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WO1999008317A1 - Integrierte elektrische schaltung mit passivierungsschicht - Google Patents

Integrierte elektrische schaltung mit passivierungsschicht Download PDF

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WO1999008317A1
WO1999008317A1 PCT/DE1998/002236 DE9802236W WO9908317A1 WO 1999008317 A1 WO1999008317 A1 WO 1999008317A1 DE 9802236 W DE9802236 W DE 9802236W WO 9908317 A1 WO9908317 A1 WO 9908317A1
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WO
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metal
passivation layer
molecules
electrical circuit
monomolecular film
Prior art date
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Ceased
Application number
PCT/DE1998/002236
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Inventor
Darko Piscevic
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Infineon Technologies AG
Siemens AG
Siemens Corp
Original Assignee
Infineon Technologies AG
Siemens AG
Siemens Corp
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.)
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Publication date
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Publication of WO1999008317A1 publication Critical patent/WO1999008317A1/de
Publication of WO1999008317B1 publication Critical patent/WO1999008317B1/de
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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Definitions

  • the invention relates to an integrated electrical circuit with a metal level, which is provided with a passivation layer, and to a method for its production.
  • dielectric e.g. silicon nitride: Si3N4
  • metallic passivations e.g. titanium, tantalum, aluminum, palladium
  • these passivation layers In order to buffer mechanical stresses, it has proven to be effective to provide these passivation layers with an additional organic layer, in particular a polymer layer.
  • the thickness of this polymer layer is at least 1 ⁇ m.
  • Other organic protective layers also have a defined minimum thickness of preferably more than 200 nm.
  • the known passivation layers are used in the large-scale production of integrated circuits. In long-term operation or at elevated operating temperatures, however, instabilities occur until the passivation layer bursts open. Another disadvantage of these passivation layers is that they impede the contacting of the metal plane with connecting wires. Before contacting, it is necessary to apply a mask (by coating, exposing and developing) and then to treat the contact points with an anisotropic metal etching.
  • the invention has for its object to overcome the disadvantages mentioned.
  • a generic integrated electrical circuit is to be improved so that the passivation layer is as simple and inexpensive to manufacture as possible while maintaining its function as a diffusion and oxidation barrier.
  • Such a passivation layer should preferably also be suitable so that it does not hinder the connection of metal wires to the metal plane.
  • the application of the passivation layer should also be able to be integrated into the process sequence for producing the integrated electrical circuit.
  • the passivation layer is formed from a monomolecular film which lies against a surface of the metal plane.
  • the invention therefore provides for a film which is in direct contact with the surface of the metal to be used as a passivation layer.
  • the fact that the film consists of molecules whose adhesion to the metal surface is very large means that no other substances can accumulate. A monomolecular protective film is therefore present.
  • Such a protective film is characterized in that it can be formed with little effort by immersing the electrical circuits in a solution. It is thus possible to provide more than 100 integrated electrical circuits in one solvent with the passivation layer at the same time.
  • an additional protective film can be applied to the monomolecular film, but surprisingly the monomolecular film as such is already sufficient to achieve the desired properties of the passivation layer.
  • the invention therefore provides for the passivation layer to be designed in such a way that it has a minimal thickness and can ideally conform to the surface of the metal .
  • such a connection between the metal surface and the film takes place in that the monomolecular film consists of molecules which contain an anchor group.
  • the electrons of this anchor group can interact with the metal surface. Interaction mechanisms include both physical adsorption processes and covalent and ionic forces.
  • the exothermic interaction of the anchor group with the metal surface means that molecules in solution use every binding site on the metal surface. This presupposes that the molecules have to be mobile on the surface in order to offer further binding sites by compression. This surface mobility leads to the formation of highly ordered, crystalline monolayers.
  • the molecules consist of an anchor group that interacts with the metal surface. This is followed by a non-polar organic chain, which can have both a linear and a branched structure. This organic chain can be derivatized in various ways, that is, the incorporation of substituents such as amides or oxygen can specifically increase the water solubility of the molecule.
