Способ изготовления пленочных резисторов

Способ изготовления пленочных резисторов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к области электричества, в частности к радиоэлектронике, и может быть использовано при изготовлении многослойных гибридных интегральных микросхем.

Известен способ изготовления пленочных резисторов, включающий лазерную подгонку сопротивлений пленочных элементов для достижения заданного значения номинала путем непрерывного удаления материала пленочного элемента в виде непрерывного реза изменяющейся ширины лазерным лучом, сфокусированное пятно которого перемещается по поверхности пленочного элемента, испаряя его материал. При этом луч диафрагмируют и придают ему колебательное движение, амплитуду которого при приближении подгоняемого сопротивления к номинальному значению плавно уменьшают, причем частоту модуляции лазерного луча, скорость перемещения вдоль линии реза, амплитуду и размеры пятна выбирают таким образом, чтобы рез был непрерывным, а удаляемое количество материала соответствовало требуемой точности. Для обеспечения сплошного реза в продольном направлении вдоль линии тока через резистор необходимо, чтобы время прохождения лазерного луча по обрабатываемой поверхности было, по крайней мере, не меньше периода модуляции лазерного луча. Такой способ повышает точность подгонки сопротивления тонкопленочного резистора (Патент RU №2232441 С1. Способ лазерной подгонки пленочных элементов интегральных схем. - МПК 7: Н01С 17/24. - 2004.07.10). Однако известный способ требует дорогостоящего оборудования, способного выполнять управление этим сложным процессом подгонки сопротивления.

Известны способы изготовления пленочных резисторов, включающие прорезку щели в пленочном резисторе и последующую защиту их фоторезистом (Готра З.Ю., Хромяк И.Я., Войтехов А.Н. Подгонка пленочных резисторов микросхем. / Зарубежная электронная техника. Сборник обзоров, №1 (284), 1985. - М.: ЦНИИ "Электроника", 1985, с.30-74). Недостатком известных способов является способность готовых резисторов изменять доведенное номинальное значение сопротивления после защиты пленочного резистора фоторезистивным слоем, сверловки отверстий или разделения подложки вследствие осаждения продуктов испарения резистивного слоя в зоне реза.

Наиболее близким аналогом заявляемого изобретения является способ изготовления пленочных резисторов, включающий доводку сопротивления путем прорезки щели лазерным лучом в резисторной пленке, предварительно покрытой съемным изолирующим слоем, последний удаляют вместе с адсорбируемыми продуктами испарения лазерной прорезки пленочного резистора. (Патент US №4146673. Процесс лазерной доводки тонкопленочного резистора и состав съемного слоя для его осуществления. - МПК₂: В32В 19/00. - Март, 27, 1979). Данное изобретение выбрано за прототип.

Недостатком известного технического решения, принятого за прототип, является необходимость выполнения дополнительной операции по удалению съемного изолирующего слоя из-за способности адсорбции продуктов испарения при лазерной прорезке пленочного резистора, ухудшающей стабильность сопротивлений резисторов, причем после удаления изолирующего слоя резистор становится незащищенным от воздействия окружающей среды.

Основной задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является повышение качества изготовления пленочных резисторов путем нанесения на резисторные пленки специальных покрытий, удерживающих на поверхности наносимые продукты испарения от лазерной резки, с одной стороны, и с другой, не способных к адсорбции продуктов испарения, упрощающие технологии изготовления пленочных резисторов.

Техническим результатом, достигаемым при осуществлении заявляемого технического решения, является повышение качества и снижение трудоемкости изготовления пленочных резисторов.

Указанный технический результат достигается тем, что в известном способе изготовления пленочных резисторов, включающем доводку сопротивления до номинального значения путем прорезки щели лазерным лучом резисторной пленки, предварительно покрытой изолирующим слоем, согласно предложенному техническому решению,

резисторную пленку покрывают слоем фоторезиста, по которому выполняют лазерную прорезку щели, а изолирующим слоем покрывают как боковые стороны щели, так и слой фоторезиста, причем вместе с продуктами испарения, нанесенными вдоль краев щели;

перед доводкой сопротивления резисторную пленку покрывают слоем негативного фоторезиста;

боковые стороны щели в резисторной пленке и слой негативного фоторезиста с продуктами испарения покрывают слоем позитивного фоторезиста.

Проведенный заявителем анализ уровня техники позволил установить, что аналоги, характеризующиеся совокупностями признаков, тождественными всем признакам заявленного способа изготовления пленочных резисторов, отсутствуют. Следовательно, заявленное техническое решение соответствует условию патентоспособности "новизна".

