DE1490927C3 - Verfahren zur Herstellung eines Schicht Widerstandselementes unter Verwendung von Tantalmtnd - Google Patents
Verfahren zur Herstellung eines Schicht Widerstandselementes unter Verwendung von TantalmtndInfo
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Description
Schichtwiderstandselementen ist gegenüber dem der Gold-Schichtwiderstandselemente wesentlich kleiner
und hängt im technisch interessierenden Dickenbereich von 400 bis 1500 Ä von der Schichtdicke
praktisch nicht ab.
Im folgenden ist die Erfindung an Hand der Zeichnung beschrieben; es zeigt
F i g. 1 eine teilweise im Schnitt dargestellte Ansicht
einer Apparatur zur Herstellung einer Tantalnitrid-Schicht gemäß der Erfindung,
F i g. 2 eine graphische Darstellung des spezifischen
Flächenwiderstandes in Ohm/Quadrat (Widerstand bei einem Strom von einer Kante zur gegenüberliegenden
Kante eines beliebigen Quadrates, hier bei einer Schichtdicke von 1000 Ä) als Funktion
des Partialdrucks von Stickstoff in mm Hg,
F i g. 3 eine graphische Darstellung des Temperaturkoeffizienten
bei 250C in 10-6/°C als Funktion des
Partialdruckes von Stickstoff in mm Quecksilbersäule und
F i g. 4 einen Widerstand mit einer Tantalnitrid-Schicht.
) Die Apparatur nach F i g. 1 ist zur Abscheidung
einer Tantalnitrid-Schicht durch kathodische Zerstäubung von Tantal vorgesehen. Sie weist eine
Vakuumkammer 11 auf, in der eine Kathode 12 und eine Anode 13 angeordnet sind. Die Kathode 12
kann ganz aus Tantal bestehen oder alternativ einen Tantalmantel aufweisen, der als Überzug, Folie od. dgl.
auf dem Grundkörper, beispielsweise aus Aluminium, aufgebracht ist.
Eine Spannungsquelle 14 liegt zwischen Kathode 12 und Anode 13. Eine Plattform 15 dient als örtliche
Stütze für eine Unterlage 16, auf der die Tantalnitrid-Schicht niedergeschlagen werden soll. Eine Maske 17
auf der Unterlage 16 begrenzt die Abscheidung in der gewünschten Weise.
Bevorzugte Mineralien für die Unterlage sind Glas, glasierte keramische Körper usw. Diese Materialien
erfüllen die Anforderungen nach Hitzebeständigkeit und Nichtleitfähigkeit, die für die bei dieser Aufstäub
ungstechnik verwendeten Unterlagen wichtig sind.
I) Die Unterlage 16 wird zunächst gründlich gesäubert.
Die üblichen Reinigungsmittel sind verwendbar, wobei die Wahl des speziellen Reinigungsmittels von der
Zusammensetzung der Unterlage selbst abhängt. Besteht beispielsweise die Unterlage aus Glas, so stellt
Kochen der Unterlage in Königswasser oder Wasserstoffsuperoxyd
ein bequemes Verfahren zur Säuberung der Oberfläche dar.
Die Unterlage 16 wird dann auf die Plattform 15 gelegt und die Maske 17 passend angeordnet. Plattform
15 und Maske 17 können aus jedem feuerfesten Material hergestellt sein. Es kann indessen zur leichteren
Herstellung der Maske bequem sein, hierfür ein Metall, z. B. Aluminium, zu verwenden. Um scharf abgegrenzte
Niederschläge zu erhalten, ist es notwendig, daß die Maske 17 gegen die Unterlage 16 unter Druck
angepreßt wird.
;. . Die Vakuumkammer wird dann evakuiert und
Stickstoff zugeführt; nach Erreichen des gewünschten . Stickstoff-Partialdruckes wird Argon zugeführt. Die
Höhe des Vakuums hängt von der Bewertung verschiedener Faktoren ab.
