生产多层结构的方法技术

用于生产多层结构

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】生产多层结构的方法


[0001]本专利技术涉及生产用于包装和传送手柄的电子
(
例如用于
MEMS)、
微电子
、
光电子
(
例如用于
led)、
电力电子
、RF
的先进基板的领域
。
具体而言，本专利技术涉及一种用于生产耐高温的多层结构的方法，特别是
SeOI
型
(
代表绝缘体上半导体
)
结构，该结构提出通过具有调节特性的厚层将半导体层与支撑基板分开，例如用于集成
RF
组件
。
根据另一方面，本专利技术还涉及通过所述生产方法获得的多层结构
。

技术介绍

[0002]当前的趋势趋向于元件的日益密集的集成和器件的小型化，这增加了对具有改进性能的基板的需求，特别包括非常好的散热能力以及优异的耐温度变化性
。
制造日益复杂的结构需要在可能达到
1000℃
的温度下退火，更不用说工作温度可能达到
800℃
，特别是对于
RF
应用
。
产生这些多层结构所需的不同材料是结构内不同膨胀的来源
。
这会产生导致层内出现缺陷
、
裂纹或层的分层的应力
。
这些限制排除了使用承受最高
400℃
温度的传统聚合物来获得层间结合
。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的之一是提供一种生产多层结构的方法，该方法克服了至少一个上述障碍
。
为此，本专利技术提供了一种生产旨在用于微电子领域应用的多层结构的方法，该方法包括以下步骤：
[0004]‑
a)
提供第一基板，
[0005]‑
b)
在该第一基板上沉积包含填充有无机颗粒的预陶瓷聚合物
(preceramic polymer)
的前体制剂的厚层，
[0006]‑
c)
提供第二基板，
[0007]‑
d)
结合厚层和第二基板，
[0008]‑
e)
减薄第一基板或第二基板以获得有源层，该有源层特别用于接收电子器件，
[0009]‑
f)
应用热解热处理，以使厚层的预陶瓷聚合物陶瓷化并获得陶瓷基复合材料，
[0010]选择无机颗粒的填充率和性质，使得在室温和热解温度之间，厚层的热膨胀系数与第一基板和第二基板的热膨胀系数相差最多
15
％，有利地与第一基板和第二基板的热膨胀系数相差最多
10
％，例如与第一基板和第二基板的热膨胀系数相差最多5％
。
[0011]因此，根据本专利技术的生产方法允许获得多层结构，其中该厚层的性质，特别是热膨胀系数
(
也称为缩写
CTE
，代表热膨胀系数
)
可以被调节，以便与第一基板和第二基板的
CTE
相容
。
有利地，该结构可用于涉及大量热变化的工艺或应用中
。
[0012]预陶瓷聚合物和无机颗粒的大量选择的存在确保了通过其性质及其与其沉积在之上的基板的相容性来选择适合目标多层结构的聚合物的可能性
。
在这种情况下，选择预陶瓷聚合物和无机颗粒，使得一旦交联和热解，所得复合材料的热膨胀系数接近第一和
/
或第二支撑件的热膨胀系数
。
因此，构成多层结构的材料在温度变化期间以类似的方式膨胀
和收缩，这避免了结构中的应力，该应力可能由于层的裂纹
、
缺陷或分层而损坏层
。
取决于所使用的无机颗粒，厚层可以是电绝缘的，同时具有高散热能力
。
这对于调节该结构的温度特别有利，特别是当用于包括晶体管类元件的应用中时，其工作温度可以达到
800℃。
因此，根据本专利技术的厚层允许极大调节性
。
[0013]此外，预陶瓷聚合物具有优异的耐温性的优点
。
事实上，预陶瓷聚合物是一种有机
/
无机聚合物，通常用于在高温热处理后制造所谓的
PDC
陶瓷物体
(
代表“聚合物衍生陶瓷”的首字母缩写
)。
[0014]这使得该结构能够在高温下经受热处理，特别是例如当修复通过注入离子物质以减薄基板而产生的缺陷时
。
因此，该方法保证了多层结构组件在其整个生产过程中的稳定性，特别是尽管有预陶瓷聚合物的热解步骤，并且还能承受高工作温度
(
