Введение ....................................................... 3
Глава 1. Материалы, тииоконструкции и методы формирования
тонкопленочных покрытий ........................................ 6
1.1 Планарные контакты, межэлементные соединения и
контактные площадки на основе алюминия и их особенности
применительно к микромонтажу кристаллов БИС ............... 7
1.2 Тонкопленочные покрытия на основе благородных металлов,
никеля и бинарных сплавов ................................ 24
1.3 Эксплуатационные характеристики тонкопленочных покрытий
кристаллов БИС ........................................... 33
1.3.1 Коррозионная устойчивость тонкопленочных
покрытий кристаллов ............................... 33
1.3.2 Электромиграция в металлизации на основе сплавов
алюминия .......................................... 38
1.4 Особенности проволочного микромонтажа кристаллов БИС ..... 45
1.5 Аппаратное обеспечение сопряженных с микромонтажом
технологических процессов ................................ 58
1.5.1 Структура автоматических линий нанесения
гальванопокрытий .................................. 60
1.5.2 Источники питания гальванических ванн ............. 62
1.5.3 Оборудование для локального нанесения покрытий .... 63
1.6 Выводы ................................................... 66
Глава 2. Теоретические основы процессов формирования функ-
циональных тонкопленочных покрытий для микромонтажа кри-
сталлов БИС ................................................... 67
2.1 Концепция воспроизводимого микромонтажа кристаллов в
производстве изделий микроэлектроники .................... 67
2.2 Моделирование процесса термической обработки планарных
тонкопленочных покрытий с помощью ИК-излучения ........... 77
2.3 Выводы ................................................... 85
Глава 3. Основные методы формирования функциональных
тонкопленочных покрытий, микромонтажа кристаллов, методики
исследований и испытаний ...................................... 86
3.1 Получение элементов планарных тонкопленочных покрытий .... 86
3.1.1 Пленки алюминия для двухуровневой металлизации .... 86
3.1.2 Особенности формирования углеродо- и
алмазоподобных пленок при лазерном и ионном
стимулировании .................................... 94
3.1.3 Методы формирования тонкопленочных покрытий при
стимулирующем лазерном воздействии ................ 99
3.2 Формирование непланарных тонкопленочных покрытий ........ 107
3.3 Методы микромонтажа кристаллов БИС ...................... 112
3.3.1 Ультразвуковая микросварка и микромонтаж
кристаллов на ленточных носителях по стандартам
фирмы LG ......................................... 112
3.3.2 Термозвуковая микросварка золотой проволокой на
медных рамках .................................... 118
3.3.3 Моделирование и оптимизация процесса
ультразвуковой микросварки алюминиевых
проволочных выводов на покрытиях из сплава
никель-индий ..................................... 121
3.3.4 Токовая стимуляция ультразвуковой сварки
алюминиевых выводов на никелевых покрытиях ....... 127
3.4 Основные методики и результаты исследования
технологических характеристик функциональных
тонкопленочных покрытий и испытания прочности
микромонтажных соединений ............................... 133
3.5 Выводы .................................................. 150
Глава 4. Применение вакуумно-плазменных технологий,
покрытий на основе углерода при производстве изделий
микроэлектронной техники ..................................... 154
4.1 Введение ................................................ 154
4.2 Вакуумные покрытия на основе углерода: методы
получения, свойства, применение в производстве .......... 157
4.2.1 Методы получения композиционных углеродных
покрытий ......................................... 160
4.2.2 Свойства углеродных покрытий, легированных
металлами ........................................ 165
4.3 Механические свойства, структура легированных
углеродных покрытий и многослойных материалов на их
основе .................................................. 176
4.3.1 Методика и оборудование для формирования
композиционных углеродных покрытий из
импульсной катодной плазмы ....................... 176
4.3.2 Состав, структура и свойства УП, легированных
азотом ........................................... 178
4.3.3 Состав, структура и свойства УП, легированных
азотом и титаном ................................. 184
4.3.4 Фазовый состав углеродных покрытий, бинарно
легированных металлами ........................... 185
4.3.5 Влияние природы и концентрации элементов на
механические свойства легированных углеродных
покрытий ......................................... 189
4.3.6 Фазовый состав и свойства многослойных
углеродсодержащих покрытий ....................... 196
4.4 Триботехнические свойства композиционных покрытий,
осаждаемых вакуумно-плазменными методами ................ 207
4.5 Рекомендации по совершенствованию формирования
легированных углеродных покрытий и их практическому
применению .............................................. 216
4.5.1 Совершенствования импульсного способа
формирования углеродного покрытия в вакууме ...... 216
4.5.2 Повышение эксплуатационных свойств поверхностей
путем нанесения легированных УП .................. 221
4.6 Выводы .................................................. 227
Глава 5. Состав, структура, физические свойства
функциональных тонкопленочных покрытий и особенности
процессов их формирования .................................... 231
5.1 Планарные тонкопленочные покрытия на основе алюминия,
меди и углерода ......................................... 231
5.1.1 Морфология, микроструктура и устойчивость к
образованию бугорков металлизации на основе
сплавов алюминия ................................. 231
5.1.2 Электрофизические характеристики элементов
первого и второго уровней разводки ............... 244
5.1.3 Устойчивость к коррозии металлизации на основе
сплавов алюминия ................................. 255
5.1.4 Устойчивость к электромиграции металлизации на
основе сплавов алюминия .......................... 258
5.2 Непланарные тонкопленочные покрытия на основе золота,
сплавов никеля и олова .................................. 264
5.2.1 Кинетика и механизм катодного осаждения тонких
пленок золота .................................... 264
5.2.2 Интенсификация процесса электроосаждения тонких
пленок сплавов олова ............................. 292
5.2.3 Закономерности формирования и свойства тонких
пленок сплава никель-индий и слоистых
структурна основе никеля ......................... 298
5.3 Выводы .................................................. 306
Глава 6. Исследование показателей качества микромонтажных
соединений ................................................... 307
6.1 Стабильность характеристик соединений, полученных
термо-компрессионной и ультразвуковой сваркой ........... 307
6.2 Влияние на качество микромонтажных соединений толщины
золотого покрытия и подготовительных операций ........... 323
6.3 Влияние свойств и условий формирования никелевых
покрытий элементов корпусов БИС на качество
микросварных соединений ................................. 330
6.4 Выводы .................................................. 335
Глава 7. Технологическое оборудование для формирования
функциональных тонкопленочных покрытий и микромонтажа
кристаллов ................................................... 337
7.1 Устройство импульсной активации ультразвуковой
микросварки и гальваническая магнитная подвеска ......... 337
7.2 Устройства для формирования высококачественных
электро-химических покрытий ............................. 341
7.3 Базовые конструктивно-технологические решения
освоенных в серийном производстве изделий
микроэлектроники ........................................ 353
7.4 Технико-экономическая эффективность промышленного
использования разработанных технологий выпуска
конкурентоспособных изделий ............................. 373
7.5 Выводы .................................................. 377
Заключение ................................................... 379
Литература ................................................... 382
|
