Аморфный сплав для тонкопленочных резисторов и способ его получения

 

Изобретение относится к разработке прецизионных сплавов со специальными электрическими свойствами, используемых для производства тонкопленочных резисторов. Цель - повышение прецизионных характеристик резисторов путем получения близкого к нулю температурного коэффициента сопротивления . Изобретение позволяет получать низкие и средние номиналы поверхностного сопротивления при сохранении высокой стабильности и близкого к нулю температурного коэффициента сопротивления напыленных пленок. Напыленные пленки выполнены на основе алюминия и содержат легирующие элементы в следующем соотношении, мас-%: кобальт 24,5- 54,0, вольфрам 0,2-6,0} алюминий остальное . Реализация аморфного состояния осуществляется изолированием распыляемых площадей компонентов друг от друга барьерными ячейками, находящимися под потенциалом анода и превыщающими высоту распыляемых квадратов в пределах от 5 до 10 мм. 2 с.п. ф-лы, 1 табл. (Л

СОЮЗ СОВЕТОНИХ

Ю

ЩСГЮЬЛИН (У1)5 С 22 С 21!00, Н 01 С 7/06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМ .Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

4ь

Пример. Получение пленок ионно-плазменным методом осуществляют на установке УРИ-3.279.014 при токе разряда 20 мА, анодном токе 1 А, напряжении на мишени 2 кВ и времени напыления 360 с с мозаичных наборнът мишеней. Мозаичные мишени представляют,Ф собой набор квадратов (36 шт.) размером 10 10 5 мм чистых металлов, статистически равномерно распределенных по площади распыления. Контроль

sa химическим составом напыленных пленок проводится на основе данных

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЦТИЯМ

APH ГКНТ СССР (21) 4477475/02 (22) 25.08.88 (46) 23.03.91. Бюл. Ì 11 (71) Днепропетровский государственный университет им. 300-летия воссоединения Украины с Россией (72) В.Ф.Башен, Ф,Ф.Доценко.и И.С.Мирошниченко (53) 669. 13.25.27:621.315 ° 55 (088.8) (56) Акцептованная заявка Японии

1ь 55-37849, кл. Н 01 С 17/06, 1980.

Авторское свидетельство СССР

Р 1459513, кл. Н 01 С 7/06, 1988. (54) АМОРФНЬЯ СПЛАВ ДЛЯ ТОНКОПЛЕНОЧНЫХ РЕЗИСТОРОВ И СПОСОБ ЕГО ПОЛУЧЕНИЯ (57) Изобретение относится к разработке прецизионных сплавов со .специальными электрическими свойствами, используемых для производства тонко-. пленочных резисторов. Цель — повышеИзобретение относится к области

° разработки прецизионных сплавов с . улучшенными электрофизическими характеристиками, используемых в тонкопиеночной микроэлектронике для получения резисторов с поверхностным сопротивлением (R ) от десятков до сотен ом/квадрат.

Целью изобретения является повышение прецизионных характеристик тонкопленочных резисторов путем получения, близкого к нулю температурного коэффициента сопротивления.

ÄÄSUÄÄ 1636466 ние прецизионных характеристик резисторов путем получения близкого к нулю температурного коэффициейта сопротивления ° Изобретение позволяет получать низкие и средние номиналы поверхностного сопротивления при сохранении высокой стабильности и близкого к нулю температурного коэффициента сопротивления налыленных пленок, Напыщенные пленки выполнены на основе алюминия и содержат легируюг;. е элементы в следующем соотношении, мас.7: кобальт 24,554,0; вольфрам 0,2-6,0; алюминий остальное. Реализация аморфного состояния осуществляется изолированием рас-. пыляемых площадей компонентов друг от друга барьерными ячейками, находящи- ® мися под потенциалом анода и превы« щающими высоту распыляемых квадратов в пределах от 5 до 10 щч. 2 с.п. С: ф-лы, 1 табл.!

636466 рентгеноструктурпого анализа по известным и построенным зависимостям периодов решетки от содержания легирующих элементов с учетом коэффициентов распыпения. Отдельные квадраты элементов изолируют один от другого металлическими барьерными ячейками, находящимися под потенциапам анода.

Использование барьерных ячеек необ- 10 ходимо для корректировки состава напыпенных пленок и получения в них аморфной структуры. Простое без ячеек статистически равномерное размещение квадратов по поверхности мишени приводит вследствие различий в коэф- . фициентах распыления элементов и давления их паров над поверхностью к обогащению поверхности алюминия главным образом кобальтом, вследствие че- 20 го в составе напыленной пленки даже при различном содержании на поверхности мишени кобальта присутствует в основном кристаллическая f3 (COA1) фаза, имевшая по сравнению с аморфным 25 состоянием положительный ТКС порядка

10 К . При изолировании. квадратов выступающими над поверхностью распыления барьерными металлическими ячейками в указанных по высоте пределах (gh) блокируется обогащение в горизонтальном направлении поверхности алюминия атомами кобальта и вольфрама.

