑体。
其主要性能指标：（1）高频损耗tgδ，随温度T和工作频率fo升高而增加，在微波频段工作的材料，其高频吸收能量P=2πfV2εrtgδ。
（2）介电常数ε＝0.22εrA/t，εr大时电路尺寸可以小，有利集成; 但频率太高时，有时为了减小加工难度，选εr较小的材料。
（3）表面光洁度形响到电路损耗，薄膜的附着力，和线条的分辨率，划痕等缺陷。
（4）基片平整度（基片上最高点与最低点的距离叫平整度）基片翘度：最高点与最低点的距离除的基片的长度，经研磨和抛光，翘度可小于0.0001in/in。
（5）化学稳定性。
基片对酸碱的耐性，对金属膜是否相互作用。
如微晶玻璃就应避免Ti/Pt/Au系统。
（6）CTE基片的热膨胀系数应与管壳材料，元器件材料相匹配，以避免产生应力，影响可靠性。
集成电路工艺技术系列讲座
短沟道效应
• 开启电压降低
输出饱和特性差
Vt L
Ids Vds
短沟道效应
• 亚开启电流增加
Vd=4V
Id
1V
0.1V
Vg
MOSFET等比例缩小示意
MOSFET等比例缩小规则
参数
变量
几何尺寸 电压 掺杂浓度 电场
W, L, tox, xj VDS,VGS NA, ND E
• 发射极条宽
k
• 基区掺杂浓度
k1.6
• 集电区掺杂浓度
k2
• 基区宽度
k0.8
• 集电区电流密度
k2
• 门电路延迟时间
k
平面工艺－图形转移技术
光刻胶 氧化硅 硅衬底
掩膜
平面工艺－制造二极管
平面工艺－制造二极管
集成电路单项工艺
图形转移工艺
掺杂工艺
光刻
刻蚀
扩散 离子注入
外延
薄膜工艺 CVD 溅射蒸发
集成电路工艺技术
系列讲座
集成电路工艺技术讲座
第一讲
集成电路工艺技术引言 和
硅衬底材料
引言
• 集成电路工艺技术发展趋势 • 器件等比例缩小原理 • 平面工艺 • 单项工艺 • 工艺整合 • 集成电路制造环境 • 讲座安排
集成电路技术发展趋势
• 特征线宽不断变细、集成度不断提高 摩尔定律：芯片上晶体管每一年半翻一番
超纯水
• 极高的电阻率（导电离子很少） • 无机颗粒数 <5ppb (SiO2) • 总有机碳（TOC) <20ppb • 细菌数 0.1/ml
18M
IC制造环境(3)
厚膜混合集成电路的制备工艺与技术分析
厚膜混合集成电路的制备工艺与技术分析厚膜混合集成电路（HMIC）是一种新型的集成电路制备工艺，它将薄膜和厚膜工艺相结合，旨在提高集成电路的性能和功能。
本文将对厚膜混合集成电路的制备工艺与技术进行详细分析。
厚膜混合集成电路是一种通过在基底上生长薄膜，并通过沉积多层金属和介质薄膜来建立电路元件的制造方法。
相比传统的厚膜集成电路，厚膜混合集成电路采用了更为先进的材料和工艺技术，可以实现更高的电路集成度和更好的性能。
它具有制造成本低、制程可控性好、工艺适应性强等优势。
厚膜混合集成电路的制备工艺主要包括几个关键步骤。
首先是基底清洁和准备，保证基底表面的洁净度和平整度。
接下来是薄膜生长，通过化学气相沉积（CVD）或物理气相沉积（PVD）等方法，在基底上生长出所需的薄膜。
薄膜的选择和生长条件的控制对电路的性能和功能起着重要作用。
然后是金属和介质薄膜的沉积，通过磁控溅射、电子束蒸发等技术，在薄膜上沉积金属和介质薄膜，形成电路元件。
最后是图案化和封装，利用光刻、蚀刻等技术将电路元件进行图案化处理，并进行封装，形成最终的厚膜混合集成电路芯片。
在厚膜混合集成电路的制备过程中，不同材料的选择和工艺参数的优化对电路性能和功能起着关键影响。
例如，基底材料的选择要考虑其热膨胀系数、导热性能等因素，以保证整个电路在工作温度下的稳定性和可靠性。
薄膜的选择要考虑其电学、磁学、光学等性质，以满足电路的特定功能需求。
金属和介质薄膜的沉积要控制其厚度、成分和形貌等，以确保电路元件的性能和可靠性。
此外，制备过程中的工艺参数的优化也是关键，如温度、压力、沉积速率等，它们直接影响着薄膜和电路的质量。
厚膜混合集成电路的技术方面，主要涉及到材料、工艺和设备等几个方面。
首先是材料技术，包括薄膜材料的研发和应用，如硅、氮化硅、氧化铝等。
其次是工艺技术，包括薄膜生长、沉积、曝光、蚀刻等各个步骤的工艺开发和优化。
