Полупроводниковый прибор
Авторы патента:
Изобретение относится к полупроводниковой микроэлектронике. Предложенный полупроводниковый прибор содержит подложку, на которой расположен по крайней мере один пленочный проводник с круглой контактной площадкой, которая окружена зоной, заполненной мелкими проводящими пленочными элементами, а также проволочный соединительный проводник с утолщением на конце, соединенный с контактной площадкой и частью мелких проводящих пленочных элементов. При этом диаметр контактной площадки равен 1-2 диаметрам проволочного соединительного проводника, размер зоны мелких проводящих пленочных элементов меньше или равен 5 диаметрам проволочного соединительного проводника. Мелкие проводящие пленочные элементы имеют размер 1-15 мкм, а расстояние между ними и удаление их от контактной площадки равно 0,5-10 мкм. В результате улучшаются характеристики полупроводникового прибора, повышается надежность. 1 ил.
Изобретение относится к электронной технике, в частности к полупроводниковой микроэлектронике.
Известен полупроводниковый прибор с квадратными площадками, к которым приварены соединительные проволочные проводники [1]. Недостатком такого прибора является большая паразитная емкость контактных площадок из-за того что, площадь контактной площадки больше площади сварного соединения. Наиболее близким техническим решением является полупроводниковый прибор с круглыми контактными площадками, равными сварному соединению по конфигурации, окруженными зоной, заполненной мелкими пленочными элементами [2]. Недостатком данного технического решения является, то что при присоединении проволочного соединительного проводника, как правило, происходит смещение сварного соединения относительно центра контактной площадки, которое увеличивает площадь контакта, а значит, паразитную емкость, тем самым ухудшая электрические характеристики полупроводникового прибора. Техническим результатом изобретения является улучшение электрических характеристик полупроводникового прибора и повышение надежности. Данный технический результат достигается тем, что в известном полупроводниковом приборе, содержащем подложку, на которой расположен, по крайней мере, один пленочный проводник с круглой контактной площадкой, которая окружена зоной, заполненной мелкими проводящими пленочными элементами, проволочный соединительный проводник с утолщением на конце, соединенный с контактной площадкой и частью мелких проводящих пленочных элементов, диаметр контактной площадки равен 1-2 диаметрам проволочного соединительного проводника, размер зоны мелких проводящих пленочных элементов меньше или равен пяти диаметрам проволочного соединительного проводника, а мелкие проводящие пленочные элементы имеют размеры 1-15 мкм, а расстояние между ними и удаление их от контактной площадки равно 0,5-10 мкм. Выполнение контактной площадки с размерами от одного до двух диаметров проволочного соединительного проводника при смещении сварного соединения, имеющего обычно диаметр три толщины проволочного соединительного проводника, обеспечивает смещение не превышающее 0,5-1,0 диаметра проволочного соединительного проводника [3, 4]. При этом контактная площадка остается в пределах сварного соединения, а площадь соединения постоянной, а значит, не увеличивает паразитную емкость соединения и тем самым улучшает электрические характеристики полупроводникового прибора. Размер зоны мелких проводящих пленочных элементов меньше или равной пяти диаметрам проволочного соединительного проводника позволит сохранить постоянным площадь сварного соединения, а следовательно, улучшит электрические характеристики прибора, размер самых мелких проводящих пленочных элементов, равный 1-15 мкм, и расстояние между ними и удаление их от контактной площадки, равное 0,5-10 мкм, позволит сохранить прочность соединения, а значит, повысить надежность. Размер контактной площадки меньше одного диаметра проволочного соединительного проводника приводит к уменьшению механической прочности сварного соединения за счет уменьшения площади контакта проводника с контактной площадкой и мелкими проводящими пленочными элементами, а увеличение размеров