Диэлектрический материал

О П И С А Н И Е ,840032ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалмстическихРеспублик(22) Заявлено 19,07,78 (21) 2 Б 62609/18-21с присоединением заявки РЙдо делам нзебретеннй н открытий(72) Авторы изобретения М, И, Аникии, Г. А, Блицов, С, С. Бутуз Н. М, Егорова, В, Г, Петров и А. С, Яко 1 Заявитель КТРИЧЕСКИИ МАТЕРИАЛ 54) Д нкопленочнными паокись итве диэлектрического цой РС-структуре с раметрами, содержа трия 70-85, окись кремния, остальное оя в аспределе е, вес. Ъ; ра 10-2 двуокис кальИзобретение относится к тонкопленочной микроэлектронике и может бытьиспользовано при изготовлении пленочных интегральных микросхем,Известны диэлектрические материалы,содержащие двуокись кремния, окислы бора, бария, алюминия, кальция, натриялия и др, 1.Однако эти материалы не удовлетворяют требованиям, предъявляемым к тонкопленочному диэлектрику, например, по величинам диэлектрической проницаемости,электрической прочности, температурномукоэффициенту емкости, сопротивлению изоляции, возможности вакуумно-термического испарения без диссоциации и др. Известные тонкопленочные РС-структуры наих основе имеют невысокое произведениеудельной емкости на удельное поверхностное сопротивление и высокий температурный коэффициент частоты (ТКЧ),Наиболее близким к предлагаемому потехнической сущности является иттрийборатное стекло, используемое в качест Недостатками известного диэлектрического материал являются низкая удельная. емкость, высокий температурный коэффициент емкости, большие внутренние механические напряжения и порисгость которые обусловливают в РС-структуре невысокое произведение удельной емкости С на удельное поверхностное сонротивление ) и сравнительно высокий температурнын коэффициент частоты, Так для КС-структуры в пятислойной конструкции произведе е Сд) не превышает. 240-400 мкф -Ом см, а темперагурный коэффициент частоты равен (1-2) 10 град 1.Цель изобретения - повышение стаби ности параметров и уменьшение темпера турного коэффициента частоты структуры418500 С, затем осаждают второй диэлектрический слой того же стекла и при техже режимах, после чего термическим испарением наносят проводящий слой алюминияи контактные площадки КС-структуры иззолота с подслоем хрома. Температураотжнга РС-структуры 200 оС, длительность - 3-4 ч.П р и м е р 2, КС-структуру выпол-няют так, как и в примере 1, но со слоями диэлектрика из алюмоиттриевогостекла состава, вес.%: Ю 0 71; 596;В 020; АЦ 02,СаО 1, Температура вольфрамового испарителя при его испарениисоставляет 20000 С.П р и м е р 3, Все операции проводят,как и в примере 1, но диэлектрическийслой выполняют из алюмоиттриевого стекла следующего состава; вес,%: 10 68;Ср 109; ВО 14; АЗО 5; СаО 4, Температура вольфрамового испарителя приего испарении составляет 19800 С,Характеристики полученных КС-структур по примерам 1-3 приведены в таблице,3 84 ООЗПоставленная цель достигается тем, что известный диэлектрический материал, включающий окислы иттрия, бора, двуокись кремния, дополнительно содержит окислы алюминия и кальция при следующем количественном соотношении компонентов, вес,%:Окись иттрия 65-71ДВуокись кремния 6-1 2Окись бора 8-20 10Окись алюминия 2-8Окись кальция 1-7П р и м е р 1, На подложку в вакууме методом термического испарения наносят проводящий слой алюминия с под слоем титана, диэлектрический слой осаждают методом дискретного взрывного) испарения порошка алюмоиттриевого стекла состава, весЛ: Й О 65; 50 12; ВО 8; А 90 8; СаО 7 с вольфрамо вого испарителя, нагретого до 1950 С, затем осаждают резистивный слой методом дискретного (взрывного) испарения порошка хром-никель-кремниевого сплава с вольфрамового испарителя, нагретого до 25840032 7Как видно из таблицы, предлагаемое алюмоиттриевое стекло обладает высокими электрофизическими свойствами и позволяет получать Сддо 70-80 нф/см, Это обусловлено его высокой диэлектрической проницаемостью (Е =12) и электрической прочностью (210 В/см), низкиьми внутренними напряжениями и пористостью. Снижение температурного коэффициента частоты РС-структуры достигается путем компенсации абсолютных величин температурных коэффициентов емкости (ТКЕ) + (2+3 ) 10" гради сопротивления разных по знаку (температурный коэффициент сопротивления резистивного материала РСравен -(1,5-2,5) 10град). На величину резистора в к С-структуре существенно влияет микрорельеф диэлектрического слоя. Сочетание резистивного сплава КСи алюмоиттриевого стекла позволяет за счет только микрорельефа повысить удельное поверхностное сопротивление до 5000 Ом/кВ, что в 2,5 раза превышает те же значения известных материlалов.Таким образом, использование алюмоиттриевого стекла приведенного состава и резистивного сплава РСпозволяет снизить в 2-10 раз величину температурного коэффициента частоты до (0,1- 3.0) 10 град и повысить произведение Сд Я до 700 мкф Ом см 8Использование предлагаемого диэлектрического материала в РС-структурах с распределенными параметрами обеспечивает их хорошую температурную и временную стабильность параметров при высоком коэффициенте интеграции и надежности. форм ула изобретения10 Диэлектрический материал, преимущественно для РС-структуры, включающий окислы иттрия, бора, двуокись кремния, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с це лью повышения стабильности параметрови уменьшения температурного коэффициента частоты, он дополнительно содержит окислы алюминия и кальция при следующем количественном соотношении хом понентов, вес,%:Окись иттрия 65-7 1 Двуокись кремния 6-1 2 Окись бора 8-20 Окись алюминия 2-8 25 Окись кальция 1-7 Источники информации,принятые во внимание при экспертизеЗ 0 1. Авторское свидетельство СССР Мо 321485 кл. С 03 С 3/04, 1970. 2. Авторское свидетельство СССР Ху 566487, кл. Н 01 Ь 49/02, 1975,Составитель В. ЛенскаяРедактор С. Родикова Техред А.Савка Корректор МИемчикЗаказ 4653/29 Тираж 520 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий13.3035 Москва, Ж 35, Раушская наб., д. 4/5Филиал ППП патент г. Ужгород, ул. Проектная, 4