CN110335730A - 一种薄膜电阻器及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及电阻元件技术领域，尤其涉及一种薄膜电阻器及其制备方法。本发明提供的薄膜电阻器，包括基板、薄膜电阻层和电极层；所述薄膜电阻层包括NbN薄膜层和TaN薄膜层；所述NbN薄膜层与基板接触，所述TaN薄膜层与电极层接触。本发明所述的薄膜电阻层通过将NbN薄膜和TaN薄膜复合，可以显著提高氮化钽电阻材料的功率密度；根据实施例的记载，本发明所述的薄膜电阻器的功率密度可达到12.2～17.6W/mm2，较TaN薄膜单独作为电阻材料层时的功率密度提高了50～120％。

Description

一种薄膜电阻器及其制备方法
技术领域
本发明涉及电阻元件技术领域，尤其涉及一种薄膜电阻器及其制备方法。
背景技术
电阻器是各类电子设备不可或缺的电子元件，更是所有电子电路中使用最多的元件之一。近年来，电子信息技术的高速发展对电子元件技术不断提出新的要求，电阻器技术也得到了全新的发展，已由传统的绕线电阻、金属膜电阻、石墨电阻和片式厚膜电阻发展成为现在的片式薄膜电阻。同时，近21世纪以来，复杂的军事环境和小型化消费类电子产品的井喷式发展要求电阻器本身具有高可靠性和高适应性。因此，超小型化、高精化、低温度系数化、绿色环保化以及贱金属化成为片式电阻发展的主要方向。而传统的厚膜片式电阻由于生产工艺及材料类型的限制，已难在高精度、高稳定等性能方面再有大的提高。相比较而言，薄膜片式电阻应用最被看好，是替代低精度厚膜片式电阻及其他传统引线电阻的理想产品。
目前，常见的薄膜片式电阻一般采用镍铬(NiCr)作为电阻材料，但是NiCr电阻材料电阻过大、高温工作稳定性差，尤其是当NiCr电阻材料暴露到潮湿空气中可能被水解，使其电阻值变大，从而导致电阻器性能下降，甚至发生断路。氮化钽(TaNx 0.1≤x≤1.25简写为TaN)薄膜由于其化学稳定性高、温度电阻系数小、阻值可调范围大，而越来越多地受到人们的重视。并且，相较于NiCr薄膜电阻材料，TaN薄膜具有自钝化特性，能在空气中生成一层致密的Ta2O5膜，使其在密封状态下工作，抵抗水气侵蚀，从而具有优良的稳定性和可靠性。所以，TaN薄膜是一种在高温、潮湿的环境中具有长期稳定性和准确性的电阻材料，但是TaN薄膜材料所能承受的功率密度相比于传统的绕线电阻、金属膜电阻、石墨电阻、片式厚膜电阻(单位电阻材料面积上所能承受的最大直流功率称之为功率密度)较小，这是其主要缺点。测试数据表明，在厚度为0.25mm的氮化铝基板上制备厚度为0.1μm的氮化钽薄膜，环境温度25～35℃，氮化钽的功率密度8.0W/mm2，如此小的功率密度，必然导致氮化钽薄膜电阻器只能在小电流、小功率的条件下应用。这限制了氮化钽薄膜电阻器的应用。
并且，长期以来，人们一直重视TaN薄膜电阻器的结构设计、小型化、高频性能、电阻温度系数的调整，而忽视了对氮化钽薄膜电阻器功率的调整。现有的薄膜电阻器，如公开号为CN1507635A、CN1822251A、CN1525498A、CN1918675A、CN1977347A、CN1524275A、CN101203922A和CN1323044A的中国专利，均是关于薄膜电阻器的设计及制造方法。根据上述专利所公开的制造方法，可以制造出薄膜电阻器，但上述专利均未对电阻器的功率密度进行改进。
因此，电阻器所能承受的功率与电阻材料的功率密度相关，电阻材料的功率密度越大，电阻器所能承受的功率也越大。也就是说，TaN薄膜电阻材料的功率密度较小，很难制备出大功率的电阻器。
发明内容
本发明的目的在于提供一种大功率的薄膜电阻器。
