RU2700592C1 - Method of manufacturing a thin film resistor - Google Patents

Method of manufacturing a thin film resistor Download PDF

Info

Publication number
RU2700592C1
RU2700592C1 RU2018134886A RU2018134886A RU2700592C1 RU 2700592 C1 RU2700592 C1 RU 2700592C1 RU 2018134886 A RU2018134886 A RU 2018134886A RU 2018134886 A RU2018134886 A RU 2018134886A RU 2700592 C1 RU2700592 C1 RU 2700592C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
temperature
layer
resistance
resistive
additional layer
Prior art date
Application number
RU2018134886A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Валерий Николаевич Новожилов
Original Assignee
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского" filed Critical Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского"
Priority to RU2018134886A priority Critical patent/RU2700592C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2700592C1 publication Critical patent/RU2700592C1/en

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01CRESISTORS
    • H01C17/00Apparatus or processes specially adapted for manufacturing resistors

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Apparatuses And Processes For Manufacturing Resistors (AREA)

Abstract

FIELD: electricity.
SUBSTANCE: invention relates to a method of making a thin-film resistor, in which before deposition of a resistive layer and formation of contact pads, an additional layer (film) of a semiconductor material based on oxides of transition metals is first applied on a dielectric substrate, where the value of specific surface resistance of the additional layer is determined based on the criterion of minimizing the TCR of the two-layer structure on one side and providing effective protection against local thermal inhomogeneities on the other side.
EFFECT: improves operational characteristics of thin-film resistors by load capacity, temperature stability, TCR, reliability.
3 cl, 3 tbl

Description

Изобретение относится к электронной технике и может быть использовано для конструирования и изготовления тонкопленочных резисторов.The invention relates to electronic equipment and can be used for the design and manufacture of thin-film resistors.

Известны многочисленные варианты (способы) формирования многослойных резистивных элементов, которые обеспечивают улучшение эксплуатационных характеристик резисторов. Положительный эффект достигается созданием специальных технологических условий в процессе формирования проводящего слоя, дополнительной защитой и пассивацией резистивной пленки, либо использованием компенсационных механизмов при последовательном нанесении двух проводящих материалов с различным удельным сопротивлением и температурным коэффициентом сопротивления (ТКС). Рассмотрим некоторые примеры.Numerous options (methods) for the formation of multilayer resistive elements are known that provide improved operational characteristics of resistors. A positive effect is achieved by creating special technological conditions during the formation of the conductive layer, additional protection and passivation of the resistive film, or by using compensation mechanisms during the sequential application of two conductive materials with different resistivity and temperature coefficient of resistance (TCR). Let's look at some examples.

Способ изготовления тонкопленочного резистора [RU 2208256] включает напыление на диэлектрическую подложку резистивных слоев из разнородных тонкопленочных структур, формирование примыкающих к одной из сторон диэлектрической подложки контактных площадок, формирование методом фотолитографии резистивных элементов из разнородных тонкопленочных материалов, определение величины сопротивления тонкопленочных резистивных элементов, подгонку до требуемой величины сопротивления и ТКС интегрального резистора на основании расчетных соотношений между сопротивлениями разнородных тонкопленочных структур, их ТКС и ТКС интегрального резистора. При этом резистивную тонкопленочную структуру выполняют как минимум из двух материалов с различными удельными сопротивлениями и ТКС и как минимум из трех резистивных элементов, сначала соединяют два элемента последовательно или параллельно в зависимости от требуемого сопротивления интегрального резистора и его ТКС, а так же от электрических свойств тонкопленочных материалов. Предлагаемый способ обеспечивает независимую подгонку номинального сопротивления и ТКС. Недостаток способа состоит в существенном усложнении топологии тонкопленочного резистора и технологии его изготовления, а также увеличении геометрических размеров изделий. В рамках данного подхода практически исключается вариант чип-конструктива.A method of manufacturing a thin-film resistor [RU 2208256] includes spraying resistive layers from dissimilar thin-film structures onto a dielectric substrate, forming contact pads adjacent to one side of the dielectric substrate, forming resistive elements from dissimilar thin-film materials by photolithography, determining the resistance value of thin-film resistive elements, fitting the required resistance value and the TCS of the integrated resistor based on the calculated ratios resistance between heterogeneous thin-film structures, their TCR and TCR integral resistor. In this case, the resistive thin-film structure is made of at least two materials with different resistivities and TKS and at least three resistive elements, first two elements are connected in series or in parallel, depending on the required resistance of the integral resistor and its TKS, as well as on the electrical properties of the thin-film materials. The proposed method provides an independent adjustment of the nominal resistance and TCS. The disadvantage of this method is a significant complication of the topology of the thin-film resistor and the technology for its manufacture, as well as an increase in the geometric dimensions of the products. As part of this approach, the option of a chip construct is practically eliminated.

В способе изготовления пленочных резисторов [RU 1259873] цель изобретения - уменьшение разброса значений температурного коэффициента сопротивления и повышение временной стабильности характеристик, достигается тем, что в способе, включающем последовательное нанесение на подложку резистивного слоя, адгезионного подслоя ванадия, слоя меди, защитной металлической пленки, формирование рисунка резисторов, стабилизирующий отжиг с последующим удалением защитной металлической пленки, в качестве защитной металлической пленки используют ванадиево-алюминиевый сплав с содержанием ванадия 15-30 мас. % и алюминия 70-85 мас. %.In the method for manufacturing film resistors [RU 1259873], the aim of the invention is to reduce the spread of the temperature coefficient of resistance and increase the temporal stability of the characteristics, achieved by the fact that in the method comprising sequentially applying a resistive layer, an adhesive vanadium sublayer, a copper layer, a protective metal film to the substrate, forming a resistor pattern, stabilizing annealing, followed by removal of the protective metal film, vanadium is used as the protective metal film of aluminum-vanadium alloy containing 15-30 wt. % and aluminum 70-85 wt. %

Недостаток способа - ограниченная область применения, заданная выбором только одного резистивного материала, отсутствие возможности управления ТКС, низкая нагрузочная способность резисторов.The disadvantage of this method is the limited scope specified by the choice of only one resistive material, the lack of control of the TCS, the low load capacity of the resistors.

Наиболее близким к изобретению техническим решением является способ изготовления низкоомного тонкопленочного резистора [RU 2326460], заключающийся в уменьшении температурного коэффициента сопротивления (ТКС) путем формирования двухслойной структуры. Предложенный способ изготовления тонкопленочного резистора из материала на основе никеля и хрома состоит в формировании в вакууме резистивных монослоев с отрицательным и положительным ТКС. Послойное формирование резистивных монослоев проводят в едином технологическом цикле, причем резистивный слой с отрицательным ТКС формируют электронно-лучевым испарением, а резистивный слой с положительным ТКС - термическим испарением.Closest to the invention, the technical solution is a method of manufacturing a low-resistance thin-film resistor [RU 2326460], which consists in reducing the temperature coefficient of resistance (TCR) by forming a two-layer structure. The proposed method for manufacturing a thin-film resistor from a material based on nickel and chromium consists in the formation of vacuum monolayers with negative and positive TCS. Layer-by-layer formation of resistive monolayers is carried out in a single technological cycle, moreover, the resistive layer with negative TCS is formed by electron beam evaporation, and the resistive layer with positive TCS is formed by thermal evaporation.