При.ионна-плазменном распылении сплавов с барьерньпчи ячейками вслед35 ствие нахождения. ячеек под потенциа-. лам анода не происходит распыление положительными ионами аргона материала самих ячеек. Процесс ионна-плаз- 40 менного распыления в данном случае заключается в независимом распылении атомов элементов без обогащения поверхности алюминия, имеющего меньший коэффициент распыпения, другими компонентами. В процессе оптимального подбора количества распыпяемых квадратов каждого элемента добиваются По лучения в пленке аморфной структуры, при h.Ü./Ь л 0,1-0,2, где Ь вЂ” расстая 0 ние между поверхностью распыпяемого компонента и подложкой. Превышение высоты барьерных ячеек над поверхностью мишени более чем на 10 мм ухудшает смешиваемость разноименных атомов в потоке плазмы, что и обусловливает

1 получение нестехиометрическога содержания элементов в различных местах пленки, в результате чего в структуре пленки наряду с аморфной структурой присутствует и кристаллическая фаза СоА1, резко уводящая ТКС в положительную.область. Снижение высоты барьерных ячеек менее 5 мм уже не предотвращает обогащения поверхности алюминия атомами других элементов.

Химический состав исследованных сплавов и свойства пленок представлены в таблице.

По сравнению с известным при использовании тонкопленочных резисторов из предлагаемых составов реализуется возможность получения значений в ши- . роких пределах номиналов поверхностного сопротивления с прецизионными значепиямн ТКС 10 — 10 К, при сохранении высокой временной стабильности.

Формула изобретения

1. Лмарфный сплав для тонкопленочных резисторов, содержащий алюминий, отличающийся тем, что, с целью повышения прецизионных характеристик тонкопленочных резисторов путем получения близкого к нулю температурного коэффициента сопротивления, оН дополнительно содержит Кобальт и вольфрам при следующем соотношении компонентов, мас.7:

Кобальт 24,5 — 54,0

Вольфрам 0,2 — 6,0

Ллюминий Остальное !

2. Способ получения аморфного сплава для тонкопленочных резисторов, включающий ионна-плазменное распыление мишени из отдельных квадратов, а т л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения прецизионных характеристик тонкопленочных резисторов путем получения близкого к нулю температурного коэффициента сопротивления, отдельные квадраты выполнены из кобальта, вольфрама и алюминия и изолированы друг от друга барьерными ячейками, которые находятся под потенциалам анода и имеют высоту, превьппающую высоту квадратов на 5-10 мм.

1636466

T8C i 0-а К, !УЦК, i

ON7«8 2

Д

Сплав: Солеръанне ° мас.2, сплаве

ы обработка прн 85оС е теченне

1000 ч, 104> К нсхопный !после спалена- обрапьиенньк боткн пленок прн

1т.о

Сс » А1

-20

8 440

620

125 0,25

54 ° О 4t5

-14

-25

Осталь8 440 +34 нос

254247

А+ K

+59

620

120 Ок?5

+30

-21

8 220

8 220

8 340

8 440

8 440

8 360

8 330

8 210

8 430

8 230

8 230

8 380

8 240

4 440

11 440

5 440

10 440

24,5 5,0

-22

310

0,25

170

+40

А+ К

+60

310

5,24„3

О ° 20

160

-22

-15 . 480

-25

0,20

46,0 5,4

54,0 6,0

-23

-14

620

0,20

"23

125

+16

+46

620

+15

0,30

130

50,0 е,2

-19

-1S

510

-20

0,35

115

49,0

49,5

-22

470

-15

-25

° !

115

0,30

ОК?

+7$ 300

+40

А+ К

А + 8

О 50

24,3

+62

120

+30

0,25

6 ° 2

54,2

330

+80

0,25 +$5!

2О

2»,3 6,0

+55

+59

330

+82

O 27

125

6 ° 2

2» ° l

+73 540

А+ К

0,40 +41

110

54,3

30,0 59 5

54,0 4,5

54,0 4,5

-22

340

-!5

-25

0,30

200!

12Î 0,25

+26

620

A+ К

А+ К

+46

620

-27

120

0,25

17!

8 54,0 4,5

-20

620

-!3

-22

0,25

125

Ос тальО, 24 -23

»20

620

-13!

25 ч

54,0 4,5

П р и м е ч а н н с, Л вЂ” аморфная структура, К - «рнсташШчуская структура ° Тк - температура крнсталлняяцнн

П;t рф«ОН фа»Ы, Т - тЕМПЕратура Оарабят«Н а Прспспа« СуНЕСтясяаяпя ансрфНОА фаям, АЬ вЂ” преаыненне высоты барьерных ячеек нал пояерхностье распыяяемьас алементон.

Составитель Л.Кислова

Редактор Н.Бобкова Техред Л.Олийнык Корректор Н.Ревская

Заказ 797 Тираж 391 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям,при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат. "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина., 101