Тонкопленочные резисторы.

Фотолитография.

Процессы легирования, а также наращивания слоёв различных материалов призваны сформировать вертикальную физическую структуру ИМС. Необходимые форма и размеры элементов и областей в каждом слое структуры обеспечиваются процессом фотолитографии.

Фотолитография - процесс избирательного травления поверхностного слоя с использованием защитной фотомаски.

На рис. приведена укрупнённая структурная схема процесса фотолитографии. Отдельные этапы на схеме включают в себя несколько операций. Ниже в качестве примера приведено описание основных операций при избирательном травлении оксида кремния (SiO₂), которое используется многократно и имеет целью создание окон под избирательное легирование, а также контактных окон.

Таблица 3. Формы приконтактных областей полупроводниковых резисторов и номограммы для определения коэффициента k.

Топология приконтактных областей полупроводниковых резисторов	Номограммы для определения коэффициента k.

Рис. Укрупненная схема процесса фотолитографии.

Подготовка поверхности к нанесению фотослоя заключается в её обработке парами органического растворителя для растворения жировых плёнок, которые препятствуют последующему сцеплению фоторезиста с поверхностью. Отмывка сверхчистой (деионизованой) водой удаляет следы растворителя; а также микрочастицы, способные впоследствии образовать "проколы" в тонком (»1 мкм) слое фоторезиста.

Тонкопленочные резисторы являются элементами гибридных тонкоплёночных микросхем, а также согласующими элементами в микросборках, где они присутствуют в виде резистивных матриц (резистивных "сборок") на отдельной миниатюрной подложке, представляющей собой компонент микросборки. В обоих случаях резисторы изготавливаются на основе общей резистивной плёнки одновременно, т.е. по интегральной технологии.

Для осаждения тонких резистивных плёнок используют стандартные резистивные сплавы в виде порошков (для термовакуумного напыления) или дисков-мишеней (для распыления ионной бомбардировкой). Сплавы представляют собой силициды хрома, никеля, железа и двойные или тройные системы на их основе. Содержание кремния от 15 до 95 % обеспечивает широкий диапазон удельных сопротивлений. Конкретные марки резистивных сплавов характеризуются рекомендуемыми значениями удельного поверхностного сопротивления R_сл [Ом], допустимой удельной мощностью рассеивания Р₀ [Вт/см2], температурным коэффициентом сопротивления a [K^-1] и коэффициентом старения g_ст. Параметры некоторых сплавов для получения тонкопленочных резисторов приведены в табл..

Таблица. Электрофизические свойства резистивных металлосилицидных сплавов.

 

Трафаретный вариант, хотя и является более производительным и дешёвым, заметно уступает фотолитографическому по разрешающей способности (а_min) и точности (D_п), что следует из сравнительной таблицы.

Уширение проводящего вывода на величину В с каждой стороны призвано не допустить изменение сопротивления резистора из-за погрешности совмещения резистивного и проводящего рисунков.