RU2443032C2 - Method for manufacturing of high-resistant and low-resistant thin film resistors on the same base - Google Patents
Method for manufacturing of high-resistant and low-resistant thin film resistors on the same base Download PDFInfo
- Publication number
- RU2443032C2 RU2443032C2 RU2010111034/07A RU2010111034A RU2443032C2 RU 2443032 C2 RU2443032 C2 RU 2443032C2 RU 2010111034/07 A RU2010111034/07 A RU 2010111034/07A RU 2010111034 A RU2010111034 A RU 2010111034A RU 2443032 C2 RU2443032 C2 RU 2443032C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- resistance
- low
- resistant
- film
- resistive
- Prior art date
Links
Landscapes
- Apparatuses And Processes For Manufacturing Resistors (AREA)
- Non-Adjustable Resistors (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области тонкопленочной микроэлектроники и может быть использовано при изготовлении резистивных микро сборок, а также мощных резистивных ВЧ аттенюаторов, содержащих низкоомные и высокоомные резисторы.The invention relates to the field of thin-film microelectronics and can be used in the manufacture of resistive micro assemblies, as well as powerful resistive RF attenuators containing low-resistance and high-resistance resistors.
Известен способ изготовления высокоомных и низкоомных тонкопленочных резисторов, заключающийся в напылении на подложку резистивной пленки с заданным поверхностным сопротивлением, нанесении проводникового слоя и последовательном формировании методами фотолитографии высокоомных и низкоомных резисторов за счет варьирования длины и ширины резисторов [1].A known method of manufacturing high-resistance and low-resistance thin-film resistors, which consists in spraying a resistive film with a given surface resistance, applying a conductive layer and sequentially forming high-resistance and low-resistance resistors by photolithography by varying the length and width of the resistors [1].
Недостатком известного способа является трудность получения из одного резистивного материала с заданным поверхностным сопротивлением высокоомных и низкоомных резисторов с большим диапазоном изменения сопротивлений из-за конструктивных ограничений, накладываемых на длину и ширину резисторов.The disadvantage of this method is the difficulty of obtaining from one resistive material with a given surface resistance of high-resistance and low-resistance resistors with a large range of resistance changes due to design restrictions imposed on the length and width of the resistors.
Наиболее близким к предлагаемому способу является способ изготовления высокоомных и низкоомных тонкопленочных резисторов, заключающийся в последовательном напылении на подложку двух резистивных пленок из разных материалов, сначала резистивной пленки из материала с высоким поверхностным сопротивлением, затем резистивной пленки из другого материала с низким поверхностным сопротивлением, нанесении проводникового слоя и последовательном формировании методами фотолитографии сначала низкоомных резисторов, затем высокоомных резисторов путем селективного химического стравливания низкоомной резистивной пленки с поверхности высокоомной резистивной пленки [2]. При этом низкоомная резистивная пленка шунтируется высокоомной резистивной пленкой, которая практически не оказывает влияния на сопротивление получаемых резисторов. Недостатками известного способа являются: 1 - необходимость использования двух резистивных материалов с различными химическими свойствами, позволяющими производить селективное травление низкоомной пленки по отношению к высокоомной пленке, что усложняет технологию и увеличивает стоимость продукции; 2 - необходимость использования двух химических травителей разного состава - один для травления низкоомной резистивной пленки, другой для травления высокоомной резистивной пленки, причем травитель материала низкоомной резистивной пленки не должен воздействовать на материал высокоомной резистивной пленки, что также усложняет технологию и увеличивает стоимость изготовления продукции; 3 - значения температурных коэффициентов сопротивлений (ТКС) низкоомных и высокоомных резистивных пленок из разных материалов различны, что не позволяет изготавливать прецизионные резистивные микросхемы и аттенюаторы, работающие в большом диапазоне изменения температур.Closest to the proposed method is a method of manufacturing high-resistance and low-resistance thin-film resistors, which consists in sequentially spraying on the substrate two resistive films of different materials, first a resistive film of a material with high surface resistance, then a resistive film of another material with low surface resistance, applying a conductive layer and sequential formation by methods of photolithography first low-resistance resistors, then high-resistance resistor s by selective chemical etching of the low-resistance resistive film from the surface of the high-resistance resistive film [2]. In this case, the low-resistance resistive film is shunted by the high-resistance resistive film, which practically does not affect the resistance of the obtained resistors. The disadvantages of this method are: 1 - the need to use two resistive materials with different chemical properties, allowing selective etching of the low-resistance film relative to the high-resistance film, which complicates the technology and increases the cost of production; 2 - the need to use two chemical etchants of different compositions - one for etching a low-resistance resistive film, the other for etching a high-resistance resistive film, and the etch of the low-resistance resistive film material should not affect the high-resistance resistive film material, which also complicates the technology and increases the cost of manufacturing products; 3 - the temperature coefficient of resistance (TCR) of low-resistance and high-resistance resistive films of different materials are different, which does not allow to produce precision resistive circuits and attenuators operating in a wide range of temperature changes.
