автореферат диссертации по электронике, 05.27.06, диссертация на тему:Разработка стекловидного материала с низкой диэлектрической проницаемостью для толстопленочных элементов ГИС

Для служебного пользования На правах рукописи Экз. №

Ильяшева Екатерина Владимиювна Разработка стекловидного материала с низкой

ДИЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ПРОНИЦАЕМОСТЬЮ ДЛЯ ТОЛСТОПЛЕНОЧНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ гис

Специальность 05.27.06 - технология полупровод» «-сз

и материалов электрог- 1 техники.

Автореферат Диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва - 1999

Работа выполнена на кафедре общей химии и экологии Московского Государственного института электронной техники (технического университета)

Научный руководитель - кандидат технических наук, доцент

ТЕЛЬМИНОВ Александр Ильич

Официальные оппоненты - доктор технических наук, профессор

СОРОКИН Игорь Николаевич,

кандидат технических наук

АНДРОНОВ Борис Николаевич.

Ведущая организация - АООТ «Московский научно-исследовательский институт радиосвязи», г. Москва.

Защита диссертации состоится «_»_1999 г.

в_часов на заседании диссертационного совета Д 053.02.03

в Московском Государственном институте электронной техники по адресу 103498, г. Москва, МИЭТ (ТУ). С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МИЭТ. Автореферат разослан «___»_1999 г.

Ученый секретарь Диссертационного совета, Доктор физико-математических наук Профессор Б.Г. БУДАГ'ЯН

Общая характеристика работы

Актуальность темы. Зарубежный и отечественный опыт комплексной миниатюризации электронной аппаратуры показывает, что повышение технических характеристик микроэлектронных устройств в наибольшей степени достигается при использовании гибридной технологии. Гибридная технология, включающая тонко- и толстопленочные технологии, обеспечивает максимальную гибкость микрозлектронных устройств с точки зрения схемотехнического и конструктивно-технологического исполнения, позволяет изготавливать сложные изделия с высокой степенью интеграции. Толстопленочная технология при меньших затратах и большей гибкости производства обеспечивает достаточно высокое качество получаемых схем и широкий их ассортимент.

Качество и надежность толстопленочных ГИС во многом определяются характеристиками применяемых материалов. В технологии ГИС и БГИС при изготовлении подложек, формировании проводниковых, резистивных и диэлектрических (изолирующих и защитных) элементов применяют стекловидные диэлектрики.

Существующие в настоящее время материалы Для межслойной изоляции (МСИ) элементов ГИС не удовлетворяют в полной мере всем требованиям, предъявляемым к ним. Одним из их основных недостатков является высокая диэлектрическая проницаемость. Даже у материалов фирмы Du Pont - одной из ведущих в области толстопленочного материаловедения - она составляет 8...10 единиц. Это приводит к образованию в ГИС довольно больших паразитных емкостей, ограничивает частотный диапазон схем.

В свою очередь, материалы для межслойной изоляции, обладающие низким е, не удовлетворяют требованиям к МСИ по некоторым другим параметрам, в частности, характеризуются низкими значениями температуры начала деформации, несовместимостью с материалами резистивных и проводниковых элементов и др..

В связи с этим работа, направленная на создание материала для МСИ, обладающего низкими значениями диэлектрической проницаемости и отвечающего другим требованиям, является актуальной.

Цель и задачи исследования. Цель данной диссертационной работы состояла в разработке состава ситаллоцемента с низкой диэлектрической проницаемостью на основе алюмоборатных стекол, а также в оптимизации технологии изготовления диэлектрических слоев на его основе.

Для достижения поставленной цели необходимо было последовательно решить следующие задачи:

- Исследовать области стеклообразования и физико-химические свойства стекол систем RO-AI2O1-B2O}, где R - Mg, Са и Sr, и стеклокристалличс-скнх материалов на их основе.

- Исследовать влияние добавок оксидов различных элементов на свойства стекол и стеклокристаллических материалов систем R0-Ah0j-B:0!.

- Разработать состав стекловидного диэлектрика для МСИ, совместимого с материалами элементов ГИС и обладающего низкими показателями диэлектрической проницаемости и диэлектрических потерь, удовлетвори-

тельной химической устойчивостью при сохранении высоких значений других характеристик.

- Разработать технологию формирования диэлектрических слоев на основе разработанных стекловидных диэлектриков.

- Исследовать характеристики диэлектрических слоев на основе разра-ЪотанногсГстекловидногоднэлектрика.-----

- Исследовать совместимость диэлектрического материала с элементами толстопленочных ГИС.

Научная новизна работы:

- Уточнена область сгеклообразования в системе М^О-АЬОз-ВгОз.

- Впервые проведено систематическое исследование закономерностей изменения физико-химических свойств стекол систем ЯО-АЬОз-ВгОз, где Л -М§, Са и Бг, от их состава.

- Впервые исследовано влияние различных добавок на свойства стекла системы М^-АЬОз-ВгОз.

Практическая ценность работы:

- Разработан состав стекла для ситаллоцемента марки СЭ-19, характеризующегося низкой величиной диэлектрической проницаемости и отвечающего требованиям, предъявляемым к материалам для МСИ элементов толстопленочных ГИС.

* Разработаны рекомендации по применению ситаллоцемента в технологии ГИС.

Внедрение и использование результатов. На предприятии ОАО «МНПИРС» проведена апробация диэлектрического материала марки СЭ-19 в технологии толстопленочных микросборок. Результаты апробации положительные.

Положения, выносимые на защиту:

- Расположение области стеклообразования в системе К^О-АЬОз-ВгОз.

- Закономерности изменения физико-химических свойств стекол систем ЯО-АЬОз-ВгОз, где II - Мя, Са и Бг, от их состава.

- Влияние различных добавок на свойства стекла системы К^О-АЬОз-ВгОз.

- Состав стекла для ситаллоцемента, характеризующегося низкой величиной диэлектрической проницаемости и отвечающего требованиям, предъявляемым к материалам для МСИ элементов толстопленочных ГИС.

Основные результаты работы доложены н обсуждены на:

- Всероссийской научно-технической конференции «Электроника и информатика-97» (Москва, МГИЭТ, 1997 г.);

четырех межвузовских научно-технических конференциях «Микроэлектроника и информатика» (Москва, МГИЭТ, 1996 - 1999 г.г.).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 10 работ, в том числе 6 тезисов докладов.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, общих выводов, приложения и содержит 99 страниц машинописного текста, 57 рисунков, 43 таблицы, а также библиографический список литературы из 113 наименований на 8 страницах.

Содержание работы

Во введении обоснована актуальность темы, сформулированы цель и задачи исследований, охарактеризована научная новизна и практическая ценность полученных результатов.

В первой главе определен технический уровень и тенденции развития в области разработки стекловидных материалов для межслойной изоляции.