最后是设备技术，包括薄膜生长设备、沉积设备、曝光设备、蚀刻设备等的研制和应用。
新型显示器件中的薄膜混合集成电路设计与制造
新型显示器件中的薄膜混合集成电路设计与制造薄膜混合集成电路（Thin Film Hybrid Integrated Circuit，简称TFHIC）是一种将薄膜集成电路与其他电子元件结合起来的技术，广泛应用于各种新型显示器件中。
本文将探讨新型显示器件中薄膜混合集成电路的设计与制造。
首先，薄膜混合集成电路的设计是新型显示器件设计中至关重要的一步。
在设计过程中，需要考虑的主要因素包括电路的功能需求、尺寸限制、工艺要求以及材料特性等。
设计人员需要根据这些因素，选择合适的电路拓扑结构和元件布局，以实现所需的功能和性能。
其次，对于薄膜混合集成电路的制造来说，关键是制定适当的工艺流程。
首先，需要选择合适的材料并进行薄膜的制备。
常用的材料包括硅，氧化铝，金属等。
接下来，通过光刻、蒸发或溅射等工艺步骤，将电路模式图转移到薄膜上。
然后，进行电路的连接和封装，以实现薄膜混合集成电路的完整性能。
在新型显示器件中，薄膜混合集成电路扮演着重要的角色。
首先，它可以提供集成度高、体积小、功耗低的特点，从而满足了新型显示器件对于体积和功耗的要求。
其次，由于使用了薄膜技术，使得电路的柔性化成为可能，可以适应各种复杂形状的显示器件。
此外，薄膜混合集成电路的制造成本相对较低，具有良好的可扩展性。
然而，在薄膜混合集成电路设计与制造过程中，也存在一些挑战和问题。
首先，由于薄膜技术的制备过程复杂，可能会存在薄膜的缺陷和材料的不均匀性，从而影响电路的性能。
其次，薄膜混合集成电路的容错能力较低，对环境的温度、湿度等因素较为敏感。
此外，薄膜混合集成电路的设计和制造需要高度专业化的技术人员和设备，成本较高。
为了解决这些问题，研究人员和制造商不断进行技术创新和改进。
一方面，通过改进制备工艺，提高薄膜的制备质量和均匀性，从而提高电路的性能稳定性。
另一方面，利用先进的封装技术，提高薄膜混合集成电路对环境的适应能力。
此外，开展多学科合作，将材料科学、电子工程等领域的知识融合在一起，推动薄膜混合集成电路的发展。
新型显示技术中的薄膜混合集成电路设计与制备
新型显示技术中的薄膜混合集成电路设计与制备随着科技的发展和人们对显示技术需求的不断提高，新型显示技术逐渐成为当前的热门研究领域。
其中，薄膜混合集成电路作为新型显示技术中的核心组成部分，具有重要的应用前景和研究价值。
本文将重点探讨薄膜混合集成电路的设计与制备技术。
一、薄膜混合集成电路概述薄膜混合集成电路是一种将不同功能的电子器件组合在一起，形成集成电路芯片的技术。
它由薄膜材料、常规电子元件和新型电子元件组成，具有良好的集成度、稳定性和可靠性。
薄膜混合集成电路能够实现微小化、轻薄化和灵活化的显示器件设计，被广泛应用于柔性显示屏、可穿戴设备和电子皮肤等领域。
二、薄膜混合集成电路的设计原理薄膜混合集成电路的设计需要考虑到多种因素，包括电子器件的特性、电路结构的优化和制备工艺的选择。
一般来说，薄膜混合集成电路的设计原理主要包括以下几个方面：1. 电子器件选型：根据不同的应用需求，在设计薄膜混合集成电路时需要选择合适的电子器件。
常用的电子器件包括有机晶体管（OTFT）、有机电致发光二极管（OLED）和柔性电池等。
这些器件具有低功耗、高亮度、高可靠性和柔韧性等特点，适合于薄膜混合集成电路的设计。
2. 电路结构设计：根据具体的功能需求，设计薄膜混合集成电路的电路结构。
电路结构可以分为线性电路和非线性电路，根据需要选择合适的结构。
同时，还需考虑电路中元件的布局和连接方式，以确保电路的稳定性和性能。
3. 电路仿真与优化：通过电路仿真软件对设计的电路进行模拟和优化。
通过仿真可以预测电路的性能和参数，检测潜在的问题，并进行相应的改进和优化。
三、薄膜混合集成电路的制备技术薄膜混合集成电路的制备技术主要包括材料的选择和制备工艺的优化。
以下是一些常用的制备技术：1. 材料选择：制备薄膜混合集成电路的关键是选择合适的材料。
有机半导体材料具有较高的载流子迁移率和较低的制备成本，适合于薄膜混合集成电路的制备。