Задачами, на которые направлено изобретение, являются: устранение использования двух резистивных материалов - низкоомного и высокоомного с различными химическими свойствами; устранение использования двух составов химических травителей резистивных материалов; получение тонкопленочных резисторов с большим диапазоном изменения сопротивлений с одинаковыми ТКС и, в конечном счете, удешевление продукции.The objectives of the invention are: the elimination of the use of two resistive materials - low resistance and high resistance with different chemical properties; elimination of the use of two compositions of chemical etch resistive materials; obtaining thin-film resistors with a wide range of resistance changes with the same TCRs and, ultimately, cheaper products.
Поставленная задача достигается тем, что предлагается:The task is achieved by the fact that it is proposed:
1. Способ изготовления высокоомных и низкоомных тонкопленочных резисторов на одной подложке, заключающийся в последовательном напылении на подложку двух резистивных пленок, сначала с высоким поверхностным сопротивлением, затем с низким поверхностным сопротивлением, нанесении проводникового слоя и последовательном формировании методами фотолитографии сначала низкоомных резисторов, затем высокоомных резисторов - путем селективного химического стравливания низкоомной резистивной пленки с поверхности высокоомной резистивной пленки, отличающийся тем, что в качестве высокоомной и низкоомной резистивной пленки используют один и тот же материал с высоким и низким значениями поверхностного сопротивления, соответственно, разделенный промежуточной разделяющей пленкой, не травящейся в травителе для низкоомной и высокоомной резистивной пленки и имеющей поверхностное сопротивление, превышающее поверхностное сопротивление высокоомной резистивной пленки.1. A method of manufacturing high-resistance and low-resistance thin-film resistors on one substrate, which consists in sequentially spraying two resistive films on the substrate, first with high surface resistance, then with low surface resistance, applying a conductive layer and sequentially forming low resistance resistors, then high resistance resistors by photolithography - by selective chemical etching of the low-resistance resistive film from the surface of the high-resistance resistive film characterized in that the same material with high and low surface resistance values is used as a high-resistance and low-resistance resistive film, respectively, separated by an intermediate separating film not etched in the etchant for a low-resistance and high-resistance resistive film and having a surface resistance exceeding the surface resistance of a high resistance resistive film.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве низкоомной и высокоомной резистивной пленки используют пленки тантала или нитрида тантала, а в качестве промежуточной разделяющей пленки используют пленки иттрия с поверхностным сопротивлением, превышающим поверхностное сопротивление высокоомной резистивной пленки.2. The method according to claim 1, characterized in that tantalum or tantalum nitride films are used as a low-resistance and high-resistance resistive film, and yttrium films with a surface resistance exceeding the surface resistance of the high-resistance resistive film are used as an intermediate separating film.
