CC BY
339
УДК 621.3.049
СБОРКА ИЗДЕЛИЙ МИКРОЭЛЕКТРОНИКИ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ МЕТАЛЛИЗАЦИИ И ПРОВОЛОКИ ИЗ МЕДИ
А.А. Стоянов, В.В. Зенин, Е.П. Новокрещенова, М.А. Грибанов
Показаны особенности формирования медной металлизации распылением на полупроводниковые кристаллы и гальваническим осаждением в отверстия печатных плат. Рассмотрены физико-механические свойства медной проволоки отечественного производства и фирмы Негаеш (Германия). По литературным источникам проведен анализ качества микросоединений проволоки из Аи и А1 с медной металлизацией и медной проволоки с металлизацией из А1, N1 и Аи. Выбраны оптимальный способ и режимы формирования соединений А1 проволоки диаметром 50 мкм к контактным площадкам кристаллов с Си металлизацией, покрытой защитной N1 пленкой
Ключевые слова: медная металлизация, проволока, кристалл, контакты
Введение. С развитием полупроводниковой технологии и уменьшением размеров элементов большое внимание уделяется проблеме задержки сигналов в соединительных линиях. В связи с этим возникла необходимость замены алюминиевой металлизации на медную в производстве современных ИС, в первую очередь микропроцессоров с элементами субмикронных размеров [1]. По сравнению с алюминием удельное сопротивление меди составляет 1,7 мкОм-см даже при осаждении в узкие канавки (2,8 мкмОм-см у алюминия). Кроме того, медь обладает высокой устойчивостью к электромиграции по сравнению с алюминием.
Для СБИС с проектными нормами до 0,250,35 мкм алюминиевая металлизация будет являться основным проводниковым материалом для формирования многоуровневой коммутации с межслойной изоляцией как на основе 8Ю2, так и других диэлектриков [2].
Кроме различных конструктивно-технологических факторов на качество микросоединений оказывают существенное влияние пленочная металлизация на кристалле (толщина, состояние поверхности, структура и адгезия пленки с подложкой и др.) [3,4].
Переход от алюминиевой металлизации к медной достаточно сложен. При минимизации топологических элементов и увеличении объема меди в структуре требуются более тонкий
Стоянов Андрей Анатольевич - ВГТУ, аспирант, тел. 89081349269
Зенин Виктор Васильевич - ВГТУ, д-р техн. наук, профессор, тел. 89061369980
Новокрещенова Елена Павловна - ВГТУ, канд. техн. наук, доцент, тел. 89204262721
Грибанов Михаил Анатольевич - ВГТУ, магистрант, тел. 89042125910
слой барьерного металла и поддержание эффективного удельного сопротивления.
При использовании медных токоведущих слоев (ТВС) наличие диффузионно-барьерного слоя (ДБС) требуется не только в области контактного окна, но и на маскирующем SiO2, поскольку медь быстро диффундирует через него даже при низких температурах [5].
На качество контактов изделий микроэлектроники оказывает влияние правильный выбор не только способов и режимов монтажа, но и таких параметров, как свойства пленок и материалы выводов.
Целью работы является анализ влияния конструктивно-технологических факторов на качество микросоединений изделий микроэлектроники с использованием металлизации и проволоки из меди.
Медная металлизация для сборочных операций. Основные принципы создания схем с медной металлизацией представлены фирмами IBM, Motorola и Texas Instruments на декабрьской международной конференции по электронным приборам (IEDM) в 1997 г. Была предложена технология изготовления «медных схем» следующим образом [1]. Первый уровень металлизации для формирования контактов к областям истока, стока и затвора - вольфрамовый. Этот барьерный металл предназначен для защиты активных областей прибора от диффузии меди, а также для улучшения адгезии меди к пластине. Часть вольфрамовых токопроводя-щих дорожек может быть очень малой длины. Остальная металлизация, в том числе и покрытия сквозных отверстий, - медная.
Основной проблемой перехода к медным межсоединениям в условиях миниатюризации полупроводниковых изделий, в частности
СБИС с элементами субмикронных размеров, является большая диффузионная подвижность Си в различных материалах. Это вынуждает окружить медные межсоединения со всех сторон ДБС.
