Способ изготовления тонкопленочныхконденсаторов

 

О П И С А Н И Е (п)834788

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советск ил

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6! ) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 04. 11. 78(2! ) 2683022/18-21 с присоединением заявки J% (23) 11 риоритет (51)М. Кл.

Н 01 G 13/00

Н 01 G 4/08!

Ъсударстееииьй комитет

СССР

ÿ0 делам иэобретеиий и открытий

Опубликовано 30.05.81. Бюллетень,% 20

Дата опубликования описания 02.06.81 (53) УДК621.319.. 4 (088. 8) Д. И. Чернобровкин, Б. Н. Назаров, Н. Д.

M. Н, Пиганов и В. В. Волкова (72) Авторы изобретения

Куйбышевский ордена Трудового Красного 3 институт им. акад. С. П. Коро (71) Заявитель (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ТОНКОПЛЕНОЧНЫХ

КОНДЕНСАТОРОВ

Изобретение относится к микроэлектронике и может быть использовано для изготовления тонкопленочнйх конденсаторов интегральных схем.

Известен способ изготовления тонкопленочных конденсаторов, включающий операции нанесения нижнего электрода диэлектрического слоя, верхнего электрода и термообработки (!) .

Однако данный способ характеризу30 ется низкой воспроизводимостью номинальных значений емкости тонкопленочных конденсаторов интегральных схем, а также сложностью осуществления.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является способ изготовления тонкопленочных кон" денсаторов, включающий последовательное нанесение на изолирующую подложку металлическо1 о слоя нижней обкладки 20 слоя диэлектрика из моноокиси германия и металлического слоя верхней обкладки, в котором диэлектрический слой наносят на непрогретую подложку (2) .

Недостатком известного способа является низкЬе значение электрической прочности тонкопленочных конденсаторов.

Цель изобретения — увеличение электрической прочности.

Поставленная цель достигается тем, что в известном способе изготовления тонкопленочных конденсаторов, включающем последовательное нанесение на изолирующую подложку металлического слоя нижней обкладки, слоя моноокиси германия и металлического слоя верхней обкладки, при нанесении металлического слоя нижней обкладки, изолирующую и подложку нагревают до 280-300 С, при нанесении слоя моноокиси германия ее температуру снижают до 200-250 С, а при нанесении металлического слоя верхней обкладки .поддерживают температуру изолирующей подложки 150-186 С, причем продолжительность нагревания изолирующей подложки при нанесении

8347

3 каждого слоя составляет 0,5-20 мин, а скважность — 0,5-5 мин.

Предлагаемый способ позволяет повысить электрическую прочность тонкопленочных конденсаторов, так как диэлектрические пленки получаются более плотными и с малым числом атомов остаточных газов и дру1"их примесей. При температуре подложки, изменяющейся в укаэанном интервале, в случае нанесения моноокиси германия

200-250 С практически все атомы

0 остаточных газов и примесей реиспаряются с поверхности подложки и десорбируются из образующейся пленки диэлектрика, что позволяет получить

/ малодефектную диэлектрическую пленку.

Нанесение каждого последующего слоя конденсатора на подложку, температура которой меньше, чем при нанесении 20 предыдущего слоя, также позволяет увеличить электрическую прочность тонкопленочных конденсаторов, так как в этом случае практически исключается кристаллизация алюминиевых элект- 25 родов (обкладок) при повторных нагревах. Нанесение каждого последующего слоя на подложку, температура которой не превьппает 0,9 от температуры нанесения предыдущего слоя, также по- 30 зволяет увеличить электрическую прочность, так как такой режим исключает кристаллизацию алюминиевых электродов. Известно, что кристаллизация алюминиевых электродов ведет к сниже- 35 нию электрической прочности.

88 k ка и верхней обкладки 2 — 2,5 мин.

Тонкопленочные конденсаторы имеют электрическую прочность Е = (3,0-3,3) 1О В/см, б.= 0,002-0,004.

Пример 2. Изготовляют тонкопленочные конденсаторы на основе

Al-Ge0-Al. Температура подложки при нанесении слоев составляет: Т1 =290, Т < — †2 и Т = 160 С. Временные про3 межутки между нанесением слоев составляют: t = 2 мин и t = 1 2 мин. Тол-3 ) щина слоев и. остальные условия их получения те же, что и в примере 1. Тонкопленочные конденсаторы имеют электрическую прочность E p= (5,2-5,6)" 10 В/см, t g= 0,001-0,005.

П р.и м е р 3. Изготовляют конденсаторы на основе Al-Ge0-Al; Температура подложки при нанесении слоев составляет: Х = 300, Т = 250 и

О 1 i2

Т = 180 С. Временные промежутки между нанесением слоев составляют: Ф-

2 мин и = 2 мин. Остальные условия получения те же, что и в предыдущих примерах. Конденсаторы имеют

Е =(4,6-4,8) 10 В/см и 1дб-= 0,002-0,005.

Использование предлагаемого способа позволяет в 3-5 раз увеличить электрическую прочность тонкопленочных конденсаторов с диэлектриком.из моноокиси германия по сравнению с известным.

Пример 1. Изготовляют тонкопленочные конденсаторы на основе

Al-Ge0-Al. Обкладки и диэлектрик на- 40 пыляют из резистивного испарителя в вакууме (2-5) 10 мм рт.ст. Толщина диэлектрика составляет 0 5-0,6 мкм.

Скорость нанесения диэлектрика соо ставляет 5-15 А/с, а скорость нанесе- 45 ния нижней и верхней обкладок — 120Р

140 и 50 — 60 А/с, соответственно. Температура подложки при нанесении нижней обкладки Т составляет 280 С, при нанесении диэлектрика Т вЂ” 200 С,и д при нанесении верхней обкладки Т

9

150 С. Продолжительности нагревания при нанесении указанных слоев составляют (1 = 30 с, = 7-15 мин и

1,5 мин, соответственно. Временной промежуток между нанесением нижней обкладки и диэлектрика 1 составляет

3 мин, а между нанесением диэлектриФормула изобретения

Способ изготовления тонкопленочных конденсаторов, включающий последовательное нанесение на изолирующую подложку металлического слоя нижней обкладки, слоя моноокиси германия и металлического слоя верхней обкладки, о т л и ч а ю-шийся тем, что, с целью увеличения электрической прочности, при нанесении металлического слоя нижней обкладки изолирующую подложку нагревают до 280-300 С, при нанесении слоя моноокиси германия ее температуру снижают до 200-250 С, а при нанесении металлического слоя верхней обкладки поддерживают температуру изолирующей подложки 150-180 С причем продолжительность нагревания изолирующей подложки при нанесении

834788

Составитель В. Ленская

Техред Л. Пека ь Кор екторИ. Мака енко

Редактор M. Митровка

Заказ 4113/80 Тираж 784 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 каждого слоя составляет 0,5-20 мин, а скважность — 0,5-5 мин.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США Ф 3483451, кл. 29-577, 1971.

2.. Авторское свидетельство СССР

180705, кл. Н 01 G 13/00, 1966

5 (прототип)