Стекло для изготовления стеклокристаллического цемента для изоляции элементов интегральных схем Советский патент 1982 года по МПК C03C3/22 

Изобретение относится к состав кристаллизующихся стекол, предназн ченных для диэлектрической изоляц элементов кремниевых интегральных схем ИС . Известно кристаллизующееся стекло tl для спамвания с кремниэм, включающее, вес.: SiOi , , 1522, ZnO 10-20, BaO 21-30. Недостатком данного кристаллизующегося стекла является зависимость степени закристаллизованности и свойств стеклокристаллических покрытий на кремний от дисперсности исходного порошка стекла, что обусловлено поверхностным ,. механизмом кристаллизации стекла дан ного состава. Наиболее близким к изобретению , является кристаллизующееся стекло t2 для изоляции элементов ИС, включаю1чее вес.%: SiOi - 50-55, . 20-25, MgO 5-10, Ti02.8-12, SrO 5-10. Недостатком данного кристаллизующегося стекла является повышенная чувствительность значений КЛТР к незначительным колебаниям режимов термообработки, что связано с наличием в закристаллизованном материале нескольких кристаллических фаз, отличающихся значениями КЛТР(.%- кристобалит, кордиерит, стронциевый анортТИТ, стронциевый осумилит, рутил, и др.. ) Отклонение значений КЛТР ситал-. яа от КЛТР кремния затрудняет получение согласованных с кремнием спаев и приводит к деформации кремниевых пластин, возникновению в кремнии внутренних напряжений и дислокаций, и, в конечном итоге, к ухудшению параметров кремниевых приборов и низкому выходу годных ИС и при их производстве. Другим недостатком данного стекла является высокое значение тангенса угла диэлектрических потерь (tg (Г)закристаллизованного материала в области частот 10-10 Гц (100-140) 10.

3

Целью изобретения является получение согласованного спая с кремнием.

Эта цель достигается тем, что стекло, для изготовления стеклокристаллического цемента для изоляции элементов интегральных схем, включа щее SiO,j, А1,0, TIQj, SrO и/или ВаО, дополнительно содержит один компонент из группы СеО,, SnO, IrO при следующем соотношении компонентов, в весД:

Ala.0

15-22

TiO,i 6-12

U.ч . -

SrO

и/или

ВаО.3-22

один компонент из группы

,01-0,5

SnOi0,5 - 3

ZrOi 0,5 - 3 Исходные компоненты отвешивали в соотве ствии с заданным составом и тщательно перемешивали в яшмовой ступке. Варку стекол проводят в индукционной печи в платино-радиевом тигле в течение часов при темпе ратуре 1бОО°С. Выработку стекол проводят в виде гранулята путем Ьт ливки расплава в дистиллированную воду. Полученный гранулят измельчают в яшмовом барабане на валковой мельнице до удельной поверхности 5000 .

Покрытия ситалла на кремнии получают следующим образом. Из порошка стекла на изобутиловом спирте готовят пасту сметано-образной i консистенции. Тщательно перемешанную пасту наносят методом полива на кремниевые пластины. Диаметр используемых кремниевых пластин составлял До мм, толщина - 300 мкм.

14

Количество наносимой пасты подбирают опытным путем таким образом,, чтобы получить после оплавления и кристаллизации ситалловый слой толщиной 500410 мкм. После нанесения слой пасты высушивают на воздухе в течение Ю Ч. Оплавление и кристаллизацию покрытий проводят в диффузионной печи марки СДО-125/ при температурах 1180-12 0 С в течение 15-5D мин. Время продвижения пластин в-зону с максимальной температурой составляло 5-20 секунд.После окончания термообработ1си пластины i выдвигали из печи и охлаждали на воздухе до комнатной температры.

Образцы для измерения КЛТР и ди лектрических характеристик прессовали из порошкообразного стекла. Режимы термообработки образцов для измерения КЛТР и диэлектрических характеристик соответствовали режимам кристаллизации покрытий на кремнии. После термообработки на образцы для измерения диэлектрических характеристик наносили и вжигали при серебряные электроды.

Оптимальные режимы кристаллизации покрытий на кремнии для составов стекол приведены в таблице. В таблице приведены также значения КЛТР и диэлектрических характеристик образ цов стеклокристаллических материалов закристаллизованных по режимам соответствующим режимам получения покры тий на кремнии.

Изобретение поясняется конкретными примерами, которые приведены в таблице.

Применение предложенных кристаллизующихся стекол вместо известных позволяет значительно улучшить характеристики кремниевых приборов и повысить выход годных ИС при их производстве. 9Э Формула изобретения Стекло для изготовления стекло, кристаллического цемента для изоляции элементов интегральных схем, включающее Si-Oj,, ТЮд, SrO и/или ВаО , тли чающееся тем, что, с целью получения согласованного спая : кремнием, оно дополнительно содержит один компонент из группы СеО,, SnOj, ZrO при следующем соотношении компонентой, вес.%: Si 0-1. AliQ 15-22 5гОи/или 3 - 25 Один компонент. из группы: Источники информации, инятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР 4 47380, кл. С 03 С 3/22, 1973. 2.Авторское свидетельство СССР , кл. С 03 С 3/22, 1972.