Die Erhöhung des Inertgasdrucks und die damit verbundene Verringerung des Vakuums in der Kammer
11 erhöht die Geschwindigkeit, mit der das zu zerstäubende Tantal von der Kathode abgetragen wird,
und erhöht demgemäß die Abscheidungsgeschwindigkeit. Der Maximaldruck wird gewöhnlich von der
bewältigbaren Energiezufuhr begrenzt, da die Erhöhung des Drucks auch den Stromfluß zwischen Kathode
12 und Anode 13 verstärkt. Eine praktische obere Grenze in dieser Hinsicht ist ein Druck von
0,020 mm Hg bei einer Zerstäubungsspannung von 3000V, obwohl diese je nach Größe der Kathode,
ίο der Zerstäubungsgeschwindigkeit usw. geändert werden
kann, wie allgemein bekannt ist. Der äußerste Maximaldruck ist der, bei welchem das Zerstäuben innerhalb
vorgeschriebener Toleranzen noch angemessen geregelt werden kann. Aus der vorstehenden Diskussion
folgt, daß der Minimaldruck von der niedrigsten Abscheidungsgeschwindigkeit bestimmt wird, die wirtschaftlich
noch tragbar ist.
Nachdem der erforderliche Druck erreicht ist, wird die Tantal-Kathode 12 gegenüber der Anode 13
zo negativ gemacht. Die Minimalspannung, die zur
Durchführung der Zerstäubung notwendig ist, beträgt etwa 3000 V. Die Erhöhung der Spannung zwischen
Anode 13 und Kathode 12 hat die gleiche Wirkung wie eine Erhöhung des Drucks, nämlich eine Ver-
größerung sowohl der Abscheidungsgeschwindigkeit als auch des Stromflusses. Dementsprechend wird die
Maximalspannung von den gleichen Faktoren bestimmt, die den Maximaldruck steuern.
Der Abstand zwischen Anode und Kathode ist nicht kritisch. Indessen ist die minimale Entfernung diejenige, die zur Erzeugung einer Glimmentladung erforderlich ist, die ihrerseits vorhanden sein muß, damit Zerstäubung auftritt. Hinsichtlich der Dunkelräume der Glimmentladung, insbesondere des Grookessehen Dunkelraumes, sei bemerkt, daß zum Erhalt optimaler Verhältnisse beim Zerstäubungsvorgang die Unterlage 16 unmittelbar außerhalb des Crookesschen Dunkelraums auf der der Kathode 12 zugewandten Seite der Plattform 15 angeordnet sein sollte.
Der Abstand zwischen Anode und Kathode ist nicht kritisch. Indessen ist die minimale Entfernung diejenige, die zur Erzeugung einer Glimmentladung erforderlich ist, die ihrerseits vorhanden sein muß, damit Zerstäubung auftritt. Hinsichtlich der Dunkelräume der Glimmentladung, insbesondere des Grookessehen Dunkelraumes, sei bemerkt, daß zum Erhalt optimaler Verhältnisse beim Zerstäubungsvorgang die Unterlage 16 unmittelbar außerhalb des Crookesschen Dunkelraums auf der der Kathode 12 zugewandten Seite der Plattform 15 angeordnet sein sollte.
Ein dichteres Heranrücken der Unterlage 16 an die Kathode 12 bewirkt eine Metallabscheidung schlechterer
Qualität. Ein zu weites Wegrücken der Unterlage 16 von der Kathode 12 bewirkt das Auftreffen eines
kleineren Anteils des insgesamt zerstäubten Metalls, wodurch die Zeit zur Erzeugung eines Niederschlags
gegebener Stärke erhöht wird.
Es ist zu beachten, daß die Lage des Crookesschen Dunkelraums bei Druckänderungen wechselt und daß
er bei wachsendem Druck zur Kathode hin wandert.
Wenn die Unterlage 16 näher zur Kathode herangerückt wird, wirkt sie als Hindernis auf dem Weg der
Gas-Ionen, die die Kathode bombardieren.
Dementsprechend sollte der' Druck so niedrig gehalten werden, daß der Crookessche Dunkelraum
jenseit des Punktes liegt, bei dem die Unterlage 16 eine Abschirmung der Kathode verursacht.
Das Abwägen dieser verschiedenen Einflüsse der Spannung, des Drucks und der relativen Stellung von
Kathode, Anode und Unterlage zwecks Erhalts eines hochwertigen Niederschlags ist in der Zerstäubungs-Technik
wohlbekannt.
