一种用反应溅射和薄膜退火制作薄膜电阻的方法技术

本发明专利技术公开了一种用反应溅射和薄膜退火制作薄膜电阻的方法，包括以下步骤：1)在衬底介质层上利用反应溅射淀积一层薄膜电阻层和掩蔽层；2)通过干法刻蚀的方法去除薄膜电阻层和掩蔽层，形成电阻图形；3)利用光刻刻蚀工艺去除多余的掩蔽层，保留端头掩蔽层；4)在电阻图形上淀积隔离层，并在电阻端头刻蚀形成连接孔；5)进行薄膜退火；6)淀积金属层，填充连接孔，引出电阻。本发明专利技术具有能有效保证薄膜材料电阻的稳定性的有益效果。电阻的稳定性的有益效果。电阻的稳定性的有益效果。

【技术实现步骤摘要】
一种用反应溅射和薄膜退火制作薄膜电阻的方法


[0001]本专利技术涉及半导体集成电路领域，具体是一种用反应溅射和薄膜退火制作薄膜电阻的方法。

技术介绍

[0002]CrSi薄膜电阻较扩散电阻和注入电阻相比，具有温度系数更低、寄生参量更小和阻值范围更宽等优点，因此成为了高精度集成电路和模块电路精密电阻网络的基础。随着集成电路向高精度、高稳定性方向的进一步发展，对组成精密电阻网络的CRSI薄膜电阻的制备工艺提出了更高的要求。
[0003]CrSi薄膜电阻通常采用直流磁控溅射方法进行制备，但磁控直流溅射对合金靶材的组分控制不好，导致CrSi薄膜电阻的稳定性不高，限制了CrSi薄膜在高精度方面的应用。而文献号为US6365482B的美国专利公布了一种利用溅射和快速退火制备薄膜电阻的方法，采用直流磁控溅射的方法制备CrSi薄膜，然后再在氮气环境下进行快速退火，改变CrSi组分构成，对CrSi薄膜电阻稳定性有较大影响。
[0004]现有的薄膜电阻制备技术普遍采用直流溅射或直流磁控溅射和快速退火的方法来制备薄膜电阻，这样对薄膜电阻组分控制较差，使得电阻薄膜稳定性较差。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是解决现有技术中存在的问题，提供一种用反应溅射和薄膜退火制作薄膜电阻的方法，以实现对CrSi组分的精确控制，获得高稳定性的CrSi薄膜，扩展CrSi金属薄膜电阻在IC产品中的应用。
[0006]为了解决上述问题，本专利技术采用了以下的技术方案。
[0007]一种用反应溅射和薄膜退火制作薄膜电阻的方法，包括以下步骤：
[0008]1)在衬底介质层上利用反应溅射淀积一层电阻薄膜层和掩蔽层；
[0009]2)通过干法刻蚀的方法去除电阻薄膜层和掩蔽层，形成电阻图形；
[0010]3)利用光刻刻蚀工艺去除多余的掩蔽层，保留端头掩蔽层；
[0011]4)在电阻图形上淀积隔离层，并在电阻端头刻蚀形成连接孔；
[0012]5)进行薄膜退火；
[0013]6)淀积金属层，填充连接孔，引出电阻。
[0014]进一步地，所述步骤1)薄膜电阻层(2)为含Cr的金属薄膜。
[0015]更进一步地，所述含Cr的金属薄膜为CrSi薄膜。
[0016]在一种可能的制作方法中，所述步骤1)中制备的电阻薄膜所采用的反应溅射方式为：在常规加入Ar的溅射过程中加入N2反应溅射气体，从而在溅射时就加入了氮气进行反应溅射，能使CrSi薄膜组分更加稳定。
[0017]进一步地，溅射气体包括N2和Ar：溅射气体中N2流量为10～100sccm，Ar流量为1～200sccm。
[0018]更进一步地，在所述反应溅射中溅射的腔室压力为1～10mTorr，溅射功率为1000～2000W。
[0019]在一种可能的制作方法中，所述步骤1)中的掩蔽层由具有高选择比材料溅射得到，所述高选择比材料包括Ti或TiW。
[0020]在一种可能的制作方法中，所述步骤4)中的隔离层的材料为SiO2或Si3N4。
[0021]在一种可能的制作方法中，所述步骤5)中薄膜退火采用常压炉管退火，以稳定薄膜电阻层膜质，同时使薄膜的各原子能够运动到更稳定的位置，从而使薄膜电阻更加稳定。
[0022]进一步地，所述常压炉管退火条件为温度300～600℃，所用气体N2流量为1～20SLM，时间为20～60分钟。
[0023]在一种可能的制作方法中，所述步骤6)中的金属层的材料为导电金属材料，所述金属层包括AlSiCu、Al或AlCu。
[0024]相比现有技术，本专利技术具有如下有益效果：