контактной площадки больше двух диаметров проволочного соединительного проводника при рассовмещении приводит к выходу контактной площадки за пределы сварного соединения, а значит, к увеличению площади контакта, к увеличению паразитной емкости, а следовательно, к ухудшению электрических характеристик полупроводникового прибора. Выполнение зоны мелких пленочных проводящих элементов вокруг контактной площадки больше пяти диаметров проволочного соединительного проводника не допустимо, так как приводит к увеличению площади, отводимой на поверхности подложки полупроводникового прибора, а значит, увеличивает размер подложки и ее паразитную емкость, а следовательно, ухудшает электрические характеристики полупроводникового прибора. Выполнение мелких проводящих пленочных элементов размерами менее 1 мкм при их обычной толщине примерно 1 мкм вызывает сложности изготовления и снижает их прочность сцепления с поверхностью подложки полупроводникового прибора, а более 15 мкм приводит к увеличению площади контакта, а следовательно, увеличению паразитной емкости, а следовательно, к ухудшению электрических характеристик полупроводникового прибора. Ограничение расстояния между мелкими проводящими пленочными элементами и удаление их от контактной площадки менее чем на 0,5 мкм вызывает трудности изготовления, а более 10 мкм снижает площадь контакта проволочного соединительного проводника с пленочными элементами и снижает прочность соединения. Выполнение контактной площадки в форме многоугольника, приближающегося по форме к кругу, упрощает изготовление фотошаблона при изготовлении контактной площадки. Изобретение поясняется чертежом, где представлен фрагмент предлагаемого полупроводникового прибора: подложка 1, пленочный проводник 2, контактная площадка 3, зона мелких пленочных проводящих элементов 4, мелкие проводящие пленочные элементы 5, пленочный соединительный проводник 6, утолщение на конце проволочного соединительного проводника 7. Пример 1. Полупроводниковый прибор, например транзистор СВЧ-диапазона, содержащий подложку 1, например, из арсенида галия толщиной 80 мкм, на которой расположен, по крайней мере, один пленочный проводник 2 со структурой Тi (0,01 мкм)-Рd (0,2 мкм)-Аu (3 мкм), имеющий круглую контактную площадку 3 со структурой Ti-Pd-Аu (аналогичной проводнику), окруженную зоной 4 мелких проводящих пленочных элементов 5 со структурой аналогичной структуре площадки и проводника, золотой проволочный соединительный проводник 6 диаметром 10 мкм, с утолщением на конце 7, сваренный с контактной площадкой 3 и частью мелких проводящих пленочных элементов 5. Диаметр контактной площадки 3 равен 20 мкм (два диаметра проволочного соединительного проводника 6, размер зоны 4 мелких проводящих пленочных проводников 5 равен пяти диаметрам проволочного соединительного проводника 6, то есть 50 мкм. Диаметр сварного соединения согласно [3] равен 31 мкм (три диаметра проволочного соединительного проводника 6. При смещении сварного соединения в любую из сторон на 5 мкм (на 0,5 диаметра проволочного соединительного проводника) (6), площадь соединения остается постоянной, так как контактная площадка находится в пределах сварного соединения. При этом сварное соединение находится в пределах зоны 4, заполненной мелкими проводящими пленочными элементами 5. Размер мелких проводящих пленочных элементов 5 равен, например, 15
5 мкм, а расстояние между ними и между ними и контактной площадкой 10 мкм. Контактная площадка может быть выполнена восьмиугольной. Пример 2. Полупроводниковый прибор выполнен аналогично примеру 1, но в отличие от него имеет при диаметре пленочного соединительного проводника 10 мкм, диаметр контактной площадки 10 мкм, зону мелких проводящих пленочных элементов 20 мкм (два диаметра проволочного соединительного проводника), размер мелких проводящих пленочных элементов 1,01,0 мкм, а расстояние между ними 0,5 мкм. Пример 3. Полупроводниковый прибор, выполнен аналогично примеру 1, но в отличие от него имеет при диаметре пленочного соединительного проводника 10 мкм, диаметр контактной площадки 15 мкм (1,5 диаметра проволочного соединительного проводника), зону мелких проводящих пленочных элементов 30 мкм (три диаметра проволочного соединительного проводника), размер мелких проводящих пленочных элементов 55 мкм, а расстояние между ними и контактной площадкой 3 мкм. Пример 4. Полупроводниковый прибор выполнен аналогично примеру 1, в котором при диаметре проволочного соединительного проводника 10 мкм, диаметр контактной площадки равен 5 мкм (менее 1 диаметра проволочного соединительного проводника), размер зоны мелких проводящих пленочных элементов равен 40 мкм (т.