NO136126B - - Google Patents

Description

Oppfinnelsen angår tyntskiktkoblinger såvel som diskrete motstander og kondensatorer, bestående av aluminium-tantal-lege-rings skikt som i vakuum er påført, f.eks. påstøvet,- et ikke-ledende substrat.

I tantal-tyntskiktteknikken blir der idag vanligvis benytte.t tantalnitrid- og tantaloksydnitrid-skikt for motstander og B-tantalskikt for kondensatorer.

Fra tysk utlegningsskrift 1 590 786 er det allerede kjent for komponenter av mikrominiatyriserte koblingskretser å anvende tantal-aluminium-legeringer med et lavt aluminiuminnhold av 3 til ca. 20 atomprosent som tynnfilmmateriale. Ved disse lave aluminiumkonsentra-sjoner har tantal-aluminium-legeringene form av g-tantalkrystaller som har en ugunstig stor negativ temperaturkoeffisient av den elektriske motstand. Videre har det vist seg at stabiliteten av denne kjente tantal-aluminium-legering og dermed dens brukbarhet for tyntskiktkoblinger bare delvis oppfyller de forventninger som har vært stillet til dem.

Videre er det fra tysk utlegningsskrift nr. 1 925 194 kjent å anvende tantal-aluminium-legeringer med et aluminiuminnhold av 25-60 atomprosent aluminium for metallfilm-motstander. Disse motstander har foruten en noe øket stabilitet likeoverfor de normale tantalnitrid-motstander ingen særegne egenskaper.

Til grunn for oppfinnelsen ligger den oppgave å gi anvisning på tyntskiktkoblinger såvel som diskrete motstander og kondensatorer av den innledningsvis angitte art og med vesentlige forbedrede egenskaper, særlig vesentlig forbedret temperaturstabilitet og spesiell skikkethet som grunnskikt for kondensatorer.

Denne oppgave blir løst ved at legeringsskiktene inneholder 2-20 atomprosent tantal i aluminiumet. Innen dette legerIngsområde foretrekkes særlig skikt med ca. 7 og med ca. 15 atomprosent tantal i aluminiumet.

Den mest fremtredende egenskap ved disse to legeringsfaser i henhold til oppfinnelsen består i deres temperaturstabilitet. Mens tynne, rene tantal-aluminiumskikt og også tantal-aluminium-legeringsskikt med ca. 50 atomprosent aluminium ved 500°C i luft allerede er fullstendig gjennomoksydert etter få timer, viser de to legeringer med henholdsvis 7 og 15 atomprosent tantal selv etter 20 timers varme-behandling ved 500°C i luft ennå ingen påviselig oksyddannelse. <E>lek" triske motstander fremstilt av disse skikt har således en utmerket stabilitet selv ved høye elektriske belastninger og omgivelsestempera-turer. I den forbindelse er det til og med mulig å unnvære beskyt-telsesskikt eller omhyllingér. Videre skal særlig fremheves den høye gnistspenning på 400 volt ved legeringen med 7 atomprosent tantal i aluminium og av 300 volt ved legeringen med 15 atomprosent tantal i aluminium. Dermed er disse to faser ypperlig egnet som grunnskikt for høyverdige kondensatorer. Målingen av gnistspenningen fant sted med 0,1% H3P04.

Egenskapene hos legeringsskiktene ifølge oppfinnelsen fremgår av følgende tabell:

Temperaturstabilitet, spesifikk elektrisk motstand, motstands-temperaturkoeffisient TKj^ og formeringsforløp forholder seg slik at hver av de to faser egner seg som grunnskikt både for motstander og for kondensatorer. Såvel når det gjelder motstander som når det gjelder kondensatorer, kan det dreie seg om elementer i integrerte koblinger, og også om diskrete elementer. Legeringen med 7 atomprosent Ta er relativt lavohmig, så den også kommer i betraktning for leder-, baner.

Til sammenligning skal der videre henvises til at det kjente B-tantal som hittil har vært anvendt for tyntskikt-kondensatorer, har en spesifikk motstand p på ca. 200 yficm, mens lavohmige tantalskikt som det kjente ct-tantal, har en spesifikk, motstand p på 50 ySicm. Ved begge de kjente tantalmodifikasjoner er imidlertid temperaturstabili-teten og også temperaturkoeffisienten av motstanden vesentlig dår-ligere.

For fremstilling av skiktene ifølge oppfinnelsen kan en aluminium-tantal-blandekatode forstøves ved høyfrekvensutladning ved et argongasstrykk av ca. 1,5 . 10 Torr. Typiske påstøvnings-parametre er: Spenning = 2,5 kV, strøm = 0,6 A, frekvens = 27,12 MHz. Avstanden mellom target og substrat utgjør ca. 4 cm, påstøvnings-tidene retter seg etter den ønskede tykkelse av skiktene og kan ligge mellom 5 og 30 minutter.

Tegningen viser i snitt et substrat 1, som i vakuum er for-synt med et påstøvet aluminium-tantal-legeringsskikt 2 i henhold til oppfinnelsen.

Claims (3)

1. Tyntskiktkoblinger såvel som diskrete motstander og kondensatorer, bestående av aluminium-tantal-legeringsskikt som i vakuum er påført, f.eks. påstøvet,et ikke-ledende substrat, karakterisert ved at legeringsskiktene inneholder 2 til 20 atomprosent tantal i aluminiumet.

2. Tyntskiktkoblinger såvel som diskrete motstander og kondensatorer som angitt i krav 1, karakterisert ved at legeringsskiktene inneholder ca. 7 atomprosent tantal i aluminiumet.

3. Tyntskiktkoblinger såvel som diskrete motstander og kondensatorer som angitt i krav 1,karakterisert ved at legeringsskiktene inneholder ca. 15 atomprosent tantal i aluminiumet.