(57)【要約】  電気的接続のための位置にバリア材料を配置することを備える、電気的接点を創生する方法であって、バリア材料の上に導電性結合金属を提供し、導電性結合金属は拡散可動成分を有し、バリア材料体積が、バリア材料体積と拡散可動成分体積の合計体積の少なくとも２０％の体積となるように、バリア材料の体積と拡散可動成分の体積が選択される。電気的接続は、２つの接点間に導電性結合金属を有し、導電性結合金属の少なくとも片側にバリア材料を、さらに、バリア材料と導電性結合金属間の界接面に配置される合金を備える。合金は、バリア材料の少なくとも一部と、結合金属の少なくとも一部と、さらに、可動材料を含む。
2011501395.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気的接続のための位置にバリア材料を提供する工程と；
前記バリア材料上に導電性結合金属を提供する工程であって、
前記導電性結合金属は拡散可動成分を備え、
前記バリア材料体積が、前記バリア材料体積と前記拡散可動成分体積の合計体積の少なくとも２０％になるように、前記バリア材料の体積および拡散可動成分の体積は選択される、工程と；および
前記電気的接続を形成するために、前記導電性結合金属を、相溶性を有する導電性結合金属を備える他の接点に結合する工程を備え；
前記拡散可動成分の大部分は、前記バリア材料と結合する、
電気的接点を生成する方法。
【請求項２】
前記結合する工程は、ポスト−ペネトレーション接続を形成する、
請求項１の方法。
【請求項３】
前記バリア材料上に、前記導電性結合金属を提供する工程は、前記導電性結合金属の高さを２５μｍ未満に制限する工程をさらに備える；
請求項１の方法。
【請求項４】
前記バリア材料上に、前記導電性結合金属を提供する工程は、前記導電性結合金属の高さを１５μｍ未満に制限する工程をさらに備える；
請求項１の方法。
【請求項５】
前記バリア材料上に、前記導電性結合金属を提供する工程は、前記導電性結合金属の高さを９μｍ未満に制限する工程をさらに備える；
請求項１の方法。
【請求項６】
前記バリア材料体積が、前記バリア材料体積と前記拡散可動成分体積との前記合計体積の２０％乃至６７％の範囲である、
請求項１の方法。
【請求項７】
前記接続が形成されてから少なくとも１０００時間経過後、前記接続内に相分離が実質的に生じない、
請求項１の方法。
【請求項８】
２つの接点間の導電性結合金属と；
前記導電性結合金属の少なくとも片側にバリア材料と；
前記バリア材料と前記導電性結合金属との間の界接面に配置される合金とを備え；
前記合金は、
少なくとも前記バリア材料の一部と、
少なくとも幾らかの可動材料とを備え、
前記可動材料は、前記２つの接点の一方と前記２つの接点の他方との結合より前には、前記２つの接点の少なくとも一方または前記結合金属の一部を成していた、
電気的接続。
【請求項９】
前記可動材料の一部は、前記結合の前には前記結合金属を覆うバリアの成分であった、
請求項８の電気的接続。
【請求項１０】
前記結合金属は、金を備える；
請求項８の電気的接続。
【請求項１１】
前記バリア材料は、ニッケル（Ｎｉ）、クロム（Ｃｒ）、チタン（Ｔｉ）、プラチナ（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）、タンタル（Ｔａ）またはタングステン（Ｗ）のうちの少なくとも１つを備える；
請求項８の電気的接続。
【請求項１２】
前記可動材料は、錫を備える；
請求項８の電気的接続。
【請求項１３】
２つの電気的接点の間の接続を備え；
前記接続は、結合金属とバリア材料と合金を含み、
前記合金は、接続を形成する前は時間とともに相分離する能力があり、かつ前記接続が形成されて２００℃で１０００時間放置された後に実質的に相分離を生じない可動構成成分を有する、
装置。
【請求項１４】
前記合金は、少なくともバリア材料の一部と；
少なくとも結合金属の一部を備える；
請求項１３の装置。
【請求項１５】
一対の電気的接続点の間において、
ｉ）構成成分の第１濃度を有する第１結合金属を、少なくとも前記第１結合金属の融点付近まで加熱する工程と；
ｉｉ）前記第１結合金属は、ｉ）によって前記第１結合金属が構成成分の第２濃度で構成され前記第１結合金属の前記融点より高い第２結合金属融点を有する第２結合金属に変化するように加熱される場合に、前記第１結合金属と相互作用して前記構成成分の第１濃度を構成成分の第２濃度へ変化させることができる材料を、前記第１結合金属の近傍に提供する工程と；および
