Temperatur im Bereich von (600...720) K über mindestens 20h zur Einstellung des Flächenwideratandea und des Temperaturkoeffizienten ermöglichen, wobei alle Widerstandsschichten am Ende des Temperprojesses identische Werte insbesondere für den Temperaturkoeffizienten aufweisen. Die Erfindung basiert auf der Entdeckung, daß überraschenderweise bestimmte relativ eng tolerierte Materialzusammensetzungen von Nickel, Chrom und Sauerstoffnnteilen existieren, die als solche das Ziel der Erfindung realisieren lassen. Erfindun^sgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß den NiCr-Widerstandsschichten ein definiertes Verhältnis der Zusammensetzung von Ni zu Cr im Bereich von 46/54...36/64 bei Sauerstoffanteilen der Schichten unterhalb 35 At% gegeben ist. Dabei wird erfindungsgemäß bevorzugt ein Bereich von Ni zu Cr von 44/56...38/62 bei Sauerstoffanteilen im Bereich von (20-35) At% gewählt. Werden derartige Schichten einer Temperung von (20-50) h bei einor konstanten Temperatur im Bereich von (350...690) K unterworfen, weisen sie nach erfolgter Temperung alle identische Werte für den Temporaturkoeffizienten auf, unabhängig davon, ob sie aus einer oder unterschiedlichen Beschichtungschargen stammen, sofern diese das gleiche Ni/Cr-Verhältnis innerhalb des erfindungsgemäßen Bereiches aufweisen. Wird dagegen das Ni/Cr-Verhältnis innerhalb dieses Bereiches geändert, muß eine entsprechende Anpassung der zur Einstellung des Flächenwiderstandes und der Temperaturkoeffizienten erforderlichen Tempertemperaturin dem o.g. Bereich der Tempertemperaturen erfolgen. Dabei beziehen sich die angegebenen Tempertemperaturen auf die Einstellung des Temperaturkoeffizienten aufwerte um Null, sollen dagegen positive bzw. negative Werte eingestellt werden, ist eine entsprechend höhere bzw. niedrigere Temperatur zu wählen. In jedem Fall bleibt die Angleichung ursprünglich unterschiedlicher Werte des Temperaturkoeffizienten durch eine derartige Temperbehandlung für die Schichten der o. g. erfindungsgemäßen Zusammensetzung erhalten, wobei alle bisher gemachten Angaben sich in At% verstehen.Allow temperature in the range of (600 ... 720) K over at least 20h to set the Flächenwideratandea and the temperature coefficient, all resistance layers at the end of Temperprojesses have identical values, in particular for the temperature coefficient. The invention is based on the discovery that, surprisingly, there are certain relatively tightly tolerated material compositions of nickel, chromium and oxygenates which, as such, allow the object of the invention to be realized. According to the invention, the object is achieved by giving the NiCr resistance layers a defined ratio of the composition of Ni to Cr in the range of 46/54 to 36/64 with oxygen contents of the layers below 35 at%. In this case, the invention preferably a range of Ni to Cr of 44/56 ... 38/62 at oxygen levels in the range of (20-35) At% selected. When subjected to an annealing of (20-50) h at a constant temperature in the range of (350 ... 690) K, such layers exhibit all identical values for the temporal coefficient after annealing, irrespective of whether they consist of one or more different coating batches come, provided that they have the same Ni / Cr ratio within the range of the invention. On the other hand, if the Ni / Cr ratio is changed within this range, an appropriate adjustment of the annealing temperature required to adjust the sheet resistance and temperature coefficients in the o.g. Range of annealing temperatures. In this case, the specified annealing temperatures refer to the setting of the temperature coefficient revaluation by zero, on the other hand, if positive or negative values are to be set, a correspondingly higher or lower temperature is to be selected. In any case, the alignment of originally different values of the temperature coefficient by such an annealing treatment for the layers of the above-mentioned g., Remains. Composition obtained according to the invention, all statements made so far in At% understand.
Ausführungsbeispielembodiment
Zur näheren Illustration der Erfindung soll folgendes Ausführungsbeispiel dienen.For a more detailed illustration of the invention, the following embodiment is intended to serve.
