ES2297805T3

ES2297805T3 - Sustrato con union por metalizacion.

Info

Publication number: ES2297805T3
Application number: ES06112158T
Authority: ES
Inventors: Odd Harald Steen Eriksen; Kimiko Childress
Original assignee: Rosemount Aerospace Inc
Current assignee: Rosemount Aerospace Inc
Priority date: 2005-05-03
Filing date: 2006-04-03
Publication date: 2008-05-01
Anticipated expiration: 2026-04-03
Also published as: DE602006000233T2; EP1722004A1; US7400042B2; EP1722004B1; DE602006000233D1; ATE378439T1; US20060249847A1

Abstract

Un componente que comprende: un sustrato 10 seleccionado del grupo que consiste en materiales semiconductores, cerámicos, vidrios, y una combinación de estos materiales; y una capa de metalización (12) recocida que incluye: una capa de adhesión (14) seleccionada del grupo que consiste en compuestos que son los productos de reacción del sustrato (10) y un metal seleccionado del grupo que comprende tántalo, cromo, circonio, y hafnio; una primera capa de bloqueo de la difusión (16) de un compuesto seleccionado del grupo que consiste en siliciuro de tántalo, carburo de tántalo y nitruro de tungsteno; y una segunda capa de bloqueo de la difusión (22) de siliciuro de platino.

Description

Sustrato con unión por metalización.

La presente invención se dirige a estructuras que utilizan películas de metal con fines de unión, y más particularmente, a estructuras que utilizan películas de metal que se adhieren al sustrato subyacente y proporcionan una barrera de difusión.

Antecedentes de la invención

Cuando se prevé que los componentes de unión sean expuestos a temperaturas relativamente altas, las opciones para unir los componentes son limitadas. Los métodos de unión como la soldadura, cobresoldadura, cobresoldadura por metal activo y cierre mecánico pueden ser utilizados para unir componentes que trabajen en ambientes a altas temperaturas. Sin embargo, estas técnicas de unión pueden ser difíciles de implementar, puede que no sean universalmente aplicables a todos los sustratos y materiales, y pueden tener tendencia a fracturas frágiles. Las técnicas de unión pueden ser limitadas cuando se desea unir materiales dispares, como la cerámica al silicio.

En algunos casos una aleación eutéctica o binaria, como una soldadura eutéctica de oro/níquel, puede ser utilizada como una capa de unión para juntar los componentes. Dependiendo de la composición particular, las aleaciones eutécticas o binarias son relativamente resistentes al calor. Sin embargo, el uso de una aleación eutéctica o binaria requiere películas de metal (también conocidas como películas de unión, recubrimientos de metal o metalización) sobre el componente o componentes asociados para permitir a la aleación eutéctica o binaria adherirse al componente asociado y bloquear la difusión de los materiales indeseados a su través. En consecuencia, hay una necesidad para las películas de metal usadas en los procedimientos de unión de aleaciones eutécticas o binarias que se adhieren bien al componente asociado, de resistir una difusión significante a su través y de ser estables termodinámicamente a temperaturas elevadas. Hay también una necesidad para las películas metálicas que son robustas y conductivas eléctricamente de servir como capa de contacto eléctrico.

La patente US 2005/0042865 describe películas metálicas que contienen un metal del grupo IVB o VB, silicio y preferiblemente nitrógeno utilizando deposición de capa atómica (Atomic Layer Deposition).

Resumen de la invención

La invención proporciona un componente, un método y un producto según lo descrito en el apartado de reivindicaciones.

Breve descripción de los dibujos

La Fig. 1 es una sección de corte transversal en alzado de un componente que incluye una película de metal localizado sobre él;

la Fig. 2 es una sección de corte transversal en alzado del componente y de la película de metal de la Fig. 1, después del recocido;

la Fig. 2A es una realización alternativa del componente de la Fig. 2;

la Fig. 3 es una sección de corte transversal en alzado del componente y de la película de metal de la Fig. 2, con una capa de unión situada sobre él;

la Fig. 4 es una sección de corte transversal en alzado de un par de componentes posicionados para ser unidos entre sí;

la Fig. 5 es una sección de corte transversal en alzado de los componentes de la Fig. 4 puestos en contactos entre sí;

las Figs. 6-11 son una serie de secciones de corte transversal en alzado detalladas de los componentes de la Fig. 5, ilustrando un proceso de unión;

la Fig. 12 es una sección de corte transversal en alzado de los componentes de la Fig. 5 después de la unión;

la Fig. 13 es una sección de corte transversal en alzado de una oblea y un alojamiento;

la Fig. 14 es una sección de corte transversal en alzado de la oblea y el alojamiento de la Fig. 13, en el proceso de unión de las mismas;

la Fig. 15 es una sección de corte transversal en alzado de la oblea y el alojamiento de la Fig. 13 con una oblea de control y un componente electrónico situado adyacente a la misma;

la Fig. 16 es una sección de corte transversal de la oblea y el alojamiento unidos a la oblea de control y al componente electrónico de la Fig. 15;

la Fig. 17 es una vista detallada del área designada en la Fig. 15;

la Fig. 18 es una vista detallada del área designada en la Fig. 16; y

la Fig. 19 es un diagrama eutéctico para aleaciones de germanio/oro.

Descripción detallada

La Fig. 1 ilustra una superficie, una oblea, una parte o porción de una oblea, un componente, una microestructura de un sustrato o similar (llamadas todos ellos un sustrato 10). El sustrato 10 puede incluir varios componentes, microestructuras, circuitería eléctrica, sensores, actuadores, transductores, terminales de unión, etc. localizados sobre él (no mostrados). El sustrato 10 puede estar hecho de o incluir cualquiera de una amplia variedad de materiales, incluyendo aunque no limitado a materiales semiconductores (como silicio, polisilicio o carburo de silicio), cerámicos (como nitruro de aluminio, zafiro o nitruro de silicio), vidrios, una combinación de estos materiales u otros varios materiales que puedan soportar microestructuras o componentes electrónicos u otros que proporcionen un soporte estructural.

El sustrato 10 incluye una película de metal o capa de metalización 12 localizada sobre él. Debe entenderse que cuando se mencione una capa o componente como situado "sobre" o "encima de" otra capa, componente o sustrato (como la película metálica 12 situada sobre el sustrato 10), esta capa o componente puede no estar necesariamente situado directamente sobre la otra capa, componente o sustrato, y las capas intervinientes, componentes o materiales pueden estar presentes. Además, cuando se mencione una capa o componente como situado "sobre" o "encima de" otra capa, componente o sustrato, esa capa o componente puede cubrir la otra capa, componente o sustrato total o parcialmente. En el ejemplo de realización mostrado en la Fig. 1, la capa de metalización 12 incluye una primera capa o capa de adhesión 14, una segunda capa o capa de bloqueo de difusión hacia el exterior 16, y una tercera capa o capa de bloqueo de difusión hacia el interior 18. La capa de adhesión 14 puede estar formada por cualquiera de una variedad de materiales que puedan adherirse bien al sustrato 10. Así, el material de la capa de adhesión 14 puede variar dependiendo del material del sustrato 10, aunque la capa de adhesión 14 es preferiblemente seleccionada basándose en su capacidad para unirse fuertemente al sustrato 10.

