SU1143702A1 - Glass for integrated ciruits - Google Patents

Glass for integrated ciruits Download PDF

Info

Publication number
SU1143702A1
SU1143702A1 SU833624932A SU3624932A SU1143702A1 SU 1143702 A1 SU1143702 A1 SU 1143702A1 SU 833624932 A SU833624932 A SU 833624932A SU 3624932 A SU3624932 A SU 3624932A SU 1143702 A1 SU1143702 A1 SU 1143702A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
glass
silicon
sro
bao
films
Prior art date
Application number
SU833624932A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Валентина Захаровна Петрова
Алевтина Ивановна Ермолаева
Николай Иванович Кошелев
Original Assignee
Московский институт электронной техники
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Московский институт электронной техники filed Critical Московский институт электронной техники
Priority to SU833624932A priority Critical patent/SU1143702A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1143702A1 publication Critical patent/SU1143702A1/en

Links

Landscapes

  • Glass Compositions (AREA)

Abstract

СТЕКЛО ДЛЯ ИНТЕГРАЛЬНЫХ СХЕМ, включающее SiO, , ВаО, SrO, ZrOg, отличающеес  тем, что, с целью получени  согласованного спа  с кремнием, оно содержит указанные компоненты при следующем соотношении, мас.%: SiO 60-74 AijO, 8-t6 4-26 ВаО 2-18 SrO 0,5-4 2гОг + SrO составл ет 12-28%. причем ЕВаОGLASS FOR INTEGRATED SCHEMES, including SiO,, BaO, SrO, ZrOg, characterized in that, in order to obtain a consistent silicon-silicon spa, it contains these components in the following ratio, wt%: SiO 60-74 AijO, 8-t6 4 -26 BAO 2-18 SrO 0.5-4 2 gOg + SrO is 12-28%. and EBAO

