DE2657949A1 - Verfahren zum herstellen einer duennschichtschaltung - Google Patents

Verfahren zum herstellen einer duennschichtschaltung

Info

Publication number
DE2657949A1
DE2657949A1 DE19762657949 DE2657949A DE2657949A1 DE 2657949 A1 DE2657949 A1 DE 2657949A1 DE 19762657949 DE19762657949 DE 19762657949 DE 2657949 A DE2657949 A DE 2657949A DE 2657949 A1 DE2657949 A1 DE 2657949A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
capacitors
layers
value
resistors
sputtered
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE19762657949
Other languages
English (en)
Inventor
Helmold Dipl Phys Kausche
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from DE2546675A external-priority patent/DE2546675C3/de
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
Priority to DE19762657949 priority Critical patent/DE2657949A1/de
Publication of DE2657949A1 publication Critical patent/DE2657949A1/de
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/70Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof
    • H01L21/702Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof of thick-or thin-film circuits or parts thereof
    • H01L21/707Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof of thick-or thin-film circuits or parts thereof of thin-film circuits or parts thereof

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
  • Fixed Capacitors And Capacitor Manufacturing Machines (AREA)

Description

  • Verfahren zum Herstellen einer Dünnschichtschaltung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer Dünnschichtschaltung mit temperaturkompensierten RC-Gliedern aus einer N2- oder vorzugsweise C02 oder 02-haltigen AlTa-Legierungsschicht mit etwa 3 bis 17 ae Tantal im Aluminium, die auf ein nichtleitendes Substrat aufgestäubt wird.
  • Für Dünnschichtschaltungen mit temperaturkompensierten RC-Gliedern, wie sie beispielsweise in "Electron. Comp. Conf." (1969) S. 367 bis 371 beschrieben sind, wurden bisher ß-Tantal-Kondensatoren mit einem TKC-Wert, d.h. mit einem Temperaturkoeffizienten der Kapazität von etwa +200 ppm/K und TaOXNY-Widerstände mit einem Temperaturkoeffizienten des Widerstandes (TKR-Wert) von etwa -200 ppm/K eingesetzt.
  • Die Entwicklung von Dünnschichtkondensatoren auf der Basis von AlTa mit und ohne Gaszusatz gewinnt jedoch an Bedeutung, wobei die Fertigung einer AlTa-Schicht mit Gaszusatz, z.B. gemäß DU-OS 2 356 419, durch reaktives Aufstäuben einer etwa 3 bis 17 atro Ta enthaltenden AlTa-Legierung erfolgt. Es zeigt sich, daß die daraus aufgebauten Dünnschichtkondensatoren in vieler Hinsicht besser sind als die allein aus Tantal gefertigten Kondensatoren. So wird für Kondensatoren auf der Basis von AlTa im Vergleich zu den eingangs genannten bekannten i3-Tantal-Kondensatoren bei Stromspannungskennlinien die Spannung, bei welcher der doppelte Ladestrom fließt, erst bei höheren Spannungen erreicht.
  • Auch ist die Ausbeute wesentlich größer. Der TKC-Wert der so hergestellten Kondensatoren liegt, wie dies beispielsweise der DD-OS 2 429 434 entnehmbar ist, bei ca.+500 ppm/K. Für temperaturkompensierte RO-Glieder sind folglich Widerstände mit einem TKR-Wert von -500 ppm/E nötig, der sich - wie die vorstehend genannten Patentanmeldungen zeigen - durch reaktive Kathodenzerstäubung von AlTa mit °2- und/oder N2-Zusatz und geeignete Wahl des Partialdrucks dieses Zusatzes und eines geeigneten Ta-Anteils im Aluminium in einem größeren Wertebereich einstellen läßt.