Зная фактические значения ТКС резистивных пленок из сплава Х20Н75Ю, на основе которого сформирована двухслойная структура резистивного слоя, возможно рассчитать толщины этих слоев (через величину поверхностного сопротивления Rs) и тем самым управлять величиной ТКС тонкопленочного резистора, в том числе приближая значение ТКС к нулевому.Knowing the actual values of the TCS of resistive films from the X20H75Y alloy, on the basis of which a two-layer structure of the resistive layer is formed, it is possible to calculate the thicknesses of these layers (through the surface resistance R s ) and thereby control the value of the TCS of a thin-film resistor, including bringing the TCS closer to zero.

Недостаток способа - ограниченная область применения, заданная выбором только одного резистивного материала, низкая устойчивость в условиях экстремальных электрических и температурных нагрузок.The disadvantage of this method is the limited scope specified by the choice of only one resistive material, low stability under extreme electrical and temperature loads.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является улучшение эксплуатационных характеристик тонкопленочных резисторов по нагрузочной способности, температурной стабильности, ТКС, надежности.The technical result of the invention is to improve the operational characteristics of thin-film resistors in terms of load capacity, temperature stability, TCS, reliability.

Указанный результат достигается тем, что в способе изготовления тонкопленочного резистора, включающем напыление резистивного слоя и формирование многослойной проводящей структуры, резистивный слой наносят на предварительно сформированный на диэлектрической подложке дополнительный слой (пленку) из полупроводникового материала на основе окислов переходных металлов. При этом проводимость дополнительного слоя должна быть не ниже проводимости резистивного слоя в области локального теплового перегрева, с одной стороны, и выполнено условием минимизации ТКС двухслойной структуры, с другой стороны.This result is achieved by the fact that in the method of manufacturing a thin-film resistor, including sputtering a resistive layer and forming a multilayer conductive structure, the resistive layer is applied to an additional layer (film) of a semiconductor material based on transition metal oxides preformed on a dielectric substrate. In this case, the conductivity of the additional layer should not be lower than the conductivity of the resistive layer in the region of local thermal overheating, on the one hand, and be satisfied by the condition of minimizing the TCS of a two-layer structure, on the other hand.

В качестве материала для формирования дополнительного слоя используют мишени из полупроводниковой керамики на основе окислов переходных 3d - металлов: Мn3O4, NiO, СоО, Cr2O3, СuО с легирующими добавками Zn, Fe, Mg, составляющих группу «термисторных» материалов с экспоненциальной зависимостью сопротивления от температуры и имеющие, соответственно, значительные отрицательные ТКС.As a material for the formation of an additional layer, semiconductor ceramic targets based on 3d transition metal oxides are used: Mn 3 O 4 , NiO, CoO, Cr 2 O 3 , CuO with dopants Zn, Fe, Mg, which make up the group of "thermistor" materials with an exponential dependence of resistance on temperature and having, respectively, significant negative TCS.

Для минимизации ТКС двухслойной структуры в заданном температурном интервале параметры дополнительного слоя определяют из уравнения:To minimize the TCS of the two-layer structure in a given temperature range, the parameters of the additional layer are determined from the equation:

Figure 00000001
Figure 00000001

где R1, R2 - удельное поверхностное сопротивление резистивного и дополнительного слоя при начальной температуре Т1 например 25°С;where R 1 , R 2 - specific surface resistance of the resistive and additional layer at the initial temperature T 1 for example 25 ° C;

R2(T) - поверхностное сопротивление дополнительного слоя, меняющееся в соответствии с уравнениемR 2 (T) - surface resistance of the additional layer, changing in accordance with the equation

Figure 00000002
Figure 00000002

при температуре Т2, например 125°С;at a temperature of T 2 , for example 125 ° C;

ΔR1=ТКС1⋅ΔТ - изменение поверхностного сопротивления резистивной пленки в температурном интервале ΔТ=Т2-T1=100°С.ΔR 1 = TCS 1 ⋅ΔT is the change in the surface resistance of the resistive film in the temperature range ΔT = T 2 -T 1 = 100 ° C.

Принципиальным является тот момент, что действие дополнительного слоя, повышающего стабильность резистора, его устойчивость к аномальным тепловым и токовым перегрузкам реализуется постоянно в процессе эксплуатации за счет снижения влияния на состояние резистивной пленки неконтролируемых дестабилизирующих факторов в виде локальных тепловых неоднородностей.It is crucial that the action of an additional layer that increases the stability of the resistor, its resistance to abnormal thermal and current overloads is realized continuously during operation by reducing the influence on the state of the resistive film of uncontrolled destabilizing factors in the form of local thermal inhomogeneities.

Для тонкопленочных резисторов предельная мощность рассеяния ограничивается, прежде всего, тепловыми процессами, происходящими в резистивном элементе. Однако известные подходы, направленные на улучшение рассматриваемых эксплуатационных параметров, не устраняют главный фактор деградации резистора, действующий в процессе эксплуатации - температурные неоднородности в рабочем слое. Причинами локальных перегревов служат различные дефекты резистивной пленки: дефекты структуры, царапины, утонение пленки, а также юстировочные прорези, приводящие к искажению картины поля, некачественные контактные узлы, рельеф подложки. Практически любые дефекты приводят к увеличению локальной напряженности поля вблизи него. В местах с дефектами проводящего слоя распределение потенциала искажается, возрастает градиент напряжения. Повышенная плотность тока обусловливает возникновение локальных перегревов, что и становится главной причиной отказа резисторов [Мартюшов К.И., Тихонов А.И., Зайцев Ю.В., Прецизионные непроволочные резисторы, М. «Энергия», 1979.-192 с. ]. Кроме того, даже с бездефектным рабочим слоем практически в любой конструкции резистора существуют наиболее нагруженные участки по мощности рассеяния и плотности тока. Так, в зоне перехода от контакта в резистивный слой, ограниченной по длине перехода величиной 0,1 мкм, удельная мощность рассеяния увеличивается почти на порядок, что вызывает появление локального перегрева и может сказаться на стабильности резистивного элемента [Лугин А.Н., Оземша М.М. Электрическое сопротивление контакта тонкопленочных резисторов. - Технология и конструирование в электронной аппаратуре, 2006, №6, с. 15-20].For thin-film resistors, the limiting dissipation power is limited, first of all, by the thermal processes occurring in the resistive element. However, well-known approaches aimed at improving the considered operational parameters do not eliminate the main factor of the degradation of the resistor that is in use during operation - temperature inhomogeneities in the working layer. The causes of local overheating are various defects of the resistive film: structural defects, scratches, thinning of the film, as well as alignment slots leading to distortion of the field pattern, poor-quality contact nodes, and substrate relief. Almost any defects lead to an increase in local field strength near it. In places with defects in the conductive layer, the potential distribution is distorted, and the voltage gradient increases. The increased current density causes the occurrence of local overheating, which becomes the main cause of resistor failure [Martyushov KI, Tikhonov AI, Zaitsev Yu.V., Precision non-wire resistors, M. "Energy", 1979.-192 p. ]. In addition, even with a defect-free working layer in almost any resistor design, there are the most loaded sections in terms of dissipation power and current density. So, in the transition zone from the contact to the resistive layer, limited by a transition length of 0.1 μm, the specific power dissipation increases by almost an order of magnitude, which causes the appearance of local overheating and can affect the stability of the resistive element [Lugin AN, Ozemsha M .M. Contact resistance of thin-film resistors. - Technology and design in electronic equipment, 2006, No. 6, p. 15-20].