Description

4four

СОWITH

о ю Изобретение относитс  к состава некристаллизующихс  стекол, предна наченных дл  межкомпонентной, межслойной изол ции, пассивации и бес корпусной защиты кремниев||1х интегральных схем (ИС). К стеклу, предназначенному дл  межкомпонентной диэлектрической из л ции кремниевых ИС, предъ вл ютс  следующие требовани : высокие диэл трические характерисгики ( i 10, tgS i 30:10, /РУ 10 Ом.см), согласованность по КТЛР с моиокрис таллическим кремнием ( 1б -К устойчивость к термообработкам, пр мен емым в планарной технологии изготовлени  ИС (t. ) , отсутствие элементов, легирующих кремний (В, Р, Sb, As и др.) и щелочных металлов (Na и др.), высока химстойкость (1-й гидролитический класс). Известно припоечное стекло дл  спаев с молибденом, включающее, sec.%: SiOg 55-68; 15-18; CaO 7-13; BaO 6-16j при весовом соотношении AIjОд /СаО+ВаОот 0,6:1 до 1:1 1. Недостатками данного стекла  вл ЮТСЯ относительно высокий КЛТР (42-48«ld К ), что не позвол ет получать согласованных спаев с кре 1ием, а также относительно низка   температура начала деформации (.725°С) . Наиболее близким к изобретению технической сущности и достигаемом результату  вл етс  стекло 2J , из которого изготавливают диэлектриi ческие слои дл  межслойной изол ци в производстве корпусов интегральн схем, а также дл  получени  спаев тугоплавкими металлами, включающее мае.%: SiO 45-55 Недостатком известного стекла  вл етс  высокий КТР (45-65)00 что не позвол ет использовать его гдп  получени  согласованных спаев с кремнием. Целью изобретени   вл етс  получе ние согласованного спа  с кремнием. Цель достигаетс  тем, что стекло дл  интегральных схем, включающее SiOj, , BaO, SrO, ZrO, содержит указанные компоненты при следующем соотношении, мас.%: причем 5;ВаО +. SrO составл ет 1 2-28%. В качестве исходных компонентов . используют SiOj, , BaCOj, SrCOg и ZrOj марок ОСЧ. Исходные компоненты отвешивают в соответствии с заданным составом и тщательно смешивают в  шмовой ступке. Синтез стекол провод т в индукционной печи в платинородиевом тигле при 1700°С с выдержкой 10 ч после расплавлени  шихты. Выработку стекол провод т в виде гранул та путем отливки расплава стекломассы в дистиллированную воду. Дл  измерени  КТЛР и t.. . отливают образцы в виде штабиков (50x5x5 мм ).; Гранул т стекла измельчают в  шмовом барабане на планетарной мельнице до удельной поверхности 5000 .. Формирование стекловидных слоев на кремниевых пластинах осуществл ют методом БЧ магнетронного распылени . При распылении используют мишень из порошкового стекла, формирование которой осув;ествл ют путем равномерного нанесени  порошка стекла на металлический катод (диаметр 130 мм). Толщина сло  стекла составл ет 4 мм. Формирование стекловидных пленок осуществл ют по следующему режиму: ток БЧ-генератора - 0,35 А, напр жение на-мишени - 200 В, напр жение смещени  на подложке - (-50) В, суммарное давление рабочего газа 0 ,1 Па, состав рабочего газа - 90% Аг, 10% 02. Скорость осаждени  пленок при данном режиме составл ет около 20 нм/мин, температура подложек не превьш1ает . Получают пленки с толщинами 0,5; 1; 5 и 10 мкм. В качестве подложек используют мрнокристаллические пластины кремни  марок КДБ-10 и КЭС-0,01 диаметром . 60 мм. в табл. 1 приведены составы стекол. Значени  КТЛР, t., стекол, диэ .лектрические характеристики стеклови ных пленок, а также значени  стрелы пр гиба кремниевьпс пластин со стекловид ,ными пленками приведены в табл. 2. Как следует из табл. 2 значени  KtJIP стекол близки к КТЛР монокристаллического кремни  ( в интервале 2б-500 с), что обеспечивает практически нулевые значени  стрелы прогиба кремниевых пластин с стекловидной пленкой (2 мкм). Близость КТЛР кремни  и стекла обеспечивает получение согласованного ненапр женного спа , что умень шает плотность дислокаций в кремнии и улучшает его электрофизические параметры. Стек ювидные пленки на основе предлагаемых составов обладают высо кими диэлектрическими характеристиками . Благодар  тому, что t , стекол предлагаемых составов превьшает , кремниевые структуры со стек ловидными пленками допускают проведение длительных термических операТаблица 1 24 ццй, примен емых в планарной технологии изготовлени  ИС (диффузи , отжиг, окисление). После термообработки кремниевых 1ластин со стекловидными пленками составов 1-5 при 600-1200 0 в течение 2 ч изменений диэлектрических характеристик и значений стрелы прогиба не наблюдаетс . Дифференциально-термический анализ стекол показал, что они  вл ютс  устойчивыми к кристаллизации . Исследовани , проведенные методами рентгенографического, Ж-спектроскопического и злектронномикроскопического анализов показали, что как исходные пленки, так и пленки, термообработанные в интервале температур 600-1200с,  вл ютс  аморфными. В зависимости от конкретного применени  в технологии кремниевых ИС стекла могут использоватьс  как в виде стекловидных пленок, полученньжjметодами ВЧ-ионноплазменного, ВЧ-магнетронного распылени , центрифугировани , так и в виде монолитных