Unter besonderer Berücksichtigung des zur Diskussion stehenden Beispiels wird durch Anwendung
entsprechend bemessener Spannung, entsprechend bemessenen Drucks und Abstands der verschiedenen
Elemente in der Vakuumkammer eine Schicht von Tantalnitrid in einer Ausdehnung niedergeschlagen,
die von der Geometrie der Maske 17 bestimmt ist. Das
5 6
Zerstäuben wird während der (berechenbaren) Zeit- Abscheidungsvorgang wird der Tantalnitrid-Film in
dauer durchgeführt, die zur gewünschten Schichtdicke Gegenwart von Luft auf 250 bis 4000C erhitzt, wo-
führt. durch die Nitridschichten stabilisiert werden.
Für die Zwecke der Erfindung beträgt die minimale Elektronen-Beugungsversuche haben ergeben, daß
Dicke der niedergeschlagenen Schicht auf der Unter- 5 die so erzeugten Schichten Tantalnitrid hexagonaler
lage annähernd 400 Ä. Es besteht keine obere Grenze Struktur (Ta2N), Tantalnitrid kubischer Struktur
für diese Dicke, bei einer Erhöhung der Dicke auf (TaN) und Mischungen von Ta2N und TaN enthalten,
oberhalb 1500 Ä übersteigen jedoch für die meisten wobei TaN-Schichten beim Zerstäuben mit Stickstoff-Anwendungsfälle
die Kosten den Nutzen. Partialdrücken von 10~4 mm Hg und höher begünstigt
F i g. 2 ist eine graphische Darstellung des spezi- io werden. Bei Drücken zwischen 4 · 10~5 und 10~5 mm Hg
fischen Flächen Widerstandes in Ohm/Quadrat bei werden Mischungen mit verschiedenen Ta2N-An-250C
einer Tantalschicht, die bei einem Gesamtdruck teilen erzeugt, während bei Drücken unter 4 ·10~6 mm Hg
von 0,015 mm Hg in einer Stärke von etwa 1000 Ä die Zusammensetzung im wesentlichen Ta2N entaufgedampft
ist, als Funktion des Stickstoff-Partial- spricht. Die Niederschlagung von Tantalnitrid in
drucks. Die Kurve stellt Durchschnittswerte von sechs 15 kubischer Gitterstruktur vom Natriumchlorid-Typ ist
Gruppen mit je zehn Widerstandsstreifen mit Gold- bisher in der Literatur nicht erwähnt worden, eine
anschlüssen auf 3,81 · 7,62 cm großen Glasplättchen solche Gitterstruktur ist bei Titannitrid bekannt
dar, die bei einer Temperatur von 400 ± 100C unter (»Angewandte Chemie«, 1957, S. 283).
wechselnden Stickstoffpartikeldrücken aufgedampft Nachstehend werden verschiedene Beispiele im worden sind. 20 einzelnen beschrieben. Diese Beispiele, ebenso die
wechselnden Stickstoffpartikeldrücken aufgedampft Nachstehend werden verschiedene Beispiele im worden sind. 20 einzelnen beschrieben. Diese Beispiele, ebenso die
Wie hieraus zu ersehen ist, ändert sich der spezifische oben gegebenen Ausführungen, sind lediglich im
Flächenwiderstand bei den betrachteten Widerstands- erläuternden, nicht aber im beschränkenden Sinne ·
streifen unterhalb 5 · 10~6 mm Hg wenig. Oberhalb aufzufassen,
eines Stickstoff-Partialdruckes von 5 · 10~6 mm Hg B e i s ρ i e 1 I
wächst der spezifische Flächenwiderstand von 5 auf 25
wächst der spezifische Flächenwiderstand von 5 auf 25
etwa 20 Ohm/Quadrat an und bleibt von 5 · 10~5 mm Hg Es wurde eine Zerstäubungs-Apparatur entsprechend
bis zu einem Stickstoff-Partialdruck von 5 · 10~4 mm Hg der in F i g. 1 gezeigten Art verwendet, um die Tantal-
im wesentlichen konstant. nitrid-Schicht herzustellen. Die Kathode bestand aus
Die Betrachtung der Fi g. 3, in der für dieselbe einer kreisförmigen Scheibe aus Tantal hoher Reinheit
Gruppe von Widerständen (also bei denselben Auf- 30 von 1,02 mm Dicke und 10,16 mm Durchmesser,
dampfbedingungen) der Temperatur-Koeffizient bei In der benutzten Apparatur lag die Anode auf Erd-
25° C gegen den Partialdruck des Stickstoffs auf ge- potential.
