СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ МЕЖЭЛЕМЕНТНЫХ СОЕДИНЕНИЙ ИНТЕГРАЛЬНЫХ СХЕМ Советский патент 1996 года по МПК H01L23/48 

Изобретение относится к электронной технике и может быть использовано при изготовлении микросхем в негерметичном корпусе (пластмассовом) или бескорпусных микросхем.

Целью изобретения является повышение качества межэлементных соединений и эксплуатационной надежности путем повышения влагостойкости.

На чертеже изображена схема осуществления способа, где изображен фрагмент контактной площадки 2 для присоединения выводов, выполненный на полупроводниковой подложке 1 после нанесения пассивирующего слоя фосфоросиликатного стекла 3 и вскрытия в нем окон к контактным площадкам для соединения выводов (для областей для разделения пластин на кристаллы - аналогично), после нанесения пассивирующего слоя нитрида кремния 4 и вскрытия в нем окон к контактным площадкам (для областей для разделения пластин на кристаллы аналогично), чтобы слой нитрида кремния на 0,2-5 мкм перекрывал слой фосфоросиликатного стекла.

П р и м е р. В кремниевой подложке КД5-12 (100) диаметром 100 мм методами эпитаксии окисления, диффузии, ионной имплантации, сухого травления и литографии сформировали активные и пассивные элементы ИС структуру МДП интегральной схемы с тонкопленочной металлизацией согласно спецификации на технологический процесс изготовления кристалла КР565РУ5 СКФН. 431223.006 СпТ, в качестве токопроводящего материала, в котором выполнен рисунок, использовался сплав Н 1% Si, напыляемые на установке 01 Ни7-015 (Магна 2М) при давлении аргона 0,7 Па, токе нагрева 2,8 В со скоростью 200-260 мм/мин.

Рисунок формировался при помощи проекционной фотолитографии и реактивного ионного травления на установке ЭМ-584А и Лада-35.

Антикоррозионную обработку провели в плазме (Fu(O₂)) при давлении 50 Па, плотности мощности 0,6 Вт/см², температуре подложки 30^oC.

Пассивирующее покрытие формировали двухслойным из последовательно нанесенных слоев фосфоросиликатного стекла, осажденного согласно дРО.754.712 ТК при атмосферном давлении с содержанием фосфора 3-5 мас. и слое плазмохимического нитрида кремния.

Осаждение плазмохимического нитрида кремния осуществлялось на установке Лада-32 с горизонтальным трубчатым реактором, горячими стенками многоэлектродной системой с емкостным возбуждением плазмы при температуре 300±3^oC и вводом мощности сзади при частоте 40 кГц.

Плотность мощности при осаждении составляли 50 мВт/см². Суммарный поток газовой смеси не превышал 2500 см³/мин. Использовалась следующая парогазовая смесь: SiHu NH₃ N₂. Давление 110-130 Па. Всего формировали 16 партий пластин.

За счет использования нескольких комплектов МПО во вскрытых областях покрытие из нитрида кремния перекрыло покрытие из ФСС на 0,1-6,0 мкм.

Приборы собирали в пластмассовые корпуса и проводили ускоренные испытания попарно 8 групп по 15 приборов на безотказность (при температуре 120^oC, влажности 95%). На специальных тестовых структурах методом поляризационного сопротивления системы электрод раствор определялась скорость коррозии межэлементных соединений.

Испытательной средой служил раствор ортофосфорной кислоты. Дополнительно провели сравнительные испытания пластин со сформированным защитным покрытием (16 групп пластин по 5 шт.) путем обработки в автоклаве под давлением 1,2 атм при повышенной температуре и влажности. Контроль на наличие следов коррозии проводили при помощи микроскопа lenateeh.

Рассчитывалось отношение скорости коррозии (V_k) для каждой конкретной группы приборов к скорости коррозий групп приборов к скорости коррозии, полученной при реализации способа прототипа (V_n.n), также отношение времени наработки на отказ (t_n.o) для каждой конкретной группы приборов к аналогичному времени, характерному для способа прототипа (t_n.o.n).

Данные сведены в табл.1, 2.

Из табл. 1, 2 очевидна нецелесообразность использования способа изготовления межэлементных соединений интегральных схем с нарушением последовательности выполнения операций, а также с перекрытием слоя из фосфоросиликатного стекла во вскрытых областях (как контактным площадкам для присоединения выводов, так и областям для разделения пластин на кристаллы) слоем из нитрида кремния, выходящим за указанные пределы.

Видно, что заявляемое техническое решение по сравнению с прототипом позволяет повысить качество межэлементных соединений и эксплуатационную надежность путем повышения влагостойкости.

Таким образом предлагаемый способ изготовления межэлементных соединений интегральных схем может быть использован при изготовлении СБИС.

Назначение: микроэлектроника. Сущность изобретения: при вскрытии окон к контактным площадкам и областям для разделения пластин размеры окон выбирают такими, чтобы верхний пассивирующий слой нитрида кремния перекрывал нижний пассивирующий слой фосфоросиликатного стекла на 0,2 - 5 мкм. 1 з.п. ф-лы. 1 ил., 2 табл.

1. Способ изготовления межэлементных соединений интегральных схем, включающий формирование на поверхности полупроводниковой пластины, на которой выполнены активные и пассивные элементы рисунка, токопроводящего слоя с контактными площадками для присоединения внешних выводов, нанесение пассивирующих слоев фосфоросиликатного стекла и нитрида кремния, вскрытие в пассивирующих слоях окон с контактными площадками, отличающийся тем, что, с целью повышения качества и надежности за счет повышения влагостойкости, после нанесения пассивирующего слоя фосфоросиликатного стекла вскрывают окна к контактным площадкам и одновременно к областям для разделения пластин на кристаллы, а после нанесения пассивирующего слоя нитрида кремния размеры окон в нем при вскрытии выбирают такими, чтобы слой нитрида кремния по периметру окна перекрывал слой фосфоросиликатного стекла на величину 0,2 5,0 мкм. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что одновременно со вскрытием в слое нитрида кремния окон с контактными площадками вскрывают области для разделения пластин на кристаллы, а размеры областей выбирают такими, чтобы слой нитрида кремния вдоль границ областей перекрывал слой фосфоросиликатного стекла на величину 0,2 5,0 мкм.