形成薄膜电阻器的方法技术

本发明专利技术公开了形成薄膜的方法。一种这样的方法可包括溅射靶材来形成第一薄膜电阻器和调整沉积参数以调节随后形成的第二薄膜电阻器的属性。例如，衬底偏压和/或衬底温度可被调整来调节所述第二薄膜电阻器的属性。所述第二薄膜电阻器的电阻温度系数（TCR）和/或另一属性可通过调整所述沉积参数而进行调节。溅射到所述衬底上的所述靶材可包括例如Cr合金、Ni合金、SiCr、NiCr等等。可在所述衬底偏压和/或衬底温度与所述薄膜电阻器属性之间建立关系，并且所述关系可用来选择所要属性值的沉积条件。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了形成薄膜的方法。一种这样的方法可包括溅射靶材来形成第一薄膜电阻器和调整沉积参数以调节随后形成的第二薄膜电阻器的属性。例如，衬底偏压和/或衬底温度可被调整来调节所述第二薄膜电阻器的属性。所述第二薄膜电阻器的电阻温度系数（TCR）和/或另一属性可通过调整所述沉积参数而进行调节。溅射到所述衬底上的所述靶材可包括例如Cr合金、Ni合金、SiCr、NiCr等等。可在所述衬底偏压和/或衬底温度与所述薄膜电阻器属性之间建立关系，并且所述关系可用来选择所要属性值的沉积条件。【专利说明】
本公开技术涉及在衬底上沉积材料，并且更特定地说，涉及在衬底上形成薄膜电阻器。
技术介绍
靶材可通过溅射(物理气相沉积(PVD)的形式)沉积在衬底上以在衬底上形成薄膜。在溅射沉积中，薄膜的成分和/或属性通常通过使用不同的靶材进行调整。反应性溅射是一种调节被溅射在衬底上的材料的方法。在反应性溅射中对调节溅射材料的主要控制是控制反应性气体添加剂(诸如用于N结合的N2)的比例。需要改进对由溅射形成的薄膜(诸如薄膜电阻器)的属性的控制。而且，需要以具成本效益的方式形成具有所要属性的薄膜。
技术实现思路
本公开内容的一个方面是一种。溅射材料来形成第一薄膜电阻器。这种溅射是非反应性溅射。在溅射材料以形成第一薄膜电阻器之后，调整沉积参数。接着通过溅射基本上相同的材料来形成第二薄膜电阻器，用调整的沉积参数来调节第二薄膜电阻器相对于第一薄膜电阻器的电阻温度系数(TCR)的TCR。本公开内容的另一方面是一种。将材料溅射在第一衬底上以在第一衬底上形成第一薄膜电阻器。衬底偏压被调整来调节第二薄膜电阻器相对于第一薄膜电阻器的相同属性的属性。第二薄膜电阻器通过溅射以调整的衬底偏压形成在第二衬底上。本公开内容的另一方面是一种在衬底上形成薄膜的方法。所述方法包括将衬底加热到在从约500°C到1000°C的范围中选择的温度，和在所述温度下将材料溅射在衬底上以在衬底上形成薄膜。在这种方法中，在所述温度下溅射在衬底上的材料包括SiCr和/或NiCr。本公开内容的又一方面是一种。选择薄膜电阻器的属性的值。基于沉积参数和属性之间的关系获得与选定的属性值相关的沉积参数值。沉积参数包括衬底偏压或衬底温度中的至少一个。沉积参数被设定为沉积参数的获得值。当沉积参数处于获得值时，导致靶材被溅射在衬底上以形成具有属性的选定值的薄膜电阻器。出于概述本公开内容的目的，已经在本文中描述了本专利技术的特定方面、优点和新颖特征。应了解不一定全部这类优点可根据本专利技术的任何特定实施方案而实现。因此，本专利技术可以如本文所教导达成或最优化一个优点或一组优点的方式具体实施或实行，而不一定达成如本文可能教导或建议的其它优点。【专利附图】【附图说明】图1是用于在衬底上形成薄膜的示例性沉积装置的示意图。图2是根据实施方案的的流程图。图3A是薄膜电阻器的示意等角图。图3B是薄膜电阻器的横截面。【具体实施方式】溅射系统(诸如RF溅射系统)可能难以建立和维护。调整任何沉积参数可能影响沉积形成的薄膜的其它沉积参数和/或属性。溅射设备因此通常经过构造使得特定沉积参数已经固定。举一个实例，溅射设备可具有在不修改沉积装置的情况下不可调整的固定衬底偏压。在其它实例中，溅射设备可在窄范围内具有可调整偏压，但是在初始设备建立后对于沉积而言偏压是固定的。根据本文所述的实施方案，可通过调整靶材的成分而调节薄膜电阻器的属性，诸如电阻温度系数(TCR)。例如，由PVD形成的薄膜电阻器可由金属陶瓷靶材生产。金属陶瓷材料包括陶瓷组分和金属组分。