Введение к работе
Актуальность темы. С увеличением плотности межсоединений ИС, повышением степени их интеграции и быстродействия наметилась тенденция к исполнению всего мнкроэлектронного устройства на одном основании. Это обусловило потребность в новых видах оснований, имеющих большие размеры и большое количество внутренних межсоединений. Одним из вариантов решения этой проблемы явились металлические подложки со стекловидным диэлектрическим покрытием (МД-подложки). Благодаря более высоким, чей у керамических подложек, механической прочности, стойкости к гермоударам, теплорассеивающей способности МД-подложки используются при изготовлении мощных ГИС, коммутационных плат большого размера, ГИС, эксплуатируемых в условиях значительных механических воздействий (ударов, вибраций и т.д.).
Несмотря на перечисленные достоинства МД-подложек, объем ГИС, производимых на МД-подложках, невелик. Это объясняется тем, что разработанные диэлектрики не отвечают в полной мере предъявляемым к ним требованиям. Так, перед разработчиками ГИС стоит ряд нерешенных задач, в том числе, относительно высокая неплоскостность МД-подложек, нестабильность свойств при повторных высокотемпературных термообработках и др.
Решение этих задач осложняется тем, что в настоящее время отсутствует научно обоснованный подход к разработке стекловидных диэлектрических материалов для МД-подложек, учитывающий специфические особенности последних.
Цель и задачи исследования. Цель диссертационной работы состояла в разработке научно обоснованных критериев выбора стекловидных материалов для диэлектрических слоев толстопленочных ГИС на металлических подложках.
Для достижения поставленной цели необходимо было последовательно решить следующие основные задачи:
провести проверку ранее предложенных критериев выбора стекловидных диэлектриков для диэлектрических слоев толстопленочных ГИС;
разработать научно обоснованный подход к синтезу стекловидных диэлектрических материалов для ГИС на МД-подложках;
экспериментально проверить предложенные критерии и рекомендации.
Научная новизна работы. Положения, выносимые на защиту:
1). Разработаны критерии выбора стекол для диэлектрических слоев.
2). Установлены и изучены факторы, влияющие на изгиб в структуре "подложка-стекловидное покрытие".
3). Установлен и изучен эффект влияния внутренних механических напряжений в стекловидных материалах и напряжений в структуре "подложка-стекловидное покрытие" на электрическое сопротивление и диэлектрические потери материала покрытия.
4). Впервые установлен и изучен эффект повышения стабильности свойств высокотемпературных СІД к повторным высокотемпературным термообработкам при введении в них малых добавок наполнителей.
5). Впервые изучена область стеклообразования и свойства стекловидных диэлектриков в системе CaO-MgO-B203-Si02.
Практическая ценность работы:
- С использованием предложенных критериев разработаны соста
вы стекол для ситаллоцементов марок СЭ-6, СЭ-8, СЭ-9, СЭ-10, СЭ-18 и
композиционного материала марки СЭ-2-1, предназначенных для диэ
лектрических слоев толстопленочных ГИС на МД-подложках.
- Проведена апробация стекол для ситаллоцементов марок СЭ-9 и
СЭ-10 в технологии ГИС на стальных подложках.
Внедрение и использование результатов. Результаты работы внедрены в НПО "Динамика" (г.Уфа) в производстве крупноформатных типовых элементов замены АПОИ.
Апробация работы. Основные результаты исследований доложены и обсуждены на 16 научно-технических конференциях (НТК) и семинарах (НТС), в том числе:
НТС "Технология и конструирование микросборок на металлических подложках" (Красногорск Московской обл., 1987, 1992);
Всесоюзном НТС "Пути совершенствования технологии полупроводниковых и диэлектрических материалов электронной техники" (Одесса, 1988);
НТС "Прогрессивная технология изготовления гибридных интегральных микросхем" (Минск, 1988);
11 НТС "Новые материалы для толстопленочной технологии" (Паланга, 1990);
3 Всесоюзной НТК "Состояние и перспективы развития гибридной технологии и гибридных интегральных схем в приборостроении" (Ярославль, 1991);
13 НТС "Новые материалы для микроэлектроники на основе тугоплавких соединений" (Юрмала, 1992);
НТС "Технология изготовления многоуровневых плат с пассивными элементами" (Красногорск Московской обл., 1992);
14 НТС "Новые материалы для микроэлектроники на основе тугоплавких соединений" (Туапсе, 1994);
Всероссийском совещании "Наука и технология силикатных материалов в современных условиях рыночной экономики", (Москва, 1995);
Всероссийской НТК "Электроника и информатика", (Москва, 1995);
2 Всероссийской НТК с международным участием "Микроэлектроника и информатика-97", (Москва, 1997);
- 3 Международной НТК "Электроника и информатика - XXI
век". (Москва, 2000).
Образцы изделий, изготовленных на основе разработанных материалов и технологических процессов, демонстрировались на междуна-
родной передвижной коммерческой выставке Гособразования СССР (Будапешт, Прага, Берлин, Варшава, 1989), выставках Минобразования РФ "Товары народного потребления" (1995, 1996).
Публикации. По теме диссертации опубликованы 11 статей, 16 тезисов докладов, 10 а.с. СССР и патента России.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, общих выводов, двух приложений и содержит 149 страниц машинописного текста, 95 рисунков, 50 таблиц, а также библиографический список литературы из 264 наименований на 25 страницах.
