JPH02123764A - 電子装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 「発明の利用分野」 本発明は下地被膜と、この被膜上に光学的バンド巾が１
．ＯｅＶ以上特に１．５〜５．５ｅＶを有する炭素また
は炭素を主成分とする被膜をテープ状キャリアに仮付け
された固体の被形成面上にコーティングすることにより
、これら固体の表面でＳＭＴ　（サーフェイス・マウン
ト・テクノロジ　表面実装技術以下ＳＭＴという）にお
けるマウントの際必要な滑り（平滑性）をよくし、また
電子部品を摩擦によって生ずる静電気の発生による破損
から防ごうとした複合体に関する。

「従来技術」 炭素膜のコーティングに関しては、未発四人の出願にな
る特許１１１ｒ炭素被膜を有する複合体およびその作製
方法１　（特願昭５６−１４６９３６　　昭和５６年９
月１７日出願）が知られている。しかしこれらはその形
成温度が１５０℃以下、好ましくは室温で成膜し、かつ
、これらの温度でも耐熱性を有する有機樹脂を主成分と
するテープ状キャリア上の固体である被形成面に形成せ
んとする場合の例はまったく述べられていない。

また種々の材料表面を複合して有する固体をまず下地被
膜で覆い、その上に積層して炭素または炭素を主成分と
する被膜を形成する例はいわんや述べられていない。

「従来の問題点」 従来、炭素膜に関しては、種々の材料の表面、特に酸化
物材料の表面または金属表面への密着性を考慮した例は
述べられていない。炭素膜を室温（プラズマにより１５
０″Ｃ以下にまで表面が昇温する）で作るという条件で
は形成された被膜が剥がれやすくこの密着性は重要であ
る。この低温での被膜作製方法でも十分な硬度を有せし
め得ることの特徴を有しつつも、固体上ではしばしば固
体表面とは剥がれやすいという問題があった。特に、１
つの固体がセラミック表面、有機樹脂表面、金属表面、
ガラス表面等の複合した表面を有するとともに、一部（
例えば外部接触用電極等）を選択的に被膜を形成せずに
多量生産することは不可能とされていた。

「問題を解決すべき手段」 本発明は、テープ状キャリア上に仮付けされた固体上に
下地被膜として被酸化物、特に好ましくは窒化珪素（Ｓ
ｉＪ４−ｘ　Ｏ≦Ｘ〈４）またはこれらを主成分とする
被膜を室温〜１５０°Ｃの温度で形成し、さらＪここの
上に密接させ炭素または炭素を主成分とする被膜をプラ
ズマ表面コーティングし、その表面テノＳＭＴの際のロ
ーディングロボットとの耐摩耗性等の機械的強度を補強
し、またこれらローディングロボットとの平滑性を向上
せしめたというものである。

特にかかる下地被膜である第１の被膜上に、炭素または
炭素を主成分とする第２の被膜を形成せしめることによ
り、実質的に固体と密着性が向上できる。また第２の被
膜である炭素または炭素を主成分とする被膜は１×１０
６〜５Ｘ１０１３Ωｃｍの比抵抗をもつため、この表面
に静電気が摩擦等でこすれて発生しても、局部的に集中
し固体即ち例えば電子部品を破損するということがない
。このため、本発明において炭素または炭素を主成分と
する被膜は、光学的エネルギバンド巾（Ｅｇという）が
１．ＯｅＶ以上、好ましくは１．５〜５．５ｅＶを有す
るダイヤモンドに類似の１×１０６〜５×１０１３Ωｃ
ｍの半絶縁性の炭素を形成することを特徴としている。

さらに本発明は、その硬度もビッカース硬度が１０００
Ｋｇ／ｍｍ”以上、好ましくは２５００にｇ／ｍｍ”以
上というダイヤモンド類似の硬さを有するアモルファス
（非晶質）または５〜２００人の大きさの微結晶性を有
するセミアモルファス（半非晶質）構造を有する炭素ま
たはこの炭素中に水素または弗素の如きハロゲン元素が
２５原子％以下、または■価またはＶ価の不純物が５原
子％以下の濃度に添加されたいわゆる炭素、または炭素
を主成分とする（以下本発明においては単に炭素という
）被膜を、下地材料特に絶縁性下地材料である窒化珪素
（Ｓｉ３Ｎ４−Ｘ　Ｏ≦ｘ＜４）またはこれを主成分と
した被膜上に設けた複合体を設けんとしたものである。