Материалы, используемые в настоящее время для межслойной изоляции, многообразны: нехристаллизующиеся стекла, стеклокерамическне композиционные материалы (СККМ) на основе некристаллизующихся и кристаллизующихся стекол с наполнителями (керамикой, ситаллами и др), си-таллоцементы.

Однако при использовании стекол вжигание каждого последующего слоя проводится при более низкой температуре, что усложняет технологию формирования многоуровневых ГИС, либо требует применения специальных технологических процессов

При использовании СККМ на основе некристаллизующихся стекол не удалось в полной мере решить вопрос снижения коррозии проводников и резисторов в процессе вжнгаиия из-за их взаимодействия с расплавом стекла. При этом разработанные материалы обладают либо низким ТКЛР, либо высокой температурой кристаллизации. В целом основным недостатком СККМ является то, что они изготавливаются на основе смесей порошков стекла и наполнителя. Это усложняет процесс изготовления диэлектрических слоев и затрудняет контроль за процессом их спекания.

Наиболее полно требованиям, предъявляемым к материалам для МСИ, отвечают ситаллоцементы. Это связано с тем, что, во-первых, в отличие от некристаллизующихся стекол и СККМ стеклокристаллическнй материал, образующийся при кристаллизации исходного стекла в процессе его термообработки, имеет более высокую температуру начала деформации, чем исходное стекло. Во-вторых, слои ситаллоцемента формируют из порошков исходных стекол (а не смесей), что существенно упрощает процесс формирования слоев, а также дает возможность более эффективного управления как процессом формирования слоев, так и свойствами получаемого слоя.

Диэлектрическая проницаемость лучших из известных материалов составляет б единиц. Однако все они обладают определенными недостатками: Имеют низкий ТКЛР, высокую температуру кристаллизации, несовместимы с проводниковыми и резистивными компонентами толсто пленочных ГИС. В связи с этим необходима разработка новых материалов для межслойной изоляции.

Анализ научно-технической и патентной литературы показал, что разработку таких материалов следует проводить в малоизученных стеклообра-зующих системах, в частности, в нссилнкатных алюмоборагных системах.

Выбор несиликатных алюмоборатных систем для синтеза стекловидных материалов обусловлен низким удельным вкладом борокислородных комплексов [ВОз] в диэлектрическую проницаемость е, технологичностью синтеза высокоалюминатных стекол в корундизовых тиглях, что удешевляет процесс, и невозможностью получения высокоборных стекловидных материалов с высокой-химической устойчивостью в силикатных системах.

Данные о электрофизических свойствах стекловидных материалов в не--силикатных системах крайне ограничены, а для материалов алюмоборатных систем практически отсутствуют. В то же время предварительные эксперименты, проведенные на кафедре общей химии и экологии Московского института электронной техники показали, что существует принципиальная возможность создания стекол для ситаллоцементов с низкой величиной диэлектрической проницаемости в системах RO-AI2O3-B2O3, где R - элемент ILA. группы, а именно в системах MgO-АЬОз-ВЮз, СаО-АЬОз-ВгОэ и ЗгО-АЬОэ-ВгОэ.

На основании результатов анализа, выполненного в первой главе, определены направления исследования.

Во второй главе описаны методики синтеза стекол, получения стекло-порошков, изготовления стеклокристаллических материалов, формирования толстопленочных элементов, а также методы комплексного анализа структуры и физико-химических свойств монолитных образцов и порошков стекол, стеклокристаллических материалов, пленочных структур. В работе использованы современные методы исследований: дифференциально-термический анализ (ДТА), термогравиметрический анализ (ТГА), рентге-нофаЛэвый анализ (РФА), ИК-спектроскопия, дилатометрия, методы исследования электрофизических свойств материалов.

Для обработки экспериментальных данных к анализа результатов измерений применялись современные методы математической статистики и средства вычислительной техники.

В третьей главе уточнена область стеклообразования в системе Mg0-AhC>3-B203, а также приведены результаты систематических исследований свойств стекол этой системы и стеклокристаллических материалов на их основе, выбран базовый состав ситаллоцемента, изучено влияние добавок оксидов RO, R2O3, R2O5 и комплексных добавок на свойства стекла базового состава и ситаллоцемента на его основе.

Установлено, что стеклообразование в системе Mg0-AhC>3-B203 происходит в области составов (мол.%): MgO - 35...65, AI2O3- 0...25, В2О3 - 35...65. При этом область стеклообразования со стороны высокомагниевых составов ограничивается стеклами, кристаллизующимися поверхностно с образованием прозрачной пленки (стекла с содержанием оксида алюминия до 15 мол.%) и толстой поверхностной корки, переходящей в объемно закристаллизованный материал (стекла с высоким содержанием AI2O3).

Со стороны составов с высоким содержанием AI2O3 область стеклообразования ограничена стеклами, имеющими температуру ликвидуса более 1450 °С. Отличие полученных данных в эюй области системы от литературных может быть объяснено большим (примерно в 30 раз) объемом стекломассы при синтезе.

Результаты химического анализа стекол позволяют сделать следующие выводы:

- реальная область стеклообразования в системе смещена на 5...10 мол. % в сторону с большим содержанием оксида магния по сравнению с областью стеклообразования, определенной по синтезу;

- эвтектическая точка для мапшйборатных стекол расположена вблизи состава 0,5MgO0,5B2O3.

Результаты анализа термогравитометрических кривых шихты показали, что максимальные потери оксида бора из шихты происходят в процессе разложения борной кислоты. Улетучивание оксида бора из стекломассы незначительно и составляет менее 1% от массы потерь оксида бора. Наибольшее улетучивание В2О3 из стекломассы наблюдается у ликвирующих стекол высокоборных составов.

Впервые проведены систематические исследования свойств стекол системы MgO-AhOj-BiOj и ситаллоцементов на их основе.

Исследования структурно-чувствительных свойств стекол показали, что минимальную плотность имеют не высокоалюминатные, а высокоборатные стекла. Отмечено повышение плотности стекла от 2,461 до 2,617 г/см3 при замене в его составе В2О3 на АЬОз. Показано, что это не является следствием более высокого парциального вклада АЬОз, а обусловлено процессами, приводящими к изменению структуры стекла (возможно, частичной кристаллизацией).

В результате расчета парциальных вкладов компонентов в TKJIP стекла установлено, что их величины в магнийалюмоборатных стеклах существенно отличается от соответствующих величин в силикатных стеклах.

Температура начала деформации (tHJ0 стекол в изученной области изменяется незначительно - от 645 до 675 °С. Наименьшие значения t„j характерны дня стекол с высоким содержанием оксида магния. Повышение содержания в стекле АЬОз за счет MgO вызывает увеличение температуры начала деформации.

Установлено, что склонность стекол к кристаллизации возрастает с увеличением содержания в них оксидов алюминия и магния.

