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

Проектирование и расчет трассы радиорелейной линии
Одним из основных видов средств связи являются радиорелейные линии прямой видимости, которые используются для передачи сигналов многоканальных телефонных со ...

Разработка контура регулирования давления смешанного газа на ГСС блока воздухонагревателей
Главным средством технического процесса, без которого невозможны высокие темпы дальнейшего роста производительности труда, является комплексная механизация ...

Проектирование систем электроснабжения промышленных предприятий на примере маслохозяйственного отделения ПП Ефремовская ТЭЦ
Основными потребителями электроэнергии являются различные отрасли промышленности: транспорт, сельское хозяйство, коммунальное хозяйство городов и поселков. ...