また本発明は、この炭素に■価の不純物であるホウ素を
０．１〜５原子％の濃度に添加し、Ｐ型の炭素を設け、
またＶ価の不純物であるリン、窒素を同様に０．１〜５
原子％の濃度に添加し、Ｎ型の炭素を設けることにより
、この基板上面の炭素を１×１０６〜５Ｘ１０′３Ωｃ
Ｉｌと半絶縁性の導電性にしたことを他の特徴としてい
る。

また本発明は基体として、特にＰＥＴ（ポリエチレンテ
レフタート）、ＰＥＳ、ＰＭＭＡ、　テフロン、エポキ
シ、ポリイミド等の有機樹脂または金属のメツシュ状の
テープキャリア、紙等テープ状キャリアを用いた。そし
てテープ状キャリア上に半導体金属、セラミックス、有
機樹脂、磁性材料が複合化した固体、特に半導体集積回
路、トランジスタ、ダイオード等の個別部品を仮付けま
たは配設し、ロール・ツー・ロール（ｒｏｌｌ　ｔｏ　
ｒａｌｌ以下ＲＴＲという）方式で移動しつつ、このテ
ープ状キャリア上の固体表面上に下地材料の第１の被膜
とこの被膜上に炭素膜の第２の被膜を形成せんとするも
のである。

特に複数種類の材料表面をもつ複合化した材料である半
導体集積回路、トランジスタ、ダイオド、抵抗、コンデ
ンサ等の個別部品に対し、本発明は有効である。

本発明は、耐摩耗材であり、かつ耐すべりやすさを表面
に必要とする電気部品に特に有効である。

以下に図面に従って本発明に用いられた複合体の作製方
法を記す。

「実施例１」 第１図は本発明の炭素または炭素を主成分とする被膜を
形成するためのＲＴＲ方式のプラズマＣＶＤ装置の概要
を示す。

図面において、ドーピング系（１０）において、キャリ
アガスである水素を（１０−１）より、反応性気体であ
る炭化水素気体、例えばエチレンを（１０−２）より、
Ｃ２Ｆ、を（１０−３）より、７価不純物のアンモニア
トリメチルアミン（Ｎ　（Ｃｌｌｚ）　３）　、）リエ
チルアミン　（Ｎ　（Ｃ２）Ｉｓ）　ｔ）を（１０−４
）よりバルブ（２８）、流量計（２９）をへて反応系（
３０）中にノズル（２５）より導入する。また下地材用
被膜形成用として窒素（１１−１）より、ジシラン（Ｓ
ｉｚｌｌｂ）を（１１−２）より、メタンまたはエチレ
ンを＜１ｌ−３）より、エツチング用にＳＦ、、ＮＦ３
またはＣ２Ｆ、を（１１−４）よりバルブ（２８）、流
量計（２９）をへて導入する。このノズルに至る前に、
反応性気体の励起用にマイクロ波エネルギを（２６）で
加えて予め活性化させることは有効である。

反応系（３０）では、第１のロール（４）より第２のロ
ール（５）に補助ロール（６）　、　（７）を経て移動
する。

この補助ロール（７）は固体を仮付または配設したテー
プ状キャリアの基体（１）にたるみがニないように一定
の張力（テンション）を与えるべく、バネ（２７）を具
備する。補助ロール間には、第１の電極（２）、被形成
面を具備するテープ状キャリア（１）。

第２の電極（３）を有し、一対の電極（２）　、　（３
）間には高周波電極（１５）、マツチングトランス（１
６）　、直流バイアス電源（１７）より電気エネルギが
加えられ、プラズマ（４０）が発生する。排気系（２０
）は圧力調整バルブ（２５）、ターボ分子ポンプ（２２
）、　　ロータリーポンプ（２３）をへて不要気体を排
気する。

これらの反応性気体は、反応空間（４０）で０．０１〜
Ｑ、３ｔｏｒｒ例えばＱ、　１ｔｏｒｒとし、高周波に
よる電磁エネルギにより０．１〜５ＫＨのエネルギを加
えられる。直流バイヤスを（１７）より、被形成面上に
−５０〜−６００ｖを加える。

ジシランと窒素とを５ｉｚＬ／Ｎｚ＝０．０１〜０．１
として窒化珪素ＳｉＪ、−ｘ　Ｏ≦Ｘ＜４を形成した。

さらにこの上に炭素膜を形成せんとする時、この第１の
被膜の形成に用いた反応性気体を完全に排除し、次に反
応性気体として、ＣｚＦａ：ＣＪｎ：Ｈ□−１：１：５
にＮｔ（：＋、　Ｎ（ＣＨ３）　３を添加して用いた。