TCR常规上已经通过调整金属陶瓷靶材中陶瓷组分和金属组分的比率而得到调整。调整这些比率已经是一个反复过程，其既耗时又昂贵。更一般来说，开发新靶材可能是一个缓慢和/反复的过程。因此，开发新靶材以获得溅射薄膜的所要属性是昂贵的。本公开内容的方面涉及在衬底上溅射材料以在衬底上形成薄膜和调整沉积参数以调节随后形成的薄膜的属性。例如，第一薄膜电阻器可形成在第一衬底上，接着可调整衬底偏压和/或衬底温度，且可以调整的衬底偏压和/或衬底温度在第二衬底上形成第二薄膜电阻器。在本实例中，可比较第一薄膜电阻器调整衬底偏压和/或衬底温度来调节第二薄膜电阻器的属性。这类调整可调节薄膜电阻器的一个或多个属性，诸如电阻温度系数(TCR)。在调整沉积参数之后，具有所要属性的薄膜可被形成为具有所要沉积参数值。例如，在调整衬底温度之后，可将衬底加热到特定温度(例如，在从约500°C到1000°C的范围中选择的温度)以形成薄膜电阻器。可通过调整溅射参数调节的其它属性的一些实例包括均匀性、密度和电阻率。通过溅射形成的薄膜电阻器可包括例如包括陶瓷组分和金属组分的金属陶瓷材料、Cr合金(诸如SiCr或NiCr)、Ni合金(诸如NiCr)等等。在金属陶瓷材料中，金属组分可包括Cr合金或Ni合金。如本文所使用，“SiCr”不意在表达化学计算法，且“SiCr”可指代包括质量百分比为约10%-50%的Si和质量百分比为约5%-70%的Cr的合金。同样地，如本文所使用，“NiCr”不表达化学计算法，且“NiCr”可指代包括质量百分比约为10%_50%的Ni和质量百分比约为5%-70%的Cr。通过溅射形成的薄膜电阻器可包括组合SiCr或NiCr的其它元素，诸如陶瓷组分和/或微量元素。本文中所述的尤其可能够达成一个或多个下列优点。溅射的薄膜的属性可被调节而不改变靶材。因此，在特定实施方案中，单个靶材可用来形成具有不同属性的薄膜电阻器。例如，单个靶材可用来通过修改沉积参数而形成具有基本上相同的电阻和不同的TCR值的薄膜电阻器。因此，具有不同属性的薄膜电阻器可在单个腔室中形成，甚至不改变靶。根据本文所述的原理和优点，单个靶材可产生具有单个电阻值和一系列TCR值的薄膜电阻器。图1是适合用于在衬底上形成本文所述的任何薄膜的示例性沉积装置100的示意图。所述沉积设备100被构造用于射频(RF)溅射，其中可在衬底120上沉积来自靶110的材料。衬底120可以是用于容纳靶材的薄膜的任何合适衬底，诸如具有部分制造的集成电路的半导体晶片。如所示，靶110可包括根据特定实施方案的SiCr。在一些其它实施方案中，靶110可包括本文所引用的任何靶材，特别是适于制造薄膜电阻器的靶材。惰性气体(诸如氩气)可经由入口 132被供应到腔室130。超高真空泵133可在腔室130中产生适于生成用于RF溅射的等离子的真空。RF溅射可实现极薄膜的均匀沉积，诸如厚度小于约100 A的膜，例如，厚度为约40 A的膜。高频RF生成器134和阻抗匹配网络136可用于对靶110供电以从供应到腔室130的惰性气体生成靶等离子135。高频RF生成器134可生成具有任何合适频率的信号。在所示沉积装置100中，高频RF生成器134可生成频率为约13.56MHz的信号。靶等离子135可用作在靶110上生成平均负电压的整流器。匹配网络136可包括被构造来补偿变化的阻抗的隔直流(DC)电容器。正充电氩气或其它稀有气体离子可被强烈地吸引到负充电的靶110。正充电的氩气离子可与靶110的表面相碰，逐出靶材110的原子，诸如SiCr靶材的SiCr原子。RF的电势交替确保维持靶等离子135。溅射本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种形成薄膜电阻器的方法，所述方法包括：溅射材料以形成第一薄膜电阻器，所述溅射是非反应性溅射；在溅射所述材料后调整沉积参数以形成所述第一薄膜电阻器；和在所述调整之后，通过溅射基本上相同的材料来形成第二薄膜电阻器，用所述调整的沉积参数来调节所述第二薄膜电阻器相对于所述第一薄膜电阻器的电阻温度系数（TCR）的TCR。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：M·N·莫里塞，B·P·斯坦森，
申请(专利权)人：美国亚德诺半导体公司，
类型：发明
国别省市：