Способ формирования матричных микроконтактов

Изобретение относится к области полупроводниковой микроэлектроники, а именно к технологии создания матричных фотоприемных устройств (МФПУ), и может быть использовано при формировании матричных микроконтактов для кристаллов БИС считывания и матрицы фоточувствительных элементов (МФЧЭ) с последующей их гибридизацией методом перевернутого монтажа. Задачей изобретения является снижение влияния технологических дефектов на качество МФПУ посредством использования новых форм контактов и их расположения в матрице, менее чувствительных к дефектам по сравнению с известными решениями. В способе формирования матричных микроконтактов на кристаллах БИС считывания и МФЧЭ индиевые микроконтакты в матрице имеют не одинаковую ориентацию по матрице, а чередующуюся, с изменением ориентации на 90° через шаг по двум координатам, т.е. в шахматном порядке. В этом случае расстояния между ближайшими элементами индиевых микроконтактов увеличиваются и становятся одинаковыми по двум координатам. Это приводит к снижению возможности закороток между индиевыми микроконтактами и, следовательно, к увеличению процента выхода годных изделий. 2 ил.

 

Изобретение относится к области полупроводниковой микроэлектроники, а именно к технологии создания матричных фотоприемных устройств (МФПУ), и может быть использовано при формировании матричных микроконтактов для кристаллов БИС считывания и матрицы фоточувствительных элементов (МФЧЭ) с последующей их гибридизацией методом перевернутого монтажа.

Одной из главных задач при создании индиевых микроконтактов на стыкуемых кристаллах является как общее уменьшение числа дефектов по индию, так и снижение влияния дефектов, возникающих на разных этапах технологического маршрута создания индиевых микроконтактов.

В основном дефектность массива микроконтактов зависит от качества технологических операций напыления индиевого слоя и разделения его на отдельные микроконтакты.

Конструктивный способ снижения влияния технологических дефектов на качество МФПУ состоит в использовании новых форм контактов и их расположения в матрице, менее чувствительных к дефектам, по сравнению с известными решениями.

В известном способе стыковки [патент США №4067104] индиевые микроконтакты выполнены в виде квадратных или круглых столбиков с плоскими вершинами и практически одинаковыми геометрическими размерами для стыкуемых кристаллов БИС считывания и МФЧЭ. Один из недостатков указанного способа стыковки состоит в низкой прочности соединения кристаллов. Основная причина низкой прочности ФПУ - наличие на поверхности индиевых микроконтактов оксидной пленки, обладающей низкими адгезионными и пластическими свойствами. Для повышения прочности гибридизации изготовители кристаллов, во-первых, проводят зачистку поверхности индиевых микроконтактов от окисла перед стыковкой и, во-вторых, увеличивают топологические размеры микроконтактов для увеличения поверхности сцепления микроконтактов. Поэтому зазоры между микроконтактами соседних ячеек делают минимально возможными, которые обычно составляют 2÷6 мкм. В связи с этим такое поле микроконтактов становится чувствительным к разного рода дефектам - пятнам индия и дефектам при фотолитографии.

Наиболее близким к предлагаемому способу является способ повышения прочности стыковки [патент 2537089 РФ] с использованием для стыковки индиевых микроконтакты прямоугольной формы, при этом микроконтакты на кристаллах БИС и МФЧЭ располагают под углом 90° по отношению друг к другу. В этом случае очистка микроконтактов от оксида индия происходит в зоне стыковки во время сильной деформации микроконтактов при их сдавливании с вытеснением оксида на периферию зоны стыковки. Индий при этом не успевает окислиться. Кроме того, микроконтакты прямоугольной формы занимают в среднем треть площади ячейки по сравнению с квадратными микроконтактами, что увеличивает зазор между длинными сторонами микроконтактов по всей площади матрицы.

Одним из недостатков указанного способа стыковки с использованием прямоугольных микроконтактов является близкое расположение узких сторон микроконтактов в соседних ячейках каждого кристалла, что может привести к их закорачиванию при наличии даже мелких дефектов или недотрава при формировании микроконтактов на кристалле, особенно в матричных структурах с малым шагом элементов. При этом по другой координате матрицы расстояния между длинными сторонами микроконтактов значительно выше. Так, на фиг. 1 представлен реальный фрагмент матрицы с шагом элементов 20 мкм и с однородным распределением индиевых микроконтактов размерами 6×14 мкм. Минимальное расстояние между микроконтактами составляет 6 мкм, а максимальное - по другой координате - 14 мкм.