  • Um die infolge von unterschiedlichen lemperatureinflüssen u.U.
  • auftretenden Änderungen elektrischer Eigenschaften in einzelnen Bereichen einer Dünnsehichtschaltung besser ausgleichen zu können, sollten die vorzeichenverschiedenen Temperaturkoeffizienten von R und C nicht nur gleich groß, sondern auch vom Absolutbetrag her möglichst klein sein.
  • Dies gelingt be8üglich des gKR-Wertes recht gut durch Variation des Reaktivgasdruckes beim Aufstäuben einer AlTa-Schicht. Der TKC-Wert der entsprechenden Dünnschichtkondensatoren kann dagegen auf diese Weise nicht oder nur in geringem Maße variiert werden.
  • Zur Lösung dieses Problems wurden deshalb gezielte Temperversuche mit fertigen AlTa-Kondensatoren durchgeführt, wobei es gelang, den TKc-Wert von ursprünglich ca. +500 ppm/K nach kleineren Werten hin (bis ca. +300 ppm/K) zu verschieben, ohne dabei den TKR Wert zu verändern Damit ergibt sich die Möglichkeit, RC-Glieder herzustellen, deren UK-Werte bereits bei + 300 ppm/K kompensiert sind. Auch aus einem fertigungstechnischen Grund ist es erstrebenswert, temperaturkompensierte RC-Glieder mit niedrigen TK-Absolutwerten zu verwenden. Beim reaktiven Aufstäuben der AlTa-Grundschicht zeigt sich nämlich, daß Schichten, die mit niedrigen Reaktivgasdrucken und damit kleinen TKR-Absolutwerten aufgestäubt werden, sich besser reproduzieren lassen als solche mit großen KR, weil mit zunehmendem Partialdruck des reaktiven Gases die lineare Abhängigkeit zwischen TKR und diesem Gasdruck in steigendem Maße exponentiell wird. Geringe Partialdruckänderungen fahren demnach zu größeren TKR-Wertschwankungen und somit zu erschwerten Herstellungsbedingungen.
  • Das Hauptpatent gibt ein Verfahren zur Herstellung einer RC-DUnnschichtschaltung an, bei dem die Absolutwerte der vemperaturko.effizienten von R und C gleich und möglichst klein sind.
  • Hierbei wird eine N2- oder vorzugsweise 02-haltige Tantal-Aluminium-Legierungsschicht mit etwa 3 bis 17 at% Tantal im Aluminium dadurch hergestellt, daß diese in einem Arbeits-Reaktivgas-Gemisch, enthaltend mindestens eines der Gase 02, GO, und N2, auf ein nichtleitendes Substrat aufgestäubt wird, wobei der TKR-Wert durch den Tantal-Anteil der Legierungsschicht und dem Partialdruck des Reaktivgases und durch Tempern die Stabilität der Widerstände erhöht und der TKC-Wert der aus der Aluminium-Tantal-Legierungsschicht gebildeten Kondensatoren mindestens angenähert entgegengesetzt gleich dem KR-Wert eingestellt, d.h. üblicherweise gesenkt wird.
  • Stäubt man in einem der vorstehend genannten Gase und bei entsprechendem Partialdruck dieses Gases eine AlTa-Legierung des gewählten Zusammensetzungsbereiches auf ein Substrat auf, derart, daß der TKR-Wert etwa -300 ppm/K beträgt, und tempert man die üblicherweise durch anodische Oxidation der AlTa-Schicht und durch Auftrag von Gegenelektroden auf die so erhaltenen Dielektrika gebildeten Kondensatoren in Luft, z.B. 7 Stunden bei 25000, so fällt der gk -Wert von +500 ppm/K auf ca. +300 ppm/K ab, ohne daß der TKR-Wert wesentlich beeinflußt wird. Dieserart kann man also aus einer einheitlichen Schicht, die einen Anfangswert des TK0-Wertes von etwa +500 ppm/K und einen durch entsprechende Wahl des Tantal-Anteils und/oder des Partialdrucks des Reaktivgases auf etwa -300 ppm/K eingestellten TKR-Wert aufweist, durch Temperung Widerstände und Kondensatoren mit einem UKR-Wert von -300 ppm/E und einem TKC- Wert von +300 ppm/E erhalten. Der Partialdruck des Reaktivgases beträgt, wenn zur Kathodenzerstäubung z.B. das bekannte Verfahren mit Ringentladungsplasma (600 V, 2A) verwendet wird, etwa 5.102 bis 1.101 Pa. Als Arbeitsgas dient z.B. Argon, dessen Partialdruck etwa auf 1.101 Pa eingestellt ist.
