[go: up one dir, main page]

RU2474004C1 - Method to manufacture multi-level thin-film microcircuit chips - Google Patents

Method to manufacture multi-level thin-film microcircuit chips Download PDF

Info

Publication number
RU2474004C1
RU2474004C1 RU2011134356/07A RU2011134356A RU2474004C1 RU 2474004 C1 RU2474004 C1 RU 2474004C1 RU 2011134356/07 A RU2011134356/07 A RU 2011134356/07A RU 2011134356 A RU2011134356 A RU 2011134356A RU 2474004 C1 RU2474004 C1 RU 2474004C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
level
transition windows
conductor layer
layer
photolithography
Prior art date
Application number
RU2011134356/07A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Валентин Константинович Гусев
Алексей Викторович Негин
Татьяна Геннадьевна Андреева
Original Assignee
Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом"
Федеральное государственное унитарное предприятие федеральный научно-производственный центр "Научно-исследовательский институт измерительных систем им. Ю.Е. Седакова"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом", Федеральное государственное унитарное предприятие федеральный научно-производственный центр "Научно-исследовательский институт измерительных систем им. Ю.Е. Седакова" filed Critical Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом"
Priority to RU2011134356/07A priority Critical patent/RU2474004C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2474004C1 publication Critical patent/RU2474004C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Coils Or Transformers For Communication (AREA)

Abstract

FIELD: electricity.
SUBSTANCE: in the method to manufacture multi-level thin-film microcircuit chips, including alternate vacuum application of conductor layers onto a substrate with subsequent development of a pattern of a chip by the method of photolithography, application of insulating layers and formation of level-to-level connections in them from one conductor layer to another by etching transition windows in the insulation and their dusting with a conducting material, level-to-level connections are formed by dusting of transition windows simultaneously by sputtering of the conductor layer of the appropriate level and making a pattern of the chip by the method of photolithography, besides, level-to-level connections are formed of a larger size than the size of transition windows in plan. In each subsequent insulating layer they etch transition windows of a larger size compared to the previous one.
EFFECT: simplified technology to make microcircuit chips and their higher reliability.
2 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к области изготовления микросхем и может быть использовано для изготовления многоуровневых тонкопленочных гибридных интегральных схем (ГИС) и анизотропных магниторезистивных преобразователей (АМРП). The invention relates to the field of manufacturing microcircuits and can be used for the manufacture of multi-level thin-film hybrid integrated circuits (GIS) and anisotropic magnetoresistive converters (AMRP).

Одной из основных проблем технологии многоуровневых микросхем является создание надежного электрического контакта между проводниками, разделенными изоляционным слоем.One of the main problems of multilevel microcircuit technology is the creation of reliable electrical contact between conductors separated by an insulating layer.

Известен «Способ изготовления тонкопленочной микросхемы», описанный в патенте RU 2040131 С1 кл. Н05К 3/46, в котором эта задача для двухуровневой ГИС решается следующим образом. На подложку из поликора напыляется в вакууме структура V-Cu-V, на которой методом фотолитографии формируется рисунок проводников и контактных площадок. Затем наносится полиимидный лак АД-9103, который имидизируется путем выдержки при повышенной температуре. На полученном таким образом изоляционном слое методом фотолитографии вытравливают переходные окна в местах межуровневых соединений. После стравливания верхнего слоя V в окне на обнажившуюся медь гальванически осаждают медь до полного заполнения окна (так называемый процесс планаризации - выравнивания поверхности). Сверху осаждают V-Cu, проводят фотолитографию и формируют конструктивную защиту.The well-known "Method of manufacturing a thin-film microcircuit" described in patent RU 2040131 C1 class. Н05К 3/46, in which this task for a two-level GIS is solved as follows. A V-Cu-V structure is sprayed in a vacuum on a polycor substrate, on which a pattern of conductors and contact pads is formed by photolithography. Then AD-9103 polyimide varnish is applied, which is imidized by aging at elevated temperature. On the insulation layer thus obtained, photolithography etch transition windows in the places of inter-level joints. After etching of the upper layer V in the window, copper is galvanically deposited onto exposed copper to the window is completely filled (the so-called planarization process - surface leveling). V-Cu is precipitated from above, photolithography is performed and constructive protection is formed.