tragenistjZeigt.daßderAnstiegdesspezifischenFlächen- Eine Glasscheibe von etwa 3,8 cm Breite und
Widerstandes zwischen 5 · 10~6 und 5 · 10~5 mm Hg 7,6 cm Länge, wie sie als Objektträger für Mikroskope
Stickstoff partialdruck von einem Absinken des 35 verwendet wird, diente als Unterlage. Um zehn WiderTemperatur-Koeffizienten
von +1000 · 10~6/°C auf stände auf dieser Unterlage zu erzeugen, wurden
etwa —70· 10-6/°C begleitet ist. Zwischen etwa zehn 0,95 · 0,64 cm große Goldanschlüsse durch
4 · IO-5 mm Hg und 3 · 10~4 mm Hg ist der Tempera- Seidengaze an jeder Längsseite der Unterlage im Abtur-Koeffizient
bei einem Wert von —(70 ±10) · 10~6/ stand voneinander auf gesiebt. Die Goldanschlüsse
0C annähernd konstant. 4° wurden bei 565° C eingebrannt und hatten dann einen
Die Verwendung von Stickstoff-Partialdrücken zwi- spezifischen Flächenwiderstand von 0,2 Ohm pro
sehen etwa 4 · 10~5 und 3 · IO-4 mm Hg ergibt also Quadratfläche. Die kontaktierten Unterlagen wurden
bei 1000 Ä als Schichtdicke gleichzeitig einen etwa dann nach folgendem Verfahren gereinigt. Sie wurden
konstanten spezifischen Flächenwiderstand (etwa zunächst in einem Waschmittel gewaschen, damit
20 Ohm/Quadrat) und einen etwa konstanten Tem- 45 größere Schmutzteilchen und Fett entfernt wurden.
peratur-Koeffizienten (etwa —70 · 10-6/°C). Solche Danach folgte Spülen unter fließendem Wasser,
Verhältnisse sind für den Erhalt reproduzierbarer 10 Minuten langes Kochen in 10%iger Wasserstoff-Ergebnisse
bei der Massenherstellung von Wider- peroxyd-Lösung, Spülen mit destilliertem Wasser,
ständen besonders günstig. Bei der Auswertung der 10 Minuten langes Kochen in destilliertem Wasser
graphisch in Fig. 2 und 3 gezeigten Daten ist zu 5° und schließlich Aufbewahrung in einem Ofen bei
beachten, daß die angegebenen Drücke für die Pump- 150° C bis zum Gebrauch.
leistung des im Einzelfall verwendeten Vakuum- Als nächstes wurde die Unterlage maskiert, um
systems spezifisch sind, doch bleibt der allgemeine zwischen jedem Goldanschlußpaar jeweils eine etwa
Verlauf der Kurven erhalten. Das vorliegende Ver- 15 Quadratflächen lange Widerstandsstrecke zu defi-
fahren ist im Bereich eines Stickstoffpartialdrucks von 55 nieren. (Statt wie vorliegend die Maskierung vor der
10~6 bis IO-3 mm Hg durchführbar. Aufstäubung der Widerstandsschicht vorzunehmen,
In Fig. 4 ist eine Unterlage 21 dargestellt, die aus könnte auch zuerst eine durchgehende Widerstandseinem
der bei der Herstellung gedruckter Schaltungen schicht aufgedampft werden, die dann zum Herausgewöhnlich
verwendeten feuerfesten Materialien be- arbeiten der Widerstandsstrecken einer Maskier- und
steht. Zwischen zwei Anschlüssen 21Λ und 21B aus 60 Ätzbehandlung zu unterziehen wäre.)
