Физико-химические основы технологии электронных средств. Смирнов В.И. - 98 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

УлГТУ | Ульяновск

Составители: 

Рубрика: 

98
Другим недостатком алюминия является то, что при высокой плотности
тока, обусловленной малым сечением алюминиевых проводников, возникает
эффект электромиграции – переноса атомов Al вдоль проводника. Это наруша-
ет однородность проводника и может вызвать его разрыв. Более подробно этот
вопрос рассмотрен в п. 5.2.
Реакция восстановления кремния, происходящая на границе раздела
Al – SiO
2
и описываемая выражением (5.1), рассматривалась как положитель-
ная, поскольку она приводила к улучшению адгезии алюминиевой пленки к ок-
сидному слою. В то же время эта реакция может оказывать и негативное влия-
ние на работу некоторых элементов полупроводниковых интегральных микро-
схем. Особенно это касается использования Al в качестве затворов в МДП-
структурах (рис. 5.3). Если изготовить затвор из алюминия, то в результате ре-
акции (5.1) может произойти замыкание тонкого подзатворного слоя диэлек-
трика. Поэтому часто затвор изготавливают из сильно легированного поликри-
сталлического кремния. Недостатком таких затворов
является их высокое удельное сопротивление. Альтер-
нативным вариантом является формирование затворов
из тугоплавких металлов (Ta, W, Mo) или их силицидов,
хотя и их электропроводность для быстродействующих
микросхем недостаточно высока.
Хорошие результаты дает использование много-
слойных структур. Нижний тонкий слой должен обеспечивать высокую адге-
зию к Si и SiO
2
, а также хороший омический контакт. Этим требования удовле-
творяют W и Mo, а также Cr и Ti. Для формирования верхнего слоя, выпол-
няющего функцию основного токонесущего слоя, а также обеспечивающего
антикорозионные свойства и высокое качество сварки на периферийных кон-
тактах микросхемы, в
наибольшей степени подходит золото. Важно, чтобы из-
за взаимной диффузии металлов обоих слоев между ними не образовывались
интерметаллические соединения, способные разрушить такую двухслойную
пленку. Поэтому часто между верхним и нижним слоями такой структуры
формируют еще один разделительный слой, препятствующий взаимной диффу-
зии металлов. Примерами таких структур служат системы Ti − Pt − Au
и Cr − Ag − Au.
Кроме создания межэлементных соединений и периферийных контакт-
ных площадок, металлы и их сплавы широко используются при креплении кри-
сталлов микросхем к основанию корпуса, при герметизации корпуса, а также
при монтаже радиоэлементов на печатную плату. Для решения этих задач ши-
роко используются такие сплавы, как оловянно-свинцовые и серебряные при-
пои, сплавы золото-кремний и золото-олово и так далее. Свойства некоторых
сплавов на основе анализа их фазовых диаграмм будут рассмотрены ниже
(см. п. 5.3).
Рис.
5.3. Структура
МДП
-
транзистора

Страницы