[发明专利]在衬底的同一平面上集成多方阻薄膜电阻的工艺技术

说明书

所属技术领域：

本发明涉及一种薄膜电阻集成的工艺技术。尤其是能够在衬底的同一平面上实现集成多方阻薄膜电阻的工艺技术。

背景技术：

当前，电子系统向小型化，高性能化，多功能化，低成本高可靠性方向发展，系统集成(SiP)应运而生。

在各种电子系统中，所有无源元件(对有源元件的)数量的比例典型值为10∶1，某些无线电通讯系统中比例高达50∶1甚至100∶1.其安装成本更是占到了所有成本的70％左右【1】，因此无源元件集成在系统集成中举足轻重！

在适应电子整机与系统的不断升级方面，无论是减少整个产品的尺寸和重量，还是在目前现有的体积内增加系统的功能，无源元件的集成都能发挥很大的作用。

无源元件集成的技术途径有薄膜集成，厚膜集成和LTCC技术，这三种技术的优缺点见如下表1

表1薄，厚膜无源元件性能对比【2】

【1】无源元件集成技术的研究现状杨邦朝第17届全国混合集成电路学术会议论文集2011.9

【2】无源元件内埋置的技术趋势杨邦朝混合微电子技术2008V01.19.No2

由上表对比情况可以看出，采用薄膜集成无源元件可实现性能和集成的最优组合。基于微电子工艺的薄膜集成技术，因其高频性能好，元件精度高，可靠性高，集成密度高，特别能很好的与半导体芯片兼容等特点，已成为无源集成技术发展的主流方向之一。

当前，无论是厚膜集成还是薄膜集成，主要集成的无源元件是电阻。

厚膜集成技术可采用不同方阻的电子浆料，通过多次丝网印刷和高温烧结工艺，可以在厚膜衬底同一平面上实现多个方阻厚膜电阻的集成。

薄膜集成技术是采用真空蒸发工艺或溅射工艺，在衬底上淀积电阻薄膜，实现薄膜电阻的集成，目前薄膜混合集成电路中常用的典型电阻材料主要有三种，其材料特性见下表

表1

*TCR：电阻温度系数，它是衡量电阻稳定性和精度的主要技术参数。TCR值越小电阻性能越好。

目前薄膜混合集成的工艺技术只能在衬底的同一平面上集成一个方阻的薄膜电阻，这种在衬底的同一平面上集成电阻方阻的单一性，给薄膜混合集成的应用带来下列局限性：

(1)薄膜混合集成电路中，特别是电路复杂，电路中电阻元件多且阻值跨度大、分散的产品中。采用单一方阻的电阻材料不能实现电路中全部电阻元件的集成化。在这种情况下，设计者只能根据电路中阻值情况选用一种方阻材料来集成电路中一部分电阻，而其余电阻则采用片式电阻来外贴，从而增加了产品的体积和重量，产品可靠性也受到影响。

(2)还有另一种情况，就是为了提高产品性能和进一步缩小体积，需要对电路中不同功能的电阻集成不同方阻的电阻材料，充分发挥不同电阻材料的优点，使薄膜集成化电路整体特性得到充分提高。

以上两种情况说明，薄膜混合集成电路与厚膜混合集成电路相比，因其在衬底同一平面上只能集成单一方阻薄膜电阻，其方阻的单一性影响了其更广泛的应用。

为了克服现有在薄膜混合集成电路中，衬底的同一平面上只能集成单一方阻的薄膜电阻的技术缺陷，为了进一步提高薄膜电阻的集成度，本发明专利提供一种新型的可行的技术方案。该技术方案可以实现在衬底的同一平面上集成多方阻薄膜电阻及互联导带。

本发明专利解决其技术问题所采用的技术方案是：在衬底上淀积合适的金属薄膜，通过光刻工艺，在衬底上制作隐性掩模进行保护或隔离，实现在衬底的同一平面集成多方阻的薄膜电阻。

技术方案包括以下过程：

1、根据待要薄膜集成化的电子线路产品性能要求，选定若干个不同方阻的薄膜电阻材料来实现产品的电阻集成，在衬底同一平面上进行布局，并设计产品的平面化版图；

2、根据设计的产品平面化版图，设计并制作不同方阻薄膜电阻的光刻版和相应的不同方阻薄膜电阻的隐性掩模光刻版；

3、选用合适的金属材料作为隐性掩模材料，淀积在衬底上成膜，通过光刻工艺，在衬底上形成不同方阻的隐性掩模，对要淀积的不同方阻的电阻薄膜进行保护或隔离，在衬底的同一平面上不同位置制作不同方阻的薄膜电阻；

4、在衬底上淀积金属导带薄膜；

5、光刻互联导带，实现在衬底同一平面上不同位置集成多方阻薄膜电阻及互联。

本发明专利的有益效果是：

1由于在衬底的同一平面上集成了多方阻的薄膜电阻，因而进一步提高了薄膜电阻的集成度，可进一步缩小产品体积。