Способ изготовления пленочных цилиндрических резисторов

Способ изготовления пленочных цилиндрических резисторов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (l9) (П) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЬГПФ (21) 3006985/18-21 (22) 24 ° 11.80 (46 ) 23. 08. 84. Бюл. М 31 (72) В.Л.Волкова, А ° С.Гудков, В.Ф.Ряхин, Г.A.Ìàêñèìöîâà, B.Â.Áîãàòêîâà, В.И.Загинайло и И.В.Закс (53) 621.316.8(088.8) (56) 1. Мартюшов К.И. и др. Технология производства резисторов, М., "Высшая школа", 1972, с. 121-123.

2. Технологйя тонких пленок.

Справочник под ред. Л.Мойссела, Р.Глэнга, т.2, М., "Советское радио", 1977, с. 596-598 (прототип).,(54)(57) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПЛЕНОЧННХ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ РЕЗИСТОРОВ, BKJlloчающий испарение и нанесение в ва-, кууме на керамическое основание керметного материала и последующий,отжиг на воздухе полученных резистивных пленок, отличающийся тем, что, с целью повышения выхода годных резисторов с заданными электрическими параметрами, испарение проводят йо двухступенчатому режиму с добавлением к керметному материалу . металла и его окисла, имеющего темпе ратуру испарения выше температуры испарения металла, в количестве 1040% от количества исходного керметно« го материала при соотношении металла и его окисла 1:1-3:1 соответственно, причем на первой ступени осуществляют испарение части керметного материала и введенного металла, а на второй испаряют оставшийся керметный Е материал и введенный окисел металла, при этом температуру второй ступени испарения поддерживают по крайней мере в 1,5 раза выше первой.

1109814

Изсбретение относится к резистоФ ростроению, н частности к технологии изготовления пленочных цилиндрических резисторов с применением вакуумно-термического испарейия керметных резистивных материалов. 5

Известен и широко используется способ изготовления тонкопленочных резисторов, нключающий напыление в вакууме на керамические основания сплавон и отжиг на воздухе полученных заготовок резисторов fl f.

Недостатком этого способа является то, что изготавливаемые по нему резисторы имеют большие абсолютные значения температурного коэффициента ) сопротивления более 150 10 C).

Наиболее близким к изобретению является способ изготовления пленочных цилиндрических резисторов, включающий испарение и нанесение в ва- -2О кууме на керамическое основание керметного материала и последующий отжиг на воздухе полученных резистивных пленок (2 .

Недостатком данного способа явля- 25 ется малый процент выхода годных заготовок резисторов с заданными номинальными значениями сопротивлений и ТКС, что связано с недостаточной воспроизводимостью процесса напыления керметных резистивных материалов из-эа фракционирования исходных комt понентов в процессе термического напыления с реэистивных испарителей.

Целью изобретения является повышение выхода годных резисторов с задан-З ными электрическими параметрами.

Укаэанная цель достигается тем, что согласно способу изготовления пленочных цилиндрических резисторов, QO включающему испарение и нанесение в вакууме на керамическое основание керметного материала и последу|ощий отжиг на воздухе полученных реэистивных пленок, испарение пронодят по днухступенчатому режиму с добавлением к керметному материалу металла и

его окисла, имеющего температуру испарения выше температуры испарения металла, в количестве 10-40Ъ от количества исходного керметного материала при соотношении металла и его окисла 1г1-3:1 соответственно, причем на первой ступени осуществляют испарение части керметного материала и введенного металла, а на второй испаряют оставшийся керметный материал и введенный окисел металла,при этом температуру второй ступени испарения поддерживают по крайней мере и 1,5 раза выше первой. 6О

Введение по предлагаемому способу металла и окисла этого металла, отличающихся температурами испарения, создает условия, при которых вводимые компоненты испаряются в про-@5 цессе проведения всего двухступенчатого цикла напыления керметного материала. На первой ступени испарения испаряется часть керметного материала и введенный металл, а на второй ступени испарения — остатки керметного материала и введенный окисел металла., После отжига пленки происходит частичное окисление введенного металла до окисла. H результате такого способа достигается относительно равномерное распределение определенного элемента, например 48, 2r, по толщине получаемой реэистивной пленки, что приводит к повышению воспроизнодимости заданных параметрон резисторон, т.е. к увеличению выхода годных.

Оптимальное количество вводимой смеси металла и его окисла и соотношение между металлом и его окислом .определяется опытным путем по достижении наилучшей воспроизводимости результатов и получении требуемых значений сопротинления и TKC.

Пример 1. К порошку керметного реэистивного материала, представляющего собой механическую смесь металла и диэлектрика С вЂ” 5iO>, добавляется смесь порошков алюминйя и его окисла в количестве 28% от керметного материала при соотношении металла и его окисла 2:1. Полученная смесь порошков после тщательного перемешинания наносится на испаритель в количестве, обеспечивающем требуемую толщину реэистивной пленки.