Для металлизации с проводящим слоем на основе меди известны ДБС на основе Т1К, Т1-81-К ТаК Та-81-№, ТГ№, 12К и др. [6].
Пленки сплавов наносятся при помощи магнетронного ионно-плазменного распыления соответствующей мишени. При необходимости в состав пленки вводится азот путем добавления его в рабочий газ Лг в процессе нанесения. Перед нанесением слоев исходная пластина кремния подвергается отмывке и освежению по известным технологиям.
Выбор ДБС должен основываться на физико-химических представлениях о процессах, происходящих в гетерогенной системе, а именно [7]: компоненты, входящие в состав ДБС, должны обладать как можно более высокой теплотой сублимации или низким давлением собственных паров; материал ДБС должен обладать более отрицательной теплотой образования. Авторы работы [6] в качестве основы барьерного материала выбрали сплав Та-1 с добавлением в него азота, т.к. 1 и Та образуют нитриды и ТаК с теплотами образования -5,7 и - 29, 5 ккал/(г-ат) соответственно. Исследования пленок сплава Та-1К показали перспективность для использования его в системе металлизации СБИС субмикронного уровня. Пленки данного сплава имеют следующие свойства: достаточно низкое удельное сопротивление (~260 мкОм-см); не имеют границ зерен; не взаимодействуют с медью; не только не пропускают через себя медь, но и выталкивают ее из объема на поверхность; сохраняют аморфное состояние в структуре Си /1-Та-N1/81 до 700 0С.
Актуальными вопросами в области электрохимического осаждения являются интенсификация процесса и получение осадков с наименьшими внутренними напряжениями, которые могут приводить к ухудшению адгезии металлопокрытия к основе, а иногда к его отслаиванию. В задачу оптимизации режимов осаждения входят следующие технологии: получение осадков меди с наименьшими внутренними напряжениями при скорости осаждения не ниже 10 мкм/мин и заданном качестве покрытия. Использование реверсивного тока значительно увеличивает рабочую плотность
тока и тем самым интенсифицирует процесс гальваноосаждения.
С целью получения мелкокристаллического осадка и увеличения скорости осаждения в электролиты меднения вводят различные органические добавки. Применение этих добавок позволяет получить уменьшение зерна осадка (с 5-12 до 2-3 мкм) при одновременном увеличении его пластичности и уменьшении внутренних напряжений даже при толстослойном меднении.
В технологии изготовления печатных плат (ПП) процессы гальванической металлизации определяют их электрические параметры. Гальванический метод нанесения металлических покрытий является самым распространенным в технологии создания токопроводящих элементов схемы (медь) и защитных резистов. Гальванический слой меди определяет надежность ПП, на него впоследствии осаждается металлический резист, поэтому от качества осажденной меди зависят защитные свойства резиста.
Металлизация отверстий на 1111 должна выполняться медью и удовлетворять следующим требованиям: наличию сплошной металлизации; одинаковой толщине покрытия в отверстии и на поверхности фольги; мелкозернистой структуре покрытия; отсутствию утолщений, включений; избыточному нарастанию металла на входе отверстия или на внешнем крае контактной площадки; отсутствию трещин в покрытии; минимальной толщине меди в отверстии (20-25 мкм) [8].
Проволока микронных размеров из меди. Миниатюризация в электронике вызывает необходимость использовать на сборочных операциях проволоку диаметром до 0,018 мм [9]. При сварке на автоматических установках иногда происходят обрывы медной проволоки. Установлено, что основной причиной обрывов по большей части являются включения в меди исходного прутка. Рентгеновский анализ показал, что в 54 % случаев включения представляют собой Л1 и 81, выделяемые из огнеупоров, а в 35 % - это железо и легирующие добавки из углеродистых сталей волочильного инструмента, остальные 11 % приходятся на другие материалы.
При прокатке меди в нее попадают частицы стали, образующиеся за счет износа валков. Поэтому чистота медных заготовок зависит от износостойкости рабочих органов волочильного оборудования и качества смазки. Замена стальных валков на керамические значительно
снижает износ и, соответственно, загрязнение меди.
Проволоку микронных размеров из меди получают различными способами. Одним из методов получения бескислородной меди и других высокочистых материалов на основе меди предлагается [10] в материал при плавке добавлять следующие элементы: М§, Са, Т1, 2г, Ь1, Ка, К и др.