为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：
本发明提供了一种薄膜电阻器，其特征在于，包括基板、薄膜电阻层和电极层；
所述薄膜电阻层包括NbN薄膜层和TaN薄膜层；
所述NbN薄膜层与基板接触，所述TaN薄膜层与电极层接触。
优选的，所述NbN薄膜层的厚度为0.1～1.0μm；
所述TaN薄膜层的厚度为0.1～1.0μm。
优选的，所述基板为氮化铝基板；
所述基板的厚度为0.2～0.3mm。
优选的，所述电极层包括上电极层和下电极层；
所述上电极层设置在所述薄膜电阻层的上表面；所述下电极层与所述薄膜电阻层设置在基板的相对表面。
优选的，所述上电极层的厚度为(0.1～10)μm；
所述下电极层的厚度为(0.1～10)μm。
优选的，所述上电极层包括两个电极块；
所述两个电极块位于所述薄膜电阻层的上表面两端；
所述两个电极块的间距为≥0.05mm。
优选的，所述电极层的材料为TiW/Au、TiW/Ni/Au、Ti/Pt/Au、Ti/Cu/Au或NiCr/Au。
本发明还提供了上述技术方案所述的薄膜电阻器的制备方法，包括以下步骤：
依次在基板上表面溅射NbN薄膜层和TaN薄膜层；
在所述TaN薄膜层的上表面和所述基板的下表面溅射电极层，得到薄膜电阻器。
优选的，在TaN薄膜层的上表面溅射上电极层后，还包括对所述上电极层依次进行电镀、图形化处理并刻蚀出电阻薄膜后，对所述电阻薄膜依次进行图形化处理和刻蚀。
优选的，所述在基板上表面溅射NbN薄膜层和TaN薄膜层的溅射电压独立地为100～300V，溅射电流独立地为1～5A，溅射时间独立地为2～10min，溅射气氛独立地为氮气和氩气的混合气氛；所述氮气和氩气的总体积与氮气的体积比独立的为100：(0.5～5.0)；
所述溅射电极层的溅射电压独立地为100～500V，溅射电流独立地为1～4A，溅射时间独立地为2～20min，溅射气氛为氩气气氛。
本发明提供了一种薄膜电阻器，包括基板、薄膜电阻层和电极层；所述薄膜电阻层包括NbN薄膜层和TaN薄膜层；所述NbN薄膜层与基板接触，所述TaN薄膜层与电极层接触。本发明所述的薄膜电阻层通过将NbN薄膜和TaN薄膜复合，由于NbN具有电阻低、导电性能好，电流承受能力大，因此NbN薄膜的所能承受的功率密度大。将NbN薄膜和TaN薄膜复合，可以显著提高电阻材料的功率密度；根据实施例的记载，本发明所述的薄膜电阻器的功率密度可达到12.0～17.6W/mm2，较TaN薄膜单独作为电阻材料层的功率密度提高了50～120％。
附图说明
图1为本发明所述薄膜电阻器的结构示意图；(1-基板，2-NbN薄膜，3-TaN薄膜，4-上电极层，5-下电极层)。
具体实施方式
本发明提供了一种薄膜电阻器，包括基板、薄膜电阻层和电极层；
所述薄膜电阻层包括NbN薄膜层和TaN薄膜层；
所述NbN薄膜层与基板接触，所述TaN薄膜层与电极层接触。
在本发明中，所述薄膜电阻器包括基板，所述基板优选为氮化铝基板、氧化铝基板或氧化铍基板，更优选为氮化铝基板；在本发明中，所述氮化铝基板的纯度优选≥98％；在本发明中，所述基板的厚度优选为0.2～0.3mm，更优选为0.22～0.28mm，最优选为0.24～0.26mm。
在本发明中，所述基板为薄膜电阻器的载体，提供整个薄膜电阻器的结构强度以及散热作用。
在本发明中，所述薄膜电阻器还包括薄膜电阻层；所述薄膜电阻层包括NbN薄膜和TaN薄膜；所述NbN薄膜的厚度优选为0.1～1.0μm，更优选为0.2～0.8μm，最优选为0.4～0.6μm；所述TaN薄膜的厚度优选为0.1～1.0μm，更优选为0.2～0.8μm，最优选为0.4～0.6μm。在本发明中，所述NbN薄膜设置在基板的上表面，所述TaN薄膜设置在所述NbN薄膜的上表面。
