Способ присоединения кремниевого кристалла к кристаллодержателю полупроводникового прибора

 

Изобретение относится к микроэлектронике и может быть использовано в производстве ППП и ИС для присоединения кремниевого кристалла к кристаллодержателю преимущественно путем пайки на эвтектику AlGe, Al-Ge-Au. Целью изобретения - повышение выхода годных. На посадочную поверхность кристаллов наносят слой алюминия и слой Al-Ge, на который в свою очередь наносят тонкий слой алюминия (30 - 150 нм). После разделения производится эвтектическая пайка кристалла с кристаллодержателем, покрытого слоем Al или Au при 400 - 480°С в течение 1,5 - 5 с.

Изобретение относится к микроэлектронике и может быть использовано в производстве полупроводниковых приборов и интегральных схем (ИС) для присоединения кремниевого кристалла к кристаллодержателю преимущественно путем пайки на эвтектику алюминий-германий, алюминий-германий-золото. Цель изобретения - повышение выхода годных. Способ реализуется следующим образом: наносят на контактную поверхность кристаллов, сформированных групповым методом на пластине, слой алюминия, для чего напылением в вакууме осаждают алюминий на обратную сторону кремниевой пластины; формируют слой сплава на основе германия и алюминия одновременным осаждением германия и алюминия из паровой фазы, напылением Аl и Ge из двух источников германия и алюминия или из одного источника Ge-Al сплава, причем толщина слоя алюминия и слоя сплава Ge-Al, содержание компонентов в слое определяется конкретными размерами кристалла и режимами пайки температурой (400-480^oС) и длительностью (1,5-5 с): затем на поверхность слоя сплава Ge-Al наносят напылением в вакууме слой алюминия толщиной 30-150 нм; далее разделяют пластину на отдельные кристаллы скрайбирвоанием с помощью алмазных дисков; производят пайку кристалла при 400-480^oС в течение 1,5-5 с к кристаллодержателю, покрытому металлизированным слоем алюминия или золота. Согласно способу были изготовлены полупроводниковые тестовые приборы. П р и м е р 1. На оборотную сторону Si пластины диаметром 76 мм со структурами биполярных операционных усилителей, изготовленных по планарной технологии, наносят слой алюминия толщиной 0,4 мкм, затем одновременным осаждением германия и алюминия из двух раздельных источников проводят формирование слоя сплава Ge-Al толщиной 1,0 мкм при концентрации алюминия в слое 22% , далее наносят на поверхность слоя сплава (Ge-Al) слой алюминия толщиной 30 нм. Нанесение слоев алюминия и сплава (Се-Al) производят методом электронно-лучевого напыления в вакууме на установке 01НЭ-7-004 ("Оратория-9"). После разделения пластины на отдельные кристаллы с размерами 1,5х2,0 мм² проводят пайку кристаллов к кристаллодержателям, выполненным в виде рамок из лент НФНА (с плакированным слоем алюминия толщиной 10±1 мкм) при 440^оС в течение 2 с. П р и м е р 2. На обратную сторону Si пластины диаметром 76 мм со структурами усилителей, изготовленных по планарной технологии, наноситя слой, алюминия толщиной 4,5 мкм; затем наносят слой сплава Ge-Al толщиной 1,5 мкм, содержащего 15% алюминия; далее наносят на поверхность сплава слой алюминия толщиной 150 нм. Нанесение слоев производят на установке 01НИ-7-006 ("Оратория-5") путем магнетронного напыления из мишеней алюминия А-99 и сплава Ge-Al, содержащего 15% алюминия. После разделения пластин на отдельные кристаллы с размерами 3х4 мм² производят пайку кристаллов к кристаллодержателю в виде рамки из лент НФНА при 450^оС в течение 4 с. П р и м е р 3. На обратную сторону Si пластины, изготовленную как в примере 1, наносят слой алюминия толщиной 1,0 мкм на установке 01НИ-7-006 ("Оратория-5"), затем формируют слой сплава Ge-Al толщиной 0,8 мкм, содержащую 12% алюминия и наносят слой алюминия толщиной 100 нм с помощью напыления на установке 01НИ-7-004 ("Оратория-9"). После разделения пластин на кристаллы с размерами 1,5х2,0 мкм проводят пайку кристаллов к кристаллодержателю в виде рамки НФН с золотым покрытием толщиной 3 мкм, сформированным методом локального гальванического осаждения при 430^оС в течение 1,5 с. Процент выхода годных приборов после проведения операции "пайка" составлял 99-100% во всех случаях, что свидетельствует о стабильной пайке.

Формула изобретения

СПОСОБ ПРИСОЕДИНЕНИЯ КРЕМНИЕВОГО КРИСТАЛЛА К КРИСТАЛЛОДЕРЖАТЕЛЮ ПОЛУПРОВОДНИКОВОГО ПРИБОРА, включающий формирование на посадочной поверхности кристалла слоистой структуры, наружный слой которой выполнен из алюминия, нанесение алюминиевой пленки на контактную поверхность кристаллодержателя и пайку кристалла с кристаллодержателем, отличающийся тем, что, с целью повышения выхода годных, слоистую структуру выполняют в виде внутреннего слоя из алюминия и промежуточного слоя из сплава германий-алюминий, толщину наружного слоя выбирают равной 30 - 150 нм, а пайку осуществляют при 400 - 480^oС в течение 1,5 - 5 с.