(54) МАТЕРИАЛ ПРОВОДЯЩЕГО ПОКРЫТИЯ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ПРИБОРОВ И ИНТЕГРАЛЬНЫХ СХЕМ Поставленная цель досгигаегся тем, что маториал проводящего покрытия, включающий металл платиновой группы, содержит алемент, образующий интерметаллическое соединение с металлом платиновой труппы, йрич м количественное соотношение компонентов следующее; элемент, образующий ингерметаллическое соединение с металлом платиндаой группы 2-%5 Bec.%j металл платиновой группы - ос тальное. Для кремния р-типа в качестве указанно го элемента применено вещестео flffi группы например В, At , Зп , 0-а , а для кремния Й-типа в качестве указанного элемента применено вещество VBi группы, например Р , As . S6 , Bt . Покрытие сплавом, содержащим элемент ШВ или VB группы, полупроводниковых материалов соответственно дырочного или электронного типа проводимости снижает уровеньинжекции носи тепейиз материала покрытия в полупроводник. Это вызвано тем что при «растворений покрытия в полупроводнике атомы элементов 1ЦВ или VS группы занимают позиции IB рещетке полупровод ника по типу замещения, приводя к обогащению приконтактной области полупроводника соответствующего типа проводимости основными носителями и понижая тем самым уровень инжекции неосновных носителей. В случае нанесения покрытия на кремний пр цесс облегчается интенсивным образованием силицидов металлов платиновой группы и вы свобождением атомов элементов ИВ или VB группы, немедленно взаимодействующих с атомами кремния. Весь этот процесс сопровождается больщим уменьшением переходного сопротивления невыпрямляющих контактов, чем при использовании контактных материалов из сплавов металлов платиново группы с переходными металлами, так как здесь эффективно действуют два механизма: образование силицидов и обогащение прикон- гактной области кремния основными носителями. Кроме того, такой состав покрытия способствует формированию контактов с полупрсжодником, имеющих хорощую воспроизводимость, высокую надежность и несложную технологию нанесения. Предлагаемое покрытие может быть цвет ным за счет тэго, что входящий в его ссх;тав элемент 1113 группы, например Зп , или элемент VB группы, например S6 , образует с металлами платиновой группы интерметаллические соединения, фазовый состав которых зависит от содержания компонентов. Наиболее характерным является образование соединений типа А В, А В и АВ, где А - металл платиновой группы, - элемент IIJB или УВ группы; возмоен также смешанный сослав фаз, наприер А 2 В + АВ, а также наличие промежуточных фаз, дефектных структур и т.д. ПроеЯ уточные фазы, в отличие от чистых ме таллов, имеют св1эю электронную структуру , в соответствии с ней, другие межатомые расстояния, измененную решетку и, в конечном итоге, свой цвет металлического материала. При этом определяющим фактором является строение электронных оболочек компонентов. Покрытие из такого материала будет иметь цвет, отличный от цвета исходных составляющих, его можно задавать выбором материалов и регулированием процентного содержания каждой компоненты, определяющего формульный состав и стехиометричность материала. Например, сплав Pdj, Зтг , (35 вес,% Этг и остальное Pel ) имеет свтло-желтый цвет, сплав с фазовым составом Pd2.3n+ Fd3n.{43 вес.% п, , остальное Pd) обладает цветом золота, сплав PdDn (54 вес.% л, остальное Pel ) имеет сиренево-розовый цвет. Свои особенности имеют соединения палладия с элементами YB группы, а также соединения других элементов платинсеой группы. Таким образом, можно получить гамму цветов от красноватого до желтого с различной насыщенностью цвета, при этом покрытия из таких материалов характеризуются высокой адгезией к полупроводниковым, металлическим и стеклообразным поверх ностям,хорошей износостойкостью, коррозионной : устойчив остью И ВЫСОКОЙ термостойкостью. Выбранные пределы соотнощения компонентов определяются тем, что при количестве материала, образующего интерметаллическое соединение с металлом платиновой группы, меньше 2% уровень инжекции носителей из материала покрытия в полупроводник незначительно и, кроме того, цвет покрытия не претерпевает заметных изменений по сравнению с исходным материалом. Верхний предел (55 вес.%) определяется тем, что при дальнейщем увеличении содержания-этого компонента, хотя цвет полученных покрытий отличается большой насыщенностью,заметного снижения уровня инжекции не наблюдается. Предложенные материалы, например сплав из 60 вес.% Pd и 40 вес,%Эп и сплав из 48 вес.% Pd и 52 вес.% Sb , методом конденсации из молекулярных пучков ,в вакууме осаждались в виде покрытий на кремниевые пластины соответственно дырочного и электронного типов проводимости. Коэффициент иижекции неосновных носителей, определяемый по найденной скорости рекомбинации и невыпрямляюишх контактах на приготовленных образцах, для р-Si снизился в 1,3 раза до термообработки и в 2,6 раз после термообработки при 500 С в течение 10 мин, для n-St -на 70% до термообработки и в 1,5-1,8 раза после аналогичной термообработки, по сравнению с тем же параметром при использовании чистого , Цвет покрытия из сплава 60 вес.% PcL и 40 вес.% Зп. желтьй. Толщина покрытия 0,8-1 мкм. Псжрытие, полученное этим же методом на feтaлличecкиx изделиях (корпусах, посадочных .южках под кристаллы полупроводниковых приборе и интегральных схем) имело хорошую адгезию, высокую смачиваемость припоями и стойкость, к воздействию высоких темпераГур и влажн.ости, которая не хуже стойкости золотых покрытий. Преимущества предложенного материала проводящего покрытия позволяют удовлетворить основные требования, предъявляемые к таким псжрытиям, а также получать цветные проводящие псжрытия, при этом могут быть значительно облегчены некоторые технологические процессы изготовления интегральных схем, например в сочетани с цветными фотошаблонами - процесс совмещения на операции фотолитографии и др. Формула изобретения 1. Материал проводящего покрытия полупроводннксжых приборов и интегральных схем преимущественно на основе кремния р- и я.типа, включающий металл платиновой группы, отличающийся тем, что, с целью снижения уровня инжекпии носителей заряда из материала псж-рытия в полупроводник, а также обеспечения возмо чности создания цветного покрытия, материал содержит элемент, образующий интерметаллическое соединение с металлом платиновой группы, при следующем соотношении компоненте : элемент, образующий интерметаллическое соединение с металлом платиновой группы, 255 вес.%, металл платинсжой группы - остальное. 2.Материал по п. 1, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что для кремния р-типа в качестве указанного элемента применено вещество ШВ группы, например В , А , Зп ,&ci. 3.Материал по п. 1, отличающийс я тем, что для кремния П.-типа в качестве указанного элемента применено вещество YB группы, например, Р, As ,S6 ,Bl. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе; 1.Системы металлизации к кремниевым полупрсжодниксФым приборам и интегральным схемам (тематический указатель литературы), серия полупроводниковые приборы, М., ЦНИИ электроника, 1974. с. 3-63 2.Патент США № 3431472, М-317-234, 1969. 3.Авторское свидетельство СССР № 339198, кл. С 23 С 13/00, 197О.
Авторы
Даты
1977-10-05—Публикация
1974-04-23—Подача