前記一対の電気的接続点と前記第２結合金属とを前記第１結合金属の前記融点を下回るまで冷却する工程を備える；
電気的接続を生成する方法。
【請求項１６】
ｉｉｉ）前記冷却する工程に続いて、前記第１結合金属の融点以上であるが前記第２結合金属融点未満である再加熱温度まで、前記接続点と前記第２結合金属とを再加熱する工程をさらに備える；
請求項１５の方法。
【請求項１７】
チップ積層プロセスにおいてｉｉｉ）を複数回繰り返す工程をさらに備える；
請求項１５の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体に関し、特に係るデバイスの電気接続に関する。
【０００２】
【背景技術】
【０００３】
フリップチップダイの取り付けに使用する典型的なソルダーボールは、６３％鉛−３７％スズの組成を有する。従来のソルダーボール形成プロセスの最終ステップであり、取り付け前になされたリフローの直後、はんだ材料の組成およびコンシステンシーは均一である。図１は、リフロー直後の典型的なソルダーボール１００の拡大断面写真である。このはんだ材料中には高可動スズイオンが存在する。その結果、時間とともにこれらスズイオンが、はんだ内を移動することになる。緩和温度であっても、移動イオンは凝集し易く、鉛とスズは相分離プロセスに晒される。図２は、１５０℃（幾つかのチップの動作温度範囲内）１０００時間後の典型的なソルダーボール２００の拡大断面写真である。図２で明らかなように、スズを伴った顕著な相分離が見られ、図２で白っぽい塊２０２を呈している。この相分離が生ずると、ソルダーボールは脆くなり信頼性が低下する。同様な相分離は、可動原子のエレクトロマイグレーションによっても生ずる。図３は、可動原子のエレクトロマイグレーションによって相分離３０２が生じた典型的なはんだバンプ３００の拡大断面写真である。図２と同様に、結果としてはんだバンプは脆くなり信頼性が低下する。両例において、接続が相分離を受けたはんだバンプを含む場合、接続の寿命は短くなる。
【０００４】
寿命の低下に加えて、相分離は、はんだバンプの電流容量低下も招く。それは、原子の拡散により電流を搬送しないボイド３０４が残り、その上、プロセスが継続し、接続が使用に伴う熱冷サイクルを受けると、ボイド３０４が成長して最終的には接点不良の原因になり得るからである。
【０００５】
相分離を生じさせない一つの方法は、金等の単一の非反応性金属を用いて接続を形成することである。この方法は上記の問題を回避できるものの、各接続のコストが著しく増加し、コスト競争力が問題となる商品化において満足な結果が得られない。
【０００６】
このように、上述のような先行技術における相分離の問題を持たない、接点手法のための電気的接続技術における要求がある。
【０００７】
さらに、それをコスト競争力のあるやり方で実現できる方法に対する要求がある。
【発明の概要】
【０００８】
本発明者等は、通常であれば接続を形成する際に相分離の問題の影響を受けることになる、はんだまたは他の金属合金の使用を可能にし、相分離の問題を排除するには至らないまでも実質的に抑制する接続を考案した。
【０００９】
本方法の一態様は、電気的接点を生成する方法を含む。この方法は、電気的接続のための位置にバリア材料を配置すること、およびバリア材料上に導電性結合金属を提供することを含み、導電性結合金属は拡散可動成分を有し、バリア材料の体積がバリア材料の体積と拡散可動成分の体積の合計体積の少なくとも２０％になるように、バリア材料の体積と拡散可動成分の体積が選択される。
【００１０】
他の態様は電気的接続を含む。この電気的接続は、２つの接点間の導電性結合金属と、導電性結合金属の少なくとも片側のバリア材料と、バリア材料と導電性結合金属との界接面に配置される合金とを有する。この合金は、バリア材料の少なくとも一部と、結合金属の少なくとも一部と、可動材料とを含む。
【００１１】
更なる態様は装置を含む。この装置は、２つの電気的接点間の接続を含み、接続は結合金属と、バリア材料と、合金とを含み、合金は時間とともに相分離する能力のある可動構成成分を有し、可動構成成分は２００℃で１０００時間放置後、相分離を実質的に生じない。
【００１２】