Недостатком данного способа является сложность процесса и невозможность его использования для изготовления микросхем с числом уровней более двух. Кроме того, технически сложно одновременно во всех переходных окнах гальванически нарастить медь точно до их верхнего уровня (поверхности полиимида). За счет естественной неравномерности электрического поля и обеднения раствора в процессе эксплуатации гальваническая медь будет находиться либо выше, либо ниже верхнего уровня окна, что снижает надежность коммутации вследствие ограниченности контакта проводящего слоя с медным «столбиком».The disadvantage of this method is the complexity of the process and the inability to use it for the manufacture of microcircuits with a number of levels of more than two. In addition, it is technically difficult at the same time in all transition windows to galvanically grow copper precisely to their upper level (polyimide surface). Due to the natural unevenness of the electric field and the depletion of the solution during operation, the galvanic copper will be either above or below the upper level of the window, which reduces the reliability of switching due to the limited contact of the conductive layer with the copper "column".

Известен также «Способ изготовления микроплат с многоуровневой тонкопленочной коммутацией» №2 398369 кл. Н05К 3/00 от 24.08.09, выбранный нами за прототип.Also known is “A method of manufacturing microboards with multi-level thin-film switching” No. 2 398369 cells. H05K 3/00 from 08/24/09, selected by us for the prototype.

Способ заключается в том, что в первом уровне, состоящем из V-Cu-Ni, стравливают никель, а на открывшуюся медь химически осаждают олово, после чего путем вакуумного напыления через магнитную маску с топологическим рисунком межуровневой коммутации осаждают пленки Ti-Cu-Ti до получения планарной структуры.The method consists in the fact that nickel is etched in the first level, consisting of V-Cu-Ni, and tin is deposited chemically on the opened copper, and then Ti-Cu-Ti films are deposited by vacuum deposition through a magnetic mask with a topological inter-level switching pattern. obtaining a planar structure.

Такое решение является наиболее простым по сравнению с предыдущим, однако, имеет ряд недостатков.This solution is the simplest compared to the previous one, however, it has several disadvantages.

Во-первых, использование олова, призванное уменьшить переходное сопротивление, имеет ограниченное применение, т.к. оно не выдерживает высоких температур при дальнейшем формировании микросхемы. Кроме того, если слой олова входит в структуру контактной площадки, то к ней невозможна приварка золотой проволоки.Firstly, the use of tin, designed to reduce the transition resistance, has limited use, because it does not withstand high temperatures during the further formation of the microcircuit. In addition, if the tin layer is included in the structure of the contact pad, then welding of gold wire is impossible to it.

Во-вторых, использование магнитных масок для пропыления окон требует дополнительных материальных затрат. В процессе эксплуатации происходит запыление масок, вследствие чего меняется размер окон. В случае неточного совмещения, с одной стороны может быть не заполнено переходное окно, что снижает надежность электрического контакта, а с другой - на изолирующем полиимиде напылится выступ, который может нарушить следующую изоляцию. Процесс планаризации происходит с большой погрешностью, т.к. термическое напыление с испарителя довольно грубо контролируемо по толщине напыленной пленки.Secondly, the use of magnetic masks for dusting windows requires additional material costs. During operation, dusting of the masks occurs, as a result of which the size of the windows changes. In the case of inaccurate alignment, on the one hand, the transition window may not be filled, which reduces the reliability of electrical contact, and on the other hand, a protrusion is deposited on the insulating polyimide, which can violate the following insulation. The planarization process occurs with a large error, because thermal spraying from the evaporator is rather roughly controlled by the thickness of the sprayed film.

Технический результат предлагаемого решения - упрощение технологии изготовления микросхем и повышение их надежности.The technical result of the proposed solution is to simplify the manufacturing technology of microcircuits and increase their reliability.

Технический результат достигается тем, что в способе изготовления многоуровневых тонкопленочных микросхем, включающем поочередное вакуумное нанесение на подложку проводниковых слоев с последующим созданием рисунка схемы методом фотолитографии, нанесение изоляционных слоев и формирование в них межуровневых соединений от одного проводникового слоя к другому путем вытравливания переходных окон в изоляции и пропыления их проводящим материалом, межуровневые соединения формируют путем пропыления переходных окон одновременно с напылением проводникового слоя соответствующего уровня и изготовлением рисунка схемы методом фотолитографии, причем межуровневые соединения формируют большего размера, чем размер переходных окон в плане.The technical result is achieved by the fact that in the method of manufacturing multilevel thin-film microcircuits, which includes alternating vacuum deposition of conductive layers on a substrate, followed by photolithography drawing a circuit, applying insulating layers and forming inter-level compounds in them from one conductive layer to another by etching transition windows in insulation and spraying them with conductive material, inter-level connections are formed by spraying transition windows simultaneously with spraying iem appropriate level conductor layer circuit pattern and manufacturing method of photolithography, the interlevel connections are formed larger than the size in terms of transition windows.

