Сплав для тонкоплівкових резисторів та спосіб його одержання

1. Сплав для тонкоплівкових резисторів, що містить залізо та вуглець, який відрізняється тим, що він містить залізо та вуглець у такому співвідношенні компонентів (ат.%): вуглець - 65,0 - 75,0, залізо - решта. 2. Спосіб одержання сплаву для тонкоплівкових резисторів, який включає триелектродне іонноплазмове розпилення набірних мішеней, які складаються зі статистично рівномірно розташованих квадратів чистих елементів, що ізольовані один від одного бар'єрними комірками, які знаходяться під потенціалом анода, який відрізняється тим, що спочатку розпилюють чисті елементи вуглець і залізо, а потім проводять термообробку напиленого аморфного сплаву при температурі (823±10) К протягом 60±5 с. Винахід відноситься до розробки сплавів, які використовують як пасивні резистивні елементи в мікроелекгроніці для отримання тонкоплівкових резисторів (ТПР) із заданим поверхневим електроопором (ПО). Відомий аморфний сплав для тонкоплівкових резисторів і спосіб його отримання [А. C. СРСР 1636466, С22С21/00, Н01С7/06, Заяв. 25.08.88. Опуб. Бюл № 11, 1991 г.], який містить компоненти у такому співвідношенні, мас. % : кобальт 24,5 54,0, вольфрам - 0,2 6,0, алюміній - решта. Спосіб отримання цього сплаву включає іонноплазмове розпилення мозаїчних мішеней, які складаються зі статистичне рівномірно розташованих квадратів кобальту, вольфраму та алюмінію, що ізольовані один від одного бар'єрними комірками, які знаходяться під потенціалом аноду. Плівки, які отримані з цих сплавів, мають недостатній діапазон: поверхневого опору (до 500 Ом/кв) та температурний коефіцієнт електроопору у межах 10-5- 7.10-6К-1. Ознаками, спільними з рішенням, що заявляється, є: отримання сплаву методом іонноплазмового розпилення мозаїчних мішеней, які складаються зі статистичне рівномірно розташованих квадратів вихідних елементів і які ізольовані один від одного бар'єрними комірками, що знаходяться під потенціалом аноду. Відомий сплав [B.C. Жигалов, О.А.Баюков, Р.С.Искаков, Г.И. Фролов. Исследование фазовых переходов в пленках Fe-C. - РАН. Физика металлов и металловедение. - 2002.- т.93.- № 3. - С.105112], що прийнятий за прототип, який містить Fe1-x Сx ( 0,19>х 60 аг. %). включає триелектродне іонно-плазмове розпиленНапилені іонно-плазмовим методом ня набірних мішеней, що складаються зі статикорозійностійкі плівки Fe-C після термообробки стично рівномірно розташованих квадратів чистих мають аморфно-кристалічну структуру, яка металів Сu і W, які ізольовані один від іншого складається з ферито-цементної суміші та аморфбар'єрними комірками, що знаходяться під ного вуглецю. Отриманий після термообробки ТКО потенціалом аноду (300В), при напрузі на сплавів Fe-C знаходиться на рівні 1,4…2,0 10-6K-1 мозаїчних мішенях (-2кВ), анодному струмі 1А, номінали поверхневого електроопору в залежності струмі розряду 20мА, робочому тискові у камері від складу і часу напилення після обробки (0,8-1,6).10-3Па. Робочий газ - аргон, час напилензмінюються у межах 800-4000 Ом/кв. Запронованя - 360с. ний склад і режим його термообробки надають Спільними з прототипом ознаками є: сплаву нові корисні властивості. - триелектродне іонно-плазмове розпилення Іонно-плазмове напилення здійснювали на набірних мішеней, що складаються зі статистичне приладі УРМ 3.279.014 з розробленим додатковим рівномірно розташованих квадратів чистих прискорювачем іонів робочого газу при таких реелементів, що ізольовані один від одного жимах: напруга на мозаїчній мішені (-2 кВ), анодбар'єрними комірками, які знаходяться під ний струм - 1 А, струм розряду 20 мА, робочий потенціалом аноду (300 В), при напрузі на тиск у камері (0,8-1,6).10-3 Па, робочий газ - аргон, мозаїчних мішенях (-2 кВ), анодному струмі 1А, час напилення 360 с. Контроль за ступенем струмі розряду 20 мА, робочому тиску в камері аморфізації плівок здійснювали на дифрактометрі (0,8-1,6).10-3 Па. Робочий газ у розпилювальної ДРОН -2,0 та за допомогою чотиризондового мекамері - аргон, термін напилення – 360 с. тоду вимірювання електроопору в процесі непереЗадачею винаходу є розроблення сплава для рвного нагрівання у вакуумі. Мозаїчна мішень тонкоплівкових резисторів та спосіб його отриманпредставляє