本明細書で説明する利点および特長は、代表的な実施例から得られる多くの利点および特長の内の僅かでしかなく、本発明の理解を助けるために提示するに過ぎない。言うまでもなく、それらは特許請求の範囲によって定義される本発明を制限したり、特許請求の範囲の均等物を制限したりするものと解釈すべきではない。例えば、これら利点のいくつかが相互に矛盾し、単一の実施例に同時にあてはまらないことがある。同様に、いくつかの利点が本発明の一の態様にあてはまるものの、他の態様にはあてはまらない場合がある。従って、特長および利点についてこの概要が、均等を判定する際の手掛かりになると考えるべきではない。本発明の更なる特長および利点は、以下の説明、図面、および特許請求の範囲から明らかになろう。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は、リフロー直後の典型的なソルダーボールの断面写真である。
【００１４】
【図２】図２は、典型的なソルダーボールの１５０℃で１０００時間後の断面写真である。
【００１５】
【図３】図３は、可動原子のエレクトロマイグレーションによって相分離が生じた典型的なはんだバンプの断面写真である。
【００１６】
【図４】図４は、実施例の展性接点の断面写真である。
【００１７】
【図５】図５は、タックサイクルプロセス終了後の剛性接点と展性接点の断面写真である。
【００１８】
【図６】図６は、融合プロセス終了後の剛性接点と展性接点の断面写真である。
【００１９】
【図７】図７は、融合プロセス終了後のチップの、図６に類似した剛性接点と展性接点の断面写真である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本出願は、これと同時に出願された米国特許出願、発明の名称「耐熱サイクル接続（Ｈｅａｔ  Ｃｙｃｌｅ−ａｂｌｅ  Ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ）」に関し、その全体を本明細書に記載したかのように引用して本明細書に組み込む。
【００２１】
【００２２】
本方法は２つの態様を含み、それぞれを単独でも、または互いに組み合わせても使用できる。
【００２３】
第１の態様は、はんだや合金等の結合金属内の可動原子を捕捉および／または吸着するための、結合金属の下にあるバリアと称する材料の使用を含む。この態様は、好適な材料を選択すること、および、はんだまたは合金を形成する接続（以下、総称して「結合金属」と呼ぶ）の体積に比較してバリア材料の接触面積および厚さ（すなわち体積）を確実に大きくすることにより実施され、上記の組み込まれた出願に記載するポスト−ペネトレーション接続の場合、結合金属は展性材料に相当する。
【００２４】
代替として、結合金属の最も可動性の高い成分の体積は、ある程度は推定または測定できるので、本手法で必要とされることは、結合金属全体の代わりに、結合金属中の最も可動性の高い成分の体積よりもバリア材料の体積を大きくすることだけである。
【００２５】
いずれの場合も、バリア材料の体積は全体積の少なくとも２０％、または代替としては最も可動性の高い成分の体積の少なくとも２０％であることが望ましく、より大きな百分比が好ましい。２０％という数字は絶対的な限度値ではなく、可動性の高い原子の大半を確実に捕捉するのに必要であると予測されるものであることに注意すべきである。結合金属とバリアの特定の組合せが、小さな限度値を取り得る場合もある。
【００２６】
代表例として、２つの対となる接点の各々にバリアが使用されて接点が一定の表面積を持つと仮定すると、体積を高さで代用することができる。結合金属の全厚が約１５μｍ以内の場合、その２０％は約３μｍとなり、各接点上のバリアの厚さは約１．５μｍとなる。
【００２７】
他の代表例では、対となる２つの接続の各々にバリアが含まれ、結合金属が本出願に組み込まれる上記出願で述べられる展性材料であり、展性材料の各側のバリアの厚さが少なくとも１．５μｍ、好ましくは約２μｍ乃至約３μｍの範囲であれば、２つのバリア（各側に１つ）が存在するため、バリア材料の全高は約３μｍ乃至約６μｍの範囲になる。結果として、２０％手法を用いると、展性材料の全厚は１５μｍ未満、この想定では、好ましくは約９μｍ以下となるはずである。この場合、全体積に対するバリアの比率は、最小の約２０％（３μｍ／１５μｍ）から、各側のバリアが３μｍで展性材料の厚さが９μｍだった場合の約６７％（すなわち、６μｍ／９μｍ）までの範囲となる。