elektrisch gut leitendem Material, z. B. Gold, ist Nach Verbringen der Unterlage in eine Vakuum^, eine Schicht 23 aus Tantalnitrid niedergeschlagen. kammer wurde diese mit Hilfe einer Vorpumpe un#-: Die leitenden Anschlüsse 21Λ und 21B sind nicht einer Ölpumpe auf etwa 2 · 10~* mm Hg in einer Zeiterfindungswesentlich, werden aber gewöhnlich bei der spanne von 30 bis 45 Minuten evakuiert. Danach wurde Konstruktion gedruckter Schaltungen verwendet. 65 die Unterlage auf etwa 400°C aufgeheizt. Nach Errei-
elektrisch gut leitendem Material, z. B. Gold, ist Nach Verbringen der Unterlage in eine Vakuum^, eine Schicht 23 aus Tantalnitrid niedergeschlagen. kammer wurde diese mit Hilfe einer Vorpumpe un#-: Die leitenden Anschlüsse 21Λ und 21B sind nicht einer Ölpumpe auf etwa 2 · 10~* mm Hg in einer Zeiterfindungswesentlich, werden aber gewöhnlich bei der spanne von 30 bis 45 Minuten evakuiert. Danach wurde Konstruktion gedruckter Schaltungen verwendet. 65 die Unterlage auf etwa 400°C aufgeheizt. Nach Errei-
Für das zur Diskussion stehende Beispiel gilt, daß chen dieser Temperatur wurde Stickstoff in die Kam-
die Unterlage während des Zerstäubungs-Vorgangs mer eingelassen, bis der gewünschte Partialdruck
zwischen 300 und 5000C gehalten wird. Nach dem erreicht war. Danach wurde Argon in die Kammer bei
einem Druck von etwa 0,015 mm Hg eingelassen. Während des Zerstäubungsvorgangs wurde der Partialdruck
des Stickstoffs auf etwa 10~4 mm Hg gehalten.
Anode und Kathode waren etwa 6,35 cm voneinander entfernt, und die gewaschene Unterlage war dazwischen
an einer Stelle unmittelbar außerhalb des Crookesschen Dunkelraumes angeordnet. Die Unterlage
wurde während des Aufstäubevorgangs auf 400° C gehalten. Zwischen Kathode und Anode wurden
5000 V Gleichspannung angelegt. Um gleiche Bedingungen zu Beginn der kathodischen Zerstäubung zu
erhalten, war es als zweckmäßig gefunden worden, zuerst einige Minuten lang auf eine Abschirmung
aufzudampfen, wodurch reproduzierbare Ergebnisse erhalten wurden.
Das Zerstäuben wurde etwa 10 Minuten lang durchgeführt und ergab eine Schicht von etwa 1000 Ä.
Nach dem Zerstäubungsvorgang wurden der Widerstand in Ohm und der spezifische Widerstand in
10-° Ohm cm gemessen. Danach wurde der Widerstand an Luft eine Stunde auf 4000C erwärmt. Der
so hergestellte Widerstand wurde dann wiederum gemessen. Um die Stabilität des Widerstandes zu
bestimmen, wurde eine thermische Alterung bei 15O0C1000 Stunden lang durchgeführt. Die Ergebnisse
sind in der nachfolgenden Tabelle niedergelegt.
Die erzeugte Tantalnitrid-Schicht hat hauptsächlich kubische Gitterstruktur vom NaCl-Typ.
ίο Das Verfahren nach Beispiel I wurde wiederholt mit
der Ausnahme, daß der Partialdruck des Stickstoffs auf 1,8 · 10-4 mm Hg während der Zerstäubung
gehalten wurde. Der entstandene Widerstand aus Tantalnitrid hatte NaCl-Gitterstrukur.
B e i s ρ i e 1 III
Das Verfahren des Beispiels I wurde mit der Abänderung wiederholt, daß der Partialdruck des
Stickstoffs während des Aufstäubens bei 5 · 10~4 mm Hg gehalten wurde. Der erhaltene Widerstand
Tantalnitrid hatte ebenfalls NaCl-Gitterstruktur.
Tantalnitrid hatte ebenfalls NaCl-Gitterstruktur.