Сопоставительный анализ показывает, что заявляемое техническое решение отличается от прототипа тем, что в качестве высокоомной и низкоомной резистивных пленок используются пленки одного и того же резистивного материала с разными значениями поверхностного сопротивления, разделенные пленкой иттрия с поверхностным сопротивлением, большим, чем поверхностное сопротивление высокоомной пленки, где в качестве высокоомной и низкоомной резистивной пленки используются пленки тантала или нитрида тантала. Поэтому данное техническое решение отвечает критерию "новизна".Comparative analysis shows that the claimed technical solution differs from the prototype in that, as high-resistance and low-resistance resistive films, films of the same resistive material with different surface resistance values are used, separated by a yttrium film with a surface resistance greater than the surface resistance of the high-resistance film, where tantalum or tantalum nitride films are used as high-resistance and low-resistance resistive films. Therefore, this technical solution meets the criterion of "novelty."
Предлагаемый способ изготовления высокоомных и низкоомных тонкопленочных резисторов на одной подложке реализован следующим образом. На ситалловых подложках марки СТ50-1 и керамических подложках из окиси алюминия и нитрида алюминия были изготовлены высокоомные и низкоомные резистивные пленки на основе тантала. Методом магнетронного распыления в едином вакуумном цикле напылялись высокоомные резистивные пленки из тантала с удельным поверхностным сопротивлением 50 Ом/квадрат, затем промежуточная разделяющая пленка из иттрия с поверхностным сопротивлением 300-500 Ом/квадрат, далее низкоомные резистивные пленки из тантала с поверхностным сопротивлением 5 Ом/квадрат и затем проводниковые пленки на основе меди. Методами селективной фотолитографии одновременно формировались длина и ширина как высокоомных, так и низкоомных резисторов, контактные площадки резисторов, после чего производилось стравливание низкоомной резистивной пленки до промежуточной пленки из иттрия, после чего производилось удаление пленки иттрия с поверхности высокоомной пленки в травителе, не травящем высокоомную пленку тантала. В ряде случаев возможно не стравливать пленки иттрия с поверхности высокоомной пленки тантала, так как поверхностное сопротивление пленки иттрия значительно превышает поверхностное сопротивление высокоомной пленки тантала, тем самым оказывая слабое влияние на сопротивление получаемых высокоомных резисторов. Пленки тантала стравливались в растворах плавиковой кислоты. Раствор плавиковой кислоты не воздействует на пленки иттрия. Пленки иттрия стравливаются в соляной кислоте, которая не воздействует на пленки тантала. Таким образом, получаем из одного материала одновременно низкоомные и высокоомные резисторы с большим диапазоном изменения сопротивления (не менее 10 раз при одинаковой длине и ширине резисторов) и с одинаковым ТКС. Вместо пленок тантала также использовались пленки нитрида тантала, имеющие одинаковые химические свойства с пленками тантала. Пленки нитрида тантала травятся также в растворах плавиковой кислоты, в которых не травятся пленки иттрия. В едином вакуумном цикле напылялись высоокомные пленки нитрида тантала с поверхностным сопротивлением 100 Ом/квадрат, затем пленки иттрия с поверхностным сопротивлением 300-500 Ом/квадрат, после чего низкоомные пленки нитрида тантала с поверхностным сопротивлением 10 Ом/квадрат и затем проводниковые пленки на основе меди. Далее операции по формированию резисторов были такими же, как и при использовании пленок тантала.The proposed method for manufacturing high-resistance and low-resistance thin-film resistors on a single substrate is implemented as follows. High-resistance and low-resistance tantalum-based resistive films were fabricated on CT50-1 brand ceramic substrates and ceramic substrates of aluminum oxide and aluminum nitride. High-resistance resistive films of tantalum with a specific surface resistance of 50 Ohm / square were sprayed by magnetron sputtering in a single vacuum cycle, then an intermediate separating film of yttrium with a surface resistance of 300-500 Ohm / square, then low-resistance resistive films of tantalum with a surface resistance of 5 Ohm / square and then copper-based conductive films. The methods of selective photolithography simultaneously formed the length and width of both high-resistance and low-resistance resistors, contact pads of the resistors, after which the low-resistance resistive film was etched to an intermediate film from yttrium, after which the yttrium film was removed from the surface of the high-resistance film in the etchant, not etching the high-resistance film tantalum. In some cases, it is possible not to etch yttrium films from the surface of the high-resistance tantalum film, since the surface resistance of the yttrium film is much higher than the surface resistance of the high-resistance tantalum film, thereby having a weak effect on the resistance of the obtained high-resistance resistors. Tantalum films were etched in hydrofluoric acid solutions. A solution of hydrofluoric acid does not affect yttrium films. Yttrium films are etched in hydrochloric acid, which does not affect tantalum films. Thus, we obtain from the same material both low-resistance and high-resistance resistors with a large range of resistance changes (at least 10 times with the same length and width of the resistors) and with the same TCS. Instead of tantalum films, tantalum nitride films having the same chemical properties as tantalum films were also used. Tantalum nitride films are also etched in hydrofluoric acid solutions in which yttrium films are not etched. In a single vacuum cycle, high-resistivity films of tantalum nitride with a surface resistance of 100 Ohm / square were deposited, then yttrium films with a surface resistance of 300-500 Ohms / square, then low-resistance films of tantalum nitride with a surface resistance of 10 Ohms / square and then copper-based conductive films . Further, the operations of forming resistors were the same as using tantalum films.