Для сборки ППИ рекомендуется использовать проволоку из Си вместо Аи [11]. Проволоку изготовляют из слитка Си с содержанием 8 и Ag до 2-10-4 %, 8е и Те до Ы0-4 %, содержание других примесей меньше 10-3 %. Такая проволока имеет следующие свойства: предел прочности на разрыв (1,37 - 3,24)-102 МПа и твердость по Виккерсу в пределах 38 - 50. Уменьшение содержания примесей в сочетании с соответствующим отжигом позволяет улучшить характеристики проволоки применительно к технологии сборки приборов.
Проволока, подлежащая сварке, должна быть гладкой и чистой. При УЗС поверхностные пленки и загрязнения интенсивно вытесняются из зоны сварки, но не полностью. Поэтому проволоку необходимо очищать от смазки, отпечатков пальцев, водяных капель, монооксида кремния и других включений, загрязняющих контактные площадки кристалла и корпуса при сборке, что повышает качество сварного соединения. К сожалению, вопросам влияния очистки проволоки и пленочной металлизации перед операцией присоединения выводов на надежность микросоединений ППИ уделяется недостаточное внимание. Обычно в полупроводниковой промышленности используется способ "мокрой" химической очистки, заключающийся в частичном стравливании металлической поверхности или растворении загрязнений. Оксиды металлов удаляются химическим травлением, а органические загрязнения перед ТКС рекомендуется удалять ультрафиолетовым облучением. Травление золотой проволоки и пленки перед сваркой в растворе (Н20 : НБ : НК03) с концентрацией (10:1:1) приводит к увеличению прочности соединений проволока-пленка. Кроме того, данный раствор не изменяет геометрических размеров проволоки и морфологии ее поверхности.
Наиболее важными механическими свойствами привариваемой проволоки являются прочность и относительное удлинение. Следует отметить, что эти свойства могут изменяться в довольно широких пределах для каждой партии
и даже для отдельных катушек одной партии проволоки. Для стабилизации свойств проволоки микронных размеров ее подвергают отжигу перед монтажом. Целью отжига является снижение механической прочности и повышение пластичности проволоки.
Для ТКС проволочных выводов ППИ с высокой степенью интеграции, где расстояние между выводами не превышает 0,2 мм, разработан способ [12], который предусматривает покрытие металлической проволоки диаметром 0,015-0,02 мм диэлектрической пленкой определенной толщины. Это предотвращает возникновение короткого замыкания в случае контакта двух выводов. В качестве материала пленки используется смола, которая устойчива при Т < 200 °С, а в процессе ТКС пленка на концах проволоки разлагается, обеспечивая надежное соединение с контактной площадкой.
В табл. 1 приведены некоторые свойства медной проволоки отечественного производства.
Таблица 1 Технические данные стандартной медной проволоки
Твердотянутая Отожженная
проволока проволока
2 к Относи- Проч- Отно- Проч-
м тельное ность ситель ность
р,
т е удлине- на раз- тель- на раз-
ние, % раз- ное рыв,
и Д рыв, удли- сН
сН нение,
%
17,8 0,5 - 4 10 - 6 - 20 5 - 12
20
25,4 0,5 - 4 20 - 10 - 25 10 - 20
30
31,8 0,5 - 4 35 - 10 - 25 15 - 25
45
38,1 0,5 - 4 45 - 10 - 25 25 - 35
75
50,8 0,5 - 4 80 - 10 - 25 45 - 55
120
76,2 0,5 - 4 200 - 10 - 30 95 -
270 115
101, 0,5 - 4 350 - 10 - 30 175 -
6 450 225
127 0,5 - 4 600 - 10 - 30 260 -
700 310
254 0,5 - 4 2200 - 10 - 30 1040 -
2600 1240
Первые исследования возможности присоединения медной проволоки к контактным площадкам кристаллов интегральных схем и выводным рамкам начались более 25 лет назад, но только в настоящее время приступили к промышленному внедрению технологии присоединения медной проволоки. Однако промышленное использование медной проволоки в сборке приборов электронной техники пока не превышает 5-10 %. Растущий интерес к использованию медной проволоки как альтернативы золотой проволоке объясняется прежде всего меньшей стоимостью, которая приближается к стоимости алюминиевой проволоки. Это позволяет снизить стоимость приборов и повысить их конкурентоспособность.