При приближении составов стекол к границе области стеклообразования температура начала кристаллизации стекол уменьшается. Отсутствие стекол с пониженной кристаллизационной способностью и общая высокая кристаллизационная способность стекол системы свидетельствует о том, что структура исходных стекол, по-видимому, близка к структуре образующихся кристаллических фаз. АЬОз в структуре исследуемых стекол, вероятно, стабилизирует стеклообразное состояние и является стеклообразователем, так как при введении его в стекло область стеклообразования расширяется (что подтверждается значительным растворением материала корундизовых тиглей при синтезе низкоалюминатных стекол).

С целью уточнения особенностей структуры стекол было проведено исследование продуктов их кристаллизации методом ИК спектроскопии. Установлено, что в структуре всех исследованных ситаллоцементов присутгг-вует группировка Вш-0-Вш. Тетраэярнческая координация бора наблюдается в структуре ситаллоцсментов с малой концентрацией окоси магния. Показано, что группировки В-О- характерны для структуры

материалов, в которых содержание оксида бора меньше 50 мол.% (с учетом улетучивания).

Минералогический состав синтезированных ситаллоцементов достаточно широк и представлен 2Mg0-Ah03'B203,2MgO B2Ch, 2ai2o3b2o3.

TKJ1P ситаллоцементов системы МвО-АЬОз-ВгОз изменяется от 53-10"7 до 7010-7 К-' в интервале 25...400 "С и от 67-10-' до 80-10"7 К-' в интервале 25...800 °С. Анализ полученных результатов показывает, что концентрационные зависимости TKJIP ситаллоцементов в основном аналогичны концентрационным зависимостям сгекол. В частности, увеличение содержания в ситаллоцементах MgO и AI2O3 приводит к росту их TKJ1P.

Необходимо отметить, что на дилатометрических кривых расширения ситаллоцементов на основе большинства стекол наблюдается скачок, что приводит к существенному различию их ТКЛР в разных температурных интервалах. Причиной этого скачка является низкотемпературное полиморфное превращение, сопровождающееся резким изменением объема кристаллической фазы.

Результаты измерения ТКЛР ситаллоцементов показывают, что они принципиально могут служить основой для создания материалов для диэлектрических слоев на подложках из керамики ВК94-1 и титана ВТ1-0.

Большинство ситаллоцементов имеют высокую (£845 °С) температуру начала деформации, т.е. отвечают требованию о высокой температуро-устойчнвости диэлектрических слоев.

Зависимости электрофизических характеристик (tg5 и б) сита.-'лоцсментов на основе магнийалюмоборатных стекол от их состава имеют весьма сложный характер. Тем не менее прослеживается определенная тенденция к росту е и tgô с увеличением концентрации MgO и АЬОз.

Следует подчеркнуть, что большинство ситаллоцементов на основе магнийалюмоборатных стекол имеет низкую величину диэлектрической проницаемости и высокие диэлектрические потери при частоте 1 кГц.

Одним из требований, предъявляемым к материалам для диэлектрических слоев ГИС, сформированных по толстопленочной технологии, является их высокая устойчивость к воздействию внешних факторов, в том числе к высокой влажности. В связи с этим исследование химической устойчивости новых материалов имеет большое значение. Установлено, что ситаллоце-. менты исследуемой системы имеют удовлетворительную химическую устойчивость по отношению к воде, NaOH и НС1 (1 н). По кислотоустойчивости материалы этой системы даже превосходят разработанные ранее.

Анализ результатов исследований показал, что характер закономерностей изменения свойств ситаллоцементов от их состава определяется минералогическим составом ситаллоцементов.

В соответствии с требованиями, предъявляемыми к материалу для МСИ, был осуществлен выбор стекла базового состава, характеризующегося минимальной е:(мол.%.): Mg0-20, АЬОз-20, В2О3-6О.

Стекло базового состава и ситаллоцемент на его основе имеют следующие основные характеристики:

- температура кристаллизации стекла - 815 "С,

- ТКЛР ситаллоцсмента - 76-Ю-7 К-',

- снталлоцемента:

177-10-4 (при частоте 1 кГц) 26-1(Н (при частоте 1 МГц);

- е снталлоцемента:

5,3 (при частоте 1 кГц) 5,6 (при частоте 1 МГц).

Впервые исследовано влияние различных добавок (ЯО, ¡ЪОзДгСЬ) на свойства стекла системы М§0-А120з-В20з и снталлоцемента на его основе.

Результаты исследований влияния различных легирующих добавок на свойства стекла базового состава показали, что ХпО, Мп20з, N¡20), Са2Оз, УгОз, 1п2Оз, ЬагОз, ВЬОз, 8Ю2, ТЮ2, СеОг, ЪхОг, Р:05, Та205 способствуют нежелательному расслаиванию стекломассы на две стеклофазы, одна из которых, высокоборная, имеет низкую химическую устойчивость. Поэтому введение этих добавок в состав исходного стекла нецелесообразно.

Дифференциально-термический анализ показал, что стекла с разными добавками имеют различную кристаллизационную способность. Температура кристаллизации вышеупомянутых стекол изменяется в пределах от 790 до 855 °С. Стекла с добавками СаО, У2Оз, Сг2Оз, Со2Оз представляют собой стекла для ситаллоцементов, процессу кристаллизации которых предшествует оплавление. Добавки СиО, 8гО, ВаО, Ре20з, 8Ь205, 3п02> ТеОг, МоОэ, \УОз смещают процесс кристаллизации в низкотемпературную область, препятствуя процессу оплавления порошковых образцов. При этом добавки ЗЬ205, Со2Оз, ВаО, БЮ и ТеОг увеличивают кристаллизационную способность стекла базового состава, а СаО, У205, СиО, МоОз и Ре2Оз - уменьшают ее. Добавки БЬгОз, Со2Оз, ВаО, БгО и ТеОг увеличивают кристаллизационную способность стекла базового состава, а СаО, У205, СиО, МоОз и Ре20з - уменьшают ее. В целом можно отметить, что добавки не изменяют принципиально характер термограмм, а следовательно, и процесс кристаллизации.

Сравнение ИК-спектров стекла базового состава и снталлоцемента на его основе показывает их сходство. Оно может быть объяснено как близостью структуры стекла и кристаллических продуктов, так и наличием в стекле незначительного количества кристаллической фазы. Единственным их отличием является раздвоенность пика, соответствующего колебаниям В"' - О - В,у (один пик у снталлоцемента и два - у стекла), что свидетельствует о структурных перегруппировках, происходящих при переходе от стекла к стеклокристаллическому материалу.

