Материал для низкоомных тонкопленочных резисторов
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.
