DE1765091C3 - Verfahren zur Herstellung eines hochkonstanten Metallschichtwiderstandselementes - Google Patents
Verfahren zur Herstellung eines hochkonstanten MetallschichtwiderstandselementesInfo
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01C—RESISTORS
- H01C7/00—Non-adjustable resistors formed as one or more layers or coatings; Non-adjustable resistors made from powdered conducting material or powdered semi-conducting material with or without insulating material
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01C—RESISTORS
- H01C17/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing resistors
- H01C17/06—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing resistors adapted for coating resistive material on a base
- H01C17/075—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing resistors adapted for coating resistive material on a base by thin film techniques
- H01C17/12—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing resistors adapted for coating resistive material on a base by thin film techniques by sputtering
Description
40
Die r.rlindung betrifft ein \'crl';:ihren zur 1 lerftelhmg
eine·; hochkonua: -en MeUillschiehtwidcr-Handselcmenles
mit auf einer W idcrslandssclr.chi ufeugter
Vhiitz.schicht. bei dem in einer Vaktium-ApparaUii
unier verminderteni Druck auf einen isolierenden
Trauer in einer ersteil Bc\irheitunussuife tu·.·
eigentliche M'Mall-Widerstandssehicht und dann in -■,<
einer /weiten Bearbeitungssti:fe unter Verwendung
einer relativen Atmosphäre die Schutzschicht aufgebracht
wird.
Bisher war es ühlkh. Chrom-Nickei-Widerstands-
!schichien. die sich z. 15. dureil kleinen Temperatur- :s
koelli/it'nten (IK) aufzeichnen, dadurch zu si.sbilisieren.
daß man die WiderstandsschiclH an l.ufi temperte.
d.h. erhitzte, Hierdurch wird die OncrlliiJie
oxydiert, vornehmlich jedoch nur das gegen Sauerstoff emplindlichere Chrom, weniger das Nickel, wo- (>o
durch sich der Temperalurkoeffizienl verschiebt und der Widerstand im Laufe tier Zeit seine elektrischen
Werte ändert. Weiter hat man als Schutzschicht reim·. Chromschiehten aufgetragen; in letzter Zeit ist ein
Verfahren bekanntgeworden, bei dem zunächst die
Chrom-Nickel-Schicht im Vakuum aufgedampft wird. Anschließend laßt man Sauerstoff hinzu, so daß der
Chrom-Nickel-Dampf oxydiert und eine Schutzschicht bildet (niederländische Offenlegungsschrift
6 603 768).
Beim Aufdampfen im Hochvakuum ist es aber prinzipiell schwierig, eine eindeutig reproduzierbare
Leüjerungszusammensetzung zu erhalten, weil Chrom
und Nickel nicht den gleichen Dampfdruck besitzen.
Ls ist ein Verfahren zur Herstellung von HrUiohmwiderständen
bekannt, bei dem dünne Überzüge von z. B. Oxiden durch Kathodenzerstäubung dadurch
auf den elektrisch nich!leitenden Unterlagen aufgebracht werden, daß die von der Kathode zerstäubten
r.lemenie durch Reaktion mit den im Zerstäuhungsraum
vorhandenen Gasen in Verbindungen mit dem erforderlichen elektrischen Widerstand übergeführt
^erden (deutsche Patentschrift S59 915).
Ls sind auch schon Zinnoxidschichten erzeugt worden durch Kathodenzerstäubung in Sauerstoifatmosphiire.
Diese Zinnoxidschichten sind aber als Schutzsc'.üeht
für den vorliegenden Zweck n..},. '..lUichKir
Is ist bereits ein Verfahren zur Herstellung mei.:;-lischer
Schichten mittels Kathodenzerstäubung ;;i einem vorzugsweise mit Ldelgas gefüllten Zer-t.m
buiiiisiiefäß bekanntgeworden, bei welchem in eic:;
Zerstäubungsgefäß ein hochionisiertes Plasma dure ein hochfrequente^ elektromagnetisches leid erzeug:
wird, wobei sich eine Ringentladung ausbildet, der.;:
Ionen zur Zerstäubung benutz.I werden idcin-ch:
Aiislcgeschnft 1 122 SdI).
Der Hründung liegt die Aufgabe zugrunde. ,:<
MetallscliichlwidVrstandselement herzustellen. de--e-, Widerstandsschicht gegen atmosphärische Hintlü^■-,.
gescliülz.t ist und daher während des Betriebes J;..
Kenndaten nich: veränderi. Gleichzeitig soll das IL;
stellungsverfahren einfach sein und leicht rcpind·.:
zierbare· I-rgebni-.se liefern.
