СПЛАВ НА ОСНОВЕ АЛЮМИНИЯ ДЛЯ ТОНКОПЛЕНОЧНЫХ КОНТАКТНЫХ ПЛОЩАДОК И ПРОВОДНИКОВ МИКРОСХЕМ Советский патент 1994 года по МПК C22C21/00 

Изобретение относится к металлургии сплавов на основе алюминия, предназначенных для использования в микроэлектронике в качестве материалов для тонкопленочных контактных площадок и проводников микросхем.

Цель изобретения - увеличение адгезии, уменьшение удельного электросопротивления, повышение термостабильности тонкопленочных контактных площадок и проводников микросхем.

Выбор в качестве легирующих элементов никеля, магния, церия, обусловлен тем, что эти элементы обладают различной упругостью пара, что приводит при термическом испарении сплава в вакууме к его фракционированию на компоненты. В результате этого будет образовываться слоистая пленка с необходимыми удельным сопротивлением, адгезией и термостабильностью.

Анализ экспериментальных результатов и теоретических исследований сплавов на основе алюминия показывает, что при концентрации никеля более 10%, магния более 3%, церия более 0,3% получаются пленки из сплавов алюминия с ρ_v > 6,0 мкОм˙см, что неприемлемо при изготовлении тонкопленочных контактных площадок и проводников микросхем. При концентрации никеля меньше 5,1% , магния 0,5, церия 0,015% получаются пленки с неудовлетворительной адгезией к подложке и низкой термостабильностью.

Для опробования предложенного сплава были приготовлены композиции, химический состав которых приведен в табл. 1.

Тонкопленочные контактные площадки и проводники из опробованных композиций предложенного сплава напыляли на вакуумной установке УВН-7III-3 при следующих технологических режимах: Вакуум, мм рт.ст. 2˙10^-5 Скорость конденсации, А/С 30-40 Температура подложки,^оС 200 Температура старения,^оС 150
Электросопротивление тонкопленочных контактных площадок и проводников измеряли на прецизионном потенциометре Р-348. Адгезию тонкопленочных контактных площадок и проводников определяли методом прямого отрыва на разрывной машине МР-05-1 с помощью специально разработанного приспособления.

Термостабильность (постоянство сопротивления контактной площадки при воздействии повышенных температур) определяли путем измерения относительного изменения сопротивления контактной площадки после выдержки в термошкафу при температуре 200^оС в течение 100 ч.

Для сравнения испытывали также тонкопленочные контактные площадки и проводники, изготовленные на основе известного сплава при аналогичных технологических режимах. Результаты испытаний приведены в табл. 2.

Как видно из табл. 2, тонкопленочные контактные площадки и проводники, изготовленные из предложенного сплава оптимального состава (составы 2-4), обладают более низким удельным сопротивлением, более высокой адгезией по сравнению с известным сплавом. Более низкое удельное электросопротивление предложенного сплава в пленочном состоянии позволяет использовать его для изготовления тонкопленочных контактных площадок и проводников микросхем с ρ_v < 0,05 Ом/квадрат при напылении на вращающиеся подложки на стандартном термическом оборудовании.

Использование предложенного сплава на основе алюминия для изготовления тонкопленочных контактных площадок и проводников взамен многослойной системы NiC-Al-Ni позволяет повысить выход годных пассивной части микросхем.

Технология выплавки предложенного сплава не меняется по сравнению с используемой для известного сплава.

Таким образом введение магния в известный сплав на основе алюминия позволяет уменьшить удельное электросопротивление, увеличить в 1,5 раза адгезию тонкопленочных контактных площадок и проводников, в 2 раза повысить термостабильность.

СПЛАВ НА ОСНОВЕ АЛЮМИНИЯ ДЛЯ ТОНКОПЛЕНОЧНЫХ КОНТАКТНЫХ ПЛОЩАДОК И ПРОВОДНИКОВ МИКРОСХЕМ, содержащий никель и церий, отличающийся тем, что, с целью увеличения адгезии, уменьшения удельного электросопротивления, повышения термостабильности тонкопленочных контактных площадок и проводников микросхем, он дополнительно содержит магний при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Никель 5,0 - 10,0
Магний 0,5 - 3,0
Церий 0,015 - 0,3
Алюминий Остальное