Un ejemplo de material de adhesión 14 es el tántalo ya que éste se adhiere bien a una variedad de materiales. Sin embargo, además del tántalo, otros muchos materiales como el cromo, zirconio, hafnio, o cualquier otro elemento que reaccione favorablemente con el sustrato 10 para formar compuestos que se unan fuertemente al sustrato puede ser utilizado como capa de adhesión 14. En particular, en un ejemplo de realización, la capa de adhesión 14 tiene preferiblemente una fuerza de adhesión al sustrato 10 de al menos unos 10 MPa, o más preferiblemente de al menos unos 50 MPa, o más preferiblemente aún de al menos unos 100 MPa según lo medido en un ensayo de cizallamiento mecánico. Por ejemplo, la fuerza de adhesión puede ser determinada por un ensayo de fuerza de cizalladura en una matriz especificado en Military Standard 883, Procedure 2019.5, o métodos similares a él.

En un ejemplo de realización, la capa de adhesión 14 posee a elevadas temperaturas una alta fuerza adhesiva post-recocido al sustrato 10, por ejemplo a temperaturas de unos 600ºC. Así, en un ejemplo de realización preferido, la capa de adhesión 14 tiene una fuerza de adhesión post-recocido al silicio de al menos unos 10 MPa, o más preferiblemente de unos 50 MPa, o más preferiblemente aún de unos 100 MPa, a temperaturas de unos 600ºC según lo medido en un ensayo de cizallamiento mecánico.

La capa de adhesión 14 posee una variedad de grosores, y puede ser depositada de una variedad de formas. Sin embargo, la capa de adhesión 14 debería tener suficiente grosor para asegurar la correcta adhesión al sustrato 10, pero debería no ser tan gruesa como para añadir volumen a la capa de metalización 12. Preferiblemente la capa de adhesión 14 puede ser inicialmente depositada con un grosor de entre unos 100 Ángstroms y unos 10.000 Ángstroms, o más preferiblemente unos 200 Ángstroms y unos 1.000 Ángstroms, y más preferiblemente aún unos 500 Ángstroms (se debe entender que el grosor de las capas mostrado en los dibujos no es necesariamente a escala). La capa de adhesión 14 puede ser depositada por deposición en fase vapor potenciada por plasma (también conocida como dispersión de plasma) o cualquier otra técnica de deposición adecuada conocida en el estado de la técnica.

En un ejemplo de realización preferido, cuando la capa de adhesión 14 es tántalo, la presencia de oxígeno en la interfaz de la capa de adhesión 14 y un sustrato de silicio 10 puede inhibir la formación de siliciuro que, como será discutido más abajo, es deseable por sus propiedades de bloqueo de la difusión. La presencia de oxígeno en la interfaz de la capa de adhesión 14 y el sustrato 10 puede también causar transformaciones metalúrgicas adversas en la capa de adhesión 14 por lo que puede crear una capa de adhesión 14 altamente tensionada (es decir, débil).

En consecuencia, en un ejemplo de realización, antes de depositar la capa de adhesión 14 en el sustrato, la superficie superior del sustrato 10 se limpia para eliminar los óxidos. Esta etapa de limpieza puede incluir la retirada de óxidos a través del ataque mediante dispersión de plasma o mediante una solución líquida de HF (ácido fluorhídrico). Sin embargo, el ataque por dispersión de plasma puede causar un calentamiento excesivo y una superficie rugosa, y el proceso de ataque mediante HF requiere un lavado con agua que puede causar la re-oxidación del sustrato.

Por ello, un método más preferido de eliminar cualquier óxido de la superficie del sustrato 10 es usar un proceso de limpieza con vapor seco de HF. La limpieza con vapor seco de HF no requiere lavado con agua, por lo que proporciona un sustrato 10 plenamente desoxidado. Las condiciones para los procesos de limpieza/ataque con HF húmedo y seco son bien conocidas en el estado de la técnica. La capa de adhesión 14 debería depositarse en el sustrato 10 justo después de la etapa de limpieza para asegurar su deposición antes de que los óxidos tengan la oportunidad de redesarrollarse en el sustrato 10 (es decir, debido a las reacciones químicas de oxidación con el oxígeno en el ambiente).

Los materiales de difusión hacia el exterior, como por ejemplo, el silicio del sustrato 10, pueden reaccionar con los materiales de la película de metalización 12 que puede debilitar la capa de metalización 12. Por ello, la segunda capa 16 está compuesta por un material o materiales que bloquean la difusión hacia el exterior del material del sustrato 10. Aunque la capa segunda 16 y la tercera 18 son designadas como capas de difusión hacia el interior y exterior respectivamente, debe entenderse que la capa segunda 16 y la tercera 18 no bloquean necesariamente por ellas mismas la difusión de forma deseada. En cambio, cada una de las capas 16, 18 puede incluir o contribuir con un material que reaccione para formar una capa de bloqueo de difusión por la sinterización, recocido, reacciones químicas, etc. de la película 12, como será descrito con mayor detalle a continuación.

La segunda capa 16 puede estar compuesta por cualquiera de una gran variedad de materiales dependiendo de los materiales del sustrato 10 (la difusión hacia el exterior del cual se desea bloquear). En un ejemplo de realización, la segunda capa 16 es siliciuro de tántalo aunque se pueden utilizar una variedad de otros materiales incluyendo pero no limitado a carburo de tántalo, nitruro de tungsteno. La segunda capa 16 debería tener un grosor suficiente para evitar la difusión hacia el exterior del sustrato 10, o para contribuir a que los materiales formen una barrera de difusión hacia el exterior suficiente después del recocido. Preferiblemente la segunda capa 16 es depositada inicialmente con un grosor de entre unos 100 Ángstroms y unos 10.000 Ángstroms, y más preferiblemente de unos 1.000 Ángstroms y unos 10.000 Ángstroms, y más preferiblemente aún, de unos 5.000 Ángstroms. La segunda capa 16 se deposita por dispersión de plasma, o cualquier otra técnica de deposición apropiada conocida en el estado de la técnica.

Cuando la segunda capa 16 está formada por compuestos (por ejemplo, siliciuro de tántalo), el siliciuro de tántalo se puede depositar directamente en su forma como siliciuro de tántalo. Alternativamente, capas de tántalo y capas de silicio se pueden depositar para reaccionar subsecuentemente y formar siliciuro de tántalo. En este caso se depositan en la capa de adhesión 14 capas discretas delgadas (es decir, de 5 a 20 Ángstroms) alternas de los dos materiales básicos (es decir, tántalo y silicio) mediante un proceso de co-deposición. El número de capas alternas no es crítico ya que el grosor total de la capa compuesta es de entre unos 100 y 10.000 Ángstroms como se describió anteriormente. Después de depositar las capas alternas de tántalo y silicio, éstas son expuestas a temperaturas elevadas durante una etapa de recocido, que se discutirá con mayor detalle más abajo. Durante la subsiguiente etapa de recocido (abajo descrita) las capas alternas de tántalo y silicio se difunden o reaccionan para formar una sola capa de siliciuro de tántalo.

