Способ определения величины температурного коэффициента сопротивления резистивной пленки

 

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВЕЛИЧИНЫ ТЕМПЕРАТУРНОГО КОЭФФИЦИЕНТА СОПРОТИВ |ЛЕНИЯ РЕЗИСТИВНОЙ ПЛЕНКИ, включающий нагрев ее до заданной температуры. измерение сопротивления пленки при начальной и заданной температурах и определение величины термического Напряжения нагретой пленки с последующим расчетом величины температурного коэффициента.сопротивления,, отличающийся тем, что, с целью повышения точности. определе7 ния величины -температурного коэффициента сопротивления/ величину термического напряжения нагретой резистивной пленки определгпот с помощью голографической интерферограммы, послб чего компенсируют термические напряже- , ния механическим путем и производят измерение сопротивления при заданной температуре с последующим расчетом температурного коэффициента сопротивления . 05 -sj :о г,тн

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) 3(51) Н 01 С 7/06, ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

F30 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ:

I в

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ измерение сопротивления пленки при начальной и заданной температурах и определение величины термического напряжения нагретой пленки с последующим расчетом величины температурного коэффициента. сопротивления,. отличающийся тем, что, с целью повыаения точности.определе-, ния величины .температурного коэффициента сопротивления, величину термического напряжения нагретой резистивной пленки определяют с помощью голографической интерферограммы, после чего компенсируют термические напряже- . ния механическим путем и производят из- . мерение сопротивления при заданной

Я температуре с последующим расчетом Е температурного коэффициента сопротивления.

I (21) 3410047/18-21. (22) 19.03.82 (46) 15.12.83. Вюл. М 46 (72) A. В. Скобленко, Л. М. Смеркло ° и В. М. Тулуевский (53) 621 ° 316 ° 8(088 ° 8) (56) Эпштейн и др. Справочник по измерительным приборам для радиодеталей. Л., "Энергия", 1980,. с. 153.

2. Франко Г. A.. Внутренние напряжения в тонкопленочных резисторах.

В кн. "Прецизионные Печатные и тонкопленочные резисторы.", Кишинев, КНИИЭП, 1972, с. 69 (прототип) . (54)(57) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВЕЛИЧИНЫ

ТЕМПЕРАТУРНОГО КОЭФФИЦИЕНТА СОПРОТИВ1

ЛЕНИЯ РЕЭИСТИВНОЙ ПЛЕНКИ, включающий нагрев ее до заданной температуры, 1061179

Изобретение относится к измере- . нию электрических величин, в частности к точным методам определения температурного коэффициента сопротивления (TKC) резистивных пленок, и может быть использовано при разработке новых резистивных материалов для целей микроэлектроники.

Известен способ определения ТКС, основанный на измерении сопротивления при двух различных температурах

Т(и Т и расчете значения ТКС по формуле

TKC

15 или

ТКС = 1 "" . 100%, (1) где R u R — сопротивления резистив-20

Я о ной пленки при Т „и Т

>. Численное значение ТКС по фьрму= ле 1)i иногда получают, непосредст-: венно используя компаратор сопротив- 25 лений с цифровой индикацией и задаваясь значением Т -Т 100. При этом нет надобности в расчете значения

ТКС (1) .

Недостатком этого способа измерения ТКС является ограниченная точность измерения g R = Rg й4, связанная с проявлением тензорезистивного эффекта. Этот эффект возникает в результате изменения механических З5 напряжений в системе пленка — подложка при переходе от Т к Т .

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является способ, согласно которому для повы- 4О шения точнОсти определения g R

Р - Rg при измерении сопротивления пленок применяют тензодатчик и при расчете TKC учитывают долю изменения сопротивления, внесенную тензорезистивным эффектом.. Способ включает нагрев пленки до заданной температуры, измерение сопротивления пленки при начальной и заданной температурах и определение величины термического напряжения пленки с последующим расчетом TKC (2) .

Недостатком этого способа является низкая точность определения TKC в связи с большой погрешностью тензодатчиков.