Наконец, рассматривая воздействие тепла, нельзя ограничиваться только температурой перегрева. Разрушение изделия может быть обусловлено усилением неравномерности нагрева при больших тепловых потоках и скоростях нагрева. Нагревание резистивной пленки токами высокой плотности приводит к возникновению термических напряжений, что ведет к разрыву пленки, ее отслаиванию, возникновению трещин в подложке. Возможны и другие механизмы - под действием тока высокой плотности может возникнуть явление электродиффузии, в результате чего происходит перераспределение материала (утонение) пленки, что может привести к ее разрыву. Эти области перегреваются и выгорают. В пленочных резисторах процесс электромиграции проявляется при плотности тока Js>(0,5-1)⋅10 А/см2, что определяет электрофизический критерий работоспособности резистивных элементов [Седаков А.Ю., Смолин В.К. Тонкопленочные элементы в микроэлектронике. Основы проектирования и изготовления - М.: Радиотехника, 2011. - 168 с.].Finally, when considering the effects of heat, one cannot be limited only to the superheat temperature. The destruction of the product may be due to increased uneven heating at high heat fluxes and heating rates. The heating of the resistive film by high-density currents leads to the appearance of thermal stresses, which leads to rupture of the film, its peeling, and cracking in the substrate. Other mechanisms are possible - under the influence of a high-density current, the phenomenon of electrodiffusion can occur, resulting in a redistribution of the material (thinning) of the film, which can lead to its rupture. These areas overheat and burn out. In film resistors, the electromigration process manifests itself at a current density J s > (0.5-1) ⋅ 10 A / cm 2 , which determines the electrophysical criterion for the operability of resistive elements [Sedakov A.Yu., Smolin V.K. Thin-film elements in microelectronics. Fundamentals of design and manufacture - M .: Radio engineering, 2011. - 168 p.].

Таким образом, все указанные механизмы нестабильности, деградации и разрушения резистивного слоя имеют в своей основе тепловые процессы и температурные неоднородности.Thus, all these mechanisms of instability, degradation and destruction of the resistive layer are based on thermal processes and temperature inhomogeneities.

Кроме того, причины отказа резистора могут быть связаны не только с трудно обнаруживаемыми дефектами проводящего слоя или защитного покрытия, но и с условиями эксплуатации резистора, когда существенно превышаются допустимые токи, напряжения, температура окружающей среды. Надежность резисторов зависит и от дефектов конструкции, и от условий эксплуатации, и от допустимых изменений параметров, но в любом случае расширение предельно допустимых эксплуатационных воздействий является основой повышения надежности изделий.In addition, the causes of resistor failure can be associated not only with hard-to-detect defects in the conductive layer or protective coating, but also with the operating conditions of the resistor, when the permissible currents, voltages, and ambient temperature are significantly exceeded. The reliability of resistors depends on design defects, and on operating conditions, and on permissible changes in parameters, but in any case, the expansion of the maximum permissible operational influences is the basis for increasing the reliability of products.

Исключение или уменьшение деструктивного влияния локальных тепловых неоднородностей резистивного слоя в процессе эксплуатации изделия и возможности компенсации изначально положительного ТКС резистивной пленки может быть достигнуто за счет применения дополнительного слоя с всегда отрицательным ТКС, формируемого с необходимыми параметрами.The elimination or reduction of the destructive effect of local thermal inhomogeneities of the resistive layer during operation of the product and the possibility of compensating for the initially positive TCR of the resistive film can be achieved by using an additional layer with always negative TCR formed with the necessary parameters.

Предлагаемый способ реализуется следующим образом.The proposed method is implemented as follows.

В процессе изготовления тонкопленочного резистора, включающем нанесение на диэлектрическую подложку резистивного слоя, формирования контактных площадок, предварительно на поверхность подложки наносится дополнительный слой из материала, представляющего собой твердый раствор на основе ряда окислов переходных металлов. Наличие под резистивным слоем пленочного покрытия из материала, в электрофизических свойствах которого проявляется выраженный механизм падения сопротивления с ростом температуры, позволяет смягчать локальные перегревы рабочего слоя за счет возникновения дополнительной активной «проводящей массы». Существенно то, что шунтирующее действие дополнительного слоя проявляется в нужный момент и в нужном месте через механизм экспоненциальной зависимости его проводимости от температуры, т.е., чем выше температура локального перегрева резистивного слоя, тем сильнее проявляется действие токовой закоротки из дополнительного слоя.In the process of manufacturing a thin-film resistor, including applying a resistive layer to a dielectric substrate, forming contact pads, an additional layer of material is previously applied to the substrate surface, which is a solid solution based on a number of transition metal oxides. The presence of a film coating of a material under the resistive layer, in the electrophysical properties of which there is a pronounced resistance drop mechanism with increasing temperature, makes it possible to mitigate local overheating of the working layer due to the appearance of an additional active “conducting mass”. It is significant that the shunting effect of the additional layer is manifested at the right time and in the right place through the mechanism of the exponential dependence of its conductivity on temperature, i.e., the higher the temperature of the local overheating of the resistive layer, the stronger the effect of current shorting from the additional layer.

Для нанесения тонких пленок термисторного материала был выбран метод реактивного магнетронного напыления с возбуждением плазмы в ВЧ разряде. В качестве мишени для формирования тонкопленочных термисторных слоев использовались заготовки из полупроводниковой керамики с удельным сопротивлением от ρv=2,5 Ом*см до ρv=24 кОм*см. Данный материал аналогичен описанному в патенте на изобретение[RU 2073274] и представляет собой твердый раствор оксидных соединений 3d-металлов со структурой кристаллической решетки типа шпинели. Твердые растворы на основе окислов Мn3О4, NiO, СоО, Сr2O3, СuО с легирующими добавками Zn, Fe, Mg перекрывают широкую область необходимой электропроводности и ТКС, что достигается выбором процентного соотношения оксидов металлов в композиции, обладают повышенной стойкостью к тепловым и электрическим нагрузкам и активно применяются для изготовления нелинейных резисторов с отрицательным ТКС - термисторов.For the deposition of thin films of thermistor material, the method of reactive magnetron sputtering with excitation of a plasma in an rf discharge was chosen. As a target for the formation of thin-film thermistor layers, semi-conductor ceramic billets with a resistivity of ρ v = 2.5 Ω * cm to ρ v = 24 kΩ * cm were used. This material is similar to that described in the patent for the invention [RU 2073274] and is a solid solution of oxide compounds of 3d metals with a crystal lattice structure of the spinel type. Solid solutions based on the oxides Mn 3 O 4 , NiO, CoO, Cr 2 O 3 , CuO with dopants Zn, Fe, Mg cover a wide range of the necessary electrical conductivity and TCS, which is achieved by the choice of the percentage of metal oxides in the composition, have high resistance to thermal and electrical loads and are actively used for the manufacture of non-linear resistors with negative TCS - thermistors.

