JPS5945201B2 - 電気抵抗膜及びその製造方法 - Google Patents

電気抵抗膜及びその製造方法

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JPS5945201B2
JPS5945201B2 JP53065636A JP6563678A JPS5945201B2 JP S5945201 B2 JPS5945201 B2 JP S5945201B2 JP 53065636 A JP53065636 A JP 53065636A JP 6563678 A JP6563678 A JP 6563678A JP S5945201 B2 JPS5945201 B2 JP S5945201B2
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明はクロム及び珪素原子を含む導電性材料から成る
層を基板上に有する電気抵抗膜及びその製造方法に関す
る。
エレクトロニクスにおいては低抵抗及び高抵抗の抵抗膜
が多くの目的のために、例えば個別抵抗体、ＲＣ回路網
、薄膜ストレンゲージ及び半導体集積回路中の抵抗体の
ために必要とされる。
このような抵抗膜の材料としてはニッケル・クロム、窒
化タンタル（Ｔａ２Ｎ）及び硝酸タンタルが公知である
（ ” Ｔｈ１ｎ ５ｏｌｉｄ Ｆｉｌｍｓ ”第３
６巻（１９７６年）第３５７〜３６０ページ参照）。
これらの材料は比較的低抵抗である。
即ち例えばニッケル・クロム層及び窒化タンタル層は５
ｏないし３００Ω／口の表面抵抗並びに＋５０ｐｐｒｒ
１／ Ｋと一３００ｐｐｒｎ／にの間の電気抵抗温度係
数を持つ。
また抵抗膜の材料として金属と金属酸化物からなる遷移
相又は混合体を用いることも知られている（ ” Ｒａ
ｄｉｏ Ｍｅｎｔｏｒ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ”第４
２巻（１９７６年）第３４２〜３４６ページ）。
さらに電気抵抗体の材料として珪化クロム（ＣｒＳｉ２
）を用いることも公知である（Ｉ。
Ｎ１５ｈｉｂａ Ｊｏｕｒｎ 、 ｏｆ Ｍａｔ
ｅｒｉａｌ ５ｃｉｅｎｃｅ”第７巻（１９７２年）
及び’ Ｔｈ１ｎ ＳｏｌｉｄＦｉｌｍｓ ”第３６巻
（１９７６年）第３５７〜３６０ページ）。
このような珪化クロム層の電気抵抗率はほぼ１４００μ
Ω・儂の付近にあり、電気抵抗の温度係数は３００ ｐ
ｐｍ７’ Ｋと８００ｐｐｒｒｙ’ Ｋの間にある。
低抵抗及び高抵抗の抵抗体の製造には、従来技術ではそ
れぞれ異なる材料が用いられる。
このため例えば集積回路において低抵抗及び高抵抗の抵
抗体を作らねばならないときには、抵抗体として設けら
れるそれぞれの層が別々の製造工程で別々の装置によっ
て造られなげればならないからコストが高くなる。
このような低抵抗及び高抵抗の薄膜抵抗体のための費用
のかかる二重工程を避けるために、低抵抗層に用いられ
る材料を高抵抗層にも向けることが研究される。
しかしこれはそのような材料で造られる高抵抗の抵抗体
について、再現性が著しく減少するため高い不良率を伴
なう。
本発明の目的は抵抗層の表面抵抗の低い値も高い値も得
られる電気抵抗膜のための材料を提供することにある。
この目的は本発明によれば、層の材料が１種又は複数種
のクロム・珪素化合物と、１種又は複数種のクロム及び
（又は）珪素の酸化物とから成る均一な混合体であるこ
とによって達せられる。
本発明の勝れた実施形態及びその製造方法は以下の通り
である。
層の材料としては珪素原子数に対するクロム原あるもの
がよい。
層は８ｍｍと５０龍の間の厚さで作られる。
製造方法としては１種又は複数種のクロム・珪素化合物
を含む原料からスパッタリング又は蒸着により基板上に
層として析出させる。
この際スパッタリング又は蒸着は酸素を含むふんい気中
で行われるのが有効であり、析出の際の基板の温度は約
３５０℃と約４５０℃の間に保持されるのが望ましい。
ふんい気中の酸素分圧は１Ｏ−１Ｎ／ｍ（１０−３Ｔｏ
ｒｒ）と１Ｏ−３Ｎ／ｍ（１０’Ｔｏｒｒ）の間に保持
され、抵抗体の所期の抵抗率値に応じて調節される。
層の析出速度は１秒当り０．２ｎｍと０．５ｎｍの間で
保持される。
本発明により得られる効果は特にこの材料で得られる低
抵抗の抵抗膜が高い安定性と、５８０±５０μΩ・ぼの
電気抵抗率において一５０ｐｐｍ／Ｋから−１５０ｐｐ
ｍ／にの間の小さい温度係数を有することにある。
製造工程において層の中に存在する珪素分が一酸化珪素
（Ｓｉｎ）又は二酸化珪素（ＳｉＯ２）として存在する
ように配慮されるならば、１０００Ω／■と８０００Ω
／■の間の表面抵抗を持つ抵抗層が約２０ｎｍの層厚さ
で得られる。
これは２０００μΩ・篩と１．６０００μΩ・儂の電気
抵抗率に相当する。
この場合電気抵抗の温度係数はＯｐｐｍ／にと一４００
ｐｐｍ／にの値を有する。
その都度の所期の抵抗範囲は抵抗層の析出の際のふんい
気の酸素量により簡単な方法で制御することができる。
基板上への抵抗層の析出の際、基板温度を約３５０℃と
約４５０℃の間に保つと有効である。