此外，还可以使用金属、氧化物和石墨烯等材料作为导电材料，以实现电路中的导线和电极。
柔性电路中的薄膜混合集成电路设计与制造
柔性电路中的薄膜混合集成电路设计与制造随着电子技术的发展和应用领域的不断拓展，传统硬质电路板逐渐无法满足一些特殊应用的需求，因此柔性电路逐渐成为这些领域的关键技术之一。
而在柔性电路中，薄膜混合集成电路设计与制造则是其中重要的一环。
薄膜混合集成电路是指将不同功能的电子器件集成在柔性的薄膜基底上，形成功能完备、紧凑而又具有灵活性的电路。
这种电路的设计与制造需要兼顾材料的柔韧性和电子器件的功能性，具有较高的技术难度。
首先，薄膜混合集成电路的设计是整个制造过程的核心。
在设计过程中，需要考虑到电路的功能、布局、电路元件的尺寸和位置等因素。
同时，由于薄膜基底的柔韧性，需要借助CAD软件进行电路的设计和模拟，确保电路的可靠性和性能满足要求。
设计人员还需要充分了解不同材料的特性和适用性，确保在薄膜混合集成电路中选用合适的材料和电子器件。
其次，制造薄膜混合集成电路需要重点考虑材料的选择和工艺的控制。
在选择材料时，首先需要选取具有良好柔韧性和导电性能的薄膜基底材料，如聚酰亚胺、聚酯等。
接下来，需要选择合适的陶瓷、金属等材料作为电子器件的载体。
同时，还需要注意不同材料的热膨胀系数的匹配，避免在温度变化时产生薄膜与器件之间的应力集中。
制造过程中的工艺控制也是关键因素之一。
在薄膜混合集成电路的制造中，采用的工艺通常包括薄膜的沉积、光刻、电镀、切割等。
这些工艺应严格控制，确保薄膜的质量和器件的可靠性。
此外，还需要采用适当的方法进行电子器件间的连接，如采用导电胶水、微焊等方式来实现。
最后，薄膜混合集成电路的质量控制和性能测试是制造过程中不可或缺的环节。
在制造过程中，需要进行质量检测，如薄膜的厚度、平整度、导电性能等的测试。
同时，还需要进行性能测试，如电阻、电容、电感等的测量，确保薄膜混合集成电路的性能指标符合设计要求。
总的来说，柔性电路中的薄膜混合集成电路设计与制造是一项综合性的工作，需要设计人员充分了解电路设计和材料特性，制造人员具备丰富的工艺经验和精密的操作技术。
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薄膜集成电路 薄膜集成电路是在抛光的陶瓷基片 薄膜集成电路 （99.5%氧化铝）、微晶玻璃基片或者Si 基片上溅射电阻薄膜和导电薄膜，经电 镀，光刻，形成具有部分无源元件和导 体电路的基片。然后贴装芯片和各种片 状元件，键合互连形成特定功能的电路 模块。
薄膜集成电路图片
混合集成电路的特点 相对单片电路而言，混合集成具有电路 设计，生产灵活、周期短、开发费用少、 更适合小批量多品种电路生产的特点。
(4) AlN基片 AlN基片 高热导率 不一定要作基片，太贵。但可以作功率有源器 件绝缘导热 εr 25℃1G 10 介损 25℃1G 2×10-3 CTE 2.65×10-6 热导率 W/m·K 140～230
(5) F4聚四氟覆铜泊基片 F4聚四氟覆铜泊基片 目前我们所用基片，主要是微晶玻璃基片和 氧化铝陶瓷基片，有时还用复合介质基片。 复合介质基片多数是在聚四氟内掺有各种陶 复合介质基片 瓷粉，提高介电常数。 。 现有微晶玻璃尺寸有35×35 38×38 40×40等尺寸，厚度0.35～0.4mm 陶瓷主要是单面抛光片 35×35×0.5mm,40mm×40mm×0.4mm 30×60×0.8mm 为了统一尺寸，今后集中在 40mm×40mm,50mm×50mm两种尺寸。
厚膜集成电路 混合集成电路又可分成厚膜集成电路和薄膜集 混合集成电路 成电路。 厚膜集成电路是在陶瓷基片（96%氧化铝）上 厚膜集成电路 丝网印刷上导电浆料（如Au、Ag, AuPd、 AgPd等）、电阻浆料；在高温烧结炉800～ 1000度的条件下锻烧成电路的导电线路和电阻 元件等。再用丝网印刷方法印上焊膏，贴装上 元器件，放入回流炉回流焊接，从而制成的集 成电路。厚膜电路的膜厚通常10µm。线宽常规 上不能太细，一般最细线条0.1~0.2mm。
