СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КОНТАКТНЫХ ВЫСТУПОВ Советский патент 1971 года по МПК H01L21/288 

Изобретение относится к технологии изготовления полупроводниковых приборов, в частности лланарных полупроводниковых лриборов.

в микроэлектронике для получения интегральных схем применяют различные способы включения полупроводниковых приборов в схему, например включение с помощью шариковых выступов. Эти выступы получаю различными способами: напылением с последующей формовкой (когда выступ алюминиевый) как на кристалл, так и в определенные места схем, припаиванием шариков к контактным местам кристаллов, облуживанием специальных углублений в схемах, тремокомпрессией и т. д.

Эти способы малопроизводительны и не обеспечивают автоматизации процесса сборки. Полученная одни.м из указанных способов схема имеет недостаточную механическую прочность.

Известен также способ получения щариковых выводов электрохимическим осаждением серебра из цианистых электролитов. Способ включает в себя -следующие операции: нанесение химическим способом первого слоя иикеля в .контактные окна планарной структуры и на тыльную сторону пластины, вжигание никеля в водороде, нанесение второго слоя никеля, гальваническое осаждение серебра на

планерную сторону, где в качестве катода используются контакт, нанесенный на противоположную сторону пластины.

Этот способ имеет ряд недостатков: 1) большой разброс щариковых выводов по высоте по всей пластине ( 10 мк), что недопустимо при производстве диодных матриц, транзисторов и других полупроводниковых приборов, имеющих несколько идентичных

выводов с рабочей стороны кристалла;

2) невозможность получения одновременно на п- и /7-областях, расположенных на одной поверхности полупроводниковой пластины, щариковых выводов;

3) высокое контактное сопротивление (Ry - ом-сл1 } контакта полупроводник - первый слой.

Недостатки способа (с.м. пп. 1, 2) объясняются тем, что при осалчдении металлов ток

проходит через слой полупроводникового материала и неравномерно распределяется по всему объему пластины из-за неоднородного распределения примесей и связанного с этим разброса сопротивлений. Гальванический процесс очень чувствителен к небольшим колебаниям тока, которые возникают в толще пластины полупроводникового материала, поэтому предотвратить разброс щариковых выводов по высоте для одной пластины не представляетРазброс выводов по высоте затрудняет сборку матриц из-за отсутствия надежного электрического контакта.

Целью изобретения является усовершенствование способа получения выводов в планарных полупроводниковых нриборах, .позволяющего увеличить механическую прочность и уменьшить контактное сопротивление выводов, обеспечить правильную геометрию и уменьшение разброса по высоте выводных электродов, полученных электролитическим путем, а также обеспечить получение выводов одновременно на п- и р-областях.

Предложенный способ включает в себя следуюш;ие операции: нанесение на планарную сторону полупроводниковой пластины сплошного слоя металла, обладаюш,его хорошими омическими свойствами и адгезией к кремнию, стеклу и окиси кремния; нанесение на полученный слой слоя металла, зашиш;ающего первый слой от окисления; нанесение на поверхность второго слоя металла слоя фоторезиста; вскрытие путем фотолитографии окон, в слое фоторезиста, по размерам совпадаюш;их с окнами в окиси кремния, и высаживание в окнах на двойном слое металлов электролитическим способом шариков из металла, у которого в процессе осаждения преобладает внутреннее напряжение сжатия (медь, серебро, сплав олово-никель), причем в качестве катода применяется сплошной двойной металлизированный слой.

Способ осуществляют следующим образом.

На поверхности кремниевой пластины по общепринятой планарной технологии создаются локальные участки поверхности, -покрытые окисной пленкой и слоем защитного стекла. После этого в пластине путем диффузии создаются активные области р-типа.

На планарную сторону пластины с р-п-п&реходами наносится напылением в вакууме двойной металлический слой толщиной около 1 мк. Этот слой состоит из первого подслоя

металла, обладающего хорошей адгезией к полупроводниковому материалу и обеспечивающего хороший омический контакт к кремнию (титан, ванадий, цирконий и др.), и второго подслоя металла, предохраняющего первый слой от окисления (никель, серебро, медь).

Далее на металлический слой наносится защитная маска из фоторезиста толщиной 2 мк,

в которой вскрываются окна для высаживания шариковых выводов. В эти окна электролитическим осаждением наносится металл в виде шариковых выступов или выступов другой формы.

Для получения контактных выступов необходимо применять металлы, у которых в процессе осаждения преобладают внутренние напряжения сжатия (медь, серебро, сплав олово-никель).

Осаждение медных шариковых выводов проводилось с помощью сернокислого электролития следующего состава (в г/л): сернокислая медь220

серная кислота50

этиловый спирт20

Оптимальный режим осаждения медных шариковых выводов следующий: плотность тока 18-20 а/дм, температура электролита 18-22°С, напряжение между электродами

5-6 в.

Площадь анода в 5 раз больше площади катода.

Предмет изобретения

Способ получения контактных выступов путем их электролитического осаждения на металл омических контактов, отличающийся тем, что, с целью одновременного высаживания однородных по геометрическим размерам выступов на области п- и р-типов, на металл омических контактов наносят общий слой металла, служащий катодом при осаждении.