SU1115113A1 - Способ изготовлени многослойных тонкопленочных резисторов - Google Patents
Способ изготовлени многослойных тонкопленочных резисторов Download PDFInfo
- Publication number
- SU1115113A1 SU1115113A1 SU823513505A SU3513505A SU1115113A1 SU 1115113 A1 SU1115113 A1 SU 1115113A1 SU 823513505 A SU823513505 A SU 823513505A SU 3513505 A SU3513505 A SU 3513505A SU 1115113 A1 SU1115113 A1 SU 1115113A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- resistive
- layer
- resistors
- multilayer
- layers
- Prior art date
Links
Landscapes
- Apparatuses And Processes For Manufacturing Resistors (AREA)
- Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
Abstract
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ МНОГОСЛОЙНЫХ ТОНКОПЛЕНОЧНЫХ РЕЗИСТОРОВ, включающий по.слойное нанесение на диэлектрическую подложку двух и более резистивных слоев с последую-: щим формированием рисунка на казкдом резистивном слое и омических контактов к многослойной структуре, отличающийс тем, что, с целью уменьшени величины температурного коэффициента сопротивлени при одновременном регулировании его величины в широком диапазоне положительных и отрицательньпс значений всех резистивных слоев, до нанесени последующего резистивного сло на предыдущем резистивном слое формируют слой диэлектрика толщиной 1-100 нм.
Description
у Х х Хх
v N х х х X N X .4 V
;
/2
ЧЧ у у Оч ч1 Изобретение относитс к тонкопленочной технологии интегральных схем, а именно к способам изготовлени высокостабильных резисторов с ре гулируемым температурным коэффициентом сопротивлени , которые могут . быть использованы в технологии произ водства прецизионных резисторных матриц аналоговых схем. Известны многослойные тонкопленочные конструкций, в которых, примен обычные промьпштенные резистнвные материалы с большим температур-ным коэффициентом сопротивлени в пленке (ТКС /±50-10 /К -), после нанесени одна на другую двух резистивных пленок с противоположньп по знаку температурным коэффициентом сопротивлени (ТКС) в результате параллельного соединени этих плепок получают путем компенсации резисторы с предельно низкими ТКС (ТКС liso-io Гк )-Ln. Однако большие трудности при реализации способов, например, в технологин производства резистивных мат .риц заключаютс в получении жесткой совокупности сверхточных параметров матрицы, в частности предельно маленьких температурных коэффициентов отно лени сопротивлений (ТКОС 1 КМ . По данному параметру . такие многослойные резисторы в матрице на один - два пор дка уступают однослойным, в основном, из-за неудовлетворительного воспроизводства геометрических размеров много слортного резистора в послойных рисун ках. Кроме.того, в параллельном соединении неоднозначное действие на . конечный результат положительного и отрицателвного температурного дрейфа сопротивлений отдельных пленок приводит к тому, что вместо констант те пературные коэффициенты (ТКС и ТКОС) таких резисторов стано.в тс функци ми температуры, что из-за размерных погрешностей в послойных рисунках, неодинакового характера дл разных резисторов схемы ухудшает параметры ре зисторной матрицы в целом. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому вл етс сп соб изготовлени многослойных резисторов с предельно низким или точно управл емым температурным коэффициен том сопротивлени путем компенсации, включаюищй нанесение одна на другую двух или более резистивных пленок 132 одного или разных резистивных материалов , ТКС которых отличаютс от нул и имеют противоположные знаки, формирование послойных рисунков многослойной резистивной пленки с разным перекрытием пленок в плане, получение соответствующим образом контактов , операционньй контроль электрических параметров отдельных пленок и резисторов. Регулировку ТКС таких резисторов осуществл ют в пределах от +ТКС до -TKCj (ТКС отдельных пленок соответственно ) индивидуально путем компенсации , причем индивидуальной подгом- . кой сопротивлений отдельных пленок в параллельном соединении согласно соответствующему соотношению их TKCt2. Однако применение.