[發明專利]一種用反應濺射和薄膜退火制作薄膜電阻的方法

在審

• 申請號: 202211623738.4
• 申請日: 2022-12-16
• 公開（公告）號: CN115867126A
• 公開（公告）日: 2023-03-28
• 發明（設計）人: 王飛;常小宇;湛逍逍;李智囊;鐘怡;楊永暉
• 申請（專利權）人: 重慶中科渝芯電子有限公司
• 主分類號: H10N97/00
• 分類號: H10N97/00;C23C14/34;C23C14/14;C23C14/58;C23C14/10;C23C14/06;C23C14/16
• 代理公司: 重慶信航知識產權代理有限公司 50218
• 代理人: 孔垂燭

本發明公開了一種用反應濺射和薄膜退火制作薄膜電阻的方法，包括以下步驟：1)在襯底介質層上利用反應濺射淀積一層薄膜電阻層和掩蔽層；2)通過干法刻蝕的方法去除薄膜電阻層和掩蔽層，形成電阻圖形；3)利用光刻刻蝕工藝去除多余的掩蔽層，保留端頭掩蔽層；4)在電阻圖形上淀積隔離層，并在電阻端頭刻蝕形成連接孔；5)進行薄膜退火；6)淀積金屬層，填充連接孔，引出電阻。本發明具有能有效保證薄膜材料電阻的穩定性的有益效果。

技術領域

本發明涉及半導體集成電路領域，具體是一種用反應濺射和薄膜退火制作薄膜電阻的方法。

背景技術

CrSi薄膜電阻較擴散電阻和注入電阻相比，具有溫度系數更低、寄生參量更小和阻值范圍更寬等優點，因此成為了高精度集成電路和模塊電路精密電阻網絡的基礎。隨著集成電路向高精度、高穩定性方向的進一步發展，對組成精密電阻網絡的CRSI薄膜電阻的制備工藝提出了更高的要求。

CrSi薄膜電阻通常采用直流磁控濺射方法進行制備，但磁控直流濺射對合金靶材的組分控制不好，導致CrSi薄膜電阻的穩定性不高，限制了CrSi薄膜在高精度方面的應用。而文獻號為US6365482B的美國專利公布了一種利用濺射和快速退火制備薄膜電阻的方法，采用直流磁控濺射的方法制備CrSi薄膜，然后再在氮氣環境下進行快速退火，改變CrSi組分構成，對CrSi薄膜電阻穩定性有較大影響。

現有的薄膜電阻制備技術普遍采用直流濺射或直流磁控濺射和快速退火的方法來制備薄膜電阻，這樣對薄膜電阻組分控制較差，使得電阻薄膜穩定性較差。

發明內容

本發明的目的是解決現有技術中存在的問題，提供一種用反應濺射和薄膜退火制作薄膜電阻的方法，以實現對CrSi組分的精確控制，獲得高穩定性的CrSi薄膜，擴展CrSi金屬薄膜電阻在IC產品中的應用。

為了解決上述問題，本發明采用了以下的技術方案。

一種用反應濺射和薄膜退火制作薄膜電阻的方法，包括以下步驟：

1)在襯底介質層上利用反應濺射淀積一層電阻薄膜層和掩蔽層；

2)通過干法刻蝕的方法去除電阻薄膜層和掩蔽層，形成電阻圖形；

3)利用光刻刻蝕工藝去除多余的掩蔽層，保留端頭掩蔽層；

4)在電阻圖形上淀積隔離層，并在電阻端頭刻蝕形成連接孔；

5)進行薄膜退火；

6)淀積金屬層，填充連接孔，引出電阻。

進一步地，所述步驟1)薄膜電阻層(2)為含Cr的金屬薄膜。

更進一步地，所述含Cr的金屬薄膜為CrSi薄膜。

在一種可能的制作方法中，所述步驟1)中制備的電阻薄膜所采用的反應濺射方式為：在常規加入Ar的濺射過程中加入N₂反應濺射氣體，從而在濺射時就加入了氮氣進行反應濺射，能使CrSi薄膜組分更加穩定。

進一步地，濺射氣體包括N₂和Ar：濺射氣體中N₂流量為10～100sccm，Ar流量為1～200sccm。

更進一步地，在所述反應濺射中濺射的腔室壓力為1～10mTorr，濺射功率為1000～2000W。

在一種可能的制作方法中，所述步驟1)中的掩蔽層由具有高選擇比材料濺射得到，所述高選擇比材料包括Ti或TiW。

在一種可能的制作方法中，所述步驟4)中的隔離層的材料為SiO₂或Si₃N₄。