е. четыре диаметра пленочного соединительного проводника), размер пленочных мелких проводящих элементов 0,5 мкм, а расстояние между ними и удаление их от контактной площадки равно 0,3 мкм. Такая конструкция не обеспечивает надежности соединения из-за малой площади мелких пленочных проводящих элементов в зоне сварного соединения. Пример 5. Полупроводниковый прибор выполнен аналогично примеру 1, но в котором при диаметре проволочного соединительного проводника 10 мкм, диаметр контактной площадки равен 30 мкм (три диаметра проволочного соединительного проводника), размер зоны мелких проводящих пленочных элементов равен 60 мкм (шесть диаметров соединительного проволочного проводника), мелкие проводящие пленочные элементы имеют размер 30 мкм, а расстояние между ними и удаление их от контактной площадки равно 15 мкм. Такая конструкция увеличивает площадь сварного соединения при смещении и тем самым ухудшает электрические характеристики, снижает надежность сварного соединения. Таким образом, использование предлагаемой конструкции полупроводникового прибора позволит по сравнению с прототипом улучшить электрические характеристики прибора за счет сохранения площади соединения проволочного соединительного проводника и контактной площадки постоянной, а также повысить прочность соединения, а значит, надежность полупроводникового прибора за счет сохранения площади свариваемых пленочных элементов и контактной площадки с утолщением проволочного соединительного проводника постоянной. Источники информации 1. Л. А.Коледов. Технология и конструкция микросхем, микропроцессоров и микросборок. - М.: Радио и связь, 1989, с.71, 79. 2. 3аявка Японии 68-136637, МКИ H 01 L 21/60, УДК 621.382, 08.06.88 - прототип. 3. РД 1114.4013-89. Микросхемы интегральные и полупроводниковые приборы. Типовой технологический процесс термокомпрессионной сварки, с. 4, табл.2. 4. ТСО.333.041.ТК. Термокомпрессионная сварка проволочных перемычек шариком, лист 6, п. 2.10.1. Разработчик Юферова Г.В.Формула изобретения
1. Полупроводниковый прибор, содержащий подложку, на которой расположен, по крайней мере, один пленочный проводник с круглой контактной площадкой, которая окружена зоной, заполненной мелкими проводящими пленочными элементами, проволочный соединительный проводник с утолщением на конце, соединенный с контактной площадкой и частью мелких проводящих пленочных элементов, отличающийся тем, что диаметр контактной площадки равен 1-2 диаметрам проволочного соединительного проводника, размер зоны мелких проводящих пленочных элементов меньше или равен пяти диаметрам проволочного соединительного проводника, мелкие проводящие пленочные элементы имеют размер 1-15 мкм, а расстояние между ними и удаление их от контактной площадки равно 0,5-10 мкм.РИСУНКИ
Рисунок 1
Похожие патенты:
Способ изготовления выводных рамок // 2183366
Многослойная коммутационная плата (варианты) // 2133081
Изобретение относится к разработке и производству аппаратуры на основе изделий микроэлектроники и полупроводниковых приборов и может быть широко использовано в производстве многослойных печатных плат, а также коммутационных структур для многокристальных модулей
Изобретение относится к технологии сборки полупроводниковых приоров, а точнее к способам присоединения токоведущих элементов к полупроводниковому приору, и может использоваться для монтажа интегральной схемы (ИС) с многоэлементным фотоприемником (ФП)
Устройство для перемещения сварочной головки // 2068600
Изобретение относится к производству электронных приборов, в частности к оборудованию для присоединения проволочных выводов к интегральным схемам (ИС)
Мощный полупроводниковый прибор // 1749952
