电子封装材料之功能陶瓷_下篇

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2、体，与上述相反金属与半导体结合部的空间电荷层的宽度要尽量窄，电子直接从金属与半导体间向外迁移受到限制等2、薄膜材料导体薄膜材料电阻薄膜材料介质薄膜材料功能薄膜材料2、薄膜材料导体薄膜材料材料的种类及性质实际情形随半导体的表面处理，在导体和半导体表面往往会存在薄的氧化膜，但电子通过隧道效应可穿过此膜层，因此并不存在很大的问题依表面处理条件不同，半导体的表面状态会发生变化，相应金属及半导体的功函数也会发生变化功函数还与表面能级、晶体取向等相关，必须注意其值的变化2、薄膜材料导体薄膜材料材料的种类及性质其他布线及电极用的导体材料，还应具有下述特性：电导率要高对电路元件不产

3、生有害影响，为欧姆连接热导率高、机械强度高，对于碱金属离子及湿度等的电化学反应要尽量小高温状态，电气特性也不发生变化，不发生蠕变现象附着力大，成膜及形成图形容易可形成电阻、电容，可进行选择性蚀刻可进行Ａｕ丝、Ａｌ丝引线键合及焊接等加工2、薄膜材料导体薄膜材料材料的种类及性质实际情形单一种导体不可能满足上述所有要求构成电子电路往往需要多种导体膜的组合2、薄膜材料导体薄膜材料而且相互连接及电极中往往也不是采用单一金属，而是多种导体膜积层化，以达到上述各种要求多层金属组合的实例2、薄膜材料导体薄膜材料多层组合薄膜说明导体的表面方阻均在５０ｍΩ／□以下进一步降低电阻，需要在

4、Ａｕ膜上再电镀Ａｕ所列的材料组合之外，在半导体ＩＣ的电极凸点及梁式引线部分，还采用Ａｕ－Ｐｄ－Ｔｉ，ＳｎＳｂ－Ｃｕ－Ｃｒ，Ａｕ－ＷＴｉ等组合，以及ＰｔＳｉ，Ｐｄ２Ｓｉ，ＣｒＳｉ等金属硅化物作导体。Ａｕ可满足上述条件中的大部分单独使用时与基板及ＳｉＯ２等膜层的附着力太低往往在最底层采用ＮｉＣｒ，Ｃｒ，Ｔｉ等附着性好的膜层最上层采用容易热压附着或容易焊接的Ａｕ及ＰｂＳｎ等但两种金属薄膜相互结合时，往往在比块体材料更低的温度下就产生明显扩散，生成化合物。2、薄膜材料导体薄膜材料Ａｌ特点Ｓｉ基ＩＣ常用导体材料与作为ＩＣ保护膜的ＳｉＯ２间的附着力大对于ｐ型及ｎ型Ｓｉ都可以形成

5、欧姆接触可进行引线键合电气特性及物理特性等也比较合适价格便宜作为ＩＣ用的导体普遍采用但随环境、气氛温度上升，Ａｌ与Ａｕ发生相互作用，生成金属间化合物，致使接触电阻增加，进而发生接触不良Ａｌ当Ａｌ中通过高密度电流时，向正极方向会发生Ａｌ的迁移，即所谓电迁移在５００℃以上，Ａｌ会浸入下部的介电体中在ＭＯＳ元件中难以使用尽管Ａｌ的电阻率低，与Ａｕ不相上下，但由于与水蒸气及氧等发生反应，其电阻值会慢慢升高。Al与Au会形成化合物Al端子与Au线系统在300℃下放置2～3ｈ，或者使气氛温度升高到大约４５０℃，其间的相互作用会迅速发生，致使键合部位的电阻升高此时，上、下层直接接

6、触，Au、Al之间形成脆、弱AuAl2、AuxAl等反应扩散层。造成键合不良采用Au－Au组合或Al－Al组合。在Au、Al层间设置Pd、Pt等中间层，可防止反应扩散发生，形成稳定的膜结构Ａｌ存在电迁移Al导体中流过电流密度超过106A/cm2或多或少地发生电迁移现象气氛温度上升，电迁移加速，短时间内即可引起断线Al导体膜在大约300℃长时间放置，会发生“竹节化”，即出现结晶化的节状部分和较瘦的杆状部分进一步在500℃以上放置，Al会浸入到下层的SiO2中，引起Si基板上的IC短路因此，使用Al布线的ＭＯＳ器件，必须兼顾到附着力、临界电压、氧化膜的稳定性、价格等各种

7、因素，对材料进行选择。连接与布线的形成及注意点SiIC中的Al布线可由Cr－Au代替。Cr－Au与玻璃间具有良好的附着性，ｐ型、ｎ型Ｓｉ均能形成欧姆结合Cr－Au成膜有两种方法其一是将基板加热到２５０℃，依次真空蒸镀Cr和Au其二是采用溅射法沉积Cr－Au系中Cr膜的膜厚及电阻率如表３－６所列连接与布线的形成及注意点Cr－Au系可能引起劣化的机制Cr向Au中的扩散，由此会引起电阻增加Mo－Au系比Cr－Au系在更高些的温度下更为稳定其成膜通常采用真空蒸镀法将基板加热到２６０℃，先蒸镀约１００ｎｍ的Ｍｏ，接着蒸镀３０ｎｍ的Ａｕ，而后将基板温度降至１００℃以下，再蒸