Cuando se utiliza este método para depositar siliciuro de tántalo, el grosor relativo de las capas depositadas de tántalo y silicio durante el proceso de co-deposición controla la relación de tántalo y silicio en la capa resultante 16 de siliciuro de tántalo. Así, la capacidad para controlar el grosor relativo de las capas de tántalo y silicio permite la formación de una capa de siliciuro de tántalo rica o pobre en silicio. Por ejemplo, una capa de siliciuro de tántalo relativamente rica en silicio (es decir, siliciuro de tántalo con una composición atómica de un porcentaje algo más rica en silicio que el siliciuro de tántalo estequiométrico (TaSi_{2})) se puede preferir como barrera de difusión hacia el exterior 16 para mejorar la resistencia de difusión.

La tercera capa 18 está compuesta por un material o materiales que pueden bloquear o limitar la difusión hacia el interior de elementos, compuestos o gases no deseados. Por ejemplo, la tercera capa 18 puede estar compuesta por materiales que pueden bloquear la difusión hacia el interior de gases como el nitrógeno, el oxígeno o el dióxido de carbono en el ambiente, o que bloquean la difusión hacia el exterior de elementos sólidos o compuestos situados en la capa de metalización 12. Estos elementos, compuestos o gases no deseados pueden reaccionar adversamente con los otros materiales de la capa de metalización 12 o con los materiales del sustrato 10. En particular, la difusión hacia el interior de oxígeno o nitrógeno crea óxidos o nitruros en la capa de metalización 12 o en el sustrato 10 que puede debilitar la película de metalización 12 o su adhesión al sustrato 10, o afectar adversamente las propiedades de la película de metalización 12 o del sustrato 10.

La tercera capa 18 puede estar compuesta de una variedad de materiales, dependiendo de los materiales del sustrato 10 y de los materiales de la capa de adhesión 14 y la segunda capa 16, así como de los elementos, compuestos o gases que se desean bloquear de la difusión hacia el interior. Sin embargo, el platino es un material preferido para la tercera capa 18. La tercera capa 18 se deposita preferiblemente con un grosor inicial de entre unos 100 Ángstroms y unos 10.000 Ángstroms, o más preferiblemente, unos 1.000 Ángstroms y 5.000 Ángstroms, y más preferiblemente aún, unos 3.000 Ángstroms. La tercera capa 18 se deposita por dispersión de plasma u otros métodos de deposición adecuados conocidos por los expertos en la materia.

La Fig. 1 ilustra la capa de metalización 12 tras la deposición de la primera capa 14 (tántalo en el ejemplo de realización ilustrado), segunda capa 16 (siliciuro de tántalo en el ejemplo de realización ilustrado) y tercera capa 18 (platino en el ejemplo de realización ilustrado). Después de la deposición de las capas 14, 16 y 18, la capa de metalización 12 es recocida (también llamado sinterización) para producir ciertas reacciones y/o biproductos de reacción. En particular, en un ejemplo de realización la estructura mostrada en la Fig. 1 es recocida alrededor de 30 minutos a unos 600ºC en vacío. El recocido a una temperatura de unos 600ºC proporciona una buena adhesión entre las capas de la capa de metalización 12 y el sustrato 10, y proporciona un buen contacto eléctrico entre las capas de la capa de metalización 12 y el sustrato 10. Temperaturas de recocido superiores a 600ºC pueden alterar desfavorablemente la microestructura del siliciuro de tántalo 16 y puede permitir la difusión indeseable de los materiales de la capa de metalización 12 en el sustrato 10.

La Fig. 2 ilustra la estructura de la Fig. 1 después de la etapa de recocido. Se puede observar que con fines aclaratorios las capas primera 14, segunda 16 y tercera 18 son referidas aquí como la "capa de tántalo 14", la "capa de siliciuro de tántalo 16" y la "capa de platino 18", respectivamente. Sin embargo, este convenio se incluye sólo para facilitar la claridad del texto pero no trata de limitar las capas a estos materiales particulares. Es más, se puede observar que varias capas o materiales distintos de los mostrados en la Fig. 2 y abajo discutidos se pueden formar en la capa de metalización 12 tras el recocido, y la Fig. 2 simplemente ilustra la presencia de las principales capas que se espera que se formen tras el recocido.

En particular, cuando el sustrato 10 es silicio y las capas primera 14, segunda 16 y tercera 18 son tántalo, siliciuro de tántalo y platino, respectivamente, se forma tras el recocido una capa interior de siliciuro de tántalo 20 como producto de reacción de la capa de adhesión 14 y el sustrato 10. La capa interior de siliciuro de tántalo 20 se adhiere bien al tántalo de la capa de adhesión 14 y al sustrato 10, y por tanto proporciona una fuerza de adhesión alta para la capa de metalización 12. Además, a causa de que el siliciuro de tántalo bloquea generalmente la difusión hacia el exterior de muchos materiales (incluyendo el silicio), la capa interior de siliciuro de tántalo 20 también actúa como una capa de bloqueo de difusión hacia el exterior para un sustrato 10 de silicio.

Cuando el sustrato 10 es nitruro de aluminio (en lugar de silicio), la capa 20 puede ser o incluir otros materiales aparte del siliciuro de tántalo, como el nitruro de tántalo, aluminiuro de tántalo o compuestos ternarios del tántalo, aluminio y nitrógeno. Cuando el sustrato 10 está compuesto de otros materiales aparte de silicio o nitruro de aluminio, y el tántalo es usado como capa de adhesión 14, se forman, dependiendo del material, varios compuestos del tántalo bloqueadores de la difusión.

Como se muestra en la Fig. 2, después del recocido la capa de platino superior 18 se convierte en una capa de siliciuro de platino 22 debido a reacciones entre la capa de platino 18 y el silicio o la capa de siliciuro de tántalo 16. El siliciuro de platino 22 resultante actúa como una capa bloqueadora de la difusión hacia el interior, y en particular bloquea la difusión interna de oxígeno y nitrógeno.

La Fig. 2A ilustra un ejemplo de realización alternativo donde el sustrato 10 incluye una capa relativamente delgada (es decir, entre unas 0,2 y unas 0,5 micras) de material eléctricamente aislante 10a. El material aislante 10a puede ser nitruro de aluminio, SiN, SiO_{2}, Al_{2}O_{3}, o cualquier otro material dieléctrico o aislante eléctricamente. El sustrato 10 de la Fig. 2A también incluye un material conductivo eléctricamente 10b relativamente grueso (es decir 1-50 micras) situado debajo del material aislante 10a. El material conductivo eléctricamente 10b podría ser silicio impurificado o semiconductores. El material aislado eléctricamente 10a es proporcionado para aislar eléctricamente la película 12 y otros componentes situados en el sustrato 10 del material conductivo eléctricamente 10b.

