Многослойная микросхема

 

Изобретение относится к микроэлектронике. Цель изобретения - повышение надежности схем за счет исключения коротких замыканий между проводниками. На диэлектрической подложке формируют методом вакуумного напыления проводники первого уровня. Затем на поверхность подложки наносят слой фоторезиста толщиной 0,9 - 1,1 мкм и в нем формируют межслойные переходы. На поверхность фоторезиста наносят методом трафаретной печати диэлектрическую пасту на основе фенолформальдегидной и эпоксидной смол в соответствии с рисунком межслойных переходов и на поверхности пасты формируют рисунок проводников второго уровня. За счет высокой адгезии фоторезиста как к подложке, так и к полимерной дилектрической пасте обеспечивается высокая надежность схем. 3 табл.

Изобретение относится к микроэлектронике, в частности к изготовлению многослойных гибридных интегральных схем. Цель изобретения повышение надежности микросхемы за счет исключения коротких замыканий между проводниками различных уровней. Это достигается за счет нанесения первого слоя межслойной изоляции из фоторезиста непосредственно на диэлектрическую подложку со сформированными на ней проводниками первого уровня. Второй слой изоляции выполняют из диэлектрической пасты на основе фенолформальдегидной и эпоксидной смол. Нанесение слоя фоторезиста перед формированием межслойной изоляции из пасты на основе фенолформальдегидной и эпоксидной смол способствует выравниванию скорости полимеризации пасты, получение однородной по структуре высокомолекулярной пленки пасты. При этом высокая адгезия диэлектрической пасты к фоторезисту объясняется химическим сродством. Тонкий слой фоторезиста препятствует обрыву полимерных цепей и способствует повышению адгезии полученного изоляционного слоя к подложке с резистивными и коммутационными элементами. П р и м е р. На диэлектрическую подложку из ситалла марки СТ-50-1-1 методом ионно-плазменного напыления на установке УВН-74П-3 напыляют структуру U-Cu-Al общей толщиной 1,2-1,8 мкм, а затем методом селективной фотолитографии формируют проводники первого уровня с использованием позитивного фоторезиста ФП-383. Используют травитель следующего состава, мл: Н₃PO₄ 860; СH₃CООН 105; HNO₃ 35. Затем методом центрифугирования при скорости 3 тыс. об/мин наносят слой фоторезиста ФП-383 толщиной 0,9-1,1 мкм. Экспонирование переходных отверстий проводят при освещенности 50000 Лк, проявляют в 3,0%-ном растворе тринатрийфосфата, сушат на воздухе в течение 15-20 мин, при 100^оС 30 мин, задубливают в течение 30 мин при 150^оС. Далее методом трафаретной печати наносят диэлектрическую пасту марки ПДН, термообработку которой проводят при 215-225^оС в течение 15-20 мин, при этом формируется межслойная изоляция толщиной 20-25 мкм с переходными отверстиями. Очистку подложек перед напылением второго проводникового уровня проводят кипячением в растворе следующего состава: перекись водорода 80 мл; вода 250 мл и аммиак 2-3 капли в течение 15 мин. В табл.1, 2 и 3 приведены результаты испытаний. Испытания проводят на тест-платах, содержащих на нижнем уровне набор резисторов с сопротивлением 2-200 кОм, конденсаторные модули и группы взаимно пересекающихся проводников, расположенных на разных уровнях. Электрический контакт между уровнями осуществляется через металлизированные межслойные переходы с размером окон 200 x200 и 400x 400 мкм. Формирование первого уровня тест-плат проводят по тонкопленочной технологии с вакуумным напылением резистивного и коммутационного слоев и формированием рисунка методом фотолитографии на стандартном оборудовании. Наносят слоя фоторезиста центрифугированием на подложку с первым уровнем проводников, экспонируют, проявляют его и формируют переходы к проводникам первого уровня. В качестве диэлектрической пасты для формирования второго диэлектрического слоя используют низкотемпературные диэлектрические пасты типа ПДН, имеющие полимерное связующее на основе фенолформальдегидной и эпоксидной смол. Эпоксидная смола придает пленкам механическую прочность, повышенную стойкость к окислению. Применение паст предпочтительнее, так как они более технологичны и позволяют формировать переходы между уровнями в едином цикле с нанесением изоляционного слоя. Пленки на основе паст сохраняют диэлектрические свойства в процессе длительной эксплуатации. Нанесение диэлектрической пасты ПДН-67 осуществляют на полуавтоматической установке трафаретной печати 1077, 442153.001 с применением сетчатых трафаретов с сеткой N 0040 или с сеткой N 0056 с последующей термообработкой при 225^оС в течение 20 мин. После вакуумного напыления верхнего коммутационного слоя с одновременной металлизацией переходных отверстий проводят фотолитографию второго уровня проводников. Наличие коротких замыканий (КЗ) определяют измерением сопротивления между группами пересекающихся проводников, расположенных на разных уровнях, имеющих 200 пересечений. Для каждого типа схем изготавливают по 4 тест-платы с 6 схемами на каждой, т.е. по 24 схемы. За счет надежного контакта фоторезиста как с подложкой, так и с толстопленочной межслойной изоляцией исключается отслаивание толстопленочной изоляции от подложки и обеспечивается высокая надежность схем.

Формула изобретения

МНОГОСЛОЙНАЯ МИКРОСХЕМА, содержащая подложку с нанесенными на нее проводниками первого уровня, межслойную изоляцию, в которой один слой выполнен из фоторезиста, а другой - из диэлектрической пасты, содержащей связующее, и проводники второго уровня с межслойными переходами к проводникам первого уровня, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности микросхемы за счет исключения коротких замыканий, слой фоторезиста выполнен толщиной 0,9 - 1,1 мкм и расположен на подложке с проводниками первого уровня, а в качестве связующего диэлектрической пасты использована смесь фенолформальдегидной и эпоксидной смол, причем толщина слоя пасты составляет 20 - 25 мкм.

РИСУНКИ

Рисунок 1

MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Номер и год публикации бюллетеня: 8-2000

Извещение опубликовано: 20.03.2000        

---