本發(fā)明涉及一種離子注入調(diào)控氮化鉭薄膜電阻阻值的方法。

背景技術(shù)：
電阻器是電路中應(yīng)用最為廣泛的無源元件之一，在電路中主要起電源去耦、晶體管工作點偏置、網(wǎng)絡(luò)匹配以及間級耦合等作用。目前電阻器的制備主要有兩種工藝，一種是厚膜工藝，一種是薄膜工藝。厚膜工藝即以絲網(wǎng)印刷的方法將電阻漿料印制于陶瓷基板上，然后結(jié)合其他工藝加工成電阻器，公開號為CN1525498A和CN101203922A的專利便是典型的厚膜工藝制備電阻器的專利。薄膜工藝則以濺射、蒸發(fā)等工藝在基片沉積得到電阻體，通過光刻刻蝕的工藝加工出電阻器。相比于厚膜工藝，薄膜工藝具有更高的圖形精度和阻值精度。公開號為CN1251142A、CN101253631A、CN1323044A等均為薄膜電阻制備的工藝。常用的薄膜電阻體材料有氮化鉭（TaNx）、鎳鉻合金（NiCr）、氮化硅（SiNx）等，但最常用的還是氮化鉭（TaNx）。通常氮化鉭（TaNx）是在通氮氣的情況下濺射Ta靶反應(yīng)生成。反應(yīng)磁控濺射制備出氮化鉭薄膜后，常用的控制氮化鉭薄膜的電阻值的方法有激光修正法和熱氧化法。激光修正法就是通過激光對氮化鉭進(jìn)行刻蝕從而達(dá)到調(diào)整氮化鉭薄膜電阻值的目的。熱氧化法是在含氧的氣氛下將氮化鉭薄膜加熱，在氮化鉭薄膜的表面生成一層Ta2O5薄膜，從而達(dá)到調(diào)控氮化鉭薄膜電阻值的目的。激光修正法會對氮化鉭薄膜造成損傷，在氮化鉭薄膜上留下切口。這在一些高可靠性要求的條件下，是禁止使用的。熱氧化法雖然不會在氮化鉭表面留下缺口，但由于表面生成一層Ta2O5，其性質(zhì)與氮化鉭的性質(zhì)完全不同，對氮化鉭的性能不可避免的帶來影響。因此，激光修正法和熱氧化法調(diào)整氮化鉭薄膜的電阻值，都有其各自的局限性。

技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種通過離子注入調(diào)控N原子的含量，從而達(dá)到控制氮化鉭薄膜電阻器電阻值的目的的離子注入調(diào)控氮化鉭薄膜電阻阻值的方法。為解決上述問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：一種離子注入調(diào)控氮化鉭薄膜電阻阻值的方法，包括以下步驟：第一步：將需要注入氮離子的氮化鉭薄膜電阻放置于離子注入設(shè)備的工件放置區(qū)；第二步：離子注入設(shè)備抽真空達(dá)到1.0×10-4-1.0×10-5Pa之間；第三步：向離子注入設(shè)備中充入純度大于等于99.99%的高純氮氣，使離子注入腔體的真空度維持在0.1-10Pa之間；第四步：啟動注入電源，氮氣電離，氮離子被電場加速，從而以高速撞擊氮化鉭薄膜，氮離子進(jìn)入氮化鉭薄膜，即完成注入；第五步：關(guān)閉離子注入電源，腔體繼續(xù)充入氮氣直到1.01×105Pa；第六步：打開腔體，取出薄膜電阻器。進(jìn)一步的，在第四步中，注入時的電壓為300V-5000V、注入時間為1min以上。進(jìn)一步的，在第六步完成后，通過EDS對薄膜電阻氮原子含量進(jìn)行測試。進(jìn)一步的，在第六步完成后，對薄膜電阻的阻值進(jìn)行測量。根據(jù)N原子與Ta原子比的不同，氮化鉭的化學(xué)式不同，如Ta4N、Ta2N、TaN、Ta3N5、Ta4N5、Ta5N6等；不同化學(xué)式的氮化鉭的電阻率不一樣，隨著化學(xué)式中N原子含量的增加，電阻率不斷增大；因此，提高氮化鉭薄膜電阻的一個行之有效的方法便是提高氮原子的含量。本發(fā)明的有益效果是：通過將氮化鉭薄膜置于離子注入設(shè)備中，將電離之后的氮離子注入到氮化鉭薄膜中，從而提高氮原子的含量，通過調(diào)整離子注入的工藝參數(shù)，如離子束的強(qiáng)度、注入時間等，氮化鉭薄膜的N原子含量可以控制，最大N原子含量可達(dá)60%；通過離子注入調(diào)控N原子的含量，從而達(dá)到控制氮化鉭薄膜電阻器電阻值的目的。