Cuando el sustrato de la Fig. 2A se utiliza, la etapa de recocido puede crear una fuga eléctrica a través de la capa aislante 10a debido a la difusión del platino o el tántalo en la capa aislante 10a y a través de la capa conductiva 10b. Con motivo de reducir la difusión a través de la capa aislante 10a y asegurar la fase apropiada de formación de la capa del siliciuro de tántalo 16 (por ej, cuando la capa de siliciuro de tántalo 16 se deposita inicialmente en capas separadas de tántalo y siliciuro), se puede utilizar un proceso de recocido de dos etapas, en lugar de un proceso de recocido de una sola etapa. El proceso de recocido de dos etapas incluye llevar a cabo una primera etapa de recocido a unos 460ºC durante unos 30 minutos, aumentando lentamente la temperatura a unos 600ºC durante un periodo de unos 15 minutos, y manteniendo la temperatura a unos 600ºC durante 1 hora.

El proceso de recocido en dos pasos mejora la adhesión de la capa de metalización 12 al sustrato 10 y en particular mejora la adhesión de la capa de adhesión 14. Además, como una porción significante del proceso de recocido en dos etapas se produce a una temperatura relativamente baja (es decir, por debajo de los 600ºC), la difusión del platino o el tántalo a través de la capa 10a y en la capa conductiva 10b se reduce, por lo que se reducen las fugas eléctricas. Así, tanto el proceso de recocido de una etapa como el de dos etapas expuesto arriba (u otras varias etapas que cumplan con los resultados arriba expuestos) pueden llevarse a cabo en la película de metalización 12 para proporcionar las estructuras mostradas en las Figs. 2 y 2A.

La Fig. 3 ilustra la estructura de la Fig. 2, con una capa de unión o agente de unión 24 localizado en ella. El propósito de esta capa de unión 24 es acoplar o unir el sustrato 10 a otro componente o sustrato 10' (ver Fig. 4). La capa de unión 24 incluye un material o materiales que pueden preferiblemente formar una aleación binaria o eutéctica con otro material bajo condiciones apropiadas. En el ejemplo de realización mostrado en la Fig. 3, la capa de unión 24 incluye un primer material de unión o capa 25 y un segundo material de unión o capa 27 que pueden formar eutécticos entre ellos. Por ejemplo, el primer material de unión 25 es preferiblemente germanio, estaño o silicio, pero puede ser cualquier elemento o material que pueda formar una aleación eutéctica con el segundo material de unión 27. El segundo material de unión 27 es preferiblemente oro, pero puede ser cualquier elemento o material que pueda formar una aleación eutéctica con el primer material de unión 25.

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Tanto el primer material de unión 25 como el segundo material de unión 27 puede ser depositado en la capa de metalización 12 por dispersión de plasma u otra técnica adecuada de deposición conocida por los expertos en la materia. Además, el primer material de unión 25 y el segundo material de unión 27 pueden ser depositados con una variedad de grosores. Sin embargo, el grosor de los materiales de unión 25, 27 debería ser escogido para proporcionar una relación deseada entre el primer material de unión 25 y el segundo material de unión en el producto final unido.

Además, la capa de unión 24 puede incluir una variedad de materiales, compuestos, composiciones y similares, más allá de esos anteriormente expuestos para el primer material de unión 25 y el segundo material de unión 27. Ejemplos representativos de materiales de la capa de unión 24 incluyen InCuAu, AuNi, TiCuNi, AgCu, AgCuZn, InCuAg y AgCuSn.

En el ejemplo de realización ilustrado la capa de unión 24 incluye una sobrecapa 29 situada en el primer material de unión 25. La sobrecapa 29 tapa y protege al primer material de unión 25 para evitar la oxidación del primer material de unión 25. La sobrecapa 29 puede ser cualquiera de una amplia variedad de materiales resistentes a la oxidación, como por ejemplo, el oro. La sobrecapa 29 es preferiblemente del mismo material que la segunda capa de unión 27 para que de esta forma la sobrecapa 29 participe en el proceso de unión eutéctico. La sobrecapa 29 es bastante delgada, teniendo preferiblemente un grosor de unos 1.000 Ángstroms o menos.

La Fig. 4 ilustra el componente o sustrato de la Fig.3, con un segundo sustrato o sustrato auxiliar o componente 10' incluyendo una segunda capa de metalización 12' y una segunda capa de unión 24 localizada en él. El sustrato 10' puede estar compuesto por los mismos materiales que los materiales arriba expuestos para el sustrato 10, y los materiales de la capa de metalización 12' y la capa de unión 24' del sustrato 10' corresponden a los materiales arriba descritos para la capa de metalización 12 y la capa de unión 24 del sustrato 10.

Para la siguiente descripción, será asumido que los primeros materiales de unión 25, 25' son germanio, y que los segundos materiales de unión 27, 27' y los materiales de sobrecapa 29, 29' son oro para permitir la discusión de las propiedades específicas de la aleación eutéctica oro/germanio. Sin embargo, esta discusión es sólo con fines ilustrativos y debería ser entendido que muchos otros materiales pueden ser utilizados como primeros materiales de unión 25, 25', segundos materiales de unión, 27, 27' y materiales de sobrecapa 29, 29'.

Los sustratos 10, 10' se unen a continuación mediante un proceso de unión en una fase líquida transitoria que es bien conocido en la técnica, pero es brevemente expuesto a continuación. Para iniciar la unión de la fase líquida transitoria se ejerce una ligera presión (por ej., unas pocas libras) para presionar los sustratos 10, 10' y las capas de unión 24, 24' entre sí (Fig. 5). Las capas de unión 24, 24' se encuentran entonces expuestas a una temperatura de o sobre el punto eutéctico o temperatura eutéctica de la aleación de unión, es decir, una aleación de oro/germanio. Por ejemplo, como puede observarse en la Fig. 19, la temperatura eutéctica de una aleación de oro/germanio es de unos 361ºC.

En los ejemplos ilustrativos las capas de unión 24, 24' se exponen a una temperatura de unos 450ºC. Sin embargo, las temperaturas de unión reales dependerán del grado de difusión de los materiales de unión 25, 25', 27, 27', el grosor de los materiales de unión y el tiempo disponible para completar la difusión de manera que se obtenga una solución sólida de la aleación de unión.

Una vez los materiales alcanzan la temperatura eutéctica (es decir, 361ºC) en las interfaces oro/germanio, se forman en cada interfaz unas zonas de fundido o unos materiales líquidos 31 (ver Fig. 6) debido al fundido de los materiales. En la Fig. 6, las sobrecapas 29, 29' se han fundido enteras (debido a el grosor de esas capas) para formar la zona líquida central 31, y porciones de las primeras capas de unión 25, 25' se funden para formar la parte superior e inferior de las zonas líquidas 31. Cada zona del material líquido 31 tiene una composición que es similar o cercana a la composición eutéctica.