Способ присоединения кремниевого кристалла к кристаллодержателю полупроводникового прибора // 1738039
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
Изобретение относится к области микроэлектроники, в частности к технологии изготовления полупроводниковых приборов и ИМС
Изобретение относится к области производства электронных компонентов
Изобретение относится к полупроводниковым кристаллам и монтажным структурам таких кристаллов
Изобретение относится к микроэлектронике
Проводящие пасты // 2509789
Изобретение относится к проводящим пастам для формирования металлических контактов на поверхности субстратов для фотогальванических элементов. Проводящая паста по существу свободна от стеклянной фритты. По одному варианту выполнения изобретения проводящая паста содержит металлоорганические компоненты, которые образуют твердую металлоксидную фазу при обжиге, и проводящий материал. Металлоорганические компоненты выбраны из группы, включающей карбоксилаты металлов или алкоксиды металлов, где металлом является бор, алюминий, кремний, висмут, цинк или ванадий. По другому варианту проводящая паста включает несколько предшественников, которые образуют проводящие элементы при обжиге или нагревании. Паста адаптирована для сцепления с поверхностью субстрата и при обжиге формирует твердую оксидную фазу с образованием из проводящих материалов электрического проводника на субстрате. Использование указанной проводящей пасты в линии проводящей сетки фотогальванических элементов обеспечивает повышение эффективности и коэффициента заполнения гальванического элемента. 3 н. и 11 з.п. ф-лы, 1 табл., 2 пр.
Изобретение относится к области разработки новых элементов и устройств сверхпроводниковой электроники и создания на их основе сверхчувствительных приемных устройств с высоким спектральным разрешением и может быть использовано при создании бортовых и наземных систем, предназначенных для радиоастрономии и мониторинга атмосферы Земли, а также медицинских исследований и систем безопасности. Сущность изобретения заключается в том, что в сверхпроводниковом интегральном приемнике электрические контакты между рабочими элементами микросхемы и печатной платой смещения, служащей для задания токов управления приемником, выполнены из проволоки в виде точечных контактов, при этом единичной проволокой осуществляется сразу несколько (более 1) последовательных контактных точек. Технический результат - понижение тепловыделения в системе, устранение необходимости дополнительной настройки рабочего режима сверхпроводникового приемника, включающего в себя ряд рабочих параметров, улучшение приемных и спектральных характеристик устройства. 2 з.п. ф-лы, 7 ил.
Изобретение относится к радиоэлектронике и может быть использовано для преобразования матрично расположенных шариковых выводов микросхем из бессвинцового припоя в оловянно-свинцовые околоэвтектического состава при дальнейшем поверхностном монтаже электрорадиоэлементов и интегральных схем на печатные платы и формирования надежных и качественных паяных соединений, предназначенных для работы в жестких условиях эксплуатации. Изобретение обеспечивает указанное преобразование с минимальными механическими и тепловыми воздействиями на микросхему, для сохранения ее полной работоспособности после преобразования. Микросхему с матрично расположенными шариковыми выводами из бессвинцового припоя на основе олова и серебра устанавливают на плоскую подложку из несмачиваемого припоем материала, на которой предварительно через металлический трафарет нанесены определенные дозы припойной пасты, имеющие в своем составе повышенное содержание свинца, при этом обеспечивают совмещение и контактирование шариковых выводов и доз припойной пасты, далее производят нагрев до пиковой температуры не более 230°С и последующее охлаждение с выдержкой при температуре выше 180°С до образования в процессе кристаллизации новых шариковых выводов большего размера, состоящих из околоэвтектического оловянно-свинцового припоя, близкого по составу к эвтектическому трехкомпонентному сплаву Sn62Pb36Ag2. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 9 ил., 1 табл.
