Диэлектрический материал
ОП ИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советских
Социалмстическкх
Республик
<,840032 (61) Дополнительное к авт. свкд-ву— (22) Заявлено19.07.78 (2() 2662609/18-21 с присоединением заявки РЙ (23) Приоритет
Опубликовано 23.06.81. Бюллетень М 23
Дата опубликования описания 26.06.81 (5t)M. Кл.
С 03 С 3/08
Гесударстеенный комитет
СССР
Il0 делам нзебретеннй н открытий (53) УДК 621.396, .6 9 (088.8) (72) Авторы изобретения
N. И. Аникии, Г. А. Блинов, С. С. Бутуз
Н. M. Егорова, В. Г. Петров и А. С. Яко (?1) Заявитель (54) ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ
Изобретение относится к тонкопленочной микроэлектронике и может быть использовано при изготовлении пленочных интегральных микросхем.
Известны диэлектрические материалы, содержащие двуокись кремния, окислы бора, бария, алюминия, кальция, натрия, калия и др. (1).
Однако эти материалы не удовлетворяют требованиям, предъявляемым к тонко10 пленочному диэлектрику, например, по величинам диэлектрической проницаемости, электрической прочности, температурному коэффициенту емкости, сопротивлению изоляции, возможности вакуумно-термическо15
ro испарения без диссоциации и др. Известные тонкопленочные RC-структуры на их основе имеют невысокое произведение удельной емкости на удельное поверхностное сопротивление и высокий температурный коэффициент частоты (ТК Ч) .
Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является иттрий1 боратное стекло, используемое в качест» ве диэлектр ическ ого слоя в т онкоплен очной РС вЂ” структуре с распределенными параметрами, содержащее, вес.Ъ; окись иттрия 70-85, окись бора 10-25, двуокись кремния, остальное (2).
Недостатками известного диэлектрического материал являются низкая удельная. емкость, высокий температурный коэффициент емкости, большие внутренние механические напряжения и пористость, которые обусловливают в к С-структуре невысокое произведение удельной емкости С на удельное поверхностное сонротивление Р и сравнительно высокий температурныи коэффициент частоты. Так, для RC-структуры в пятислойной конструкции произведе е С д ° P не превышает. 240-400 мкФ -Ом см, а тем5 g пературный коэффициент частоты равен (1-2) 10 град
11ель изобретения — повышение стабильности параметров и уменьшение темпера турного коэффициента частоты структуры
18500С, затем осаждают второй диэлектрический слой того же стекла и при тех же режимах, после чего термическим испарением наносят проводящий слой алюминия и контактные площадки RC-структуры из золота с подслоем хрома. Температура отжнга RC-структуры 200 С, длительность — 3-4 ч.
Пример 2. RC-структуру выпол- няют так, как и в примере 1, но со слоями диэлектрика из алюмоиттриевого стекла состава, вес.%: Jg 0 71; 5<+6;
В00 20; АЦ 0 2 СаО 1. Температура вольфрамового испарителя при его испарении составляет 2000 С.
Пример 3. Все операции проводят, как и в примере 1, но диэлектрический слой выполняют из алюмоиттриевого стекла следующего состава, вес.0: 3 0 68;
510 9; В 0 14; АК<О 5; Са0 4, Температура вольфрамового испарителя при его испарении составляет 19800С.
Характеристики полученных RC-структур по примерам 1-3 приведены в таблице.
3 84003
Поставленная цель достигается тем, что известный диэлектрический материал, включающий окислы иттрия, бора, двуокись кремния, дополнительно содержит окислы алюминия и кальция при следующем количественном соотношении компонентов, вес.7:
Окись иттрия 65-71
ДВуокись кремния 6-1 2
Окись бора 8-20 10
Окись алюминия 2-8
Окись кальция 1-7
Пример 1. На подложку в вакууме методом термического испарения наносят проводящий слой алюминия с под- 15 слоем титана, диэлектрический слой осаждают методом дискретного (взрывного) испарения порошка алюмоиттриевого стекла состава, вес.70: tag Оа, 65; 5 0 12;
В О> 8; А9<О> 8; СаО 7 с вольфрамо- 20 вого испарителя, нагретого до 1950 С, затем осаждают резистивный слой методом дискретного (взрывного) испарения порошка хром-никель-кремниевого сплава с вольфрамового испарителя, нагретого rto 25
840032
e g а 3 О
К
Ддк и) I сЧ
1 I г4 е4
М т 4
Я о
9 о ро .в М О1
Х о
Т
С1
Хч 3
Э т-1 1 (-в
МХ
Х1
Ш1 Я1
СЧ
1 (Qc(Е2 о оф
I о! <
/ !
) о !
„ о! о й
a) (p 1
Я
8 о
V ЛС1
ag
1 о о
7 о о
tQ
С9
Щ с4
lO
9 о сС 03 о о
С1 О о со
О ге-4 (1 (Я .т4 о о
O г1
I
1
1
1
840032
Как видно из таблицы, предлагаемое алюмоиттриевое стекло обладает высокими электрофизическими свойствами и позволяет получать С ддо 70-80 нФ/см .
Это обусловлено его высокой диэлектрической проницаемостью (E =12) и электрической прочностью (2 ° 10 В/см), низкиь ми внутренними напряжениями и пористостью. Снижение температурного коэффициента частоты RC-структуры достигается путем компенсации абсолютных величин температурных коэффициентов емкости (ТКЕ) + (2+3 ) 10 " град и сопротивления,, разных по знаку (температурный коэффициент сопротивления резистивного материала RC-3710 равен -(1,5-2,5)
l0 град ). На величину резистора в кС-структуре существенно влияет микрорельеф диэлектрического слоя. Сочетание резистивного сплава RC-3710 и алюмоиттриевого стекла позволяет за счет только микрорельефа повысить удельное поверхностное сопротивление до
5000 Ом/кв, что.в 2,5 раза превышает те же значения известных материl алов.
Таким образом, использование алюмоиттриевого стекла приведенного состава и резистивного сплава RC-37l0 позволяет снизить в 2-10 раз величину температурного коэффициента частоты до (0,l1,0) l0 град и повьк:ить произведение С д Я до 700 мкф Ом см
Использование предлагаемого диэлектрического материала в RC-структурах с распределенными параметрами обеспечивает их хорошую температурную и временную стабильность параметров при высоком коэффициенте интеграции и надежности.
Форм ула изобретения
Диэлектрический материал, преимущественно для RC-còðóêòóðû, включающий окислы иттрия, бора, двуокись кремния, отличающийся тем, что, с це1S лью повышения стабильности параметров и уменьшения температурного коэффициента частоты, он дополнительно содержит окислы алюминия и кальция при следующем количественном соотношении хом20 понентов, вес.%:
Окись иттрия 65-7 l
Двуокись кремния 6-1 2
Окись бора 8-20
Окись алюминия 2-8
25 Окись кальция 1-7
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
ЗО l. Авторское свидетельство СССР
No 321485, кл. С 03 С 3/04, l970.
2. Авторское свидетельство СССР
% 566487, кл. Н Ol L 49/02, 1975.
Составитель B. Ленская
Редактор С. Родикова Техред А.Савка Корректор М. немчик
Заказ 4653/29 Тираж 520 Подписное
ИНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
l l3035, Москва, Ж35, Раушская наб., д. 4/5
Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4