【００２８】
当然ながら、上述のように使用されるバリアと結合金属の特定な材料次第では、最小比率は僅かに低くなり得るが、上記基準が満たされる限り目立つほどにはならない。しかし、吸着および捕捉にはバリアの体積は大きいに越したことはないので高い比率を使用することが好ましい。
【００２９】
本発明者等は、例えば、結合金属としての７５％Ａｕ２５％Ｓｎから８５％Ａｕ１５％Ｓｎまでの範囲の金−スズ合金と、バリアとしてのニッケルとを使用する場合が特に好ましいことを見つけた。上述のように、多くの実施においてより良好な結果を生じさせるという理由から、比率が高いほどよいことは言うまでもない。
【００３０】
多量のバリア材料を使用することにより、バリアに結合金属中の可動原子を整然と吸着および捕捉または吸収させることができるので、相分離の問題を完全に防止するとは言わないまでも、実質的に抑制できる。さらに、標準の約２０％の最小値は、バリアが「飽和」に近づくことはないこと、またはバリアが接点パッドを覆っている場合には、バリアが材料を吸収するプロセスの間「突き破られる」ことがないことを担保する。総じて、約２０％未満のバリアを標準的に使用しない理由は、低い比率では、少量のバリアが大量の可動材料を吸着、捕捉、または拘束できないからである。従って、吸着も、捕捉も、または拘束もされない可動材料は、自由に移動および凝集することにより、潜在的には少ない確率ながら従来技術における相分離の問題を引き起こす。
【００３１】
第２の態様は、バリアと結合金属中の可動原子との距離を確実に短く保つことを含む。実際面では、接点の幅および直径は小さいので、高さが距離の最大決定要因となる。従って、結合金属の高さを絶対的に小さくすべきである。標準的な高さの期待値を約９μｍ乃至約６μｍとして、結合金属の高さを約２０乃至２５μｍより低く、好ましくは約１５μｍより低く保つことにより、可動材料が移動すべき距離を短くして、可動材料がバリアに衝突する可能性を高めることができる。例えば、好適なバリアを接続の両側に使用する場合、高さ２５μｍのバンプ内では、任意のバリアから最も離れている可動原子は、バリアまで到達するためにその距離の半分、つまり１２．５μｍを移動するだけでよい。加熱工程が、はんだ工程であれ、または組み込まれた上記出願に記載されるタック−融合プロセスのタックまたは融合フェーズであれ、このように、結合後その可動材料を結合金属付近で自由に移動させるよりも、全体の高さを低く保つ方が、接続フェーズの加熱工程の間に、可動原子が到達し、バリアが可動原子を迅速に吸収する傾向がある。
【００３２】
ポスト−ペネトレーション接続手法の性質上、展性材料の下に十分な量のバリア材料を配することにより、上記手法はその（上述の）接続プロセスとともに用いるのに特に適していることは言うまでもない。さらに、この手法は、ポストも同様に十分な量のバリア材料で被覆されている場合には強化される。それは、ポストが展性材料内にぺネトレート（進入）する場合、バリアに到達するためにイオンが移動すべき距離が短縮されるからである。
【００３３】
総じて、本明細書で述べる方法を用いる際の好適なバリア材料には、ニッケル（Ｎｉ）、クロム（Ｃｒ）、チタン（Ｔｉ）、プラチナ（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）、タンタル（Ｔａ）、タングステン（Ｗ）、およびそれらの合金、または、それらの組み合わせによる層状物が含まれる。より詳細には、好適なバリアは、最も高い融点の成分よりも低い融点を有する結合金属の成分と結合する金属または合金である。例えば、結合金属がＧａ−Ｉｎ−Ｓｎ−Ｚｎ合金の場合、この合金からＺｎを、および／またはこの合金からＳｎを取り除くバリアは、融点を高め、幾つかの実施において本明細書での目的を達成するであろう。
【００３４】
代替として、ともに使用するか、またはバリア（キャップとも呼ぶ）として使用して成分を追加するとともに融点を高めることができる好適な材料は、結合金属中の最も低い融点の成分よりも高い融点を有し、結合金属と合金を成すことが可能な材料である。
【００３５】
総じて、ここで述べるように、関係する特定の合金の状態図の検討は、好適な結合金属の選択に役立つ。
【００３６】
下の表１は、結合金属として使用できる種々の材料の幾つかを特定し、状態図への参照に頼らずに、変化した融点を原則的に特定する方法を提供する。