  • a molecule suitable for the chemisorption process can furthermore have an end group which not only determines the surface function of the film but also influences the state of order, that is to say the molecular structure of the layer.
  • the organic chains interact with each other. A possible explanation of the intermolecular interaction could be given by Van der Waals forces.
  • the end group is directed outwards. The end group determines the properties of the outward-facing surface of the monomolecular film that are essential for the properties of the passivation layer.
  • the anchor groups form a strongly exothermic bond with the metal surface and, at the same time, the individual molecules interact strongly with one another, the application of this passivation layer leads to a displacement of impurities adhering to the metal surface.
  • the metals can be common metals used in the semiconductor industry, in particular copper, gold and silver. Since the passivation according to the invention is based on an interface effect, the metal layer can be as thin as desired. It is also possible to provide existing metal layers within the integrated electrical circuit with a passivation layer according to the invention.
  • the passivation layer is applied in a particularly advantageous manner by wetting the metal level with a solution of a solvent and molecules dissolved therein, the dissolved molecules each containing at least one anchor group. This creates a monomolecular film at the metal level.
  • the integrated electrical circuits according to the invention can be connected to metal wires in a simple manner. This is done in a particularly simple and at the same time expedient manner in that the metal wires are bonded through the film onto the metal plane with a pressure sufficient to penetrate the monomolecular film.
  • connection process between the metal wires and the metal plane in the process sequence for producing an integrated circuit is advantageously carried out in such a way that the monomolecular film at the locations provided for the connection to the metal wires is deliberately energized by electromagnetic radiation - preferably by UV light - is supplied, the energy of the electromagnetic radiation being so great that the binding of the molecules to the metal is weakened at these points. If necessary, a solution is then applied, the solvency of which is sufficient to loosen the molecules whose binding to the metal is weakened. The metal wires are then connected to the metal level at these points.
  • Fig. 1 shows a section of the top metal level 1 of an integrated electrical circuit
  • Fig. 2 shows the schematic structure of a molecule suitable for the self-adsorption process.
  • the three partial images a, b, c of FIG. 1 show the process of chemisorption of alkanethiol molecules 2 on the copper layer 1.
  • the alkanethiol molecules were dissolved in highly pure, deionized water, so that a 0.5 mM thiol solution 3 was formed.
  • Part a shows the process immediately after wetting the copper layer 1 with the solution 3.
  • the thiol molecules 2 initially move freely in the solution.
  • the exothermic interaction of the head group of the molecules 2 with the upper surface of the copper plane 1 leads to the fact that the
  • Thiol molecules 2 are already oriented towards the metal surface.
  • chemisorption of the first thiol molecules between the head or anchor group and the metal surface has already occurred.
  • chemisorption shows much stronger binding forces, the strength of which is similar to the chemical bond. This can also be seen as the formation of surface bonds, whereby the binding process is not reversible.
  • the Van der Waals interaction between the individual thiol molecules causes their parallel alignment. This parallel alignment enables the unbound molecules to position themselves in the gaps on the metal surface between the bound molecules.
  • the van der Waals interaction causes the parallel aligned molecules to move on the metal surface. Surface so towards each other that contaminants adhering to the surface of the copper are displaced by them.
  • the exemplary embodiment shown relates to the chemisorption of alkanethiol molecules on the metal surface.
  • alkanethiol molecules on the metal surface.
  • other molecules that have the same structural structure and the same interaction properties also perform the same function.
  • Molecules with thiol, sulfide or disulfide groups should be mentioned here in particular.
  • This passivation layer combines the advantages of a diffusion and oxidation barrier with high mechanical stability.
  • the alkanethiol molecule 10 is constructed in three parts.
  • the first part of the alkanethiol molecule 10 is the anchor or head group 12, which rests on the metal plane 11 and interacts with it exothermically.
  • the second part of the alkanethiol molecule 10 is a long-chain alkyl chain 13 of variable length that is water-soluble, for example by appropriate substitution.
  • the alkyl chains 13 of the alkanethiol molecules 10 interact with one another via Van der Waals forces. The van der Waals interaction between the alkanethiol molecules causes them to align in parallel in their adsorbed state.
