Способ изготовления тонкопленочных резисторов на основе сплавов хрома и кремния

 

Изобретение относится к электронной технике и может быть использовано в производстве прецизионных тонкопленочных резисторов. Цель изобретения - повышение временной стабильности резисторов - достигается тем, что на первом этапе подгонки значения сопротивления резисторов корректируют до величины, меньшей требуемой на постоянную величину, осуществляют дополнительную термообработку резисторов при температуре 200-300^oС в течение 1-6 ч, проводят операцию старения, на втором этапе подгонки величин осуществляют корректировку сопротивления резисторов до заданных величин, осуществляют термоэлектротренировку. 5:з.п. ф-лы, 2 табл.

Изобретение относится к электронной технике и может быть использовано в производстве прецизионных тонкопленочных резисторов. Цель изобретения повышение временной стабильности резисторов. Пример осуществления способа. Резистивную пленку из материала К20С с удельным поверхностным сопротивлением 250-800 Ом/□ напыляют в вакууме термическим взрывным испарением в течение 1,5-6 мин на ситалловую СТ-50-1 подложку при температуре 350^oС, после чего без развакуумирования напыляют контактный слой из алюминия с подслоем ванадия. Затем методом фотолитографии осуществляют формирование резистивных и контактных слоев и проводят первую термообработку резисторов по одному из вариантов режимов термообработки, приведенных в табл.1. После каждой стадии, включающей нагрев и охлаждение, измеряют электрическое сопротивление и определяют ТКС. Процесс термообработки завершается, как правило, при температуре 450-470^oС (температура рекристаллизации), и величина ТКС при этом составляет ± 10·10^6oС^-1, но при использовании сплавов с ρ_s=600-800 Oм/□ температура завершения процесса термообработки возрастает до 520-550^oС и величине ТКС до минус (5-40)·10^-6oC^-1. После термообработки проводят изотермическую выдержку резисторов при Т 350^oС в течение 6 ч и осуществляют предварительную подгонку резисторов в требуемый номинал, отличный от номинального значения на минус 0,2% Затем термообрабатывают резисторы в течение 6 ч при температуре 300^oС и подвергают старению при температуре 150^oС в течение 10 сут с измерением относительного изменения сопротивления. Если изменения сопротивления не превышают ±0,01% то процесс прекращают, если превышают указанную величину, процесс продолжают с контролем изменения сопротивления через 100-120 ч вплоть до 600 ч. После сборочных операций осуществляют окончательную подгонку резисторов и их герметизацию, после чего проводят термоэлектротренировку в течение 10 сут при температуре 110^oC под электрической нагрузкой 0,125 Вт на каждом резистивном элементе с последующим определением относительного изменения величины сопротивления аналогично описанному выше, но за пороговую величину изменения сопротивления принимают значение ±0,005% В табл. 1 представлены сведения о стабильности тонкопленочных резисторов в зависимости от режимов термообработки, Первую термообработку проводят ступенчато с последующим охлаждением до нормальной температуры в З-7 стадий. Цикл нагрев-охлаждение до нормальной температуры-нагрев способствует наиболее полному завершению рекристаллизационных процессов и созданию наиболее совершенной структуры тонкопленочного резистора. Время охлаждения после каждой стадии определяется естественным охлаждением муфельной печи типа СНОЛ-1,6-2,5-1/11-14. Последующие операции изготовления тонкопленочных резисторов (лазерная подгонка, герметизация и т.д.) ухудшают временную стабильность. Для повышения стабильности резисторы подвергают изотермической выдержке в течение 3-8 ч при температуре 340-360^oС, которая обеспечивает снятие внутренних напряжений в пленке, второй термообработке, которая стабилизирует электрическое сопротивление в зоне, прилегающей к лазерному резу, а также старению и термоэлектротренировке, которые проводят при температуре на 150- 200^oС ниже температуры напыления резистивного слоя в течение времени релаксации электрического сопротивления В табл.2 представлены сведения о стабильности тонкопленочных резисторов в зависимости от режимов второй термообработки, старения и термоэлектротренировки, которые проводятся на воздухе. Экспериментально установлено, что на любой из вышеприведенных операций по истечении времени устанавливается термодинамическое равновесие, выраженное тем, что величина электрического сопротивления перестает изменяться с течением времени. Это и является критерием прекращения проведения операции. Способ обеспечивает возможность изготовления тонкопленочных резисторов, обладающих стабильностью 0,008- 0,01%

Формула изобретения

1. Способ изготовления тонкопленочных резисторов на основе сплавов хрома и кремния, включающий последовательное нанесение резистивных и проводниковых слоев на диэлектрическую подложку методом термического испарения в вакууме, формирование проводниковых и резистивных элементов методом фотолитографии, многократную термообработку в диапазоне температур 250 550°С, включающую нагрев, охлаждение, измерение сопротивления резисторов и расчет значений ТКС, изотермическую выдержку, подгонку величины сопротивления, причем термообработку прекращают по достижении заданных значений ТКС, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности изготовления за счет временной стабильности резисторов, подгонку величины сопротивления осуществляют в два этапа, причем на первом этапе подгонки значения сопротивления резисторов корректируют до величины, меньшей требуемой на постоянную величину, затем осуществляют дополнительную термообработку резисторов при температуре 200 - 300°С в течение 1 6 ч, после чего проводят операцию старения, а на втором этапе подгонки величин осуществляют корректировку сопротивления резисторов до заданных величин, после чего осуществляют термоэлектротренировку, 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что многократную термообработку производят З 7 раз, при этом температуру последующей термообработки ступенчато повышают на 5 30^oС по сравнению с температурой предыдущей термообработки. 3. Способ по пп.1 и 2, отличающийся тем, что до проведения операции подгонки величины сопротивления резисторы подвергают нагреву до 340 360°С и изотермической выдержке в течение 3 8 ч. 4. Способ по пп.1 3, отличающийся тем, что на первом этапе подгонки резисторы корректируют до значений сопротивления, меньших требуемых на 0,2 - 0,8% 5. Способ по пп.1 4, отличающийся тем, что операции старения и термоэлектротренировки проводят при температуре 100 150^o в течение 200 600 ч. 6. Способ по пп.1 5, отличающийся тем, что операции старения и термоэлектротренировки прекращают по достижении величины изменения сопротивления ± 0,01% и ± 0,005% за отрезки времени 100 120 и 200 200 ч соответственно.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2

MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Номер и год публикации бюллетеня: 11-2002

Извещение опубликовано: 20.04.2002        

---