Способ изготовления тонкопленочных конденсаторов

Способ изготовления тонкопленочных конденсаторов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Сеюв Севетсимк

Сецмалмстмчвснмк реслублмм

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К - АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

< 1960981 (6l ) Дополнительное к авт. свил-ву(22) Заявлено 27. 12. 79 (21). 2858773/18-21 с мрмсоеднненмем заявки М (23) П риоритетОмублмковаио 23. 09. 82. Ьеллетень Кв 35

Дата омублмкованмя описания 23 .09 .82 (5I)M. Кл.

Н 01 G 4/20

9еударстееввыЯ кам«тат

CCCI вв аиам «звбрете««Я

«втврыт«Я (53) УДК621 319. .4(088.8) (72) Авторы нзобретемия

В.С. Галушко и В. Л. Романов, \

) ;, (71) Заявитель (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ТОНКОПЛЕНОЧНЫХ КОНДЕНСАТОРОВ .

Изобретение относится к электронной технике и может быть использова" но в технологии производства тонко;плеиочных микросхем.

Известен способ "залечивания"

5 дефектов конденсаторов с алюминиевыми обкладками с помощью импульса тока, пропускаемого через ТПК, и пос.ледующим испарением. части металла верхней алюминиевой обкладки над областями с дефектами диэлектрической пленки jl).

Недостатком данного способа яв.-. ляется снижение времени надежной работы таких ТПК, из-за миграции.атомов металла обкладки по поверхности диэлектрика в местах, подвергшихся пробою. Последующая защита обкладок слоем диэлектрика не исключает полностью этот недостаток. го

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является способ, согласно которому в конденсаторе применена двухслойная диэлектри2 ческая пленка из окиси танталоалюминиевого сплава и двуокиси кремния l2).

Недостатком двухслойных и многослойных диэлектриков является вероятность появления дефектов, приводящих к пробою конденсаторов. Это следует из общего несовершенства структуры тонких пленок, а также из-за попадания различных частиц в пленку как на операции нанесения диэлектрика, так и на предшествующих операциях особенно в условиях серийного производства.

Целью изобретения является повышение пробивного напряжения конденсаторов.

Поставленная цель достигается тем что согласно способу изготовления тонкопленочного конденсатора, включающему последовательное нанесение нижней обкладки на диэлектрическую подложку, многослойного диэлектрика и верхней обкладки, после нанесения

960981 нижней обкладки на нее наносят слой диэлектрика толщиной, 1/3-1/2 от общей толщины многослойного диэлектрика, выжигают в нем дефекты элек,,трическим полем напряжением 0,7-,09 5 напряжения пробоя конденсатора удаляют выявленные дефекты и находящиеся под ним участки нижней обкладки до диэлектрической подложки, а затем наносят слой диэлектрика тол щиной 1/2-2/3 от общей толщины мно гослойного диэлектрика.

Согласно предполагаемому способу

ТПК можно изготавливать либо с помощью операций напыления через маску, либо напылением и фотолитогоафией.

Сначала формируют нижние обкладки

ТПК на диэлектрической подложке. Диэлектрик TllK изготавливают в два этапа. 20

На первом этапе на подложку с сфорированными нижними обкладками ТПК аносится слой диэлектрика 1/3-1/2 рт общей толцины, после чего на дирлектрик напыляется вспомогательный слой металла, площадь которого должна перекрывать площадь, наносимой при последующих операциях, верхней обкладки. В результате данных операций образуется вспомогательная МДМ структура.

Подачей напряжения, 0,7-0,9 от напряженности пробоя для данного типа диэлектрической пленки "выжигают" в ней дефекты.

При проведении этой операции над

35 областями с дефектами испаряется металл вспомогательной обкладки и получается металлическая маска, через которую подтравливают диэлектричес40 кий слой в местах пробоя диэлектрика (удаляя с частью диэлектрика остатки испарившегося металла обкладок). Через образовавшиеся в диэлектрике сквозные дырки производят страв—

45 ливание металла нижних обкладок до диэлектрической подложки. Затем стравливают вспомогательный слой металла.

Если этот слой состоит иэ того же металла, что и нижняя обкладка, то он стравливается подтравливанием ниж 50 ней обкладки.

На втором этапе изготовления диэлектрика TOt(наносят слой того же или другого диэлектрика толц1иной

2/3-1/2 от общей толщины пленки. Этот 55 слой служит для упрочнения нижнего слоя диэлектрика и может иметь дефекты

После нанесения второго слоя диэлектрика наносят верхние обкладки

ТПК.

Таким образом, в созданной конденсаторной структуре электрическую прочность диэлектрика обеспечивает нижний Слой диэлектрика, в котором дефекты пленки, приводящие к пробою

Till(, выявлены и электрически изблированы от нижней обкладки ТПК.

Предлагаемый способ опробован при изготовлении ТПК со следующей структурой: нижняя обкладка TflK - напыленные в вакууме тонкие слои нихрома, золота, ванадия; диэлектрик ТПКосажденная путем термического разложения моносилана двуокись кремния общей толциной 1 мкм; верхняя обкладка - напыленные в вакууме слой ванадия, меди.

В качестве вспомогательного металлического слоя использовался слой ванадия. Первый слой диэлектрика создавался толщиной 0,3-0,ч мкм. Дефекты пленки двуокиси кремния выжигались с помощью возрастающего напряжения от О до 60-70 В. Удаление остатков испарившегося металла обкладок, части нижних обкладок ТПК, примыкавших к дефектам, и вспомогательного металлического слоя осуществлялось химическим травлением.

Второй слой диэлектрика выполнялся также иэ двуокиси кремния толци-. ной 0,7-0,6 мкм.

Испытания конденсаторов, изготовленных по предлагаемому способу, показали, что напряжение начала ионизации в диэлектрике ТПК повысилось с 30-40 Ь о 100-» 0 В.

Таким образом, использование предполагаемого изобретения позволяет повысить надежность ТПК и тем самым увеличить процент выхода годных.

Формула изобретения

Способ изготовления тонкопленочных конденсаторов, включающий последовательное нанесение нижней обкладки на диэлектрическую подложку, многослойного диэлектрика и верхней обкладки, отличающийся тем, что, с целью повышения пробивного напряжения конденсатора, после нанесения нижней обкладки на нее наносят слой диэлектрика толщиной 1/3-1/2 от

5 960981 6 общей толщины многослоиного диэлек-, щиной 1/2-2/3 от общей толщины многотрика, выжигают в нем дефекты элек- слойного диэлектрика. трическим полем напряжением 0,7-0,9 Источники информации, от напряжения пробоя конденсатора, принятые во внимание при экспертизе удаляют выявленные дефекты и находя- 1. Пленочная Микроэлектроника. щиеся под ними участки нижней обклад- Под ред. Я. Холлэнда.. "Мир", 1968, ки до диэлектрической подложки, а 2. Заявка ФРГ У 2506065, затем наносят слой диэлектрика тол- кл. H 01 L 49/02, 1977, I

Составитель Н. Кондратов

Техред Е.Харитончик Корректор Н. Король

Редактор Г. Ус

Заказ 7301/67 Тираж 761 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений. и открытий

113035, Носква, N-35, Раушская наб., д. 4/5

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