第１の電極は冷却手段（９）を有し、冷却液体を（８）
より入れ、（８′）に排出させ、１５０〜−１００°Ｃ
に保持させる。かくしてプラズマにより被形成面上に例
えば窒化珪素膜とその上にビッカース硬度１０００Ｋｇ
／ｍｍ”以上を有するとともに、平滑性を有するＳＰ３
軌道を有するＣ−Ｃ結合を多数形成したアモルファス構
造または微結晶構造を有する炭素を生成させた。

この電磁エネルギは５０Ｗ−１ｉｌｌを供給し、単位面
積あたり０．０３〜３Ｗ／ｃｍ”のプラズマエネルギを
加えた。このプラズマ密度が大きい場合、また予めマイ
クロ波で反応性気体が励起されている場合は、５〜２０
０人の大きさの微結晶性を有するセミアモルファス構造
の炭素を生成させることができた。

成膜速度は１００〜１０００人／分を有し、特に表面温
度を一５０〜１５０°Ｃとし、負の直流バイアスを−１
００〜−３００ｖ加えた場合、ビッカース硬度として１
０００Ｋｇ／ｍｍ”以上の硬度を有しつつその成膜速度
は１００〜２００人／分を得た。

この反応生成物は、基体（１）が冷却媒体（９）により
所定の温度になった固体上面に被膜として形成される。

反応後の不純物は排気系（２０）よりターボ分子ポンプ
、ロータリーポンプを経て排気される。反応系は０．０
０１〜１０ｔｏｒｒ代表的には０．０１〜０．５ｔｏｒ
ｒに保持されており、マイクロ波（２６）、高周波のエ
ネルギ（１５）により、反応系内はプラズマ状態（４０
）が生成される。特に励起源がＩＧＨｚ以上、例えば２
．４５ＧＩＩｚの周波数にあっては、Ｃ−Ｈ結合より水
素を分離し、さらに周波源が０．１〜５０　Ｍ　ＩＩ　
ｚ例えば１３．５６ＭＨ２の周波数にあっては、Ｃ−Ｃ
結合、Ｃ＝Ｃ結合を分解し、Ｃ−Ｃ結合または−Ｃ−Ｃ
−結合を作り、炭素の不対結合手同志を互いに衝突させ
て共有結合させ、安定なダイヤモンド構造を局部的に有
した構造とさせ得る。

か（してテープ状キャリア上に半導体（シリコンウェハ
）、セラミックス、磁性体、金属または電気部品の固体
が仮付けまたは配設された固体表面上に炭素特に炭素中
に水素を２５モル％以下含存する炭素またＰ、Ｉまたは
Ｎ型の導電型を有する炭素被膜を形成させることができ
た。

「実施例２」 第２図は実施例１の作製方法によって得られた下地被膜
である窒化珪素膜とその上に炭素がコーティングされた
固体である複合体の例である。

即ち第２図（＾）に示す如く、テープ状キャリア上に固
体である電気部品（４５）（この固体の形状は任意に被
コーテイング材によって決められる）等が仮付けされて
いる。これを第１図のＲＴＲ方式にてこの上面に窒化珪
素膜を２００人〜５μｍの厚さに形成し、さらに炭素を
２００人〜５μｍの厚さに設けた複合被膜（５０）を示
す。

さらにこれらの複合膜（５０）をコートした後、これら
固体（４５）をテープ状キャリア（４１）よりとりはず
し、第２図（Ｂ）に示すようにそれぞれ分離した。

かかる電気部品の一例として、ＳＭＴ用の半導体集積回
路、抵抗、コンデンサ、磁気ヘッド、サマルヘッド、密
着型イメージセンサがあげられる。

「実施例３」 本発明において、第１図のロールの上下を逆向きとし、
第３図（Ａ）　、　（Ｂ）に示す如く固体（４５）をテ
ープ状キャリアの上面に配設した。この固体上に実施例
１に示したプラズマＣＶＤ法により下地材料の第１の被
膜を形成した。さらに第１図においてそれに用いた気体
を排気した後、この上面に第１図のテープキャリアの働
きを逆向きにして移動しつつ炭素膜を流れ作業的にコー
ティングすることも有効である。

かかる場合にも固体の一例として半導体のウェハ（４５
）例えばシリコンウェハの表面側に炭素膜をコートする
ことは有効である。この炭素膜は窒化珪素膜が形成され
る上に１×１０６〜５Ｘ１０”０ｃｍの半絶縁性を有し
、平滑性を有するため、静電気破壊に対する防止に有効
である。さらに炭素膜は熱伝導度がよいため、半導体集
積回路におけるパワートランジスタ部等の局部発熱を全
体に均一に逃がすことができる。そしてウェハの表面に
形成される場合、炭素膜は０．０２〜５μｍの厚さ、例
えば０．３〜１μｍの厚さに形成した。この厚さは下地
材料として窒化珪素膜を０．１〜１μｍの厚さに形成し
ているため密着性が阻害されずＩくでき、ひいては熱伝
導を大きくすることができた。