在本发明中，所述薄膜电阻层的导电性能介于导体与绝缘体之间，因此可作为薄膜电阻层。
在本发明中，所述薄膜电阻器还包括电极层；所述电极层优选包括上电极层和下电极层；所述上电极层优选设置在所述薄膜电阻层的上表面；所述下电极层优选设置在所述基板的下表面。在本发明中，所述电极层的材料优选为TiW/Au、TiW/Ni/Au、Ti/Pt/Au、Ti/Cu/Au或NiCr/Au，更优选为TiW/Au或TiW/Ni/Au；所述TiW/Au表示TiW层和Au层的复合层，所述TiW层与薄膜电阻层接触；所述TiW/Ni/Au表示TiW层、Ni层和Au层的复合层，所述TiW层与薄膜电阻层接触；所述NiCr/Au表示NiCr层和Au层的复合层，所述Au层与薄膜电阻层接触；所述上电极层的材料和下电极层的材料优选相同。
在本发明中，所述上电极层的厚度优选为0.1～10μm，更优选为2～8μm，最优选为3～5μm；所述上电极层优选包括两个电极块；所述两个电极块优选位于所述薄膜电阻层的上表面两端；所述两个电极块的间距优选为≥0.05mm，更优选为0.05～0.5mm，最优选为0.1～0.25mm。
在本发明中，所述下电极层的厚度优选为0.1～10μm，更优选为2～8μm，最优选为3～5μm；
在本发明中，所述下电极层用于焊接其他器件，可以保证薄膜电阻器与其他器件更加牢固的焊接。
本发明还提供了上述技术方案所述的薄膜电阻器的制备方法，包括以下步骤：
在基板上表面溅射NbN薄膜层和TaN薄膜层；
在所述TaN薄膜层的上表面和所述基板的下表面溅射电极层，得到薄膜电阻器。
本发明在基板表面溅射NbN薄膜层和TaN薄膜层。在本发明中，溅射NbN薄膜层和TaN薄膜层前优选对所述基板进行预处理，所述预处理的具体过程优选为将所述基板用丙酮超声清洗10～15分钟，再用去离子水超声清洗10～15分钟后，在140～160℃条件下处理90～120min；本发明对所述超声没有任何特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的超声条件进行即可。
在本发明中，所述溅射NbN薄膜层的溅射电压优选为100～300V，更优选为150～250V，最优选为180～220V；溅射电流优选为1～5A，更优选为2～4A，最优选为3A；溅射时间优选为2～10min，更优选为4～8min，最优选为5～6min；所述溅射气氛优选为氮气和氩气的混合气氛；所述氮气和氩气的总体积与氮气的体积比优选为100：(0.5～5.0)，更优选为100：(1.0～4.0)，最优选为100：(2.0～3.0)；
所述溅射TaN薄膜层的溅射电压优选为100～300V，更优选为150～250V，最优选为180～220V；溅射电流优选为1～5A，更优选为2～4A，最优选为3A；溅射时间优选为2～10min，更优选为4～8min，最优选为5～6min；所述溅射气氛优选为氮气和氩气的混合气氛；所述氮气和氩气的总体积与氮气的体积比优选为100：(0.5～5.0)，更优选为100：(1.0～4.0)，最优选为100：(2.0～3.0)。
溅射NbN薄膜层和TaN薄膜层完成后，本发明在所述TaN薄膜层的上表面和所述基板的下表面溅射电极层，得到薄膜电阻器。
在本发明中，在所述TaN薄膜层的上表面溅射电极层的溅射电压优选为100～500V，更优选为200～400V，最优选为250～350V；溅射电流优选为1～4A，更优选为2～3A，最优选为2.5A；溅射时间优选为2～20min，更优选为5～15min，最优选为8～12min；所述溅射气氛优选为氩气气氛；
