контактных площадках кристаллов ИС, либо пре-
цизионных платах. В случае наличия алюминиевой
металлизации контактных площадок монтируемых эле-
ментов (что традиционно используется в кремниевой
технологии) трудно обеспечить требуемое качество
контакта (механическое и электрическое) из-за малой
толщины пленки алюминия, недостаточной механи-
ческой прочности и наличия поверхностного оксида.
Для снижения возникающих при этом температурных
и механических нагрузок на функциональные ча-
сти ИС требуется тщательный контроль параметров
технологии подготовки поверхности контактов, выбора
материалов и процесса монтажа кристаллов. Одним из
возможных решений проблемы является модифика-
ция поверхности алюминия за счет предварительного
осаждения металлического подслоя (или нескольких
слоев) для обеспечения не только сохранения электро-
параметров контактов, но и повышения их механиче-
ской прочности и надежности.
В процессе проведенного комплекса работ были по-
лучены следующие практически значимые результаты:
•
Разработан и обоснован состав электролита и кон-
центрация его компонентов, обеспечивающий
активацию поверхности алюминия и осаждение
качественного покрытия никеля без уменьшения
толщины алюминиевого слоя. При этом темпера-
тура процесса не превышала 50°С. Толщина слоя
металлизации на контактной площадке может быть
увеличена за счет последующего осаждения пай-
ного материала необходимой толщины (рис.1).
•
Исследованы скорости травления Al2O3 и осаж-
дения никелевого слоя в зависимости от условий
обработки.
•
Предложено и обосновано использование метода
инверсионной вольтамперометрии для контро-
ля эффективной концентрации ионов в рабочем
электролите. На основе полученных результатов
для минимизации травления сверхтонких контакт-
ных площадок интегральных схем выбран автока-
талитический процесс осаждения ионов никеля
с помощью восстановителей.
•
Экспериментально исследовано влияние органи-
ческих добавок в сульфатных электролитах для
обеспечения преимущественного вертикально-
го нарастания олова на контактные площадки
интегральных структур. Наиболее положительные
результаты получены при добавлении желатина
в концентрации 5 г/л. Формирование контактных
структур происходило выше поверхности фоторези-
стивной маски без видимого бокового разрастания
материала с аспектным отношением не хуже 1:3
(рис. 2).
•
Исследованы процессы раздельного и совмест-
ного электрохимического осаждения многокомпо-
нентных сплавов, в том числе перитектического
состава, что обеспечивает снижение температуры
формирования пайного соединения при одно-
временном повышении температуры деградации
(распайки) контакта. В системе Sn/Ag/Bi с оптими-
зированным соотношением компонентов разность
температур пайки и распайки составила не менее
50°С.
•
Разработана
технология
формирования
контактных
структур высо-
той 15–45 мкм
на площад-
ках размером
100х100 мкм
2
(рис. 3). Пока-
зана возмож-
ность монтажа
кристаллов
с контактными
площадка-
ми размером
50х50 мкм
2
и шагом 50 мкм.
•
Отработаны про-
цессы группово-
го формирования контактных структур на пластинах
кремния диаметром 150 мм, включающих 450 чипов
с 65 контактными площадками на каждом.
•
Предложены и апробированы составы бессвинцо-
вых пайных сплавов, позволяющих реализовывать
новые технологические подходы и обеспечиваю-
щих экологическую безопасность производства
и утилизации изделий микроэлектроники.
Достигнутые результаты позволяют на более высо-
ком техническом и технологическом уровне обеспе-
чить производство высокотехнологичной продукции
микроэлектроники, повысить качество и надежность
изделий, а также эффективно решать задачи импорто-
замещения.
Рисунок 1.
Поверхность никелевого
покрытия.
Рисунок 2.
Боковая микрофотография
вертикальных структур.
Рисунок 3.
Поверхность контактных
площадок, покрытых серебром.
57
