Стекло для интегральных схем

(19) (1 2 3 085 УДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ,СССРДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМ,К СВИДЕТЕЛЬСТВУ(54) (57) СТЕКЛО ЛЛЯ ИСХЕМ, включающее ВОЯгО, ЕгО, о т л и чтем, что, с целью полсованного спая с кремжит указанные компонещем соотношении, мас.Б 10,2АЗ 0ВаО 4932/ 07.83 03.85 .Петр шелев ковск Бюл. Ква, А.И молаева титут электронно техники(71) Мос 12,9(О тент Сопуб рское л. СО 979. НТЕ ГРАЛЬНЫХАМО, ВаО, ающеес я учения согланием, оно содер нты при следую- Х а60-7402. 11437Изобретение относится к составамнекристаллизующихся стекол, предназ.наченных для межкомпонентной, межслойной изоляции, пассивации и бескорпусной защиты кремниевых интегральных схем (ИС).К стеклу, предназначенному для .межкомпонентной диэлектрической изоляции кремниевых ИС, предъявляютсяследующие требования: высокие диэлек Отрические характеристики ( с10,88 30.10 ф Эп10 ф Ом.см),согласованность по КТЛР с монокрис 7,таллическим кремнием (И 2 1 б К ),устойчивость к термообработкам, применяемым в планарной технологииизготовления ИС (гц,800 С)отсутствие элементов, легирующихкремний (В, Р, ЯЬ, Аз .и др.) и щелочных металлов (Яа и др,), высокаяхимстойкость (1-й гидролитическийкласс) .Известно припоечное стекло дляспаев с молибденом, включающее,вес.%: Я 10 55-68; АРО 15-183 25СаО 7-13; ВаО 6-16, при весовомсоотношении АХ 05,/СаО+ВаОот 0,6:1фНедостатками данного стекла являются относительно высокий КЛТР30(42-4810 К ), чтоне позволяетполучать согласованных спаев с кремнием а также относительно низкаятемпература начала деформации(725 оС)35Наиболее близким к изобретению потехнической сущности и достигаемомурезультату является стекло 2, изкоторого изготавливают диэлектри ческие слои для межслойной изоляции 40в производстве корпусов интегральныхсхем, а также для получения. спаев стугоплавкими металлами, включающее,мас.%:ЯО 45-55 45АУ,О, 6-12ВгОЗ3-6ЕгО 4-12БгО 2-12ВаО 2-8РО 5 0,1-4СаО О, 1-8И 80 0,1-3Недостатком известного стеклаявляется высокий КТР (45-65). 10К,55что не позволяет использовать его.;для получения согласованных спаевс кремнием. Целью изобретения является получение согласованного спая с кремнием.Цель достигается тем, что стекло для интегральных схем, включающее 810, А 1 05, ВаО, ЯгО, ЕгО, содержит указанные компоненты при следующем соотношении, мас.%:81060-74А 108-16ВаО 4-26БгО 2-18ХгО 0,5-4 причем .ВаО + ЯгО составляет 12-28%.В качестве исходных 1 компонентов используют Я 10, АХ 05, ВаСОЗ, Бгсоз и Егог марок "ОСЧ". Исходнье компоненты отвешивают в соответствии с заданным составом н тщательно смешивают в яшмовой ступке. Синтез стекол проводят в индукционной печи в платинородиевом тигле при 1700 С с выдержкой 10 ч после расплавления шихты. Выработку стекол проводят в виде гранулята путем отливки расплава стекломассы в дистиллированную воду. Лля измерения КТЛР и Г отливают образцы в виде штабиков (50 х 5 х 5 мм).; Гранулят стекла измельчают в яшмовом барабане на планетарной мельнице до удельной поверхности 5000 .см/г.Формирование стекловидных слоев на кремниевых пластинах осуществляют методом ВЧ магнетронного распыления. При распылении используют мишень из порошкового стекла, формирование которой осуществляют путем равномерного нанесения порошка стекла на металлический катод (диаметр 130 мм). ,Толщина слоя стекла составляет 4 мм.Формирование стекловидных пленок осуществляют по следующему режиму: ток ВЧ-генератора - 0,35 А, напряжение на.мишени - 200 В, напряжение смещения на подложке - (-50) В, суммарное давление рабочего газа - 0,1 Па, состав рабочего газа - 90% Аг, 10% 0. Скорость осаждения пленок приданном режиме составляет около20 нм/мин, температура подложекне превьппает 350 С. Получают пленкиос толщинами 0,5; 1; 5 и 10 мкм. В качестве подложек используютмонокристаллические пластины кремниямарок КДБи КЭС,01 диаметром60 мм.цнй, применяемых в планарной технологии изготовления ИС (диффузия,отжиг, окисление),После термообработки кремниевыхпластин со стекловидными пленкамисоставов 1-5 при 600-1200 оС в течение2 ч изменений диэлектрических характеристик и значений стрелы прогибане наблюдается.10 Дифференциально-термическийанализ стекол показал, что они. являются устойчивыми к кристаллизации.Исследования, проведенные метода 5 ми рентгенографического, ИК-спектроскопического и электронномикроскопического анализов показали, что какисходные пленки, так и пленки, термообработанные в интервале температур600-1200 С, являются аморфными. В зависимости от конкретного применения в технологии кремниевых ИС ,стекла могут использоваться как в виде стекловидных пленок, полученных. методами ВЧ-ионноплазменного, ВЧ-магнетронного распыления, центрифугирования, так и в виде монолитных стеклянных подложек. Таблица.74 . 8 13 16 60 10 60 18 12 62 14 73 3 1143702В табл. 1 приведены составы стекол.Значения КТЛР, 1 стекол, диэ,лектрическиехарактеристики стекловидгных пленок, а также значения стрелы прогиба кремниевых пластин со стекловидными пленками приведены в табл. 2.Как следует иэ табл. 2, значения КТЛР стекол близки к КТЛР монокристаллического кремния (35 10К в интервале 20-500 оС), что обеспечивает практически нулевые значения стрелы прогиба кремниевых пластин со . . стекловидной пленкой (12 мкм). Близость КТЛР кремния и стеклаобеспечивает получение согласованного ненапряженного спая, что уменьшает плотность дислокаций в кремнии и улучшает его электрофизические параметры. 20Стекловидные пленки на основе предлагаемых составов обладают высокими диэлектрическими характеристиками.Благодаря тому, чтостекол предлагаемых составов превышает 800 С, кремниевые структуры со стекловидными пленками допускают проведение длительных термических операЗаказ 843/20 Тираж 457 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 КТЛР2 о-рос"оОСнЗначения показателей стекла по примеру 1 2 34 5 33 36950 940