Матеріал для виготовлення тонкоплівкових резисторів

Материал для тонкопленочных резисторов, содержащий твердый раствор на основе дисилицида хрома и дисилицида никеля, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что он дополнительно содержит нитрид кремния при следующем соотношении компонентов, мае. %: дисилицид никеля 19-20 нитрид кремния 3-6 дисилицид хрома остальное. С > Изобретение относится к области электронной техники и может быть использовано для получения тонкопленочных резисторов методом ионно-плазменного и магнетронного распыления. В производстве тонкопленочных микрокомпозиционных резисторов в настоящее время большое распространение получили многокомпонентные соединения на основе силицидов металлов, в частности материалы PC ("Резистивные сплавы"), которые являются аналогами заявляемого материала in Использование силицидов в качестве материала для тонких резистивных пленок позволяет в большинстве случаев получить высокостабильные тонкопленочные резистивные элементы при высоких значениях удельного поверхностного сопротивления [2]. За счет образования силицидных и окисных фаз в металлосилицидных пленках при их получении и после термического стабилизирующего отжига кристаллическая структура, как правило, мелкодисперсная, а фазовый состав остается неизменным в течение* длительного времени. Это способствует получению стабильных и надежных тонкопленочных резисторов в широком диапазоне номиналов сопротивления [3]. Удельное сопротивление пленок на основе материалов класса PC имеет значение в диапазоне (10 4 - 10"2) Ом см, что ограничивает удельное поверхностное сопротивление пленок значениями (5 - 10) KOM/Q . Известен резистивный материал РС3710, выбранный в качестве прототипа. Состав материала РС3710 следующий, вес. %: Сг 36,6 - 39,5 N1 8-11 N 0 02 Н 0,03 00 ел О 11185 О 0,3 С 0,06 Si остальное. Данный материал, изготовленный методом порошковой металлургии, представляет собой твердый раствор на основе дисилицида хрома - (Cr, Ni) SI2. Тонкие пленки, полученные на основе РС-3710, имеют удельное сопротивление порядка 0,001 Ом-см и температурный коэффициент сопротивления порядка (-1)-10"4 I/K. Материал РС-3710 обладает рядом достоинств, отличающих материалы класса PC. Недостатки его заключаются в узком диапазоне удельного поверхностного сопротивления и относительно высоком температурном коэффициенте сопротивления. На его основе невозможно напылять пленки с сопротивлением слоя более (1 - 2) кОм/а. Это связано с тем, что толщина стабильных пленок должна быть не менее о 5 10 15 20 о 100 А, а еще лучше порядка 1000 А и выше. Аналогичным недостатком обладают и другие материалы класса PC. Задачей изобретения является увеличение удельного сопротивления, и связанное с этим расширение диапазона удельного поверхностного сопротивления в высокоомную область, тонкопленочных металлосилицидных резисторов, полученных ионно-плазменн ы м распылением массивных м и ш е н е й . Это достигается тем, что р е з и с т и в н ы й материал, включающий д и с и л и ц и д хрома и дІїсилілцид никеля и представляющий собой твердый раствор (Cr Ni)Si2, дополнительно с о д е р ж и т н и т р и д кремния п р и следующем с о о т н о ш е н и и к о м п о н е н т о в , вес. %: дисилицид никеля 19 - 20 нитрид кремния 3-6 д и с и л и ц и д кремния остальное. Анализ известных резистивных материалов [2] показал, что введенные в заявляемое р е ш е н и е вещества и з в е с т н ы , н а п р и м е р , fsfc№ п/п 25 материал (Cr NI)Si2 Однако его применение в чистом виде не обеспечивает такие свойства, которые он проявляет в сочетании с SI3N4, а именно значительное увеличение удельного сопротивления и расширение диапазона сопротивлений тонкопленочных резисторов, получаемых на его основе. При этом ТКС пленок не хуже, чем у прототипа, а качество мишеней, изготовленных методом порошковой металлургии - лучше. Таким образом, данный состав компонентов придает резистивному материалу новые свойства, что и является техническим результатом поставленной задачи. Для экспериментальной проверки заявляемого состава были приготовлены шесть смесей ингредиентов. Хром, никель, кремний, нитрид кремния брались в виде порошков. Мишени изготавливались методом порошковой металлургии. Как показал рентгеновский фазовый анализ, мишени (за исключением п. 1) состояли из двух фаз: твердого раствора на основе дисилицида хрома (Cr NI)Sl2 и нитрида кремния. Резистивные пленки получали методом ионно-плазменного распыления этих мишеней в вакууме. В таблице представлены составы мишеней и свойства полученных пленок. Из таблицы следует, что резистивный материал предполагаемого состава (пп. 3,4) более высокоомный. Пленки, полученные из этого материала, при толщине порядка о 1000 А имеют сопротивление слоя (30 35 70) кОм/а, что как минимум на два порядка больше, чему прототипа. При этом температурный коэффициент сопротивления пленок имеет значение - (1,8 - 2,1)*10 4 І/к, что сравнимо с аналогичным значением для чи40 стого РС-3710 (п. 1). Использование заявляемого изобретения позволит расширить диапазон удельного сопротивления и повысить надежность тонкопленочных резисторов. 45 Состав резистивного материала, в вес % Дисилицид Дисилицид никеля хрома Нитрид кремния 1 79,70 20,30 0 2 78,14 19,90 1.96 Характеристики тонкопленочных резисторов Толщина о пленки,А 2800 3200 • 1200 2250 Сопротив- TKC-10"4l/k ление слоя, OM/D 80 120 400 ' 150 1.5 1.9 11185 Продолжение таблицы • Состав резистивного материала в вес %' п/п Дисилицид хрома Дисилицид никеля Нитрид кремния 3 76,63 19,52 3.85 4 75,59 19,15 5,66 5 73,31 18,67 8,02 6 77,71 18,26 10,03 Упорядник Замовлення 4052 Техред М.Моргентал Характеристики ТОНКОПЛРНОЧНЫУ резисторов Толщина пленки, А 1250 1900 2320 1500 2800 3700 2540 3260 2250 3640 Сопротив ление слоя ГКС-10 OM/D 590 400 320 74000 46000 33000 92 73 180 82 Коректор Л . ФІль Тираж Підписне Державне патентне відомство України, 254655, ГСП, Київ-53, Львівська пл., 8 Відкрите акціонерне товариство "Патент", м. Ужгород, вул.ГагарІна, 101 1.8 2.1 2,4 2,6 4 l/k