化学稳定性。 5) 化学稳定性。基片对酸碱的耐性，对金 属膜是否相互作用。如微晶玻璃就应避免 。 Ti/Pt/Au系统。 6) CTE ,基片的热膨胀系数应与管壳材料， 元器件材料相匹配，以避免产生应力，影 响可靠性。 热导率， 7) 热导率，决定了基片的导热性，热导率 高有利于电路的散热。 8) 容易加工
2. 基片的种类 微波电路基片常用的主要有陶瓷基片， 有机材料基片和复合介质基片。 微波薄膜混合集成电路主要采用的陶瓷 基片是： ① Al2O3 陶瓷基片 ② 微晶玻璃基片 ③ BeO陶瓷基片 陶瓷基片 ④ AlN陶瓷基片 陶瓷基片 还有碳化硅，人造金刚石等用的较少。
（1）Al2O3陶瓷基片 从组分讲有含Al2O3 75％，Al2O3 96％， Al2O399.5％叫99瓷， 还有99.99％的蓝宝石基片 96瓷主要用于厚膜，光洁度较低。 成份不同，性质就不同 75％ 95～96％ 99～99.5％ εr 8.0 9.3 9.7 介质损耗（25℃m）10×10-4 3×10-4 1×10-4 热导率（W/m·K） 12 21 33.5（37）
薄膜混合集成电路工艺
王合利
2003.09.16
薄膜混合集成电路工艺
一、 二、 三、 四、 五、 六、 七、 八、 九、退火与划片 组装与烧结 键合 调试预镜检 封帽 老化筛选 激光打标（或网印） 需要改进的几方面
薄膜混合集成电路工艺
一、 概述 微波集成电路，按结构分为单片集成电路和混合集成电路。 微波集成电路 单片集成电路是用半导体工艺在Si片或GaAs等半导体基片上经 单片集成电路 过多次的氧化、扩散、光刻，溅射或蒸发金属等工艺形成具有 特定功能的电路。所有的有源器件管芯和和无源元件，如三极 管，二极管，电阻，电容。电感都集成在一个芯片内。管壳上 通常只装一个电路芯片。
（3）BeO基片 BeO基片 热导率高， w/m·K与金属相近是Al 10倍 热导率高，250 w/m K与金属相近是Al2O3 8～10倍 25°1MHz ° 6.8 7.1 100MHz 6.5 6.6 5× 介损 25° 1MHz ° 5×10-4 2×10-4 1× 100MHz 1×10-4 1×10-4 CTE 7×10-6 7×10-6 W/m·K 热导率 W/m K 200 250 缺点：粉末极毒,适于高功率电路， 缺点：粉末极毒,适于高功率电路，和有源器件的热 沉 εr
目前常用的是A99瓷，（南安电子元件厂） Al2O3 含量 ≥99.5％ 介电常数εr（2-12G）9.7 介质损耗 tgδ（2-12G） ≤3×10-4 CTE (/℃) ≤7×10-6 光洁度 △12-△13 (抛光面)
(2)微晶玻璃基片 微晶玻璃基片 普通玻璃高频损耗太大，但光敏微晶玻璃微 波低端尚可使用，其优点价格便宜，光洁度 高，易于加工。 成份：SiO2 60～80％, Al2O3 10~40% , Li2O 或PO MgO等 εr（25℃ 1MHz） 5.5-6 介质损耗（25℃ 1MHz） 25.8×10-4 热导率（25℃） 0.91（W/m•K） 热膨胀系数(CTE) 7～11×10-6 (/℃)
工艺流程图
激光打孔 基片清洗 溅射背面 电镀背面
基片清洗
溅射正面
一次光刻
电镀金
退 火
基片抽测
三次光刻
二次光刻
划片
掰片镜检
装架烧结
键合
封 帽
烘 焙
镜 检
调 试
老化筛选
测 试
激光打标
检 漏
一、基片的准备 下面以工艺流程为主线讲一下薄膜混合集成电路工艺 和相关问题。 1.基片的选择原则 基片的选择原则 基片是微波电磁场传输媒质，又是电路的支撑体。 其主要性能指标： 1) 高频损耗 高频损耗tgδ，随温度T和工作频率fo升高而增加 在微波频段工作的材料，其高频吸收能量 P=2πfV2εrtgδ
2) 介电常数 ε＝0.22εrA/t εr大时电路尺寸可以小，有利集成; 但 频率太高时，有时为了减小加工难度， 选εr较小的材料。
3) 表面光洁度 形响到电路损耗，薄膜的附着力，和线 条的分辨率，划痕等缺陷。 4)基片平整度 基片平整度（基片上最高点与最低点 基片平整度 的距离叫平整度） 基片翘度：最高点与最低点的距离除的 基片的长度 经研磨和抛光，翘度可小于0.0001in/in