RU207482U1 - Кремниевая коммутационная плата для многокристальных интегральных модулей - Google Patents
Кремниевая коммутационная плата для многокристальных интегральных модулей Download PDFInfo
- Publication number
- RU207482U1 RU207482U1 RU2021118389U RU2021118389U RU207482U1 RU 207482 U1 RU207482 U1 RU 207482U1 RU 2021118389 U RU2021118389 U RU 2021118389U RU 2021118389 U RU2021118389 U RU 2021118389U RU 207482 U1 RU207482 U1 RU 207482U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- substrate
- silicon
- board
- contact pads
- dielectric
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
- H01L23/48—Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor
- H01L23/482—Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor consisting of lead-in layers inseparably applied to the semiconductor body
- H01L23/4825—Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor consisting of lead-in layers inseparably applied to the semiconductor body for devices consisting of semiconductor layers on insulating or semi-insulating substrates, e.g. silicon on sapphire devices, i.e. SOS
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
- H01L23/48—Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor
- H01L23/482—Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor consisting of lead-in layers inseparably applied to the semiconductor body
- H01L23/4827—Materials
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/02—Bonding areas; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/0212—Auxiliary members for bonding areas, e.g. spacers
- H01L2224/02122—Auxiliary members for bonding areas, e.g. spacers being formed on the semiconductor or solid-state body
- H01L2224/02163—Auxiliary members for bonding areas, e.g. spacers being formed on the semiconductor or solid-state body on the bonding area
- H01L2224/02165—Reinforcing structures
- H01L2224/02166—Collar structures
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/02—Bonding areas; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/04—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process
- H01L2224/05—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process of an individual bonding area
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
Abstract
Полезная модель относится к элементам конструкции модулей, в одном корпусе объединяющих несколько кремниевых кристаллов интегральных устройств. Технический результат - предотвращение возможности образования каналов утечки между контактными площадками и подложкой. Достигается тем, что плата состоит из кремниевой подложки, на поверхность которой нанесены слои 1, 2, …7 диэлектрика, чередующиеся со слоями 8, 9, 10, 11 12 металлической разводки, межслойные соединения 13, 14, 15, 16 и контактные площадки для подключения выводов устанавливаемых на плату кристаллов или выводов корпуса. В приповерхностном слое кремниевой подложки под каждой контактной площадкой формируется отдельная область противоположного подложке типа проводимости. 1 ил.
Description
Полезная модель относится к элементам конструкции модулей, в одном корпусе объединяющих несколько кремниевых кристаллов полупроводниковых приборов.
Для сборки сложных полупроводниковых устройств известно применение коммутационных плат, обеспечивающих электрические связи выводов одного или нескольких кристаллов с выводами корпуса посредством проволочных соединений, см., например, патент США №5332864, НПК 174/52.4, МПК H01L 23/02, опубликованный 26 июля 1994 г. [1]. В этом устройстве применена коммутационная плата, обеспечивающая подключение выводов полупроводникового кристалла к выводам корпуса в условиях, когда непосредственные проволочные соединения выполнить невозможно из-за большой разницы плотностей размещения контактных площадок кристалла и выводов корпуса. Коммутационная плата представляет собой тонкую гибкую диэлектрическую пластинку с одним слоем проводников на поверхности. Такая конструкция платы снижает возможности ее применения в многокристальных модулях, из-за сложности выполнения пересекающихся электрических связей. Кроме того, диэлектрический материал коммутационной платы может обладать недостаточной теплопроводностью для отвода тепла от кристаллов к основанию корпуса и сильно отличаться от кремния по коэффициенту термического расширения, что вместе снижает и прочность, и надежность всей конструкции модуля.
Эти недостатки удается устранить в случае выполнения коммутационной платы в виде кремниевой подложки с нанесенными на ее поверхность несколькими слоями металлической разводки, разделенными слоями диэлектрика, как описано в патенте РФ на полезную модель №154339 МПК H01L 25/00, H01L 23/482, H01L 23/50, Н05К 1/14, опубликованном 20 августа 2015 г. [2]. По технической сущности данное устройство наиболее близко заявляемой полезной модели.
Наиболее близкий аналог - кремниевая коммутационная плата для многокристальных интегральных модулей, состоит из подложки из кремния, на поверхность которой нанесены чередующиеся слои диэлектрика и металлической разводки с межслойными соединениями и контактными площадками для подключения выводов устанавливаемых на плату кристаллов и выводов корпуса.
Коммутационная плата на основе кремния по коэффициенту термического расширения идентична устанавливаемым на нее кристаллам, а по теплопроводности кремний превосходит многие широко применяемые диэлектрические материалы. Многослойность разводки повышает возможности выполнения электрических связей.
