Резистивный материал для изготовления низкоомных тонкопленочных резисторов

 

Изобретение относится к радиоэлектронике и может быть использовано для изготовления низкоомных теплопленочных резисторов. Цель изобретения - повышение выхода годных резисторов. Для этого резистивный материал тонкопленочных резисторов, включающий Cr, Ti, Al, диоксид кремния дополнительно содержит оксид алюминия при следующем количественном содержании компонентов, мас.% : хром 40 - 62; титан 15 - 22; алюминий 4 - 8; диоксид кремния (II) 13 - 22; оксид алюминия 3 - 10, что до 90 - 100% увеличивает выход годных резисторов с низкой разницей между значениями ТКС, полученными в различных температурных интервалах за счет значительного повышения стабильности резисторов. 1 табл.

Изобретение относится к радиоэлектронике и может быть использовано при изготовлении тонкопленочных резисторов. Целью изобретения является увеличение выхода годных. Цель достигается за счет уменьшения разницы между значениями ТКС в различных температурных интервалах (от -60 до +20^оС и от +20 до +155^оС). П р и м е р. Для изготовления тонкопленочных резисторов на основе предлагаемого резистивного материала были приготовлены смеси с различным содержанием исходных компонентов в указанных выше интервалах варьирования, включая граничные и средние концентрации компонентов (см. таблицу). Для приготовления этих смесей порошки хрома (марки ПХ1С, ТУ 14-1-1474-75) и титана (марки ПТОМ) предварительно просеивали через набор сит и в дальнейшем использовали только фракции с размером частиц 45 мкм. Просев порошков алюминия (марки АСД - 4, ТУ 48-5-226-82) и окиси алюминия (марки АЛУНД электровакуумный КО, ТУ11-79. Ще. 0.027000) не проводили. Двуокись кремния марки ч.д.а. (ГОСТ 9428-73) измельчали в шаровой мельнице. Размер частиц составлял 60 мкм. Взвешенные в соответствии с указанными в таблице процентными соотношениями компоненты резистивного материала (по 50 г каждой смеси) ссыпали в фарфоровые ступки. Смешивание компонентов проводили в среде этилового спирта. На 50 г смеси добавляли 40-50 г этилового спирта. После тщательного перемешивания с помощью пестика в течение 20-30 мин и получения однородной густой массы резистивный материал высушивали в термостате при температуре 120 5^оС в течение 1-1,5 ч. После окончания сушки приготовленные смеси резистивного материала тщательно растирали до полного удаления комков и пересыпали в стеклянные бюксы. Получение пленок из резистивного материала проводили в установке вакуумного напыления УВН-61П-2И при вакууме 10^-4 - 10^-5 мм рт.ст. На вольфрамовый испаритель длиной 55 см наносили 910 мг резистивного материала. Нанесение проводили из спиртовой суспензии вручную с помощью кисточки. В кассету камеры напыления вертикально помещали два вольфрамовых испарителя, один из которых чистый, без резистивного материала, а другой - с нанесенным на него резистивным материалом. Вокруг испарителей размещали металлические спицы с нанизанными на них керамическими основаниями габаритных размеров резисторов МЛТ-0,5 Вт. Чтобы достичь равномерного процесса формирования резистивных пленок на керамических подложках, спицы вращаются одновременно вокруг своей оси и вокруг вольфрамовых испарителей, установленных в центре каждой кассеты. В каждой из шести кассет размещается по 60 спиц. На каждую спицу нанизывается по 50 шт. керамических оснований габаритных размеров МЛТ-0,5 Вт. Процесс напыления каждой подготовленной смеси резистивного материала проводили следующим образом. Первоначально обезгаживался испаритель с нанесенным резистивным материалом, для чего через испаритель пропускался электрический ток 20 А в течение 5 мин. Затем проводили подогрев подложек за счет разогрева чистого вольфрамового испарителя (без резистивного материала). Через испаритель пропускали электрический ток 30 А в течение 15-20 мин. После этого на подогретые подложки проводили напыление резистивного материала, для чего за 120-180 с ток на испарителе с резистивным материалом поднимался до 64 А, делалась выдержка 30 с и сброс тока до 0. Отжиг полученных цилиндрических заготовок резисторов проводили на воздухе в установках СНОЛ/М. Сначала подбирали оптимальную температуру отжига в диапазоне 450-550^оС, при которой получаются наименьшие значения ТКС резистивных пленок. Для этого из партии (3000 шт.) термообрабатывали по 10 шт. заготовок на определенную температуру. В выбранном оптимальном режиме проводили термообработку всей партии заготовок. В таблице приведены составы и свойства резисторов из предлагаемого материала и материала прототипа. Как видно из результатов, представленных в таблице, указанные в формуле изобретения границы варьирования ингредиентов являются оптимальными и обеспечивают достижение цели - увеличение выхода годных резисторов по сравнению с прототипом с 60-70 до 90-100%. Кроме того, преимуществом предлагаемого резистивного материала по сравнению с прототипом является меньшая зависимость ТКС от температуры окружающей среды, о чем свидетельствуют приведенные в таблице данные по разнице между значениями ТКС, полученными в различных интервалах температур (от -60 до +20^оС и от +20 до 155^оС). В таблице приведены примеры с запредельными концентрациями компонентов в предлагаемом резистивном материале. Как видно из этих данных, уменьшение концентрации Al, Al₂O₃, SiO₂ так же, как и увеличение концентраций Al, Ti, Cr не обеспечивает достижения цели (смеси 8-11). Увеличение же концентраций SiO₂, Al₂O₃ и уменьшение концентраций Cr, Ti (смесь 12) не позволяет получить низкоомные резистивные пленки (менее 100 Ом/ ), а предлагаемый резистивный материал как раз предполагает изготовление низкоомных тонкопленочных резисторов. Кроме того, указанный выход за граничные концентрации компонентов приводит к резкому ухудшению стабильности резисторов и увеличению разницы между значениями ТКС в различных температурных интервалах (от -60 до +20^оС и от +20 до +155^оС). Эти характеристики хуже, чем у прототипа. Применение предлагаемого изобретения позволяет увеличить выход годных низкоомных тонкопленочных резисторов с более низкой разницей между значениями ТКС, полученными в различных температурных интервалах. (56) Авторское свидетельство СССР N 1119515, кл. H 01 C 7/00, 1983.

Формула изобретения

РЕЗИСТИВНЫЙ МАТЕРИАЛ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ НИЗКООМНЫХ ТОНКОПЛЕНОЧНЫХ РЕЗИСТОРОВ, включающий хром, титан, алюминий и диоксид кремния (IV), отличающийся тем, что, с целью увеличения выхода годных, он дополнительно содержит оксид алюминия при следующем количественном соотношении компонентов, мас.%: Хром 40 - 62 Титан 15 - 22 Алюминий 4 - 8 Диоксид кремния (II) 13 - 22 Оксид алюминия 3 - 10

РИСУНКИ

Рисунок 1