Изобретение относится к технологии присоединения элемента интегральной схемы (чип) к поверхности, которая содержит проводящие рисунки. Технический результат - создание способа и устройства для быстрого, плавного и надежного подключения чипа к печатной проводящей поверхности за счет точечного характера передачи тепла и приложения давления к поверхности в точках контакта. Достигается это тем, что сначала чип (201) нагревают до первой температуры, более низкой, чем температура, которую чип может выдерживать без повреждения под действием тепла. Нагретый чип прижимают к печатной проводящей поверхности с первым прижимающим усилием. Совместного воздействия первой температуры и первого прижимающего усилия достаточно для того, чтобы, по меньшей мере, частично расплавить материал печатной проводящей поверхности и/или соответствующей точки контакта на чипе (205, 206). 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 13 ил.
Изобретение относится к технологии присоединения элемента интегральной схемы (чип) к поверхности, которая содержит проводящие рисунки. Технический результат - создание способа и устройства для быстрого, плавного и надежного подключения чипа к печатной проводящей поверхности за счет точечного характера передачи тепла и приложения давления к поверхности в точках контакта. Достигается это тем, что сначала чип (201) нагревают до первой температуры, более низкой, чем температура, которую чип может выдерживать без повреждения под действием тепла. Нагретый чип прижимают к печатной проводящей поверхности с первым прижимающим усилием. Совместного воздействия первой температуры и первого прижимающего усилия достаточно для того, чтобы, по меньшей мере, частично расплавить материал печатной проводящей поверхности и/или соответствующей точки контакта на чипе (205, 206). 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 13 ил.
Использование: для изготовления многоуровневой системы межсоединений кремниевой интегральной схемы. Сущность изобретения заключается в том, что формируют в изолирующем слое кремниевой структуры, в которой выполнены полупроводниковые приборы, углубления под будущие проводники-межсоединения, формируют частицы нанометрового размера, выращивают наноматериал на указанных частицах нанометрового размера, заполняют оставшееся пространства углублений проводящим материалом, формируют композитный материал из наноматериала и проводящего материала, планаризируют поверхности кремниевой структуры, сохраняя нанесенные материалы в углублениях, перед формированием частиц нанометрового размера производится нанесение на дно и стенки углублений слоя сплава, который содержит компонент для формирования частиц нанометрового размера, представляющий собой элемент или комбинацию элементов из I и/или VIII группы, и компонент для формирования диффузионно-барьерного слоя, представляющий собой переходный металл или комбинацию переходных металлов из IV-VI групп Периодической таблицы элементов, и термическое воздействие на него. Технический результат: обеспечение возможности упрощения технологии формирования, повышения стойкости и термической стабильности межсоединений при высоких плотностях тока. 6 з.п. ф-лы, 10 ил.
Использование: для изготовления многоуровневой системы межсоединений кремниевой интегральной схемы. Сущность изобретения заключается в том, что способ изготовления межсоединений полупроводниковых приборов, включающий формирование частиц нанометрового размера на поверхности, выращивание наноматериала на указанных частицах нанометрового размера, осаждение на подложку проводящего материала, формирование композитного материала из наноматериала и проводящего материала, формирование изолированных друг от друга межсоединений, перед формированием частиц нанометрового размера производится нанесение слоя сплава, который содержит компонент для формирования частиц нанометрового размера, представляющий собой элемент или комбинацию элементов из I и/или VIII группы, и компонент для формирования диффузионно-барьерного слоя, представляющий собой переходный металл или комбинацию переходных металлов из IV-VI групп Периодической таблицы элементов, и термическое воздействие на него. Технический результат: обеспечение возможности упрощения технологии формирования межсоединений прибора, повышения стойкости к электромиграции при высоких плотностях тока, повышения термической стабильности межсоединений. 6 з.п. ф-лы, 2 ил.
