ВУЗ:
Составители:
Рубрика:
96
5. ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ
В МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ПРОВОДНИКАХ И КОНТАКТАХ
5.1. Металлы и сплавы, применяемые в технологии
электронных средств
После формирования множества идентичных структур электронного уст-
ройства, реализованных по интегральной технологии в приповерхностном слое
полупроводниковой пластины, пластину разделяют на отдельные кристаллы
(чипы). Затем эти кристаллы необходимо присоединить к основанию корпуса,
соединить контактные площадки с выводами микросхемы и произвести герме-
тизацию корпуса. В случае гибридной технологии дополнительной операцией
является соединение активных элементов с контактными площадками, имею-
щимися на подложке ГИС. Затем корпуса микросхем вместе с резисторами,
конденсаторами и так далее монтируются на печатной плате, а их выводы при-
паиваются к контактным площадкам печатной платы. Все перечисленные выше
операции обычно реализуются методами сварки или пайки с помощью различ-
ных металлов и сплавов.
Кроме этого, металлические пленки используются для соединения эле-
ментов в интегральной схеме между собой. В этом случае обычно металлиза-
цию осуществляют на поверхности слоя из оксида кремния, в котором имеются
окна, изготовленные с помощью фотолитографии и дающие возможность
сформировать контакты металлической пленки к элементам микросхемы. Ма-
териал пленки должен обеспечивать омический (невыпрямляющий) контакт с
кремнием, иметь низкое удельное сопротивление, хорошую адгезию к кремнию
и SiO
2
, без разрушения выдерживать высокую плотность тока. Он также дол-
жен быть механически прочным, не отслаиваться вследствие различия темпера-
турного коэффициента расширения пленки и оксида кремния, а также не под-
вергаться коррозии и не образовывать химических соединений с кремнием,
снижающих механическую прочность контактов и электропроводность.
Требования эти во многом противоречивы, поэтому подобрать материал,
удовлетворяющий всем перечисленным выше требованиям, невозможно.
В наибольшей степени им отвечает алюминий. Он имеет низкое удельное со-
противление и высокую пластичность. К контактным площадкам из алюминия
легко привариваются проволочные проводники из Al или Au. При окислении
поверхности алюминиевой пленки образуется тонкий (~ 0,005 мкм) и плотный
оксид, препятствующий изменению ее проводимости. Проводники из Al вы-
держивают плотности тока порядка 10
5
А/см
2
при температуре 150 °С.
После нанесения Al на поверхность слоя SiO
2
и вжигания контактов
при температуре 550 °С в течение 5 − 10 мин образуется прочное сцепление ме-
таллической пленки с оксидным слоем кремния в результате протекания реак-
ции восстановления кремния
4Al + 3SiO
2
→ 2Al
2
O
3
+ 3Si. (5.1)
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 94
- 95
- 96
- 97
- 98
- …
- следующая ›
- последняя »
