DE1790082A1

DE1790082A1 - Metal layer resistance element

Info

Publication number: DE1790082A1
Application number: DE19681790082
Authority: DE
Inventors: Yasuro Dipl-Ing Nishimura; Masao Dipl-Ing Tanaka
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1967-09-23
Filing date: 1968-09-10
Publication date: 1972-04-13
Also published as: DE1790082C3; DE1790082B2; JPS503868B1; US3578420A; GB1220964A; FR1581389A

Description

PATENTANWÄLTEPATENT LAWYERS

AIS 179Q082AIS 179Q082

6/666/66

D--iS MÖNCHEN 60 BÄCXERSTRASSE3D - iS MÖNCHEN 60 BÄCXERSTRASSE3

1,IMIIEED
No. 1015 Kamikodanaka Kawasaki, Japan1, IMIIEED
No. 1015 Kamikodanaka Kawasaki, Japan

Metallschicftt-WiderstandselementMetallic resistance element

Die Erfindung "betrifft ein Me tails cMcht-Widerstandselement mit aufgedampften dünnen Schichten mit geringem .. spezifischen Widerstand und Eemperaturkoeffizieaten äss Widerstandes«.The invention "relates to a metal cMcht resistor element with vapor-deposited thin layers with little .. specific resistance and temperature coefficients äss Resistance «.

Im allgemeinen kann eine legierung mit großem spezifischen Widerstand ein Widerstandselement bilöen_f das elektrisch stabil ist und einen geringen Temperaturkoeffizienten hat« Deshalb i3t bisher ein niederohmiges Widerstandselement, das elektrisch stabil ist und einen geringen lemperaturkoeffizieaten aufweist, durch Auf dampf ung einer solchen Iiegierung hergestellt worden. Um jedoch, ein niederohmiges Widerstandselement durch eine legierung mit großem spezifischen Widerstand herzustellen, ist es notwendig, daß die Schicht dick gemacht wird, und demgemäß wird die für die Aufdampfuüg erforderliche Zeitdauer verlängert. Des weiteren wird das Verhältnis zwischen der Zusammensetzung durch, die 'Differenz zwischen dem Dampfdruck der Komponenten leicht ge-In general, an alloy can bilöen a resistance element with a large specific resistance _f which is electrically stable and a small temperature coefficient of "So far I3T a low-resistance element which is electrically stable and has a low lemperaturkoeffizieaten, prepared by On vapor ung such Iiegierung. However, in order to make a low resistance element by an alloy having a large resistivity, it is necessary that the layer is made thick, and accordingly the time required for the vapor deposition is lengthened. Furthermore, the relationship between the composition is easily determined by 'the difference between the vapor pressure of the components.