【００３７】
表１は、１列目におおよその融点を、２列目におおよその凝固点を、３列目に特に好適な結合金属を含む。
【表１】
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【００３８】
このように、例えば、９６．８％Ａｕ３．２％Ｓｉの二元結合金属は、３６３℃付近で融解する。バリア金属を用いて可能な限り多くのＳｉを捕捉するか、Ｓｉと合金を成すか、または吸収することにより、新たな結合金属の融点を１００％Ａｕの融点付近（すなわち、１０６４℃の融点付近）まで高めることができる。同じことは、Ｂｉ-Ｐｂ‐Ｓｎ等の三元混合物にも当てはまる。例えば、５０％Ｂｉ／２５％Ｐｂ／１２．５％Ｓｎの結合金属の融点は７３℃である。Ｂｉを捕捉するか、Ｂｉと合金を成すか、または吸収するバリアを使用することにより、例えば、６５％Ｐｂ／３５％Ｓｎ、または７０％Ｐｂ／３０％Ｓｎの新たな結合金属を得ることができ、ＰｂとＳｎの特定の濃度に応じて融点は約２４７℃乃至２５７℃となる。
【００３９】
以上のように総称的には、バリアおよび結合材料は、結合金属の融点付近または融点より高くまで加熱した上、融点に影響を及ぼす結合金属の１つの成分（または複数の成分）が、ｉ）結合金属中のその成分の存在により結合金属の融点が下がる場合は、結合金属を離れて何らかの方法でバリアと結合するように、またはｉｉ）その成分（それらの成分）の結合金属への追加により結合金属の融点が上がる場合、または結合金属中のその成分の存在により結合金属の融点が上がる場合は、結合金属に加えるように選択される。
【００４０】
図４乃至図６は、上記手法による実施例の断面写真である。図４乃至図６に示すように、本手法はタック−融合プロセスに関連するポスト−ペネトレーション接続を含む。 
【００４１】
図４は、実施例の展性接点４００の断面写真である。写真において、結合金属４０２は、純金（１００％Ａｕ）層４０４をスズ（１００％Ｓｎ）層４０６で覆う構造の展性材料である。ニッケル（１００％Ｎｉ）バリア４０８は、金４０４とチップ接点パッド４１０との間に配置される。
【００４２】
ポスト−ペネトレーション手法では、対となる剛性接点はチップ接点パッドの上面のポストにより構成される。この手法では、オプションとしてポストをバリアで覆う。２つの接点は、好適な圧力下で、必要に応じて昇温状態で結合される。剛性ポストはスズキャップにペネトレート（進入）し、対となる接点上の展性材料に入り込む。その後、例えばタック−融合手法も用いる場合は、接点は選択的にタックサイクルに投入される。この方法による結果例を図５に示す。
【００４３】
図５は、タックサイクルプロセス終了後の結合した剛性接点のポスト５０２および展性接点４００の断面５００の写真である。見て分かるように、展性接点のバリア付近にかなりの量の純金（１００％Ａｕ）４０４が残っているが、スズと金の層が純金４０４とポスト５０２との間の容積部に金−スズ合金５０４を形成している。上述のように、金−スズ合金５０４は、おおよそ８０％金２０％スズである。
【００４４】
その後、接点は融合プロセスに投入される。融合プロセスの間、金とスズは混ざり合って比較的均一な金−スズ合金を形成し、スズの一部が展性接点上またはポスト上のニッケルバリアに吸着されて移動してニッケルバリアと結合する。
【００４５】
図６は、タック−融合プロセスの融合フェーズ終了後の、図５に類似した剛性および展性接点の断面６００の写真である。融合フェーズの結果、最終結果として２つの接点パッド６０４，６０６間に実質的に均一な塊６０２の純金（約９８％Ａｕ）接続が生まれた。さらに、２つの接点のバリア界接面６１０，６１２において合金６０８が形成され、この組成はおおよそ４５％Ａｕ／３５％Ｓｎ／２０％Ｎｉである。この合金６０８の形成にスズ自由原子を使用して、バリア付近にニッケル捕捉高スズ含有領域を生成する一方、上記のように、合金６０８の形成の際にニッケルにより大部分のスズが吸収および捕捉されるため、２つの接点間の中央におけるスズ濃度は極めて低く（約２％）なる。
【００４６】
有利なことに、合金６０８の形成を通して、捕捉しなければ移動することになる材料をバリアが一旦捕捉してしまうと、可動材料の量が極めて少なくなるため、高温と時間経過によって、皆無かそれに近い程度の相分離しかもたらさない。
【００４７】