Como las capas de unión 24, 24' continúan calentándose y se aproximan a la temperatura ambiente (es decir, 450ºC en el ejemplo ilustrado), las zonas líquidas 31 continúan creciendo y expandiéndose hasta que todo el material de las capas de germanio 25, 25' funde y se disuelve en las zonas líquidas 31. Las zonas líquidas 31 separadas de la Fig. 6 crecen hasta que se combinan para formar una sola zona líquida 31 más grande (Fig. 7). En la etapa mostrada en Fig. 7, todo el material de las capas de germanio 25, 25' se ha disuelto, y la zona líquida 31 permanece en la composición A de la Fig. 19.

A continuación, los materiales de la capa de oro 27, 27' adyacentes a la zona líquida 31 continúan licuándose mientras los materiales adyacentes se aproximan a la temperatura ambiente. Al añadir oro fundido adicional a la zona líquida 31, el germanio en la zona líquida 31 se diluye y como consecuencia el porcentaje de germanio en la zona líquida 31 se reduce. Así, la composición de la zona líquida 31 se mueve hacia arriba y a la izquierda del punto A a lo largo de la línea de líquidos 37 de la Fig. 19. Como el oro fundido continúa diluyendo al germanio, la composición del líquido alcanza la composición del punto B de la Fig. 19 cuando la zona líquida 31 alcanza la temperatura ambiente de 450ºC.

La Fig. 8 ilustra el proceso de unión donde la zona líquida 31 ha crecido y se le ha añadido oro de tal modo que la zona líquida 31 tiene la composición B. En esta etapa la zona líquida 31 ha alcanzado la temperatura ambiente de 450ºC, y tiene una composición en átomos de un 24 por ciento de germanio y un 76 por ciento de oro.

Una vez la composición de la zona líquida 31 alcanza el punto B, el germanio en la zona líquida 31 empieza a difundirse en la permaneciente capa de oro sólido 27, 27' en la interfaz 33 de la zona líquida 31 y las capas de oro 27, 27'. Al ocurrir esto, la concentración de germanio en la zona líquida 31 adyacente a la interfaz 33 cae. Una vez el porcentaje de germanio en la interfaz 33 es lo suficientemente bajo (es decir, sobre un 3 por ciento en átomos de germanio o menos), la zona líquida 31 forma en la interfaz 33 una fase de solución sólida 35 (Fig. 9). Los sólidos 35 recién formados tienen una composición indicada en el punto C del gráfico de la Fig. 19. Como puede observarse en la Fig. 19, el punto C se encuentra en la línea de sólidos 39, que indica el porcentaje de germanio al cual los sólidos se formaran para una temperatura dada. Así, los sólidos 35 recién formados tienen sobre un 3 por ciento en átomos de germanio y un 97 por ciento en átomos de oro.

La temperatura ambiente continúa manteniéndose en 450ºC y el germanio permaneciente en la zona líquida 31 continúa difundiéndose al exterior, a través de los sólidos 35 recién formados y en las capas de oro 27, 27' predominantes. Como el germanio en la zona líquida 31 continúa difundiéndose al exterior, se crean más líquidos pobres en germanio en la interfaz 33 de la zona líquida 31 y los sólidos 35 que finalmente forman sólidos 35. De este modo los sólidos 35 crecen interiormente hasta que la zona líquida 31 se consume completamente (Fig. 10). En este punto, el sólido 35 puede ser relativamente rico en germanio (es decir, 3 por ciento en átomos de germanio) y las capas de oro 27, 27' adyacentes pueden ser relativamente pobres en germanio (es decir, menor de 3 por ciento en átomos de germanio). En este caso, el germanio continúa difundiéndose a través del estado sólido desde el sólido 35 a las capas de oro 27, 27' hasta que se alcanza el equilibrio y tanto el sólido 35 como las capas de oro 27, 27' tienen la misma composición (mostrado como sólido 35 en la Fig. 11).

El sólido 35 formado después de la difusión del estado sólido es una aleación de oro/germanio o una aleación de una solución sólida con una composición de un 3 por ciento en átomos de germanio. Sin embargo, la cantidad de germanio disponible puede ser restringida y/o recuperada (con un material recuperador de germanio como platino, níquel y cromo) de tal modo que el sólido resultante tenga una composición menor de un 3 por ciento en átomos de germanio (por ej., tan baja como un 0,5 por ciento en átomos de germanio e incluso menor), lo que sitúa la composición del sólido 35 a la izquierda del punto C de la Fig. 19. Con referencia al diagrama de fases de la Fig. 19, la reducción del porcentaje de germanio a menos del 3 por ciento en átomos proporciona una solución situada en la línea de sólidos 39 por encima y a la izquierda del punto C. Mover la composición a la izquierda del punto C proporciona una solución sólida 35 con un punto de fundido superior a 450ºC, hasta un máximo teórico de 1.064ºC.

El método de unión de la fase líquida transitoria arriba descrito permite la unión de dos materiales a una temperatura relativamente baja (pero superior a la temperatura eutéctica) y produce una unión con una temperatura de fundido relativamente alta. El material de unión resultante 35 es una aleación sólida de oro-germanio hipoeutéctica con una temperatura de fundido relativamente alta. El material de unión sólido 35 puede ser también una aleación sólida de oro-silicio hipoeutéctica o una aleación sólida de oro-estaño hipoeutéctica dependiendo de los materiales de partida de las capas de unión 24, 24'.

La Fig. 12 ilustra el primer componente 10 y el segundo componente 10' después de que la primera capa de unión 24 y la segunda capa de unión 24' se hayan unido para formar una sola capa unida 35. Así, en el ejemplo de realización mostrado en la Fig. 12, ambos sustratos 10, 10' incluyen capas de metalización 12.

Según lo descrito anteriormente, la capa de metalización 12 incluye la capa de bloqueo de la difusión hacia el interior 22 que bloquea la difusión hacia el interior de los materiales. En particular, durante el proceso de unión arriba discutido y mostrado en las Figs. 6-12, las temperaturas elevadas pueden causar la difusión de los materiales (es decir, materiales de la capa de unión 24 y/o O_{2} o N_{2} de la atmósfera colindante) en o a través la película de metalización 12 que causaría reacciones adversas en las capas de metalización 12,12' y/o componentes 10, 10'.

Sin embargo, la capa de bloqueo de la difusión hacia el interior 22 bloquea la difusión durante el proceso de unión de tal modo que no se forman nuevas capas apreciables en las capas de metalización 12, 12' y de componentes 10, 10' debido a la difusión hacia el interior de los materiales.

Por ejemplo, cuando el sustrato de la Fig. 2 se sitúa en un ambiente que contiene un material cuya difusión se desea bloquear (como oxígeno o nitrógeno) durante 50 horas a 600ºC, no hay ninguna otra capa presente aparte de aquellas mostradas en la Fig. 2, o si sí hay otras capas presentes éstas constituyen menos del 1% en masa de la capa de metalización 12 según lo medido por un análisis de espectroscopía fotoelectrónica de rayos X ("XPS").