Рентгенофазовый анализ снталлоцемента на основе стекла базового состава показал наличие в его структуре фазы 2А!20з-В20з орторомбнческой модификации. Та же фаза была обнаружена в стсклокрнсталлическнх материалах с добавками У2Оз, СаО, У2Оз, Сг2Оз, СогОз, СиО, БЮ, ЭЮг. ВаО, Ре20з, БЬгОз, МоОз, Мп2Оз, В120з, р2о5, Ьа20з, Оа2Оз. При введении добавок БпОг и ТеОг кристаллизуется фаза MgO•2B:Oз орторомбнческой модификации.

По термическому коэффициенту линейного расширения ситал.тонечсн-ты на основе стекла базового состава с добавками (за исключением апа.-ио-цемента, содержащего совместим!»! с парном ВТ1-0.

Анализ результатов, полученных при исследовании ТКЛР материалов, выявил, что у ситаллоцементов на основе большинства стекол, за исключением ситаллоцементов, содержащих добавки ЗпСЬ, ВаО, СиО, имеется низкотемпературное (при 300...400 °С) полиморфное превращение, характери-

---зую11№£ся_скачком на кривой расширения. Скачок на дилатометрической

кривой кристаллизующейся в

нем фазы, что может вызвать значительныйпроги!Гп®щожк»мчш1есеш1ЫМ__ слоем стекловидного материала. Результаты исследования величин прогиба структур «металл-стекловидный материал» в динамическом режиме при охлаждении показали резкое увеличение прогиба структуры с ситаллоцемен-том, характеризующимся большим скачком на дилатометричсеской кривой при 200...300 °С, что затрудняет использование такого материала в качестве МСИ. При этом малый скачок на кривой расширения ситаллоцемента практически не влияет на изгиб структуры во всем диапазоне температур.

Анализ полученных результатов показывает, что:

- введение в базовый состав стекла оксидов сурьмы, теллура, бария, железа, молибдена и меди позволяет снизить температуру его кристаллизации;

- снижение величин е и tg8 ситаллоцемента на основе стекла базового состава может быть достигнуто при введении в последний оксида хрома и оксида стронция;

- увеличение ТКЛР ситаллоцемента может быть достигнуто путем введения в базовый состав стекла оксидов бария, теллура и кобальта;

- улучшить качество диэлектрического покрытия на основе стекла базового состава можно введением в него в качестве добавок оксидов теллура, олова, хрома, кальция и стронция.

Результаты исследования диэлектрической проницаемости ситаллоцементов, содержащих фазы с полиморфным превращением, показали, что она не зависит от частоты тока при введении всех исследованных добавок, в то же время была отмечена резкая зависимость диэлектрических потерь от частоты в интервале от 0,5 до 3 Мгц. На частотных зависимостях tg5 этих ситаллоцементов наблюдались ярко выраженные релаксационные максимумы. Наличие максимумов обусловлено, по-видимому, механическими напряжениями, возникающими при охлаждении ситаллоцементов, содержащих фазу, резко уменьшающую свой объем. Образцы ситаллоцементов с добавками БпОз, ТеОг и др., не содержащие в своем составе таких фаз (методом рентге-нофазового анализа не регистрируются, а на дилатометрических кривых ситаллоцементов отсутствует скачок расширения), на частотной зависимости не имеют ярко выраженных максимумов. В пользу выдвинутой гипотезы можно также отнести факт уменьшения амплитуды максимумов во времени, объясняющийся, по-видимому, частичной релаксацией напряжений.

Модифицирование исходного стекла некоторыми добавками (БпОг, МпОг, ^ЬгОз, ТеОг, СпОз) позволяет частично или полностью предотвратить кристаллизацию фаз, имеющих полиморфное превращение и, тем самым, сгладить или полностью исключить максимумы на частотной зависимости tg5. Это позволяет создавать материалы для межслойной изоляции, имеющие не только низкую диэлектрическую проницаемость, но и удовлетворительные диэлектрические потери.

В целях дальнейшего улучшения свойств ситаллоцемента на основе стекла базового состава целесообразно было модифицировать стекло базового состава смесью различных оксидов с целью улучшения свойств ситаллоцементов и подавления нежелательных эффектов. В частности, добавки оксидов галлия и олова, сурьмы и олова, марганца и олова, висмута и олова вводились для подавления полиморфного превращения, а оксиды теллура и олова - с целью уменьшения величины в широком диапазоне частот, а также уменьшения ее частотной зависимости.

Рентгенофазовый анализ продуктов кристаллизации указанных стекол показал, что при кристаллизации стекол всех исследуемых составов образуется 2А12ОзВ2Оз орторомбической модификации.

Результаты исследования дилатометрических характеристик ситалло-цементоз с комплексными добавками показали, что введением добавок удалось несколько увеличить их значения по сравнению с ситаллоцементом базового состава. Термические характеристики ситаллоцементов с комплексными добавками наиболее близки к характеристикам титана ВТ 1-0.

Разработка состава многокомпонентного стекла с минимальной е связана с выполнением огромного количества экспериментальных работ. Поэтому для указанной цели было использовано математическое планирование эксперимента по методу Бокса-Уилсона. Методом метематического планирования эксперимента определен состав стекла, на основе которого может быть получен снталлоцемент с требуемыми характеристиками (мол.%): М{ф-18.„29, А12Оз-19...3б, В20з-55...70, 8п02-0,2...5, Те02-0,5...4.

Разработанное стекло и снталлоцемент на его основе имеют следующие

основные характеристики:

- температура кристаллизации стекла, °С - 820;

- е ситаллоцемента - 5;

- tg5 ситаллоцемента - 0,0019; -ТКЛР5о...8оо°сЮ7 ситаллоцемента. К-1 - 88;,

- температура начала деформации ситаллоцемента, °С - 920;

- химическая устойчивость ситаллоцемента, гидролитический класс - III.

Разработаны технические условия на стекло (ПБА0.027.063 ТУ). Стеклу присвоена марка СЭ-19.

Таким образом, на основании результатов вышеперечисленных исследований был разработан снталлоцемент, обладающий оптимальными свойствами.

Результаты исследований стекол системы MgO-AhOз-B:Oз с целью синтеза ситаллоцементов с низкой диэлектрической проницаемостью, приведенные в гл.З, показали перспективность разработки таких материалов в несиликатных алюмоборатных системах. Однако при кристаллизации стекол системы М§0-А120з-В;0з образуются фазы с полиморфным превращением при температурах 300...400 "С, что приводит к увеличению диэлектрических потерь ситаллоцементов и снижению стабильности толстопленочных схем. В связи с этим в четвертой главе исследована возможность синтеза сики.юпс-ментов с низкой с, не имеющих укачанного недостатка, в ciicicm.it СаО-А1гОз-В:Оз н ЗгО-АЬОз-ВЮз.

Установлено, что стеклообразование в системе СаО-АЬОз-ВгОз происходит в области составов (мол.%): СаО -10...65, АЬОз- 0...35, В2О3 - 5...75.