Важнейшее качество дополнительного слоя из такого материала заключается в том, что при возникновении критических перегревов рабочего слоя проводимость термисторного материала вырастает в сотни раз, что приводит в действие эффективный механизм токового перераспределения и последующего выравнивания и подавления тепловой неоднородности.The most important quality of an additional layer of such a material is that when critical overheating of the working layer occurs, the conductivity of the thermistor material grows hundreds of times, which activates an effective mechanism of current redistribution and subsequent equalization and suppression of thermal inhomogeneity.

Результаты проведенных исследований позволяют сформулировать следующие выводы.The results of the studies allow us to formulate the following conclusions.

1. Напыление термисторной пленки на подложки с температурой выше 300°С и последующее проведение отжига в вакууме при Т=400°С - 450°С обеспечивает достижение коэффициента температурной чувствительности не ниже чем у материала мишени во всем диапазоне используемых толщин 0,05÷2,0 мкм.1. Spraying a thermistor film on substrates with a temperature above 300 ° C and subsequent annealing in vacuum at T = 400 ° C - 450 ° C ensures that the temperature sensitivity coefficient is not lower than that of the target material in the entire range of used thicknesses of 0.05 ÷ 2 , 0 μm.

2. Удельное поверхностное сопротивление термисторных пленок, рассчитанные на толщину 1 мкм по полученным экспериментально данным, представлены в Таблице 1.2. The specific surface resistance of thermistor films, calculated for a thickness of 1 μm according to experimental data, are presented in Table 1.

Рассмотрим параметры слоевой системы из резистивной и дополнительной пленок. За основу анализа принимаем соотношения для удельного поверхностного сопротивления Rs и ТКС бинарной системы в зависимости от удельного поверхностного сопротивления Rs1, Rs2 и температурных коэффициентах сопротивления ТКС1, ТКС2 для резистивного и дополнительного слоя соответственно [Мартюшов К.И., Тихонов А.И., Зайцев Ю.В., Прецизионные непроволочные резисторы, М. «Энергия», 1979.-192 с.]:Consider the parameters of a layer system of resistive and additional films. The analysis is based on the ratios for the specific surface resistance Rs and TCS of the binary system depending on the specific surface resistance R s1 , R s2 and the temperature coefficients of resistance of TCS 1 , TCS 2 for the resistive and additional layer, respectively [Martyushov KI, Tikhonov A. I., Zaitsev Yu.V., Precision non-wire resistors, M. "Energy", 1979.-192 S.]:

Figure 00000003
Figure 00000003

Figure 00000004
Figure 00000004

В дальнейшем индекс «S» мы будем опускать, считая, что цифра 1 характеризует поверхностное сопротивление и ТКС резистивного слоя, а цифра 2 относится к соответствующим параметрам дополнительного слоя.In the future, we will omit the “S” index, assuming that the number 1 characterizes the surface resistance and the TCS of the resistive layer, and the number 2 refers to the corresponding parameters of the additional layer.

Температурная зависимость сопротивления дополнительного слоя, как термисторного материала, с удовлетворительной для практического применения точностью подчиняется соотношению [Мэклин Э.Д. Терморезисторы: Пер. с англ. М.: - Радио и связь, 1983. - 208 с. ]:The temperature dependence of the resistance of the additional layer as a thermistor material, with accuracy satisfactory for practical use, obeys the relation [Meklin ED Thermistors: Per. from English M .: - Radio and communications, 1983. - 208 p. ]:

Figure 00000005
Figure 00000005

где:Where:

Т1, Т2 - температура в градусах Кельвина;T 1 , T 2 - temperature in degrees Kelvin;

R0 - сопротивление в Ом при температуре Т1 R 0 - resistance in ohms at a temperature of T 1

RT - сопротивление в Ом при температуре Т2;R T is the resistance in ohms at a temperature of T 2 ;

В - коэффициент температурной чувствительности, зависящий от свойств материала.In - coefficient of temperature sensitivity, depending on the properties of the material.

Логично предположить, что механизм эффективного токового перераспределения в области локального теплового перегрева реализуется, если проводимость дополнительного слоя будет не ниже проводимости резистивного слоя при достижении такой температуры, которая вызывает процессы ускоренного старения. Для большинства резистивных материалов температуры в диапазоне 350°С-550°С являются пороговыми для активации различных диффузионных процессов, отжига дефектов, релаксации структуры и др. Поэтому допустим, что температура локального перегрева, требующая активизации защиты, составляет 400°С, а коэффициент температурной чувствительности материала дополнительного слоя В=2820К, тогда из соотношения (5), гдеIt is logical to assume that the mechanism of effective current redistribution in the region of local thermal overheating is realized if the conductivity of the additional layer is not lower than the conductivity of the resistive layer when a temperature is reached that causes accelerated aging processes. For most resistive materials, temperatures in the range 350 ° С-550 ° С are threshold for activation of various diffusion processes, annealing of defects, relaxation of the structure, etc. Therefore, let us assume that the temperature of local overheating, requiring activation of protection, is 400 ° С, and the temperature coefficient the sensitivity of the material of the additional layer B = 2820K, then from relation (5), where

Т1=298К - начальное значение температуры;T 1 = 298K - the initial temperature value;

Т2=673К - конечное значение температуры;T 2 = 673K - the final temperature;

R2 - удельное поверхностное сопротивление дополнительного слояпри T1=25°С (298К);R 2 is the specific surface resistance of the additional layer at T 1 = 25 ° C (298K);

RT - удельное поверхностное сопротивление дополнительного слоя при Т2=400°С (673К);R T is the specific surface resistance of the additional layer at T 2 = 400 ° C (673K);

имеем R2/RT=195 и при удельном поверхностном сопротивлении резистивного слоя R1=220 Ом/□ получаем R2=42,9кОм/□ в предположении, что сопротивления резистивной и дополнительной полупроводниковой пленки должны сравняться при заданной температуре локального перегрева. Например, для резистора в формате 1206 такое сопротивление полупроводниковой пленки получаем при толщине dпл=0,45 мкм, если она формируется из керамики с удельным сопротивлением 6,5 Ом*см.we have R 2 / R T = 195 and with a specific surface resistance of the resistive layer R 1 = 220 Ohm / □ we get R 2 = 42.9 kOhm / □ under the assumption that the resistances of the resistive and additional semiconductor film should be equal at a given temperature of local overheating. For example, for a resistor in the format 1206, such a semiconductor film resistance is obtained with a thickness d PL = 0.45 μm, if it is formed from ceramic with a specific resistance of 6.5 Ohm * cm.