図７は、融合プロセス終了後のチップの、図６に類似した剛性接点と展性接点の断面７００の写真である。接続の部分７０２の拡大図は相分離を示していない。
【００４８】
図８は、２００℃で１０００時間経過後の同一チップにおける類似の剛性接点と展性接点の断面８００の写真であり、その部分８０２をさらに拡大して示す。写真の２つの部分７０２，８０２の比較から分かるように、高温および時間経過のいずれによっても目に見える相分離は全く生じていないことが明白である。誤解と混乱の回避のために言うと、図８の黒の四角形は画像上にスーパーインポーズされた測定枠によるもので、断面そのものには存在しない。タック−融合プロセスの融合サイクル終了直後にどう見えたかにより、図８の接点８００は本質的に変化していないことは一目瞭然である。
【００４９】
上記では全体的に金とスズの分離した「層」について述べられているが、同じ手法は、バリア材料が、吸収、結合または捕捉しなければ移動して凝集するかあるいは相分離またはエレクトロマイグレーションによりボイドを生成する原子を、吸収、結合または捕捉するように、または結合金属に対して高融点材料の濃度を増加または追加できるように選択されることを重要な態様として、結合金属および／またはバリア材料として純物質に代わる、はんだまたは合金に対しても用いることができることに気付くことは重要である。
【００５０】
このように、ここでの記載（図含む）は、説明に役立つ代表的な実施例にすぎないと解されるべきである。読み手の便宜のため、上記記載は、あらゆる可能な実施例のうちの代表的な例に専心したものである。例は、本発明の原理を教授するものである。上記記載は、包括的にあらゆる可能な変形例を列挙しているわけではない。このような代替の実施例は、本発明の特定の部分のためには提示されていないかもしれない、もしくは、さらに不記載の代替の実施例が、（本発明の特定の）部分のためには有用であるかもしれないが、これらの代替の実施例についての権利の放棄とみなされるものではない。当業者は、こうした不記載の実施例の多くが、本発明および他の均等物の原理と同一の原理を包含していることを認識するであろう。
【図１】
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【図２】
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【図３】
2011501395.tif 000012
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2011501395.tif 000016
【図８】
2011501395.tif 000017
【手続補正書】
【提出日】平成22年4月19日(2010.4.19)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気的接続を形成する方法であって、第１の結合材及びバリア材を用いて第１の電気コンタクトと第２の電気コンタクトとを接合する工程を含み、前記第１の結合材は拡散可動成分を含み、前記バリア材は、前記バリア材が前記拡散可動成分の実質的な部分を結合するように選択された濃度を有する、方法。
【請求項２】
前記バリア材は、前記バリア材と前記拡散可動成分の合計体積の少なくとも２０％である体積を有する、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記第１及び第２の電気コンタクト、前記第１の結合材、及び前記バリア材は、剛性部分と展性部分とを含み、前記接合する工程は、前記剛性部分を前記展性部分に貫通させる工程を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記結合材の高さは、２５μｍ未満に制限される、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記第１の結合材の高さは、９μｍ未満に制限される、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記バリア材は、前記バリア材と前記拡散可動成分の合計体積の２０％と６７％の間の体積を有する、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記バリア材は、前記電気的接続が、実質的な相移動なく少なくとも１０００時間持続するように前記拡散可