DE1765091B2

DE1765091B2 -

Info

Publication number: DE1765091B2
Application number: DE19681765091
Authority: DE
Inventors: Werner Dipl.-Phys.Dr. Cirkler; Helmold Dipl.-Phys. Kausche; Alois Dipl.-Phys.Dr. 8022 Gruenwald Schauer
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1968-04-01
Filing date: 1968-04-01
Publication date: 1973-10-18
Also published as: DE1765091A1; DE1765091C3

Description

nur Chromoxid als Schutzschicht gebildet worden, unter Betriebsbedingungen wird immer durch die ähd ih d dl i fäbt dichte SchutzsctucmeneML·

t gebildet wor,

während sich das edlere Nickel erst im Laufe der aufgestäubte, dichte SchutzsctucmeneML·
Zeit völlig in Nickeloxid umwandelte. Die sich dar- Als das zur Kathodenzerstäubung dienende üas

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Zeit g Nickeloxid umwandelte. Die sich dar Als

aus während der Benutzung ergebende Änderung kann z.B. Argon bei ^an^ "^_vV?..^.m °er

des Widerstandsverhaltens wird bei den erfindungs- 5 verwendet werden; zuvor wird die VakuumKammer

gemäßen Widerständen vermieden. So gelang es. den bis zu einem Druck von < 10 °™Λ™^^

Deckungsfehler nach Durchlaufen mehrerer Meß- Bildung einer oxidischen ^

schleifen zwischen -50 und + 150° C unter 1 »/„. Sauerstoff mit 1,5 · 10» Torr in JJ

zu senken. Hieraus läßt sich erkennen, daß durch die wobei der Anteil des Edelgases stetig

große Reaktionsfähigkeit der Sauerstofiionen auch io verringert wird. Als Träger fur die.Widerstandsschicht

das Nickel vollständig oxydiert worden ist, zumal wird Glas verwendet. Es lassen si^ch Jer au.h kera-

auch der TK-Wert kleiner gehalten werden kann als mische Werkstoffe verarbeiten. Zur entaschen Ron-

bei den getemperten Chrom-Nickel-Widerstands- taktierung werden z. B. vor dem B^tauben L.nrom-

schichten. Nickel-Gold-Streifen durch Aufdampfen mJM-

Will man bei den nach dem erfindungsgemäßen »s vakuum aufgebracht, an denen sich die AnscniuB-

Verfahren hergestellten Chrom-Nickel-Widerständen elemente in bekannter Weise anbringen lassen.

einen sehr kleinen TK erreichen, so wählt man das Verwendet man statt Sauerstoff andere^ oase als

Verhältnis Chrom-.Nickel vorzugsweise so, daß die reaktive Atmosphäre, so erhalt ^ ™~* „«?!

aufgestäubte Schicht aus 40 Gewichtsprozent Nickel schichten. Die jeweilige Wahl <*« PBaMwenJV™{*

und 60 Gewichtsprozent Chrom besteht. Damit wird *o richtet sich dabei nach dem als Widerstandsschicht

nach vollständiger Bearbeitung der TK nur wenig von verwendeten Metall. So ist es mogüch ^n einem

Null verschieden (TK < 30-10-»° C). kohlenstoffhaltigen Gas z. B. Kohlenmonoxid

Durch ein anderes Verhältnis Nickel: Chrom läßt Karbide zu erzeugen. Bei Verwendung von Stickstoff

sich jeder gewünschte andere TK-Wert erreichen, bilden sich Nitride. j,_e,cr«t.»ii

ζ. B. TK stark negativ oder TK = 100 · 10- °C usw. *5 Die Figur zeigt einen ertoduiigsgem^ hergestel1-

Die Verwendung anderer Metalle und Legierungen ten Widerstand. Auf das Trägermaterial.L st de

als Widerstandsschicht ergibt jeweils bestimmte, an- Widerstandsschicht 2 aufgebracht und daraut die

dere Verläufe des TK. Die Konstanz der Widerstände Schutzschicht 3.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

schicht bildet (niederländische Offenlegungsschrift Patentansprüche: 6 603 768). Beim Aufdampfen im Hochvakuum ist es aber

1. Verfahren zur Herstellung eines hochkon- prinzipiell schwierig, eine eindeutig reproduzierbare stanten Metallschichtwiderstandselementes mit auf 5 Legierungszusammensetzung zu erhalten, weil Chrom einer Widerstandsschicht erzeugter Schutzschicht, uud Nickel nicht den gleichen Dampfdruck besitzen, bei dem in einer Vakuum-Apparatur unter ver- Es ist ein Verfahren zur Herstellung von Hochmindertem Druck auf einen isolierenden Träger ohmwiderständen bekannt, bei dem dünne Überzüge in einer ersten Bearbeitungsstufe die eigentliche vonz. B.Oxiden durch Kathodenzerstäubung dadurch Metall-Widerstandsschicht und dann in einer io auf den elektrisch nichtleitenden Unterlagen aufgezweiten Bearbeitungsstufe unter Verwendung bracht werden, daß die von der Kathode zerstäubten einer reaktiven Atmosphäre die Schutzschicht Elemente durch Reaktion mit den im Zerstäubungsaufgebracht wird, dadurch gekennzeich- raum vorhandenen Gasen in Verbindungen mit dem net, daß beide Schichten (2, 3) durch kathodi- erforderlichen elektrischen Widerstand übergeführt sches Zerstäuben in einem fremderregten Plasma 15 werden (deutsche Patentschrift 859 915).