Diese Aafgabe wim dadurch gelöst, daß Kk:
Schichten durch kashodisches Zerstäuben in enerr;
fremderreiz'.en Plasma bei einem im vvescniliciw::
üleieiihLibendon Druck ν··:ι οι1-·, a 10:1 Tnrr auf-..ν-irauen
ν erden, und zwar die Metall-V. iderstaiid·--
■Uiieht in einer l'delgasatmosphäre.
Damit werden die Vniteile erzielt, daß di-e er
zeugte Schutzschicht äul.'.erst dicht ist, daß di: iieaibeituns;
sehr vereinfach! wird, weil in di. . .'v
X.'akuunikaiiimer erst F.deluas und dann S1IUe ; Ml
eingeleitet werden kann und daß jede Nachbe! .niilung
entfällt.
Stellt man nach dein ertiiHiungsgemäßen \'erlai:r ;i
z. ['. Nickel-Chrom-Widersiandssehichten Ιι·'τ. -"
stäubt man zunächst in einer Ldelgasat!iio,pk.:i
unter vcminiiertem Druck die leitende Schicht Im-zur
newüiischlen Dicke auf. Anschließend läßt man
als reaktives Gas Saiierstoir in die Kammer und vermindert
sielig ilen AnIe,I des Ldclgases. In dieser
SaueMolfatmosphäre wird das von der Kathode absprühende Metali oxy.'iert imd als oxidische Schutzschicht
auf der Widerstandsschicht niedergeschlagen.
Die hervorrauende Diclite ik-v ---"Jdischen Schuizschicht
kommt so zustande: Beim Aufstäuben sind durch die große Energiedichte im Plasma auch die
SauerstolTnioleküle ionisieit. wodurch die Reaktionsfähigkeit
des Sauerstoffes stark erhöht wird. So gelang es /.. B. bei reaktiver Zerstäubung von Gold und
Platin, diese Stoffe zu oxydieren, während sie von neutralen Sauerstollmolekülcn auch bei höheren
Temperaturen, wie sie beim Verdampfen auftreten, nicht angegriffen werden. Beim Aufdampfen von
Chrom-Nickel-Widerstandssehichteii war bisher meist
nur Chromoxid als Schutzschicht gebildet worden,
während sich das edlere Nickel erst im Laufe der Zeit völlig in Nickeloxid umwandelte. Die sich daraus
während der Benutzung ergehende Änderung des Widerstandsverhaltens wird hei den erlinduiigr, ■ S
gemäßen Widerständen vermieden. So gelang es, den Deckimgsfehler nach Durchlaufen mehrerer MeU-schicifen
zwischen —50 und t- 150C unter 1 u/uo
zu senken. Hieraus lälit sich erkennen, daß durch die
grnüe Reaktionsfähigkeit der SauerstofTionen auch
das Nickel vollständig oxydiert worden ist, zumal auch der TK-Wert kleiner gehalten werden kann als
bei den getemperten Chrom-Niekel-\Vidersu>ndsschichten.
Will man bei den narh dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Chrom-Nickel-Wi'Jerstiinden
einen sehr kleinen TK erreichen, so wählt mau das Verhältnis Chrom : Nickel vorzugsweise so, daß die
aufgestäubte Schicht aus 40 Gewichtsprozent Nickel und (iü Gewichtsprozent Chrom bezieht. Damit \siru ^o
nacIi vollständiger Bearbeitung Jer TK nur weniü \on
Null verschieden (TK < 30 · 10-" C).
Durch ein anderes Verhältnis Nickel : C rom läßt sich jeder gewünschte andere TK-Wert erreichen,
Z. B. TK stark negativ oder TK — 100 · H)-". C usw.
Die Verwendung anderer Metalle und Legierungen tls Widerstandsschichi ergibt jeweils bestimmte, andere
Verläufe des TK. Die Konstanz der Widerstünde.
unter Betriebsbedingungen wird immer durch die aufgestäubte, dichte Schutzschicht erreicht.
Als das zur Kathodenzerstäubung dienende Gas kann z. B. Argon bei einem Druck von 10 Λ Torr
verwendet werden; zuvor wird die Vakuumkammer bis /u c. , mti Druck von
< 10 β Torr ausgepumpt. Zur Bild', ng einer oxidischen Schutzschicht wird dann
Sauerstoff mit 1,5 · 10 α Torr in die Kammer geleitet,
wobei der Anteil des Edelgases stetig bis auf Null verringert wird. Ali Träger für die Wider^andsschieht
wird Glas verwendet. Es lassen sich aber auch keramische Werkstoffe verarbeiten. Zur elektrischen Kontaktierung
werden z. B. vor dem Bestäuben Chrom-Nickel-Gold-Streifen
durch Aufdampfen im Hochvakuum aufgebracht, an denen sich die Anschlußelenu'iite
in bekannter Weise anbringen lassen.