Испаритель с нанесенным реэистивным материалом помещается в камеру вакуумного напыления и вокруг него размещаются керамические основания резисторов . По достижении в камере накуума порядка 10 4 -10 торр испаритель постепенно разогревается путем увеличения величины поданаемого на него электрического тока и проводят двухступенчатый режим испарения.

Первая ступень испарения заканчивается по достижении тока 55 A и в этом режйме происходит полное испарение введенного s резистивный материал металла,т.е. алюминия и частичное испарение остальных компонентов резистивного материала.

Затем.производят сброс тока до нуля для восстановления требуемого вакуума н.системе, после чего проводят вторую ступень испарения, доводя величину тока до 62 А, т.е. на второй ступени испарения температура испарения должна быть существенно вьые. чем на первой. При этой температуре испарителя происходит полное испарение оставшихся компонентов резистинного материала и введенной окиси алюминия.

1109814

Полученные таким образом заготовки резисторов отжигаются на воздухе при температуре свыше 400 С. При этом происходит частичное окисление до h6> 0>, т.е. образуется достаточно равйомерная по толщине пленки матрица, состоящая иэ окиси алюминия.

В описываемом примере введенные в исходный реэистивный материал алюминий и его окись в сочетании с проведенным двухступенчатым режимом его IО испарения создают необходимые условия, при которых повышается равномерность распределения элемента 4Г по толщине, конденсируемой на основании резистора пленки. 15

В табл. 1 приводятся полученные в данном примере результаты, подтверТаблица1

Способ

Предлагаемый

Известный

Резисторы, попадаю- ТКС щие в диапазон

HoMHHààoà 5-15 к()м 4 ос

-15-+14

-9-+28

-10-+8

+8-+35

-25-+21

-12-+5

10

-15-+1

30

60

-10-+7

Из табл, 1 видно, что предлагае:мый способ позволяет повысить воспроизводимость .результатов по величине. сопротивлений заготовок резисторов, полученных в разных циклах напыления, и увеличить выход годных заготовок с заданными значениями сопротивлений в 2 раза с одновремен- 0 ным уменьшением величины TKC.

Пример 2. К напыляемому реэис-, тивному материалу, содержащему хром и окись кремния, по предлагаемому спосо55 бу добавляется порошок циркония и окиси циркония в количестве 13% от керметного материала и в соотношении

1:1. Двухступенчатый режим напыления следующий: 58 A — ток первой стадии 60 испарения, при котором происходит испарение введенного циркония и частичное испарение основных компонентов керметного резистивного материала, 67 А — ток второй ступени испаРезисторы, попадаю- ТКС к не в диапазон

-15 кОм ждающие положительный эффект от использования предлагаемого способа изготовления тонкопленочных резисторов. Проведено пять циклов напыления по предлагаемому способу,(с добавлением к напыленному керметному резистивному материалу, содержащему хром и двуокись кремния, смеси порошков алюминия и окиси алюминия в соотношении 2:1 и проведением двухступенчатого режима испарения I u параллельно пять циклов напыления по известному способу с использованием при напылении резистивного материала, включающего хром и двуокись кремния, и испаряеМопо двухкратным испарением при токе 65 А.Необходимо было получить резисторы с сопротивлением 5-15 кОм. рения, при которой испаряется введенная окись циркония и оставшаяся часть компонентов. Полученные реэистивные пленки отжигаются на воздухе в диапазоне температур 450-550 С.

В данном примере достигается равномерность распределения элемента У ,по толщине резистивной пленки, эа счет чего обеспечивается энач .тель ное повышение воспроизводимости получения заданных параметров резисторов, т.е. увеличение выхода годных.

В табл. 2 приведены сравнительные результаты по среднему проценту выхода годных резисторов в диапазон требуемых значений ТКС (+50- 10 С), изготовленных.в пяти циклах напыления но предлагаемому способу и известному, включающему напыление керметного резистивного материала (хром, окись кремния двукратным испарением при токе 65 A.

1109814

Та блица 2

Предалагаемый способ

Известный способ

Диапазон, OM

Диапазон, Ом

50-200

80

50-200

Составитель Н. Овсянникова

Редактор И.Лазаренко Техред Т.Дубинчак Корректор О.Луговая

Заказ 6094/37 Тираж 683 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4

Выход резисторов с требуемыми значениями ТКС

+50 10 -Ь аС

Таким образом, предлагаемый crocOd позволяет повысить воспроизводимость результатов по величине сопротивлений заготовок резисторов, полу-.-

Чанных в разных циклах напыления, и

Выход резисторов с требуемыми значениями ТКС

+50.10 С, Ъ увеличить выход годных заготовок с .заданным значением сопротивлений в

2.раза с одновременным уменьшением величины ТКС.