Если исходные параметры имеют значения:If the initial parameters have values:

В=3500К; R1=103Ом; Т1=298К, Т2=673К, то имеем R2/R1=695 и сопротивление полупроводниковой пленки дополнительного слоя составит R0=695кОм/□. Если такую пленку сформировать из керамической мишени с удельным сопротивлением 130 Ом⋅см, то она будет иметь толщину dпл=0,95мкм.B = 3500K; R 1 = 10 3 Ohms; T 1 = 298K, T 2 = 673K, then we have R 2 / R 1 = 695 and the resistance of the semiconductor film of the additional layer is R 0 = 695 kOhm / □. If such a film is formed from a ceramic target with a resistivity of 130 Ohm⋅cm, then it will have a thickness d PL = 0.95 μm.

Подобные оценки представлены в Таблице 2 для типичных характеристик дополнительного слоя с расчетом на температуры перегрева в 400°С и 500°С.Similar estimates are presented in Table 2 for typical characteristics of an additional layer with an expectation of superheat temperatures of 400 ° C and 500 ° C.

Дополнительный технический результат в предложенном решении - это широкий диапазон реализации возможных значений сопротивления в процессе подгонки и управления ТКС. Дополнительный слой не меняет выполнение процедуры стандартной лазерной подгонки, а большие отрицательные ТКС термисторного материала дополнительного слоя обеспечивают возможность компенсации практически любых положительных ТКС резистивного слоя, правда с той оговоркой, что ТКС слоевой системы будем меняться в заданном температурном интервале от положительного значения, присущего ТКС резистивной пленки, проходить через ноль на границе заданного температурного интервала и далее принимать с неизбежностью некоторые отрицательные значения, зависящие от параметров дополнительного слоя.An additional technical result in the proposed solution is a wide range of implementation of possible resistance values in the process of fitting and controlling the TCS. The additional layer does not change the standard laser fitting procedure, and the large negative TCS of the thermistor material of the additional layer provides the ability to compensate for almost any positive TCS of the resistive layer, however, with the proviso that the TCS of the layer system will vary in a given temperature range from the positive value inherent in the TCS of the resistive film, pass through zero at the boundary of a given temperature range and then inevitably take some negative Achen, depending on the additional layer parameters.

Теперь предположив, что резистивная пленка имеет положительный ТКС известной величины, тогда из уравнения (4) по условию минимизации ТКС двухслойной системы получаем соотношение:Now assuming that the resistive film has a positive TCS of known magnitude, then from equation (4), by minimizing the TCS of a two-layer system, we obtain the relation:

Figure 00000006
Figure 00000006

откуда следует оценка значения удельного поверхностного сопротивления дополнительного слоя R2 по известному значению поверхностного сопротивления и ТКС резистивной пленки.whence the estimate of the value of the specific surface resistance of the additional layer R 2 follows from the known value of the surface resistance and the TCS of the resistive film.

Однако это выражение получено при линеаризации температурной зависимости сопротивления рабочего и дополнительного слоев, что является довольно грубым приближениемв отношении последнего. Более корректную оценку для отношения R2/R1 удельных поверхностных сопротивлений получим из условия минимизации изменения удельного поверхностного сопротивления на верхней границе заданного температурного интервала:However, this expression was obtained by linearizing the temperature dependence of the resistance of the working and additional layers, which is a rather rough approximation with respect to the latter. A more accurate estimate for the ratio R 2 / R 1 of specific surface resistances is obtained from the condition of minimizing the change in specific surface resistance at the upper boundary of a given temperature range:

Figure 00000007
Figure 00000007

где R1, R2 - удельное поверхностное сопротивление резистивного и дополнительного слоя при начальной температуре Т1 например 25°С;where R 1 , R 2 - specific surface resistance of the resistive and additional layer at the initial temperature T 1 for example 25 ° C;

R2(Т) - удельное поверхностное сопротивление дополнительного слоя, меняющееся в соответствии с (5) при Т2, например 100°С;R 2 (T) is the specific surface resistance of the additional layer, changing in accordance with (5) at T 2 , for example 100 ° C;

ΔR1=ТКС1⋅ΔT - изменение удельного поверхностного сопротивления резистивной пленки в температурном интервале ΔТ=Т21=75°С.ΔR 1 = TCS 1 ⋅ΔT is the change in the specific surface resistance of the resistive film in the temperature range ΔT = T 2 -T 1 = 75 ° C.

Учитывая, что ΔR1<<R1 и R1<<R2(T) можно положитьGiven that ΔR 1 << R 1 and R 1 << R 2 (T) we can put

R1+ΔR1+R2(T)≈R1+R2(T)R 1 + ΔR 1 + R 2 (T) ≈R 1 + R 2 (T)

и по условию равенства нулю выражения (7) после преобразований получаем уравнение:and by the condition of equality to zero of expression (7) after transformations, we obtain the equation:

Figure 00000008
Figure 00000008

или учитывая, что

Figure 00000009
выражение (8) принимает вид:or considering that
Figure 00000009
expression (8) takes the form:

Figure 00000010
Figure 00000010

Выражения (8) или (9) по известному удельному поверхностному сопротивлению R1 и ТКС1 резистивной пленки позволяют оценить значение удельного поверхностного сопротивления R2 дополнительного слоя, формируемого из термисторного материала с определенным коэффициентом температурной чувствительности В.Expressions (8) or (9) from the known specific surface resistance R 1 and TCR 1 of the resistive film allow us to estimate the value of the specific surface resistance R 2 of an additional layer formed from a thermistor material with a certain temperature sensitivity coefficient B.

Например, для резистивных пленок из нихрома типичные значения R1=180 Ом/□, TKC1=+2,1⋅10-4 град-1.For example, for resistive nichrome films, typical values are R 1 = 180 Ohm / □, TKC 1 = + 2.1⋅10 -4 deg -1 .

Теперь при В=2500К имеем R2/R2(T)=5,4; R2/R1=419; R2=l80×419=75,4 кOм/□.Now, at B = 2500K, we have R 2 / R 2 (T) = 5.4; R2 / R1 = 419; R2 = l80 × 419 = 75.4 kOhm / □.

