[发明专利]一种调控氮化钽薄膜电阻阻值的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种调控电阻阻值的方法，尤其涉及一种调控氮化钽薄膜电阻阻值的方法。

背景技术

电阻是电路中应用最为广泛的无源元件之一，在电路中主要起电源去耦、晶体管工作点偏置、网络匹配以及间级耦合等作用。

目前电阻的制备主要有两种工艺，一种是厚膜工艺，一种是薄膜工艺。厚膜工艺即以丝网印刷的方法将电阻浆料印制于陶瓷基板上，然后结合其他工艺加工成电阻，中国专利公开号为CN1525498A和CN101203922A的专利便是典型的厚膜工艺制备电阻的专利。薄膜工艺则以溅射、蒸发等工艺在基片沉积得到电阻体，通过光刻刻蚀的工艺加工出电阻。相比于厚膜工艺，薄膜工艺具有更高的图形精度和阻值精度，中国专利公开号为CN1251142A、CN101253631A、CN1323044A等均为薄膜电阻制备的工艺。常用的薄膜电阻体材料有氮化钽（TaNx）、镍铬合金（NiCr）、氮化硅（SiNx）等，但最常用的还是氮化钽（TaNx）。通常氮化钽（TaNx）是在通氮气的情况下溅射Ta靶反应生成。反应磁控溅射制备出氮化钽薄膜后，常用的调控氮化钽薄膜的阻值的方法有激光修正法和热氧化法。激光修正法就是通过激光对氮化钽进行刻蚀从而达到调整氮化钽薄膜阻值的目的。热氧化法是在含氧的气氛下将氮化钽薄膜加热，在氮化钽薄膜的表面生成一层Ta2O5薄膜，从而达到调控氮化钽薄膜阻值的目的。激光修正法会对氮化钽薄膜造成损伤，在氮化钽薄膜上留下切口。这在一些高可靠性要求的条件下，是禁止使用的。热氧化法虽然不会在氮化钽表面留下缺口，但由于表面生成一层Ta2O5，其性质与氮化钽的性质完全不同，对氮化钽的性能不可避免的带来影响。因此，激光修正法和热氧化法调整氮化钽薄膜的阻值，都有其各自的局限性。

根据N原子与Ta原子比的不同，氮化钽的化学式不同，如Ta4N、Ta2N、TaN、Ta3N5、Ta4N5、Ta5N6等。不同化学式的氮化钽的电阻率不一样，随着化学式中N原子含量的增加，电阻率不断增大。因此，提高氮化钽薄膜电阻的一个行之有效的方法便是提高氮原子的含量。

发明内容

本发明的目的在于提供一种步骤简单，操作方便，提高了生产效率，保障了产品结构的完整性和性能的稳定性的调控氮化钽薄膜电阻阻值的方法。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种调控氮化钽薄膜电阻阻值的方法，包括如下步骤：

步骤1：将需要调控的氮化钽薄膜电阻放置于管式气氛炉内；

步骤2：将管式气氛炉的炉口密封好，并连接上真空泵；

步骤3：启动真空泵对管式气氛炉进行抽气，直到管式气氛炉内的气体压强小于或等于1Pa；

步骤4：向管式气氛炉的炉管内通入纯度大于或等于99.99%的氮气，并使炉管内气体压强维持在1.01×10⁵Pa；

步骤5：将氮化钽薄膜电阻进行热氮化处理：对管式气氛炉进行加热，加热到炉管内温度为50℃～600℃，然后进行保温；

步骤6：保温结束，停止加热，关闭氮气，取出热氮化处理后的氮化钽薄膜电阻；

步骤7：对热氮化处理后的氮化钽薄膜电阻的氮原子含量和阻值进行测量对比，测得的结果与热氮化处理前的氮化钽薄膜电阻的初始值不同，调控成功。

进一步，所述步骤5中保温的时间为5分钟～60分钟。

与现有技术相比，本发明的一种调控氮化钽薄膜电阻阻值的方法，步骤简单，操作方便，提高了生产效率，保障了产品结构的完整性和性能的稳定性。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明对本发明进行详细说明。

实施例1

一种调控氮化钽薄膜电阻阻值的方法，包括如下步骤：

步骤1：将初始阻值为35.76欧姆，且初始氮原子含量为42%的氮化钽薄膜电阻放置于管式气氛炉内；

步骤2：将管式气氛炉的炉口密封好，并连接上真空泵；

步骤3：启动真空泵对管式气氛炉进行抽气，直到管式气氛炉内的气体压强达到0.8Pa；

步骤4：向管式气氛炉的炉管内通入纯度为99.99%的氮气，并使炉管内气体压强维持在1.01×10⁵Pa；

步骤5：将氮化钽薄膜电阻进行热氮化处理：对管式气氛炉进行加热，加热到炉管内温度为350℃，然后进行保温，保温时间为10分钟；

步骤6：保温结束，停止加热，关闭氮气，取出热氮化处理后的氮化钽薄膜电阻；