В предлагаемом способе изготовления в качестве материала низкоомных и высокоомных резистивных пленок используется один и тот же материал - тантал (нитрид тантала). Используется один состав травителя для тантала (нитрида тантала). Напыление производится в едином вакуумном цикле, при этом высокоомные и низкоомные резисторы получаются с одинаковыми значениями ТКС в рабочем диапазоне температур. Все это способствует удешевлению изготавливаемой продукции и дает возможность изготовления прецизионных резистивных микросхем и аттенюаторов.In the proposed manufacturing method, the same material, tantalum (tantalum nitride), is used as the material of low-resistance and high-resistance resistive films. One tantalum etchant (tantalum nitride) composition is used. Spraying is performed in a single vacuum cycle, while high-resistance and low-resistance resistors are obtained with the same TCS values in the operating temperature range. All this helps to reduce the cost of manufactured products and makes it possible to manufacture precision resistive circuits and attenuators.
Источники информацииInformation sources
1. И.П.Степаненко. Основы микроэлектроники. М.: Сов. радио, 1980 г., с.186.1. I.P. Stepanenko. Fundamentals of Microelectronics. M .: Sov. Radio, 1980, p.186.
2. Thin solid films, 1986, v.143, №1, p.91-95, - прототип.2. Thin solid films, 1986, v.143, No. 1, p.91-95, - prototype.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010111034/07A RU2443032C2 (en) | 2010-03-23 | 2010-03-23 | Method for manufacturing of high-resistant and low-resistant thin film resistors on the same base |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010111034/07A RU2443032C2 (en) | 2010-03-23 | 2010-03-23 | Method for manufacturing of high-resistant and low-resistant thin film resistors on the same base |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2010111034A RU2010111034A (en) | 2011-10-10 |
| RU2443032C2 true RU2443032C2 (en) | 2012-02-20 |
Family
ID=44804502
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2010111034/07A RU2443032C2 (en) | 2010-03-23 | 2010-03-23 | Method for manufacturing of high-resistant and low-resistant thin film resistors on the same base |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2443032C2 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2645810C1 (en) * | 2016-10-18 | 2018-03-01 | Акционерное общество "Омский научно-исследовательский институт приборостроения" (АО "ОНИИП") | Method of manufacturing thin film chip of resistant high-frequency attenuator |
| RU2681521C2 (en) * | 2017-07-14 | 2019-03-07 | Акционерное общество "Омский научно-исследовательский институт приборостроения" (АО "ОНИИП") | Method of obtaining a given configuration of film resistors based on tantalum and compounds thereof |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE1208394B (en) * | 1963-01-25 | 1966-01-05 | Elektromat Werk Fuer Automatis | Process for the automatic production of sheet resistors with the same load capacity |
| DE1271812B (en) * | 1954-10-20 | 1968-07-04 | Siemens Ag | Capless electrical resistance and process for its manufacture |
| US3468011A (en) * | 1963-06-27 | 1969-09-23 | Corning Glass Works | Method of forming an electrical resistance element |
| SU1060933A1 (en) * | 1982-06-11 | 1983-12-15 | Предприятие П/Я А-1891 | Method of producing strain-gauge sensing element |
| RU2213383C2 (en) * | 2002-02-18 | 2003-09-27 | Открытое акционерное общество Арзамасское научно-производственное предприятие "Темп-Авиа" | Method for manufacturing thin-film resistors |
-
2010
- 2010-03-23 RU RU2010111034/07A patent/RU2443032C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE1271812B (en) * | 1954-10-20 | 1968-07-04 | Siemens Ag | Capless electrical resistance and process for its manufacture |