  • the third part of the alkanethiol molecule 10 is formed by the end group 14 directed outwards in its adsorbed state. It determines the surface properties of the film formed from the alkanethiol molecules 10.
  • dialkyl sulfides R-S-R
  • dialkyl disulfides R-S-S-R
  • similar compounds which meet the requirements according to the invention described.
  • the film produced in one of the ways shown can be structured by irradiation with UV light.
  • the film is irradiated with UV light through a mask.
  • the radiation duration depends on the energy density of the radiation source.
  • the irradiation After the irradiation, they are rinsed with highly pure, fully demineralized water and then dried with nitrogen. The metal plane can then be connected to metal wires at the exposed locations.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine integrierte elektrische Schaltung mit einer Metallebene (1), die mit einer Passivierungsschicht versehen ist. Die Passivierungsschicht ist aus einem monomolekularen Film (2), der an der Oberfläche der Metallebene (1) aufgebracht ist, gebildet.

Description

Beschreibung
Integrierte elektrische Schaltung mit Passivierungsschicht
Die Erfindung betrifft eine integrierte elektrische Schaltung mit einer Metallebene, die mit einer Passivierungsschicht versehen ist, sowie ein Verfahren zu ihrer Herstellung.
Es ist bekannt, integrierte elektrische Schaltungen, die eine Metallebene enthalten, durch das Versehen der Metallebene mit einer Passivierungsschicht gegen Korrosion und mechanische Beschädigungen zu schützen.
Als Diffusions- und Oxidationsbarrieren sind bisher Dielek- trika (z.B. Siliziumnitrid: Si3N4) und metallische Passivie- rungen (z.B. Titan, Tantal, Aluminium, Palladium) verwendet worden .
Um mechanische Spannungen abzupuffern, hat es sich als wir- kungsvoll erwiesen, diese Passivierungsschichten mit einer zusätzlichen organischen Schicht, insbesondere einer Polymerschicht zu versehen. Die Dicke dieser Polymerschicht beträgt mindestens 1 μm. Auch andere organische Schutzschichten weisen eine definierte Mindestdicke von vorzugsweise mehr als 200 nm auf.
Die bekannten Passivierungsschichten werden in der Großserienfertigung von integrierten Schaltkreisen verwendet. Im Langzeitbetrieb oder unter erhöhten Betriebstemperaturen tre- ten jedoch Instabilitäten bis zu einem Aufplatzen der Passivierungsschicht auf. Ein weiterer Nachteil dieser Passivierungsschichten ist die durch sie bewirkte Behinderung der Kontaktierung der Metallebene mit Anschlußdrähten. So ist es vor der Kontaktierung notwendig, eine Maske aufzutragen (durch Belacken, Belichten und Entwickeln) , und anschließend die Kontaktstellen durch eine anisotrope Metallätzung zu behandeln . Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die genannten Nachteile zu überwinden. Insbesondere ist eine gattungsgemäße integrierte elektrische Schaltung so zu verbessern, daß die Passivierungsschicht unter Beibehaltung ihrer Funktion als Diffusions- und Oxidationsbarriere möglichst einfach und kostengünstig herzustellen ist. Eine derartige Passivierungsschicht soll sich vorzugsweise auch dafür eignen, daß sie die Verbindung von Metalldrähten mit der Metallebene nicht behin- dert. Das Auftragen der Passivierungsschicht sollte ferner in den Prozeßablauf zur Herstellung der integrierten elektrischen Schaltung integriert werden können.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Passivierungsschicht aus einem monomolekularen Film, der an einer Oberfläche der Metallebene anliegt, gebildet ist.
Die Erfindung sieht also vor, einen mit der Oberfläche des Metalls in unmittelbarem Kontakt befindlichen Film als Passi- vierungsschicht einzusetzen. Dadurch, daß der Film aus Molekülen besteht, deren Adhäsion an der Metalloberfläche sehr groß ist, können sich keine weiteren Stoffe anlagern. Somit liegt ein monomolekularer Schutzfilm vor.