De forma similar, las capas 20 y/o 14 y/o 16 bloquean la difusión hacia el exterior de materiales del sustrato 10 durante la unión o la exposición a temperaturas elevadas. En particular, cuando la estructura de la Fig. 2 se expone al aire, o a vapor de agua, o se sitúa en vacío a una temperatura de 600ºC durante 50 horas, no hay ninguna otra capa presente aparte de esas capas 10, 20, 14, 16, 18, 22 mostradas en la Fig. 2, o si sí hay otras capas presentes éstas constituyen menos del 1% en masa de la capa 12 según lo medido por un análisis XPS.

Además, la capa de metalización 12 permanece estable a temperaturas elevadas, por ejemplo durante las altas temperaturas del proceso de unión. La capa de metalización 12 de la Fig. 2 es preferiblemente estable termodinámicamente de tal modo que la capa de metalización 12 permanece intacta estructuralmente (es decir, permanece adherida al sustrato 10) después de exponerse al aire, o al vapor de agua, o situarse en vacío a una temperatura de 600ºC durante 1.000 horas. Así, la capa de metalización 12 de la presente invención resiste la difusión a su través, se adhiere bien a varios sustratos, y es termodinámicamente estable. Además, la capa de metalización 12 retiene estas propiedades, incluso a temperaturas elevadas durante largos períodos de tiempo, como temperaturas superiores a 600ºC a las que pueden resistir procesos de unión.

La capa de metalización 12 puede usarse como un sustrato para unir una variedad de componentes, sustratos, o similar. En el ejemplo mostrado en las Figs. 4-12 ambos sustratos 10, 10' incluyen una capa de metalización situada en ellos. En el ejemplo de realización mostrado en las Figs. 13 y 14, solo uno de los componentes a ser unido incluye una capa de metalización 12 situada en él. Por ejemplo, en el ejemplo de realización mostrado en la Fig. 13, un componente generalmente con forma de disco, oblea o sustrato 30 (como un disco con forma de oblea cerámico o un disco de soporte) incluye una capa de metalización 12 situada en su superficie exterior circunferencial 36. El alojamiento cilíndrico 40, en el que se acopla el disco 30, no incluye ninguna capa de metalización.

Con el fin de depositar la primera capa 14, la segunda capa 16 y la tercera capa 18 en una superficie exterior circunferencial 36, se utiliza un sistema de deposición por pulverización magnetrónico. En dicho sistema de pulverización, el disco 30 se sitúa en un mecanismo giratorio dentro de la cámara de pulverización del magnetrón cilíndrico. El magnetrón cilíndrico deposita la primera capa 14, la segunda capa 16 y la tercera capa 18 en la superficie exterior 36 del disco 30 en una dirección perpendicular a la superficie exterior 36. De este modo, el magnetrón cilíndrico proporciona un flujo de pulverización que es perpendicular a la superficie curvada 36 (es decir, la dirección del flujo de los átomos de metal es perpendicular a la superficie exterior 36). Después de la deposición de la primera capa 14, la segunda capa 16 y la tercera capa 18, las capas 14, 16 y 18 pueden ser recocidas para proporcionar las capas 14, 16, 20, 22 (Fig. 13) como también se muestra en la Fig. 2 y se describió anteriormente en el texto.

La Fig. 13 ilustra un componente metálico generalmente tubular o alojamiento 40 conformado para acoplar con el disco cilíndrico 30, y la Fig. 14 ilustra el disco 30 encajado en el alojamiento metálico 40. La capa de metalización 12 permite al disco 30 acoplarse fácilmente al alojamiento 40. En particular, según lo mostrado en la Fig. 14 un material dúctil 44 de cobresoldadura, gel de cobresoldadura, aleación de cobresoldadura o pasta de cobresoldadura puede depositarse cerca o alrededor de la circunferencia exterior del disco 30 y en contacto íntimo con el alojamiento tubular 40 y la capa de metalización 12 del disco 30. Así el material de cobresoldadura 44 se aplica al diámetro exterior del disco 30 y/o el diámetro interior del alojamiento 40.

El tipo particular de material de cobresoldadura, gel de cobresoldadura, aleación de cobresoldadura o pasta de cobresoldadura depende del tipo de materiales del disco 30 y el alojamiento 40, pero puede tomar la forma de material de cobresoldadura pre-formado con la forma de un anillo.

El material de cobresoldadura 44 se puede depositar a temperatura ambiente y exponerse seguidamente a una temperatura elevada (es decir, temperatura de unos 500ºC) adecuada para fundir el material de cobresoldadura 44. El material de cobresoldadura 44 fundido (que actúa como la capa de unión en el ejemplo de realización mostrado en las Figs. 13 y 14) es arrastrado al interior del espacio 46 entre el disco 30 y el alojamiento 40 por acción capilar (mostrado en la Fig. 15). Cuando la temperatura se reduce el material de cobresoldadura 44 se enfría y forma una unión fuerte en la forma bien conocida de cobresoldadura estándar.

El disco 30 y el alojamiento 40 se encuentran dimensionados para formar una unión robusta. En particular, bajo calentamiento (es decir, durante el proceso de cobresoldadura), el alojamiento 40 se expande para recibir con amplitud al disco 30 en su interior (mostrado en las Figs. 13 y 14). Cuando el alojamiento 40 es un metal, el alojamiento 40 tiene un coeficiente relativamente grande de expansión térmica relativo a los materiales cerámicos como los del disco 30. Después de retirar la fuente de calor, el alojamiento de metal 40 se enfría y contrae alrededor del disco 30, situando de este modo el disco 30 en compresión. Esta unión cilíndrica sitúa al disco 30 en compresión radial para formar de esta forma una estructura robusta.

Debido a que la capa de metalización 12 se adhiere bien al disco 30, forma capas de bloqueo de la difusión y es termodinámicamente estable a altas temperaturas, la capa de metalización 12 puede ser útil en la formación de uniones de cobresoldadura como se describió anteriormente. En este ejemplo de realización, el alojamiento 40 no requiere una capa de metalización al estar hecho de metal. Así, además de su uso en uniones binarias o eutécticas o similares (como las arriba descritas y mostradas en las Figs. 4-12), la capa de metalización 12 puede ser utilizada para unir dos componentes por cobresoldadura (mostrado en las Figs. 13-15).

Al unir las estructuras de las Figs. 13 y 14, los procesos de sinterización o recocido arriba descritos para el tratamiento de la capa de metalización 12 pueden ser omitidos si se desea. En particular, las temperaturas relativamente altas alcanzadas durante el proceso de cobresoldadura pueden causar reacciones similares a las reacciones químicas del proceso de recocido.