В каждом последующем изоляционном слое вытравливают переходные окна большего размера, чем в предыдущем.In each subsequent insulating layer, larger transition windows are etched than in the previous one.

Изобретение поясняется чертежами.The invention is illustrated by drawings.

На фиг.1 (а, б, в) показана структура многоуровневой тонкопленочной микросхемы по предлагаемому способу.Figure 1 (a, b, c) shows the structure of a multi-level thin-film microcircuit according to the proposed method.

На фиг.1 (а, б, в):In figure 1 (a, b, c):

1 - подложка;1 - substrate;

2 - первый проводниковый слой;2 - the first conductor layer;

3 - контактная площадка первого проводникового слоя;3 - contact area of the first conductive layer;

4 - первый изоляционный слой;4 - the first insulating layer;

5 - переходное окно в первом изоляционном слое;5 - transition window in the first insulating layer;

6 - второй проводниковый слой;6 - the second conductor layer;

7 - контактная площадка второго проводникового слоя;7 - contact area of the second conductive layer;

8 - межуровневое соединение между первым и вторым проводниковыми слоями;8 - interlayer connection between the first and second conductive layers;

9 - ступенька межуровневого соединения 8;9 - step inter-level connection 8;

10 - ободок межуровневого соединения 8;10 - the rim of the inter-level connection 8;

11 - второй изоляционный слой;11 - second insulating layer;

12 - переходное окно во втором изоляционном слое;12 - transition window in the second insulating layer;

13 - третий проводниковый слой;13 - the third conductor layer;

14 - контактная площадка третьего проводникового слоя;14 - contact area of the third conductor layer;

15 - межуровневое соединение между первым, вторым и третьим проводниковыми слоями;15 is an inter-level connection between the first, second and third conductive layers;

16 - ступенька межуровневого соединения 15;16 - step inter-level connection 15;

17 - ободок межуровневого соединения 15;17 - the rim of the inter-level connection 15;

18 - конструктивная защита.18 - constructive protection.

На фиг.2 показана топология функциональных слоев АМРП (трехслойная проводниковая структура).Figure 2 shows the topology of the functional layers of AMRP (three-layer conductor structure).

На фиг.2а показан мост Уинстона (первый функциональный элемент):On figa shows the Winston bridge (the first functional element):

3 - контактные площадки первого проводникового слоя (для моста Уинстона);3 - contact pads of the first conductor layer (for Winston Bridge);

19 - магниторезистивные полоски;19 - magnetoresistive strips;

20 - перемычки;20 - jumpers;

21 - проводники.21 - conductors.

На фиг.2б показаны первый и второй функциональные элементы:On figb shows the first and second functional elements:

3 - контактные площадки первого проводникового слоя (для моста Уинстона);3 - contact pads of the first conductor layer (for Winston Bridge);

7 - контактные площадки второго проводникового слоя (для катушки «set/reset»);7 - contact pads of the second conductive layer (for the set / reset coil);

8 - межуровневое соединение между первым и вторым проводниковыми слоями;8 - interlayer connection between the first and second conductive layers;

22 - витки тонкопленочной катушки индуктивности «set/reset» (второй функциональный элемент).22 - turns of a thin-film set / reset inductance coil (second functional element).

На фиг.2в показаны мост Уинстона (первый функциональный элемент), катушки индуктивности «set/reset» (второй функциональный элемент) и «offset» (третий функциональный элемент):On figv shows the Winston bridge (first functional element), inductors "set / reset" (second functional element) and "offset" (third functional element):

3 - контактные площадки первого проводникового слоя (для моста Уинстона);3 - contact pads of the first conductor layer (for Winston Bridge);

7 - контактные площадки второго проводникового слоя (для катушки «set/reset»);7 - contact pads of the second conductive layer (for the set / reset coil);

8 - межуровневое соединение между первым и вторым проводниковыми слоями;8 - interlayer connection between the first and second conductive layers;

14 - контактные площадки третьего проводникового слоя (для катушки «offset»);14 - contact pads of the third conductive layer (for the coil "offset");

15 - межуровневое соединение между первым, вторым и третьим проводниковыми слоями;15 is an inter-level connection between the first, second and third conductive layers;

23 - витки тонкопленочной катушки индуктивности «offset» (третий функциональный элемент).23 - turns of a thin-film “inductance” inductor (third functional element).

