Способ изготовления тонкопленочных конденсаторов

Сфюв СоветеиикСфцмалистичвсиикреспублик ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 11960981(5 )М. Кл. Н 01 С 4 Л 0 ЬеуирствевыЯ кемтет ВВьр ав лавам забретеЯ фтарытЯ(72) Авторы изобретения В.С, Галушко и В. Л, Романов,аяви ОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИ ся пов конде Изобретение относится к электронной технике и может быть использова" но в технологии производства тонко;пленочных микросхем.Известен способ "залечивания"5 дефектов конденсаторов с алюминиевыми обкладками с помощью импульса тока, пропускаемого через ТПК, и пос.ледующим испарением части металла верхней алюминиевой обкладки над областями с дефектами диэлектрической пленки 11.Недостатком данного способа яв.-. ляется снижение времени надежной работы таких ТПК, из-замиграции.атомов металла обкладки по поверхности диэлектрика в местах, подвергшихся пробою. Последующая защита обкладок слоем диэлектрика не исключает полностью этот недостаток. гНаиболее близким к изобретению потехнической сущности является способ, согласно которому в конденсаторе применена двухслойная диэлектриНКОПЛЕНОЧНЫХ КОНДЕНСАТОРО ческая пленка из окиси танталоалюминиевого сплава и двуокиси кремния 121,Недостатком двухслойных и многослойных диэлектриков является вероятность появления дефектов, приводящих к пробою конденсаторов. Это следует из общего несовершенства структуры тонких пленок, а также из-запопадания различных частиц в пленку как на операции нанесения диэлектрика, так и на предшествующих операциях особенно в условиях серийного производства.Целью изобретения являет ышение пробивного напряжения нсаторов,Поставленная цель достигается темчто согласно способу изготовлениятонкопленочного конденсатора, включающему последовательное нанесениенижней обкладки на диэлектрическуюподложку, многослойного диэлектрикаи верхней обкладки, после нанесения960981нижней обкладки на нее наносят слойдиэлектрика толщиной, 1/3-1/2 от общей толщины многослойного диэлектрика, выжигают в нем дефекты электрическим полем напряжением 0,7-,09 от 5напряжения пробоя конденсатораудаляют выявленные дефекты и находящиеся под ним участки нижней обкладкидо диэлектрической подложки, а затем наносят слой диэлектрика толщиной 1/2-2/3 от общей толщины многослойного диэлектрика.Согласно предполагаемому способуТПК можно изготавливать либо с помощью операций напыления через маску, 15либо напылением и фотолитогоафией.Сначала Формируют нижние обкладкиТПК на диэлектрической подло 1 нке. Диэлектрик ТПК изготавливают в дваэтапа, 20На первом этапе на подложку с сфорированными нинними обкладками ТПКаносится слой диэлектрика 1/3-1/2рт общей толцины, после чего на диэлектрик напыляется вспомогательныйслой металла, площадь которого должна перекрывать площадь, наносимойпри последующих операциях, верхнейобкладки, В результате данныхопераций образуется вспомогательная МДМструктура,Подачей напряжения, 0,7-0,9 отнапряженности пробоя для данного типа диэлектрической пленки "выжигают"в ней дефекты.При проведении этой операции над35областями с дефектами испаряется металл вспомогательной обкладки и получается металлическая маска, черезкоторую подтравливают диэлектричес 40кий слой в местах пробоя диэлектрикаудаляя с частью диэлектрика остатки испарившегося металла обкладок), Через образовавшиеся в диэлектрике сквозные дырки производят страв -45ливание металла нижних обкладок додиэлектрической подложки. Затем стравливают вспомогательный слой металла,Гсли этот слой состоит иэ того жеметалла, что и нижняя обкладка, тоон стравливается подтравливанием ниж 50ней обкладки.На втором этапе изготовления диэлектрика ТПК наносят слой того жеили другого диэлектрика толциной2/3-1/2 от общей толщины пленки, Этот 55слой служит для упрочнения нижнегослоя диэлектрика и может иметь дефекты После нанесения второго слоя диэлектрика наносят верхние обкладкиТПК,Таким образом, в созданной конденсаторной структуре электрическуюпрочность диэлектрика обеспечиваетни)нний Слой диэлектрика, в которомдефекты пленки, приводящие к пробоюТПК, выявлены и электрически изблированы от нижней обкладки ТПК.Предлагаемьй способ опробован приизготовлении ТПК со следующей структурой: нижняя обкладка ТПК - напыленные в вакууме тонкие слои нихрома,золота, ванадия; диэлектрик ТПК -осажденная путем термического разложения моносилана двуокись кремнияобщей толциной 1 мкм; верхняя обкладка - напыленные в вакууме слой ванадия, меди,В качестве вспомогательного металлического слоя использовался слойванадия. Первый слой диэлектрика создавался толщиной 03-04 мкм. Дефекты пленки двуокиси кремния выжигалисьс помощью возрастающего напряженияот 0 до 60-70 В. Удаление остатковиспарившегося металла обкладок, части нижних обкладок ТПК, примыкавшихк дефектам, и вспомогательного металлического слоя осуществлялосьхимическим травлением.Второй слой диэлектрика выполнялся также иэ двуокиси кремния толци-.ной 0,7-0,6 мкм.Испытания конденсаторов, изготовленных по предлагаемому способу, показали, что напряжение начала ионизации в диэлектрике ТПК повысилосьс 30-йо ц д 100-110 В,Таким образом, использование предполагаемого изобретения позволяет повысить надежность ТПК и тем самымувеличить процент выхода годных,Формула изобретенияСпособ изготовления тонкопленочных конденсаторов, включающий последо. вательное 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 отчСоставитель Н. КондратовТехред Е.Харитончик Корректор Н. Король Редактор Г, Ус Заказ 7301/67 Тираж 761 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений. и открытий113035, Носква, )1-35, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул. Проектная,5 960981 6общей толщины многослоиного диэлек- , щиной 1/2-2/3 от общей толщины много.трика, выжигают в нем дефекты элек- слойного диэлектрика,трическим полем напряжением 0,7-0,9 Источники информации,от напряжения пробоя конденсатора, принятые во внимание при экспертизеудаляют выявленные дефекты и накодя 1. Пленочная Микроэлектроника.щиеся под ними участки нижней обклад- Под ред, П. Холлэнда, "Мир", 1968.ки до диэлектрической подложки, а 2, Заявка ФРГ У 2506065,затем наносят слой диэлектрика тол- кл, Н 01 1. 49/02, 1977,