Способ изготовления тонкопленочных резисторов

Изобретение относится к электронной технике, а именно к технологии изготовления тонкопленочных резисторов интегральных схем, а также дискретных электрорадиоэлементов. Техническим результатом является повышение выхода годных резисторов. При изготовлении тонкопленочных резисторов стабилизация их параметров производится термообработкой резисторов в термопечи следующим образом: сначала доводят температуру термопечи с установленными в ней резисторами до (345÷365)°С, выдерживают 3 часа, охлаждают вместе с термопечью до температуры (18÷25)°С, снова доводят температуру термопечи до (375÷385)°С, выдерживают 2 часа и снова охлаждают вместе с термопечью до температуры (18÷25)°С.

 

Изобретение относится к электронной технике, а именно к технологии изготовления тонкопленочных резисторов интегральных схем, а также дискретных электрорадиоэлементов.

Известны способы изготовления тонкопленочных резисторов, включающие нанесение на диэлектрические подложки резистивных пленок и их последующий отжиг на воздухе в диапазоне температур в течение некоторого времени [1, 2]. Целью отжига является снижение температурного коэффициента сопротивления.

Недостатком указанных способов является то, что режим отжига носит рекомендательный характер.

Известен способ изготовления тонкопленочных резисторов [3], включающий подгонку и стабилизацию параметров термообработкой на воздухе в течение времени (10-240) ч при температуре, не превышающей температуру кристаллизации резистивного материала и на (25-100)°С выше рабочей температуры резисторов.

Недостатком данного способа является большое время термообработки и рекомендательный характер температурных режимов, что снижает выход годных резисторов по параметрам температурного коэффициента сопротивления.

Задачей, на решение которой направлено данное изобретение, является повышение выхода годных резисторов.

Поставленная задача достигается тем, что в способе изготовления тонкопленочных резисторов, включающем стабилизацию параметров резисторов, согласно изобретению стабилизацию параметров осуществляют термообработкой резисторов в термопечи следующим образом: сначала доводят температуру термопечи с установленными в ней резисторами до (345-365)°С, выдерживают 3 часа, охлаждают вместе с термопечью до температуры (18-25)°С, снова доводят температуру термопечи до (375-385)°С выдерживают 2 часа и снова охлаждают вместе с термопечью до температуры (18-25)°С.

Новым в предлагаемом способе является относительно невысокая температура термостабилизации, проводимой двумя циклами, что положительно влияет на стабильность резистивного слоя. При повышенной температуре термостабилизации могут происходить окислительные процессы, что может вносить определенную неуправляемость в получение необходимого температурного коэффициента сопротивления (ТКС) резисторов.

Предлагаемая в изобретении температура термостабилизации (345-385)°С вполне достаточна для стабильного получения высокостабильных резисторов.

Технический результат предлагаемого способа обусловлен следующим. В процессе напыления резистивная пленка представляет собой зерна, соединенные мостиками из напыляемого материала, которые в дальнейшем увеличиваются в размерах до получения различных видов структуры пленки:

- аморфная, характеризующаяся отсутствием кристаллической решетки;

- мелкозернистая, состоящая из кристаллов размером менее 10 нм;

- крупнозернистая или квазимонокристаллическая, имеющая кристаллы размером 100 нм и более;

- монокристаллическая, представляющая собой сложную кристаллическую решетку атомов материала пленки.

ТКС резистивной пленки определяется, главным образом, качеством последнего вида структуры, т.к. от качества и размера полученных зерен напыленного материала зависит протекание электрического тока по резистивному слою. На качество влияют также межзерновые сопротивления и всевозможные дефекты кристаллической решетки, в том числе газовые и другие загрязнения, которые влияют на рассеивание электронов и соответственно ухудшение ТКС.

В результате примененной термостабилизации с предлагаемыми в данном изобретении режимами дефекты резистивной пленки минимизируются за счет срастания в более монолитную структуру, что и обеспечивает снижение ТКС.

Заявленный способ реализуется следующим образом.

Подложки из ситалла СТ-50-1 после очистки в перекисно-аммиачном растворе помещают в камеру установки вакуумного напыления УВН-75П1, проводят стандартное напыление резистивной пленки из материала PC-3710, затем напыляют проводящий слой из ванадия и алюминия. При этом, согласно [4], получают ТКС резистивной пленки ±2·10^-4 1/°С. После напыления всех слоев проводят формирование резисторов и проводников методом фотолитографии, помещают готовые подложки в термопечь и проводят термостабилизацию следующим образом: сначала доводят температуру термопечи с установленными в ней резисторами до (345-365)°С, выдерживают 3 часа, охлаждают вместе с термопечью до температуры (18-25)°С, снова доводят температуру термопечи до (375-385)°С, выдерживают 2 часа и снова охлаждают вместе с термопечью до температуры (18-25)°С, после чего ТКС резисторов снижается на порядок. Предложенный способ изготовления тонкопленочных резисторов применен в производстве микросборок, предназначенных для обработки сигналов гироскопических приборов, и обеспечивает высокую стабильность параметров в диапазоне рабочих температур (минус 60 - +80)°С.

Источники информации

1. Бочкарев Б.А., Бочкарева В.А. Керметные пленки. - Л., Энергия, 1975, 152 с.

2. Ермолаев Л.А., Кондраков Н.М., Мочалов А.И. и др. Влияние искусственного старения на электрофизические свойства тонких резистивных пленок сплава PC-3710. / Электронная техника, сер.6, «Материалы», вып.5, 1972, с.33-40.

3. Патент РФ №1167995, МПК Н01С 17/22, 1999 г. (прототип).

4. Н.К.Иванов-Есинович. Технология микросхем. - М., Высшая школа, 1972, с. 97, 98.

Способ изготовления тонкопленочных резисторов, включающий стабилизацию параметров резисторов, отличающийся тем, что стабилизацию параметров осуществляют термообработкой резисторов в термопечи следующим образом: сначала доводят температуру термопечи с установленными в ней резисторами до (345-365)°С, выдерживают 3 ч, охлаждают вместе с термопечью до температуры (18-25)°С, снова доводят температуру термопечи до (375-385)°С, выдерживают 2 ч и снова охлаждают вместе с термопечью до температуры (18-25)°С.