Verwendet man statt Sauerstoff andere Gase als reaktive Atmosphäre, so erhält man andere Schutzschichten.
Die jeweilige Wahl des reaktiven Gases richtet sich dabei nach dem als Widerstandsschicht
\eru,indcien Metall. So i^t es möglich, mit einen:
kohlenstolihaltigen Gas. /.. P Kohlenmonoxid.
Karbide zu erzeugen. Bei Verwendung von StickstolT bilJen sich Nitride
Die Figur zeigt einen ertiiulungsgemäll hergestellten
Widerstand. Auf das, Trägermaterial 1 ist die
Wider^iandsschicht 2 aufgebracht und darauf di·.·
Schutzschicht 3.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (7)
1. Verfahren zur Herstellung eines hochkonstanten Metallschiclnwiderstandselenientes mit auf
einer Widerstandsschicht erzeugter Schutzschicht, bei dem in einer Vakuum-Apparatur unter vermindertem
Druck auf einen isolierenden Träger in einer ersten Bearbeitungsstufe die eigentliche
Metall-Widerstandsschicht und dann in einer zweiten Bearbeitungsstufe unter Verwendung
einer reaktiven Atmosphäre die Schutzschicht aufgebracht wird, dadurch gekennzeichnet, daß beide Schichten (2, 3) durch V;>thodisches
Zerstäuben in einem fremde/regten Plasma bei einem im wesentlichen gleichbleibenden Druck
von etwa K) :l Torr aufgetragen werden, und zwar
die Meiall-Widerstandsschichl (2) in einer Fidelga~.:-mosphäre.
2. Verfall: e"i nach Anspruch 1. dadurch ue- =■■
kennzeichnet, daß Chrom-Niekel-Schiehicn auf
gestäubt werden.
3. Verfahren nach Anspruch 2. dadurch gekennzeichnet,
daß die aufgestäub'c WiderstandsschiclH
au-. <>0 Gewichi-prozen; Chrom und
4!) Gewichtsprozent Nickel geh'.ldet wird.
4. Verfuhren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
dal?, als reaktiv.. Gas Sauers'.otT bei einem Druck von 10 Λ Torr \-ei wendel wird.
5. Verfahr· η nach Anspiuch 1. dadurch ge ;n
kennzeichne·, daß als reaktives Gas ein kohlenstofThaltisies
Gas verwendet vvj d.
Ci. Verjähren nach A.isnruc'i 5. dadurch gekennzeich'
et. daß Kohlenmonoxid verwendet wird. 3-
7. Verfuhren nach Anspiuch I. dadurch uekemizeiehnet.
dal.' als reaktive1- Gas Stickstoff
verwende! wird.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19681765091 DE1765091C3 (de) | 1968-04-01 | 1968-04-01 | Verfahren zur Herstellung eines hochkonstanten Metallschichtwiderstandselementes |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19681765091 DE1765091C3 (de) | 1968-04-01 | 1968-04-01 | Verfahren zur Herstellung eines hochkonstanten Metallschichtwiderstandselementes |
Publications (3)
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|---|---|
| DE1765091A1 DE1765091A1 (de) | 1971-12-30 |
| DE1765091B2 DE1765091B2 (de) | 1973-10-18 |
| DE1765091C3 true DE1765091C3 (de) | 1974-06-06 |
Family
ID=5698270
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE19681765091 Expired DE1765091C3 (de) | 1968-04-01 | 1968-04-01 | Verfahren zur Herstellung eines hochkonstanten Metallschichtwiderstandselementes |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE1765091C3 (de) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2318941A1 (fr) * | 1973-03-06 | 1977-02-18 | Radiotechnique Compelec | Procede de realisation de couches minces conductrices et transparentes |
| NL7707078A (nl) * | 1977-06-27 | 1978-12-29 | Philips Nv | Koolstoffilmweerstand. |
| DE2833919C2 (de) * | 1978-08-02 | 1982-06-09 | Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München | Verfahren zur Herstellung von elektrischen Schichtschaltungen auf Kunststoffolien |
| US4298505A (en) * | 1979-11-05 | 1981-11-03 | Corning Glass Works | Resistor composition and method of manufacture thereof |
-
1968
- 1968-04-01 DE DE19681765091 patent/DE1765091C3/de not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE1765091A1 (de) | 1971-12-30 |
| DE1765091B2 (de) | 1973-10-18 |
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