Con fines ilustrativos y para mostrar más fácilmente las etapas de unión, la Fig. 15 ilustra la estructura mostrada en la Fig. 14 invertida. Otro componente, sustrato u oblea de control 50 (que puede estar hecho de silicio u otros materiales arriba listados para el sustrato 10) se muestra situada sobre el disco 30. La oblea 50 incluye un par de contactos de unión 52, 52' situados en ella, y el disco 30 incluye un par de contactos de unión 54, 54' situados en él. Los contactos de unión 54, 54' del disco 30 están dimensionados y conformados para corresponder con los contactos de unión 52, 52' de la oblea 50. En particular, los contactos de unión 52, 52', 54, 54' están dispuestos de tal forma que cuando la oblea 50 es alineada y situada en la parte superior del disco 30, los contactos de unión 52, 52', 54, 54' acoplan entre sí en la forma del bien conocido proceso estándar de conexión invertida (flip chip bonding).

Según lo mostrado en la Fig. 17, cada uno de los contactos de unión 52, 54 (así como los contactos de unión 52', 54') incluyen la capa de metalización 12 y el agente de unión 24 según lo mostrado, por ejemplo, en la Fig. 3 y lo descrito en el presente texto. Para simplificar las ilustraciones, cada una de las capas de unión 24, 24' se muestran como una sola capa, no mostrándose las distintas subcapas. En el ejemplo de realización mostrado en las Figs. 15-18 y según lo contrastado con la Fig.3, las capas de metalización 12 y 12' y las capas de unión 24 y 24', más que cubrir la superficie total del sustrato asociado 30, 50, cubren solo parte del sustrato subyacente 30, 50. Los contactos de unión 52, 52', 54, 54' se forman con la forma deseada pulverizando iones sobre una máscara, o eliminando las porciones indeseables de la capa de metalización 12 y/o los materiales de unión 24 mediante, por ejemplo, ataque iónico reactivo u otros métodos de ataque sustractivos.

Tras la formación de los contactos de unión 52, 52', 54, 54', la oblea 50 se situa en la parte superior del disco 30 de tal modo que los contactos de unión 52, 54 acoplen uno con el otro (Fig. 16). El ensamblaje resultante es entonces calentado para activar las capas de unión 24, 24' en contacto y de este modo acoplar la oblea 50 y el disco 30. Esta etapa de calentamiento se lleva a cabo para activar las capas de unión 24, 24' de los contactos de unión 52, 52', 54, 54' al igual que se lleva a cabo en lo explicado posteriormente en el contexto de las Figs. 4-12 al describir el acoplamiento de las capas de unión 24, 24' de esas figuras.

Cada capa 14, 16, 22 de las capas de metalización 12 es hecha preferiblemente de un material conductivo. Por ejemplo, según lo arriba subrayado, la capa de metalización 12 puede incluir tántalo, silicio, platino y siliciuro de platino, todos ellos son conductores de electricidad. Además, las capas de unión 24, 24' pueden estar hechas de metales u otros materiales conductores de electricidad (es decir, oro y germanio). De este modo, los contactos de unión 52, 52', 54, 54' también sirven para acoplar eléctricamente el disco 30 y la oblea 50. En particular, varios terminales de unión eléctrica, terminales de salida, contactos metálicos y similares del disco 30 y la oblea 50 pueden ser unidos eléctricamente por los contactos de unión. De este modo, los contactos de unión 52, 52', 54, 54' pueden tener la función dual de unir los dos componentes 30, 50 así como proporcionar contactos eléctricos entre ellos.

La Fig. 15 ilustra un circuito integrado de aplicación específica (ASIC), un transductor, un circuito, un componente electrónico o similar (denominados todos ellos componente electrónico 55) para ser unido al disco 30. El componente electrónico 55 tiene contactos 70 situados en él que están alineados con un contacto 54' y un contacto 72 del disco 30. En este caso, el componente electrónico 55 puede estar unido eléctricamente al disco 30 y/o oblea 50 vía el contacto 54', el contacto 70 y el contacto 52' según lo mostrado en la Fig. 16.

Si se desea el contacto 54, 54' puede estar situado o unido eléctricamente a una clavija (no mostrada) incrustada en el disco 30. La clavija puede ser unida eléctricamente a un aparato exterior como un procesador (no mostrado) para de este modo acoplar el componente electrónico 55 a un aparato externo. El contacto 54' proporciona así un contacto eléctrico robusto y muy resistente al calor.

En un ejemplo, se proporciona la oblea de un solo cristal de silicio pulida por ambas caras de 10 mm de diámetro y con un grosor de unas 400 micras. La oblea es limpiada utilizando el bien conocido proceso de limpieza RCA-1 que elimina películas orgánicas y residuos de la oblea utilizando agua, peróxido de hidrógeno e hidróxido amónico. La oblea de silicio es entonces expuesta a vapores de ácido fluorhídrico HF durante un minuto para limpiar la oblea más a fondo.

La oblea de silicio limpia es entonces introducida directamente en un sistema de deposición por pulverización iónica como un Sistema de Pulverización Modelo 944 vendido por KDF Electronic Vacuum Services Inc. de Valley Cottage, New York, o un Sistema de Pulverización CMS-18 vendido por Kart J. Lesker Co. de Clairton, Pennsylvania. Seguidamente, la cámara de pulverización se despresuriza a una presión de entre unos 5 y unos 15 mm. Hg. La oblea es posteriormente atacada por pulverización iónica a una potencia de unos 100 Vatios durante 5 minutos para eliminar los óxidos residuales. Después, se deposita una capa de adhesión de tántalo de un grosor de unos 500 Ángstroms. Seguidamente, se deposita una capa de siliciuro de tántalo bloqueadora de la difusión hacia el exterior de un grosor de unos 2.000 Ángstroms. Posteriormente, se deposita una capa de platino bloqueadora de la difusión hacia el interior de un grosor de unos 1.500 Ángstroms.

La oblea de silicio con tántalo, siliciuro de tántalo y platino se retira del sistema de deposición por pulverización iónica y se sitúa en un horno para su recocido. La oblea es recocida a 450ºC durante 1 hora, y posteriormente recocida a 600ºC durante 1 hora, teniendo lugar ambas etapas de recocido a una presión de 10^{-5} mm. Hg. La oblea recocida se vuelve a introducir en el sistema de pulverización iónica y se expone a ataque por pulverización iónica a una potencia de 100 Vatios durante 5 minutos. Una capa de adhesión de tántalo de un grosor de 500 Ángstroms se deposita, tras lo cual los materiales de unión son depositados en ella. La oblea de silicio puede unirse entonces a otro componente por técnicas de unión de fase líquida transitoria.

Claims

1. Un componente que comprende:

un sustrato 10 seleccionado del grupo que consiste en materiales semiconductores, cerámicos, vidrios, y una combinación de estos materiales; y

una capa de metalización (12) recocida que incluye:

una capa de adhesión (14) seleccionada del grupo que consiste en compuestos que son los productos de reacción del sustrato (10) y un metal seleccionado del grupo que comprende tántalo, cromo, circonio, y hafnio;

una primera capa de bloqueo de la difusión (16) de un compuesto seleccionado del grupo que consiste en siliciuro de tántalo, carburo de tántalo y nitruro de tungsteno; y

una segunda capa de bloqueo de la difusión (22) de siliciuro de platino.