Определенная экспериментально область стеклообразования системы СаО-АЬОз-ВгОз соответствует литературным данным. Она касается стороны €аОгВ10з_вблизиточки Са0 2ВЮз и простирается внутрь треугольника между точками, которые—соотеетствушх_^оедине1и1ям СаОА12Оз-В2Оз, СаО ВгОз и 2СаО-ВгОз по направлению к эвтектическимТ^чкэт^ СаО-А12Оз между ЗСаО АЬОз и 5СаО ЗАЬОз.

Впервые проведены систематические исследования свойств стекол системы СаО-АЬОз-ВгОз и ситаллоцементов на их основе.

Результаты исследования свойств стекол системы СаО-АЬОз-ВгОз показали, что их плотность изменяется в пределах от 2,254 до 2,888 г/см3 и существенно зависит от состава стекла. Анализ результатов исследования плотности показывает наличие на ее концентрационных зависимостях перегибов и максимумов. Наблюдаемые экстремумы свидетельствуют о структурной перестройке стекла, причем у стекол определенных составов эта перестройка сопровождается резким увеличением плотности, и, следовательно, компактности упаковки структурных элементов. Так, при содержании оксида бора, равном 30 и 50%, наблюдается максимум значения плотности стекла. Минимальной плотностью характеризуются высокоборные стекла, а так же стекло, содержащее 20 мол.% В2О3. Можно предположить, что как и у стекол системы М§0-АЬ0з-В20з, это связано не с большим парциальным вкладом оксида бора по сравнению с вкладом оксида алюминия, а с изменениями, происходящими в структуре стекол (возможно, с частичной кристаллизацией). Малая величина плотности стекла, содержащего 20 мол.% В2О3 определяется, вероятно, в основном малой плотностью кристаллизующихся фаз.

Наименьшие значения ТКЛР имеют стекла с максимальным содержанием оксида бора (70 мол.%). Необходимо отметить, что характер концентрационных зависимостей ТКЛР определяется влиянием оксида бора. Если содержание В2О3 в стекле меньше 50 мол.%, то с ростом концентрации оксида бора его ТКЛР увеличивается при любых концентрациях СаО, в обратном случае (Свгоз>50 мол.%) ТКЛР стекла уменьшается.

¡«л стекол изменяется от 605 до 678 °С. Наименьшие значения характерны для стекол с максимальным содержанием СаО.

Изучение кристаллизационной способности стекол методом ДТА показало, что стекла, составы которых находятся в элементарном треугольнике (СаО-ВгОзИгСаО-АЬОз-ВгОзМСаО-гВгОз) (содержание СаО>25, АЬОз<15 мол.%) и не приближаются к границе области стеклообразования, являются некрнсталлизующимися. Все стекла, содержание в которых В2О3 превышает 60 мол.%, являются слабокрнсталлизующимися. Наибольшей кристаллизационной способностью обладают стекла, составы которых находятся в треугольнике (СаО ВгОз)-(СаО АиОз-ВгОзИгСаО ВгОз) и в треугольнике 2(СаО ВзОзМСаО АЬОз ВгОзКЗСаО АЬОз), прилегающем к стороне СаО-А^Оз-ВгОз^СаО-ВзОз. В целом кристаллизационная способность стекол кальшшалюмоборатиой системы несколько меньше, чем стекол мппншалюмоборатной системы.

Минералогический состав синтезированных ситаллоцементов достаточно широк и представлен 9А120з-2В20з, 2СаОВгОз, СаО-АЬОз-ВгОз, СаА1В04.

Исследование свойств стеклокристаллических материалов системы СаО-АЬОз-ВгОз показало, что характер зависимости ТКЛР ситаллоцементов от состава, вероятно, определяется фазовым составом ситаллоцементов. В целом ТКЛР ситаллоцементов изменяется в относительно широких пределах: от 46-Ю"7 до 123-10-' К-' (в диапазоне 50...800 °С), что принципиально делает возможным их использование в качестве основы для слоев МСИ на основаниях из наиболее часто применяемых материалов: керамики ВК94-1, титана и стали 15Х25Т.

Зависимости ситаллоцементов от состава имеют сложный характер. Следует отметить тенденцию снижения температуры начала деформации ситаллоцементов при увеличении в составе исходного стекла содержания АЬОз и СаО.

Изучение электрофизических характеристик ситаллоцементов показало, что наименьшее значение б имеют ситаллоцементы с высоким содержанием В2О3 (кристаллическая фаза представлена МЬОз-ВгОз) и ситаллоцемент, содержащий кристаллическую фазу 2СаОВ;Оз. Ситаллоцементы с содержанием В2О3, равным 70%, имеют е = 4,7...5,3. Следует отметить, что у высокоборных ситаллоцементов с увеличением содержания АЬОз е уменьшается, а у высокоалюминатных - возрастает. Это связано, вероятно, с тем, что в первом случае количество В2О3 в остаточной стеклофазе ситаллоцементов возрастает, а во втором - уменьшается. Следовательно, на величину е ситаллоцементов примерно в равной степени влияет как кристаллическая фаза, так и стеклофаза. Необходимо также отметить, что в высокоборных ситаллоце-ментах с малой величиной диэлектрической проницаемости количество кристаллической фазы невелико.

Диэлектрическая проницаемость ситаллоцементов практически не зависит от содержания в исходных стеклах АЬОз. С ростом концентрации в исходных стеклах оксида кальция е увеличивается незначительно.

Величина тангенса угла диэлектрических потерь ситаллоцементов при частоте 1 кГц составляет (17...44)-10-*.

Установлено, что ситаллоцементы системы СаО-АЬОз-ВгОз по своей химической устойчивости не уступают ситаллоцементам, разработанным ранее для слоев МСИ.

На основании результатов исследований ситаллоцементов и пленок на их основе были выбраны составы стекол для МСИ на подложке из керамики ВК94-1и титана ВТ1-0. Однако ситаллоцементы этих составов обладали высокими диэлектрическими потерями при частоте 1 МГц. Кроме того, не удалось исключить скачок на дилатометрической кривой ситаллоцементов, связанный с низкотемпературным полиморфным превращением кристаллизующихся фаз. В связи с эти применение ситаллоцементов снсгемы СаО-АЬОз-ВгОз в качестве материалов МСИ ограничено.

При синтезе стекол стронциналюмоборатной системы установлено, что если в качестве сырьевого материала для введения 8Ю используется оксид стронция, то в результате взаимодействия Н3ВО3 со ЯЮ в процессе синтеза

стекол образуются легкоплавкие бораты, препятствующие удалению воды из шихты, что вызывает "вспучивание" последней. Изменение времени выдержки и медленный подъем температуры не позволяют предотвратить этот процесс. Таким образом, синтез стекол на основе БгО, Н3ВО1 и АЬОз является нетехнологичным. При замене БгО на БгСОз химические процессы в шихте протекают иначе. Карбонат стронция до высоких температур не взаимодействует с борной кислотой и НзВОэ беспрепятственно разлагается на оксид бора и воду. "Вспучивание" шихты при этом не происходит.