Однако, при сборке модуля контактные площадки платы подвергаются давлению, особенно в процессе присоединения проволочных связей. Это может привести к образованию трещин в слоях диэлектрика между контактными площадками и подложкой. Во время работы устройства металл контактных площадок в результате электродиффузии мигрирует в трещины, создавая каналы утечки.
Технический результат полезной модели заключается в предотвращении возможности образования каналов утечки между контактными площадками и подложкой.
Технический результат достигается тем, что в кремниевой коммутационной плате для многокристальных интегральных модулей, состоящей из подложки из кремния определенного типа проводимости, на поверхность которой нанесены чередующиеся слои диэлектрика и металлической разводки с межслойными соединениями и контактными площадками для подключения выводов устанавливаемых на плату кристаллов и выводов корпуса, под каждой контактной площадкой в приповерхностном слое кремниевой подложки сформирована отдельная область противоположного подложке типа проводимости.
Указанное выполнение устройства позволяет создать под контактными площадками области, изолированные друг от друга встречно последовательно включенными P-N переходами.
Отличительными признаками полезной модели являются элементы физической структуры кремниевой подложки.
Полезная модель поясняется чертежом сечения физической структуры фрагмента кремниевой коммутационной платы с контактной площадкой и межслойными соединениями.
Кремниевая коммутационная плата для многокристальных интегральных модулей состоит из подложки из кремния определенного типа проводимости - на поясняющем чертеже Р-типа, на поверхность которой нанесены слои 1, 2, …7 диэлектрика, чередующиеся со слоями 8, 9, 10, 11 12 металлической разводки, межслойные соединения 13, 14, 15, 16 и контактная площадка для подключения выводов устанавливаемых на плату кристаллов или выводов корпуса. Под контактной площадкой в приповерхностном слое кремниевой подложки сформирована отдельная область в данном примере N-типа проводимости.
Указанную плату можно изготовить следующим образом.
В кремниевой монокристаллической подложке Р-типа проводимости в местах расположения контактных площадок методом фотолитографии и имплантации примеси формируют области N-типа проводимости глубиной 1,5 мкм.
Далее осаждают слой 1 оксида кремния толщиной 0,9 мкм.
Затем осаждают слой 8 алюминия толщиной 0,5 мкм и методом фотолитографии формируют первый уровень металлической разводки.
Далее осаждают диэлектрический слой 2, в котором при помощи фотолитографии вскрывают отверстия 13, заполняемые вольфрамом для получения контактов к проводникам следующего выше металлического слоя 9. Слой 2 выравнивают шлифовкой до толщины 0,6 мкм над проводниками в слое 8.
Аналогичным образом с теми же размерами создают второй уровень разводки в слое 9 алюминия и покрывающий его слой 3 диэлектрика с заполненными вольфрамом соединительными отверстиями 14, а потом и третий уровень разводки в слое 10 алюминия.
Затем осаждают слой 4 диэлектрика, методом фотолитографии вскрывают в нем заполняемые вольфрамом отверстия 15 и выравнивают поверхность, оставляя над проводниками третьего уровня в слое 10 диэлектрик толщиной 0,8 мкм.
Четвертый уровень разводки формируют фотолитографическим методом в слое 11 алюминия, осаждаемом до толщины 0,92 мкм. Посредством осаждения его накрывают диэлектрическим слоем 5 с отверстиями 16, заполняемыми вольфрамом. Выравнивающей шлифовкой поверхности слоя 5 его толщину над проводниками четвертого уровня в слое 11 доводят до 0,8 мкм.
В слое 12 алюминия толщиной 0,92 мкм, наносимым и обрабатываемым так же, как слой 11 создают разводку пятого уровня, поверх которой осаждают диэлектрические защитные слой 6 и 7 оксида и нитрида кремния с толщинами 0,5 и 0,4 мкм соответственно.
В защитных слоях 6 и 7 методом фотолитографии формируют окна в местах расположения контактных площадок до верхнего слоя 12 алюминия.
Во время сборки многокристального модуля при появлении трещин в слоях диэлектрика между контактными площадками и кремниевой подложкой в результате давления, оказываемого на контактные площадки в процессе присоединения связей, образующиеся в трещинах каналы утечки будут прерваны P-N переходами, отделяющими области под контактными площадками от подложки. Для повышения изолирующего эффекта P-N переходов на подложку кремниевой коммутационной платы целесообразно подать электрический потенциал, обеспечивающий их безусловное обратное смещение.