さらに、選択除去用レジストを選択的にコートし、酸化
物気体のプラズマエツチングにより炭素膜および窒化珪
素膜に関し、ボンディングバット部のみ除去した。この
後、これらの上のレジストを除去した。そして炭素膜を
ファイナルコート膜としてＩＣチップの上面に構成させ
た。

このコーティングの後、ウェハのプローブテストを行い
、さらにそれぞれのＩＣチップにするため、スクライブ
、ブレイク工程を経て、各半導体チップの裏面に炭素膜
がコートされた状態でダイボンディング、ワイヤボンデ
ィングをして完成させた。

「実施例４」 この実施例においては、下地材料の被膜および炭素膜を
半導体集積回路が予め形成されたチップにスクライブ、
ブレイクされたシリコン半導体の上表面および裏面のす
べてにわたり第２図（Ｂ）に示す如く形成した。この場
合、シリコンチップのパッド部に予め金等で°バンブ（
外部接続点）を作り、この部分をテープキャリアに仮付
した。するとこの仮付した部分のみには複合膜が形成さ
れないため、第２図（Ｂ）に示した如く、テープキャリ
アより固体を分離した時もバンブを除きすべてを静電破
壊防止用の複合膜が覆うことができる。

かくすると、パワートランジスタ等により局部加熱をさ
らに速やかに全体に広げることができた。

加えて、ナトリウムイオンに対するブロッキングも可能
となった。もちろんこの炭素膜はアルミニューム配線間
またこの炭素膜上に他の酸化珪素膜等を残存させてもよ
い。

「効果」 本発明は、ＳＭＴ等一部に異種材料がその表面をこすっ
て走行する電気用部材にきわめて有効である。特にこの
炭素膜は熱伝導率が大きいため、高速テープ状キャリア
走行により発生する熱を全体に均一に逃がし、局部的な
昇温およびそれに伴う磁気ヘッドの特性劣化を防ぐこと
ができる。そのめ、耐摩耗性、耐静電気破壊性、裔熱伝
導性、炭素膜特有の高平滑性等、多くの特性を併用して
有効に用いている。

以上の説明より明らかな如く、本発明は有機樹脂または
それに複合化させたガラス、磁性体、金属またはセラミ
ック、さらに半導体またはそれらの複合体を構成し、そ
れら複合材料の表面を有する固体表面に下地材料である
窒化珪素膜とその上の炭素または炭素を主成分とした被
膜をコーティングして設けたものである。

この複合体は他の多くの実施例にみられる如くその応用
は計り知れないものであり、有機材料を下地材料とし、
その上に炭素をともに１５０°Ｃ以下の低温で形成させ
てもよい。

本発明は、固体に対する密着性が下地被膜を設けたこと
によりきわめて優れているのが特徴である。

本発明におけるセラミックはアルミナ、ジルコニア、カ
ーボランダムでもよ（、また旧ＣａＢａＣｕＯ等の超伝
導材料、ＹＢＣＯ系の酸化物超伝導材料にも適用できる
。

またｔｎ性体はサマリューム、コバルト等の希土ＭＧｆ
１石、アモルファス磁性体、酸化鉄またはこれにニッケ
ル、クロム等がコートされた形状異方形の磁性体であっ
てもよい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の下地被膜と炭素または炭素を主成分と
する被膜とを基体の被形成面上に作製するロール・ツー
・ロール方式の製造装置の概要を示す。 第２図および第３図は本発明の複合体の実施例を示す。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. １．半導体集積回路の如き固体を覆って、下地被膜であ
   る第１の被膜と、該被膜上に炭素または炭素を主成分と
   する第２の被膜とを設けたことを特徴とする電子装置。
2. ２．特許請求の範囲第１項において、炭素または炭素を
   主成分とする被膜は１×１０＾６〜５×１０＾１＾３Ω
   ｃｍの比抵抗を有することを特徴とする電子装置。
3. ３．特許請求の範囲第１項において、下地被膜は窒化珪
   素（Ｓｉ＿３Ｎ＿４＿−＿Ｘ，０≦Ｘ＜４）またはこれ
   を主成分とする薄膜よりなることを特徴とする電子装置
   。