在所述基板的下表面溅射电极层的溅射电压优选为100～500V，更优选为200～400V，最优选为250～350V；溅射电流优选为1～4A，更优选为2～3A，最优选为2.5A；溅射时间优选为2～20min，更优选为5～15min，最优选为8～12min；所述溅射气氛优选为氩气气氛。
溅射电极层完成后，本发明优选还包括对所述上电极层依次进行电镀、图形化处理并刻蚀出电阻薄膜，然后对所述电阻薄膜进行图形化处理；
在本发明中，所述电镀优选为对所述上电极层中的Au层进行加厚；所述Au层的最终厚度优选为3μm～5μm，更优选为4μm。本发明对所述电镀没有任何特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的电镀条件进行电镀即可。
在本发明中，对所述上电极层进行图形化处理的具体过程优选为匀胶、软烘、曝光、显影、硬烘和刻蚀。在本发明中，所述匀胶的转速优选为2000～4000rpm，更优选为2500～3500rpm；本发明对所述匀胶的具体过程没有任何特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的匀胶过程进行即可；所述软烘的温度优选为100～105℃；在本发明中，所述曝光优选采用波长为365nm的紫外光曝光20～50s；在本发明中，所述显影采用的显影液优选为质量浓度为0.3％～0.8％的碳酸钠溶液或质量浓度为0.3％～0.8％的氢氧化钠溶液；在本发明中，所述硬烘的温度优选为120～130℃；本发明对所述刻蚀没有任何特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的刻蚀条件进行即可；在本发明中，所述刻蚀的目的是为了将图形化处理后未被光刻胶覆盖的上电极层去除。
在本发明中，对所述电阻薄膜进行图形化处理的具体过程优选为匀胶、软烘、曝光、显影、硬烘和刻蚀。在本发明中，所述匀胶的转速优选为2000～4000rpm，更优选为2500～3500rpm；本发明对所述匀胶的具体过程没有任何特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的匀胶过程进行即可；所述软烘的温度优选为100～105℃；在本发明中，所述曝光优选采用波长为365nm的紫外光曝光20～50s；在本发明中，所述显影采用的显影液优选为质量浓度为0.3％～0.8％的碳酸钠溶液或氢氧化钠溶液；在本发明中，所述硬烘的温度优选为120～130℃；本发明对所述刻蚀没有任何特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的刻蚀条件进行即可；在本发明中，所述刻蚀的目的是为了将图形化处理后未被光刻胶覆盖的氮化钽去除。
在本发明中，所述图形化处理采用的电极掩膜优选根据电阻器产品的规格进行选择；在本发明的具体实施例中具体为外形尺寸为0402的电阻掩膜或外形尺寸为0201的电阻掩膜。
刻蚀完成后，本发明对刻蚀后的图形进行划切，并将划切后的产品用丙酮进行清洗，烘干，热处理或激光刻蚀处理，得到薄膜电阻器。
在本发明中，所述热处理的温度优选为200～400℃，更优选为250～350℃，最优选为280～320℃；所述热处理的时间优选为2～30min，更优选为5～25min，最优选为10～20min。
在本发明中，所述热处理的目的是为了提高薄膜电阻的稳定性。
在本发明中，所述激光刻蚀处理具体优选为使用激光光斑≤0.02mm的激光束对薄膜电阻进行精修，提高薄膜电阻的阻值精度。
下面结合实施例对本发明提供的薄膜电阻器及其制备方法进行详细的说明，但是不能把它们理解为对本发明保护范围的限定。
实施例1