[0025]本专利技术采用一种反应溅射和薄膜退火制作薄膜电阻的方法，与溅射和快速退火制备薄膜电阻的工艺相比，在溅射时就加入了氮气进行反应溅射，能使CrSi薄膜组分更加稳定，而通过薄膜退火工艺后，薄膜的各原子能够运动到更稳定的位置，从而使薄膜电阻更加稳定。
[0026]综上，本专利技术具有能有效保证薄膜材料电阻的稳定性的有益效果，制作得到的500
±
50Ω/
□
的CrSi电阻薄膜温度系数达
‑
10～+10ppm。
附图说明
[0027]图1为本专利技术中在衬底介质层表面淀积薄膜电阻层和掩蔽层的示意图；
[0028]图2为在掩蔽层上形成光刻胶图形的立体图；
[0029]图3为干法刻蚀后在衬底介质层上形成了CrSi/TiW图形的示意图；
[0030]图4刻蚀后保留端头掩蔽层的示意图；
[0031]图5为淀积隔离层后，电阻端头刻蚀形成连接孔的示意图；
[0032]图6为金属淀积示意图；
[0033]图7为金属引出薄膜电阻的示意图。
[0034]图中：1
‑
衬底介质层、2
‑
薄膜电阻层、3
‑
掩蔽层、4
‑
隔离层、5
‑
金属层。
具体实施方式
[0035]下面结合附图和实例，对本专利技术做进一步详细说明。
[0036]如图1
‑
7所示，本专利技术所制造的薄膜电阻包括：衬底介质层1、薄膜电阻层2、掩蔽层3、介质层4、隔离层5和金属层6。为实现上述器件结构，本专利技术采用如下具体制造工艺，现就具体制造工艺详细阐述、披露如下：
[0037]实施例1：
[0038]具体制造工艺包括：
[0039]1)如图1所示，在衬底介质层1上利用反应溅射淀积一层电阻薄膜层2和掩蔽层3。衬底介质层1绝缘介质。
[0040]薄膜电阻层2为CrSi，制备的电阻薄膜采用反应溅射方式，在溅射过程中加入N2以
得到含氮的CrSi薄膜，溅射的腔室压力为1～10mTorr，溅射功率为1000～2000w；所述溅射气体包括N2和Ar：溅射气体中N2流量为10～100sccm，Ar流量为1～200sccm，薄膜电阻层2阻值为500
±
50Ω/
□
。
[0041]掩蔽层3为TiW，厚度约为100
±
10nm。
[0042]2)通过干法刻蚀的方法去除薄膜电阻层2和掩蔽层3，形成电阻图形。
[0043]2.1)如图2所示，在掩蔽层3上涂覆一层厚度为0.85
±
0.1um的正性光刻胶，光刻胶经前烘、曝光、后烘、显影图形化后，得到具有所需刻蚀图形的刻蚀掩膜；
[0044]2.2)制作好光刻图形后，采用刻蚀机对TiW/CrSi薄膜进行刻蚀，刻蚀后的示意图如图3
[0045]3)如图3所示，利用光刻刻蚀工艺去除多余的掩蔽层3，保留端头掩蔽层3。
[0046]具体的：在电阻图形上涂覆一层厚度为1.50
±
0.1um的正性光刻胶，光刻胶经前烘、曝光、后烘、显影图形化后，进行TiW的刻蚀，得到保留了端头掩蔽层的电阻图。
[0047]本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用反应溅射和薄膜退火制作薄膜电阻的方法，其特征在于，包括以下步骤：1)在衬底介质层(1)上利用反应溅射淀积一层电阻薄膜层(2)和掩蔽层(3)；2)通过干法刻蚀的方法去除电阻薄膜层(2)和掩蔽层(3)，形成电阻图形；3)利用光刻刻蚀工艺去除多余的掩蔽层(3)，保留端头掩蔽层(3)；4)在电阻图形上淀积隔离层(4)，并在电阻端头刻蚀形成连接孔；5)进行薄膜退火；6)淀积金属层(5)，填充连接孔，引出电阻。2.根据权利要求1所述的一种用反应溅射和薄膜退火制作薄膜电阻的方法，其特征在于：所述步骤1)薄膜电阻层(2)为含Cr的金属薄膜。3.根据权利要求2所述的一种用反应溅射和薄膜退火制作薄膜电阻的方法，其特征在于：所述含Cr的金属薄膜为CrSi薄膜。4.根据权利要求1、2或者3所述的一种用反应溅射和薄膜退火制作薄膜电阻的方法，其特征在于：所述步骤1)中制备的电阻薄膜所采用的反应溅射方式为：在常规加入Ar的溅射过程中加入N2反应溅射气体。5.根据权利要求4所述的一种用反应溅射和薄膜退火制作薄膜电阻的方法，其特征在于：溅射气体包括N2和Ar：溅射气体中N2流量为10～100sccm，Ar流量为1～200sccm。6.根据权利要求1至5中...

【专利技术属性】
技术研发人员：王飞，常小宇，湛逍逍，李智囊，钟怡，杨永晖，
申请(专利权)人：重庆中科渝芯电子有限公司，
类型：发明
国别省市：