Если B=3000К, то R2/R2(T)=7,5; R2/R1=619; R2=l80×619=111,4кОм/□. Подобные оценки для экспериментально реализуемых значений коэффициента температурной чувствительности (В) дополнительного слоя представлены в Таблице 2. Из приведенных данных следует, что выбор параметров дополнительного слоя можно проводить, опираясь на критерий минимизации ТКС, поскольку в этом случае обеспечивается также действие механизма эффективного токового перераспределения в области локальных тепловых перегревов. Смещение акцента на обеспечение максимальной эксплуатационной надежности рабочего слоя также приведет к изменению ТКС с переходом через нулевое значение, но температурная граница приемлемого ТКС будет смещаться в сторону понижения температуры. Измеренные для температурного интервала (25°С - 150°С) значения ТКС двухслойной системы демонстрируют смену знака с положительного (+2,1⋅10-4 град-1), присущего исходному резистивному материалу, на отрицательные значения. Пример практической реализации способа.If B = 3000K, then R 2 / R 2 (T) = 7.5; R2 / R1 = 619; R2 = l80 × 619 = 111.4 kΩ / □. Similar estimates for the experimentally realized values of the temperature sensitivity coefficient (B) of the additional layer are presented in Table 2. From the above data it follows that the selection of the parameters of the additional layer can be carried out based on the criterion of minimizing the TCS, since in this case the mechanism of effective current redistribution in areas of local thermal overheating. A shift in emphasis on ensuring maximum operational reliability of the working layer will also lead to a change in the TCS with a transition through a zero value, but the temperature boundary of an acceptable TCS will shift toward lower temperatures. Measured for the temperature range (25 ° C - 150 ° C), the values of the TCS of the two-layer system demonstrate a change in sign from the positive (+ 2.1⋅10 -4 deg -1 ) inherent in the initial resistive material to negative values. An example of a practical implementation of the method.

В качестве диэлектрической основы использовались пластины поликора ВК-100-1. Перед напылением, для обеспечения необходимой адгезии, подложки обезжиривались в хромовой смеси и парах изопропилового спирта с последующим отжигом в муфельной печи при температуре 600°С в течение 1 часа.As a dielectric base, VK-100-1 polycor plates were used. Before spraying, to ensure the necessary adhesion, the substrates were degreased in a chromium mixture and isopropyl alcohol vapor, followed by annealing in a muffle furnace at a temperature of 600 ° C for 1 hour.

Для нанесения дополнительного слоя применялся метод реактивного магнетронного напыления с возбуждением плазмы в ВЧ разряде. Работа проводилась на модернизированной установке УВН-2М с ВЧ генератором 13,56 МГц и мощностью 600 Вт. В качестве мишени для формирования тонкопленочных дополнительных слоев использовались заготовки из полупроводниковой оксидной керамики с удельным сопротивлением от ρv=2,50 Oм*см до ρv=24кОм*см. Рабочий газ представлял собой смесь Аr (70 ч÷85%) и O2(15÷30%).To apply an additional layer, the method of reactive magnetron sputtering with excitation of a plasma in an rf discharge was used. The work was carried out on a modernized UVN-2M installation with a 13.56 MHz RF generator and a power of 600 watts. Semi-conductor oxide ceramic preforms with specific resistance from ρ v = 2.50 Ohm * cm to ρ v = 24 kΩ * cm were used as a target for the formation of thin-film additional layers. The working gas was a mixture of Ar (70 h ÷ 85%) and O 2 (15 ÷ 30%).

Контроль удельного поверхностного сопротивления во время напыления осуществляется по сопротивлению контрольного образца - «свидетеля» - поликоровой полоске размером 4×48×0,5 мм с предварительно напыленными на них контактами из Al-Ti и коэффициентом формы, равным 10.The surface resistivity during spraying is controlled by the resistance of the control sample - the “witness” - a polycore strip 4 × 48 × 0.5 mm in size with Al-Ti contacts pre-sprayed on them and a shape factor of 10.

На этой же установке, при переводе подложкодержателя с нагревателем в позицию с магнетроном постоянного тока, наносился резистивный слой. Напыление резистивных пленок производилось на подложки, нагретые до 380°С после открытия заслонки перед подложками в течении задаваемого времени. Давление аргона в камере напыления соответствовало (1,8÷2,2)×10-2 мм.рт. ст. Время напыления выбиралось предварительно по графику зависимости поверхностного сопротивления резистивной пленки от времени работы магнетрона при заданных параметрах режима формирования пленки.At the same installation, when transferring the substrate holder with the heater to the position with a DC magnetron, a resistive layer was deposited. Resistive films were sputtered on substrates heated to 380 ° C after opening the shutter in front of the substrates for a specified time. The argon pressure in the spraying chamber corresponded to (1.8 ÷ 2.2) × 10 -2 mm Hg. Art. The deposition time was preliminarily selected from the graph of the dependence of the surface resistance of the resistive film on the magnetron operating time for given parameters of the film formation mode.

После напыления пленки подвергались отжигу в вакууме при 450°С в течение 30 минут. Напуск воздуха в рабочий объем установки проводился при температуре подложки 200°С.After spraying, the films were annealed in vacuum at 450 ° C for 30 minutes. Air was let into the working volume of the installation at a substrate temperature of 200 ° C.

Нанесение материала контактных площадок реализовано на установке с электронно-лучевым испарителем и использованием свободной маски. Для расширения диапазона номинальных сопротивлений резистивных элементов часть образцов формировалась в топологии меандра с применением стандартной фотолитографии. Использовались фотошаблоны, позволяющие увеличить величину сопротивления исходной заготовки в 8 и 20 раз. Затем подложки разделялись на резисторы типоразмера 1206 на установке дисковой резки УРД.ПДП-150СК.The application of the material of the contact pads was implemented on the installation with an electron beam evaporator and the use of a free mask. To expand the range of nominal resistances of resistive elements, part of the samples was formed in the meander topology using standard photolithography. Photo masks were used to increase the resistance value of the initial workpiece by 8 and 20 times. Then, the substrates were separated into resistors of standard size 1206 at the URD.PDP-150SK disk cutting installation.

В итоге было сформировано по три группы резисторов с дополнительным слоем и без него. В первой группе не использовались средства подгонки, вторая группа - с применением от одного до четырех резов, осуществляемых лучом лазера на установке лазерной подгонки резисторов ЮУМ 2.672.026 с квантовым генератором ЛТИ-501. Третью группу составляли образцы, подгонка сопротивления которых выполнялась путем размыкания перемычек между линиями меандра с увеличением сопротивления заготовки в несколько раз. Нами использовался стенд электрической тренировки с пошаговым подъемом электрической нагрузки до полного отказа резистора. Необратимое изменение номинального сопротивления от 5% до 20% принималось за параметрический отказ, а более 20% - полный отказ.As a result, three groups of resistors were formed with and without an additional layer. The first group did not use fitting tools, the second group using one to four cuts performed by a laser beam on a laser fitting of resistors YuUM 2.672.026 with a quantum generator LTI-501. The third group consisted of samples, the resistance of which was adjusted by opening the jumpers between the meander lines with a several-fold increase in the resistance of the workpiece. We used an electric training bench with a step-by-step rise in the electrical load until the resistor completely failed. An irreversible change in the nominal resistance from 5% to 20% was taken as a parametric failure, and more than 20% was a complete failure.

