Тонкопленочная структура

 

Со1оэ Советских

Социалистических

Республик

О ll И С А Н И Е 1>475003

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

М ПАТЕНТУ (61) Зависимый от пате 1тя-(22) Заявлено 20.07,71 (21) 1685902/26-21 (32) Приоритет 20.07.70 (31) 56610 (33) США

Опубликоваио 25.06.75. Бюллетень № 23

Дата опубликоваиия оиис311ия 12.01.76 (51) Ч. 1хл. Н 05k 1/16

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (53) УЛ)х 621.396.6 (088.8) (72) Автор изобретения

Иностранец

Джордж Е. Бодвей (США) Ииостраги1ая фирма

«Хьюлетт-Пак11рд Компани» (США) (71) Заявитель (54) TOH KOI1 Jl Е НОЧ HA/i СТРУКТУРА

Изобретение относится к области конструирозаиия и технологии изготовления тонкопленочной структуры.

Известна тонкопленочная структура, содержащая подложку и последовательно рясполо кеиные иа ией слои п pBoIo ироводя1цс го, основного диэлектрического и второго проводящего материалов, а также слой резистив ного материала. Однако при изготовлении тя кой структуры необходимо дорогостоящее ооорудоваиие.

1Лель изооретения — получение полуфабриката универсального назначения и уирошегп1е lQxHoлогии изготовления, а также со3,,13иие тонкопленочной структуры, выполияющсй функции конденсатора.

Это достигается благодаря тому, что Tollкоилсиочиая структура содержит дополиительиый диэлектрический слой, расположсииый ия первом диэлектричесKом слое, Ilричсм первый диэлектрический слой имеет конфигурацию нижележащего первого проводящего слоя, 3 ре sllcTIIB!!ый слой p3c!Ioложеи по всей !IOBcpxности дополнительного диэлектрического слоя

Кроме того, при выполнении иа ос1ювс предложенной тоикоплсиочной структуры конкретного функционального элемента, ияиримср коидеисатора, вер. иий проводящий и резистивиый слои выполия1от пространственно р 13делеииыми в плоскости.

Ия фиг. 1 показана 1 ри11ципиальияя схема контура, в котором применены тоиконлеиочиь!с резисторы II коидеисяторы B соотв TBTBии предложенным изобретением; иа фиг. топ коилеIIQ I 11 351 стру ктх р 11 113 первой стадии из1х1товлсиия, вид сверху: и;1 фиг. 3 — разрез по Л вЂ” А иа фиг. 2; иа фиг. 4 — тонкоплеио1ная структура в готовом виде, вид сверку.

Иа фиг. 1 покязгп13 IlpIIIIIIIlliII.lльияя схем", 10 контура, в котором примсисиы тонкопленоч. иые резисторы и коидеисаторы в соотвеTcTBllil с предложенным изобретением. Эта простая схема содержит транзистор I, присоединенный к тонкопленочной структуре, «o:låðæ3ùåé тр11

15 рсз;1стора 2 — -/ II Bòü коп.-ссисяторов 5 — 9

Основанием или к1оро1 1 дл с.;.смы (см. ф:1г.

2 и 3) служит подложка 10 из хорошего изоляционного матери I.l;I, Till ol как сапфир. стекло или керамика. Oli им BT соответствующие размеры, иапр1 мер ширина !3 «.и, дли ня 25 1ья и толщина 25 1ь1.. После тщательной очистки 113 верки1ою иовсркиость подложки наносится пленка из материала с хорошей электрической проводимостью (первый проводящий слой), пя которой с помощью анодиров11

IIIII! формируется первый диэлектрический слой.

Первый проводящий слой делается предпочтительно из бстятяитя13 или гафния соотвсге гвх ющсй толщииы. B«I!pI!ilcp т000 — 9000Л

475003

)руги«!и пол«олящимп материалами являются алюминий, ниобий, титаний и цирконий.

Затем проводящий слой покрывается маской известным фоторезистивным способом и вытравляется лля образования металлических э1ектролов 11 — 15, ка)клый из,которых соответственно предназначен для выполнения функций электрола-подложки конденсаторов

5 — 9. Указанные электроды могут формироваться по технологии, отличной от техники создания фоторезисторной маски, например может использоваться ионный пучок. Одновременно с формированием электродов формируются взаимосоединяющие полоски 16 и общая металлическая контактная площадка

17. Эта соединительная площадка вместе с вза и)1осоелиняющи ми .полозками образует общее электрическое соединение для электродов во время последующего анодирующего процесса. На всей поверхности танталовых электродов образуется слой хорошего диэлектрического материала путем анодирования металлических участков слоев в соответствующем электролите. По окончании анодирования площалка 17 и взаимосоединяющие полоски

16 лля электродов 11 — 15 могут удаляться из структуры путем спиливания подложки 10 I;o линиям 18 (см. фиг. 2). Оксилное покрытие 19 образуется по всей поверхности подложки 10 и анолированных электродов II — 15. Например, двуокись кремния (SiOq) может распыляться на поверхности, создавая слой опрео елениой толщины, например 2500 Л, для обез.)ечешгя требуемой емкости; лвуокись кремния ичеет емкость 0,55 пф1яь112. Толщина слоя двуокиси кремния может точно регулироваться в предела«:- 2%. Таким образом, величина емкости конденсатора может задаваться точно.

