Стекло для изготовления стеклокристаллического цемента для изоляции элементов интегральных схем

Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ в 948921(51) М. Кл. С 03 С 3/22 1 Ьеурвретаапай комитет СС,СР ио делам изобретений н открытий(54) СТЕКЛО ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СТЕКЛОКРИСТАЛЛИЧЕСКОГОЦЕМЕНТА ДЛЯ ИЗОЛЯЦИИ ЭЛЕМЕНТОВИНТЕГРАЛЬНЫХСХЕМ 1Изобретение относится к составам кристаллизующихся стекол, предназначенных для диэлектрической изоляции элементов кремниевых интегральных схем ИСИзвестно кристаллизующееся стекло 1 1 для спаивания с кремнием, включающее, вес.Ф: 510 39-46, А 1 Оз 15- 22, 2 пО 10-20, ВаО 21-30.Недостатком данного кристаллизующегося стекла является зависимость степени закристаллизованности и свойств стеклокристаллических покрытий на кремний от дисперсности исходного порошка стекла, что обусловлено поверхностным,. механизмом кристаллизации стекла данного состава.Наиболее близким к изобретению,. является кристаллизующееся стекло 121го для изоляции элементов ИС, включающее вес.6: 510 е - 50-55, А 1 а О 20-25, М 90 5-10, Т 10 г 8-12, БгО 5-10. Недостатком данного кристаллизующе 2гося стекла является повышенная чувствительность значений КЛТР к незначительным колебаниям режимов термообработки, что связано с наличием в закристаллизованном материале нескольких кристаллических фаз, отличающихся значениями КЛТР( - кристобалит, кордиерит, стронциевый анорт- тит, стронциевый осумилит, рутил, и др, ) Отклонение значений КЛТР ситалла от КЛТР кремния затрудняет получение согласованных с кремнием спаев и приводит к деформации кремниевых пластин, возникновению в кремнии внутренних напряжений и дислокаций, и, в конечном итоге, к ухудшению параметров кремниевых приборов и низкому выходу годных ИС и при их производстве. Другим недостатком данного стекла является высокое значение тангенса угла диэлектрических потерь (сд д)закриствллизванного материала в области частот 10 -10 Гц6 (100-140)104;9489 2 о 35 40 3Целью изобретения является получение согласованного спая с кремнием,Эта цель достигается тем, что стекло для изготовления стеклокристаллического цемента для изоляции з элементов интегральных схем, включающее 510, А 1 О, Т 10, 5 гО и/или ВаО, дополнительно содержит один компонент из группы Себ , 5 пО , ЕгО 1 о при следующем соотношении компонентов, в вес.Ф:1510 ц 47-58А 1 15-22Т 1 О, 6-12 155 гОи/илиВаО ,3-22один компонент из группыСе 0,2 0,01-0,55 пО 0,5 - 3ЕгО 0,5 - 3Исходные компоненты отвешивали в соответствии с заданным составом и тщательно перемешивали в яшмовой ступке. Варку стекол проводят в индукционной печи в платино-радиевом тигле в течение 4 часов при темпе - ратуре 1600 С. Выработку стекол проводят в виде гранулята путем от- зо ливки расплава в дистиллированную воду. Полученный гранулят измельчают в яшмовом барабане на валковой мельнице до удельной поверхности 5000 см: /г.Покрытия ситалла на кремнии получают следующим образом. Из порошка стекла на изобутиловом спирте готовят пасту сметано-образной 1 консистенции. Тщательно перемешанную пасту наносят методом полива на кремниевые пластины, Диаметр используемых кремниевых пластин составлял 40 мм, толщина - 300 мкм.1 21 4Количество наносимой пасты подбираютопытным путем таким образом,. чтобыполучить после оплавления и кристаллизации ситалловый слой толщиной 50010 мкм. После нанесенияслой пасты высушивают на воздухе втечение 1 О ч, Оплавление и кристаллизацию покрытий проводят в диффузионной печи марки СДО/4 лриотемпературах 1180-1240 С а течение15-50 мин. Время продвижения пластин в зону с максимальной температурой составляло 5-20 секунд. Послеокончания термообработки пластинывыдвигали из печи и охлаждали на воздухе до комнатной температры.Образцы для измерения КЛТР и диэлектрических характеристик прессова-.ли из порошкообразного стекла. Режимы термообработки образцов дляизмерения КЛТР и диэлектрическиххарактеристик соответствовали режимам кристаллизации покрытий накремнии.Яосле термообработки наобразцы для измерения диэлектрических характеристик наносили и вжигали при 600 С серебряные электроды.оОптимальные режимы кристаллизации покрытий на кремнии для составовстекол приведены в таблице. В таблице приведены также значения КЛТР идиэлектрических характеристик образцов стеклокристаллических материалов,закристаллизованных по режимам соответствующим режимам получения покрытий на кремнии.Изобретение поясняется конкретными примерами, которые приведены втаблице,Применение предложенных кристаллизующихся стекол вместо известныхпозволяет значительно улучшить характеристики кремниевых приборов иповысить выход годных ИС при их производстве.Ю м Ю С Ч Ю Ю сЧ О ОЪ л Ю Ч Ю ОО 1 с 33 % - з о 33 З а а т х л Е :г 35т з з с м 1 35 э ас ло Й-Х э Ф а1 О.Х лХ Хс зС т 3Ю 36 Рщ3 о о сС Ю.Э4" ОЮ Юфщ Юъ ОО ф3-Ф11 3 1 О 1 1 о Ф 1 О д С Щ 1 Х 1- Бх л эоа сэ й У 1- ко с а с 1 О Щ т9 1 Е 1-ср а ОО с1Ок а1 х к9 Ос хЛ ОБ ЭС." У1 1 1 11 11 1 11 1 1 1 11 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 11.11 11 1 1 1 1 1111 11 1 1 1 1 1 1 1 1 1 11 1 1 1 1 111 1 1 1 1 1 111 1 -Г 11Сэ 11Х 1л "ОоО ООэ ьФСеО,гга2 гО Составитель О.СамохинаРедактор И.Товтин Техред К,Мыцьо Корректор О.Билак Заказ 5690/3 Тйраж 508 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, 11 осква, Ж, Раушская; наб., д. 4/5Филиал ППП "Патент", л. Ужгород, ул, Проектная,Стекло для изготовления стекло-, ристаллического цемента для изоляции элементов интегральных схем, включаю щее 510, А 1 05, Т 10, 5 гО и/или ВаО , т л и ч а ю щ е е с я тем, что,с целью получения согласованного спаякремнием, оно дополнительно содер:цит один компонент из группы СеО ЬпО, 2 гО при следующем соотношении компонентой, вес.4:510 47 - 58А 1 15 - 22Т 1 02. 6 - 12 15 Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРй 447380, кл. С 03 С 3/22, 1973.2, Авторское свидетельство СССРй 440351, кл. С 03 С 3/22, 1972.