阅读说明：本技术 一种氮化钽薄膜的制备方法 (Preparation method of tantalum nitride film ) 是由 不公告发明人 于 2019-10-25 设计创作，主要内容包括：一种氮化钽薄膜的制备方法,包括：通过氩离子束轰击金属钽靶,获得金属样品；通过氮离子束轰击所述金属样品,沉积获得氮化钽薄膜层；通过热处理所述氮化钽薄膜层,获得氮化钽薄膜电阻。本申请所提供的氮化钽薄膜电阻的制备方法所获得的氮化钽薄膜电阻,与基底附着良好、具有较小电阻温度系数TCR,且具有长时间老化电阻变化率(ACR)约0.01％的高稳定性。(A method for preparing a tantalum nitride film comprises the following steps: bombarding a metal tantalum target by an argon ion beam to obtain a metal sample; bombarding the metal sample by nitrogen ion beams, and depositing to obtain a tantalum nitride thin film layer; and obtaining the tantalum nitride film resistor by heat treatment of the tantalum nitride film layer. The tantalum nitride film resistor obtained by the preparation method of the tantalum nitride film resistor is well adhered to a substrate, has a smaller temperature coefficient TCR of resistance, and has high stability of about 0.01% of resistance change rate (ACR) after long-time aging.)

一种氮化钽薄膜的制备方法

技术领域

本申请涉及电子元件制造领域，具体而言，涉及一种氮化钽薄膜的制备方法。

背景技术

传统的氮化钽电阻与基底附着不好、电阻温度系数TCR较大，长时间使用容易老化。

发明内容

本申请的主要目的在于提供一种氮化钽薄膜的制备方法，包括：

通过氩离子束轰击金属钽靶，获得金属样品；

通过氮离子束轰击所述金属样品，沉积获得氮化钽薄膜层；

通过热处理所述氮化钽薄膜层，获得氮化钽薄膜电阻。

可选地，所述氮离子束中的氮气流量与所述氩离子束中的氩气流量的流量比为5％-15％。

可选地，通过卡夫曼聚焦栅离子源发射所述氩离子束。

可选地，通过卡夫曼平行栅离子源发射所述氮离子束。

可选地，所述卡夫曼聚焦栅离子源的阳极电压为45V～60V，阴极电流为5A～8A。

可选地，所述卡夫曼聚焦栅离子源的屏栅电压为800V～1200V，束流为80mA～120mA，加速电压100V～300V。

可选地，所述卡夫曼聚焦栅离子源的本底真空度小于1.0×10-4Pa，工作气压为1.0×10-2Pa～2.5×10-2Pa。

可选地，所述卡夫曼平行栅离子源的阳极电压为45V～60V，阴极电流为5A～8A，屏栅电压为100V～300V，束流为20mA～50mA，加速电压100V～300V。

可选地，所述卡夫曼平行栅离子源的本底真空度小于1.0×10-4Pa，工作气压为1.0×10-2Pa～2.5×10-2Pa。

可选地，热处理所述氮化钽薄膜层包括：在氮氧混气气氛下，升温至350℃～550℃，保温60min～90min。

本申请所提供的氮化钽薄膜电阻的制备方法所获得的氮化钽薄膜电阻，与基底附着良好、具有较小电阻温度系数TCR，且具有长时间老化电阻变化率(ACR)约0.01％的高稳定性。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本申请的进一步理解，使得本申请的其它特征、目的和优点变得更明显。本申请的示意性实施例附图及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1是根据本申请一个实施例的氮化钽薄膜的制备方法的流程示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

需要说明的是，本申请的术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

此外，术语“安装”、“设置”、“设有”、“连接”、“相连”、“套接”应做广义理解。例如，可以是固定连接，可拆卸连接，或整体式构造；可以是机械连接，或电连接；可以是直接相连，或者是通过中间媒介间接相连，又或者是两个装置、元件或组成部分之间内部的连通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

如图1所示，本申请一实施例提供了一种氮化钽薄膜的制备方法，包括：

S2：通过氩离子束轰击金属钽靶，获得金属样品；

S4：通过氮离子束轰击所述金属样品，沉积获得氮化钽薄膜层；

S6：通过热处理所述氮化钽薄膜层，获得氮化钽薄膜电阻。

在本申请一实施例中，所述氮离子束中的氮气流量与所述氩离子束中的氩气流量的流量比为5％-15％。

在本申请一实施例中，通过卡夫曼聚焦栅离子源发射所述氩离子束。

在本申请一实施例中，通过卡夫曼平行栅离子源发射所述氮离子束。

在本申请一实施例中，所述卡夫曼聚焦栅离子源的阳极电压为45V～60V，阴极电流为5A～8A。

在本申请一实施例中，所述卡夫曼聚焦栅离子源的屏栅电压为800V～1200V，束流为80mA～120mA，加速电压100V～300V。

在本申请一实施例中，所述卡夫曼聚焦栅离子源的本底真空度小于1.0×10^-4Pa，工作气压为1.0×10^-2Pa～2.5×10^-2Pa。

在本申请一实施例中，所述卡夫曼平行栅离子源的阳极电压为45V～60V，阴极电流为5A～8A，屏栅电压为100V～300V，束流为20mA～50mA，加速电压100V～300V。

在本申请一实施例中，所述卡夫曼平行栅离子源的本底真空度小于1.0×10^-4Pa，工作气压为1.0×10^-2Pa～2.5×10^-2Pa。

在本申请一实施例中，热处理所述氮化钽薄膜层包括：在氮氧混气气氛下，升温至350℃～550℃，保温60min～90min。

本申请中，采用聚焦栅卡夫曼离子源发射氩离子束轰击金属钽靶，辅助平行栅离子源发射氮离子束对样品进行反应轰击制备出氮化钽(TaN)薄膜层，对氮化钽薄膜层进行热处理，可得到与基底附着良好、较小电阻温度系数TCR，长时间老化电阻变化率(ACR)约0.01％的高稳定TaN薄膜电阻。此薄膜可应用于溅射薄膜电阻器、溅射薄膜压力传感器的应变薄膜。溅射生长出薄膜电阻器、溅射薄膜压力传感器的应变薄膜成分为TaN x，其中x为0.1～1薄膜。薄膜的厚度为100nm～300nm。

本申请所提供的氮化钽薄膜电阻的制备方法所获得的氮化钽薄膜电阻，与基底附着良好、具有较小电阻温度系数TCR，且具有长时间老化电阻变化率(ACR)约0.01％的高稳定性。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。