具體實施方式實施例1一種離子注入調(diào)控氮化鉭薄膜電阻阻值的方法，包括以下步驟：第一步：將初始電阻值為33.16Ω、氮化鉭薄膜中初始氮原子含量為48%的氮化鉭薄膜電阻放置于離子注入設(shè)備中；第二步：抽真空到1.0×10-4Pa；第三步：充入純度99.99%的氮氣，維護(hù)腔體真空度為0.1Pa；第四步：啟動離子注入電源，設(shè)置電壓為300V，離子注入時間為1min；第五步：注入結(jié)束后繼續(xù)充入氮氣直到1.01×105Pa；第六步：取出薄膜電阻器。通過EDS對薄膜電阻氮原子含量進(jìn)行測試，測試結(jié)果顯示，氮原子含量為51.0%；對薄膜電阻的阻值進(jìn)行測量，阻值為35.21Ω。實施例2一種離子注入調(diào)控氮化鉭薄膜電阻阻值的方法，包括以下步驟：第一步：將初始電阻值為42.35Ω、氮化鉭薄膜中初始氮原子含量為52%的氮化鉭薄膜電阻放置于離子注入設(shè)備中；第二步：抽真空到1.0×10-5Pa；第三步：充入純度99.99%的氮氣，維護(hù)腔體真空度為10Pa；第四步：啟動離子注入電源，設(shè)置電壓為5000V，離子注入時間為1min；第五步：注入結(jié)束后繼續(xù)充入氮氣直到1.01×105Pa；第六步：取出薄膜電阻器。通過EDS對薄膜電阻氮原子含量進(jìn)行測試，測試結(jié)果顯示，氮原子含量為58.1%；對薄膜電阻的阻值進(jìn)行測量，阻值為75.35Ω。實施例3一種離子注入調(diào)控氮化鉭薄膜電阻阻值的方法，包括以下步驟：第一步：將初始電阻值為42.18Ω、氮化鉭薄膜中初始氮原子含量為48%的氮化鉭薄膜電阻放置于離子注入設(shè)備中；第二步：抽真空到1.0×10-4Pa；第三步：充入純度99.99%的氮氣，維護(hù)腔體真空度為0.1Pa；第四步：離子注入電源，設(shè)置電壓為300V，離子注入時間為3h；第五步：注入結(jié)束后繼續(xù)充入氮氣直到1.01×105Pa；第六步：取出薄膜電阻器。通過EDS對薄膜電阻氮原子含量進(jìn)行測試，測試結(jié)果顯示，氮原子含量為57.3%；對薄膜電阻的阻值進(jìn)行測量，阻值為63.52Ω。實施例4一種離子注入調(diào)控氮化鉭薄膜電阻阻值的方法，包括以下步驟：第一步：將初始電阻值為32.32Ω、氮化鉭薄膜中初始氮原子含量為34.5%的氮化鉭薄膜電阻放置于離子注入設(shè)備中；第二步：抽真空到1.0×10-5Pa；第三步：充入純度99.99%的氮氣，維護(hù)腔體真空度為10Pa；第四步：啟動離子注入電源，設(shè)置電壓為500V，離子注入時間為10min；第五步：注入結(jié)束后繼續(xù)充入氮氣直到1.01×105Pa；第六步：取出薄膜電阻器。通過EDS對薄膜電阻氮原子含量進(jìn)行測試，測試結(jié)果顯示，氮原子含量為56.7%；對薄膜電阻的阻值進(jìn)行測量，阻值為71.43Ω。本發(fā)明的有益效果是：通過將氮化鉭薄膜置于離子注入設(shè)備中，將電離之后的氮離子注入到氮化鉭薄膜中，從而提高氮原子的含量，通過調(diào)整離子注入的工藝參數(shù)，如離子束的強(qiáng)度、注入時間等，氮化鉭薄膜的N原子含量可以控制，最大N原子含量可達(dá)60%；通過離子注入調(diào)控N原子的含量，從而達(dá)到控制氮化鉭薄膜電阻器電阻值的目的。以上所述，僅為本發(fā)明的具體實施方式，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何不經(jīng)過創(chuàng)造性勞動想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本實用新保護(hù)范圍為準(zhǔn)。