Установлено, что стеклообразование в системе БгО-АЬОз-ВгОз происходит в области составов (мол.%): БЮ - 10...65, АЬОз - 0...35, В2О3 - 15...75. Таким образом, область стеклообразования в стронцийалюмоборатной системе совпадает с литературными данными.

Впервые проведены систематические исследования свойств стекол системы БгО-АЬОз-ВгОз и ситаллоцементов на их основе.

Результаты исследования плотности стекол показали, что зависимости этой характеристики от состава имеют линейный характер. В силикатных стеклах аддитивный вклад в плотность возрастает в ряду АЬОз-^ВгОз-^БгО. В системе БгО-АЬОз-ВгОэ влияние БгО аналогично: при увеличении содержания в стекле оксида стронция плотносгь стекол возрастает.

В свою очередь, наименьшей плотностью характеризуются высокобо-ратные, а не высокоалюминатные стекла.

Необходимо отметить, что зависимость температурного коэффициента линейного расширения стекол системы БгО-АЬОз-ВгОз от содержания в них В2О3 имеет примерно тот же характер, что и концентрационная зависимость плотности этих стекол.

Наименьшие значения I н.д характерны для стекол с высоким содержанием оксида бора и низким содержанием БгО.

Результаты изучения кристаллизационной способности стекол показали, что составы всех стекол для ситаллоцементов находятся вблизи границы области стеклообразования. В целом кристаллизационная способность стекол стронцийалюмоборатной системы значительно ниже, чем у стекол систем 1\^0-А1:0з-В20з и СаО-АЬОз-ВЮз

Минералогический состав синтезированных ситаллоцементов представлен ЭАЬОз ЗВгОз, БгВбОю, БгВ^СЬ.

Результаты исследований свойств стеклокристаллических материалов системы ЗгО-АЬОэ-ВгОз показали, что их несомненным достоинством является низкая диэлектрическая проницаемость, однако, учитывая значения дилатометрических характеристик стекломатериалов, их высокие диэлектрические потерн и неудовлетворительную химическую устойчивость, можно сделать вывод о неперспективности применения ситаллоцементов этой системы для МСИ.

В пятой главе приведены результаты исследований совместимости си-таллоцеменла марки СЭ-19 с технологическими процессами формирования диэлектрических слоев на МД-подложках, ГИС на их основе и используемыми при этом материалами.

Исследована совместимость стекла дтя снталлоцемснта с органическим связующим на основе ланолина. С учетом разной удельной массы стеклопо-рошков II различной смачиписмостыо сгеклопорошка органическим свя-

зующим проведена корректировка состава пасты с целью обеспечения оптимальной ее растекаемости, откорректрирован состав пасты.

Анализ результатов термогравитаметрического и дифференциально-термического анализов диэлектрической пасты на основе разработанного стекла и исследования процесса кристаллизации стекла позволили опреде-. лить оптимальный температурно-временной режим термообработки толстопленочных слоев.

Исследована тенденция изменения ТКЛР, диэлектрической проницаемости и диэлектрических потерь стеклокристаллического материала при многократных высокотемпературных обработках. Анализируя стабильность ТКЛР ситаллоцементов, оцениваемую по данным 4-х циклов термообработок в режиме "нагрев-охлаждение" в диапазоне температур 20...400 и 20...800 °С, можно заметить, что температурный коэффициент линейного расширения меняется незначительно при нагреве и охлаждении в диапазоне от 20 до 400 °С и при охлаждении от 800 до 20 "С. При нагреве от 20 до 800 °С наблюдается резкое возрастание величины а при второй термообработке. Это, по-видимому, объясняется процессом стабилизации структуры ситаллоцемента при первом повторном нагреве. Ко второму циклу нагревания ТКЛР стеклокристаллического материала стабилизируется и далее остается постоянным, о чем свидетельствует практически неизменная величина прогиба.

Установлено, что е почти не изменяется при многократных термообработках, при этом tg 5 резко возрастает после 24 термообработок. Это свидетельствует о том, что разработанный ситаллоцемент нецелесообразно использовать в технологических процессах изготовления ГИС, которые требуют более 24 циклов термообработки.

В процессе многократных термообработок ситаллоцемента происходит изменение его минералогического состава - количество кристаллической фазы при термообрабогках при 820 °С заметно возрастает.

Проведено исследование совместимости диэлектрических слоев на основе разработанного стекла с титановым основанием, проводниковыми и резистивными элементами.

Диэлектрические потери слоев межслойной изоляции при использовании проводников на основе Ag-Pd несколько лучше, чем на основе чистого Ag, что можно объяснить меньшей диффузией первых в диэлектрический слой.

Характер изменения диэлектрических потерь слоев на основе разработанного стекла указывает на то, что при его термообработках в течение 24 циклов, величина этой характеристики сравнима с величиной диэлектри-чгских потерь известных ситаллоцементов. Показано, что решающее влияние на протекание процессов взаимодействия проводникового и диэлектрического слоя на основе разработанного ситаллоце.ченга оказывает наличие в составе проводникового слоя легкоплавкого стеклосвязующсго.

В связи с этим, при изготовлении коммутационных плат ГИС на основе этого стекла, следует рекомендовать использование проводников, не содержащих в своем составе стеклосвязки, а именно, серебро-палладисвых проводников без стеклосвязуюшего.

Сопротивление диэлектрических слоев отвечает предъявляемым к нему требованиям. Сцепление диэлектрического слоя с основанием - хорошее.

Исследована устойчивость разработанного ситаллоцемента к внешним воздействиям. Анализ химической устойчивости ситаллоцемента показывает, что разработанный материал по сравнению с ситаллоцементами, применяемых в настоящее время в качестве диэлектрических материалов толстопленочных ГИС, обладает повышенной растворимостью в воде и находится примерно на одном уровне по устойчивости к НС1 и №ОН. Установлено, что ситаллоцемент марки СЭ-19 относится к III гидролитическому классу по методике ГИС.

Исследована зависимость диэлектрической проницаемости и диэлектрических потерь ситаллоцемента от часготы. Показано, что диэлектрическая проницаемость ситаллоцемента не зависит от частоты. На кривой зависимости тангенса угла диэлектрических потерь от частоты имеются релаксационные максимумы (при 1,2 МГц и 5 МГц) и минимум при 2,5 МГц. Наличие этих максимумов, вероятно, связано с внутренними механическими напряжениями в структуре материала.