Ein derartiger Schutzfilm zeichnet sich dadurch aus, daß er mit geringem Aufwand durch Eintauchen der elektrischen Schaltungen in eine Lösung gebildet werden kann. So ist es möglich, mehr als 100 integrierte elektrische Schaltungen in einem Lösungsmittel gleichzeitig mit der Passivierungsschicht zu versehen.
Auf den monomolekularen Film können weitere Schichten, beispielsweise ein zusätzlicher Schutzfilm aufgebracht werden, überraschenderweise reicht aber bereits der monomolekulare Film als solcher aus, um die gewünschten Eigenschaften der Passivierungsschicht zu erreichen. Im Gegensatz zu den im Stand der Technik bekannten Passivie- rungen, die eine möglichst große Passivierungsschichtdicke aufweisen, sieht die Erfindung also vor, die Passivierungsschicht so auszubilden, daß sie eine minimale Dicke hat und sich in idealer Weise konform an die Oberfläche des Metalls anbinden kann .
Eine derartige Verbindung zwischen der Metalloberfläche und dem Film erfolgt gemäß einer besonders vorteilhaften Ausfüh- rungsform dadurch, daß der monomolekulare Film aus Molekülen besteht, die eine Ankergruppe enthalten. Die Elektronen dieser Ankergruppe können mit der Metalloberfläche wechselwirken. Als Wechselwirkungsmechanismen kommen sowohl physikalische Adsorptionsprozesse als auch kovalente und ionische Kräfte in Betracht.
Die exotherme Wechselwirkung der Ankergruppe mit der Metalloberfläche bewirkt, daß in Lösung befindliche Moleküle jede Bindungsstelle an der Metalloberfläche nutzen. Das setzt vor- aus, daß die Moleküle an der Oberfläche beweglich sein müssen, um durch Verdichtung weitere Bindestellen anzubieten. Durch diese Oberflächenmobilitat kommt es zur Bildung hochgeordneter, kristalliner Monoschichten.
Die Moleküle bestehen aus einer Ankergruppe, die mit der Metalloberfläche wechselwirkt. Daran schließt sich eine unpolare organische Kette an, die sowohl eine lineare als auch eine verzweigte Struktur aufweisen kann. Diese organische Kette kann verschieden derivatisiert werden, das heißt durch den Einbau von Substituenten wie Amiden oder Sauerstoff kann gezielt die Wasserlöslichkeit des Moleküls erhöht werden. Ein derartiges für den Chemisorptionsprozeß geeignetes Molekül kann ferner eine Endgruppe aufweisen, die nicht nur die Oberflächenfunktion des Films bestimmt, sondern auch den Ord- nungszustand, das heißt die molekulare Struktur der Schicht, beeinflußt. Die organischen Ketten wechselwirken miteinander. Eine mögliche Erklärung der intermolekularen Wechselwirkung könnte durch Van-der-Waals-Kräfte gegeben sein. Die Endgruppe, ist nach außen gerichtet. Die Endgruppe bestimmt die für die Ei- genschaften der Passivierungsschicht wesentliche Beschaffenheit der nach außen gewandten Oberfläche des monomolekularen Films .
An die Endgruppe können sich weitere Moleküle anlagern, so daß auf dem monomolekularen Film eine weitere Schicht gebildet werden kann, die der Passivierungsschicht zusätzliche Eigenschaften verleiht.
Dadurch, daß die Ankergruppen eine stark exotherme Bindung mit der Metalloberfläche eingehen, und daß gleichzeitig die einzelnen Moleküle stark miteinander wechselwirken, führt das Auftragen dieser Passivierungsschicht zu einer Verdrängung von auf der Metalloberfläche haftenden Verunreinigungen.
