Способ тренировки тонкопленочных конденсаторов
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ! (6I) доаолыительиое к эвт. свил-ву— (22) Зэйвлюыо 24Д976 (23) 2406865/18-.21 (Si) М. Кл,+
Н ОЯ 6 4/33 й1Ц ни ии1 вэ1ти
64И1а МКИЬИРаВ СИР
64 ДНЫ В61У1ИНМ
6 8П(ЭН1 (23) Приоритет
1 (43) ОЩбликоэаыо15д178. 61ол,1етунь )@2 (5 УДК 621 ° 319.4 (088. 8) (45) Дэтэ ОйубликОВэимЯ ОЙЯСэйиЯ. 060378 (72) автора йзобйеМыия И.И. Ьникин, В,Н. Бучин И,Н. Воженин, A.Ã. Калабин и В.ф. Филимоненков (54) СПОСОБ ТРЕНИРОВКИ ТОНКОПЛЕНОЧНЫХ
КОНДЕНСАТОРОВ изобретение относится к области пленочной микроэлектроники. Способ может быть использован при изготовлении интегральных пленочных микросхем. б
Известеи способ тренировки тонкопленочных конденсаторов, основанный на последовательном напылении в вакууме проводящих и диэлектрических слоев, по которому проводят термоотжнг с пос- g ледующей электрической тренировкой (1)-.
Этим способом улучшают злектрофизические свойства конденсатора за счет проведения термообработкн, однако при последующей злектротренировке в диэлек- э трическом слов образуются отверстия (каналы), достигающие несколько микрометров, и иа их поверхности и в прилегающих к ним областях создается повышенная концентрация металлов от 28 восстановления окислов, входящих в состав диэлектрика. Эа счет самодиффузии под действием электрического поля, приложенного к конденсатору, атомы этих металлов определяют стабиль- Яб ность и надежность конденсатора, прошедшего злектротренировку. Это приводит к ухудшению электрических свойств конденсаторов и понижению их стабиль« ности, 30
Цель изобретения — повышение сопро» тивлвния 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.
Проведение предварительной электротренировки до термоотжига позволяет смягчить ев режимы и наиболее эффективно проводить восстановление корбткозамкнутых конденсаторов 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 положительные результаты при испытании.
Изготовлены пленочные конденсаторы с диэлектрическим слоем из иттрийбаратного, алюмосиликатного и бороси ликатного стекол.
588569 последующей электротреннровкой, причем процесс электротрвнировки вели с напряжением 25 В, т.е. На 10 В выше, чем при предварительной электротренировке.
5 П р и м в р 2. Все операции nposo»» дили 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 повыаали на 5-10 В.
Полученные электрические параметры конденсаторов приведены в табл.1.
Таблица 1
Количест проведен электрот ннровон
5 10{
8 109
2 10Ю
O,а-l,0
0 3
0 2
ЭФ 1034
0,2
Как видно из табл.1, проведение двух электротрвнпровок значительно улучшает электрические свойства(R„> возрастает на 2-3 порядка) и стабиль- 85
ИОсть конденсфторов (в десять раз)э
Дальнейшее увеличение числа электро трвнирозок приводит также к улучшению, но, в меньшей степени.
В табл.2 приведено изменение сред" 40 него значения сопротивления изоляТ а б л и ц а 2
Предлагаемый способ
Известный сПособ
{4 подложки количество конденсаторов с
ЯрЬ<Я44ц
Кнъ I ОИ. в„, OH после элвктротроннровки осле термотжнга после
2 и электротренировки
ПОСЛЕ термо» отжига после
l-й электротренировки
12 4 ° 10» 6 104
6 1, 5 10 4 2 1014
5 108 7 ° 104 8 109
312
5 10
1, 2- 109 3 ° 10 4
9 1 06 1 ° 1044
5, 104 10 8.109
9 104, 22 2 10>
9 ° 109
363
3"10>
2 ° 10Ь 7.10
238
Пример 1. На подложку термическим испарением в вакуума 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 предо варительную электротренировку в импульсном режиме при напряжении 15В для укаэанной толщины диэлектрического слоя, затем проводили термоотжиг на воздухе при 200©С в течение 4 ч с . ции 1иЬ конденсаторов, измеренного при 15 В, в результате проведения электротренировки до термоотжига и последующей после термоотжига в сравнении с известным способом.