Слой 20 материала с хорошим активным сопротивлейпем наносится на оксидное покрытие 19, например слой азотистого тантала

О (Та.Х), толщ!!íîé 800 Л с помоц1ью рсакти вного разбрызгивания. Могут применяться и другие материалы, обладающие активным сопротиьлo!lèo«I, Tàê lo как нихром, азотистый гафний и рений.

Толщ:1. а слоя активного сопротивления может и н»ться в завпсимости от требуемой о величины (в нре lела«Оот т 22000 0 1А лo нескольких тысяч). Типовая то lu!II! а — 50 — 50 с,11, сл .

Следующий этап изготовления тонконл,ночной стру туры — покрытие резистивно! > слоя проводящим мета I;IH )сским слоем 1 прелпочтнтельно из «ромового золота CrAu, !!o с зк,11очсниеч ни )коппоонОГО золота с примесью никеля и мели !Io л)обой удобной технологии, напри:;1ер разбрызгиванием или ис парением ло необходимой -î:ëùèíû,,На этой стадии изготовления делается стаплартна» универсальная структура подложки. В данНо«I случае предусмотрено только пять подложек для конленсатора, однако значительно

Предмет изобретения!. Тонкопленочная структура, солержащая

1юлложну и послеловате,тьно расположенные

11а Ilcll c,loH первоГО F11!)QBoля!цего, ocHQBHoГо диэлектрического 11 второго проводящего материалов, а также слой резист;1вного материала, отли1аюцаягя тем, что, с целью полу-! с)1И1! 11олуфабрнката универсального назначебольшее количество пре1усмотрено на универсальной подложке, при этом электролы имеют различные габариты и расположены по периферии подложки. Большая часть под5 ложки, расположенная B центре, необходима для создания различны«резисторов н взаимосоединений в схеме, и также определения места для подключения транзисторов к схеме.

Любые требуемые электролы конденсатора могут использоваться в ильнейшем развитии микросхемной техники. Эти универсальные структуры определяются конструкторами схем при разработке бесчисленного количества схем.

Ширина элементов рсз11стороэ определяетс» с помощью маски по способу фоторезистора, после чего идет травление слоя 21 из CrAu и резистивного слоя 20 из Tan% с поверхности

SiO оксидного покрытия 19 и площалок 22—

25 (см, фиг. 4).

Внешние электроды конленсатора, необходимые взаимосоединения между элементамп, а также и внешние сое! IIOIITeльные участки

11апосятся на пластину через соответствующую маску на слой 21 нз CrAu. ЭлектропроВОдящиЙ м11 Гери ал, такой к)lк золото или медь, используется в;инном случае и распыляется до требуемой толщины, т. е. /, .)ь11.

Площадки 26 — 29 (см. фиг. 4) являются внешними соединительными элементами лля конденсаторов 5, 7, 8 и 9, площадка 30 необходим l,для взаимосвязи (в качестве внешнего соедигнггельного элемента) с резистором 3, площадка 31 необ«оли ма для взаимосвязи

35 одной стороны конденсатора 6 с конденсатором 5 и резистором 2, а площадка 32 соединяет лругую сторону конденсатора б с кон.1еисатором 7 и резистором 4, площадка 33

40 соединяет конденсатор 8 и резистор 2, а площадка 34 — конденсатор 9 и резистор 4, площадки 31, 32 н 35 связывают резисторы 2, 3 и 4 и транзистор 1 в упомянутой структуре.

Следу!ощий этап — IIpII«le! Iel!ire фоторезис)орион маски и Tc«l;IIIII тр,)вл. пя. Слои 21 из CrAu и затем резнсторный слой 20 из TapN удаляются со всех площалок 36 (KQK между слоями, так и вокруг различны«элементов).

Затем слой 21 из CrAu удаляется путем травс .топало 37, 8, 39 ocTBB. c, î резистивного матерна.1а (Та «") лля образоВч)1:1» на эти«площадка«резисторов 2, 3, 4.

Резисторная пленка стаоплизируется путем помещения подложки в печь при 4251-3 С на определенный периол времени, например (О мин -!О сек.

475003

1„ч

"-й, ЧЬГ 1 и. 7

25 gg 3

Составитель Э. Гилянская

Ре::акi:,; T. Загребельная Текред Е. Подуругвнна Корректор И. Синкина

Заказ 1116/! 644 Изд. М 855 Тираж В69 По;писное

IIIIIII IHII Государственного конитста Совета Министров СССР по дслагн иаобрстений и открытий

Москва, )V,-З5, Ра ииская иаб«д. 4/5

Тнп. Харьк. фил. пред, «Патент» ния и упрощения технологии изготовления, Hë основной диэлектрический слой нанесен дополнительный слой диэлектрического материала, расположенный по всей поверхности подложки, причем основной диэлектрический слой имеет конфигурацию нижележащего первого проводящего слоя, а резистивный слой расположен по всей поверхности дополнительного диэлектрического слоя.

2. Тонкопленочная структура по и. 1, отличаюи4аяся тем, что, с целью выполнения ею функц1ш конденсатора, первый проводящий и резистивный слои пространственно разделены В плоскости.