Исследована температурная зависимость удельного сопротивления диэлектрического слоя на основе разработанного ситаллоцемента. Показано, что при нагреве ситаллоцемента марки СЭ-19 до температуры 1=250 °С не происходит значительного ухудшения его электрического сопротивления. Следует отметить, что в структуре ситаллоцемента присутствуют внутренние механические напряжения, что сказывается на кривых его нагрева и охлаждения. Так, на дилатометрической кривой, полученной в режиме нагрева присутствует локальный минимум при 1=500 °С, который отсутствует на дилатометрической кривой, полученной в режиме охлаждения. Это связано с тем, что при увеличении температуры до 820 °С, при которой остаточная стеклофаза расплавляется, эти напряжения релаксируются. Изменение наклона кривой при температурах, превышающих 700 °С, связано с переходом стеклофазы в вязкопластичное состояние, в связи с чем проводимость ситаллоцемента увеличивается.

Удельное объемное сопротивление ситаллоцемента в диапазоне температур эксплуатации толстопленочных ГИС (-60...+155°С) составляет Ю'3Ом-см и удовлетворяет предъявляемым к нему требованиям.

Основные результаты работы и выводы

1. Проведен критический анализ научно-технической и патентной лите ратуры, посвященной диэлектрическим материалам на основе стекловидны) диэлектриков для межслойнон изоляции элементов толстопленочных ГИС.

Показано, что одним из основных недостатков этих материалов являет ся относительно высокая диэлектрическая проницаемость.

Установлено, что наиболее перспективными стеклообразными систс мамн для синтеза ситаллоцементов, имеющих низкую диэлектрическую про нинасмость (менее 8 единиц) и предназначенных для МСИ, являются снсте мы ЕО-АЬОз-В.гСЬ, где Я - М®. Сц, Бг. Однако сведения о свойствах маге риалов них систем весьма немногочисленны и противоречивы, поэтому дл: сшисза материалов для МСИ с комплексом заранее заданных свойств нсоб

лодимо проведение систематических исследований зависимостей свойств стекол и стеклокристаллических материалов на их основе от состава.

Определены направления исследований.

2. Исследовано стеклообразование в системах ЯО-АНОз-ВгОз. Установлено, что стеклообразование в системах ЯО-АЬОз-В^Оз происходит в области составов (мот;.%):

- в системе МйО-АЬОз-ВгОз: МеО - 35...65, АЬОз - 0...25, В2Оз - 35...65;

- в системе СаО-А12Оз-В2Оз: СаО - 10...65, АЬОз - 0...35, В20з - 5...75;

- в системе 8Ю-А12Оз-В2Оз: ЗЮ - 10...65, АЬОз-0...35, В20з-15...75.

Показано, что область стеклообразования в системе МдО-АЬОз-ВгОз отличается от известной - область прозрачных стекол с высоким содержанием АЬОз смещена в сторону с большим содержанием оксида бора.

Области стеклообразования в системах СаО-А12Оз-В2Оз и 8гО-АЬОз-В2Оз, определенные в работе, совпадают с областями стеклообразования, приведенными в научно-технической литературе.

3. Впервые проведены систематические исследования свойств стекол систем ЯО-АЬОз-ВгОз и стеклокристаллических материалов на их основе.

Установлены закономерности изменения свойств стекол от их состава, проведено обсуждение характера этих закономерностей.

Показано, что все стекла систем 1Ю-АЬОз-В2Оз являются кристаллизующимися, причем подавляющее большинство из них - стеклами для си-таллоцементов. Высокой кристаллизационной способностью обладают стекла системы N^0^1^3-0203, низкой - стекла системы ЗгО-АЬОз-ВгОз.

Минералогический состав ситаллоцементов на основе стекол систем ЯО-АЬОз-ВгОз достаточно широк и представлен:

- в системе М£0-А120з-В20з: 2MgO•B2Oз, 2АЬОз В2Оз, 2Mg0•Al20з•B20з;

- в системе СаО-АЬОз-В2Оз: 9АЬОз-2В:Оз, 2СаОВгОз, СаО АЬОз В2Оз,

СаА1В04;

- в системе ЗгО-АЬОз-ВгОз: 9АЬОз-2В2Оз, БгВбОт, БгВЮ?.

Установлены закономерности изменения свойств ситаллоцементов на основе стекол систем 1Ш-А12Оз-В2Оз от их состава. Показано, что сложный характер этих закономерностей обусловлен различием фазового состава ситаллоцементов.

Определена координация бора в структуре ситаллоцементов системы MgO-AЬOз-B2Oз. Для всех ситаллоцементов характерно присутствие группировок с тригоиальной координацией бора (В||,-0-Вп|). Тетраэдрическая координация бора (В1У-0-В|у) наблюдается в структуре ситаллоцементов с малой концентрацией оксида магния. Группировки В-О- характерны для структуры тех материалов, в которых содержание оксида бора меньше 50 мол.%.

Показано, что стеклокристаллические материалы, синтезированные в системах КО-АЬОз-ВгОз, имеют низкую диэлектрическую проницаемость (е <, 8) и принципиально могут быть использованы в качестве основы при синтезе материалов для МСИ. Однако ввиду того, что стеклокристаллические материалы систем СаО-АЬОз-ВзОз и 8гО-АЬОз-В2Оз содержат кристал-

лические фазы, имеющие низкотемпературные полиморфные превращения, их применение в качестве основы для материалов МСИ ограничено.

4. Экспериментально обоснован выбор базового состава стекла для си-таллоцемента системы MgO-AhCb-IhCb в качестве основы материала для МСИ с уникально низкой диэлектрической проницаемостью (мол.%):

Mg0-20, АЬОз-20, В2О3-6О.

Стекло этого состава и ситаллоцемент на его основе имеют следующие основные характеристики:

• температура кристаллизации стекла - 815 "С; .

• ТКЛР ситаллоцемента - 76-107 К-';

• tg5 ситаллоцемента:

- 177-10-4 (при частоте 1 кГц);

- 26-1 (Н (при частоте 1 МГц);

• е ситаллоцемента:

- 5,3 (при частоте I кГц);

- 5,6 (при частоте 1 МГц).

Основным недостатком ситаллоцемента на основе стекла базового состава являются большие диэлектрические потери.

5. Впервые исследовано влияние добавок RO, R2O3 и R2O5 на свойства стекла базового состава системы Mg0-Ah0j-B20j и ситаллоцемента на его основе.

Установлено, что ZnO, МпгОз, N¡203, вагОз, V2O1,1п20э, ЬагОз, В120э, Si02, Т1О2, Ge02, Z1O2, Р2О5 и ТагОз способствуют нежелательному расслаиванию стскломассы на две стеклофазы, одна из которых, высокоборная, имеет низкую химстойкость.

Введение добавок в стекло базового состава в большинстве случаев приводит к изменению его кристаллизационной способности. Так, БЬгОз, С02О3, BaO, SrO и ТеОг увеличивают кристаллизационную способность стекла, а CaO, V2O3, СиО, МоОз и РегОз - уменьшают ее; CuO, SrO, BaO, РегОз, Sb2Oj, S11O2, ТеОг, МоОз, WO3 смещают процесс кристаллизации в низкотемпературную область, препятствуя оплавлению порошковых образцов, а введение CaO, V2O5, СггОз, С02О3, наоборот, приводит к увеличению температуры кристаллизации стекла.