Bei spiel |
10 Minuten stäubt |
aufge- | Filmdicke in Ä |
in mm Hg | Spezifischer Widerstand in 10"** Ω cm |
Anfangs- Widerstand in Ohm |
Widerstand in Ohm nach der Wärme behandlung |
Widerstand in Ohm nach 1000 Stunden bei 150° C |
Δ R in % nach 1000 Stunden bei 1500C |
1 | 10 Minuten stäubt |
aufge- | 1000 | ίο-4 | 251 | 377,91 | 411,88 | 412,03 | +0,03 |
2 | 10 Minuten stäubt |
aufge- | 1000 | 1,8 · 10-4 | 214 | 320,90 | 347,90 | 348,02 | +0,04 |
3 | 1000 | 5 · 10-4 | 237 | 355,21 | 412,11 | 412,07 | -0,009 | ||
Pn2 = Partialdruck von Stickstoff
Eine Untersuchung der in der Tabelle dargelegten ungewöhnlich stabiler Widerstand erhalten wird, wie
Werte zeigt, daß der Widerstand der Tantalnitrid- man an den nach der Alterung (1000 Stunden bei
Schichten durch die Wärmebehandlung (1 Stunde 40 15O0C) erhaltenen Werten sieht,
bei 400° C) merklich erhöht wird und daß dann ein
bei 400° C) merklich erhöht wird und daß dann ein
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
309 515/340
Claims (3)
1. Verfahren zur Herstellung eines Schicht- Herstellung konstanter Verhältnisse ist nicht mehr neu
Widerstandselementes, das eine durch kathodische 5 (deutsche Patentschrift 881 235). Es kann z. B. bei
Zerstäubung auf einem Tragkörper aufgebrachte 400°C 1 Stunde lang erfolgen. Ferner ist dabei die
Tantalnitrid-Schicht enthält, dadurch ge- Vorbeheizung von Tragkörpern für festhaftende
kennzeichnet, daß die kathodische Zer- Metallschichten bekannt (deutsche Patentschrift
stäubung zur Erzielung einer Schichtdicke in der 656 875), ebenso wie die Verwendung von Schablonen
Größenordnung einiger 100 Ä mit einem Abstand io bei der Herstellung elektrischer Schichtwiderstände
zwischen Kathode und Tragkörper, der etwas (deutsche Patentschrift 859 915). Es ist außerdem als
größer als der .Crookessche Dunkelraum einer allgemein bekannt vorausgesetzt, daß der Gesamt-Glimmentladung
ist, in einer stickstoffhaltigen druck und die Größe der Hochspannung bei vergleich-Atmosphäre
durchgeführt wird, deren Stickstoff- baren Verfahren so gewählt werden, daß einerseits eine
partialdruck zur Erzielung eines Temperatur- 15 ausreichende Abscheidungsgeschwindigkeit und ankoef
fizienten von · weniger als 200 · 10~6/° C im dererseits eine Regelung des Zerstäubungsvorganges
Bereich von etwa 2· IO-5 bis IO-3 mm Hg oder zur zur Einhaltung vorgegebener Toleranzen gewährleistet
Erzielung eines etwa konstanten Temperatur- sind.
koeffizienten von etwa —70 · 10-6/°C im Bereich Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein
von etwa 4 · 10~5 bis 3 · 10~4 mm Hg gehalten 20 Schichtwiderstandselement herzustellen, welches bei
wird, daß dann durch Zuführung von Argon der relativ niedrigen Ohmwerten hohe Stabilität sowie
Gesamtdruck und durch Anlegen einer Hoch- elektrische und mechanische Eigenschaften aufweist,·
spannung entsprechender Höhe die Arbeitsbe- die im Vergleich zu den bekannten Schichtwiderstands-
dingungen so eingestellt werden, daß einerseits elementen, beispielweise aus Gold (»Metall«, 1953,
noch eine wirtschaftlich tragbare Abscheidungs- 25 S. 171 bis 182), vorteilhaft sind,
geschwindigkeit erzielt wird, andererseits der Es wurde nun gefunden, daß sich TaN-Schichten
Zerstäubungsvorgang noch innerhalb vorgegebener vorzüglich als Schichtwiderstände eignen, da sie
Toleranzen geregelt werden kann, daß dann: der praktisch alle diesbezüglichen Forderungen in hervor-
Tragkörper (16) während des Zerstäubungsvor- ragender Weise erfüllen. Demgemäß wird zur Lösung
ganges auf einer Temperatur zwischen 3000C 30 der vorstehend erwähnten Aufgabe ausgegangen von
und 5000C gehalten wird und daß dann das einem Verfahren zur Herstellung eines Schichtwider-
entstandene Widerstandselement zwecks Alterung Standselements, das eine durch kathodische Zer-