Теплопроводность у меди в 1,6 раз выше, чем у алюминия, и в 1,3 раза выше, чем у золота. Лучшая теплопроводность медной проволоки может обеспечить дополнительный теплоот-вод от кристалла прибора при большом числе выводов (табл. 2). Меньшее электрическое сопротивление позволяет использовать медную проволоку диаметром в 1,25 раза меньше по отношению к диаметру золотой проволоки при одной и той же плотности тока. Это преимущество актуально для транзисторов средней мощности в малогабаритных корпусах для поверхностного монтажа.
Таблица 2 Свойства проволочных выводов при температуре 20°С
Тип прово-ло-ки Коэффициент теплопроводности, Вт/мК Элек- триче- ское сопро- тивле- ние, 0м10-8 Температур-ный ко-эффи-циент, 1/К10-6 Плот ность, кг/м3 103
Си 398 1,7 16,5 8,9
А1 243 2,7 25 2,71
Аи 308 2,35 14,2 19,3
Технические данные медной проволоки фирмы Негаеш (Германия) представлены в табл. 3.
Для выбора диаметра проволоки В можно исходить из величины тока I , длины соединения Ь и допустимого превышения температуры Д77 [13]:
где К- коэффициент теплопроводности, р -электрическое сопротивление.
Таким образом, медная проволока диаметром 20 мкм эквивалентна по электрическим параметрам алюминиевой проволоке диаметром 25 мкм.
Таблица 3
Технические данные медной проволоки фирмы Негаеш (Германия)
Диаметр, мкм Вес, мг/м Удлинение, % Разрушающая нагрузка, сН
17.5 2.033 -2.539 0.5 - 2.5 2.0 - 6.0 4.0 - 10.0 > 5 > 4 > 3
20 5.469 -6.681 0.5 - 2.5 2.0 - 8.0 6.0 - 12.0 > 6 > 5 > 4
25 4.052 -4.755 0.5 - 2.5 2.0 - 8.0 8.0 - 16.0 > 12 > 10 > 8
32 6.842 -7.562 > 19 > 16 > 14
38 9.630 -10.700 0.5 - 3.0 3.0 - 10.0 8.0 - 18.0 > 27 > 22 > 19
50 16.705 -18.463 0.5 - 3.0 3.0 - 12.0 10.0 - 20.0 > 52 > 37 > 33
75 37.586 -41.542 0.5 - 3.0 3.0 - 12.0 12.0 - 30.0 > 120 > 91 > 66
Микросоединения проволоки из Аи и А1 с медной металлизацией. В некоторых типах приборов осуществляется монтаж алюминиевой микропроволоки с медным покрытием корпусов. Прочность таких сварных соединений ниже, чем с золотым покрытием, так как необходима повышенная деформация алюминиевого вывода при сварке. В целом технологический процесс сборки таких приборов значительно усложняется из-за необходимости применения защитной среды, строго контролируемой на отсутствие кислорода и серы. Исследования температурной стабильности микросварных соединений данной системы показали, что при температуре 150 °С не наблюдаются изменения их параметров и образование интерме-
таллических соединений. При более высоких температурах (250 °С) наблюдаются интерметаллические фазы, а по периметру соединения появляются пустоты, снижающие механическую прочность и ухудшающие электрические параметры контактов [14].
При исследовании свариваемости золотых проводников с медной металлизацией корпусов отмечалась сложность выбора температуры подогрева корпуса: при низкой температуре снижается эффективность сварки, а при высокой происходит окисление поверхности металлизации. Испытания контактов золото-медь показали, что при температуре нагрева 150 °С не зафиксировано образование интерметаллических соединений даже после 26 000 ч обработки. При более высоких температурах становится заметным образование интерметаллических соединений и сопутствующих им пустот, например после 50 ч нагрева при температуре 250 °С образуется соединение Си3Аи. Прочность микросварных контактов при этом быстро не изменяется, хотя после длительного хранения надежность соединения падает [15,16].