Введение большинства добавок не приводит к изменению минералогического состава (2АЬОз-В2Оз орторомбической модификации) ситаллоце-ментов. Лишь при кристаллизации стекол, содержащих БпОг и ТеОг, образуется Mg0-2B20j орторомбической модификации.

Введение добавок в стекло базового состава приводит к изменению дилатометрических и электрофизических характеристик ситаллоцементов. Так ТКЛР »...ewe ситаллоцемента на основе стекла базового состава с различными легирующими добавками изменяется в пределах (75...93)-10-7 К-1 с - 4,6...8,3 и tg5 - 0,0019...0,0177.

Проведена оптимизация вида и концентрации добавок, обеспечивающих получение стеклокристаллнческого материала с комплексом заданны?

свойств.

6. С использованием метода математического планирования эксперимента разработан состав стекла для ситаллоцемента, предназначенного для диэлектрических слоев на титановых подложках и отвечающего требованиям, предъявляемым к материалам для МСИ (мол.%):

М§0-18...29, А12СЬ-19...36, В2Оз-55...70, 8п02-0,2...5, Те02-0,5...4.

Разработанное стекло и ситаллоцемент на его основе имеют следующие

основные свойства:

- температура кристаллизации стекла, "С - 820;

- е ситаллоцемента - 5;

- tg5 ситаллоцемента - 0,0019;

- TKJIP-107 ситаллоцемента в интервале

50... 800 °С, К-' -88;

- температура начала деформации ситаллоцемента, °С - 920;

- химическая устойчивость ситаллоцемента, гидролитический класс - III.

Разработаны технические условия на стекло (ПБА0.027.063 ТУ). Стеклу присвоена марка СЭ-19.

7. Исследовано влияние температурно-временного режима вжигания на свойства и минералогический состав ситаллоцемента на основе стекла марки СЭ-19.

Показано, что предкристаллизационные процессы в стекле начинают протекать при 740 °С, а при температурах 2780 °С происходит его кристаллизация с образованием стеклокристаллического материала, содержащего в качестве кристаллической фазы 2А12Оз-В2Оз. Время кристаллизации стекла при этом составляет » 8 мин.

Величина tg8 материала с ростом температуры термообработки несколько увеличивается, а при температурах £800 °С - стабилизируется. Величина ё материала практически не зависит от температуры термообработки, что свидетельствует о равенстве величины е исходного стекла и образующейся кристаллической фазы.

Температура начала деформации стекловидного материала в результате термообработки при 780 °С резко возрастает до 920 °С и практически не зависит от температуры термообработки.

Проведена оптимизация температурно-временного режима вжигания порошков стекла СЭ-19, обеспечивающего требуемые характеристики толстопленочных диэлектрических слоев.

8. Исследована совместимость разработанного ситаллоцемента с материалами и технологическими процессами формирования элементов толстопленочных ГИС на титановых подложках.

Результаты исследования зависимостей ТКЛР, е, tg5, минералогического состава ситаллоцемента и величины прогиба структур «ситаллоцемент-титан» от количества повторных термообработок показали, что при использовании в качестве материала МСИ разработанного ситаллоцемента температура повторных термообработок не должна превышать 750 °С, число тер-

мообработок - 24 циклов, а в качестве проводниковой пасты необходимо использовать серебропалладиевую пасту, не содержащую стеклосвязующее.

9. Разработанный диэлектрический материал прошел промышленную апробацию в МНИИРС (г. Москва). Получены положительные результаты.

Основные результаты диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Ильяшева Е.В. Исследование процесса кристаллизации стекол с различной кристаллизационной способностью - В сб.: Микроэлектроника и информатика - 96, Тезисы докладов межвузовской научно-технической конференции. Часть 1. - М.: МГИЭТ, 1996, с.90.

2. Воробьев В.А., Ильяшева Е.В., Дмитриев A.A. Ситаллоцементы с низкой диэлектрической проницаемостью в системе MgO-AhOs-B^Oj для диэлектрических слоев ГИС. - В сб.: Микроэлектроника и информатика - 97, Тезисы докладов межвузовской научно-технической конференции. Часть 1. -М.: МГИЭТ, 1997, с. 100.

3. Тельминов А.И., Воробьев В.А., Ильяшева Е.В. Уточнение области стеклообразования системы MgO-AhOj-BiOj. - В сб.: Электроника и информатика - 97, Тезисы докладов всероссийской научно-технической конференции. Часть 1.-М.: МГИЭТ, 1997, с.52 - 53.

4. Разработка физико-химических основ создания многокомпонентных стекловидных материалов для толстопленочных многослойных металлоди-электрических структур. - Отчет о НИР. Рук. - Петрова В.З. Шифр - 627-ГБ-Б-ОХ, М.: МГИЭТ, 1996. - 79 с.

5. Воробьев В.А., Ильяшева Е.В., Палилова С.М. Диэлектрические потери ситаллоцемеита системы MgO-AhOj-BjOj с различными легирующими добавками. - В сб.: Микроэлектроника и информатика - 98, Тезисы докладов межвузовской научно-технической конференции. Часть 1. - М.: МГИЭТ, 1998, с.94.

6. Воробьев В.А., Ильяшева Е.В., Палилова С.М. Стекловидные материалы системы СаО-АЬОз-ВгОз для диэлектрических слоев толстопленочныл ГИС. - В сб.: Микроэлектроника и информатика - 98, Тезисы докладо! межвузовской научно-технической конференции. Часть 1. - М.: МГИЭТ 1998, с.95.

7. Исследование стекловидных диэлектриков систем RO-AI2OJ-B2O3 < целью создания материалов с низкой диэлектрической проницаемостью дш толстопленочных ГИС. - Отчет о НИР, Рук.» Ильяшева Е.В., Шифр - 848 ГБ-53-Гасп-ОХ, М.: МГИЭТ, 1998.-44 с.

8. Воробьев В.А., Ильяшева Е.В., Иванова Е.В. Химическая устойчи вость ситаллоцементов системы RO (MgO, СаО, SrO)- AI2O1-B2O3- В сб. Микроэлектроника и информатика-99: Тезисы докладов межвузовской на учно-техннческой конференции. - М.: МГИЭТ, 1999, с.94.

9. Свойства стекловидных материалов системы MgO-АЬОз-ВгО //Тельминов А.И., Воробьев В.А., Ильяшева Е.В. - Известия вузов Электроника, 1999.

10. Физико-химические свойства высокочастотных диэлектриков систе ыы Са0-А1>0з-В:0), предназначенных для толстопленочлой технологии i Воробьев В.А., Ильяшева Е.В. - Известия вузов. Электроника, 1999.