Технический результат изобретения состоит в выравнивании расстояний между элементами микроконтактов по двум координатам, что приводит к снижению возможности закороток между индиевыми микроконтактами и, следовательно, к увеличению процента выхода годных изделий.

Технический результат достигается тем, что индиевые микроконтакты в матрице имеют не одинаковую ориентацию по матрице, а чередующуюся, с изменением ориентации на 90° через шаг по двум координатам, т.е. в шахматном порядке. В этом случае расстояния между ближайшими элементами индиевых микроконтактов увеличиваются и становятся одинаковыми по двум координатам. На фиг. 2 показан фрагмент такой матрицы, в которой расстояния между элементами микроконтактов по двум координатам одинаковы и составляют 10 мкм, что почти в два раза выше, чем в случае однородного расположения микроконтактов (6 мкм). Увеличение расстояний между элементами индиевых микроконтактов позволяет более качественно проводить коррекцию индиевых дефектов в поле матрицы различными методами.

Следует отметить, что в случае однородного расположения микроконтактов (фиг. 1) соответствующие микроконтакты на кристаллах БИС и МФЧЭ расположены под углом 90° по отношению друг к другу, а при шахматном расположении (фиг. 2) рисунок распределение микроконтактов одинаков как для БИС считывания, так и для МФЧЭ (если в обоих случаях смотреть на кристаллы сверху). После стыковки кристаллов индиевые микроконтакты пересекаются под углом 90° для обоих расположений микроконтактов.

Естественно, что остальные параметры стыковки (адгезия, пластичность, прочность, электрическое сопротивление, теплопередача и др.) остаются такими же, как и в случае прототипа (однородного расположения индиевых микроконтактов).

Способ формирования матричных микроконтактов на кристаллах БИС считывания и МФЧЭ, включающий в себя нанесение слоя индия и формирование из него массива индиевых микроконтактов прямоугольной формы, отличающийся тем, что с целью повышения процента выхода годных изделий индиевые микроконтакты располагают так, чтобы ориентация индиевых микроконтактов каждой ячейки отличалась от ориентации микроконтактов четырех ближайших соседних ячеек на 90° на каждом кристалле.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к получению поликристаллических пленок сульфида и оксида кадмия на монокристаллическом кремнии с помощью техники пиролиза аэрозоля раствора на нагретой подложке при постоянной температуре в интервале 450-500°С.

Изобретение относится к получению поликристаллических пленок сульфида и оксида кадмия на монокристаллическом кремнии с помощью техники пиролиза аэрозоля раствора на нагретой подложке при постоянной температуре в интервале 450-500°С.

Изобретение относится к солнечной энергетике, а именно к способам изготовления фотопреобразователей на трехкаскадных эпитаксиальных структурах GaInP/Ga(In)As/Ge, выращенных на германиевой подложке.

Изобретение относится к солнечной энергетике, а именно к способам изготовления фотопреобразователей на трехкаскадных эпитаксиальных структурах GaInP/Ga(In)As/Ge, выращенных на германиевой подложке.

Изобретение относится к полупроводниковым гетероструктурам для изготовления светоизлучающих диодов и фотоэлектрических преобразователей на основе твердых растворов GaPAsN на подложках кремния.

Изобретение относится к технологии изготовления полупроводниковых приборов, в том числе солнечных фотоэлектрических элементов (СФЭ). Сущность способа состоит в следующем.

Изобретение относится к технологии изготовления полупроводниковых приборов, в том числе солнечных фотоэлектрических элементов (СФЭ). Сущность способа состоит в следующем.

Изобретение относится к структуре двухкаскадного тонкопленочного солнечного модуля (фотопреобразователя) на основе аморфного и микрокристаллического кремния. Тонкопленочный солнечный модуль состоит из последовательно расположенных: фронтальной стеклянной подложки, фронтального контактного слоя из прозрачного проводящего оксида, подслоя из нестехиометрического карбида кремния р-типа, аморфного и микрокристаллического каскадов, соединенных последовательно.

