Діелектрична паста для одержання елементів мікроелектроніки

Изобретение относится к области микроэлектроники, в частности, к диэлектрическим пастам, применяемым в толстопленочной технологии при формировании на подложке элементов с сосредоточенными и (или) распределенными параметрами, межэлементных и межкомпонентных соединений и контактных площадок. Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемой пасте является диэлектрическая паста ПД8-100 на основе ситаллоцемента с наполнителями, например, из глинозема и керамического порошка, и органической связкой типа ВМКС (высокомолекулярное комплексное соединение). Инертный порошок наполнителя при спекании его с ситаллоцементом способствует созданию более жесткого каркаса пленки, чем при спекании одного ситаллоцемента. При этом толщина пленки не уменьшается и, следовательно, удельная емкость Пересечений не увеличивается. Однако в схемах, где требуется особо низкое значение удельной емкости изоляционных слоев (менее 150пФ/см2) и малые диэлектрические потери, необходимо применять материалы с более низкой диэлектрической проницаемостью. Дальнейшее развитие электронной техники потребовало разработки более широкого класса диэлектрических материалов, обладающих наряду с низкой диэлектрической проницаемостью высокой теплопроводностью. Задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является такой выбор наполнителя и соотношения компонентов диэлектрической пасты, при котором обеспечивается как улучшение диэлектрических показателей (снижение диэлектрической проницаемости до 4-5) так и более высокие теплопроводные свойства. Поставленная задача решается благодаря тому, что диэлектрическая паста, содержащая наполнитель, стеклянный порошок и органическое связующее, согласно изобретению, в качестве наполнителя содержит мелкодисперсный алмазный порошок с величиной удельного сопротивления не ниже 108Ом×м, при этом порошки алмаза и стекла взяты в массовом соотношении 1:(0,5-2,0), а массовое соотношение алмазного порошка со стеклом и органического связующего составило 1:(0,4-0,6). В качестве наполнителя для изготовления паст использовали как синтетические, так и природные микропорошки (исходные и модифицированные) разной зернистости, а именно: АСМ 3/1, 5/3 и 7/5 и AM 14/10. Модифицированные поверхности алмазных порошков проводили двумя известными методами: а) методом термохимического окисления; б) газофазным высокотемпературным окислением (в токе сухого хлора). Модифицирование необходимо для повышения удельного сопротивления r и уменьшения удельной магнитной восприимчивости k так как чем выше r и ниже k, тем лучше диэлектрические и теплопроводные свойства алмазных порошков. Диэлектрические характеристики алмазных порошков, применяемых для изготовления диэлектрических паст, приведены в табл. 1. Анализ используемых в настоящее время в толстопленочной технологии боросодержащих стекол показал, что наиболее перспективным для приготовления алмазсодержащих композиций может быть стекло С51-1, содержащее порядка 30% оксида бора. Стекло С51-1 синтезировано в алюмоборосиликатной системе и имеет наиболее высокую, по сравнению с другими боросиликатными стеклами, смачивающую способность к поверхности алмаза. Помимо этого, стекло С51-1 хорошо согласуется по линейному коэффициенту теплового расширения (ЛКТР) с подложками из алюмооксидной керамики и имеет высокие диэлектрические характеристики: диэлектрическая проницаемость e=3,5-4,0уд. Сопротивление r(Ом/м)=1010, проводимость переменного тока G(nS)=0,10, емкость воздушного конденсатора С(pF)=2,0. В табл.2 представлены различные составы стекол, а также их характеристики. В качестве органического связующего применялись 5%-ные растворы этил целлюлозы в быстро испаряющихся растворителях: терпинеоле, бутилкарбитолацетате, бутилфталате и др., а также ланолин. Было установлено, что с увеличением концентрации органического связующего в пасте и зернистости алмазов вязкость паст увеличивается, причем значение величины вязкости тем больше, чем меньше концентрация алмазов в пасте. Экспериментально было найдено массовое соотношение алмазного порошка со стеклом и органического связующего. Оно составило 1:(0,4-0,6). Оптимальное сочетание состава входящих компонентов композиции должно обеспечивать, кроме необходимой вязкости, получение гладкой поверхности толстой пленки при вжигании паст. С другой стороны, чем больше концентрация алмазов, тем выше теплопроводность полученных толстых пленок, но при этом снижается адгезия пленки к подложке и образуется пленка с менеегладкой поверхностью. Экспериментально было найдено, что при содержании алмазов в композиции порядка 40-60%, иначе при массовом соотношении порошков алмаза истекла 1:(0,5-2,0), обеспечивается при хороших диэлектрических характеристиках высокая величина теплопроводности. Применение специальных обработок алмазных порошков с целью получения чистых алмазных порошков (сr=108-1011Ом×с) и диамагнитных порошков (сr=1012-13 и k