Нагрузочная способность резисторов на основе резистивного материала (Ni-Cr) с удельным поверхностным сопротивлением от 20 Ом/□ до 380 Ом/□ проверялась на образцах резисторов в габаритах 1206 (3,2 мм × 1,6 мм) в диапазоне сопротивлений от 24 Ом до 12 кОм. Испытания проводились на постоянном токе с подачей нарастающих нагрузок и выдержкой в течении 10 мин на каждом шаге в 0,2 Вт, снятия нагрузки, измерении номинального сопротивления и т.д., вплоть до отказа изделия.The load capacity of resistors based on resistive material (Ni-Cr) with specific surface resistance from 20 Ohm / □ to 380 Ohm / □ was tested on resistor samples with dimensions of 1206 (3.2 mm × 1.6 mm) in the resistance range from 24 Ohm up to 12 kOhm. The tests were carried out at constant current with increasing loads and holding for 10 min at each step of 0.2 W, unloading, measuring the nominal resistance, etc., up to the failure of the product.

Испытания проводились на выборках по 25 резисторов в каждой группе. Диапазон рассеиваемой мощности для стандартных резисторов, приводящий к полному отказу изделия, составлял от 0,6 до 1,8 Вт. Параметрические отказы массово проявлялись при уровне нагрузки в 1,2 Вт. Резисторы с дополнительным слоем не имели параметрических отказов вплоть до нагрузок в 4,2 Вт, а полный отказ происходил при рассеиваемой мощности, превышающей 6,6 Вт- 7,5 Вт.The tests were conducted on samples of 25 resistors in each group. The power dissipation range for standard resistors, leading to a complete failure of the product, ranged from 0.6 to 1.8 watts. Parametric failures manifested themselves massively at a load level of 1.2 watts. Resistors with an additional layer did not have parametric failures up to a load of 4.2 W, and a complete failure occurred with power dissipation exceeding 6.6 W - 7.5 W.

Расширение предельно допустимых эксплуатационных воздействий для резисторов с дополнительным слоем достаточно наглядно проявилось в поведении изделий под воздействием нарастающих нагрузок. Обеспечение большего запаса по тепловой мощности рассеяния непосредственно влияет на увеличение надежности резистора. Значения предельных токовых нагрузок для трех групп резисторов представлены в Таблице 3.The expansion of the maximum permissible operational influences for resistors with an additional layer is quite clearly manifested in the behavior of products under the influence of increasing loads. Providing a greater margin of thermal power dissipation directly affects the increase in the reliability of the resistor. The current limit values for the three groups of resistors are presented in Table 3.

Таким образом, в отличие от прототипа, наличие дополнительного слоя из оксидно-полупроводникового материала позволяет не только корректировать ТКС резистора, но и повысить эксплуатационные характеристики изделий по стабильности, устойчивости к экстремальным токовым и тепловым перегрузкам. Электрофизические характеристики тонкопленочных резисторов в экстремальных вариантах эксплуатации, связанных с высокими удельными нагрузками, могут быть существенно улучшены путем нанесения рабочего слоя из резистивного материала поверх предварительно нанесенного дополнительного покрытия из полупроводниково-оксидного, термисторного материала. Поведение такой слоевой структуры в отношении способности выдерживать электрическую нагрузку существенно улучшается по причине действия эффективного механизма токового перераспределения от слоя резистивного материала к дополнительному слою.Thus, unlike the prototype, the presence of an additional layer of oxide-semiconductor material allows not only to adjust the TCS of the resistor, but also to increase the operational characteristics of the products in terms of stability and resistance to extreme current and thermal overloads. The electrophysical characteristics of thin-film resistors in extreme applications associated with high specific loads can be significantly improved by applying a working layer of resistive material over a previously applied additional coating of semiconductor-oxide, thermistor material. The behavior of such a layer structure with respect to the ability to withstand electrical load is significantly improved due to the action of the effective mechanism of the current redistribution from the resistive material layer to the additional layer.

Для достижения нужных параметров дополнительного слоя, обеспечивающих эффективную защиту от локальных тепловых неоднородностей, выбирается мишень с меньшим или большим удельным сопротивлением керамического материала, чем определяется величина коэффициента температурной чувствительности синтезируемой пленки и варьируется толщина слоя в диапазоне 0,05-2,0 мкм, что позволяет получить нужную величину поверхностного сопротивления.To achieve the required parameters of the additional layer, which provide effective protection against local thermal inhomogeneities, a target with a lower or higher specific resistance of the ceramic material is selected, which determines the temperature sensitivity coefficient of the synthesized film and varies the layer thickness in the range of 0.05-2.0 μm, which allows you to get the desired value of surface resistance.

Вполне допустимым выглядит вариант нанесения дополнительного слоя поверх резистивной пленки. Однако в этом случае устойчивость к токовой нагрузке снизится из-за отсутствия защитного действия термисторного слоя на резистивный элемент под контактными площадками, а присутствие оксидно-полупроводникового материала между контактами и резистивным элементом создаст неприемлемое переходное сопротивление.The option of applying an additional layer on top of the resistive film seems quite acceptable. However, in this case, the resistance to current load will decrease due to the lack of a protective effect of the thermistor layer on the resistive element under the contact pads, and the presence of oxide-semiconductor material between the contacts and the resistive element will create an unacceptable transition resistance.

Приведенные экспериментальные результаты подтверждают достижение технического результата, а предложенный способ изготовления по сравнению с прототипом и исследованными аналогами имеет преимущество в отношении универсальности, улучшении эксплуатационных характеристик резисторов в условиях экстремальных электрических и температурных нагрузок, стабильности и контроля ТКС.These experimental results confirm the achievement of the technical result, and the proposed manufacturing method compared with the prototype and the studied analogues has an advantage in terms of versatility, improving the operational characteristics of resistors under extreme electrical and temperature loads, stability and control of TCS.

Figure 00000011
Figure 00000011

Figure 00000012
Figure 00000012

Figure 00000013
Figure 00000013

Claims (16)