| DE1208394B (en) * | 1963-01-25 | 1966-01-05 | Elektromat Werk Fuer Automatis | Process for the automatic production of sheet resistors with the same load capacity |
| US3468011A (en) * | 1963-06-27 | 1969-09-23 | Corning Glass Works | Method of forming an electrical resistance element |
| SU1060933A1 (en) * | 1982-06-11 | 1983-12-15 | Предприятие П/Я А-1891 | Method of producing strain-gauge sensing element |
| RU2213383C2 (en) * | 2002-02-18 | 2003-09-27 | Открытое акционерное общество Арзамасское научно-производственное предприятие "Темп-Авиа" | Method for manufacturing thin-film resistors |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Thin solid films, 1986, v.143, p.91-95. * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2645810C1 (en) * | 2016-10-18 | 2018-03-01 | Акционерное общество "Омский научно-исследовательский институт приборостроения" (АО "ОНИИП") | Method of manufacturing thin film chip of resistant high-frequency attenuator |
| RU2681521C2 (en) * | 2017-07-14 | 2019-03-07 | Акционерное общество "Омский научно-исследовательский институт приборостроения" (АО "ОНИИП") | Method of obtaining a given configuration of film resistors based on tantalum and compounds thereof |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2010111034A (en) | 2011-10-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP6258221B2 (en) | Wide temperature sensor | |
| JP2016011964A5 (en) | ||
| JP2016535441A5 (en) | ||
| FI127231B (en) | A microelectromechanical coupling structure and method for producing a microelectromechanical coupling structure | |
| JP2010198991A (en) | Electrostatically driven mems element and method of manufacturing the same | |
| CN103325507B (en) | High-stability film resistor and manufacturing method thereof | |
| RU2443032C2 (en) | Method for manufacturing of high-resistant and low-resistant thin film resistors on the same base | |
| US20160365504A1 (en) | Piezoelectric thin film element, method for manufacturing the same, and electronic device including piezoelectric thin film element | |
| JP6716602B2 (en) | Oxide dielectric, manufacturing method thereof, solid-state electronic device and manufacturing method thereof | |
| US6993828B2 (en) | Method for manufacturing metal thin film resistor | |
| US8284012B2 (en) | Ultra-stable refractory high-power thin film resistors for space applications | |
| JPWO2016013416A1 (en) | Oxide dielectric and manufacturing method thereof, solid-state electronic device and manufacturing method thereof | |
| US11333560B2 (en) | Temperature sensor with heat-sensitive paste | |
| KR101910197B1 (en) | Method for manufacturing semiconductor device | |
| RU2583952C1 (en) | Method for producing thin film resistor | |
| WO2014195630A1 (en) | Temperature sensor | |
| JP6353644B2 (en) | Oxide dielectric and manufacturing method thereof, oxide dielectric precursor, solid-state electronic device and manufacturing method thereof | |
| WO2012067488A1 (en) | Humidity sensor and a method for fabricating the same | |
| KR101630060B1 (en) | Method for transferring graphene and electronic device manufactured using the same | |
| JP4112907B2 (en) | Resistance element and manufacturing method thereof | |
| CN111009489A (en) | Preparation method of metal substrate | |
| JP4056797B2 (en) | Resistance element and manufacturing method thereof | |
| JP2000173801A (en) | Low-resistance electronic component and manufacture thereof | |
| WO2020213232A1 (en) | Cu alloy target | |
| WO2016049727A1 (en) | Precision chip resistor and preparation method thereof |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20130324 |