Диэлектрический материал

Диэлектрический материал

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалмстическкх

Республик

<,840032 (61) Дополнительное к авт. свкд-ву— (22) Заявлено19.07.78 (2() 2662609/18-21 с присоединением заявки РЙ (23) Приоритет

Опубликовано 23.06.81. Бюллетень М 23

Дата опубликования описания 26.06.81 (5t)M. Кл.

С 03 С 3/08

Гесударстеенный комитет

СССР

Il0 делам нзебретеннй н открытий (53) УДК 621.396, .6 9 (088.8) (72) Авторы изобретения

N. И. Аникии, Г. А. Блинов, С. С. Бутуз

Н. M. Егорова, В. Г. Петров и А. С. Яко (?1) Заявитель (54) ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ

Изобретение относится к тонкопленочной микроэлектронике и может быть использовано при изготовлении пленочных интегральных микросхем.

Известны диэлектрические материалы, содержащие двуокись кремния, окислы бора, бария, алюминия, кальция, натрия, калия и др. (1).

Однако эти материалы не удовлетворяют требованиям, предъявляемым к тонко10 пленочному диэлектрику, например, по величинам диэлектрической проницаемости, электрической прочности, температурному коэффициенту емкости, сопротивлению изоляции, возможности вакуумно-термическо15

ro испарения без диссоциации и др. Известные тонкопленочные RC-структуры на их основе имеют невысокое произведение удельной емкости на удельное поверхностное сопротивление и высокий температурный коэффициент частоты (ТК Ч) .

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является иттрий1 боратное стекло, используемое в качест» ве диэлектр ическ ого слоя в т онкоплен очной РС вЂ” структуре с распределенными параметрами, содержащее, вес.Ъ; окись иттрия 70-85, окись бора 10-25, двуокись кремния, остальное (2).

Недостатками известного диэлектрического материал являются низкая удельная. емкость, высокий температурный коэффициент емкости, большие внутренние механические напряжения и пористость, которые обусловливают в к С-структуре невысокое произведение удельной емкости С на удельное поверхностное сонротивление Р и сравнительно высокий температурныи коэффициент частоты. Так, для RC-структуры в пятислойной конструкции произведе е С д ° P не превышает. 240-400 мкФ -Ом см, а тем5 g пературный коэффициент частоты равен (1-2) 10 град

11ель изобретения — повышение стабильности параметров и уменьшение темпера турного коэффициента частоты структуры

18500С, затем осаждают второй диэлектрический слой того же стекла и при тех же режимах, после чего термическим испарением наносят проводящий слой алюминия и контактные площадки RC-структуры из золота с подслоем хрома. Температура отжнга RC-структуры 200 С, длительность — 3-4 ч.

Пример 2. RC-структуру выпол- няют так, как и в примере 1, но со слоями диэлектрика из алюмоиттриевого стекла состава, вес.%: Jg 0 71; 5<+6;

В00 20; АЦ 0 2 СаО 1. Температура вольфрамового испарителя при его испарении составляет 2000 С.

Пример 3. Все операции проводят, как и в примере 1, но диэлектрический слой выполняют из алюмоиттриевого стекла следующего состава, вес.0: 3 0 68;

510 9; В 0 14; АК<О 5; Са0 4, Температура вольфрамового испарителя при его испарении составляет 19800С.

Характеристики полученных RC-структур по примерам 1-3 приведены в таблице.

3 84003

Поставленная цель достигается тем, что известный диэлектрический материал, включающий окислы иттрия, бора, двуокись кремния, дополнительно содержит окислы алюминия и кальция при следующем количественном соотношении компонентов, вес.7:

Окись иттрия 65-71

ДВуокись кремния 6-1 2

Окись бора 8-20 10

Окись алюминия 2-8

Окись кальция 1-7

Пример 1. На подложку в вакууме методом термического испарения наносят проводящий слой алюминия с под- 15 слоем титана, диэлектрический слой осаждают методом дискретного (взрывного) испарения порошка алюмоиттриевого стекла состава, вес.70: tag Оа, 65; 5 0 12;

В О> 8; А9<О> 8; СаО 7 с вольфрамо- 20 вого испарителя, нагретого до 1950 С, затем осаждают резистивный слой методом дискретного (взрывного) испарения порошка хром-никель-кремниевого сплава с вольфрамового испарителя, нагретого rto 25

840032

e g а 3 О

К

Ддк и) I сЧ

1 I г4 е4

М т 4

Я о

9 о ро .в М О1

Х о

Т

С1

Хч 3

Э т-1 1 (-в

МХ

Х1

Ш1 Я1

СЧ

1 (Qc(Е2 о оф

I о! <

/ !

) о !

„ о! о й

a) (p 1

Я

8 о

V ЛС1

ag

1 о о

7 о о

tQ

С9

Щ с4

lO

9 о сС 03 о о

С1 О о со

О ге-4 (1 (Я .т4 о о

O г1

I

1

1

1

840032

Как видно из таблицы, предлагаемое алюмоиттриевое стекло обладает высокими электрофизическими свойствами и позволяет получать С ддо 70-80 нФ/см .

Это обусловлено его высокой диэлектрической проницаемостью (E =12) и электрической прочностью (2 ° 10 В/см), низкиь ми внутренними напряжениями и пористостью. Снижение температурного коэффициента частоты RC-структуры достигается путем компенсации абсолютных величин температурных коэффициентов емкости (ТКЕ) + (2+3 ) 10 " град и сопротивления,, разных по знаку (температурный коэффициент сопротивления резистивного материала RC-3710 равен -(1,5-2,5)

l0 град ). На величину резистора в кС-структуре существенно влияет микрорельеф диэлектрического слоя. Сочетание резистивного сплава RC-3710 и алюмоиттриевого стекла позволяет за счет только микрорельефа повысить удельное поверхностное сопротивление до

5000 Ом/кв, что.в 2,5 раза превышает те же значения известных материl алов.

Таким образом, использование алюмоиттриевого стекла приведенного состава и резистивного сплава RC-37l0 позволяет снизить в 2-10 раз величину температурного коэффициента частоты до (0,l1,0) l0 град и повьк:ить произведение С д Я до 700 мкф Ом см

Использование предлагаемого диэлектрического материала в RC-структурах с распределенными параметрами обеспечивает их хорошую температурную и временную стабильность параметров при высоком коэффициенте интеграции и надежности.

Форм ула изобретения

Диэлектрический материал, преимущественно для RC-còðóêòóðû, включающий окислы иттрия, бора, двуокись кремния, отличающийся тем, что, с це1S лью повышения стабильности параметров и уменьшения температурного коэффициента частоты, он дополнительно содержит окислы алюминия и кальция при следующем количественном соотношении хом20 понентов, вес.%:

Окись иттрия 65-7 l

Двуокись кремния 6-1 2

Окись бора 8-20

Окись алюминия 2-8

25 Окись кальция 1-7

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

ЗО l. Авторское свидетельство СССР

No 321485, кл. С 03 С 3/04, l970.

2. Авторское свидетельство СССР

% 566487, кл. Н Ol L 49/02, 1975.

Составитель B. Ленская

Редактор С. Родикова Техред А.Савка Корректор М. немчик

Заказ 4653/29 Тираж 520 Подписное

ИНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

l l3035, Москва, Ж35, Раушская наб., д. 4/5

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