an Luft erhitzt wird. stäubung auf einem Tragkörper aufgebrachte Tantal-
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn- nitrid-Schicht enthält; und die erfindungsgemäße
zeichnet, daß die Alterung bei einer Temperatur 35 Lösung dieser Aufgabe besteht darin, daß die kathozwischen
250 und 4500C während einer Zeit von dische Zerstäubung zur Erzielung einer Schichtdicke
1 bis 5 Stunden durchgeführt wird. in der Größenordnung einiger 100 Ä mit einem Ab-
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch stand zwischen Kathode und Tragkörper, der etwas
gekennzeichnet, daß die Schicht bis zu einer Dicke größer als der Crookessche Dunkelraum einer Glimmvon
wenigstens 400 Ä niedergeschlagen wird. 40 entladung ist, in einer stickstoffhaltigen Atmosphäre
durchgeführt wird, deren Stickstoffpartialdruck zur
" . Erzielung eines Temperaturkoeffizienten von weniger
"_ als 200 · 10-6/°C im Bereich von etwa 2 · 10~6 bis
. „. ΙΟ"3 mm Hg oder, zur Erzielung eines etwa konstanten
45 Temperaturkoeffizienten von etwa —70 · 10-6/°C im
Bereich von etwa 4 · 10~5 bis 3 · 10~4 mm Hg gehalten
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur wird, daß dann durch Zuführung von Argon der
Herstellung eines Schichtwiderstandselementes, das Gesamtdruck und durch Anlegen einer Hochspannung
eine durch kathodische Zerstäubung auf einem Trag- entsprechender Höhe die Arbeitsbedingungen so
körper aufgebrachte Tantalnitrid-Schicht enthält (deut- 50 eingestellt werden, daß einerseits noch eine wirtschaftsche
Patentschrift 878 585). lieh tragbare Abscheidungsgeschwindigkeit erzielt
Bei der Herstellung dünner Schichten von Hart- wird, andererseits der Zerstäubungsvorgang noch
metall-Verbindungen durch Kathodenzerstäubung ist innerhalb vorgegebener Toleranzen geregelt werden
bei dem bekannten Verfahren nach der deutschen kann, daß dann der Tragkörper während des ZerPatentschrift
878 585 als Kathodenmetall unter anderen 55 stäubungsvorganges auf einer Temperatur zwischen
Metallen auch Tantal erwähnt worden, und auf diesen 3000C und 5000C gehalten wird und daß dann das
Methallkathoden werden in einem ersten Schritt die entstandene Widerstandselement zwecks Alterung
Oxide, Nitride oder Carbide der gleichen Metalle an Luft erhitzt wird.
oder anderer Metalle aufgebracht und anschließend Die so erzeugte Tantalnitrid-Schicht ist im Vergleich
zerstäubt. Das bekannte Verfahren ist in erster Linie 60 zu einer Goldschicht wesentlich hitzebeständiger, sie
zur Herstellung von Schutzschichten vorgesehen, kann kann daher bei höheren Betriebstemperaturen eingeaber
auch zum Aufbau dielektrischer Schichten in setzt werden. Tantalnitrid ist auch anodisch oxydierbar,
Verbindung mit Kondensatoren und Widerständen es kann daher ein Tantalnitrid-Schichtwiderstandsverwendet
werden. Dort ist jedoch nicht gesagt, daß element mit Hilfe anodischer Oxydation auf einen
die Widerstandsschicht selbst aus Tantalnitrid besteht. 65 gewünschten Sollwert recht einfach, aber nichts-Es
ist ferner bekannt (Aufsatz: »Thin-Film Circuit destoweniger sehr genau eingestellt werden, was bei
Techniques« aus IRE Transactions on Component Schichtwiderstandselementen aus Gold nicht möglich
Parts, Juni 1960, S. 37 bis 44), daß sich aufgebrachte ist. Der Temperaturkoeffizient von Tantalnitrid-
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US142702A US3242006A (en) | 1961-10-03 | 1961-10-03 | Tantalum nitride film resistor |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE1490927A1 DE1490927A1 (de) | 1969-11-13 |
DE1490927B2 DE1490927B2 (de) | 1973-04-12 |
DE1490927C3 true DE1490927C3 (de) | 1973-10-31 |
Family
ID=22500933
Family Applications (1)
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