Технологический процесс изготовления многоуровневой тонкопленочной микроплаты (фиг.1) заключается в следующем:The manufacturing process of a multi-level thin-film micro-circuit board (figure 1) is as follows:

- очистка подложки из ситалла 1 (фиг.1а, б, в);- cleaning the substrate from glass 1 (figa, b, c);

- напыление первого проводникового слоя 2(фиг.1а, б, в);- spraying the first conductor layer 2 (figa, b, c);

- формирование методом фотолитографии рисунка схемы и контактных площадок 3 (фиг.1а) первого проводникового слоя;- the formation by the method of photolithography pattern of the circuit and the contact pads 3 (figa) of the first conductive layer;

- нанесение первого изоляционного слоя 4 (фиг.1а) и его имидизация путем термообработки;- applying the first insulating layer 4 (figa) and its imidization by heat treatment;

- формирование методом фотолитографии переходных окон 5 (фиг.1б) в изоляционном слое 4 (фиг.1б);- the formation by the method of photolithography of transition windows 5 (figb) in the insulating layer 4 (figb);

- напыление второго проводникового слоя 6 (фиг.1а, б, в);- spraying the second conductor layer 6 (figa, b, c);

- формирование методом фотолитографии рисунка схемы, контактных площадок второго проводникового слоя 7 (фиг.1б), межуровневых соединений 8 (фиг.1б, в) между первым и вторым проводниковыми слоями. Размерами шаблона обусловлено наличие проводникового слоя на стенке переходного окна 5 (фиг.1б) в виде ступеньки 9 (фиг.1б, в) межуровневого соединения 8 (фиг.1б, в) и на поверхности изоляционного слоя 4 (фиг.1б) в виде ободка 10 (фиг.1б, в);- the formation by photolithography of a pattern of the circuit, the contact pads of the second conductor layer 7 (Fig. 1b), inter-level connections 8 (Fig. 1b, c) between the first and second conductor layers. The size of the template is due to the presence of a conductor layer on the wall of the transition window 5 (Fig. 1b) in the form of a step 9 (Fig. 1b, c) of inter-level connection 8 (Fig. 1b, c) and on the surface of the insulating layer 4 (Fig. 1b) in the form rim 10 (figb, c);

- нанесение второго изоляционного слоя 11 (фиг.1а, б, в) и его имидизация путем термообработки;- applying a second insulating layer 11 (figa, b, c) and its imidization by heat treatment;

- формирование методом фотолитографии переходных окон 12 (фиг.1в) в изоляционном слое 11 (фиг.1в);- the formation by the method of photolithography of transition windows 12 (figv) in the insulating layer 11 (figv);

- напыление третьего проводникового слоя 13 (фиг.1 а, б, в) и формирование методом фотолитографии рисунка схемы, контактных площадок 14 (фиг.1в) третьего проводникового слоя, межуровневых соединений 15 (фиг.1в) между первым 2, вторым 6 и третьим 13 проводниковыми слоями. Размерами шаблона обусловлено наличие проводникового слоя на стенке переходного окна 12 (фиг.1в) в виде ступеньки 16 (фиг.1в) межуровневого соединения 15 (фиг.1в), и на поверхности изоляционного слоя 11 (фиг.1в) в виде ободка 17 (фиг.1в);- spraying the third conductor layer 13 (Fig. 1 a, b, c) and forming by photolithography a pattern of the circuit, contact pads 14 (Fig. 1 c) of the third conductor layer, inter-level connections 15 (Fig. 1 c) between the first 2, second 6 and third 13 conductor layers. The size of the template is due to the presence of a conductor layer on the wall of the transition window 12 (Fig. 1c) in the form of a step 16 (Fig. 1c) of the interlayer connection 15 (Fig. 1c), and on the surface of the insulating layer 11 (Fig. 1c) in the form of a rim 17 ( figv);

- нанесение конструктивной защиты 18 (фиг.1а, б, в), кроме контактных площадок первого проводникового слоя 3, второго проводникового слоя 7 и третьего проводникового слоя 14.- application of structural protection 18 (figa, b, c), in addition to the contact pads of the first conductor layer 3, the second conductor layer 7 and the third conductor layer 14.

После каждой технологической операции проводилась межоперационная очистка.After each technological operation, interoperational cleaning was carried out.

