Роль тонкопленочной технологии в производстве интегральных схем

При изготовлении гибридных  ИС используется значительно более  широкая номенклатура материалов для тонкопленочных резисторов.

В качестве низкоомных пленок с Rs от 10 до 300 Ом. используются пленки хрома,

нихрома и т тала. Получение  пленок хрома с воспроизводимы электрофизическими

свойствами несколько  затруднено его способностью образовывать соединения (особен окисные) при взаимодействии с остаточными газа в процессе испарения и осаждения. Значительно более стабильными характеристиками обладают резисторы основе хромоникелевого сплава (20% Сг и 80% Ni  Пленки тантала благодаря наличию различных его структурных модификаций имеют очень широкий диапазон поверхностных сопротивлений (от несколько Ом/c  для а-тантала до нескольких МОм/c для тантала с малой плотностью). В качестве высокостабильного резистивного материала применяется также нитрид тантала,значительное расширение номиналов резисторов достигается путем применения металлокерамических пленок и пленок силицидов некоторых металлов. В этих системах в качестве металла чаще всего используется хром, а в качестве диэлектрика — окислы, бориды, нитриды и силициды переходных металлов, а также окислы некоторых металлоидов. Пленки из дисилицида хрома, так же как и пленки из сплава кремния, хрома и никеля, имеют Rs до 5 кОм/c; у пленок на основе системы хром —моноокись кремния Rs в зависимости от содержания хрома может изменяться от единиц до сотен Ом/c.⁵

7. Тонкопленочные конденсаторы

Тонкоплёночные конденсаторы, несмотря на кажущуюся простоту трехслойной структуры, являются наиболее сложными и трудоемкими по сравнению с другими

пленочными пассивными элементами.

В отличие от резисторов, контактных площадок и коммутации, при изготовлении которых достаточно произвести осаждение одного или двух слоев (подслоя и слоя), изготовление тонкопленочных конденсаторов требует по меньшей мере осаждения трех слоев: нижней обкладки,  пленки  диэлектрика и верхней обкладки (применение большего числа обкладок затрудняет процесс изготовления конденсаторов и удорожает их стоимость).

Характеристики конденсаторов  определяются свойствами применяемых  материалов. К диэлектрику конденсаторов  предъявляются следующие требования: высокие — диэлектрическая проницаемость  ε, электрическая прочность и  сопротивление изоляции, малые —  температурный коэффициент диэлектрической  проницаемости αε и диэлектрические  потери, хорошая адгезия, совместимость  с технологическими процессами изготовления других элементов микросхемы.

Диэлектрик конденсатора формируется методами термического напыления, ионно-плазменного и реактивного распыления. Для изготовления диэлектрических тонких пленок применяют монооксиды кремния SiO и германия GeO, оксиды алюминия Аl2О3, тантала Та2О5, титана TiO2 и редкоземельных металлов. Высокие удельные емкости имеют титанаты бария и кальция.⁶

В последние годы для этой цели стали применяться алюмосиликатные, боросиликатные и антимонидогерманиевые стекла. Наиболее перспективными диэлектриками являются композиционные стеклообразные соединения, поскольку у них имеется возможность изменять в широких пределах электрофизические, физико-химические и термодинамические свойства путем подбора состава стекла и реализации особенностей агрегатного состояния стеклообразных систем в тонкопленочных структурах металл — диэлектрик — металл.⁷

Литература и  ссылки

1. Электронная промышленность / А.С. Грибов. - Радио и связь, 1991. – 202 стр.
2. Физико-химические основы технологии электронных средств: учебное пособие / В. И. Смирнов. − Ульяновск: УлГТУ, 2005.− 112с.
3. Получение тонкопленочных элементов микросхем / Б.С. Данилов. - М.: Высш. шк, 1989..
4. http://www.t-book.net/gistechmenu/337-plres.html
5. Резисторы: Справочник / ред. Четвертков, И.И.; Терехов, В.М. - Радио и связь; Издание 2-е, 1991. – 528
6.   http://www.t-book.net/gistechmenu/341-gisplcond.html
7. Микроминиатюризация радиоэлектронной аппаратуры / Автор: Азарх С. Х. и Фрид Е. А. – Госэнергоиздат, 1980.- 80 с.

¹ Электронная промышленность / А.С. Грибов. - Радио и связь, 1991. – 202 стр.

² Физико-химические основы технологии электронных средств: учебное пособие / В. И. Смирнов. − Ульяновск: УлГТУ, 2005.− 112с.

³ Получение тонкопленочных элементов микросхем / Б.С. Данилов. - М.: Высш. шк, 1989.

⁴ http://www.t-book.net/gistechmenu/337-plres.html

⁵ Резисторы: Справочник / ред. Четвертков, И.И.; Терехов, В.М. - Радио и связь; Издание 2-е, 1991. - 528

⁶ http://www.t-book.net/gistechmenu/341-gisplcond.html

⁷ Микроминиатюризация радиоэлектронной аппаратуры / Автор: Азарх С. Х. и Фрид Е. А. – Госэнергоиздат, 1980.- 80 с.