известного способа в производстве резисторных матриц требует увеличени числа индивидуально подгон емых параметров матрицы , кроме общеприн той подгонки номиналов сопротивлений и коэффициентов отношений сопротивлений резисторов , необходимо производить также индивидуальную подгонку температур- ных коэффициентов (ТКС и ТКОС) резисторов . Это снижает производительность , операций подгонки параметров до такой степени, что себестоимость издели возрастает в несколько раз, усложн ет технику и алгоритм подгонки параметров матрицы в целом. Целью изобретени вл етс уменьшение величины ТКС при одновременном регулировании его величины в широком диапазоне положительньрс и отрицательных значений всех резистивных слоев. Поставленна цель достигаетс тем, что при способе изготовлени многослойных тонкопленочных резисторов , включающем послойное нанесение на диэлектрическую подложку двух и болеетрезистивных слоев с последую;ЩИМ формированием рисунка на каждом резистивном слое и омических кон тактов к многослойной структуре, до нанесени последующего резистивного сло на предьщущем резистивном слое формируют слой диэлектрика толщиной 1-100 нм. Регулировку ТКС формируемых резисторов осуществл ют путем смещени температурного коэффициента сопротивлени резистивного сло в сторону отрицательных или более отрицательных значений на разную величину смещени (.ТКС) в пре целах от О до 3. . -dlO - 1,) K- варьиру тол щиной тонкого диэлектрического сло в пределах 1-100 им. При этом темпер турнце коэффициенты отдельных слоев могут быть одинаково положительные или разные, в том числе и отрицатель ные, их толщины - в пределах 2-35 нм и удельные поверхностные сопротивлени - в пределах 0,05-20 кОм/кв. Регулировку ТКС таких резисторов завершают выбором условий отжига мно гослойного резистора в диапазоне температур 400-800°К, Кроме того, ре зисторы с разным ТКС получают, приме н один резистивный материал, один способ нанесени пленок, варьиру числом формируемых диэлектрических слоев в его пленке. На фиг. 1 изображена подложка (термически окисленна кремниева пластина), поперечное сечение; на фиг. 2 - то же, после нанесени первой резистивной пленки (сло ); на фиг. 3 - пленочна структура после формировани тонкого диэлектрического сло ; на фиг. 4 - то же после на несени второй резистивной пленки (сло ); на фиг. 5 - структура мно гослойного резистора с двум резистивными сло ми; на фиг. 6 - структура многослойного резистора с трем резистивными сло ми; на фиг. 7 - кинетика изменени температурных коэффициентов сопротивлений однономиналь ных ( Ом/кв) однослойных и многослойных пленок во врем отжига на фиг. 8 - кинетика изменени удел ных поверхностных сопротивлений одно номинальных ( Ом/кв) однослойHt K и многослойных пленок во врем отжига. Способы нанесени резистивных пл нок (слоев) и формирование диэлектри ческих слоев могут быть разными, в том числе термическое напьшение или ионно-плазменное распьшение резисти ных и диэлектрических материалов в вакууме, в инертных или реактивных средах. Способ включает формировани тонких диэлектрических слоев путем обработки резистивных пленок в реак тивных средах, в кислороде, азоте, например, термическим окислением, окислением под давлением или анодированием , например, в высокочастотном разр де. В массовом производстве способ предполагает возможность косвенного контрол толщины тонких резистивных и диэлектрических слоев, например контролируют длительность процессов нанесени и формировани резистивных и диэлектрических слоев в конкретном исполнении или суд т по характеру изменени электрических параметров резистивных пленок во врем соответствующего процесса. В завершающей стадии производства такие резисторы могут быть защищены пассивирующей пленкой, осуществлена индивидуальна подгонка номиналов сопротивлений , например, лазерным способом. .Пример 1. На подложку 1 (фиг. 1), например термически окисленную кремниевую пластину, с толщиной окисла 2 800 нм нанос т первую резистивную пленку (слой) 3 (фиг. 2) при ионно-плазменном распылении резистивной мишени сплава Si-Cr-Ni (40:54:6) в разр де аргона с начальными параметрами ТКС + 15-1и К удельным поверхностным сопротивлением Ом/кв и толщиной dpg« 9 нм. На поверхности первой резистивной пленки формируют первый тонкий диэлектрический слой 4 .