2. El componente de la reivindicación 1 donde:

la capa de metalización comprende una capa de tántalo situada sobre el sustrato, una primera capa de bloqueo de la difusión de siliciuro de tántalo situada sobre la capa de tántalo, y una segunda capa de bloqueo de la difusión de siliciuro de platino situada sobre la capa de siliciuro de tántalo.

3. El componente de la reivindicación 2 donde cada una de las capas de tántalo, siliciuro de tántalo y siliciuro de platino tiene un grosor de entre 100 Ángstroms y 10.000 Ángstroms.

4. El componente de la reivindicación 2 donde el componente incluye adicionalmente un agente de unión situado en la capa de siliciuro de platino, siendo el agente de unión una aleación de cobresoldadura, una aleación eutéctica, o una aleación binaria.

5. El componente de la reivindicación 2 donde dicho sustrato es silicio y el producto de reacción del sustrato y la capa de tántalo es una segunda capa de siliciuro de tántalo.

6. El componente de la reivindicación 5 donde la segunda capa de siliciuro de tántalo está situada entre la capa de tántalo y el sustrato.

7. El componente de la reivindicación 1 ó 2 donde el sustrato es un material cerámico o de silicio.

8. El componente de la reivindicación 1 ó 2 donde el sustrato es silicio.

9. El componente de la reivindicación 1 ó 2 donde un componente auxiliar es unido al sustrato mediante un agente de unión situado entre el sustrato y el componente auxiliar, siendo el agente de unión acoplado a la capa de metalización, para de esta forma unir el sustrato y el componente auxiliar.

10. El componente de la reivindicación 9 donde el sustrato es una oblea o parte de una oblea y el componente auxiliar es un alojamiento para la oblea o parte de la oblea.

11. El componente de la reivindicación 10 donde la oblea o parte de la oblea es generalmente cilíndrica y el alojamiento es generalmente tubular y recibe a la oblea o parte de la oblea en él.

12. El componente de la reivindicación 11 donde la oblea o parte de la oblea es radialmente comprimida por el alojamiento.

13. El componente de la reivindicación 11 ó 12 donde la oblea o parte de la oblea tiene una superficie circunferencial y la capa de metalización se sitúa en la superficie circunferencial de la oblea o parte de la oblea.

14. El componente de la reivindicación 9, 10 u 11 donde el sustrato es una cerámica y el componente auxiliar es un metal.

15. El componente de la reivindicación 9 donde tanto el sustrato como el componente auxiliar son obleas de silicio o partes de obleas de silicio.

16. El componente de la reivindicación 15 donde el componente auxiliar incluye un sustrato auxiliar y una capa de metalización del componente auxiliar que incluye una capa de tántalo situada sobre el sustrato auxiliar, una capa de siliciuro de tántalo situada sobre la capa de tántalo, y una capa de siliciuro de platino situada sobre la capa de siliciuro de tántalo.

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17. El componente de la reivindicación 16 donde el agente de unión se encuentra situado entre la capa de metalización del sustrato y la capa de metalización del componente auxiliar y unido a las mismas.

18. El componente de la reivindicación 17 donde la capa de metalización cubre selectivamente el sustrato y la capa de metalización auxiliar cubre selectivamente el sustrato auxiliar, y donde la capa de metalización y la capa de metalización auxiliar están dispuestas en formas complementarias de tal modo que la capa de metalización y la capa de metalización del componente auxiliar se encuentran alineadas una con la otra.

19. Un método para formar un sistema que comprende las etapas de:

proporcionar un sustrato (10);

aplicar una capa de metalización (12) sobre el sustrato, incluyendo la capa de metalización (12) una capa de tántalo (14) sobre el sustrato (10), una capa de siliciuro de tántalo (16) sobre la capa de tántalo (14), y una capa de platino (18) sobre la capa de siliciuro de tántalo.

20. El método de la reivindicación 19 que incluye además la etapa de recocido de la capa de metalización.

21. El método de la reivindicación 20 donde el sustrato es silicio y la etapa de recocido provoca la creación de una capa de siliciuro de tántalo bloqueadora de la difusión hacia el exterior situada entre la capa de tántalo y el sustrato.

22. El método de la reivindicación 20 ó 21 donde la etapa de recocido convierte la capa de platino a siliciuro de platino.

23. El método de la reivindicación 20, 21 ó 22 donde la etapa de recocido incluye exponer a la capa de metalización a una temperatura de al menos 460ºC.

24. El método de la reivindicación 19 donde la etapa de aplicar incluye depositar la capa de tántalo, la capa del siliciuro de tántalo y la capa de platino mediante deposición en fase vapor potenciada por plasma.

25. El método de la reivindicación 19 donde la etapa de aplicar incluye depositar la capa de siliciuro de tántalo sobre el sustrato depositando capas alternas de tántalo y silicio y recociendo después las capas alternas.

26. El método de la reivindicación 19 que comprende además, antes de la etapa de aplicar, la etapa de limpiar el sustrato para eliminar los óxidos de mismo.

27. El método de la reivindicación 19 donde cada una de las capas de tántalo, siliciuro de tántalo y platino tienen un grosor entre 100 Ángstroms y 10.000 Ángstroms.

28. El método de la reivindicación 19 que incluye además los pasos de proporcionar un componente auxiliar, aplicando un agente de unión entre el sustrato y el componente auxiliar o posicionando el sustrato y el componente auxiliar de tal forma que el agente de unión esté localizado entre ellos.

29. El método de la reivindicación 28 donde el componente auxiliar incluye una capa de metalización auxiliar y donde la capa de metalización cubre selectivamente el sustrato y la capa de metalización auxiliar cubre selectivamente el componente auxiliar, y donde la capa de metalización y la capa de metalización auxiliar están dispuestas en formas complementarias de tal modo que las capas de metalización están generalmente alineadas cuando el sustrato y el componente auxiliar están alineados entre sí en la forma del proceso de conexión invertida.

30. Un producto que comprende:

un componente (10);

una capa de metalización (12) sobre dicho componente (10), dicha capa de metalización (12) que incluye una capa de tántalo (14) situada sobre dicho componente (10), una capa de siliciuro de tántalo (16) situada sobre dicha capa de tántalo (14), y una capa de siliciuro de platino (22) situada sobre dicha capa de siliciuro de tántalo (16); y

una estructura de unión (35) situada sobre dicha capa de metalización (12), dicha estructura de unión (35) incluye una aleación de una solución sólida de oro-germanio hipoeutéctica, una aleación de una solución sólida de oro-silicio hipoeutéctica, o una aleación de una solución sólida de oro-estaño hipoeutéctica.

31. El producto de la reivindicación 30 que comprende además un componente auxiliar unido a dicho componente vía dicha estructura de unión.

32. El producto de la reivindicación 31 donde dicho componente auxiliar incluye una capa de metalización auxiliar situada sobre él, incluyendo dicha capa de metalización auxiliar una capa de tántalo situada sobre dicho componente auxiliar, una capa de siliciuro de tántalo situada sobre dicha capa de tántalo, y una capa de siliciuro de platino situada sobre dicha capa de siliciuro de tántalo.