Ein mit einer 1,2pm dicken SiO2-Schicht passiviertos Si-Substrat wird mittels reaktivem Vakuumzerstäuben eines Targets der Zusammensetzung Ni/Cr = 43/57 At% in einer Ar/O2-haltigen Atmosphäre mit einor etwa 40nm dicken NiCr-Widerstandsschicht bedeckt, wobei die Kondensationsrate der Metallatomo und der Sauerstoffpartialdruck in fachgemäßer Weise derart aufeinander abgestimmt worden, daß die Schicht einen Sauerstoffgehalt im Bereich (25... 35) At% aufweist, was bei Abscheidetemperaturen im Bereich (400. ..600) K bedeutet, daß der spezifische Widerstand der Schichten, der erfindungsgemäß aufwerte unter 1000 pOhmcm begrenzt bleiben muß, im dargestellten Beispiel bei (600... 1000) pOhmcm liegt. Nachdem anschließend eine, eben/alls zur Realisierung der Erfindung notwendige, SiO2-Schicht (im konkreten Beispiel [0,3...1,OJ pm) mittels reaktiver Magnotronzerstäiibung aufgebracht wurde, wird letztere entsprechend der gewünschten NiCr-Widerstandsstruktur mittels fotolithografischer Methoden naßchemisch geätzt. Schließlich werden als Leitbahn· und Kontaktschichten in einem nichtreaktiven Beschichtungsregime eine etwa 0,5 nm dicke NiCr-Kontaktschicht und eine (1,0... 1,5) pm dicke Al-Leitbaimschicht in Vakuumfolge aufgebracht, die — nach der Abdeckung mit Fotolack—an den Stellen, an denen die SiO2-Schicht stehen geblieben war, bis auf ein (5... 10) pm breites Übergangsgebiet sowie an den Stellen, die außerhalb der Leitbahn· und Kontaktstrukturen liegen, freigelegt und nacheinander einem Al- und NiCr-Ätzbad in bekannter Weise ausgesetzt. Auf diese Weise wird erreicht, daß die SiCvSchicht als Ätzmaske für die Widerstandsbahnen und die Lackmaske als Ätzmaske für die Leitbahn- und Kontaktstrukturen dienen. Selbstverständlich kann aber ebenfalls im Rahmen der Erfindung die SiO2-Schicht nach erfolgter Strukturierung der NiCr-Widerstandsschicht aufgebracht werden.A Si substrate passivated with a 1.2 μm thick SiO 2 layer is covered by reactive sputtering of a target of the composition Ni / Cr = 43/57 At% in an Ar / O 2 -containing atmosphere with an approximately 40 nm thick NiCr resistor layer in which the condensation rate of the metal atoms and the oxygen partial pressure have been suitably matched to one another in such a way that the layer has an oxygen content in the range (25-35) At%, which means K at deposition temperatures in the range (400-600) the resistivity of the layers, which must remain limited according to the invention below 1000 pOhmcm, in the example shown is (600 ... 1000) pOhmcm. After then, just / all necessary for the realization of the invention, SiO 2 layer (in the specific example [0.3 ... 1, OJ pm) was applied by means of reactive Magnotronzerstäiibung, the latter is according to the desired NiCr resistance structure by means of photolithographic methods etched wet chemically. Finally, as a conductor track and contact layers in a non-reactive coating regime, an approximately 0.5 nm thick NiCr contact layer and a (1.0 to 1.5) μm thick Al-Leitbaim layer are applied in vacuum sequence, which after covering with photoresist At the points where the SiO 2 layer had stopped, except for a (5 ... 10) pm wide transition region as well as at the points that lie outside the interconnect · and contact structures exposed and successively an Al and NiCr etching bath exposed in a known manner. In this way, it is achieved that the SiCv layer serve as an etching mask for the resistance paths and the resist mask as an etching mask for the interconnect and contact structures. Of course, however, in the context of the invention, the SiO 2 layer can also be applied after structuring of the NiCr resistor layer.
