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【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于芯片制造,具体涉及一种提升铬硅薄膜电阻阻值稳定性的方法。
技术介绍
1、随着现代电子薄膜的广泛应用,科研人员对高精度金属薄膜电阻开展了大量研究。各科研单位等对薄膜电阻工艺、机理、薄膜厚度测量技术和温度系数测量技术等方面的研究。
2、现有一些企业,如acc公司专业开发分立高精度电阻,vishay公司开发了系列的标准精密电阻网络。ibm公司开发了一种mimcap结构电阻可以做到零温度系数,hte labs与analog devices合作制造了高阻值薄膜。pure sputtered films inc开展了薄膜的组分及结构相位分析。金属薄膜电阻较扩散和注入电阻具有更低的温度系数、较小寄生参量和较宽电阻值范围,同时可使用薄膜电阻激光烧调的方法进行调整,使电阻精度大大提高,最后得到电阻精度δr/r可达到±0.01%以下。因此,在高精密模拟集成电路的研制中占据重要地位。金属薄膜电阻按照所使用材料的不同分为三类:一是镍铬系(ni-cr)电阻合金,二是铬硅系(cr-si)电阻合金,三是铬一氧化硅(cr-sio)系电阻合金。铬硅系电阻合金由于阻值范围适中和适用范围广等特点,成为片式元件、混合集成电路和单片集成电路中最常用的电阻材料。
3、然而,目前关于金属膜电阻的报道主要集中在电阻和电阻网络的特性及应用领域方面,而薄膜制备技术对电阻的稳定性研究较少。电子系统所用的高精度低温漂仪表放大器、高精度基准源等先进元器件对无源电阻器件的温度系数、精度和稳定性的要求越来越高。而传统的注入和扩散电阻温度系数一般在200
技术实现思路
1、针对现有技术中存在的问题,本专利技术提供一种提升铬硅薄膜电阻阻值稳定性的方法,通过在铬硅薄膜电阻制造过程中增加低温老炼过程从而有效的提高了电阻的稳定性。
2、本专利技术是通过以下技术方案来实现:
3、一种提升铬硅薄膜电阻阻值稳定性的方法,包括,
4、在衬底上,依次淀积绝缘层和铬硅电阻层,并对铬硅电阻层进行光刻工艺、刻蚀工艺后,再淀积金属连线层,并制备图形后进行湿法金属刻蚀和金属合金后,再淀积钝化层后,制备得到铬硅薄膜电阻,通过在再合金中加入低温电阻老化过程对铬硅薄膜电阻处理后,从而实现提升铬硅薄膜电阻阻值稳定性。
5、优选的,所述通过在再合金中加入低温电阻老化过程对铬硅薄膜电阻处理的具体过程为:
6、s1,将铬硅薄膜电阻在合金退火炉温度为200℃~400℃、n2流量为7slm~21slm的条件下进舟,进舟时间为20分钟~35分钟;
7、s2,将合金退火炉温度的升温至250℃~450℃、升温速率为2℃/分钟~5℃/分钟,n2流量为7slm~21slm的条件下对铬硅薄膜电阻进行再合金处理,再合金处理时间为30分钟~60分钟;
8、s3,再将合金退火炉温度降温至低温老炼温度,降温速率为2℃/分钟~5℃/分钟,在温度为100℃~250℃,n2流量为7slm~21slm的条件下对再合金处理后的铬硅薄膜电阻进行低温老炼;
9、s4,随后在低温老炼温度下、n2流量为7slm~21slm的条件下将低温老炼处理后的铬硅薄膜电阻的出舟,出舟时间为20分钟~30分钟。
10、优选的,再合金处理前,先自检测合金炉管待机温度和气体流量是否正常;其中,所述待机温度为200℃~400℃,n2流量为7slm~21slm,自检测时长5秒~15秒。
11、优选的,所述s3中的低温老炼温度范围为100℃~250℃,低温老炼时间为10小时~30小时;
12、优选的,对经过再合金与低温电阻老化处理前后的不同形状、不尺寸的铬硅薄膜电阻在进行测试,并计算铬硅薄膜电阻阻值变化率,评估铬硅薄膜电阻阻值的稳定性;
13、其中,电阻阻值变化率=abs(老炼后电阻-老炼前电阻)/老炼前电阻*100%。
14、优选的,所述铬硅薄膜电阻的形状包括条形电阻、冒状电阻、蛇形电阻以及梯形电阻,所述铬硅薄膜电阻的尺寸为2000μm2~500000μm2。
15、优选的,经过再合金与低温电阻老化处理后的铬硅薄膜电阻的阻值变化率在0.01‰~0.3‰。
16、优选的,所述衬底采用硅衬底,所述绝缘层为采用等离子体化学气相淀积法以正硅酸乙酯+氧气为反应源淀积的二氧化硅薄膜。
17、优选的,所述钝化层结构为采用等离子体化学气相淀积法以硅烷+笑气为反应源淀积的二氧化硅薄膜和采用等离子体化学气相淀积法以硅烷+氨气为反应源淀积的氮化硅薄膜。