Цель изобретения — повышение точности определения TKC.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу определения величины ТКС резистивной пленки, 60 включающему нагрев ее до заданной температуры-, измерение сопротивления пленки при начальной и заданной температурах и определение величины термического напряжения нагретой 65 пленки с последующим расчетом величины ТКС, величину термического напряжения нагретой резистивной пленки определяют с помощью голографической интерферограммы, после чего компенсируют термические напряжения. механическим путем и производят измерение сопротивления при заданной температуре с последующим расчетом ТКС, На фиг. 1 представлен образец в исходном состоянии при температуре Т и сопротивлении R (интерферограмма при этом не возникает), на фиг. 2 - образец в нагретом состоянии при температуре Т (объект деформирован под воздействием Т, свободный конец консоли совмещается на расстояние g r, возникает интерферограмма), на Фиг. 3 — образец при температуре Тд, при которой производится процесс компенсации механических напряжений и уменьшается Ь r . - g r (порядок интерференционного максимума падает), на фиг.4образец при температуре Т2, когда деформация компенсирована (об этом свидетельствует почти полное отсутствие интерференционных полос), а ,значение Rg измерено или зарегистри ровано компаратором значение TKC..

На Фиг. 1-4 обозначены зажим 1 консоли, подложка 2, резистивная пленка 3, контакты 4 к резистивной пленке, голографическая интерферограмча 5, соответствующая этапу измерения, сила 6 механической компенсации деформации.

Сущность изобретения заключается в том, что система. пленка - подлож- . ка при нагреве (охлаждении) претерпевает микродеформации, которые можно зарегистрировать при помощи метода голографической интерферометрии. Количество полос интерферограммы (порядок интерференционного максимума) пропорционально деформации системы пленка - подложка. Если при температуре второго измерения удает- . ся полосы на экране удалить механическим воздействием на объект, это значит, что пленка находится в исходном состоянии (как до нагрева).

В результате компаратор регистрирует значение ТКС резистивной пленки, исключая вклад тензорезистивного эффекта.

Способ опробован на голографической установке типа УИГ-2А. При измерениях использована стандартная двухлучевая схема. В качестве образцов использованы тонкопленочные резисторы, выполненные на ситалловых (СТ-50-1) и поликоровых иодложках размером 5х30 мм на структуре РС37 0-V-Al с размерами контактов

5х5 мм. Образцы помещались в термостат со стеклянным окном (точность 1061179 ееюеее

Величина ТКС 10 при использовании способа ю ю е ю ее иэвест- предлага- иэвест-. предланого+ . емого» ного" гаемого+

Образец, Ю

8,3

7,9

8,8

7,9

7,8

7,3

8,0

7,4

8,2

7,6

7,1

7,4

7 2

7,0

8,1

8,2

8,5

8,7

7,6

7,6

7,0

6,9

6,4

5,9

6,0

6,9

6i3

7,0 л.6,6

7,1 стабилизации температуры +0,17 К).

Сопротивление резистивного слоя

150 Ом/кВ.

Результаты измерений преда гавле-. ны в таблице (образцы взяты из различных партий).

ТКС регистрировался компаратором сопротивлений 1968200 с подключением резисторов по 4-зажимной схеме.

Иэ таблицы видно, что TKC резистивннх пленок PC-3710 при измерени ях по предложенному способу имеет более равные значения на разных подложках, чем по известному, следовательно, предложенный способ позволяет уменьшить "эффект подложки", 15 т.е. дает информацию î.ТКС самой . только пленки...+

Подложка - ситалл. ф+

-.Подложка - поликор.

Использование изобретения позволяет измерять значение ТКС резистивных пленок с высокой точностью эа счет устранения (минимизации) тензорезистнвного эффекта, способного изменять сопротивление пленок на величину до 2%. В результате повыаается эффективность разработки новых резистивных материалов, в частности, для прецизионных тонкопленочных резисторов.

Изобретение позволяет выпускать микросхемы улучшенного качества эа счет повышения их надежности, связанной с более точным определением допуска ТПР в заданном диапазоне, температур.

1061179

Фи88

Составитель H Кондратов

Редактор Л. Алексеенко Техред С.Легеза.

Корректор М. Демчик

Заказ 10050/53 Тираж 703

ВНИИПИ Государственного коМитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, М-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4