При пайке ППИ с медной металлизацией при контактировании меди и олова в зоне контакта образуются интерметаллические фазы. Данный процесс происходит как в жидком состоянии олова (при пайке), так и в твердом состоянии (при эксплуатации ППИ). В твердом состоянии состава медь-олово процесс протекает достаточно медленно, так как диффузия атомов металлов через кристаллическую структуру невысокая. Если же олово или сплав олова находятся в жидком состоянии, то образование и рост фаз происходят очень быстро. Естественно, повышение температуры ведет к значительному увеличению скорости реакции.
Установлено [8], что скорость растворения меди зависит от температуры и времени пайки, а также от сплава припоя. Известны микролегированные припои, которые сокращают скорость расплавления. К ним относятся бессвинцовые сплавы на основе 8п-Си или Sn-Ag-Cu с различным содержанием меди и серебра, стабилизированных кобальтом. Статические и динамические испытания растворения медной металлизации при контакте со сплавом Sn95,5/Ag3,8/Cu0,7 при температуре пайки 320 0С, показали следующие результаты. Медный слой толщиной 30 мкм при контакте с вышеуказанным сплавом полностью растворился через 12 с. При использовании микролегированного бессвинцового припоя Ио^1п ТС на
основе 8пСи0,7 при той же температуре пайки остаточная толщина слоя меди составила 10 мкм через 12 с, что достаточно для изготовления работоспособного паяного соединения
Микросоединения медной проволоки с металлизацией из А1, N1 и Аи. Формирование микросварных соединений медной проволоки аналогично соединению золотой проволоки с учетом некоторых конструктивно-
технологических изменений. Между медным шариком, как и в случае с золотым, и алюминиевой металлизацией контактных площадок кристалла при повышенной температуре микросварки образуется интерметаллическое соединение. Однако для образования такого соединения на границе между медью и алюминием требуется гораздо больше времени, чем для образования соединения между золотом и алюминием.
В работах [13, 17] представлены результаты исследования процессов формирования микросварных соединений медной проволоки диаметром 0,05 мм с никелевым и золотым покрытиями в интегральных микросхемах контактной микросваркой. Исследована зависимость прочности соединений от основных параметров сварки (времени нарастания и спада импульса и напряжения, времени сварки и длительности сварочного импульса, усилия сжатия и длительности сварочного импульса). Проведенные исследования показали, что независимо от режима сварки наибольшей прочностью обладают соединения, степень деформации которых составляет 43-52%.
В то же время авторы [13, 17] подчеркивают, что сварку проводников с низкой пластичностью нужно осуществлять способом контактной односторонней сварки расщепленным электродом. Однако при контактной сварке возникает опасность повреждения элемента (транзистора, диода) импульсом сварочного напряжения. Поэтому присоединение выводов активных элементов рекомендуется проводить способом сварки электродом с косвенным импульсным нагревом.
Следует отметить проникновение меди в диэлектрик с низкой диэлектрической постоянной, что является серьезной причиной ухудшения надежности системы медных межсоединений ИС [18].
В статье [19] большое внимание уделяется надежности микросварных соединений медной проволоки с алюминиевыми пленками. Отмечается, что для получения удовлетворительной
свариваемости шарика медной проволоки с алюминиевой металлизацией кристаллов методом термозвуковой сварки необходимо повышение твердости пленки алюминия. Рекомендуется увеличивать твердость пленочной металлизации путем уменьшения скорости осаждения пленок, а также путем их легирования 4 % меди и 1 % кремния.
Прочность соединений алюминиевой проволоки с медной металлизацией на кристалле, покрытой никелем. Медь на воздухе покрывается оксидной пленкой, которая существенно влияет на качество сборочных операций (при микросварке внутренних соединений между кристаллом и корпусом и пайке печатных плат).
Поэтому после нанесения медной металлизации ее защищают покрытиями из Аи, Ag или N1 определенной толщины. Толщину защитных покрытий выбирают опытным путем, исходя из экономических и технологических особенностей.
Анализ существующих способов формирования соединений на кристаллах с металлизацией Си-№ показал, что целесообразно использовать ультразвуковой и термозвуковой методы сварки.