Пример реализации способаAn example implementation of the method

Способ был реализован при изготовлении трехслойной микросхемы магниторезистивного чувствительного элемента (МРЧЭ), показанного на фиг.2, состоящего из трех проводниковых (функциональных) элементов а, б, в. Структура многоуровневой тонкопленочной микросхемы по предлагаемому способу показана на фиг.1а, б, в.The method was implemented in the manufacture of a three-layer microcircuit of a magnetoresistive sensitive element (MRE), shown in figure 2, consisting of three conductive (functional) elements a, b, c. The structure of a multi-level thin-film microcircuit according to the proposed method is shown in figa, b, c.

Для удобства проведения сборочно-монтажных работ все контактные площадки функциональных элементов сформированы непосредственно на поверхности подложки по периферии рисунка проводниковых (функциональных) элементов. Связь между функциональными элементами и выведенными для них контактными площадками по периферии рисунка осуществляется по предлагаемому способу.For the convenience of assembly and installation work, all contact pads of functional elements are formed directly on the surface of the substrate along the periphery of the pattern of conductive (functional) elements. The relationship between the functional elements and derived for them by the contact pads on the periphery of the figure is carried out by the proposed method.

Первый проводниковый слой получали методом вакуумного напыления пермаллоя толщиной 50 нм и формирования методом фотолитографии магниторезистивных полосок 19 рис.2а, напыления V-Cu-Ni толщиной от 0,3 до 0,5 мкм и формирования методом фотолитографии перемычек 20 рис.2а, проводников 21 рис.2а и контактных площадок 3 рис.1а.The first conductor layer was obtained by vacuum deposition of permalloy at a thickness of 50 nm and the formation of magnetoresistive strips by photolithography method 19 of Figure 2a, V-Cu-Ni deposition of a thickness of 0.3 to 0.5 μm and the formation of jumpers 20 of fig. 2a by method of photolithography, conductors 21 fig.2a and contact pads 3 fig.1a.

Таким образом, в фотошаблоне для первого проводникового уровня 2 рис.1а предусмотрено формирование одновременно моста Уинстона, проводников и контактных площадок, выведенных на периферию рисунка.Thus, in the photomask for the first conductor level 2 of Fig. 1a, it is planned to simultaneously form the Winston bridge, conductors and contact pads brought to the periphery of the figure.

На полученную структуру наносили первый изоляционный слой 4 рис.1а из полиимидного лака АД-9103 толщиной от 2 до 3 мкм и формировали в нем переходные окна 5 рис.1б. На рисунке 2 изоляционный слой не показан.The first insulating layer 4 of Fig. 1a was applied to the obtained structure from AD-9103 polyimide varnish with a thickness of 2 to 3 μm and transition windows 5 of Fig. 1b were formed in it. In Figure 2, the insulating layer is not shown.

Второй проводниковый слой 6 рис.1 а, б, в получали методом вакуумного напыления V-Cu-Ni толщиной от 2 до 3 мкм и формирования:The second conductor layer 6 Fig. 1 a, b, c was obtained by vacuum deposition of V-Cu-Ni with a thickness of 2 to 3 μm and the formation of:

- витков тонкопленочной катушки индуктивности «set/reset» 22 рис.2б (6, рис.1);- turns of a thin-film set / reset inductor 22 fig.2b (6, fig.1);

- межуровневых соединений 8 рис.1б между первым 2 рис.1 и вторым 6 рис.1 проводниковыми слоями;- inter-level connections 8 fig. 1b between the first 2 fig. 1 and the second 6 fig. 1 conductor layers;

- контактных площадок 7 рис.1б.- contact pads 7 Fig. 1b.

Соединение между первым и вторым проводниковыми слоями формировали путем вытравливания в первом изоляционном слое 4 рис.1 переходного окна 5 рис.1б и пропыления его одновременно с напылением второго проводникового слоя 6 рис.1. Связь контактной площадки 7 рис.1б, сформированной для второго функционального элемента - катушки индуктивности «set/reset», осуществляли через межуровневое соединение 8 рис.1б. При этом методом фотолитографии создавали рисунок таким образом, чтобы:The connection between the first and second conductor layers was formed by etching in the first insulating layer 4 Fig. 1 of the transition window 5 Fig. 1b and spraying it simultaneously with the deposition of the second conductor layer 6 Fig. 1. The connection of the contact pad 7 Fig. 1b, formed for the second functional element - the set / reset inductor, was carried out through the inter-level connection 8 Fig. 1b. In this case, a photolithography method was used to create a pattern so that:

- в первом проводниковом слое фрагмент рисунка против окна составлял 400×400 мкм;- in the first conductor layer, the fragment of the pattern against the window was 400 × 400 microns;

- размер окна в изоляционном слое 4 рис.1 составлял 350×350 мкм;- the window size in the insulating layer 4 of Fig. 1 was 350 × 350 μm;

- во втором проводниковом слое вокруг переходного окна 5 рис.1б создавался ободок 10 рис.1б шириной 50 мкм из V-Cu-Ni.- in the second conductor layer around the transition window 5 of Fig. 1b, a rim of 10 Fig. 1b with a width of 50 μm from V-Cu-Ni was created.