Результаты получены на 10 подложках, разрезанных пополам, на которых конденсаторы нзготавливалнсь с диэлектриком из иттрийборатного стекла.
Колнчество
КОН» денсаторов с я щс
410 Ои
588569.ПР Молжение таблицы
Предлагаемый способ
Известный способ Н1> С"
КОличестBO конденсаторов
cR»i
409 ам
О в подложки после электротре;нировки после термоотжига после термоотжи-, га
4 ° 109 8 ° 10% 9; 109
358
5 ° 109 8 ° 109 1" 10«
416
4 .109 8 109 9 ° 109
6 109 8 ° 109 1.10«
8 -109 1 ° 10 1,5 ° 10©
3 105 8.-109 8 109
354
928
873
Влияние порядка выполнения операций термоотжига и электротренировки на процент выхода годных многослойных конденсатороэ, изготовленных с диэлектрическими слоями из,, альмосиликатн"го стекла, приведено в табл.3. Сравнение проводилось по 10 подложкам, количество конденсатОРов на подложке 280, Иэ табл.2 видно, что лучшие резуЛь- таты получены при проведении электро- 30 тренировки до термоотжига, а повторная электротренировка, особенно необходимая при автоматизированной разбра- ковке конденсаторов по сопротивлению изоляции в процессе изготовления, 3$ дополнительно улучшает электрические свойства конденсатора. таблица 3
Предлагаемый
112 60,2
68
Известный
54 157 43,9
За критерий годности конденсаторов при попадании в заданный номинал с допуском <15% принималось К„ В 1090м, измеряемое при 15 В,4®О Ф 0,005, диаметр прожига обкладки меньше 50 мкм.бб
Использование дрвдлагаемоГО способа изготовления пленочных конденсатороэ позволило повысить сопротивление изоляЦИА конденсаторОВ И СтабильнОСтЬ В, l0 50 раз и увеличить выход годных по после
1-й элек" тротренировки после
2-Й электротре« нировки
14 5 ° 109 7 109
10 2р5 109 4 ° 109
12 5" 109 6 109
9 6".1 09 7 109
8 8 "109 9 ° 10
16 4 i 109 5 ° 109 количество конден сатаров с
R„g <@9ом, >88569
Составитель П. Лягни
Редактор Т, Ррчикова Техреду А.Богдан Кок>ректор А.Лакида
Закаэ >«561/723 Тираж 960 Подписное ф1ИИПИ Государственного комитета Совета. Министров СССР по делам ивобретений и открытий
Х13035 Москва Ж-35 Раушская наб. ц 4 5
Филиал ППП Латент4, r. Ужгород, ул. Проектная, 4
:-!. ..к > ". и . "Ес" к км Hыраме х :>пи В 1 > 5-2 раэа
:.ак после предварительной электро;;»>;-.,-;:.:Совки к термоотжнга наряду с улуч.
: .:Кием стахи>»метрического состава ди"" >H,- КУ»и ласной ПЛЕ IRH ПО КИСЛОООДУ > : ЖНЫ >а КИЕМ ЕЕ BQPHCTGGYH > СНЯТИЯ ВНУТ
:.;:,е> нкх механических напряжений происк .">, .т доокисленке ВосстаиоВленных ме» эрла >..„ан е (области ка и;:(ч яыгоранкя к Воэник>н>их при электро;Ьагократное проведение И :> н>п". Овк-1 v чередование ее
:.» >т:>игом „"- Велкчквает Выход ГОд ц,,,.>; -, «лектрк.-кескке свойства и .>;-.>>,.Ость -„ланочпых конденсаторов е
-, ;;»рм>ула кэобретения t5
":.О:Об -тренировки тонкопленоЧных ..".::.л энсатороз, включающий термическую
Обработку н последующую электричес-" кую тренировку в импульсном режима, О. Т Л H Ч Q Ю Щ Н и С Я ЪЕ>. ЧТО С целью повиаення сопротквленуя иэоляции, с каб иль ности и выхода ГОДНЫХ конденсаторов, перед термической обработкой проводят предварительную электрическую тренировку, напряжение котаоой на 5-EG В ниже величины напряжения электрической трени>ровни,, осуществляемой после термичаско.";; Об;;»а» ботки. источники информации, и>:»ц>. я —;->.. ъ Q:
Внимание прн зкспертиэе; Электронная техника - is
Микроэлектроника, Выпуск к(33),, 197»., с, 35-39.