18、优选的,所述金属连线层采用直流磁控溅射法淀积的掺杂了硅和铜的铝薄膜。
19、与现有技术相比,本专利技术具有以下有益的技术效果:
20、本专利技术提供一种提升铬硅薄膜电阻阻值稳定性的方法,基于现有的集成电路制作方法,在衬底上,依次淀积绝缘层和铬硅电阻层,并对铬硅电阻层进行光刻工艺、刻蚀工艺后,再淀积金属连线层,并制备图形后进行湿法金属刻蚀和金属合金后,再淀积钝化层后,制备得到铬硅薄膜电阻,通过在再合金中加入低温电阻老化过程对铬硅薄膜电阻处理后,降低了低温老炼前后铬硅薄膜电阻阻值变化量,使得高精度铬硅薄膜电阻阻值稳定性大大提升。本专利技术对铬硅薄膜电阻性能提升,与之前技术维度不同,体现在高温环境放置后,冷却回到常温状态,与未经历高温处理前常温状态比较,也有极高的一致性。
21、进一步,本专利技术在再合金菜单中加入低温老炼过程,经过再合金及低温老炼处理后的铬硅薄膜电阻经过100℃~250℃,10小时~30小时低温老炼过程后阻值变化率小于0.3‰。
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1.一种提升铬硅薄膜电阻阻值稳定性的方法,其特征在于,包括,
2.根据权利要求1所述的一种提升铬硅薄膜电阻阻值稳定性的方法,其特征在于,所述通过在再合金中加入低温电阻老化过程对铬硅薄膜电阻处理的具体过程为:
3.根据权利要求2所述的一种提升铬硅薄膜电阻阻值稳定性的方法,其特征在于,再合金处理前,先自检测合金炉管待机温度和气体流量是否正常;其中,所述待机温度为200℃~400℃,N2流量为7slm~21slm,自检测时长5秒~15秒。
4.根据权利要求2所述的一种提升铬硅薄膜电阻阻值稳定性的方法,其特征在于,所述S3中的低温老炼温度范围为100℃~250℃,低温老炼时间为10小时~30小时。
5.根据权利要求2所述的一种提升铬硅薄膜电阻阻值稳定性的方法,其特征在于,对经过再合金与低温电阻老化处理前后的不同形状、不尺寸的铬硅薄膜电阻在进行测试,并计算铬硅薄膜电阻的阻值变化率,评估铬硅薄膜电阻阻值的稳定性;
6.根据权利要求5所述的一种提升铬硅薄膜电阻阻值稳定性的方法,其特征在于,所述铬硅薄膜电阻的形状包括条形电阻、冒状电阻、
7.根据权利要求1所述的一种提升铬硅薄膜电阻阻值稳定性的方法,其特征在于,经过再合金与低温电阻老化处理后的铬硅薄膜电阻的阻值变化率在0.01‰~0.3‰。
8.根据权利要求1所述的一种提升铬硅薄膜电阻阻值稳定性的方法,其特征在于,所述衬底采用硅衬底,所述绝缘层为采用等离子体化学气相淀积法以正硅酸乙酯+氧气为反应源淀积的二氧化硅薄膜。
9.根据权利要求1所述的一种提升铬硅薄膜电阻阻值稳定性的方法,其特征在于,所述钝化层的结构为采用等离子体化学气相淀积法以硅烷+笑气为反应源淀积的二氧化硅薄膜和采用等离子体化学气相淀积法以硅烷+氨气为反应源淀积的氮化硅薄膜。
10.根据权利要求1所述的一种提升铬硅薄膜电阻阻值稳定性的方法,其特征在于,所述金属连线层采用直流磁控溅射法淀积的掺杂了硅和铜的铝薄膜。
...【技术特征摘要】
1.一种提升铬硅薄膜电阻阻值稳定性的方法,其特征在于,包括,
2.根据权利要求1所述的一种提升铬硅薄膜电阻阻值稳定性的方法,其特征在于,所述通过在再合金中加入低温电阻老化过程对铬硅薄膜电阻处理的具体过程为:
3.根据权利要求2所述的一种提升铬硅薄膜电阻阻值稳定性的方法,其特征在于,再合金处理前,先自检测合金炉管待机温度和气体流量是否正常;其中,所述待机温度为200℃~400℃,n2流量为7slm~21slm,自检测时长5秒~15秒。
4.根据权利要求2所述的一种提升铬硅薄膜电阻阻值稳定性的方法,其特征在于,所述s3中的低温老炼温度范围为100℃~250℃,低温老炼时间为10小时~30小时。
5.根据权利要求2所述的一种提升铬硅薄膜电阻阻值稳定性的方法,其特征在于,对经过再合金与低温电阻老化处理前后的不同形状、不尺寸的铬硅薄膜电阻在进行测试,并计算铬硅薄膜电阻的阻值变化率,评估铬硅薄膜电阻阻值的稳定性;
6.根据权利要求5所述的一种提升铬硅薄...
【专利技术属性】
技术研发人员:李博,折宇,陈宝忠,赵沫沫,李宁,王刚平,张旭杰,姚晓军,刘存生,
申请(专利权)人:西安微电子技术研究所,
类型:发明
国别省市:
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