[发明专利]与MMIC工艺结合的50欧姆TaN薄膜电阻的制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及集成电路技术领域，尤其涉及一种在GaN HEMT的MMIC工艺中制作50欧姆TaN薄膜电阻的制作方法。

背景技术

一般为了与MMIC工艺结合，需要采用薄膜工艺，薄膜工艺厚度约为0.01μm～1μm之间。为了可以在MMIC的薄膜工艺中同时形成电阻、电容、电感等元件，需要运用不同的工艺与材料进行制作，同时工艺温度一般都会控制在400℃以下，相对于陶瓷技术所需的烧结温度800～900℃而言，薄膜工艺稳定度较高，在进行工艺结合的过程中，只需注意不同元件之间材料的兼容性，即可达成工艺的整体设计，将无源元件与有源元件结合在一起以达到电路多功能化的需求。

在MMIC工艺中，一般选用TaN和NiCr等适用于微波频段的材料制作金属薄膜电阻，它们体积小、精度高、噪声低、温度系数小、可靠性高、但成本相对较高。其中TaN材料稳定性更高，方阻的范围比NiCr略大，硬度好，温度系数低，相对于NiCr有水分时存在的腐蚀性问题，TaN材料可以有效的防潮，是一种能够在高温、潮湿的环境中具有长期稳定性和准确性的电阻材料。在GaN材料的MMIC工艺中有许多刻蚀或者氯化物参与等工艺步骤，TaN薄膜电阻相对于氧化和氯化表现出很强的稳定性，更加适合于GaN材料和器件的MMIC工艺流程。

薄膜电阻质量及阻值的准确性对MMIC电路的稳定性有很大影响。有些电阻是用在整个电路的稳定网络中的，对于这些电阻的阻值要求非常精确，所以需要高稳定性的电阻材料，并且需要设计的电阻满足MMIC电路常用的电阻阻值范围，还需要与GaN的MMIC工艺有很好的兼容性，所以综合考虑各种因素，目前能够与GaN材料的应用相结合，并且满足于MMIC工艺薄膜电阻的最好材料是TaN，因此与MMIC工艺相结合的标准50欧姆TaN薄膜电阻的制作是非常关键的。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明是为了提高薄膜电阻的稳定性和阻值的准确性，同时也为了与MMIC的工艺兼容，提供了一种与MMIC工艺结合的50欧姆TaN薄膜电阻的制作方法。

(二)技术方案

为达到上述目的，本发明提供了一种与MMIC工艺结合的50欧姆TaN薄膜电阻的制作方法，该方法包括：

步骤10：在SiC衬底上等离子体增强化学汽相沉积PECVD厚度为的Si₃N₄隔离介质；

步骤20：在Si₃N₄隔离介质上旋涂光刻胶，并通过光刻、显影形成TaN薄膜电阻图案；

步骤30：在预溅射和正式溅射时采用一定比例的气体Ar和N₂，同时溅射Ta金属，得到TaN薄膜电阻；

步骤40：将光刻胶上的TaN薄膜电阻进行剥离，得到所需要图形上的TaN薄膜电阻。

上述方案中，步骤30中所述气体Ar与N₂的比例为：体积比Ar∶N₂＝16∶5.2。

上述方案中，步骤30中所述溅射时间为255秒，得到电阻的厚度为

上述方案中，该方法在步骤40之后还包括：采用单独的退火工艺步骤对TaN薄膜电阻进行退火；或者结合MMIC工艺中二次介质Si₃N₄的形成，同时对TaN薄膜电阻进行退火。

上述方案中，所述采用单独的退火工艺步骤对TaN薄膜电阻进行退火，退火温度为400℃，退火时间为3分钟。

上述方案中，所述结合MMIC工艺中二次介质Si₃N₄的形成，同时对TaN薄膜电阻进行退火，是结合MMIC工艺中的PECVD二次介质Si₃N₄的淀积，温度为280℃左右，同时对TaN薄膜电阻进行退火。

(三)有益效果

在微波电路中，经常会用到电阻元件，电阻的准确性和稳定性对电路有很大影响，这就对电阻的质量提出很高的要求。TaN材料在高温、潮湿的环境中很稳定，并且具有良好的物理和化学稳定性，功耗密度和噪声低，并且在薄膜工艺中可以与MMIC工艺兼容，所以可以很好的保证电路的性能和稳定性，本发明采用溅射工艺得到的TaN薄膜电阻质量好，经过退火后阻值的稳定性和线性度更高，适合于在微波电路中的电阻元件的使用。

附图说明

图1为本发明提供的与MMIC工艺结合的50欧姆TaN薄膜电阻的制作方法流程图；