Изобретение относится к оптоэлектронной технике. Способ изготовления диодов средневолнового ИК диапазона спектра включает выращивание на подложке из арсенида индия твердого раствора InAs1-x-ySbxPy и разделенные р-n-переходом слои p- и n-типа проводимости, нанесение на поверхность гетероструктуры фоточувствительного материала, экспонирование через маску с системой темных и светлых полей, проявление, удаление по крайней мере части фоточувствительного материала, подложки и эпитаксиальной структуры при формировании мез(ы), подготовку поверхности для формирования омических контактов, напыление на поверхность слоев и/или подложки металлических композиций заданной геометрии, при этом согласно изобретению способ включает финальную стадию процесса удаления подложки или ее части при химическом травлении в водном растворе соляной кислоты.

Изобретение относится к оптоэлектронной технике. Способ изготовления диодов средневолнового ИК диапазона спектра включает выращивание на подложке из арсенида индия твердого раствора InAs1-x-ySbxPy и разделенные р-n-переходом слои p- и n-типа проводимости, нанесение на поверхность гетероструктуры фоточувствительного материала, экспонирование через маску с системой темных и светлых полей, проявление, удаление по крайней мере части фоточувствительного материала, подложки и эпитаксиальной структуры при формировании мез(ы), подготовку поверхности для формирования омических контактов, напыление на поверхность слоев и/или подложки металлических композиций заданной геометрии, при этом согласно изобретению способ включает финальную стадию процесса удаления подложки или ее части при химическом травлении в водном растворе соляной кислоты.

Изобретение относится к технологии изготовления кремниевых pin-фоточувствительных элементов (ФЧЭ), чувствительных к излучению с длиной волны 1,06 мкм, и может быть использовано в электронно-оптической аппаратуре, в которой требуется регистрация коротких импульсов лазерного излучения (10-40 нс). Способ изготовления многоплощадочного фоточувствительного элемента на подложках кремния с удельным сопротивлением более 20 кОм⋅см включает операции термического окисления, диффузии фосфора для формирования областей n+-типа проводимости, разгонки фосфора с одновременным окислением для выращивания защитной пленки двуокиси кремния, диффузии фосфора в тыльную поверхность подложки для геттерирования загрязняющих примесей, удаления геттерирующего слоя, диффузии бора в тыльную поверхность подложки для формирования контактного слоя p+-типа проводимости, операцию химического травления пленки двуокиси кремния для получения просветляющего покрытия и операцию создания двухслойных омических контактов к фоточувствительным площадкам, охранному кольцу и тыльному слою p+-типа проводимости методом напыления пленки золота с подслоем хрома, причем толщина пленки хрома на тыльном слое составляет 5-6 нм. Согласно изобретению для повышения быстродействия и монохроматической импульсной чувствительности на длине волны 1,06 мкм, снижения уровня темновых токов ФЧЭ и увеличения процента выхода годных на первом этапе изготовления ФЧЭ проводятся ионная имплантация бора в тыльную поверхность подложки и его длительная разгонка с целью создания толстого контактного слоя p+-типа проводимости, а также комплексное геттерирование, включающее в себя ионную имплантацию аргона и диффузию фосфора в тыльную поверхность подложки. 1 ил., 1 табл.

Изобретение относится к технологии изготовления кремниевых pin-фоточувствительных элементов (ФЧЭ), чувствительных к излучению с длиной волны 1,06 мкм, и может быть использовано в электронно-оптической аппаратуре, в которой требуется регистрация коротких импульсов лазерного излучения (10-40 нс). Способ изготовления многоплощадочного фоточувствительного элемента на подложках кремния с удельным сопротивлением более 20 кОм⋅см включает операции термического окисления, диффузии фосфора для формирования областей n+-типа проводимости, разгонки фосфора с одновременным окислением для выращивания защитной пленки двуокиси кремния, диффузии фосфора в тыльную поверхность подложки для геттерирования загрязняющих примесей, удаления геттерирующего слоя, диффузии бора в тыльную поверхность подложки для формирования контактного слоя p+-типа проводимости, операцию химического травления пленки двуокиси кремния для получения просветляющего покрытия и операцию создания двухслойных омических контактов к фоточувствительным площадкам, охранному кольцу и тыльному слою p+-типа проводимости методом напыления пленки золота с подслоем хрома, причем толщина пленки хрома на тыльном слое составляет 5-6 нм. Согласно изобретению для повышения быстродействия и монохроматической импульсной чувствительности на длине волны 1,06 мкм, снижения уровня темновых токов ФЧЭ и увеличения процента выхода годных на первом этапе изготовления ФЧЭ проводятся ионная имплантация бора в тыльную поверхность подложки и его длительная разгонка с целью создания толстого контактного слоя p+-типа проводимости, а также комплексное геттерирование, включающее в себя ионную имплантацию аргона и диффузию фосфора в тыльную поверхность подложки. 1 ил., 1 табл.