Claims (1)
- Кремниевая коммутационная плата для многокристальных интегральных модулей, состоящая из подложки из кремния определенного типа проводимости, на поверхность которой нанесены чередующиеся слои диэлектрика и металлической разводки с межслойными соединениями и контактными площадками для подключения выводов устанавливаемых на плату кристаллов и выводов корпуса, отличающаяся тем, что под каждой контактной площадкой в приповерхностном слое кремниевой подложки сформирована отдельная область противоположного подложке типа проводимости.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2021118389U RU207482U1 (ru) | 2021-06-24 | 2021-06-24 | Кремниевая коммутационная плата для многокристальных интегральных модулей |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2021118389U RU207482U1 (ru) | 2021-06-24 | 2021-06-24 | Кремниевая коммутационная плата для многокристальных интегральных модулей |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU207482U1 true RU207482U1 (ru) | 2021-10-29 |
Family
ID=78467070
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2021118389U RU207482U1 (ru) | 2021-06-24 | 2021-06-24 | Кремниевая коммутационная плата для многокристальных интегральных модулей |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU207482U1 (ru) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20050142765A1 (en) * | 2003-12-30 | 2005-06-30 | Hynix Semiconductor Inc. | Method for manufacturing flash memory device |
| US6927102B2 (en) * | 2000-09-21 | 2005-08-09 | Cambridge Semiconductor Limited | Semiconductor device and method of forming a semiconductor device |
| RU2333568C1 (ru) * | 2005-12-01 | 2008-09-10 | Производственное республиканское унитарное предприятие "Завод полупроводниковых приборов" | Способ изготовления системы металлизации кремниевых полупроводниковых приборов |
| RU2503085C1 (ru) * | 2009-12-09 | 2013-12-27 | Шарп Кабусики Кайся | Полупроводниковое устройство и способ его изготовления |
| RU154339U1 (ru) * | 2014-12-01 | 2015-08-20 | Зао "Группа Кремний Эл" | Кремниевая коммутационная плата |
-
2021
- 2021-06-24 RU RU2021118389U patent/RU207482U1/ru active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6927102B2 (en) * | 2000-09-21 | 2005-08-09 | Cambridge Semiconductor Limited | Semiconductor device and method of forming a semiconductor device |
| US20050142765A1 (en) * | 2003-12-30 | 2005-06-30 | Hynix Semiconductor Inc. | Method for manufacturing flash memory device |
| RU2333568C1 (ru) * | 2005-12-01 | 2008-09-10 | Производственное республиканское унитарное предприятие "Завод полупроводниковых приборов" | Способ изготовления системы металлизации кремниевых полупроводниковых приборов |
| RU2503085C1 (ru) * | 2009-12-09 | 2013-12-27 | Шарп Кабусики Кайся | Полупроводниковое устройство и способ его изготовления |
| RU154339U1 (ru) * | 2014-12-01 | 2015-08-20 | Зао "Группа Кремний Эл" | Кремниевая коммутационная плата |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US3761782A (en) | Semiconductor structure, assembly and method | |
| US3388301A (en) | Multichip integrated circuit assembly with interconnection structure | |
| KR100909562B1 (ko) | 반도체 소자 및 그 제조방법 | |
| CN101714512B (zh) | 具有三维层叠结构的半导体器件的制造方法 | |
| CA2144323C (en) | Methods and apparatus for producing integrated circuit devices | |
| US5061985A (en) | Semiconductor integrated circuit device and process for producing the same | |
| US6181016B1 (en) | Bond-pad with a single anchoring structure | |
| TW442932B (en) | Semiconductor package and method of fabricating the same | |
| US11291146B2 (en) | Leadframe substrate having modulator and crack inhibiting structure and flip chip assembly using the same | |
| TW200414455A (en) | Semiconductor device and method for manufacturing the same | |
| US8648444B2 (en) | Wafer scribe line structure for improving IC reliability | |
| US20240072009A1 (en) | Semiconductor package and related methods | |
| US20160351462A1 (en) | Fan-out wafer level package and fabrication method thereof | |
| US20110101531A1 (en) | Thermo-mechanical stress in semiconductor wafers | |
| JP2016025107A (ja) | 半導体装置、および半導体装置の製造方法 | |
| US5659202A (en) | Semiconductor device with a pair of dummy electrodes below an inner lead | |
| JP2015099827A (ja) | 半導体装置および半導体装置の製造方法 | |
| RU207482U1 (ru) | Кремниевая коммутационная плата для многокристальных интегральных модулей | |
| KR20060010124A (ko) | 공동부를 구비한 캡 웨이퍼, 이를 이용한 반도체 칩, 및그 제조방법 | |
| KR970077573A (ko) | 도금된 구리 상부 표면 레벨 상호 접속을 갖는 집적 회로를 위한 플라스틱 캡슐화 | |
| JPH05226339A (ja) | 樹脂封止半導体装置 | |
| TW201413886A (zh) | 半導體封裝件及其製法 | |
| JP2009505390A (ja) | 分離及び不動態の層用の支持構造を有する半導体装置 | |
| US20220028699A1 (en) | Chip-substrate composite semiconductor device | |
| CN113097201B (zh) | 半导体封装结构、方法、器件和电子产品 |