Таким образом, второй проводниковый слой 6 рис.1 через межуровневое соединение 8 рис.1 и проводник, сформированный на первом проводниковом уровне, соединены с контактной площадкой 7 рис.1, выведенной на периферию рисунка, для второго функционального элемента - катушки индуктивности «set/reset».Thus, the second conductor layer 6 of Fig. 1 through the inter-level connection 8 of Fig. 1 and the conductor formed at the first conductor level are connected to the contact pad 7 of Fig. 1, brought to the periphery of the figure, for the second functional element - inductor “set / reset ".

На полученную структуру наносили второй изоляционный слой 11 рис.1 из полиимидного лака АД-9103, толщиной от 3 до 4 мкм, и формировали в нем переходные окна 12 рис.1 в. На рисунке 2 изоляционный слой 11 рис.1 не показан.A second insulating layer 11 of Fig. 1 from AD-9103 polyimide varnish, 3 to 4 μm thick, was applied to the obtained structure, and transition windows of 12 Fig. 1 c were formed in it. In Figure 2, the insulation layer 11 of Figure 1 is not shown.

Третий проводниковый слой 13 рис.1 получали методом вакуумного напыления V-Cu-Ni толщиной от 2 до 3 мкм и формирования:The third conductor layer 13 of Fig. 1 was obtained by vacuum deposition of V-Cu-Ni with a thickness of 2 to 3 μm and the formation of:

- тонкопленочной катушки индуктивности «offset» 23 рис.2в, (13 рис.1);- thin-film inductance “offset” 23 fig. 2c, (13 fig. 1);

- межуровневых соединений 15 рис.1в между первым 2 рис.1в, вторым 6 рис.1в и третьим 13 рис.1 в проводниковыми слоями;- inter-level connections 15 Fig. 1c between the first 2 Fig. 1c, the second 6 Fig. 1c and the third 13 Fig. 1 in the conductor layers;

- контактных площадок 14 рис.1в для катушки индуктивности «offset» 23 рис.2в.- pads 14 fig. 1c for the “offset” inductor 23 fig. 2c.

Соединение между первым, вторым и третьим проводниковыми слоями формировали путем вытравливания во втором изоляционном слое 11 рис.1в переходного окна 12 рис.1в и пропыления его одновременно с напылением второго проводникового слоя 13 рис.1в. Связь контактной площадки 14 рис.1в осуществляли через межуровневое соединение 15 рис.1в. При этом методом фотолитографии создавали рисунок таким образом, чтобы:The connection between the first, second, and third conductor layers was formed by etching in the second insulating layer 11 Fig. 1c of the transition window 12 Fig. 1c and spraying it simultaneously with the deposition of the second conductor layer 13 Fig. 1c. The contact of the contact pad 14 Fig. 1c was carried out through the inter-level connection 15 Fig. 1c. In this case, a photolithography method was used to create a pattern so that:

- в первом проводниковом слое фрагмент рисунка против переходного окна 5 рис.1б составлял 400×400 мкм;- in the first conductor layer, a fragment of the pattern against the transition window 5 of Fig. 1b was 400 × 400 microns;

- размер окна в изоляционном слое 4 рис.1 составлял 350×350 мкм;- the window size in the insulating layer 4 of Fig. 1 was 350 × 350 μm;

- при формировании проводников второго проводникового слоя вокруг изоляционного окна 5 рис.1б образовывали ободок шириной 50 мкм;- when the conductors of the second conductor layer are formed around the insulating window 5 of Fig. 1b, a rim of a width of 50 μm is formed;

- размер переходного окна 12 рис.1в составил 375×375 мкм;- the size of the transition window 12 of Fig. 1c was 375 × 375 μm;

- в третьем проводниковом слое вокруг переходного окна 12 рис.1в создавался ободок 17 рис.1 в шириной 25 мкм из V-Cu-Ni.- in the third conductor layer around the transition window 12 of Fig. 1c, a rim of 17 Fig. 1 was created with a width of 25 μm from V-Cu-Ni.

