Alambre de Conexión La presente invención se relaciona con alambres de conexión de oro y aleaciones de oro con gran tenacidad adecuada para estos alambres de conexión. En el curso de la miniaturización continua de componentes semiconductores y la meta asociada de reducir el diámetro de los alambres de conexión de oro, las crecientes demandas se imponen sobre el alambre y la confianza de las conexiones de alambre (bucles) . Los métodos conocidos incluyen, en particular, dopar con elementos del segundo grupo principal de la tabla periódica (metales alcalinos de tierra) , por ejemplo, berilio y calcio de acuerdo con C.W. Conti, Gold Bulletin, 32(2): 39 (1999) o Yuantao Ning, Gold Bulletin, 34(3): 77 (2001), Lantánidos, por ejemplo europio, yterbio, también se añaden como elementos de dopado. El problema con los lantánidos es su solubilidad en la matriz de oro. La mala solubilidad de los lantánidos es que la matriz de oro conduce a falta de homogeneidad y en el caso menos favorable a depósitos ásperos en la cadena de oro, en particular con el europio y el yterbio. En lugar de incrementar la fuerza, también se produce lo opuesto, ya que el dopado se vuelve quebradizo o la ductilidad del alambre se incapacita. Para los elementos del segundo grupo principal, por ejemplo, calcio, puede lograrse un incremento en la tenacidad con
concentraciones de dopado incrementadas . Asociado con esto son las propiedades negativas de formación de cordón, llamadas "formación de depresiones" en la producción de bucle. El problema de la presente invención comprende proveer aleaciones de oro con tenacidad mejorada adicional en la que de otra forma las propiedades ventajosas del oro, en particular el carácter noble y la alta conductividad, se mantienen esencialmente. Para solucionar este problema, se hace una aleación de oro en el rango de ppm con por lo menos uno de los lant nidos, yterbio o europio, sin tener que tomar en cuenta simultáneamente la propiedad negativa de formación de cordón ("formación de depresión") en la producción del bucle. Para este propósito, la aleación de oro se forma como un cristal mezclado homogéneo, es decir, que se evitan las fases adicionales, en particular basadas en el europio o el yterbio. La introducción de europio o yterbio en el otro a través de alear en una mezcla maestra libre de oro, en particular junto con calcio, permite aleaciones de oro homogéneas con estos lantánidos . De esta forma se hace posible, a cambio, proveer aleaciones de oro con más de 99% por peso, preferentemente superior a 99.9% por peso de oro, cuyas propiedades físicas y mecánicas son especialmente
adecuadas para las aplicaciones del alambre de conexión. El factor decisivo aquí es la habilidad de lograr la distribución homogénea que no era posible anteriormente de europio o yterbio como elementos de dopado en el oro a través de aleaciones maestras homogéneas con elementos de dopado, particularmente calcio y europio o yterbio. En contraste con todos los demás lantánidos, el europio y el yterbio exhiben una solubilidad completa en el calcio, de acuerdo con H. Okomoto y T.B. Massalski, Binary Alloys Phase Diagrams, Metal Park, Ohio, 44074 (1987) . Las aleaciones maestras binarias con calcio y europio, así como con calcio e yterbio, se ha comprobado que son efectivas. De acuerdo con la invención, la aleación de oro, de esta manera se forma como un cristal mezclado homogéneo. Previamente las inclusiones inevitables de por lo menos una fase adicional basada en europio o yterbio se evitaban de acuerdo con la invención. Los elementos de dopado se disolvían completamente en oro de 1 a 1000 ppra preferentemente de 2 a 500 ppm, particularmente de 10 a 100 ppm. De esta forma es posible, a cambio, producir cuerdas de oro y alambres de conexión de oro saleados de estas cuerdas con valores de tenacidad que caen significativamente arriba de los alambres de referencia correspondientes.
En la forma de realización de preferencia, los alambres de conexión de oro, como aditivos de dopado adicional, 1 a 100 ppm de cerio o mischmetal de cerio. Más preferentemente el uso de 1 a 10 ppm de berilio. De acuerdo con C. W. Conti, Gold Bulletin, 32(2) :
39 (1999) , estos elementos permiten un incremento adicional en la tenacidad en el alambre de conexión, mientras que mantiene o mejora las condiciones de conexión favorables con respecto al bucle y la formación de cordón. Las nuevas cualidades del alambre tienen valores de tenacidad de tracción de ca. 290 N/mm2 en un alargamiento comparativo de valor de ruptura del 4% y valores de prueba de tracción del bucle del alambre conectado de ca. 20 cN (con un diámetro de 30 µp?) . En todos los casos un cordón simple libre de depresiones (FAB - Cordón Libre de Aire) se observa en el proceso de conexión (Las depresiones pueden afectar negativamente las propiedades de junta entre el cordón y el sustrato) . Ejemplo Producción de una aleación maestra sobre una base de Au con calcio, yterbio, mischmetal de Ce y dopado de Be. Del calcio y el yterbio, inicialmente bajo vacío se funde una aleación maestra binaria, homogénea con 50% de porciones de porcentaje por peso de cada uno. Esta
aleación maestra (I) se diluye para formar otra aleación maestra (II) con el componente principal de oro y 0.5% por peso de calcio e yterbio. Juntos con otra aleación maestra de oro con aditivos de Be y mischmetal de Ce, se introduce esta aleación maestra II en el fundido de oro. El material de inicio del alambre de conexión generado de esta forma tiene una concentración de dopado de 25 ppm de calcio, 25 ppm de yterbio, 40 ppm de mischmetal de Ce (Ce-M, y 5 ppm de Be. Propiedades de Tenacidad El alambre de 30-µp? (1) obtenido del material de inicio antes mencionado está sometido a prueba de tenacidad de tracción después de recocido continuo en el rango de temperatura entre 450° C y 525° C y comparado con alambres producidos correspondientemente con concentraciones de dopado Au-Ca-Yb-Ce (M) -Be5 (2) y Au-Ca-Yb-Ce (M) (3) y también con el alambre de referencia estándar producido convencionalmente Au-Ca-Ce(M) (4). La Figura 1 muestra un incremento significativo de la tenacidad de tracción al 4% de alargamiento a ruptura de los alambres de conexión (1) a (3) producidos de acuerdo con el nuevo método relativo al alambre de referencia (1) . En el caso anterior, la tenacidad de tracción yace en ca. 290 N/mm2 y en el último caso a 260 N/mm2. Propiedades de Conexión
Los alambres recocidos al 4% están sujetos a un proceso de conexión de "Ball-Wedge" de acuerdo con ASTM, 100 Barr, Harbor Drive, West Conshohocken, Pennsylvania 19428-2959 y G.G. Harman, Wire Bonding in Microelectronics, páginas 67ff , McGraw-Hill (1997) . Se prueba la calidad de conectividad o estabilidad de los bucles a través de la llamada prueba de tracción o de gancho de acuerdo con MIL STD 883F, Microcircuits, Method 2011.7. La Figura 2 muestra fuerzas de tracción significativamente mejoradas para los alambres (1) a (3) producida de acuerdo con el nuevo método con relación al alambre de referencia (4) . En el caso anterior, las fuerzas de tracción yacen entre 17 y 22 cN (en el ejemplo, el alambre de conexión (1) YACE EN 22 Cn) comparado con 16 cN para el alambre de referencia (4) . El nuevo alambre también exhibe una proporción significativamente reducida de un modo de "ruptura en el pie" menos favorable, lo cual limita ampliamente la conflabilidad de la conexión de enlace. Para el alambre (1) por ejemplo, es ca. 32% y para el alambre de referencia de acuerdo con (4) es de 97%.