Bei den Metallen kann es sich um übliche in der Halbleiterindustrie eingesetzte Metalle, insbesondere um Kupfer, Gold und Silber handeln. Da die erfindungsgemäße Passivierung auf einem Grenzflächeneffekt beruht, kann die Metallschicht beliebig dünn sein. So ist es auch möglich, innerhalb der inte- grierten elektrischen Schaltung vorhandene Metallschichten mit einer erfindungsgemäßen Passivierungsschicht zu versehen. Das Auftragen der Passivierungsschicht erfolgt in besonders vorteilhafter Weise dadurch, daß die Metallebene mit einer Lösung aus einem Lösungsmittel und darin gelösten Molekülen benetzt wird, wobei die gelösten Moleküle jeweils wenigstens eine Ankergruppe enthalten. Hierdurch bildet sich auf der Metallebene ein monomolekularer Film.
Durch das Auftragen einer Lösung, in der die Konzentration der Moleküle in dem Lösungsmittel wenigstens 0,5 mM beträgt, kommt es bereits nach einer Minute zur Ausbildung einer vollständigen Schicht. Für die Sicherstellung der Eigenschaft als Diffusions- und Oxidationsbarrieren sowie der guten Verbindbarkeit von Metalldrähten mit der Metalloberfläche eignen sich sämtliche der zuvor genannten Moleküle.
Es ist sogar möglich, die Passivierungsschicht so aufzutragen, daß die Entstehung von umweltbelastenden Reststoffen vermieden wird. Dies kann dadurch geschehen, daß wasserlös- liehe Moleküle in Wasser gelöst werden und diese Lösung aufgetragen wird. Als besonders geeignete wasserlösliche Moleküle haben sich solche mit einer Thiol-Gruppe erwiesen.
Die erfindungsgemäßen integrierten elektrischen Schaltungen können auf einfache Weise mit Metalldrähten verbunden werden. Dies geschieht in besonders einfacher und zugleich zweckmäßiger Weise dadurch, daß die Metalldrähte mit einem Druck, der zum Durchdringen des monomolekularen Films ausreicht, durch den Film hindurch auf die Metallebene gebondet werden.
Eine Einbindung des Verbindungsprozesses zwischen den Metalldrähten und der Metallebene in den Prozeßablauf zur Herstellung einer integrierten Schaltung erfolgt vorteilhafterweise so, daß dem monomolekularen Film an den für die Verbin- düng mit den Metalldrähten vorgesehenen Stellen gezielt Energie durch elektromagnetische Strahlung - vorzugsweise durch UV-Licht - zugeführt wird, wobei die Energie der elektromagnetischen Strahlung so groß ist, daß an diesen Stellen die Bindung der Moleküle an das Metall geschwächt wird. Gegebe- nenfalls wird dann eine Lösung aufgetragen, deren Lösungskraft ausreicht, die Moleküle, deren Bindung an das Metall geschwächt ist, zu lösen. An diesen Stellen erfolgt anschließend die Verbindung der Metalldrähte mit der Metallebene.
Weitere Vorteile und Besonderheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnungen. Von den Zeichnungen zeigt
Fig. 1 einen Ausschnitt der obersten Metallebene 1 einer integrierten elektrischen Schaltung, und
Fig. 2 den schematischen Aufbau eines für den Selbstadsorptionsprozeß geeigneten Moleküls .
Die drei Teilbilder a, b, c von Fig. 1 zeigen den Prozeß der Chemisorption von Alkanthiolmolekülen 2 auf der Kupferschicht 1. Die Alkanthiolmoleküle wurden in hochreinem, vollentsalztem Wasser gelöst, so daß sich eine 0,5 mM Thiollösung 3 bildete .
In Teilbild a ist der Vorgang unmittelbar nach der Benetzung der Kupferschicht 1 mit der Lösung 3 dargestellt. Die Thiol- moleküle 2 bewegen sich zunächst frei in der Lösung. Die exotherme Wechselwirkung der Kopfgruppe der Moleküle 2 mit der oberen Oberfläche der Kupferebene 1 führt dazu, daß die
Thiolmoleküle 2 sich bereits in Richtung auf die Metalloberfläche hin orientieren.