動成分の実質的な部分を結合する、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記第１の結合材は金を含み、前記バリア材はニッケル（Ｎｉ）、クロム（Ｃｒ）、チタン（Ｔｉ）、プラチナ（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）、タンタル（Ｔａ）、又はタングステン（Ｗ）のうち少なくとも１つを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記拡散可動成分はスズを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
第１の構成成分濃度を有する前記第１の結合材を、前記第１の結合材の少なくとも約融点にまで加熱する工程であって、前記第１の結合材は、前記拡散可動成分を含む、工程と、
前記第１の結合材の付近において材料を提供する工程であって、前記材料は、前記第１の結合材と相互作用可能であり、それにより、前記第１の結合材が第２の結合材に変化するように前記第１の結合材の前記加熱が生じる際に、前記第１の構成成分濃度を第２の構成成分濃度に変化させるものであり、前記第１の結合材と相互作用可能である前記材料は、前記加熱の間に前記拡散可動成分の実質的な部分を結合するように構成された前記バリア材を含み、前記第２の結合材は、前記第１の結合材の前記融点より高い融点を有する、工程と、
前記第１及び第２の電気コンタクト、及び前記第２の結合材を前記第１の結合材の前記融点より下に冷却する工程と、
をさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記冷却に続けて、前記第１及び第２の電気コンタクトと前記第２の結合材とを、前記第１の結合材の前記融点以上であるが前記第２の結合材の前記融点未満である再加熱温度に再加熱する工程をさらに含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記再加熱工程を、チップ積層プロセスにおいて複数回繰り返す工程をさらに含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記第１の結合材と前記第１及び第２の電気コンタクトとは、剛性部分と展性部分とを含み、前記方法は、前記剛性部分の融点未満の温度において、前記剛性部分を前記展性部分に貫通させる工程をさらに含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１４】
２つの電気コンタクト間の接続を含む装置であって、前記接続は、結合材と、バリア材と、合金とを含み、前記合金は、前記接続を形成する前に経時的に相分離可能な可動構成成分を有し、前記バリア材は、前記接続が、実質的な相分離を経ることなく２００℃の温度において少なくとも１０００時間持続可能であるように前記可動構成成分の実質的な部分を結合する、装置。
【請求項１５】
前記合金は、
少なくとも一部のバリア材と、
少なくとも一部の結合材と、
をさらに含む、請求項１４に記載の装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１９】
【図７】図７は、融合プロセス終了後のチップの、図６に類似した剛性接点と展性接点の断面写真である。
【図８】図８は、２００℃で１０００時間経過後の同一チップにおける類似の剛性接点と展性接点の断面写真、及びその一部８０２の拡大図である。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３７】
表１は、１列目におおよその融点を、２列目におおよその凝固点を、３列目に特に好適な結合金属を含む。
【表１】
2011501395.tif 000018
2011501395.tif 000019
2011501395.tif 000020
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【国際調査報告】
2011501395.tif 000025
2011501395.tif 000026
2011501395.tif 000027
2011501395.tif 000028
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