Изобретение относится к технологии изготовления кремниевых фотодиодов (ФД), чувствительных к излучению с длинами волн 0,4-1,0 мкм и изготавливаемых на кремнии n-типа проводимости, которые предназначены для использования в различной электронно-оптической аппаратуре с высокой пороговой чувствительностью. Изобретение обеспечивает снижение разброса в величинах чувствительности и темнового тока и увеличение процента выхода годных приборов. Технический результат достигается проведением следующих процессов для создания структуры ФД: термического окисления, диффузии бора для создания областей р+-типа проводимости (фоточувствительных площадок), диффузии фосфора в тыльную поверхность пластины для геттерирования загрязняющих примесей, отжиг пластин со сформированными структурами при температуре ~650°C в атмосфере азота в течение 4 часов, формирования омических контактов. Результатом является значительное увеличение значений и снижение разброса времени жизни неосновных носителей заряда по пластине и соответственно улучшение параметров фотодиодов и их однородности. 4 ил., 1 табл.

Изобретение относится к технологии изготовления кремниевых pin-фоточувствительных элементов (ФЧЭ), чувствительных к излучению с длиной волны 1,06 мкм, предназначенных для использования в различной электронно-оптической аппаратуре, в которой требуется регистрация коротких импульсов лазерного излучения. Способ изготовления многоплощадочного фоточувствительного элемента на подложках кремния с удельным сопротивлением более 20 кОм⋅см включает операции термического окисления, диффузии фосфора для формирования областей n+-типа проводимости, разгонки фосфора с одновременным окислением для выращивания защитной пленки двуокиси кремния, диффузии фосфора в тыльную поверхность подложки для геттерирования загрязняющих примесей, удаления геттерирующего слоя, диффузии бора в тыльную поверхность подложки для формирования контактного слоя p+-типа проводимости, операцию химического травления пленки двуокиси кремния для получения просветляющего покрытия и операцию создания двухслойных омических контактов к фоточувствительным площадкам, охранному кольцу и тыльному слою p+-типа проводимости методом напыления пленки золота с подслоем хрома, причем толщина пленки хрома на тыльном слое составляет 5-6 нм. Согласно изобретению для повышения быстродействия и монохроматической импульсной чувствительности на длине волны 1,06 мкм и увеличения процента выхода годных на начальном этапе изготовления ФЧЭ проводятся ионная имплантация бора в тыльную поверхность подложки и его длительная разгонка с целью создания толстого контактного слоя p+-типа проводимости. 1 табл., 1 ил.

Изобретение относится к области полупроводниковой микроэлектроники, а именно к технологии создания матричных фотоприемных устройств, и может быть использовано при формировании матричных микроконтактов для кристаллов БИС считывания и матрицы фоточувствительных элементов с последующей их гибридизацией методом перевернутого монтажа. Задачей изобретения является снижение влияния технологических дефектов на качество МФПУ посредством использования новых форм контактов и их расположения в матрице, менее чувствительных к дефектам по сравнению с известными решениями. В способе формирования матричных микроконтактов на кристаллах БИС считывания и МФЧЭ индиевые микроконтакты в матрице имеют не одинаковую ориентацию по матрице, а чередующуюся, с изменением ориентации на 90° через шаг по двум координатам, т.е. в шахматном порядке. В этом случае расстояния между ближайшими элементами индиевых микроконтактов увеличиваются и становятся одинаковыми по двум координатам. Это приводит к снижению возможности закороток между индиевыми микроконтактами и, следовательно, к увеличению процента выхода годных изделий. 2 ил.

Наверх