(фиг. 3) толщиной нм термическим окислением поверхности первой резистивной пленки в режиме отжига: 011(1 623 К, t0, 2 ч, среда - воздух . Сопротивление изол ции диэлектрического сло не менее 2-10 Ом/см Во врем процесса роста диэлектрического сло параметры первого резистивного сло возрастают до значений ТКС +40-10 К и Ом/кв. Поверх полученного первого диэлектрического сло нанос т вторую резистивную пленку (слой 5) (фиг. 4) того же материала и аналогичным способом с начальными параметрами: ТКС Ом/кв и dp( 8 нм. +15-10 Далее формируют рисунок многослойной резистивной пленки литографией с одним шаблоном, нанос т контактный материал 6 (фиг. 5) термическим напылением алюмини в вакууме толщиной dдJ Я: 1 мкм, формируют рисунок контактов резистора литографией одновременно с разводкой, вжигание контактов провод т во врем процесса завершающего отжига резистора. Регулировку ТКС многослойного резистора (фиг. 5) к нулевому значению завершают одновременно с вжиганием контактов и стабилизацией параметров резистора отжигом в режиме: Тд 623К, tomft, 10 ч, среда - воздух 5 ( фиг. 7,и 8, кривые А). Таким образом получают многослойный тонкопленочный резистор с двум резистивными сло ми, с тонкой диэлектрической прослойкой и пассивирующим окислом 7 (фиг. 5) с параметрами ТКС.-10 К Ом/кв и dj-arig нк. Пример 2. Отличаетс от пр мера 1 тем, что с целью получени р зистора с параметрами ТКС -25«10 К и Ом/кв первую резистивную . пленку нанос т с удельным поверхнос ным сопротивлением Ом/кв, пе вый тонкий диэлектрический слой фор мируют толщиной нм термически окислением в режиме: T5 623K, tcfl-H 5 ч, среда - воздух. Во врем завершающего отжига параметры много слойного резистора измен ютс и ста билизируютс на заданном уровне (фиг..7 и 8, кривые Б), При. мер 3. Отличаетс от пр мера 1 тем, что с целью получени резистора с параметрами ТКС -6010 К и Ом/кв первую резистивную пленку нанос т с удельным поверхнос ным сопротивлением Ом/кв и толщиной нм. Во врем формировани первого тонкого диэлектрического сло , например, толщиной . н в аналогичном режиме параметры первого резистивного сло во.зрастают до значений ТКС 30 10 К и Rg 810 Ом/кв, вторую резистивную пленку нанос т с параметрами 100. Ом/кв и dpg 6 нм, поверх второго резистивного сло формируют второй тонкий диэлектрический слой 8 (фиг. 6) толщиной d 2 нм так же, как и первый тонкий диэлектрический слой, поверх второго диэлектрического сло нанос т третью резистивную пленку (слой) 9 так же, как и вторую резистивную пленку с аналогичными параметрами. После завершающего отжига (фиг. 7 и 8, кривые в) получают многослойный резистор с трем резистивными сло ми, , двум тонкими дизлектрическими прослойками и пассивирующим окислом с параметрами ТКС 60-10 К , Ом/кв и нм. 36 Сравнительные данные испытани многослойных резисторов и однослойных резисторов (фиг. 7 и 8, кривые Г) с удельным поверхностным сопротивлением резистивной пленки е 350 Ом/кв приведены в таблице. Предлагаемый способ изготовлени многослойных резисторов по сравнению с известным обладает следующими технико-экономическими преимуществами. Регулировку ТКС осуществл ют, управл размерными параметрами многослойной резистивной пленки не в плане , а по толщине, групповыми процессами . Упрощаетс технологический процесс и снижаетс трудоемкость регулировани ТКС резисторов путем исключени таких трудоемких прецизионных операций , как послойное формирование рисунков многослойной резистивной пленки и индивидуальна подгонка температурных коэффициентов (ТКС и ТКОС) резисторов в интегральных схемах. Введение операции формировани тонкого диэлектрического сло не св зано с большими экономическими.затратами, так как операци предполагает групповуй обработку партий пластин на стандартном оборудовании многоцелевого производства. Осуществл етс важный дл практики и применени резисторов аспект: возможность получени ТКОС в резистивной матрице на один - два пор дка меньше ТКС резисторов. Предлагаемый способ расшир ет возможности применени хорошо освоенных в производстве резистивных материалов , особенно с положительным температурным коэффициентом сопротивлени , распростран их применение наобласть создани резисторов с предельно низким, нулевым и отрицательным ТКС.. . Кроме того, предлагаемые много- слойные резисторы, полученные из одного резистивного материала, более стабильны и надежны по сравнению с однослойными того же материала
Типовые параметры
Резисторы
Однослойный
Резистивный материал
Удельное поверхностное сопротивление многослойной резистивной пленки Re Ом/кв
ГО
Толщина многослойной резистивной пленки, нм
Количество резисторов в одной монолитной схеме (матрице)
Диапазон номиналов сопр тинлений, К„0 кОм
G резисторов , j.-.t Q,e
ТЮСКЬ диапазоне температур 1-210-400 К, ,ГЧО-«.
Временной дрейф сопротилени резисторов (в режиме К, 500 ч) AR/R, %
J 1 У
VШf.SШ.ff.fJШffffff.(ff.
