Способ изготовления полупроводниковых приборов Советский патент 1979 года по МПК H01L21/283 

водящих схем выполняют из алюминия, а другую, двухслойную, из золота (один слой), и металла (другой слой) платиновой или титановой группы. Подходящим материалом дли создания промежуточного слоя является никель (Ni), поскольку его можно селективно вытравливать по отношению к золоту, платине и титану, используемым для изготовления проводящих схем. Никель также образует хорошую адгезию с указанными материалами. Кроме joro, никель можно вытравить быстрее из промежуточного слоя, когда он образует короткозамкнутую связ с благородным металлом. На фиг. 1, а, б,, в, г, показан полупроводниковый прибор в процессе изготовления, разрез А-А; на фиг. 2, а и б, - то же, разрез Б-Б; на фиг. 3 - часть полупроводникового прибора с проводящей схемой, вид сверху; на фиг. 4 - часть модифицированного полупроводникового прибора, поперечный разрез. Прибор содержит ряд элементов, например транзисторы, резисторы, конденсаторы. Подложка 1 изготовляется из кремния или другого полупроводникового материала. /Элементы схемы располагаются вблизи поверхности 2, которую обычно пассивируют изоляционным слоем, например слоем окиси кремния (не показан). Пассивирующий слой или слои могут иметь отверстия Для соединения элементов схемы и подсоединения их к внешним выводам питания полупроводниковый прибор име ет на поверхности проводящую схему. Проводящие дорожки 3-6 нижнего уровня показаны на фиг. 1, а, б, в. Предполагается, что зоны схемы уже сформированы в полупроводниково подложке 1 при помогда диффузии через маску или внедрения соответствующих примесей и что поверхность 2 имеет пассивирующий слой или слой со сформированными в них отверстиями. Через эти отверстия дорожки могут соединяться с различными зонами полупроводникового прибора. Проводящие дорожки можно получить распылением металла или напаиванием на поверхность 2 слоя проводящего ма териала и создания в нем проводуйцик дорожёк при помощи фотолитографического травления. Проводящие дорожки могут быть выполнены, например, из алюминия толщиной приблизительно 0,5 мкм. Проводящие дорожки могут быть двух-7трёхслойными, наггример, из платины с титаном и/или золотом. Слои последовательно наносят один на другой извест ным способом. 1Чирйна дорожек приблизительно равна 7 мкм, а расстояние между дорожками может быть выбрано в соответствии со схемой. . На сгедующей стадии процесса (фиг 1,6) создается промежуточный слой 7 который наносится на всю поверхность 2 и покрывает проводящие дорожки 3-6 и пространство между дорожками. Для промежуточного слоя выбирают материал, который можно селективно вытравить по отношению к материалу или материалам, используемым для создания проводящих схем, верхней и нижней. Кроме того, материал промежуточного слоя должен быть электрически .; проводящим и способным к адгезии с материалами верхней и нижней проводящих схем. Таким материалом является, например, никель. Толщина слоя никеля приб)7изительно 1 кмк. Основной слой никеля может бытьвыращен электролитическим путем на первом тонком слое никеля (например 100 ), нанесенном выпариванием на поверхность 2 подложки- 1. , На промежуточном слое 7 (фИг. 1,в) затем образуют проводящие дорожки 8-10. Для этих дорожек можно выбрать тот же материал, что и для проводящих дорожек 3-6 нижней схемы. Дорожки 8-10 (см. фиг.З) имеют расширения 11-13 в местах пересечения с дорожками 3-6. Эти расширения играют существенную роль во время травления, которому подвергают промежуточный слой 7, как показано на фиг. 2, а. В качестве реактива для травления используется, нaпpимepV раствор, состоящий из. 3 объемов концентрированной азотной кислоты и 7 объемов воды .с t 50° С. Этим раствором можно травить промежуточный слой 7 из никеля, при этом фактически не затрагиваются слои из алюминия, титана-золота или платинызолота проводящих схем. Перед процессом- травления нет необходимости проводить маскирование, которое осуществляется в тех случаях, когда слой должен быть удален локально. Согласно изобретению, проводящие дорожки 8-10 сами используются в качестве маски травления, причем жидкий травитель взаимодействует с промежуточным слоем 7 через пространство между дорожками 8-10 верхней про- водящей- схемы. Жидкий травитель воздействует на промежуточный слой 7 не только вертикально, но также и горизонтально ниже дорожек 8-10 (см. стрелки на фиг. 2, а). Процесс травления продолжается столько времени-, - сколько необходимо для полного исчезновения промежуточного слоя 7, за исключением участков 14. При ширине дорожек 8-10 порядка 7 кмк и установленной степени травления травление продолжают, например, до тех пор, пока промежуточный слой 7 не Протравится на 3 мкм. Поскольку промежуточный слой подвергают травлению с обеих сторон дорожек 8-10, то промежуточный слой 7 ниже дорожёк шириной 7 мкм будет удален полностью. Затем области Пересечения 15 (фиг. 3) проводящих схем электрически изолируются друг от дру га., Промежуточный слой под расширениями 11-13 удаляют частично, в резуль тате ниже расширений, расположенных в местах электрического соединения проводящих дорожек верхнего уровня с проводящими дорожками нижнего уровня