それによって析出抵抗層は非常に安定で、造られた抵抗
体は時効効果をこうむることがない。
次に本発明を実施例について詳細に説明する。
図には本発明による電気抵抗膜がどのようにして造られ
るかを概念的に示す。
製造に用いられる装置は真空容器１から成り、その中に
は抵抗膜の為に備えられる材料３を含むるつぼ２が存在
する。
さらに容器１中には電源７によって加熱される基板保持
体４が存在する。
基板保持体４には例えばコーニングガラス又は酸化アツ
ベニウム（Ａ１２０３）から成る基板５が固定される。
抵抗層６の析出は種々の方式で行うことができる。
先ず材料３は加熱によって蒸発する。そのためにはるつ
ぼ２を加熱することのできる電源８が用いられる。
層の析出はし力・しスパッタリングによっても行われる
。
その為に容器の内部はガス取入口９を介してアルゴンに
より２・１Ｏ−２Ｔｏｒｒの圧力で充填される。
高周波アンテナ１０とそれに接続される高周波電源１１
を用いて容器の内部にスパッタリングを起す放電を発生
させる。
高周波電源１１の電圧は例えば１００ＯＶ、振動周波数
は１３．６ＭＨｚ 、高周波電力は例えば７００Ｗであ
る。
原料３はクロムと珪素の混合物から成り、その際この混
合物の珪素分は、層の珪素濃度が５５原子％と６６原子
％の間にあるように選定されなければならない。
その材料が蒸発又はスパッタリングされ基板上に層６と
して析出するならば、層６には過剰珪素を含むＣｒＳｉ
層が得られ、この層は過剰珪素に基づいて著しく歪を受
け、それ故に微細結晶である。
珪素分が例えば５７原子％であれば、ふんい気が実質的
に酸素を含まぬ（即ち酸素分圧が１Ｏ−４Ｎ／７ｙＬｌ
（１０−６Ｔｏｒｒ）以下の）ときには抵抗率５８０±
５０μΩ・儒の層が得られる。
高抵抗の抵抗層６の製造に〜は、弁９を通じて酸素が容
器内に通され、その結果約１Ｏ−５Ｔｏｒｒから約１Ｏ
−４Ｔｏｒｒの酸素分圧が得られる。
このようなふんい気において材料３が蒸発するか又はス
パッタリングにより基板上に析出すると、層６にはＣｒ
Ｓｉ、ＳｉＯおよび５ｉ０２の均一な非晶質混合体が得
られる。
析出した層６の中へ酸素を混合することによって層６に
は結晶化領域が形成されず、その結果抵抗率が上昇する
。
層６の析出の間、基板保持体４及び従って基板５が約３
５０℃と約４５０℃の間の温度に保たれるならば、過剰
珪素は完全に酸化物に転換し、その結果その原因がこの
ような酸化にある後の時効効果はもはや現われない。
析出した層６０安定性とこの層の電気抵抗温度係数のた
めに特に好都合な結果は、原料３のために珪素分が５４
ないし６２原子％の間にある材料が用いられたときに生
ずる。
【図面の簡単な説明】
図は本発明による製造装置の一例の断面図である。 １・・・・・・真空容器、２・・・・・・るつぼ、３・
・・・・・原料、４・・・・・・基板保持体、５・・・
・・・基板、６・・・・・・抵抗層。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ クロム及び珪素原子を含む導電性材料から成る層を
    基板上に備え、層の材料が１種又は複数種のクロム・珪
    素化合物と１種又は複数種のクロム及び（又は）珪素の
    酸化物とから成る均一な混合体であることを特徴とする
    電気抵抗膜。 ２ 層の材料として、珪素原子数に対するクロムの間の
    ものが用いられることを特徴とする特許請求の範囲第１
    項記載の抵抗膜。 ３ 層の厚さが８Ｈｍと５０ｎｍとの間にあることを特
    徴とする特許請求の範囲第１項又は第２項記載の抵抗膜
    。 ４１種又は複数種のクロム・珪素化合物を含む原料から
    １種又は複数種のクロム・珪素化合物と１種又は複数種
    のクロム及び（又は）珪素の酸化物とから成る均一な混
    合体がスパッタリング又は蒸着により基板上に層として
    析出されることを特徴とする電気抵抗膜の製造方法。 ５ スパッタリング又は蒸着が酸素を含むふんい気中で
    行われることを特徴とする特許請求の範囲第４項記載の
    方法。 ６ 層の析出の際の基板の温度が約３５０ ’Ｃと約４
    ５０°Ｃの間に保持されていることを特徴とする特許請
    求の範囲第４項又は第５項記載の方法。 ７ ふんい気の酸素分圧が調節されることを特徴とする
    特許請求の範囲第４項ないし第６項のいずれかに記載の
    方法。 ８ 酸素分圧が１０ ’Ｎ／ ｒｒｒ’（１０”Ｔｏ
    ｒｒ ）と１０−３Ｎ／ ｍ（１０−５Ｔｏｒｒ ）の
    間に保たれることを特徴とする特許請求の範囲第１項記
    載の方法。 ９ 層の析出速度が１秒当り０．２ ｎ ｍと０．５ｎ
    ｍの間に保たれることを特徴とする特許請求の範囲第４
    項ないし第８項のいずれかに記載の方法。
JP53065636A 1977-05-31 1978-05-31 電気抵抗膜及びその製造方法 Expired JPS5945201B2 (ja)

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