Результаты поиска известных решений в данной области техники с целью выявления признаков, совпадающих с отличительными от прототипа признаками заявляемого технического решения, показали, что они не следуют явным образом из уровня техники. Из определенного заявителем уровня техники не выявлена известность влияния предусматриваемых существенными признаками из заявляемого технического решения преобразований на достижение указанного технического результата. Следовательно, заявляемое техническое решение соответствует условию патентоспособности "изобретательский уровень".

На фиг.1 показана схема прорезки лазерным лучом щели в пленочном резисторе; на фиг.2 - поперечное сечение прорезки щели в пленочном резисторе.

Сущность предложенного способа изготовления пленочных резисторов заключается в доводке сопротивления путем прорезки лазерным лучом 1 щели 2 в резисторной пленке 3, предварительно покрытой слоем негативного фоторезиста 4, по которому выполняют лазерную прорезку щели 2, длиной и формой, необходимыми для достижения номинального значения сопротивления резистора (Фиг.1). В процессе лазерной прорезки щели 2 в пленочном резисторе сверху слоя негативного фоторезиста 4 наносятся продукты 5 испарения, образуемые от лазерной резки. Боковые стороны щели 2 и слой фоторезиста 4 с нанесенными на него продуктами 5 испарения одновременно покрывают изолирующим слоем 6 из позитивного фоторезиста (Фиг.2).

Пример выполнения предложенного способа изготовления пленочных резисторов. Резисторную пленку 3, расположенную на диэлектрической подложке 7, покрывали слоем негативного фоторезиста 4, которую устанавливали на установочные металлические площадки 8 и закрепляли с помощью зажимов 9. Напыление резистивных слоев производилась на установке УВН71П3.

Доводку пленочных резисторов производили на лазерной технологической установке АМЦ-077, которую выполняли с частотой следования импульсов 25 Гц путем прорезки щели 2 в пленочном резисторе лазерным лучом 1 диаметром 30-40 мкм по покрытому слоем негативного фоторезиста 4 толщиной 1,0-1,3 мкм. На негативном фоторезисте 4 в процессе лазерной прорезки щели 2 в резисторной пленке 3 образовывались наносы продуктов 5 испарения от лазерной резки. Измерение резисторов производилось с помощью прибора В7-27А. После доводки сопротивления пленочного резистора до номинального значения боковые стороны щели 2 в резисторной пленке 3 и слой фоторезиста 4 с нанесенными на него продуктами 5 испарения покрывали изолирующим слоем 6 из позитивного фоторезиста ФП-383 на линии Титан-ОФ при температуре дубления 150°С. Изготовленные предложенным способом образцы пленочных резисторов подверглись испытаниям на стабильность работы в условиях:

- измерения температурного коэффициента сопротивления (ТКС) резисторов в пределах от 293 до 383К;

- воздействия повышенной температуры (393К) в течение 1000 ч.

В таблице представлены результаты испытаний тонкопленочных резисторов из трех материалов: PC 3710, PC 3001 и К50-С с удельными поверхностными сопротивлениями 500, 2000 и 5000 Ом, соответственно.

№ образца	Материал пленочного резистора	Значение ТКС·104 при доводке резисторов, град-1	Изменение сопротивления резисторов после воздействия повышенной температуры, %
		без защиты фоторезистом	предложенным способом	без защиты фоторезистом	предложенным способом
1.	Сплав PC 3710	-3,58	-1,73	1,1	0,6
2.	Сплав PC 3001	-9,95	-6,02	0,8	0,1
3.	Кермет К50-С	-7,25	-5,42	0,9	0,5

Применение предложенного способа изготовления пленочных резисторов позволило существенно повысить качество изготовления пленочных резисторов с допуском ±(0,5÷1,0)% при сокращении трудоемкости изготовления.

Способ изготовления пленочных резисторов, включающий доводку сопротивления до номинального значения путем прорезки лазерным лучом щели в резистивной пленке, предварительно покрытой изолирующим слоем, отличающийся тем, что предварительное покрытие резистивной пленки изолирующим слоем выполняют негативным фоторезистом, по которому выполняют лазерную прорезку щели, а изолирующим слоем из позитивного фоторезиста покрывают как боковые стороны щели, так и слой негативного фоторезиста, причем вместе с продуктами испарения, нанесенными вдоль краев щели.