Таким образом, третий проводниковый слой 13 рис.1в через межуровневые соединения 8 рис.1в и 15 рис.1в и проводник, сформированный в первом проводниковом слое 2 рис.1, соединены с контактной площадкой 14 рис.1в, выведенной на периферию рисунка, для третьего функционального элемента - катушки индуктивности «offset».Thus, the third conductor layer 13 Fig. 1c through inter-level connections 8 Fig. 1c and 15 Fig. 1c and the conductor formed in the first conductor layer 2 of Fig. 1 are connected to the contact area 14 of Fig. 1c, brought to the periphery of the figure, for The third functional element is the “offset” inductor.

Таким образом, переходное окно 12 рис.1в между катушкой «offset» 23 рис.2в и первым проводниковым слоем имело межуровневые соединения в виде каскада (МСК) и представляло исключительно надежную конструкцию.Thus, the transition window 12 Fig. 1c between the “offset” coil of 23 Fig. 2c and the first conductor layer had inter-level connections in the form of a cascade (MSC) and represented an extremely reliable design.

Число уровней, соединенных между собой в виде каскада соединений, может быть сколько угодно большим и ограничивается допустимым размером окна на верхнем уровне.The number of levels interconnected in the form of a cascade of connections can be arbitrarily large and is limited by the allowable window size at the upper level.

Переходные окна предпочтительнее изготавливать круглого сечения для более надежного пропыления. Нами использовались переходные окна шестиугольной формы, которые после травления имели скругленную форму. Травление полиимида при формировании переходных окон является изотропным процессом, вследствие чего стенки окна имеют наклон порядка 45°, что облегчает их пропыление. Для пропыления переходных окон использовали магнетронное напыление.Transition windows are preferable to make round cross-section for more reliable spraying. We used transitional windows of a hexagonal shape, which, after etching, had a rounded shape. Etching of polyimide during the formation of transition windows is an isotropic process, as a result of which the window walls have a slope of about 45 °, which facilitates their dusting. Magnetron sputtering was used to spray transition windows.

Изготовленные по приведенному способу образцы проверялись на адгезию и переходное сопротивление контактов. Адгезия определялась методом отрыва сварного соединения золотой проволоки диаметром 50 мкм с КП. Усилие отрыва составило более 22 г и происходило путем разрыва проволоки без повреждения КП. Переходное сопротивление между дном переходного окна и последним проводниковым уровнем составило менее 0,1 Ом.Samples made by the above method were tested for adhesion and contact resistance of the contacts. Adhesion was determined by tearing off a welded joint of a gold wire with a diameter of 50 μm with a CP. The separation force was more than 22 g and occurred by breaking the wire without damaging the gearbox. The transition resistance between the bottom of the transition window and the last conductor level was less than 0.1 ohms.

Claims (2)

1. Способ изготовления многоуровневых тонкопленочных микросхем, включающий поочередное вакуумное нанесение на подложку проводниковых слоев с последующим созданием рисунка схемы методом фотолитографии, нанесение изоляционных слоев и формирование в них межуровневых соединений от одного проводникового слоя к другому путем вытравливания переходных окон в изоляции и пропыления их проводящим материалом, отличающийся тем, что межуровневые соединения формируют путем пропыления переходных окон одновременно с напылением проводникового слоя соответствующего уровня и изготовлением рисунка схемы методом фотолитографии, причем межуровневые соединения формируют большего размера, чем размер переходных окон в плане.1. A method of manufacturing multilevel thin-film microcircuits, including alternating vacuum deposition of conductive layers on a substrate, followed by photolithography using a circuit diagram, applying insulating layers and forming inter-level compounds in them from one conductive layer to another by etching transition windows in insulation and spraying them with conductive material characterized in that the inter-level connections are formed by sputtering the transition windows simultaneously with the sputtering of the conductor layer I and the appropriate level of production of circuit pattern by photolithography, and the interlevel connections are formed larger than the size in terms of transition windows. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в каждом последующем изоляционном слое вытравливают переходные окна большего размера, чем в предыдущем. 2. The method according to claim 1, characterized in that in each subsequent insulating layer, transition windows of a larger size are etched than in the previous one.
RU2011134356/07A 2011-08-16 2011-08-16 Method to manufacture multi-level thin-film microcircuit chips RU2474004C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011134356/07A RU2474004C1 (en) 2011-08-16 2011-08-16 Method to manufacture multi-level thin-film microcircuit chips

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011134356/07A RU2474004C1 (en) 2011-08-16 2011-08-16 Method to manufacture multi-level thin-film microcircuit chips