Bei der anschließenden Temperbehandlung zur Einstellung des Temperaturkoeffizienten aufwerte um Null wird diejenige zeitlich konstante Tempertemperatur gewählt, bei welcher der Temperaturkoeffizient nach Temperzeiten größer oder gleich 20 h hinreichend nahe an dem Zielwert liegt. Wegen des Überganges der Temperkurven des Flächenwiderstandes und des Temperaturkoeffizienten in einem stark abflachenden Verlauf nach etwa (10...15) h.ist diese Tempertemperatur für praktisch sinnvolle Temperzeiten von (20... 50) h eindeutig bestimmt und kann für die gewählte Schichtzusammensetzung (Ni/Cr-Verhältnis) in fachgemäßer Weise einfach bestimmt werden; sie beträgt für das beschriebene Beispiel (685 ±3) K. Diese Bestimmung der zur Einstellung eines voig- ebenen Wertes des Temperaturkoeffizienten entsprechenden Tempertemperatur stellt insofern keine Einschränkung dar, da im \ :hnologischen Prozeß das Ni/Cr-Verhältnis der Schichten (Targetzusammensetzung) im allgemeinen nicht oder nur in verhältnismäßig großen Zeitabständen geändert wird. Wesentlich im Sinne der Erfindung ist nun die überraschende Tatsache, daß alle Schichten, die den genannton Herstellungsbedingungen unterworfen waren, nach der Temperbehandlung einen einheitlichen Temperaturkoeffizienten von (0 ± 2) ppm/K aufweisen, d. h. unabhängig davon, daß durch unterschiedlichen Sauerstoffeinbau und/oder unterschiedlich.? thermische Belastungen der Schichten während der vorangegangenen Fertigungsschritte im Herstellungsprozeß die Ausgangnparameter der Schichten gleicher oder verschiedener Chargen in weiten Grenzen in erwünschter (Variation des spezifischen Widerstandes) oder unerwünschter (Schwankungen der Prozeßparanieter) Weise sich um mehr als 50ppm/K unterscheiden können, erfolgt bei der erfindungsgemäßen Schichtzusammmensetzung eine weitgehende Angleichung der Werte des Temperaturkoeffizienten während der Temperbehandlung. Es ist offensichtlich, daß die. erfindungsgemäße Lösung zur Herstellung von Widerstandsnetzwerken mit extrem niedrigen Werten des Te.nperaturkoeffizienten unter Produktionsbedingungen eine wesentliche Vereinfachung und Verbesserung darstellt und die Gutausbeute an optimal eingestellten Bauelementen bei gleichzeitiger beträchtlicher Reduzierung des technologischen Aufwandes entscheidend erhöht.In the subsequent tempering treatment for setting the temperature coefficient revaluation by zero, that time constant tempering temperature is selected at which the temperature coefficient after tempering times greater than or equal to 20 hours is sufficiently close to the target value. Because of the transition of the temperature curves of the surface resistance and the temperature coefficient in a strongly flattening course after about (10 ... 15) h.ist. This annealing temperature for practically useful annealing times of (20 ... 50) h is clearly determined and can for the selected layer composition (Ni / Cr ratio) can be easily determined in a proper manner; for the example described, it is (685 ± 3) K. This determination of the annealing temperature corresponding to the setting of a given value of the temperature coefficient does not constitute a restriction insofar as the Ni / Cr ratio of the layers (target composition) in the hydrological process is is generally not changed or only at relatively large intervals. Essential in the context of the invention is the surprising fact that all layers which were subjected to the genannton production conditions, after the annealing treatment have a uniform temperature coefficient of (0 ± 2) ppm / K, d. H. regardless of that by different oxygen incorporation and / or different.? thermal stresses on the layers during the previous manufacturing steps in the manufacturing process the Ausgangsnparameter the layers of the same or different batches within wide limits in desired (variation of the resistivity) or unwanted (variations of Prozessparanieter) way may differ by more than 50ppm / K, takes place in the Layer composition according to the invention a substantial approximation of the values of the temperature coefficient during the annealing treatment. It is obvious that the. inventive solution for the production of resistor networks with extremely low Te.nperaturkoeffizienten the value under production conditions represents a significant simplification and improvement and significantly increases the yield of optimally adjusted components while significantly reducing the technological complexity.