Материал для низкоомных тонкопленочных резисторов

Материал для низкоомных тонкопленочных резисторов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СО1ОЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛ ИСТРИЕСН ИХ .РЕСПУБЛИН

„„Я0„„1012354

У51) Н 01 С 7/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ с 1! (l!

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

И АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3355765/18-21 (22) 30.10.81 (46) 15,04.83 Бюл. И 14 (72) И.П. Карымов и А.С. Минеев (53) 621;396 69 (088.8) (56) l. Заявка Японии It 55-32002, кл. Н 01С 7/00, 22.08.80.

2. Уайтс P. Силицидные резисторы для интегральных схем, В кн.: Технология толстых и тонких пленок. Пер. с англ. под ред. А. Рейман и К. Роуза. М., "Мир", 1972, с. 174 (прототип). (54)(57) МАТЕРИАЛ ДЛЯ НИЗКООМНЫХ

ТОНКОПЛЕНОЧНЫХ РЕЗИСТОРОВ, содержащий дисилицид молибдена, о т л и ч а юшийся тем, что, с.целью уменьшения величины удельного поверхностного сопротивления и температурного коэффициента сопротивления, он дополнительно содержит никель при следующем количественном соотношении компо- нентов, мас. :

Дисилицид молибдена 30-62

Никель 38-70

1012354

Изобретение относится к микроэлектронике и может быть использовано для изготовления низкоомных тонкопленочных резисторов в интегральных схемах.

Известен материал для резисторов на основе силицида молибдена, никеля и стеклянной фритты ! ) ..

Недостатком этого материала является высокое удельное поверхностное сопротивление резисторов и большое значение отрицательного температурного коэффициента сопротивления, например (140-200)x 10 61/К.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является резистивный материал на основе дисилицида молибдена (МоБ ; содержащий вес.3: кремний 37 и молибден 63 (2 ) .

Недостатком этого материала является высокое значение удельного поверхностного сопротивления пленок (g = 150-600 Ом/квадрат ) и высокое

5 значение отрицательного температурного коэффициента сопротивления (ТКС) пленок. Например, для пленок с р — 200 Ом/квадрат ТКС = -(125+25Jx х 10 1/К; ТКС пленок из материала на основе дисилицида молибдена

MaSi с р ) 200 Ом/квадрат еще больше сдвигается в отрицательную сторону, принимая значение — (300-400)х х 1О 1/К для пленок с р = 600 Ом/

/квадрат.

Целью изобретения является уменьшение величины удельного поверхностного сопротивления и температурного коэффициента сопротивления тонкопленочных резисторов.

Поставленная цель достигается тем, что материал для низкоомных тонкопленочных резисторов, содержащий дисилицид молибдена, дополнительно содерж,т никель при следующем количественном соотношении компонентов, вес./:

Дисилицид молибдена 30-62

Никель 38-70

Предлагаемое соотношение компонентов позволяет изготавливать ионноплазменным методом распыления низкоомные тонкопленочные резисторы с величиной удельного поверхностного сопротивления р = 20 - 50 Ом/квадрат и ТКС C + 50..10-61/К при толщине пленки 100 — 150 нм.

Ниже приведены примеры конкретного выполнения резистивного материала с различным содержанием компонентсв !, минимальным, оптимальным и максильным)для тонкопленочных резисторов.

Получение материала заключается в создании порошкообразной механической смеси на основе порошков дисилицида молибдена и никеля.

Исходными компонентами материала

1О служат следующие порошки: Молибден дисилицид (МоЫ ) ТУ-6-09-03-395-74, никель, марка ПЙК1Л5 ГОСТ 8722-71.

Средняя дисперсность порошков составляет 40 мкм.

Для получения материала порошки исходных составляющих (MoSi и Ni), взятые в необходимых пропорциях, подвергают мокрому смешиванию в среде этилового спирта 250 мл на 1 кг 0 шихты в течение 8 ч. Смешивание проводят в полиэтиленовом барабане с агатовыми шариками диаметром 10 мм.

Барабан вращается на рольганге со с средней скоростью 75 об/мин. Соотно2 шение масс шаров и шихты составляет

3:1 °

После смешивания полученную шихту сушат в термошкафу при 60-80оC и подвергают протирке через сито с

Зо сеткой 10063 для разрушения конгломератов.

По приведенной методике приготовлены три исходные смеси для получения резистивного материала.

Смесь 1 с оптимальным содержанием компонентов, вес.3:

Дисилицид молибдена 38

Никель 62

4g Смесь 2 с минимальным содержанием компонентов, вес.3:

Дисилицид молибдена 62

Никель 38

4 Смесь 3 с максимальным содержанием компонентов, вес.3:

Дисилицид молибдена 30

Никель 70

Из полученных смесей резистивного материала методом порошковой металлургии изготовлены мишени диаметром

125- 127 мм и толщиной 4 мм. Мишени распыляют ВЧ ионно-плазменным мето-. дом в рабочей камере вакуумной установки типа УРМ3-279.014 по следующему режиму: температура предварительного нагрева подложек !30+ 10 С, напряжение на мишени 2,5 кВ, ток анода

2354 4 ры подвергают термостабилизации на воздухе при 330-420 С в течение 3 ч.

Таблица с

Состав материала, вес,3. Температура термообработки пленок на воздухе, С в течео ние 3 ч

Злектрические свойства пленок после ТО

Толщина пленки, нм

ТКС(Д О- }. К„Д

1/К

Р

Ом/ О

МоЯ1

100-150 330-350

100- 150 440-420

I00- 150 330-350

0,1

30

38 (0,2

38

62

+40

0,2

70

Таблица 2

Электрические свойства после ТО

Толщина пленки, HM

Температура пленок в азоте, С, в течение

5-15 мин

Мостав материала вес. г

Pg, ТКС(х10 }, К,, ф

0Ml O 1/K

Мо81 И1

500-565

40,2, -125+25

200. 100

+ 50 ° !0 6 и дрейфом сопротивления

К 4 0,24, что делает возможным при менение предлагаемого материала для низкоомных тонкопленочных резисторов в гибридных интегральных схемах или в СВЧ-микросборках.

Составитель Н. Кондратов

Редактор М. Петрова Техред М.Коштура Корректор A. Тяско

Заказ 2780/65 Тираж 701 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

3 101

1,5 А; давление аргона 0,06-0,08 Па; время распыления 2 мин, при этом толщина пленки 100- 150 нм.

Подложка - ситалл СТ-50- 1 разме- ром 48Х60 мм.

В качестве контактных площадок применяют пленки алюминия с подслоем ванадия. Тонкопленочные резистоПреимущество предлагаемого резистивного материала заключается в том, что при технологических толщинах пленки 100- 150 нм обеспечивается возможность изготавливать резисторы с р = 20-50 Ом/квадрат, TKC (+

Злектрические свойства тонкопле" ночных резисторов, полученных распылением мишеней приведены в табл. 1.

Данные прототипа приведены в . табл. 2.