Способ тренировки тонкопленочных конденсаторов — SU 588569 (original) (raw)
(53) М. Кл,Н 0,1 6 4/10 Щ 240686екн И МУЩЦИН 11 Ы 1 ВИИИ Вою Вцаиюм СОР Ю 1 НЫ ВМ(11 ИЕ1 И 11 ат 114 23) приоритет(43) Овублиноиаыо 150178, БЮЛЛетунЬ %2 (45) Дата опублмковаинЯ ойисания 060378 К 621,319,4(54) СПОСОВ тРВНИРОВКИ тОНКОПЛКН 0 ЧНЫХ КОНДЕНСАТОРОВИзобретение относится к областипленочной микроэлектроники. Способ может быть использован при изготовленииинтегральных пленочных микросхем,Известен способ тренировки тонкопленочных конденсаторов, основанныйна последовательном напылении в вакууме проводящих и диэлектрических слоев,по которому проводят термоотжнг с пос- )Оледующей электрической тренировкой 1 .Этим способом улучшают злектрофизические свойства конденсатора за счетпроведения термообработкн, однако припоследующей злектротренировке в диэлек трическом слов образуются отверстия(каналы), достигающие несколько микрометров, н иа их поверхности и а при"легающих к ним областях создаетсяповышенная концентрация металлов от 90восстановления окислов, входящих всостав диэлектрика. Эа счет самодифФузии под действием электрического поля, приложенного к конденсатору, атомы этих металлов определяют стабильность и надежность конденсатора, про"шедшего злектротренироаку. Это приводит к ухудшению электрических свойствконденсаторов и понижению их стабильности. 30 2Цель изобретения - повышение сопротивления изоляции, стабильности и выхо" да годных конденсаторов. Для этого по предлагаемому способу тренировки тонкопленочных конденсаторов, включающему термическую обработку и последующую электрическую тренировку в импульс" ном режиме, перед термической обработкой проводят предварительную электрическую тренировку; напряжение которой на 5-10 В ниже величины напряжения электрической тренировки, осуществляемой после термической обработки. 11 роведение предварительной электро- тренировки до термоотжига позволяет смягчить ев режимы и наиболее эффективно проводить восстановление корбткозамкнутых конденсатороа без значительного выгорания обкладок эа счет ограничения условий образования лавинного пробоя. Кроме того, электро тренировку проводят многократно, чередуя ее с термоотжигом,Данный способ опробован И дал по" ложитвльные результаты при испытании. Изготовлены пленочные конденсаторы с диэлектрическим слоем из иттрийборатного, алюмосиликатного и бороси" ликатного стекол.588569 последующей электротреннровкой, причем процесс электротренировки вели с напряженнем 25 В, т.е. на 10 В выше, чем при предварительной электротренировке.5 П р и м е р 2. Все операции проводили как в примере 1, ио электротренировку повторяли многократно два, три, четыре раза, чередуя с термоотжигом при 200 С в течение 4 ч, а на- (О пряжение при каждой последующей электротренировке повышали на 5-10 В.Полученные электрические параметрыконденсаторов приведены в табл.1.Таблица 1 Количествпроведеннэлектротрнировок, О,а 10 ф ф 2 10 ю ции 1 иЗпри 15электропоследуненни с Как видно из табл.1, проведение двух электротренпровок значительно улучшает электрические свойства( Вщ возрастает на 2-3 порядка) и стабиль ность кондеисдторов (в десять раз)э Дальнейшее увеличение числа электро тренирозок приводит также к улучшению, но, а меньшей степени.