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2474004C1 true RU2474004C1 (en) 2013-01-27

Family

ID=48807150

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2011134356/07A RU2474004C1 (en) 2011-08-16 2011-08-16 Method to manufacture multi-level thin-film microcircuit chips

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2474004C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2697814C1 (en) * 2018-07-13 2019-08-20 Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом") Method of making microplates with transition metallized holes

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1358777A1 (en) * 1985-11-18 1996-06-20 Ярославское научно-производственное объединение "Электронприбор" Всесоюзного производственного объединения "Союзтехноприбор" Double-level thin-film switchboard manufacturing process
RU2134466C1 (en) * 1998-12-08 1999-08-10 Таран Александр Иванович Carrier of crystal of integrated circuit
EP1095545B1 (en) * 1998-07-08 2004-09-22 Queen Mary And Westfield College A thermal management device and method of making such a device
JP2006344686A (en) * 2005-06-07 2006-12-21 Matsushita Electric Works Ltd Manufacturing method of microwave transmission circuit
RU2398369C1 (en) * 2009-08-24 2010-08-27 Федеральное государственное унитарное предприятие федеральный научно-производственный центр "Научно-исследовательский институт измерительных систем им. Ю.Е. Седакова" Method for manufacturing of microcircuit boards with multi-level thin-film commutation

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1358777A1 (en) * 1985-11-18 1996-06-20 Ярославское научно-производственное объединение "Электронприбор" Всесоюзного производственного объединения "Союзтехноприбор" Double-level thin-film switchboard manufacturing process
EP1095545B1 (en) * 1998-07-08 2004-09-22 Queen Mary And Westfield College A thermal management device and method of making such a device
RU2134466C1 (en) * 1998-12-08 1999-08-10 Таран Александр Иванович Carrier of crystal of integrated circuit
JP2006344686A (en) * 2005-06-07 2006-12-21 Matsushita Electric Works Ltd Manufacturing method of microwave transmission circuit
RU2398369C1 (en) * 2009-08-24 2010-08-27 Федеральное государственное унитарное предприятие федеральный научно-производственный центр "Научно-исследовательский институт измерительных систем им. Ю.Е. Седакова" Method for manufacturing of microcircuit boards with multi-level thin-film commutation

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2697814C1 (en) * 2018-07-13 2019-08-20 Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом") Method of making microplates with transition metallized holes

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8344478B2 (en) Inductors having inductor axis parallel to substrate surface
US20150340422A1 (en) Method of manufacturing a micro-fabricated wafer level integrated inductor or transformer for high frequency switch mode power supplies
CN101371355A (en) Relay substrate and electronic device using the same
TW200803673A (en) Wiring substrate and manufacturing method thereof, and semiconductor apparatus
US20150340338A1 (en) Conductor design for integrated magnetic devices
CN102315197B (en) 3D integrated circuit structure and method for detecting whether chip structures are aligned or not
RU2536317C1 (en) Method to manufacture magnetoresistive sensor
RU2474004C1 (en) Method to manufacture multi-level thin-film microcircuit chips
TWM521177U (en) Ultra-fine pitch testing interposer
JP2016514909A (en) Low cost interposer with oxide layer
US11345590B2 (en) Semiconductor sensor and method of manufacturing the same
CN104952735B (en) Chip-packaging structure and forming method thereof with metal column
CN107424978A (en) Dielectric wire and preparation method thereof between a kind of compound semiconductor layer
TWI606770B (en) Ultra-fine pitch testing interposer and manufacturing method thereof
RU2230391C2 (en) Process of manufacture of self-aligned built-in copper metallization of in tegrated circuits
RU2398369C1 (en) Method for manufacturing of microcircuit boards with multi-level thin-film commutation
CN106024755B (en) semiconductor device
CN111261602B (en) Interconnection method of semiconductor structure and semiconductor structure
CN105977240A (en) Monolithic integration miniature transformer
JP2010080551A (en) Semiconductor device
KR20100078312A (en) Method for manufacturing air-bridge using negative photoresist
CN101038441B (en) Bump process
CN102593017B (en) Manufacturing process for forming an oxidation-resistant metal layer on the side of a lead on a carrier
JP5910151B2 (en) Wiring structure and manufacturing method thereof, electronic device and manufacturing method thereof
TW201230909A (en) Manufacturing process for printed circuit board with conductive structure of lines

Legal Events

Date Code Title Description
PD4A Correction of name of patent owner
PC43 Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for inventions

Effective date: 20190514