[發明專利]鉭源前驅體及其制備方法和TaN薄膜電阻的制備方法

有效

• 申請號: 201410136822.2
• 申請日: 2014-04-04
• 公開（公告）號: CN104975269B
• 公開（公告）日: 2017-06-23
• 發明（設計）人: 劉萍;張雙慶
• 申請（專利權）人: 廣東丹邦科技有限公司
• 主分類號: C23C16/34
• 分類號: C23C16/34;C23C16/517;H05K3/00
• 代理公司: 深圳新創友知識產權代理有限公司44223
• 代理人: 趙燁福

技術領域

本發明涉及薄膜電阻，尤其是涉及鉭源前驅體及其制備方法和TaN薄膜電阻的制備方法。

背景技術

迄今為止，已有數百萬的埋嵌無源元件被應用于各種形式的電子設備中。隨著集成電路技術的發展要求，元器件將會向著高性能、小型化、輕薄化的方向發展，以及可靠性更高的嵌入元器件印制電路板。在PCB上安裝的元件中，焊點最多的是電阻元件，幾乎占有搭載元件的半數以上，尤其是移動電話機器中，電阻元件以外大多數搭載元件正在趨向于高密度化。高密度化部品安裝的解決策略之一是電阻元件，使用埋置的方式把電阻埋置到PCB內部可以節省PCB板面大量的表面積和空間，并且還能避免信號傳輸中不必要的寄生電感和寄生電容，能夠使信號的傳輸更加完整。

傳統的在基板中埋入電阻的方法是絲網印刷法（中國專利CN1567485A、美國專利第6030553號、中國專利CN101033349A、中國專利CN101868064A、中國CN102548238A），即，首先將石墨或碳黑粉末同其它添加劑一起分散混合在樹脂粘結劑中，調配成電阻漿料，然后，利用網印方式，一次將大量的電阻器糊狀物印在電路基板上，最后通過烘烤硬化后制成，其阻值通過激光切割的方式進行修整。這種方法生產效率較高且工藝較簡單，對材料和設備的要求也不高，但電阻膜較厚（微米級厚膜電阻）且厚度及均勻度不易控制，阻值精度較低（±10%），固化過程中長時間的高溫處理極易對電路板尤其是柔性電路板及其上的其它元器件造成一定的損壞；而且，此類碳膠網印電阻油墨更為致命的一個缺點是：銅和碳粉之間的界面腐蝕造成的電阻漂移（阻值增加），使得碳膠電阻在高溫高濕環境下的阻值穩定性很差，一般大于20%，嚴重影響了內埋電阻線路板在一些惡劣環境下的使用性能。基于以上原因，亟待開發出一種新型的埋嵌薄膜電阻技術，以滿足電子封裝系統不斷發展的薄型化、輕型化、精確化、低成本化以及高可靠性等的技術要求。

在各種類型的無源元器件中，氮化鉭（TaN）薄膜將成為前途較好的埋嵌電阻候選材料，因為它們的方塊電阻能夠達到更高的阻值，并且具有良好的可靠性。一般來說，氮化鉭有許多令人滿意的特性，比如：電阻率隨溫度變化有較好的穩定性、硬度、化學惰性和良好的耐腐蝕性；而且，銅和鉭以及銅和氮之間也不形成化合物，從根本上杜絕了界面腐蝕造成的電阻漂移問題。TaN薄膜已經能夠應用物理（PVD）和化學氣相沉淀（CVD）技術制備，但兩種方法均存在一定的缺點，如：PVD法不易得到化學計量的TaN薄膜，在高深寬比的復雜器件表面不易沉積均勻的薄膜鍍層，高能量離子的轟擊可能會破壞基底上待處理器件的結構等；MOCVD（有機金屬化學氣相沉積）法的主要缺點是大多數金屬-有機物前驅體在空氣中易氧化或受潮，導致前驅體結構發生變化，難以制得所需要的薄膜；另外，有機碳鏈的存在會導致TaN薄膜中雜質碳的含量過多。

原子層沉積（ALD）法是一種極有潛力的TaN薄膜制備方法，相比其他方法具有許多優點，如薄膜厚度可以靈活、準確控制，可以很容易地得到均勻的共形薄膜；薄膜能夠自行生長；過程溫度較低；可以在復雜精細器件表面均勻鍍膜等。原子層沉積本質上是一種特殊的化學氣相沉積(CVD)方法，是將氣相前驅體脈沖交替地通入反應室，并在沉積基底上發生表面化學吸附反應，從而逐層形成薄膜的方法。前驅體在表面的化學吸附具有自限制性和自飽和性的特點，因此可通過反應的循環次數來控制薄膜的厚度。在前驅體脈沖之間需要用惰性氣體清洗原子層沉積反應室，以帶走反應表面吸附的多余前驅體和副產物，防止類似傳統CVD的反應發生，從而保證薄膜的逐層生長。ALD并非一個連續的工藝過程，是由一系列半反應組成，它的每一個單位循環包含如下四個步驟：①通入前驅體A脈沖，其在材料表面化學吸附；②通入惰性氣體進行清洗，排除副產物和多余的前驅體；③通入前驅體B脈沖，與已吸附的前驅體A發生反應生成薄膜；④再次通入惰性氣體進行清洗。一個循環生長一層超薄材料，沉積速度為每循環0.1nm左右，如此循環往復，即可逐層地生長薄膜。

但是原子層沉積（ALD）法制備的TaN薄膜仍然存在薄膜性能不穩定的缺陷，尤其是難于應用在埋入式薄膜電阻。

發明內容

本發明所要解決的技術問題之一是提出一種新的用于沉積TaN薄膜的鉭源前驅體。

本發明所要解決的技術問題之二是提出一種新的一種TaN薄膜電阻的制備方法。

本發明所要解決的技術問題之三是提出一種新的鉭源前驅體的制備方法。

本發明通過下述手段解決前述技術問題：