7.У
Ч ЧУЧУЧЧ уччЧч «.Ч ч ч
Фцг.Ъ
Трехслойный
Двухслойный
Пример 3
Пример 2
Пример 1
Sl-Cr-Ni (40:54:6)
350 24
350
19
28
28
0,3-80
0,3-80
-25 -60
tO,4
0,2 0,04
0,04
Ф1/г.2
..
ттттт
ФигМ
-8
ВВБВВРОчп шммп
OHJKj
,..-...-.у-мт . Х
Х X
ч
Фиг 5 г-8 Ю и t,«x(./ 1 г 6
ш
Р«#г.(г 8 Ю Фи(г.8
Claims (1)
- СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ МНОГО-, СЛОЙНЫХ ТОНКОПЛЕНОЧНЫХ РЕЗИСТОРОВ, включающий по.слойное нанесение на диэлектрическую подложку двух и более резистивных слоев с последую-г щим формированием рисунка на каждом резистивном слое и омических контактов к многослойной структуре, отличающийся тем, что, с целью уменьшения величины температурного коэффициента сопротивления при одновременном регулировании его величины в широком диапазоне положительных и отрицательных значений всех резистивных слоев, до нанесения последующего резистивного слоя на предыдущем резистивном слое формируют слой диэлектрика толщиной 1-100 нм.Фиг.1SU <„>1115113
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU823513505A SU1115113A1 (ru) | 1982-11-23 | 1982-11-23 | Способ изготовлени многослойных тонкопленочных резисторов |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU823513505A SU1115113A1 (ru) | 1982-11-23 | 1982-11-23 | Способ изготовлени многослойных тонкопленочных резисторов |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU1115113A1 true SU1115113A1 (ru) | 1984-09-23 |
Family
ID=21036362
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU823513505A SU1115113A1 (ru) | 1982-11-23 | 1982-11-23 | Способ изготовлени многослойных тонкопленочных резисторов |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU1115113A1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2583952C1 (ru) * | 2015-01-26 | 2016-05-10 | Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "ЭРКОН" (ОАО "НПО "ЭРКОН") | Способ изготовления тонкопленочного резистора |
-
1982
- 1982-11-23 SU SU823513505A patent/SU1115113A1/ru active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
1. Патент US № 4104607, кл. Н 01 С 1/012, 1978. 2. Патент DD № 106493, кл. Н 01 С 13/00, 1979 (прототип). * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2583952C1 (ru) * | 2015-01-26 | 2016-05-10 | Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "ЭРКОН" (ОАО "НПО "ЭРКОН") | Способ изготовления тонкопленочного резистора |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR970005081B1 (ko) | 고저항 및 고안정성 금속 필름 저항기 및 그 제조방법 | |
US4454495A (en) | Layered ultra-thin coherent structures used as electrical resistors having low temperature coefficient of resistivity | |
EP0101632B1 (en) | Resistor | |
US3781610A (en) | Thin film circuits and method for manufacture | |
JPS647483B2 (ru) | ||
US10446295B2 (en) | Chip resistor and method for producing the same | |
US5089293A (en) | Method for forming a platinum resistance thermometer | |
US4803457A (en) | Compound resistor and manufacturing method therefore | |
US4042479A (en) | Thin film resistor and a method of producing the same | |
SU1115113A1 (ru) | Способ изготовлени многослойных тонкопленочных резисторов | |
US4794367A (en) | Circuit arrangement | |
CA1250155A (en) | Platinum resistance thermometer | |
US3458847A (en) | Thin-film resistors | |
EP0175654B1 (en) | Procedure for the manufacturing of double layer resistive thin film integrated resistors through ion erosion | |
US4465577A (en) | Method and device relating to thin-film cermets | |
AU584632B2 (en) | Platinum resistance thermometer | |
US5700338A (en) | Method of manufacturing resistor integrated in sintered body and method of manufacturing multilayer ceramic electronic component | |
US3594225A (en) | Thin-film resistors | |
US5981393A (en) | Method of forming electrodes at the end surfaces of chip array resistors | |
GB1586857A (en) | Resistive films | |
JP2001155902A (ja) | チップ抵抗器及びチップ抵抗器の製造方法 | |
EP0725969B1 (en) | Electrically resistive structure | |
RU2818204C1 (ru) | Способ изготовления тонкопленочного прецизионного резистора | |
JP4083956B2 (ja) | 抵抗器 | |
RU2700592C1 (ru) | Способ изготовления тонкопленочного резистора |