Способ получения тонкопленочного резистивного элемента

Авторы патента:

H01C17/075 - с использованием тонкопленочной технологии

Владельцы патента RU 2297682:

Горский Олег Борисович (RU)

Изобретение относится к технологическим процессам изготовления тонкопленочных резисторов. На керамическую подложку методом ионно-плазменного распыления наносят токопроводящий слой и проводят температурную обработку в атмосфере воздуха. Далее, не позднее чем через 12 часов после напыления полученные заготовки подвергают термообработке в воздушной среде при температуре от 630 до 720°C в течение времени от 30 до 60 минут, замеряют ТКС, которое должно принять только положительное значение. Описанный способ улучшает эксплуатационные характеристики получаемых резистивных элементов за счет повышения их температурной и электрической нагрузочной способности.

Изобретение относится к области технологии получения резистивных элементов повышенной температурной и удельной нагрузочной способности, используемых в нагревательных элементах различного назначения и в различных устройствах электро и электронной техники.

Известен способ получения металлопленочных резисторов повышенной стабильности, изложенный в патенте США №3842495, МКИ H01C 7/00, 1974 г. «Регулировка степени изменения в зависимости от температуры при изготовлении резистивных элементов», который заключается в том, что многокомпозиционный резистивный материал, состоящий из благородных металлов и их окислов, наносят на термостойкую подложку и подвергают высокотемпературной термообработке при температуре от +650°C до +750°C в газообразной среде, в которой процентное содержание азота больше чем в воздухе. Длительность цикла термообработки определяется тестируемым уменьшением степени изменения сопротивления образца в зависимости от температуры.

К недостаткам этого способа следует отнести следующее: применение благородных металлов и их оксидов обуславливает сравнительно высокую цену резисторов; процесс термообработки включает необходимость многократного тестирования стабильности изготавливаемого резистивного элемента, т.к. длительность этого процесса определяется уменьшением степени изменения сопротивления образца в зависимости от температуры и невозможность получения относительно высоких номинальных значений сопротивлений в требуемых габаритных размерах.

Известен и другой способ получения тонкопленочного резистивного элемента, заключающийся в том, что на керамическую подложку методом ионно-плазменного распыления наносят токопроводящий слой, состоящий из металлов и диэлектриков, затем проводят температурную обработку в атмосфере воздуха (см. К.И.Мартюшев и др. «Технология производства резисторов», М., Высшая школа, 1972 г., стр.104-106, 124-125).

Недостатком описанного способа, являющегося ближайшим к заявленному, является то, что получаемые этим способом тонкопленочные резистивные элементы обладают недостаточной температурной и электрической нагрузочной способностью, что снижает их эксплуатационные характеристики.

Целью описываемого способа является улучшение эксплуатационных характеристик резистивных элементов, получаемых описываемым способом, путем повышения их температурной и электрической нагрузочной способности.

Для этого, в способе получения тонкопленочного резистивного элемента, заключающемся в нанесении на керамическую подложку методом ионно-плазменного распыления токопроводящего слоя, состоящего из металлов и диэлектриков, и проведении затем температурной обработки в атмосфере воздуха, термообработку проводят при температуре от 630 до 720°C не позднее 12 часов после нанесения токопроводящего слоя, контролируют при этом уменьшение сопротивления напыленных резисторных элементов и замеряют значение ТКС (температурного коэффициента сопротивления), которое должно принять только положительное значение.

Сущность способа. На термостойкую диэлектрическую подложку известным методом, например ионно-плазменным распылением с использованием мишеней серии 26 (в состав шихты мишеней серии 26 входят: Cr - от 2 до 46%, W - от 8 до 13%, Mn - от 24 до 33%, Si - от 13 до 18%, CeO₂ - от 18 до 39% по весу) наносят токопроводящий слой (пленку) при следующих технологических режимах: давлении в камере 1...3×10^-5 мм рт.ст.; ионном токе от 1,5 до 3,5 А; времени металлизации от 0,5 до 1 часа в среде аргона, используемого в качестве рабочего газа. Далее, не позднее чем через 12 часов после напыления полученные заготовки подвергают термообработке в воздушной среде при температуре от 630 до 720°C в течение времени от 30 до 60 минут. В результате воздействия высокой температуры и кислорода воздуха изменяется структурный и химический состав пленки. Температура и время термообработки определяются по опытным образцам (пробам). Критерий пригодности - изменение сопротивления образцов по сравнению с исходным и требуемый температурный коэффициент сопротивления (ТКС). Так, например, для образцов, напыленных ионно-плазменным методом с использованием мишеней №№26А, 26Б, 26Г, сопротивление образцов должно уменьшиться от 1,5 до 5 раз, а ТКС принять положительное значение в пределах от 10 до 250 ppm.

Резисторы, изготовленные с использованием описанного способа, работоспособны в диапазоне температур от минус 60 до плюс 500°C (Известные металлопленочные резисторы имеют диапазон рабочих температур от минус 60 до 155°C).

Нагрузочная способность резисторов более чем в два раза превосходит нагрузочную способность известных аналогов, изготовленных с использованием тех же мишеней и керамических оснований.