In dem nächsten Schritt, der in Teilbild b dargestellt ist, ist bereits Chemisorption der ersten Thiolmoleküle zwischen der Kopf- oder Ankergruppe und der Metalloberfläche eingetreten. Chemisorption zeigt im Gegensatz zu physikalischer Adsorption wesentlich stärkere Bindekräfte, deren Stärke der chemischen Bindung gleicht. Man kann dies auch als Bildung von Oberflächenbindungen betrachten, wobei der Bindungsvorgang nicht reversibel ist. Die Van-der-Waals-Wechselwirkung zwischen den einzelnen Thiolmolekülen bewirkt ihre parallele Ausrichtung. Diese parallele Ausrichtung ermöglicht es den noch nicht gebundenen Molekülen, sich in die Zwischenräume auf der Metalloberfläche zwischen den gebundenen Molekülen einzuordnen. Durch die Van-der-Waals-Wechselwirkung bewegen sich die parallel ausgerichteten Moleküle auf der Metallober- fläche so aufeinander zu, daß auf der Oberfläche des Kupfers haftende Verunreinigungen von ihnen verdrängt werden.
Als Ergebnis der Relativbewegung der Moleküle 2 zueinander auf der Oberfläche der Kupferebene 1 bildet sich ein durchgehender Film, der in Teilbild c dargestellt ist.
Das dargestellte Ausführungsbeispiel bezieht sich auf die Chemiesorption von Alkanthiolmolekülen auf der Metalloberflä- ehe. Selbstverständlich erfüllen jedoch auch andere Moleküle, die den gleichen strukturellen Aufbau und die gleichen Wechselwirkungseigenschaften haben, die gleiche Funktion. Hier sind insbesondere Moleküle mit Thiol-, Sulfid- oder Disulfid- Gruppen zu nennen.
Der Chemisorptionsprozeß führt somit zur Herstellung einer durchgehenden, ununterbrochenen Passivierungsschicht. Diese Passivierungsschicht vereint die Vorzüge einer Diffusionsund Oxidationsbarriere mit einer hohen mechanischen Stabili- tat.
Zum besseren Verständnis des Prozesses der Chemisorption soll anhand von Fig. 2 der strukturelle Aufbau der erfindungsgemäß eingesetzten Moleküle nochmals detailliert erläutert werden:
Das in Fig. 2 dargestellte Alkanthiolmolekül 10 mit der allgemeinen chemischen Formel R-SH, wobei R einen substituierten oder unsubstituierten Alkanrest darstellt, weist einen für das Zustandekommen des dargestellten Chemisorptionsprozesses geeigneten Aufbau auf.
Das Alkanthiolmolekül 10 ist dreiteilig aufgebaut.
Der erste Teil des Alkanthiolmoleküls 10 ist die Anker- oder Kopfgruppe 12, die an der Metallebene 11 anliegt und mit dieser exotherm wechselwirkt . Der zweite Teil des Alkanthiolmoleküls 10 ist eine, beispielsweise durch entsprechende Substitution wasserlösliche, langkettige Alkylkette 13 mit variabler Länge. Die Alkylket- ten 13 der Alkanthiolmoleküle 10 wechselwirken über Van-der- Waals-Kräfte miteinander. Die Van-der-Waals-Wechselwirkung zwischen den Alkanthiolmolekülen bewirkt, daß sie sich in ihrem adsorbierten Zustand parallel ausrichten.
Den dritten Teil des Alkanthiolmoleküls 10 bildet die in sei- nem adsorbierten Zustand nach außen gerichtete Endgruppe 14. Sie bestimmt die Oberflächeneigenschaften des aus den Alkanthiolmolekülen 10 gebildeten Films.
Selbstversändlich können statt des beschriebenen Alkanthiols auch Dialkylsulfide (R-S-R) , Dialkyldisulfide (R-S-S-R) oder ähnliche Verbindungen verwendet werden, welche die beschriebenen erfindungsgemäßen Voraussetzungen erfüllen.
Nach der oben erläuterten Herstellung der Passivierungs- schicht in Form eines monomolekularen Films kann sich ein weiterer Verfahrensschritt anschließen. Der auf eine der dargestellten Arten hergestellte Film kann durch die Bestrahlung mit UV-Licht strukturiert werden. Dazu wird der Film durch eine Maske hindurch mit UV-Licht bestrahlt. Die Bestrahlungs- dauer hängt von der Energiedichte der Strahlungsquelle ab.