В табл.2 приведено изменение сред" 40 него значения сопротивления изоля" еиногоденияжига иа в сра ов, нзм ате про о термоо ермоотжи пособом кондснсатов резуль ренировки щей после известным 0 подложа которыхь с диэлтекла. а М подложки Предлагае вестный спо со коли чест во к денс йъ, эи нф Ои Количест н послеэлектротронировки ослетбрмо тжни ослеермотжиа с й воконденсаэлек тро тре- ниро лекЯсд 9 р% тро- трениров" ки СйщСйф Ои% 10 ф12 4 10 ф б 5 32 2" 10 ф 3 10 5 10 ф 6 15 1 0 ю 2О 8 10 ф 9 10 а 1,5 1 104 7 10 ф П р и м е р 1. На подложку термическим испарением в вакууме наносили проводящие слои, затем на нагретую до 100 С подложку осаждали диэлек трический слой методом дискретного (взрывного) испарения порошка из иттрийборатного стекла толщиной 2000 А с танталового испарителя, нагретого до 1900 С. После этого проводили предоварительную электротренировку в импульсном режиме при напряжении 15 В для укаэанной толщины диэлектрического слоя, затем проводили термоотжиг на воздухе при 200 Св течение 4 ч с Результаты получены на ках, разрезанных пополам, конденсаторы изготавливал триком из иттрийборатного,Прсдолжение таблицы 2 Предлагаемый способ Известный способ иЗ би Ъьг еи М подложки после после термо- элекотжи- ъротрега ,нироаки послетермоотжига/14 5 10 ф 7 10 ф10 2,5 10 ф 41012 5 10 ф б 1099 бф.10 ф710 ф8 810 ф 910 ф16 4 ф 10 ф 510 ф 4 10 В 810 ф 9109 31 358 510 ф 810 ф 1 ф 10 ф 41 б 4 106 8109 910 ф б 105 8 1 ОЗ 1 10 Ю 8106 110 1 у 510 ф 3104 8.109 8109 354 31 928 ЗО 873 37 Влияние порядка выполнения операций термоотжига и электротренировки на процент выхода годных многослойных конденсатороэ, изготовленных с диэлектрическими слоями из альмосиликатнго стекла, приведено в табл.З. Сравнение проводилось по 10 подложкам, количество конденсаторов на подложке 280,Иэ табл.2 видно, что лучшие резуЛь-таты получены при проведении электро тренировки до термоотжига, а повторная электротренировка, особенно необходимая при автоматизированной разбра- ковке конденсаторов по сопротивлению изоляции в процессе изготовления, 35 дополнительно улучшает электрические свойства конденсатора. Т а б л и ц а 3 а 112 60,8 г заестый 96 57 43,9 ие ПредлагаемоГо с леночных конденсат сить сопротивление ров и стабильность еличить выход годн особровизолэх по критерий годности конденсаторовопадании в заданный номинал с дом 15 принималось Я.41 100 м,яемое при 15 В, 4 фУ Ф 0,005,тр прожига обкладки меньше 50 мк Испольэова изготовления позволило пов ций конденсат 66 10 50 раз .и у.к . .иее 5 ил 5 55 ар 5 мекрии В 1 р 5-2 раэа уИх после предварительной электро;иОВ 55 и кермоотжига наряду с улуч ."д вием стехисметрического состава ди Э.55 яктри 5 ес 5 ой пленки пО кислороду у у;5 ецьк 5 е 55 ие ее дористости, снятия внут :;:,а 5 чщх 55 зха 55 ических напряжений проис:,";г 5 тдоокисление ВосстаиОВленных ме-,г;.;, и" эдлечидан 5 еОбласти ка-щ п",5 я лыгорания Воэник 55 их дри электро,О 5:Об тренировки тонкоплено них .Дэнсатороз, включающий термическую обработку н последующую электрическую тренировку В импульсном режиме,О. т л и ч а ю щ и и с я тем чтО сЦЕЛЬЮ ПОВЬМЕНИЯ СОПРОТКВЛЕИИЯ КЗОЛЯции, стабильности и ВыХода ГОДНЫХконденсаторов, перед термической обработкой проводят предварительнуюэлектрическую тренировку, напряжениекотаоой на 5-1 О В ниже величины напряжения электрической тренировки осуществляемой после термической обработки. ЯСТОЧ 5 ИКИтифРРМВД 5 И, К 5:Ц 5 Яъ В.-Внимание при экспертиэе;1 флектрониея хинина ,сия ЯМикроэлектроника, Выпуск к(33); 197",с, 35-39.Составитель П. ЛягниРедактор Т, Ррчикова Техрев А.Богдан Корректор А.ЛакидаЗакаэ 1561/723Тираж 960 ПодписноеОНИИПИ Государственного комитета Совета, Министров СССРпо делам изобретений и открытий113035 Москва ЖРаушская наб, д 45Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4