Стабильность резисторов, изготовленных с применением описанного способа при эксплуатации в условиях экстремальных электрических и температурных нагрузок, почти на порядок выше, чем у аналогов (по габаритным размерам).

Способ позволяет изготавливать резисторы одного знака ТКС в широком диапазоне номинальных значений сопротивления.

Способ получения тонкопленочного резистивного элемента, заключающийся в том, что на керамическую подложку методом ионно-плазменного распыления наносят токопроводящий слой, состоящий из металлов и диэлектриков, затем проводят температурную обработку в атмосфере воздуха, отличающийся тем, что, целью улучшения эксплуатационных характеристик элемента путем повышения его температурной и электрической нагрузочной способности, термообработку проводят при температуре от 630 до 720°C в течение времени от 30 до 60 мин не позднее 12 ч после нанесения токопроводящего слоя, контролируют при этом уменьшение сопротивления напыленных резисторных элементов и замеряют значение ТКС (температурного коэффициента сопротивления), которое должно принять только положительное значение.

Способ подгонки тонкопленочных делителей напряжения // 947920

Способ подгонки тонкопленочных резисторов // 900321

Проволочный резистор // 232351

Способ изготовления электрических тонкослойных непроволочных сопротивлений // 165811

Тонкопленочный измерительный резистор // 2306624

Способ изготовления тонкопленочных резисторов // 2332741

Изобретение относится к области электротехники, в частности к технологии изготовления тонкопленочных резисторов, и может быть использовано в радиоэлектронной промышленности, приборостроении и вычислительной технике

Пленочный резистор // 2584032

Изобретение относится к электронной технике, а именно к производству постоянных резисторов, и может быть использовано в электронной, радиотехнической и других смежных отраслях промышленности, в том числе мощных, высокочастотных цепях. В пленочном резисторе, включающем диэлектрическую подложку и сформированную на ней многослойную пленку резистивных материалов, размещенную на теплоотводящем основании, многослойная пленка резистивных материалов включает резистивный слой, адгезионный слой, контактный и пассивирующий слои, размещенные на резистивном, при этом на указанной многослойной пленке размещены защитный и маркировочный слои. Технический результат заключается в улучшении температурного коэффициента сопротивления пленочных резисторов. 1 табл., 1 ил.

Способ изготовления тонкопленочных чип-резисторов // 2628111

Изобретение относится к микроэлектронике и может быть использовано для изготовления тонкопленочных чип-резисторов, резистивных матриц, а также гибридных интегральных схем с резисторами в производстве радиоэлектронной аппаратуры различного назначения. Техническим результатом является повышение надежности резисторов за счет увеличения до максимально возможной поверхности контактирования проводникового и резистивного слоев по их периметру в области контактных площадок резисторов и расположения контактных площадок резисторов на обеих поверхностях подложки. Способ изготовления включает травление окон в диэлектрическом слое заготовки из лакофольгового диэлектрика до слоя медной фольги, осаждение в эти окна гальванической меди, вакуумное напыление на диэлектрический слой подложки резистивных и проводникового слоев, формирование из них в области окон в диэлектрическом слое заготовки резистивных элементов и контактных площадок к ним, которые представляют собой многослойную структуру из медной фольги, гальванической и вакуумной меди, внутри которой осуществляется электрический контакт проводникового и резистивного слоев по всему периметру. 3 ил.

Конструкция тонкопленочного чип резистивного вч-аттенюатора // 2638541

Изобретение относится к области электроники и может быть использовано при изготовлении ЧИП резистивных высокочастотных (ВЧ) аттенюаторов. Техническим результатом является увеличение рассеиваемой мощности и упрощение технологии изготовления резистивного ВЧ-аттенюатора. Резистивный ВЧ-аттенюатор состоит из керамической платы и нанесенных на нее резистивного и электропроводящего слоев, на керамической плате первым выполнен резистивный слой, при этом на нем размещен электропроводящий слой, выполненный в виде узких контактных площадок, третьим является диэлектрический слой с окнами, размещенными в местах узких контактных площадок, четвертым является электропроводящий слой, соединяющийся через окна с узкими контактными площадками второго слоя и выполненный в виде контактных площадок увеличенной площади. 1 ил., 1 табл.

Способ изготовления электрически изолированных резисторов микросхем // 2648295

Изобретение относится к микроэлектронике, а именно к способу изготовления электрически изолированных резисторов микросхем на арсениде галлия с высокой термостабильностью. Технический результат заключается в увеличении термостабильности и повышении пробивного напряжения изолирующих слоев микросхем на арсениде галлия. Способ изготовления электрически изолированных резисторов микросхем, заключающийся в изготовлении контактных площадок на эпитаксиальных структурах арсенида галлия, проведении внедрения ионов гелия с энергией 30-150 кэВ и дозой 1,2-1,4 мкКл/см2 для формирования областей изоляции, нанесении маски фоторезиста с последующим формированием окон в фоторезистивной маске для повторного внедрения ионов гелия с энергией 30-150 кэВ и дозой 6-12 мкКл/см2. 10 ил, 1 табл.