Для проведения экспериментов по качеству соединений на кристаллах с металлизацией Си-№ выбрали ультразвуковую сварку А1 проволокой диаметром 50 мкм. Режимы сварки: время - 40 мс; давление инструмента - 50 г; мощность - 95 единиц по шкале установки УЗС. Соединения формировались на универсальной автоматической установке марки Б&К Бе1уо1ес 64000 05 БА методом «клин-клин» инструментом фирмы 8РТ с плоской поверхностью.
На данных режимах было разварено 20 соединений и проведена оценка прочности контактов (рис. 1).
На рис. 2 представлен внешний вид соединений А1-Си№ покрытие. На этих рисунках видно, что все соединения являются качественными (разрушение происходит по «шейке» первой сварной точки). Прочность соединений достаточно стабильная и изменяется от 20 до 27 сН.
Рис. 1. Интегральное распределение прочности соединений А1 проволоки диаметром 50 мкм с пленкой Си-N1
б
Рис. 2. Внешний вид (а) и характер разрушения соединений (б) А1 проволоки с Си-№ металлизацией
Заключение. Для металлизации с проводящим слоем на основе меди в качестве диффузионно-барьерного слоя рекомендуется сплав Та-^^ Исследования [6] пленок данного сплава показали перспективность использования его в системе металлизации СБИС субмикронного уровня.
Анализ свойств проволочных выводов из Си, А1 и Аи показал целесообразность использования на сборочных операциях медной проволоки: лучшая теплопроводность (в 1,6 раз выше, чем у А1 и в 1,3 раза выше, чем у Аи), обеспечивающая дополнительный теплоотвод от кристалла прибора при большем числе выводов; электрическое сопротивление проволоки диаметром 20 мкм эквивалентно сопротивлению А1 проволоки диаметром 25 мкм.
Для повышения свариваемости шарика медной проволоки с алюминиевой металлизацией кристаллов термозвуковой сваркой необходимо повышать твердость пленки алюминия путем уменьшения скорости осаждения пленок, а также легированием их 4% меди и 1% кремния.
Экспериментально установлены оптимальные режимы ультразвуковой сварки А1
проволоки диаметром 50 мкм с металлизацией Си-№: время - 40 мс; усилие сжатия инструмента - 50 Г; мощность - 95 единиц по шкале универсальной автоматической установки марки Б&К Бе1уо1ее 64000 05 БА методом «клин-клин» инструментом фирмы 8РТ с плоской поверхностью. Прочность соединений на отрыв 20 образцов стабильная и изменяется от 20 до 27 сН. При этом разрушение на всех образцах происходило по «шейке» первой сварной точки.
Целесообразно продолжить работу по совершенствованию технологии сборки ППИ с различными толщинами на кристаллах Си металлизации и защитных пленок N1, Ag и Аи.
Литература
1. Валентинова, М. Воспоминание о будущем. Возврат к меди [Текст] / М. Валентинова // Электроника: Наука, Технология, Бизнес.- 1999.- №4.- С. 38-41.
2. Смолин, В. К. Особенности применения алюминиевой металлизации в интегральных схемах [Текст] / В. К. Смолин // Микроэлектроника.- 2004.- Т. 33.- № 1. С. 10-16.
3. Красников, Г. Я. Физико-технологические основы обеспечения качества [Текст] / Г. Я. Красников, Н. А. Зайцев // СБИС.- М, 1999.- Ч. 2.- 216 с.
4. Алюминиевая металлизация на кристаллах полупроводниковых приборов и ИС [Текст] / В. В. Зенин, В. П. Гальцев, И. А. Каданцев, О.В. Марченко, Б. А. Спиридонов // Вестник Воронежского государственного технического университета.- 2009.- Т. 5.- № 2.- С. 32-37
5. Материалы для металлизации кремниевых СБИС [Текст] / Д. Г. Громов, А. Г. Климовицкий, А. И. Мочалов, В. Л. Евдокимов, А. Д. Сулимин, И. О. Личманов // Электронная промышленность.- 2002.- № 1.- С. 60-66.
6. Исследование барьерных свойств сплава Та-Ш^ в составе многослойной системы металлизации ИС [Текст] / А. Г. Климовицкий, А. И. Мочалов, Д. Г. Громов, Е. В. Леонова, З. А. Мочалов // Известия вузов. Сер. Электроника.- 2003.- № 5.- С. 3-8.