在厚度为0.25mm、纯度为98％的氮化铝基板上表面溅射(溅射电压200V，溅射电流2A，溅射气氛为N2:(Ar+N2)＝2.0％，溅射时间3min)一层NbN薄膜(0.30μm)；然后在NbN薄膜表面溅射(溅射电压200V，溅射电流2A，溅射气氛为N2:(Ar+N2)＝2.0％，溅射时间7min)TaN薄膜(0.70μm)；接着分别在TaN薄膜上表面和氮化铝基板的下表面溅射(溅射电压300V，溅射电流为2.5A，溅射时间为10min，溅射气氛为Ar)TiW/Au电极层，对所述TaN薄膜表面的TiW/Au电极层通过电镀将Au层加厚到4.15μm，然后进行图形化处理(选用外形尺寸为0402的电极掩膜，图形化处理的顺序为以2000rpm转速进行匀胶、105℃软烘、采用波长为365nm的紫外光曝光20s、在质量浓度为0.3％的碳酸钠溶液中显影和130℃硬烘)后，刻蚀TiW/Au电极层露出TaN薄膜后，对TaN薄膜进行图形化处理(选用外形尺寸为0402的电阻掩膜，图形化处理的顺序为：以2000rpm转速进行匀胶、105℃软烘、采用波长为365nm的紫外光曝光20s、在质量浓度为0.3％的碳酸钠溶液中显影和130℃硬烘)后，刻蚀出薄膜电阻层的图形，最后根据得到的图形尺寸进行划切、清洗得到尺寸规格为0402的电阻器产品；
将所述尺寸规格为0402的电阻器产品放置于Al金属基板上(该电阻器的电阻值为48.74Ω，电阻器的面积为0.125mm2)，电阻器的那个面向上，然后将直流电源的两个电极分别与电阻器的两个电极块接触，通电。先对电阻器加载3V电压，此时通过电阻器的电流为0.060A，通电1分钟，电阻器仍没有烧坏，则电阻器承受的功率P＝U×I＝3×0.060＝0.180W。然后提高电压，每次提高0.5V。当电压加载到9V时，通电约30s电阻器烧坏。以电阻烧坏的前一个功率作为电阻器所能承受的最大功率Pmax。电阻器烧坏前所能承受的最大电压为8.5V，此时通过的电流为0.180A，则Pmax＝8.5×0.180＝1.530W，Pmax除以电阻薄膜的面积0.125mm2，得电阻功率密度为12.24W/mm2。
实施例2
在厚度为0.25mm、纯度为98％的氮化铝基板上表面溅射(溅射电压200V，溅射电流2A，溅射气氛为N2:(Ar+N2)＝2.0％，溅射时间5min)一层NbN薄膜(0.50μm)；然后在NbN薄膜表面溅射(溅射电压200V，溅射电流2A，溅射气氛为N2:(Ar+N2)＝2.0％，溅射时间5min)TaN薄膜(0.50μm)；接着分别在TaN薄膜表面和氮化铝基板的下表面溅射(溅射电压300V，溅射电流为2.5A，溅射时间为10min，溅射气氛独立地为Ar)TiW/Ni/Au电极层，对所述TaN薄膜表面的TiW/Ni/Au电极层通过电镀将Au层加厚到3.28μm，然后对电极层进行图形化处理(选用外形尺寸为0201的电极掩膜，图形化处理的顺序为以2000rpm转速进行匀胶、105℃软烘、采用波长为365nm的紫外光曝光20s、在质量浓度为0.3％的碳酸钠溶液中显影和130℃硬烘)后，刻蚀TiW/Ni/Au电极层露出TaN薄膜后，对TaN薄膜进行图形化处理(选用外形尺寸为0201的电阻掩膜，图形化处理的顺序为以2000rpm转速进行匀胶、105℃软烘、采用波长为365nm的紫外光曝光20s、在质量浓度为0.3％的碳酸钠溶液中显影和130℃硬烘)后，刻蚀出薄膜电阻层的图形，最后根据得到的图形尺寸进行划切、清洗得到尺寸规格为0201的电阻器产品；
