Многоуровневая металлизация ГИС и БГИС на основе анодированного алюминия

Как правило, пассивирующая пленка предохраняет металлизацию от механических повреждений перед разводкой в корпусе.

Для выполнения разводки в корпусе может применяться проволока из сплава Al-1% Si или Аu. При соединении проволокой из сплава Al может произойти ее разрушение непосредственно в месте контакта. Соединение золотой проволокой выполняется с меньшими затруднениями, однако при этом могут формироваться интерметаллические соединения, ослабляющие структуру контакта. Признаком образования интерметаллического соединения являемся появление так называемой пурпурной чумы - соединения AuAl2. Для предотвращения образования интерметаллических соединений следует строго соблюдать время, в течение которого Аu и сплав Аl находятся в контакте при высокой температуре.

Металлизация значительно коррозирует в среде с высоким удержанием влаги. Для исключения коррозии применяют герметичные корпусы. Если металлические структуры не герметизированы, то такие компоненты, как хлорсодержащие соединения, которые могут оставаться после плазменного или реактивного ионного травления, реагируют с Аl в присутствии влаги даже без приложения электрического поля.

Проблема коррозии ИС осложняется в случае близкого расположения металлических дорожек друг к другу и, особенно при приложении к ним электрического поля, что имеет место в ИС. При проведении большинства процессов сухого травления обычно осуществляется пассивирование посредством удаления остаточного хлора. Этот остаточный хлор может, быть удален обработкой пластин в плазме CF4-O2 или О2 сразу же после операции травления перед контактом пластин с атмосферой. Дальнейшая стабилизация слоя металлизации достигается путем термического окисления металла.

Недостатки Al-металлизации:

) низкая температура эвтектики Al-Si (5770C);

) высокая растворимость Si в Al в твёрдой фазе (около 1% при 5000С), при охлаждении Si охлаждается по границам зёрен и уменьшает механическую прочность контакта.;

) низкая механическая прочность из-за мягкости;

) большая разница в КТР Al и Si, SiO2 ;

) химическое взаимодействие с SiO2 , которое начинается при 4500С и идёт интенсивно при 5000С +→+22 33 42 3Oi SlAlAOSi

) значительная электродиффузия, которая появляется при плотностях тока 5⋅104 А/см2 и Т=1500С, т. е. в реальных условиях работа микросхем средней и большой можности;

) низкая стоимость по отношению к кислотам, щёлочам и склонность к коррозии;

) образование при повышенных температурах хрупких нтерметаллических соединений с золотом Au2 Al и AuAl2 - явление, известное под названием ''пурпурной чумы''. При образовании этих соединений Al диффундирует в Au быстрее, чем Au в Al, образующие пустоты и трещины ещё более ослабляют место подсоединения Au-проволоки к Al-контактной площадке, а интерметаллические соединения Al с Au растворяют Si.

Лучшие статьи по информатике

Расчёт параметров настройки ПИ и ПИД регуляторов
Автоматизация производства является на современном этапе важнейшим фактором научно-технического прогресса во всех отраслях промышленности, в том числе ...

Технология TriplePlay
Сегодня во множестве источников можно узнать, что мировая телекоммуникационная отрасль находится в состоянии грандиозной реконструкции, связанной с конверге ...

Разработка системы автоматизации теплового пункта
Задача повышения энергоэффективности имеет особый характер, т.к. поставлена на высшем политическом уровне и касается всей экономики РФ. Основополагающими до ...