Способ изготовления тонкопленочных конденсаторов Советский патент 1982 года по МПК H01G4/20 

(S) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ТОНКОПЛЕНОЧНЫХ КОНДЕНСАТОРОВ

Изобретение относится к электронной технике и может быть использовано в технологии производства тонкоiпленочных микросхем. Известен способ залечивания дефектов конденсаторов с алюминиевыми обкладками с помощью импульса тока, пропускаемого через ТПК, и последующим испарением части металла верхней алюминиевой обкладки над областями с дефектами диэлектрической пленки 1 . Недостатком данного способа яв,г 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. Наиболее близким к изобретению по технической сущности является способ, согласно которому в конденсаторе применена двухслойная диэлектри ческая пленка из окиси танталоалюминиевого сплава и двуокиси кремния 2. 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 3 96 нижней обкладки на нее наносят слой диэлектрика тол1чиной, 1/3 1/2 от общей толщины многослойного диэлектрика, выжигают в нем дефекты элек1,трическйм полем напряжением 0,7-09 о напряжения пробоя конденсатора удаляют выявленные дефекты и находящиеся под ним участки обкладки до диэлектрической подложки, а затем наносят спой диэлектрика- голщиной 1/2-2/3 от общей толщины мно1ГОСЛОЙНОГО диэлектрика. Согласно предполагаемому способу ТПК можно изготавливать либо с поЙощью операций напыления через маску либо напылением и Фотолитографией. Сначала формируют нижние обкладки ТПК на диэлектрической подложке. Диэлектрик ТПК изготавливают в два этапа. На первом этапе на подложку с сфо мированными нижними обкладками ТПК наносится слой диэлектрика 1/3-1/2 рт общей толщины, 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 областями с дефектами испаряется Металл вспомогательной обкладки и полу чается металлическая маска, через которую подтравливают диэлектрический слой в местах пробоя диэлектрика 1 удаляя с частью диэлектрика остатки испарившегося металла обкладок). Через образовавшиеся в диэлектрике сквозные дырки производят стра ливание металла нижних обкладок до диэлектрической подложки. Затем стра ливают вспомогательный слой металла Если этот слой состоит из того же металла, что и нижняя обкладка, то он стравливается подтравливанием ниж ней обкладки. На втором этапе изготовления диэлектрика ТПК наносят слой того же или другого диэлектрика толщиной 2/3-1/2 от общей толщины пленки. Это слой служит для у-прочнения нижнего слоя диэлектрика и может иметь дефектыПосле нанесения второго слоя дилектрика наносят верхние обкладки ПК. Таким образом, в созданной коненсаторной структуре электрическую рочность диэлектрика обеспечивает ижний Слой диэлектрика, в котором ефекты пленки, приводящие к пробою ПК, выявлены и электрически изолиованы от нижней обкладки ТПК. Предлагаемой способ опробован при зготовлении ТПК со следующей структурой : нижняя обкладка ТПК - напыленные в вакууме тонкие слои нихрома, золота, ванадия; диэлектрик ТПК осажденная путем термического разожения моносилана двуокись кремния общей толщиной 1 мкм; верхняя обкладка - напыленные в вакууме слой ванадия, меди.- . 8 качестве вспомогательного металлического слоя использовался слой ванадия. Первый слой диэлектрика создавался толщиной 0,3-0, 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 из двуокиси кремния толщиной 0,7-0,6 мкм. Испытания конденсаторов, изготовленных по предлагаемому способу, показали, что напряжение начала ионизации в диэлектрике ТПК повысилось с Ь до 100-110 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

5960981 6

общей толщины многослойного диэлек-щиной 1/2-2/3 от общей толщины многотрика, выжигают в нем дефекты элек-слойного диэлектрика, трическим полем напряжением 0,7-0,9Источники информации,

от напряжения пробоя конденсатора,принятые во внимание при экспертизе удаляют выявленные дефекты и $ 1. Пленочная Микроэлектроника,

щиеся под ними участки нижней обклад-Под ред. П. Холлэнда.- Мир, 1968. ки до диэлектрической подложки, а 2. Заявка ФРГ 250бОб5,

затем наносят слой диэлектрика тол-кл. Н 01 L , 1977.