将所述尺寸规格为0201的电阻器产品放置于Al金属基板上(该电阻器的电阻值为25.50Ω，电阻器的面积为0.045mm2)，正面向上，然后将直流电源的两个电极分别与电阻器的两个电极块接触，通电。先对电阻器加载2V电压，此时通过电阻器的电流为0.080A，通电1分钟，电阻器仍没有烧坏，则电阻器承受的功率P＝U×I＝2×0.080＝0.160W。然后提高电压，每次提高0.5V。当电压加到4.5V时，通电35s电阻器烧坏。以电阻器烧坏的前一个功率作为电阻器所能承受的最大功率Pmax。电阻器烧坏前所能承受的最大电压为4.0V，此时通过的电流为0.166A，则Pmax＝4.0×0.166＝0.664W。Pmax除以电阻薄膜的面积0.045mm2，得电阻功率密度为14.76W/mm2。
实施例3
在厚度为0.25mm、纯度为98％的氮化铝基板上表面溅射(溅射电压200V，溅射电流2A，溅射气氛为N2:(Ar+N2)＝2.0％，溅射时间8min)一层NbN薄膜(0.80μm)；然后在NbN薄膜表面溅射(溅射电压200V，溅射电流2A，溅射气氛为N2:(Ar+N2)＝2.0％，溅射时间2min)TaN薄膜(0.20μm)；接着分别在TaN薄膜表面和氮化铝基板的下表面溅射(溅射电压300V，溅射电流为2.5A，溅射时间为10min，溅射气氛为Ar)TiW/Ni/Au电极层，对所述TaN薄膜表面的TiW/Ni/Au电极层通过电镀将Au层加厚到4.45μm，然后对电极层进行图形化处理(选用外形尺寸为0201的电极掩膜，图形化处理的顺序为以2000rpm转速进行匀胶、105℃软烘、采用波长为365nm的紫外光曝光20s、在质量浓度为0.3％的碳酸钠溶液中显影和130℃硬烘)后，刻蚀TiW/Ni/Au电极层露出TaN薄膜后，对TaN薄膜进行图形化处理(选用外形尺寸为0201的电阻掩膜，图形化处理的顺序为以2000rpm转速进行匀胶、105℃软烘、采用波长为365nm的紫外光曝光20s、在质量浓度为0.3％的碳酸钠溶液中显影和130℃硬烘)后，刻蚀出薄膜电阻层的图形，最后根据得到的图形尺寸进行划切、清洗得到尺寸规格为0201的电阻器产品；
将所述尺寸规格为0201的电阻器产品放置于Al金属基板上(该电阻器的电阻值为19.48Ω，电阻器的面积为0.045mm2)，正面向上，然后将直流电源的两个电极分别与电阻器的两个电极块接触，通电。先对电阻器加载2V电压，此时通过电阻器的电流为0.104A，通电1分钟，电阻器仍没有烧坏，则电阻器承受的功率P＝U×I＝2×0.104＝0.208W。然后提高电压，每次提高0.5V。当电压加到4.5V时，通电30s电阻器烧坏。以电阻器烧坏的前一个功率作为电阻器所能承受的最大功率Pmax。电阻器烧坏前所能承受的最大电压为4.0V，此时通过的电流为0.198A，则Pmax＝4.0×0.198＝0.792W。Pmax除以电阻薄膜的面积0.045mm2，得电阻功率密度为17.60W/mm2。
对比例1
在厚度为0.25mm、纯度为98％的氮化铝基板上表面溅射(溅射电压200V，溅射电流2A，溅射气氛为N2:(Ar+N2)＝2.0，溅射时间10min)TaN薄膜(1.0μm)；接着分别在TaN薄膜表面和氮化铝基板的下表面溅射(溅射电压300V，溅射电流为2.5A，溅射时间为10min，溅射气氛为Ar)TiW/Ni/Au电极层，对所述TaN薄膜表面的TiW/Ni/Au电极层通过电镀将Au层加厚到3.32μm，然后对电极层进行图形化处理(选用外形尺寸为0201的电极掩膜，图形化处理的顺序为以2000rpm转速进行匀胶、105℃软烘、采用波长为365nm的紫外光曝光20s、在质量浓度为0.3％的碳酸钠溶液中显影和130℃硬烘)后，刻蚀TiW/Ni/Au电极层露出TaN薄膜后，对TaN薄膜进行图形化处理(选用外形尺寸为0201的电阻掩膜，图形化处理的顺序为以2000rpm转速进行匀胶、105℃软烘、采用波长为365nm的紫外光曝光20s、在质量浓度为0.3％的碳酸钠溶液中显影和130℃硬烘)后，刻蚀出薄膜电阻层的图形，最后根据得到的图形尺寸进行划切、清洗得到尺寸规格为0201的电阻器产品；