получают разделенные участгкй 14, промежуточного слоя, которые образуют соединения 16-18 между различными пр водящими уровнями. При ширине провод щих дорожек 8-10 в области расширений, равной приблизительно двойной ширине этих дорожек в области пересе чений, например, порядка 12 кмк, сое динения 16-18 имеют ширину приблизительно 6 мкм. Необходимо отметить, что участки соединений 16-18 сформированы в само регулирующемся режиме. Разделяющих этапов фотомаскирования не требуется Кроме того, создание соединений 16-1 не является ограничивающим фактором для плотности расположения. ,, Проводящие дорожки 8-10 можно раз местить очень плотно. Удаляя промежуточный слой, получа ют структуру, показанную на фиг. 1,г и 2,6. Проводящие дорожки 8-10 фактически отделены от проводящих дорожек нижней схемы в областях пересечё ния 15. Короткие замыкания между про водящими уровнями, которые очень час то происходят в обычных многослойных системах монтажа и в которых проводя щие уровни разделены изолирующим окисным слоем, на котором размещен верхний уровень, могут не происходит в данном случае. Переходы поддержива ются при помощи опор, образованных , электрически проводящими соединениями 16-18, имеющими хорошую адгезию с проводящими схемами различных уровней . В случае очень большого количества пересечений между двумя такими опорами длина переходов между указанными опорами (соединениями) может стать также очень большой. Для предотвращения провисания переходов между последовательными сое динениями увеличивают число проводящих дорожек нижнего уровня, которые размидены между соединениями 16, 17 и пересекают дорожку 8 верхнего уровня. Для предотвращения провисаний дорожки 8 между соединениями дорожка 8 имеет также дополнительное расяиирение 19 между дорожками нижнего уров ня. Кроме того, во время травления про межуточного слоя ниже расширения 19 между верхним и нижним проводяши уровнями также образуют опоры. Основание опоры,20 непосредственно опирается на поверхность подложки 1, в то время как соединения 16-18 - на. проводящую дорожку нижнего уровня, Проводящие дорожки верхнего уровня, имеющие раг-аирения в области пересечений с дорожками нижнего уровня, можно выполнить с сужениями, чтобк при травлении полностью удалить промежуточный слой, сохранив его в других участках. В теХ местах, где промежуточный слой должен быть удален полностью, например в области пересечений, проводящие дорожки могут иметь отверстия для удаления промежуточного слоя как с обеих сторон проводящих дорожек так и через указанные отверстия и только частично в области соединений, в то же время проводящие дорожки верхнего уровня могут иметь везде одну и ту же ширину . Кроме создания дополнительных огор, провисание проводящих дорожек верхнего уровня можно также предотвратить внедрением ниже указанных дорожек соответственного лака или синтетической резины после вытравления промежуточного слоя. Можно также до создания промежуточного слоя вышепроводящих дорожек нижнего уровня в местах пересечения сформировать изолирующий слой, например, из окиси кремния,который не закроет дорожки нижнего уровня в области пересечений. Таким образом может быть получена структура, в которой проводящие дорожки нижнего уровня отделены от дорожек верхнего уров 1я в местах пересечений изолирующим слоем и промежуточным пространством. В таком случае от провисания дорожек верхнего уровня не происходит коротких замыканий. Формула изобретения 1. Способ изготовления полупроводниковых приборов, включающий формирование нижней и верхней проводящих схем, .электрически соединенных в отдельных точках,отличающи йс я тем, что, с целью упрощения способа и повышения плотности монтажа, пос.ле создания нижней проводящей схемы создают промежуточный слой из электропроводного материала, подходящего для селективного вытравливания по отношению к материалам нижней и верхней проводящих схем и имеющего хорошую адгезию к указанным материалам, после чего наносят верхнюю проводящую схему, затем промежуточный слой подвергают селективному травлению, при котором верхнюю проводящую схему используют как маску для травления, а промежуточный слой в местах пересечения проводящих схем полностью удаляют вытравливанием, а в местах соединения - удаляют частично. 2. Способ по п. 1,отличают и и с я тем, что верхние проводящие схемы в местах соединений имеют расширения.

3.Способ по п. 2, о т л и чают и и с я тем, что ширина расширений , по крайней мере, двойной ширине проводящих дорожек верхней проводящей схемы. ,.:,,,„,,.,„.„„.

4.Способ по пп. 1-3, отличающийся тем, что для создания промежуточного слоя используют никель.

5.Способ по пп, 1-3, о т л и чающийся тем, что одну из проводящих схбм выполняют из алюминия. ,

6. Способ по пп. 1-3, о т л и ч аю 1я и и с ) тем, что другую проводящую схему выполняют двухслойной, причём один слой - из золота, другой из металла, выбранного из группы платины или титана.

- - источники информации, принятые во

внимание при экспертизе

1. Патент Японии 51-41516, кл. 99/5/ НО, 1976.

2. Bell Systema Technical Journal, of February l968, p.269.

|)Ш:Шк

w

tafiUJJ.

ШОШ

/

3

1

i

t7

TZt-j

1

Фиг 1

45 :v

-jLil.,.

-j SESSSSMSj lSL.

/tf

:- -г

-н л

f5