bei einem im wesentlichen gleichbleibenden Drack Es sind auch schon Zinnoxidschichten erzeugt worvon etwa 10~³ Torr aufgetragen werden, und zwar den durch Kathodenzerstäubung in Sauerstoffatmodie Metall-Widerstandsschicht (2) in einer Edel- sphäre. Diese Zinnoxidschichten sind aber als Schutzgasatmosphäre, schicht für den vorliegenden Zweck nicht brauchbar.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge- 20 Es ist bereits ein Verfahren zur Herstellung metalkennzeichnet, daß Chrom-Nickel-Schichten auf- lischer Schichten mittels Kathodenzerstäubung in gestäubt werden. einem vorzugsweise mit Edelgas gefüllten Zerstäu-

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch ge- bungsgefäß bekanntgeworden, bei welchem in dem kennzeichnet, daß die aufgestäubte Widerstands- Zerstäubungsgefäß ein hochionisiertes Plasma durch schicht aus 60 Gewichtsprozent Chrom und 25 ein hochfrequentes elektromagnetisches Feld erzeugt 40 Gewichtsprozent Nickel gebildet wird. wird, wobei «ich eine Ringentladung ausbildet, deren

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge- Ionen zur Zerstäubung benutzt werden (deutsche kennzeichnet, daß als reaktives Gas Sauerstoff bei Auslegeschrift 1 122 801).

einem Druck von 10~³ Torr verwendet wird. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge- 30 Metallschichtwiderstandselement herzustellen, dessen kennzeichnet, daß als reaktives Gas ein kohlen- Widerstandsschicht gegen atmosphärische Einflüsse stoffhaltiges Gas verwendet wird. geschützt ist und daher während des Betriebes die

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch ge- Kenndaten nicht verändert. Gleichzeitig soll das Herkennzeichnet, daß Kohlenmonoxid verwendet stellungsverfahren eintach sein und leicht reproduwird. 35 zierbare Ergebnisse liefern.

7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge- Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß beide kennzeichnet, daß als reaktives Gas Stickstoff Schichten durch kathodisches Zerstäuben in einem verwendet wird. fremderregten Plasma bei einem im wesentlichen

gleichbleibenden Druck von etwa 10 ^s Torr aufge-

40 tragen werden, und zwar die Metall-Widerstands-

schicht in einer Edelgasatmosphäre.

Damit werden die Vorteile erzielt, daß die erzeugte Schutzschicht äußerst dicht ist, daß die Be-

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Her- arbeitung sehr vereinfacht wird, weil in dieselbe

stellung eines hochkonstanten Metallschichtwider- 45 Vakuumkammer erst Edelgas und dann Sauerstoff

Standselementes mit auf einer Widerstandsschicht er- eingeleitet werden kann und daß jede Nachbehand-

zeugter Schutzschicht, bei dem in einer Vakuum- lung entfällt.

Apparatur unter vermindertem Druck auf einen iso- Stellt man nach dem erfindungsgemäßen Verfahren

lierenden Träger in einer ersten Bearbeitungsstufe die z. B. Nickel-Chrom-Widerstandsschichten her, so

eigentliche Metall-Widerstandsschicht und dann in 50 stäubt man zunächst in einer Edelgasatmosphäre

einer zweiten Bearbeitungsstufe unter Verwendung unter vermindertem Druck die leitende Schicht bis

einer relativen Atmosphäre die Schutzschicht aufge- zur gewünschten Dicke auf. Anschließend läßt man

bracht wird. als reaktives Gas Sauerstoff in die Kammer und ver-

Bisher war es üblich, Chrom-Nickel-Widerstands- mindert stetig den Anteil des Edelgases. In dieser schichten, die sich z. B. durch kleinen Temperatur- 55 Sauerstoffatmosphäre wird das von der Kathode abkoeffizienten (TK) auszeichnen, dadurch zu stabilisie- sprühende Metall oxydiert und als oxidische Schutzren, daß man die Widerstandsschicht an Luft tem- schicht auf der Widerstandsschicht niedergeschlagen, perte, d. h. erhitzte. Hierdurch wird die Oberfläche Die hervorragende Dichte der oxidischen Schutzoxydiert, vornehmlich jedoch nur das gegen Sauer- schicht kommt so zustande: Beim Aufstäuben sind stoff empfindlichere Chrom, weniger das Nickel, wo- 60 durch die große Energiedichte im Plasma auch die durch sich der Temperaturkoeffizient verschiebt und Sauerstoffmoleküle ionisiert, wodurch die Reaktionsder Widerstand im Laufe der Zeit seine elektrischen fähigkeit des Sauerstoffes stark erhöht wird. So ge-Werte ändert. Weiter hat man als Schutzschicht reine lang es z. B. bei reaktiver Zerstäubung von Gold und Chromschichten aufgetragen; in letzter Zeit ist ein Platin, diese Stoffe zu oxydieren, während sie von Verfahren bekanntgeworden, bei dem zunächst die 65 neutralen Sauerstoffmolekülen auch bei höheren Chrom-Nickel-Schicht im Vakuum aufgedampft wird. Temperaturen, wie sie beim Verdampfen auftreten, Anschließend läßt man Sauerstoff hinzu, so daß der nicht angegriffen werden. Beim Aufdampfen von Chrom-Nickel-Dampf oxydiert und eine Schutz- Chrom-Nickel-Widerstandsschichten war bisher meist