将所述尺寸规格为0201的电阻器产品放置于Al金属基板上(该电阻器的电阻值为36.52Ω，电阻器的面积为0.045mm2)，正面向上，然后将直流电源的两个电极分别与电阻器的两个电极块接触，通电。先对电阻器加载2V电压，此时通过电阻器的电流为0.055A，通电1分钟，电阻器仍没有烧坏，则电阻器承受的功率P＝U×I＝2×0.055＝0.110W。然后提高电压，每次提高0.5V。当电压加到4.0V时，通电25s电阻器烧坏。以电阻器烧坏的前一个功率作为电阻器所能承受的最大功率Pmax。电阻器烧坏前所能承受的最大电压为3.5V，此时通过的电流为0.102A，则Pmax＝3.5×0.102＝0.357W。Pmax除以电阻薄膜的面积0.045mm2，得电阻功率密度为7.93W/mm2。
由以上实施例可知，本发明提供的所述薄膜电阻器的功率密度可达到12.2～17.6W/mm2，较TaN薄膜单独作为电阻材料层的功率密度提高了50～120％。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种薄膜电阻器，其特征在于，包括基板、薄膜电阻层和电极层；
所述薄膜电阻层包括NbN薄膜层和TaN薄膜层；
所述NbN薄膜层与基板接触，所述TaN薄膜层与电极层接触。
2.如权利要求1所述的薄膜电阻器，其特征在于，所述NbN薄膜层的厚度为0.1～1.0μm；
所述TaN薄膜层的厚度为0.1～1.0μm。
3.如权利要求1所述的薄膜电阻器，其特征在于，所述基板为氮化铝基板；
所述基板的厚度为0.2～0.3mm。
4.如权利要求1所述的薄膜电阻器，其特征在于，所述电极层包括上电极层和下电极层；
所述上电极层设置在所述薄膜电阻层的上表面；所述下电极层与所述薄膜电阻层设置在基板的相对表面。
5.如权利要求4所述的薄膜电阻器，其特征在于，所述上电极层的厚度为(0.1～10)μm；
所述下电极层的厚度为(0.1～10)μm。
6.如权利要求5所述的薄膜电阻器，其特征在于，所述上电极层包括两个电极块；
所述两个电极块位于所述薄膜电阻层的上表面两端；
所述两个电极块的间距为≥0.05mm。
7.如权利要求4所述的薄膜电阻器，其特征在于，所述电极层的材料为TiW/Au、TiW/Ni/Au、Ti/Pt/Au、Ti/Cu/Au或NiCr/Au。
8.权利要求1～7任一项所述的薄膜电阻器的制备方法，包括以下步骤：
依次在基板上表面溅射NbN薄膜层和TaN薄膜层；
在所述TaN薄膜层的上表面和所述基板的下表面溅射电极层，得到薄膜电阻器。
9.如权利要求8所述的制备方法，其特征在于，在TaN薄膜层的上表面溅射上电极层后，还包括对所述上电极层依次进行电镀、图形化处理并刻蚀出电阻薄膜后，对所述电阻薄膜依次进行图形化处理和刻蚀。
10.如权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述在基板上表面溅射NbN薄膜层和TaN薄膜层的溅射电压独立地为100～300V，溅射电流独立地为1～5A，溅射时间独立地为2～10min，溅射气氛独立地为氮气和氩气的混合气氛；所述氮气和氩气的总体积与氮气的体积比独立的为100：(0.5～5.0)；
所述溅射电极层的溅射电压独立地为100～500V，溅射电流独立地为1～4A，溅射时间独立地为2～20min，溅射气氛为氩气气氛。
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