Während bei der Bestrahlung mit einer normalen UV-Lampe eine Bestrahlungsdauer von 60 Minuten erforderlich ist, um die gewünschte Strukturierung zu erzielen, sind die Bestrahlungszeiten bei der Bestrahlung mit einer Quecksilberhöchstdruck- lampe oder mit einem Laser wesentlich kürzer.
Nach der Bestrahlung erfolgt ein Spülen mit hochreinem, vollentsalzten Wasser und ein anschließendes Trocknen mit Stickstoff. An den freigelegten Stellen kann dann die Verbindung der Metallebene mit Metalldrähten erfolgen.

Claims

Patentansprüche :
1. Integrierte elektrische Schaltung mit einer Metallebene, die mit einer Passivierungsschicht versehen ist, dadurch ge- kennzeichnet, daß die Passivierungsschicht aus einem monomolekularen Film (2), der an einer Oberfläche der Me-tallebene (1, 11) anliegt, gebildet ist.
2. Integrierte elektrische Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem monomolekularen Film (2) ein zusätzlicher Schutzfilm aufgebracht ist.
3. Integrierte elektrische Schaltung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der monomolekulare Film (2) aus Molekülen besteht, wobei jedes Molekül wenigstens eine Ankergruppe enthält.
4. Integrierte elektrische Schaltung nach Anspruch 3 , dadurch gekennzeichnet, daß die Ankergruppe eine Thiol-, Sulfid- oder Disulfid-Gruppe ist.
5. Integrierte elektrische Schaltung nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Molekül des monomolekularen Films (2) eine organische Kette (13) enthält.
6. Integrierte elektrische Schaltung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die organische Kette eine lineare oder verzweigte, substituierte oder unsubstituierte Alkylkette ist .
7. Verfahren zur Herstellung einer integrierten elektrischen
Schaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem auf einem Substrat eine oder mehrere dielektrische Schichten und eine oder mehrere strukturierte Halbleiter- schichten sowie mindestens eine Metallebene aufgebracht werden, und anschließend auf die Metallebene eine Passivierungsschicht aufgetragen wird, und gegebenenfalls Metalldrähte mit der Metallebene verbunden werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Passivierungsschicht durch die Benetzung der Metallebene (1, 11) mit einer Lösung (3) aus Lösungsmittel und darin gelösten Molekülen, die wenigstens eine Ankergruppe enthalten, als ein monomolekularer Film (2) aufgetragen wird.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die
Lösung (3) ein in Wasser gelöstes Thiol (2) ist.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 oder 8 , dadurch ge- kennzeichnet, daß das Verbinden der Metalldrähte mit der Metallebene (1, 11) mit einem Druck, der zum Durchdringen des monomolekularen Films (2) ausreicht, erfolgt.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch ge- kennzeichnet, daß das Verbinden der Metalldrähte mit der Metallebene die folgenden Schritte aufweist:
Dem monomolekularen Film wird an für die Verbindung mit den Metalldrähten vorgesehenen Stellen gezielt Energie durch elektromagnetische Strahlung - vorzugsweise durch UV-Licht - zugeführt, wobei die Energie der elektromagnetischen Strahlung so groß ist, daß an diesen Stellen die Bindung der Moleküle an das Metall geschwächt wird; Verbinden der Metalldrähte mit der Metallebene an diesen Stellen.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Verbinden der Metalldrähte mit der Metallebene eine Lösung aufgetragen wird, deren Lösungskraft ausreicht, die Moleküle, deren Bindung an das Metall geschwächt ist, zu lösen.
PCT/DE1998/002236 1997-08-04 1998-08-04 Integrierte elektrische schaltung mit passivierungsschicht Ceased WO1999008317A1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US09/498,532 US6395454B1 (en) 1997-08-04 2000-02-04 Integrated electrical circuit with passivation layer

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