стекл нных подложек.About the Invention The invention relates to the composition of non-crystallizing glasses designed for intercomponent, interlayer insulation, passivation, and the encapsulated protection of silicon || 1x integrated circuits (ICs). The following requirements are imposed on glass designed for intercomponent dielectric silicon silicon ICs: high dielectric characteristics (i 10, tgS i 30:10, / RU 10 Ohm.cm), CTLR consistency with my silicon roe (1b - To resistance to heat treatments, applied in the planar technology of manufacturing IC (t.), The absence of elements doped with silicon (B, P, Sb, As, etc.) and alkali metals (Na, etc.), high chemical resistance (1 hydrolytic class.) Solder glass is known for junctions with molybdenum, including, sec.%: SiOg 55-6 8; 15-18; CaO 7-13; BaO 6-16j with a weight ratio of AIjOd / CaO + BaOot 0.6: 1 to 1: 1 1. The disadvantages of this glass are relatively high CTE (42-48 "ld K) that does not allow to obtain consistent junctions with a crère, as well as a relatively low temperature of the onset of deformation (.725 ° C). The closest to the invention of the technical essence and the achieved result is glass 2J, from which dielectric layers are made for interlayer insulation in the manufacture of enclosures integrated circuits, as well as for obtaining junctions by refractory metals, including May.% : SiO 45-55 A disadvantage of the known glass is the high CTE (45-65) 00, which does not allow its use of hdp to produce consistent silicon junctions. The aim of the invention is to obtain a coordinated silicon pool. The goal is achieved by the fact that glass for integrated circuits, including SiOj,, BaO, SrO, ZrO, contains these components in the following ratio, wt.%: 5, BaO +. SrO is 1 2-28%. As source components. use SiOj,, BaCOj, SrCOg and ZrOj of the OFS brands. The original components are weighed in accordance with a given composition and thoroughly mixed in a shmovaya mortar. The glasses were synthesized in an induction furnace in a platinum-rhodium crucible at 1700 ° C with a holding time of 10 hours after the charge was melted. The production of glasses is carried out in the form of a granulate by casting molten glass melt into distilled water. To measure CTLR and t. cast samples in the form of rods (50x5x5 mm) .; The glass granulate is ground in a shma drum on a planetary mill to a specific surface of 5000. The formation of vitreous layers on silicon wafers is carried out using the HF method of magnetron sputtering. When spraying, a powder glass target is used, the formation of which is realized by uniformly applying glass powder to a metal cathode (diameter 130 mm). The thickness of the glass layer is 4 mm. The formation of vitreous films is carried out in the following mode: the RF generator current is 0.35 A, the target voltage is 200 V, the bias voltage on the substrate is (-50) V, the total pressure of the working gas is 0, 1 Pa, the composition working gas - 90% Ar, 10% 02. The deposition rate of films in this mode is about 20 nm / min, the temperature of the substrates does not exceed. Get films with thicknesses of 0.5; one; 5 and 10 microns. As the substrates, microcrystalline silicon plates of the grades KDB-10 and KES-0.01 are used. 60 mm. in tab. 1 shows the composition of the glass. The values of CTLR, t., Glasses, dielectric characteristics of vitreous films, as well as the values of the boom on the silicon wafer plates with vitreous films, are given in Table. 2. As follows from the table. The 2 values of KtJIP glasses are close to the CTLR of monocrystalline silicon (in the range of 2–5 500 s), which provides almost zero values of the deflection of the silicon wafers with a vitreous film (2 µm). The proximity of the CTLR of silicon and glass provides a consistent, unstressed spa, which reduces the dislocation density in silicon and improves its electrophysical parameters. Stack films based on the proposed compositions have high dielectric characteristics. Due to the fact that t, the glasses of the proposed compositions are superior, the silicon structures with glassy films allow long thermal operations. Table 1 24 csi used in the planar technology of producing ICs (diffusion, annealing, oxidation). After heat treatment of silicon plates with glassy films of compositions 1-5 at 600-1200 0 for 2 hours, no changes in the dielectric characteristics and deflection boom values are observed. Differential thermal analysis of glasses showed that they are resistant to crystallization. Studies conducted by X-ray, G-spectroscopic and electron microscopic analyzes have shown that both the original films and the films heat-treated in the temperature range of 600-1200 s are amorphous. Depending on the specific application in silicon IC technology, glass can be used both in the form of vitreous films, obtained by RF-ion-plasma, RF-magnetron sputtering, centrifugation, and in the form of monolithic glass substrates.