1. Способ изготовления тонкопленочного резистора, включающий напыление резистивного слоя и формирование многослойной проводящей структуры, отличающийся тем, что резистивный слой наносят на предварительно сформированный дополнительный слой из полупроводникового материала на основе окислов переходных металлов, температурная зависимость сопротивления которого подчиняется соотношению:1. A method of manufacturing a thin-film resistor, comprising sputtering a resistive layer and forming a multilayer conductive structure, characterized in that the resistive layer is applied to a preformed additional layer of a semiconductor material based on transition metal oxides, the temperature dependence of the resistance of which is subject to the ratio:
Figure 00000014
Figure 00000014
где:Where: Т1, Т2 - температура в градусах Кельвина;T 1, T 2 - temperature in degrees Kelvin; R0 - сопротивление в Ом при температуре Т1;R 0 - resistance in ohms at a temperature of T 1 ; RТ - сопротивление в Ом при температуре Т2;R T - resistance in ohms at a temperature of T 2 ; В - коэффициент температурной чувствительности, зависящий от свойств материала; когда требуемая величина удельного поверхностного сопротивления дополнительного слоя определяется из условия его равенства при температуре 400-500°С удельному поверхностному сопротивлению резистивного слоя при нормальной температуре, и при котором обеспечена минимизация ТКС двухслойной структуры при изначально положительном ТКС резистивного слоя в области рабочих температур резистора до 150°С.B - coefficient of temperature sensitivity, depending on the properties of the material; when the required value of the specific surface resistance of the additional layer is determined from the condition of its equality at a temperature of 400-500 ° C to the specific surface resistance of the resistive layer at normal temperature, and at which minimization of the TCS of the two-layer structure with an initially positive TCS of the resistive layer in the range of resistor operating temperatures up to 150 ° C. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что для минимизации ТКС двухслойной структуры параметры дополнительного слоя удовлетворяют уравнению:2. The method according to p. 1, characterized in that to minimize the TCS of the two-layer structure, the parameters of the additional layer satisfy the equation:
Figure 00000015
Figure 00000015
где R-1, R2 - удельные поверхностные сопротивления резистивного и дополнительного слоя при начальной температуре Т1,where R -1 , R 2 - specific surface resistance of the resistive and additional layer at the initial temperature T 1 , R2(T) - удельное поверхностное сопротивление дополнительного слоя, определяемое из уравненияR 2 (T) is the specific surface resistance of the additional layer, determined from the equation
Figure 00000016
Figure 00000016
при температуре Т2,at a temperature of T 2 , ΔR1=TКC⋅ΔT⋅R1 - изменение поверхностного сопротивления резистивного слоя в температурном интервале ΔТ=Т21,ΔR 1 = TKC⋅ΔT⋅R 1 - change in surface resistance of the resistive layer in the temperature range ΔT = T 2 -T 1 , ТКС1 - температурный коэффициент сопротивления резистивного слоя.TKS 1 - temperature coefficient of resistance of the resistive layer. 3. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что в качестве материала для формирования дополнительного слоя методом магнетронного напыления используют мишени из полупроводниковой керамики на основе окислов Mn, Ni, Со, Cr, Cu, составляющих группу термисторных материалов с экспоненциальной зависимостью сопротивления от температуры.3. The method according to p. 1 or 2, characterized in that as a material for the formation of an additional layer by magnetron sputtering, semiconductor ceramic targets based on Mn, Ni, Co, Cr, Cu oxides are used, which constitute a group of thermistor materials with an exponential dependence of resistance from temperature.
RU2018134886A 2018-10-02 2018-10-02 Method of manufacturing a thin film resistor RU2700592C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018134886A RU2700592C1 (en) 2018-10-02 2018-10-02 Method of manufacturing a thin film resistor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018134886A RU2700592C1 (en) 2018-10-02 2018-10-02 Method of manufacturing a thin film resistor

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2700592C1 true RU2700592C1 (en) 2019-09-18

Family

ID=67990031

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018134886A RU2700592C1 (en) 2018-10-02 2018-10-02 Method of manufacturing a thin film resistor

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2700592C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2808452C1 (en) * 2022-12-24 2023-11-28 Максим Дмитриевич Новичков Combined thin-film resistive structure with temperature self-compensation

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3381256A (en) * 1966-02-04 1968-04-30 Monsanto Co Resistor and contact means on a base
SU1105946A1 (en) * 1982-04-30 1984-07-30 Предприятие П/Я В-2132 Process for manufacturing thin-film temperature-sensitive resistors
US4929923A (en) * 1989-05-26 1990-05-29 Harris Corporation Thin film resistors and method of trimming
RU2046419C1 (en) * 1992-08-14 1995-10-20 Научно-исследовательский институт измерительных систем Process of manufacture of film resistors
SU1259873A1 (en) * 1982-07-01 1996-02-27 Проектно-Технологический И Научно-Исследовательский Институт Method of producing film resistors
RU2208256C2 (en) * 2000-04-18 2003-07-10 Пензенский технологический институт Method for manufacturing thin-film resistor
RU2326460C1 (en) * 2007-01-23 2008-06-10 ФГУП "НИИ физических измерений" Method of manufacture of high-temperature thin-film resistor

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3381256A (en) * 1966-02-04 1968-04-30 Monsanto Co Resistor and contact means on a base
SU1105946A1 (en) * 1982-04-30 1984-07-30 Предприятие П/Я В-2132 Process for manufacturing thin-film temperature-sensitive resistors
SU1259873A1 (en) * 1982-07-01 1996-02-27 Проектно-Технологический И Научно-Исследовательский Институт Method of producing film resistors
US4929923A (en) * 1989-05-26 1990-05-29 Harris Corporation Thin film resistors and method of trimming
RU2046419C1 (en) * 1992-08-14 1995-10-20 Научно-исследовательский институт измерительных систем Process of manufacture of film resistors
RU2208256C2 (en) * 2000-04-18 2003-07-10 Пензенский технологический институт Method for manufacturing thin-film resistor
RU2326460C1 (en) * 2007-01-23 2008-06-10 ФГУП "НИИ физических измерений" Method of manufacture of high-temperature thin-film resistor

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2808452C1 (en) * 2022-12-24 2023-11-28 Максим Дмитриевич Новичков Combined thin-film resistive structure with temperature self-compensation
RU2818204C1 (en) * 2022-12-27 2024-04-25 Акционерное общество "Научно-исследовательский институт электронно-механических приборов" Method of making thin-film precision resistor

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3308528A (en) Fabrication of cermet film resistors to close tolerances
US4454495A (en) Layered ultra-thin coherent structures used as electrical resistors having low temperature coefficient of resistivity
US3218194A (en) Gold loaded tantalum film
Vinayak et al. Ni–Cr thin film resistor fabrication for GaAs monolithic microwave integrated circuits
JP6572143B2 (en) Chip resistor and manufacturing method thereof
US3607384A (en) Thin-film resistors having positive resistivity profiles
RU2700592C1 (en) Method of manufacturing a thin film resistor
US8482375B2 (en) Sputter deposition of cermet resistor films with low temperature coefficient of resistance
US6217722B1 (en) Process for producing Ti-Cr-Al-O thin film resistors
JP4622946B2 (en) Resistance thin film material, sputtering target for forming resistance thin film, resistance thin film, thin film resistor, and manufacturing method thereof.
US3558461A (en) Thin film resistor and preparation thereof
Braun et al. Precision thin-film cermet resistors for integrated circuits
US3585073A (en) Electric film resistors
Brynsvold et al. Constant-current stressing of SiCr-based thin-film resistors: Initial “wearout” investigation
US3498832A (en) Material and method for producing cermet resistors
RU2818204C1 (en) Method of making thin-film precision resistor
Nahar et al. Electrical properties of RF sputtered NiCr thin film resistors with Cu contacts
US3382100A (en) Rhenium thin film resistors
US5235313A (en) Thin film resistor and wiring board using the same
TWI830547B (en) Double-layer structure thin film resistor
Loboda et al. Structure and electrical conductivity of ultrathin Ni-Cu films
Birkett et al. Structural and electrical properties of CuAlMo thin films prepared by magnetron sputtering
JPH09503627A (en) Electrical resistance structure
US7609144B2 (en) High resistivity thin film composition and fabrication method
Lessor et al. Thin-film circuit technology: Part I—thin-film RC networks