Способ изготовления высокоомного тонкопленочного резистора Советский патент 1993 года по МПК H01C17/00 

Изобретение относится к технологии изготовления высокоомных пленочных резисторов, предназначенных для использования в низкошумящих широкополосных усилителях с большим входным сопротивлением, в частности s предусмлителях спектрометрических блоков детектирования пдеряых излучений.

Целью изобретения является снижение уройня собственных шумов резистора, уменьшение зависимости активной составляющей импеданса от частоты и уменьшение размеров резистора, что позволяет обеспечивать высокое качество изготавливаемых резисторов,

В пред/ оженном способе изготовления резистора на основе пленки аморфного кремния оса;кдение пленки проводят на диэлектрические подложки, нагретые до 200- У., что позволяет получать пленку аморфного кремния, имеюнАую невысокое удельное сопротивление 10 -10 См см благодаря наличию большого количества разорванных ненасыщенных связей. Такая пленка нестабильна и значительно изменяет свои свойства при различных термоооработках. Более высокая посравне- Misio с прототипом скорость осаждения

о

пленки - 80-120 А/с О-беспечивает,высокую .эффективность регулирования удельного сопротивления,

Для увеличения удельного сопротиоле- мия--пленки арлорфного кремния до .требуемого номинала и стабилизации параметров пленки проводят термообработку в вакууме, а той же напылительной камере без промежуточной разгерметизации и охлаждения пленки при температуре.320-380°С в течение 20-40 мин. Термообработка в вакууме обеспечивает получен.ие более чистой пленки, в которой пассивация ненасыщенных связей происходит за счет замыкания связей соседних атомов кремния. Такая обработка позволяет улучшить шумовые и частотные характеристики резисторов, изготовленных на основе зтой пленки. .Пре- Иl lyщecт8oм является также то,.что способ не требует создания специальной установки для пассивации пленки резистивного элемента.

. П р и м е р. В .установку УВН-74П-3 помещают диэлектрические подложки из лейкосапфира, загружают кремний марки .КВД-/ р в испаритель, создают вакуум Г -Ю торр, нагревают подложки до. 210°С

о

и осаждают пленку со скоростью 100 А/с в течение200 с. Сразу после осаждения пленки температуру повышают до 350°С и при

зтой температуре подвергают изотермиче. ской выдержке в течение 30 мин. Пленка остывает в вакууме до комнатной тем.пера- туры. Получают пленку с удельным сопро5 тивлёнием (0,3-0.6) 10 Ом см. Из полученной пленки на подложке вырубают при. помощи фотолитографии резистивные элементы, размеры которых выбирают висимости от требуемого номинала рези О стора. Так. для резистора 1 ГОм размер 3 1,5 мм.

После этого проводят напыление подводящих контактов, состоящих из слоев хрома, меди и никеля при температуре 200°С.

5 Сразу после напыления температуру по/1ни- мают до 250°С и подвергают подложки изотермическому отжигу в течение 10 мин. После остывания подложек до комнатной температуры производят изготовление под20 водящих контактов методом фотолитографии, .

Затем проводят измерение параметров резисторов: номинала сопротивления, зависимости активной составляющей импедан25 са от частоты в диапазоне 0-200 кГц. энергетического эквивалент.а шума. Получают резистор с номиналом 1 ГОм, со спадом активной составляющей до уровня 0.46 на частоте 100 кГц и энергетическим эквива30 лентом шума 453 эВ при времени формирующих цепей 3,2 мкс.

Результаты сравнительных испытаний электрических характеристик резисторов, полученных предлагаемым способом, и про35

мыщленно-выпускаемых резисторов типа

КВМ, имеющих наилучшие шумовые и частотньге характеристики из всех отечественных высокоомных резисторов, представлены в таблице...

40Из таблицы видно, что при температуре

подложки Тп в пределах 200-250°С, Vo ., .о

скорости осаждения в пределах 80-120 А/с,

температуре отжига То 320-380°С, времени

45 отжига20-40 мин иТпк-температуры напы- ления контактов 200-300°С изменение па- рамётррв Rf/Ro - частотной зависимости активной составляющей импеданса и ;- энергетического эквивалента шума прит

50 3,2 МКС обеспечивает создание резистора с высоким удельным сопротивяением, низким уровнем шумов м слабой частотной зависимостью импеданса от частоты, при этом стабильного во времени и допускающего

55 последующую термообработку.

Частотная зависимость при этом не хуже уровня 0.44, а энергетический эквивалент шума не превь1шает 460 эВ.

При увеличении и уменьшении температуры подложки и скорости осаждения намыщленно-выпускаемых резисторов типа

блюдается ухудшение как частотной зависимости от активной составляющей импеданса, так и энергетического эквивалента шума.

При увеличении времени отжига частотная зависимость не ухудшается, но возрастает уровень шума.

При увеличении времени отжига еыше 40 мин наблюдается улучшение частотной зависимости импеданса, однако уровень шума возрастает.

Уменьшение температуры напыления контактов приводит к увеличению уровня шума, но не ухудшает 1Йстотной зависимости.

При увеличении температуры напыления контактов наблюдается ухудшение как одного, так и другого параметра.

Тп - температура подлокжи при напылении пленки кремния; Vo-скорость осаждения пленки кремния на подложку; То. to - температура и время отжига пленки кремния; Ink - температура подложки при напылении контактов.

Rf/Ro изменение активной составляющей импеданса резистора на частоте 100 кГц; 7 энергетический эквивалент шума резисторов при постоянной времени формирования формирующих цепей 7г 3,2 МКС.

Использование предлагаемого способа обеспечивает высокое качество изготавлиаемых резисторов, что позволит в свою очередь улучшить параметры спектрометрических предусилителей блоков детектирования ионизирующих излучений.. Резисторы изготовленные предлагаемым способом, могут использоваться также в низкошумящих широкополосных усилителях с большим.входным сопротивлением.(56) Патент США Г 4001762. КЛ.НТЭ1 С 1/012. 1977.

Аморфный кремний - перспективный полупроводниковый материал (обзор). Радиоэлектроника за рубежом. 1979. N; 7.

7 13080768

Фор мул аи 3 обретенияснижения уровня собственных шумов, наСПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ВЫСОКО- Р подложки осуществляют в интервале

ОМНОГО ТОНКОПЛЕНОЧНОГО РЕЗИ-температур 200 - 250-С, осаждение кремСТОРА, включающий нагрев диэлектриче-5 я проводят со скоростью (80 - 120) 10

ОКОЙ подложки, осаждение на нее вакуум- термообработку проводят в вакууным испарением пленки кремния. Р температуре 320 - ЗбО С в течение

термообработку и напыление подводящих20-40 мин. контактов, отличающийся тем, что. с целью

Составитель РедакторТехред М.МоргенталКорректор А.Мотыль

Заказ 3242ТиражПодписное

ИПО Поиск Роспатента 113035, Москва. Ж-35, Раушская наб,, 4/5

Производственно-издательский комбинат Патент, г. Ужгород. ул.Гагарина, 101

Изобретение относится к технологии изготовления резисторов, предназначенных для использования б;Низкошумящих широкополосных усгшителях с большим выходным сопротивлением. Цель изобретения - снижение уровня собственных шумов резистора, уменьшение зависимости активной состав- ля1ощей импеданса от частоты и уменьшение размеров резиаора Для этого на диэлектрическую подложку из лейкосапфира, нагретого до 200°С в вакууме, осаждают пленку фемния со скоростью