набір квадратів (16 шт.) розміром ня шляхом триелектродного іонно-плазмового 20х20х5 мм чистих елементів Fe і С, що розпилення набірних мозаїчних мішеней з чистих рівномірно розташовані по площині розпилення. елементів (заліза і вуглеця) та термообробкою Квадрати цих елементів ізольовані один від одного напиленого аморфного сплаву. Це дозволяє отриекрануючими бар'єрними комірками, які знахомати сплав, який містить 65,0...75,0 аг. % вуглецю, дяться під потенціалом аноду і слугують додаткозалізо - решта, має прецизійні електрофізичні хавим прискорювачем через виникаючу рактеристики, а також високу корозійну стійкість, неоднорідність електричного поля іонів робочого менші габаритні розміри пасивних елементів газу (аргону), які розпиляють мішень. Завдяки домікросхем. датковим прискорювачам кінетична енергія іонів, Суттєвими ознаками сплаву, що заявляється, що розпиляють мішень, зростає в 5-6 разів і дає е використання вуглецю та заліза у такому можливість отримувати метастабільну аморфну співвідношенні компонентів (аг. %): структуру в сплаві. Сплави для тонкоплівкових - вуглець 65,0...75,0, резисторів містять залізо та 65,0-75,0 ат. % вугле- залізо - решта. цю спочатку розпилюються в аморфному стані, а Відмінними від прототипу ознаками є викорипотім вони проходять термообробку при стання вуглецю та заліза в такому співвідношенні температурі 823К протягом 60с. У таблиці наведекомпонентів (аг. %): но склади сплавів та їх властивості. Як видно з - вуглець 65,0...75,0, таблиці, оптимальний склад і режими термооброб- залізо - решта. ки, які необхідні для досягнення поставленої Сплави з таким вмістом вуглецю невідомі. задачі винаходу, відповідають номерам №№ 2, 3, Суттєвими ознаками способу, що заявляється, 5, 7, 9, 12. є: Тонкі плівки із заявлених матеріалів можуть - триелектродне іонно-плазмове розпилення бути застосовані при виготовленні середньо- та набірних мішеней, що складаються зі статистично високоомних прецизійних резисторів у рівномірно розташованих квадратів чистих мікросхемах. Порівняно з прототипом заявлені елементів С і Fe, що ізольовані один від одного склади дозволяють досягти більш прецизійних бар'єрними комірками, які знаходяться під значень ТКО плівкових резисторів за рахунок напотенціалом аноду 300 В, при напрузі на ближення практично до нуля ТКО з одночасним мозаїчних мішенях(-2 кВ), анодному струмі 1 А, суттєвим поширенням інтервалів значень поверхструмі розряду 20 мА, робочому тиску у камері невого електроопору і сприяти поліпшенню (0,8-1,6).10-3 Па. Робочий газ - аргон, час напиленпрецизійності і довготривалості роботи пасивних ня 360 с; елементів мікросхем за рахунок використання - термообробка напиленого аморфного сплаву тонкоплівкових резисторів у рівноважному при температурі (823±10)К протягом 60±5с. відпаленому стані. Отримані плівки Fe-C мають Відмінними від прототипу ознаками є: високу адгезію до діелектричних підкладок на рівні - розпилення чистих елементів С і Fe у новому 50 МПа. співвідношенні; Уведення в склад напилених плівок підвищеного вмісту вуглецю забезпечує отриман 5 75288 6 ня у вихідному стані аморфної структури, а після них розмірів пасивних елементів мікросхем завдязапропонованої термообробки - прецизійних ки зменшенню значень номіналів поверхневого електрофізичних характеристик, а також високої електроопора і збільшення надійності їх роботи корозійної стійкості (за рахунок надвисокого вмісту внаслідок досягнення в них рівноважної структури вуглецю) і підвищеної адгезії напилених плівок. і фазового складу. Перевагами даного технічного рішення є: викориЗаявлене рішення відповідає критеріям винастання дешевих компонентів, зменшення габаритходу. Таблиця Склади плівкових бінарних сплавів Fe-C та їх електричні властивості після термообробки № п/п 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. Температура обробки, К 823 823 823 823 823 813 833 823 823 810 823 838 Комп’ютерна верстка М. Клюкін Час обробки, с Склад, С, (ат. %) Rs. Ом/кв ТКО, 10-6, К-1 60 60 60 60 60 60 60 55 65 60 50 60 63 65 75 77 70 70 70 70 70 70 70 70 420 800 4100 4500 3600 3900 3600 3750 3600 3900 3850 3600 9 2 1,4 -3,5 1,7 4,5 1,7 2,1 1,7 5,3 4,1 1,7 Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601