BAD ORIGINAL 209816/0374 BATH ORIGINAL 209816/0374

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. ändert und die !temperatur neigt dazu, hoch zu werden;, um diesen Hachteil zu vermeiden, wird "bei einem bekannten Verfahren die Aufdampfung geatoppt, bevor das Verhältnis zwischen der Zusammensetzung des erzeugten aufgedampften Filmes stark verändert wird, und diese Aufdampfung wird mehrfach wiederholt, wodurch ein Metallschicht—Widerstands— element mit geringem Widerstand erhalten wird, das mehrfach, aufgedampfte Schichten enthält. Es ist jedoch sehr schwierig, ein Metallschicht-Widerstands element mit einer gleichförmigen Charakteristik zu erhalten, da das Verhältnis zwischen den Zusammensetzungen o.es aufgedampften 3?ilmes entsprechfind der Zeitdauer für die Aufdampfung stark geändert wird, und zwar aufgrund eier Differenz zwischen 'dem Dampfdruck der Metalle* welche die legierung bilden. Diese Schwierigkeit wird durch die Notwendigkeit einer Mehrschicht-Auf dampf ung erhöht. Es ist nämlich unmöglich, die Verdampfungsbedingung so wie das Material der Verdampfungsquelle und die !Temperatur der Erhitzung der Verdampfungsquelle über den Verdampfungsvorgang konstant zu machen, und deshalb wird der Mangel der Gleichförmigkeit der Eigenschaften der Schichten auf den Grundkörpern stark erhöht. Beim praktischen Verdampfungsverfahren ist es störend und unerwünscht, die Verdampfung mehrfach zu wiederholen.. changes and the temperature tends to get high; to to avoid this disadvantage is "with a well-known Procedure the vapor deposition stopped before the ratio between the composition of the vapor deposited film produced is greatly changed, and this vapor deposition becomes repeated several times, creating a metal layer — resistance— element with low resistance is obtained, which several times, Contains vapor-deposited layers. However, it is very difficult to make a metal film resistor element with a uniform Characteristic to be obtained because the ratio between the compositions o.es vapor-deposited 3? Ilmes accordingly, the length of time for vapor deposition is greatly changed due to a difference between 'the Vapor pressure of the metals * which make up the alloy. This difficulty is compounded by the need for a multi-layer build-up increased steam. Namely, it is impossible to set the evaporation condition such as the material of the evaporation source and the temperature of heating of the evaporation source to make constant over the evaporation process, and therefore the lack of uniformity of properties of the layers on the base bodies are greatly increased. In the practical evaporation process, it is bothersome and undesirable to repeat the evaporation several times.

Ein Zweck der Erfindung besteht deshalb darin, die Störungen und Schwierigkeiten bei bekannton Verdampfungsprozessen, zu vermeiden und ein elektrisch stabiles Metalls chicht-Wider-One purpose of the invention is therefore to reduce the interference and difficulties with known evaporation processes, to avoid and an electrically stable metal layer resistance

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stanäselement mit geringem spezifischen Widerstand und Temperaturkoeffizienten des Widerstandes zu-schaffen* Um dies zu erreichen ,enthält das Metallschicht-Widerstandselement nach der Erfindung eine erste aufgedampfte dünne Schicht mit Nickel, Chrom, Gold oder anderen Zusatzmetallen und eine zweite.elektrisch.stabile aufgedampfte.dünne Schicht, die auf der ersten aufgedampften dünnen Schicht aufgebracht ist und eine Diffusion und Abscheidung des Goldes in der ersten aufgedampften dünnen Schicht verhindert und die erste aufgedampfte dünne Schicht schützt.stanäselement with low resistivity and Temperature coefficient of resistance to create * To to achieve this, the metal film resistor element contains according to the invention, a first vapor-deposited thin layer with nickel, chromium, gold or other additional metals and a second, electrically.stable, vapor-deposited.thin Layer that is applied to the first vapor-deposited thin layer and a diffusion and deposition of the gold prevents in the first evaporated thin layer and protects the first evaporated thin layer.

Im einzelnen besteht gemäß der Erfindung die erste aufgedampfte dünne Schicht grundsätzlich aus Nickel, Chrom und Gold und kann andere Zusatzmaterialien enthalten, z.B. Aluminium und Kupfer. Der Goldgehalt der ersten aufgedampften dünnen Schicht steht entsprechend der Erfindung in einer nicht so engen Beziehung zu dem Gewichtsverhältnis von Nickel und Chrom und wird mit 60 bis 95-Gew.$ ausgewählt. Demgemäß wird der Temperaturkoeffizient des Widerstandes der ersten aufgedampften dünnen Schicht gering und der spezifische Widerstand wird auch klein. Die für die Aufdampfung der ersten dünnen Schicht erforderliche Zeit kann deshalb gekürzt werden und der Einfluss des Verhältnisses zwischen den Zusammensetzungen während der Aufdampfung kann verringert werden. Wie oben beschrieben wurde, ist gemäß der Erfindung Gold der Hauptbestandteil der dünnen Schicht desSpecifically, according to the invention, the first thin film applied by vapor deposition basically consists of nickel, chromium and Gold and may contain other additional materials, e.g. Aluminum and copper. The gold content of the first evaporated thin layer is not so closely related to the weight ratio according to the invention of nickel and chromium and is selected at 60 to 95 wt. $. Accordingly, the temperature coefficient of resistance of the first evaporated thin film and the specific resistance also becomes small. The one for vapor deposition The time required for the first thin layer can therefore be shortened and the influence of the ratio between compositions during vapor deposition can be reduced. As described above, according to FIG Invention gold the main component of the thin layer of the