与有源层的电子元件相关
)。
[0015]由此获得的复合材料具有足以满足所需应用的机械强度
。
事实上，预陶瓷聚合物是无机颗粒的粘合剂
。
在通过高温分解，特别是在大约
1000℃
下进行陶瓷化之后，它导致了陶瓷基体的形成，其中无机颗粒被涂覆
。
所获得的
PDC
陶瓷基体基本上是非晶态的，甚至是完全非晶态的，并且与均匀分布在基体中的无机颗粒形成粘合剂，而不会彼此聚结
。
热解还可以压实厚层
。
而且，对于目标应用来说，不需要在高于热解温度的温度下进行陶瓷的预烧结或烧结，这有利地限制了制造成本
。
因此，该生产方法允许以简单且可靠的方式实现多层结构，该多层结构在高温下稳定并且可以针对目标应用容易地调节其性能
。
[0016]表述“有源层”，其应当理解为由半导体材料制成的层，在该层中发生电事件
。
[0017]术语“陶瓷化
(ceramize)”或“陶瓷化
(ceramization)”以及其它派生词，在本文献中应该理解为预陶瓷聚合物通过热解转化为非烧结陶瓷
。
[0018]有利地，步骤
a)
中沉积的厚层的前体制剂包含填充率在相对于预陶瓷聚合物的体积的
50
体积％至
80
体积％范围内的无机颗粒
。
该填充率允许赋予厚层所需的性能，特别是在热膨胀系数方面
。
这还允许限制陶瓷化过程中预陶瓷聚合物的尺寸损失
。
事实上，使用预陶瓷聚合物在热解过程中引起了相当大的尺寸变化，从而使聚合物能够转化为陶瓷
。
这会产生残余机械应力，导致在预陶瓷聚合物成型时形成缺陷
、
裂纹，有时还会导致层的坍塌
。
因此，填料的存在可以限制体积损失
。
[0019]此外，填充率保持足够低以保证层中存在足够量的预陶瓷聚合物
。
该材料在陶瓷化之前和之后都保留了其作为无机颗粒粘合剂的作用
。
[0020]根本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.
一种生产旨在用于微电子领域应用的多层结构
(100)
的方法，所述方法包括以下步骤：
‑
a)
提供第一基板
(1)
，
‑
b)
在所述第一基板
(1)
上沉积包含填充有无机颗粒的预陶瓷聚合物的前体制剂的厚层
(4)
，
‑
c)
提供第二基板
(5)
，
‑
d)
结合厚层
(4)
和第二基板
(5)
，
‑
e)
减薄第一基板
(1)
或第二基板
(5)
以获得有源层
(7)
，
‑
f)
应用热解热处理，以使厚层
(4)
的预陶瓷聚合物陶瓷化并获得陶瓷基复合材料，选择无机颗粒的填充率和性质，使得厚层
(4)
在室温和热解温度之间的热膨胀系数与第一基板
(1)
和第二基板
(5)
的热膨胀系数相差最多
15
％
。2.
根据权利要求1所述的生产多层结构
(100)
的方法，其中所述厚层
(4)
和所述第二基板
(5)
之间的步骤
d)
的结合通过预先形成在所述第二基板
(5)
和
/
或所述厚层
(4)
上的粘结底漆层
(6)
来进行
。3.
根据权利要求1至2中任一项所述的生产多层结构
(100)
的方法，其中步骤
d)
的结合包括使厚层
(4)
和第二基板
(5)
接触以形成叠层
(10)
的步骤，以及热压制所述叠层
(10)
的步骤
i)。4.
根据权利要求1至3中任一项所述的生产多层结构
(100)
的方法，其中所述前体制剂包括填充率在相对于所述预陶瓷聚合物的体积的
50
体积％至
80
体积％范围内的无机颗粒
。5.
根据权利要求1至4中任一项所述的生产多层结构
(100)
的方法，其中所述无机颗粒选自
Si3N4、SiC、AlN、Al2O3以及这些无机颗粒的混合物
。6.
根据权利要求1至5中任一项所述的生产多层结构
(100)
的方法，其中所述前体制剂的预陶瓷聚合物选自包含以下的组：聚硅氧烷
、
聚碳硅烷
、
聚碳硅氧烷
、
聚硅氮烷
、
聚倍半硅氧烷
、
聚硅碳二亚胺
、
聚倍半硅碳二亚胺
、
聚倍半硅氮烷
、
聚硼硅烷

【专利技术属性】
技术研发人员：玛丽莲，
申请(专利权)人：索泰克公司，
类型：发明
国别省市：