.74 60 60 62 73.74 60 60 62 73

16 10 1216 10 12

4 54 5

1414

1,51.5

0,50.5

99

22

4 14 1

1818

8eight

Хш стойкость (гидролитический .класс)Hsh resistance (hydrolytic. Class)

Е при , t 20°СЕ at, t 20 ° С

tgS при f , t 20°С, X 10-tgS at f, t 20 ° С, X 10-

РУ при t 200°C, ,RU at t 200 ° C,,

Таблица 2table 2

10,010.0

8,58.5

10,010.0

9,09.0

1717

2020

19nineteen

Claims (1)

СТЕКЛО ДЛЯ ИНТЕГРАЛЬНЫХ СХЕМ, включающее SiO^, Αί?Ο5, ВаО, SrO, Zr05, отличающееся тем, что, с целью получения согласованного спая с кремнием, оно содержит указанные компоненты при следующем соотношении, мас.%:GLASS FOR INTEGRAL CIRCUITS, including SiO ^, Αί ? Ο 5 , BaO, SrO, Zr0 5 , characterized in that, in order to obtain a consistent junction with silicon, it contains these components in the following ratio, wt.%: SiO260-74SiO 2 60-74 АР2О58-1.6AR 2 O 5 8-1.6 ВаО4-26BaO4-26 SrO2-18SrO2-18 Zr020,5-4 причем ^BaO + SrO составляет 12-28%.Zr0 2 0.5-4; moreover, ^ BaO + SrO is 12-28%. 1 11437021 1143702 Целью изобретения является полу-The aim of the invention is semi-
SU833624932A 1983-07-20 1983-07-20 Glass for integrated ciruits SU1143702A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU833624932A SU1143702A1 (en) 1983-07-20 1983-07-20 Glass for integrated ciruits

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU833624932A SU1143702A1 (en) 1983-07-20 1983-07-20 Glass for integrated ciruits

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1143702A1 true SU1143702A1 (en) 1985-03-07

Family

ID=21075473

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU833624932A SU1143702A1 (en) 1983-07-20 1983-07-20 Glass for integrated ciruits

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1143702A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5326730A (en) * 1993-01-22 1994-07-05 Corning Incorporated Barium aluminosilicate glasses

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1. Патент US № 4060423. кл. 106-53, опублик. 1977. 2. Авторское свидетельство НРБ № 34090. кл. С 03 С 3/30. опублик.1979. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5326730A (en) * 1993-01-22 1994-07-05 Corning Incorporated Barium aluminosilicate glasses

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5650364A (en) Self-opacifying enamel frits for the enamelling of aluminum or aluminum alloys
JPS63117929A (en) Glass ceramic body and substrate therefrom
US3669693A (en) Germania-silica glasses and method of coating
JP2008162881A (en) Method for producing electronic component passivated by lead free glass
US6127005A (en) Method of thermally glazing an article
JPS6238300B2 (en)
JP3388453B2 (en) Glass for support of X-ray mask or X-ray mask material, X-ray mask material and X-ray mask
JPS6265954A (en) Borosilicate glass for sealing alumina
JP2554180B2 (en) Method for manufacturing SOI semiconductor device using excellent coating layer
SU1143702A1 (en) Glass for integrated ciruits
US3535133A (en) Alkali-free electronic glass and method of manufacture
JPS6036349A (en) Glass composition
RU2711609C1 (en) Glassy inorganic dielectric
GB2310314A (en) Glass or glass ceramic substrates
US3674520A (en) Solder glass for adhering sealing or coating
RU2083515C1 (en) Glass for crystalline-glass dielectric for structures of silicon-on- insulator type
JPS6316347B2 (en)
SHIMBO et al. Glass Formation Range, Acid Resistivity, and Surface Charge Density of ZnO‐B2O3‐SiO2 Passivation Glass Containing Al2O3
JPS6031104B2 (en) Glass for silicon semiconductor device packaging
SU948921A1 (en) Glass for making crystalline glass cement for insulating elements of integrated circuits
RU2083514C1 (en) Glass for structures of silicon-on-insulator type
JPS5840845A (en) Glass for semiconductor coating
JPS6229145A (en) Glass for coating semiconductor
SU1284957A1 (en) Glass for insulating instruments
JPS60127745A (en) Semiconductor substrate