  • Untersuchungen haben gezeigt, daß durch diese Temperung nicht nur Dünnschichtschaltungen mit temperaturkompensierten RC-Gliedern aus einer Schicht herstellbar sind, sondern auch die Qualität der AlTa-Kondensatoren insgesamt verbessert wird. So nimmt beispielsweise der Isolationsstrom ab, und die Stromspannungskennlinien werden besser. Im Dauerversuch zeigen die getemperten AlTa-Kondensatoren-geringere Kapazitätscrift als die ungetemperten. Reaktiv aufgestäubte AlTa-Kondensatoren werden sogar im Gegensatz zu ß-Tantal-Kondensatoren durch die Temperung in ihren elektrischen Eigenschaften verbessert.
  • I4it zunehmendem N2- und insbesondere mit zunehmendem 02- oder C02-Anteil in der AlTa-Schicht erhöhen sich jedoch die Übergangswiderstände zwischen den Kontaktschichten, z.B. CrNiAu-Schichten, und den Widerstandsschichten, so daß die Kontaktierung zu wünschen übrig läßt. Durch die temperung wird dieser Effekt noch verstärkt.
  • Das AlTa ist zwar außerordentlich oxidationsstabil, bildet aber offensichtlich doch eine sehr dünne und mit zunehmendem Gaseinbau immer deutlicher in Erscheinung tretende Oxidschicht.
  • Die vorliegende Erfindung hat sich die weitere Verbesserung des Verfahrens nach dem Hauptpatent zur Aufgabe gestellt, insbesondere soll ein Verfahren und ein Material angegeben werden, durch das die vorstehend aufgezeigte unerwünschte Erhöhung der Ubergangswiderstände vermieden und trotzdem das Dielektrikum der Kondensatoren nicht beschädigt wird.
  • Bei einem Verfahren zum Herstellen einer Dünnschichtschaltung mit temperaturkompensierten RO-Gliedern aus einer N2- oder vorzugs- weise 02- oder C02-haltigen AlTa-Legierungsschicht mit etwa 3 bis 17 at% Tantal im Aluminium, die in einem Arbeits-Reaktivgas-Gemisch, enthaltend mindestens eines der Gase 02, C02 und N2, auf ein nichtleitendes Substrat aufgestäubt wird und bei dem der TKR-Wert durch den Ta-Anteil der Legierungsschicht und/oder rartialdruck des Reaktivgases und der TK0-Wert der Kondensatoren durch Tempern mindestens angenähert entgegengesetzt gleich dem TKR-Wert eingestellt wird, sieht die Erfindung zur Lösung der gestellten Aufgabe vor, daß als Kontakte für die Widerstände und als Gegenelektroden der Kondensatoren NiFe-Schichten vorzugsweise gleichzeitig und zwar insbesondere durch Kathodenzerstäubung mit Ringentladungsplasma aufgestäubt werden.
  • Das aufgestäubte Material ist im Vergleich zu den bisher verwendeten üblichen Materialien verhältnismäßig preiswert. Bedingt durch die im Vergleich zum aufdampfen relativ hohe Energie, mit der das Schichtmaterial aufges-täubt wird, ist es möglich, die Übergangswiderstände in den Kontaktbereichen klein zu halten. Sie liegen beispielsweise um 1 #mm (Kantenwiderstand). Die Ausbeuten der so hergestellten Widerstände Lrnd Kondensatoren betragen bei einem Isolationsstrom <2 A/F über 90 %.
  • Weiterhin als vorteilhaft erweist sich bei diesem Verfahren, daß die RC-Glieder be-it-. vor em Kontaktieren der Widerstandsschichten getempert werden können, was anstelle von Gold den Einsatz vergleichbar billiger Ni- oder Cu-Schichten als Leiterbahn-, Gegenelektroden- und Kontaktschichten ermöglicht.
  • 2 Patentansprüche