7. [Текст] / А. Г. Климовицкий, В. О. Бурбюжа, Д. Г. Громов и др. // Микро- и наноэлектроника - 2001: тез. докл. Всерос. научн.-техн. конф.- Звенигород, 2001.- С. 118.
8. Капица, М. Гальваническая металлизация в производстве печатных плат [Текст] / М. Капица // Техноло-
гии в электронной промышленности.- 2006.- № 2.- С. 2024.
9. Matsushita Y. Studies of breaks in ultra - fine wire [Text] / Y. Matsushita // Wire Ind.- 1988.- Vol. 55.- № 656.-P. 588-591.
10. Пат. 4676827 США. Wire for joining output semiconductor device and manner of her fabrication [Text] / Hosoda Naoyuki, Morikawa Masaki, Uchiyama Naoki, Yoshida Hdeaki, Ono Toshiaki // Mitsubishi Kinzoku K.K.; заявл. 26.03.86; опуб. 30.06.87.
11. Пат. 4726859 США. Wire for assembly semiconductor devices [Text] / Hosoda Naoyuki, Uchiyama Naoki, Ono Toshiaki, Kawanaka Ryusuke // Mutsubishi Kinzoku K.K., Mitsubishi Denki K.K.; заявл. 27.03.86; опуб. 23.02.88.
12. Пат. 4678114 США. The Manner thermal-compression bonding with using dielectric coating output [Text] / Egava Hiderharu, Okumura Katsuya; заявл. 24.10.84; опубл. 07.07.87.
13. Ланин, В. Термозвуковое присоединение медной проволоки к контактным площадкам [Текст] / В. Ланин, И. Петухов // Печатный монтаж.- 2011.- № 2.- С. 132137.
14. Pitt, V. A. Thermosonic gold wire bonding to copper conductors [Text] / V. A. Pitt, G. R. S. Needes // IEEE Trans. Compon., Hybrids and Manuf. Technol.- 1982.- V. 5.-№ 4.- P. 435-440.
15. Olsen, D. R. Effect of ambient atmosphere on aluminum - copper wirebond reliability [Text] / D. R. Olsen, K. L. James // IEEE Trans. Compon., Hybrids and Manuf. Tech-nol.- 1984.- V. 7.- № 4.- P. 357-362.
16. Pitt, V. A. Ultrasonic aluminum wire bonding to copper conductors [Text] / V. A. Pitt, G. R. S. Needes, R. W. Johnson // 31st Electron. Compon. Conf., Atlanta, Ga.- New York, 1981.- № 4.- P. 18-23.
17. Емельянов, В.А. Термозвуковая разварка межсоединений золотой проволокой на медных рамках [Текст] / В.А. Емельянов, В. Л. Ланин, В.Ф. Ласточкина // Технологии в электронной промышленности.- 1998.- № 2.- С. 2830.
18. He, Ming. Cu penetration into low-k dielectric during deposition and bias-temperature stress [Text] / He Ming, Novak Steven, Vanamurthy Lakhsmanan, Bakhru Hassaram, Plawsky Joes, Lu Toh-Ming. Appl. Phys. Lett.- 2010.- Vol. 97.- № 25.- Р. 252901/1-252901/3.
19. Pitt, V. A. Thermosonic gold wire bonding to copper conductors [Text] / V. A. Pitt, G. R. S. Needes, R. W. Johnson // Solid State Technology.- 1983.- Vol. 26.- № 3.- P. 81-86.
Воронежский государственный технический университет
THE ASSEMBLY OF MICROELECTRONIC DEVICES USING METALLIZATION AND COPPER WIRE
A.A. Stoyanov, V.V Zenin, E.P. Novokreshchenova, M.A. Gribanov
There are showed the features of the formation of copper sputtering on semiconductor crystals and galvanic deposition holes in printed circuit boards. The physical and mechanical properties of copper wire made in Russia and in the company Heraeus (Germany) are showed too. According to literary sources the quality of microcontacts of Au and Al wire with copper plating and copper wire with metallization of Al, Ni and Au was analyzed. It was chosen the optimal method and modes of formation of the compounds of Al wire (diameter of 50 mm) to the pads of the crystals with Cu plating, which was cowered by Ni protective film
Key words: copper metallization, wire, crystal, contacts