Claims (2)

  1. Patentansprüche 1. Verfahren zur Herstellung einer Dünnschichtschaltung mit temw peraturkompensierten RC-Gliedern aus einer N2- oder vorzugsweise O2-oder CO2-haltigen AlTa-Legierungsschicht mit etwa 3 bis 17 at Tantal im Aluminium, die in einem Arbeits-Reaktivgas-Gemisch, enthaltend mindestens eines der Gase 02, C02 und N2, auf ein nichtleitendes Substrat aufgestäubt wird, und deren TER-Wert durch den Ta-Anteil der Legierungsschicht und dem Partialdruck des Reaktivgases und deren TKC-Wert der Kondensatoren durch Tempern mindestens angenähert entgegengesetzt gleich dem TKR-Wert eingestellt wird, nach Patent .. .. ... (Patentanmeldung P 25 46 675.5; unsere Akte VPA 75 P 1175), d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß als Kontakte für die Widerstände ur: als Gegenelektrode der Kondensatoren NiFe-Schichten aufgestäubt werden.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 4, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß die NlFe-Schichten gleichzeitig, insbesondere durch Kathodenzerstäubung mit Ringentladungsplasma aufgestäubt werden.
DE19762657949 1975-10-17 1976-12-21 Verfahren zum herstellen einer duennschichtschaltung Pending DE2657949A1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19762657949 DE2657949A1 (de) 1975-10-17 1976-12-21 Verfahren zum herstellen einer duennschichtschaltung

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE2546675A DE2546675C3 (de) 1975-10-17 1975-10-17 Verfahren zum Herstellen einer Dünnschichtschaltung
DE19762657949 DE2657949A1 (de) 1975-10-17 1976-12-21 Verfahren zum herstellen einer duennschichtschaltung

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE2657949A1 true DE2657949A1 (de) 1978-06-22

Family

ID=5996133

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19762657949 Pending DE2657949A1 (de) 1975-10-17 1976-12-21 Verfahren zum herstellen einer duennschichtschaltung

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE2657949A1 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4358748A (en) * 1979-02-22 1982-11-09 Robert Bosch Gmbh Thin film circuit

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4358748A (en) * 1979-02-22 1982-11-09 Robert Bosch Gmbh Thin film circuit

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2724498C2 (de) Elektrischer Schichtwiderstand und Verfahren zu seiner Herstellung
DE69203395T2 (de) Leitende Elektrodenschichten für ferroelektrische Kondensatoren in integrierten Schaltungen und Methode.
DE3340563C2 (de) Schichtkondensator und Verfahren zur Herstellung desselben
DE2429434A1 (de) Verwendung von sauerstoffhaltigen alta-legierungsduennschichten mit einem anteil von 2 bis 20 atom% tantal im aluminium
DE2719988C2 (de) Amorphe, Tantal enthaltende mindestens bis 300 Grad C temperaturstabile Metallschicht und Verfahren zu ihrer Herstellung
DE3039927A1 (de) Elektrischer widerstand und verfahren zur herstellung
DE2513858A1 (de) Verfahren zur herstellung eines tantal-duennschichtkondensators
DE2300813A1 (de) Verfahren zum niederschlagen von stickstoffdotiertem beta-tantal sowie eine beta-tantal-duennschicht aufweisender artikel
DE2217737A1 (de) Verfahren zum Herstellen eines elektrischen Leitungssystems
DE1590768C3 (de) Verfahren zur Herstellung einer zusammenhängenden dünnen, metalleitenden Widerstandsschicht auf einem isolierenden Tragkörper
DE2632549A1 (de) Beschichtung fuer isolierende substrate, insbesondere videoplatten
DE2632582A1 (de) Beschichtung fuer isolierende substrate, insbesondere videoplatten
DE2657949A1 (de) Verfahren zum herstellen einer duennschichtschaltung
DE2546675C3 (de) Verfahren zum Herstellen einer Dünnschichtschaltung
DE1953070C3 (de) Verfahren zum Herstellen eines Tantaloxinitridschicht- widerstandelements
DE1244310B (de) Elektrisch verstaerkendes Bauelement mit duennen isolierenden Festkoerperschichten
DE2708036A1 (de) Verfahren zum herstellen einer duennschichtschaltung
DE2262022C2 (de) Verfahren zur Herstellung von aufgestäubten Widerstandsschichten aus Tantal-Aluminium-Legierungen
DE2820331C3 (de) Dünnschicht-Feldeffekttransistor und Verfahren zu seiner Herstellung
DE2721703A1 (de) Verfahren zur herstellung passivierter duennschichtwiderstaende
DE3242015C2 (de)
DE1957717C3 (de) Verfahren zur Herstellung einer Cermet Dünnschicht Ausscheidung in 1966593
DE2461096A1 (de) Duennschichtwiderstand
DE2506065C3 (de) Elektrische Dünnschichtschaltung
DE2165622A1 (de) Duennschichtschaltkreis

Legal Events

Date Code Title Description
OAP Request for examination filed
OD Request for examination
OHN Withdrawal