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Widerstandselementes. !Der Temperaturkoeffizient des Widerstandes kann jedoch durch die Erfindung stark geändert werden, da das Maß des KickeIs und des Chroms geregelt wird» !Der Existallzustand der ersten aufgedampften dünnen Schicht hat unmittelbar nach der Aufdampf ung viele Fehler und Mangel in der Stabilität und deshalb wird eine Wärmebehandlung ausgeführt. Es hat sich jedoch herausgestellt) daß als Folge der Wärmebehandlung das Gold» welches der Hauptbestandteil der ersten aufgedampften dünnen Schicht ist, diffundiert und auf der Fläche abgeschieden wird, und demgemäß bewirkt der große Temperaturkoeffizient des Widerstandes des Goldes, daß der Temperaturkoeffizient des Widerstandes der ersten aufgedampften dünnen Schicht relativ groß innerhalb des Bereiches des gewünschten spezifischen Widerstandes wird··Resistance element. However, the temperature coefficient of the resistance can be greatly changed by the invention because the amount of kick and chrome is regulated » ! The existential state of the first thin layer applied by vapor deposition has many defects and defects immediately after vapor deposition in stability and therefore heat treatment is carried out. However, it has been found) that as a result During the heat treatment, the gold, which is the main component of the first vapor-deposited thin layer, diffuses and is deposited on the surface, and accordingly the large temperature coefficient of resistance of gold that the temperature coefficient of resistance of the first evaporated thin layer is relatively large within the range of the desired specific resistance is

Im Hinblick darauf sieht die Erfindung des weiteren auf der ersten aufgedampften dünnen Schicht die zweite aufgedampfte dünne Schicht vor, um diese Diffusion und Abscheidung des Goldes zu verhindern oder zu verringern. Ein zusätzlicher Zweck der zweiten aufgedampften dünnen Schicht besteht darin, die erste aufgedampfte Schicht gegenüber der Luft zu schützen. Die zweite aufgedampfte dünne Schicht darf nicht die elektrische Eigenschaft der ersten aufgedampften dünnen Schicht stören. Die Dicke der Schicht soll deshalb oberhalb derIn view of this, the invention further provides for the second vapor-deposited film on top of the first vapor-deposited thin layer thin layer in order to prevent or reduce this diffusion and deposition of the gold. An additional The purpose of the second vapor-deposited thin layer is to protect the first vapor-deposited layer from the air. The second evaporated thin layer must not have the electrical property of the first evaporated thin layer disturb. The thickness of the layer should therefore be above the

minimal möglichen Schicht liegen, die in der Lage 1st, diese Wirkung herbeizuführen. Um diesen Zweck zu erreichen, wird dieminimum possible layer that is able to bring about this effect. To achieve this end, the

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zweite aufgedampfte dünne Schicht durch Metalle gebildet, welche auch die erste aufgedampfte Schicht mit Ausnahme des Goldes enthält. Dies vereinfacht auch die Herstellung des Metallschicht-Widerstandselementes gemäß der Erfindung, da die zweite Schicht durch Aufdampfung, lediglich der Moleküle der Mckel-Chrom-Legierung gebildet werden kann, indem die Verdampfung des Goldes gestoppt wird oder die Moleküle des aufgedampften Goldes durch eine Blende behindert werden, welche der Bildung des ersten Pilmes folgt. Dieses Verfahren ist einfacher als das Verfahren der Bildung der zweiten aufgedampften dünnen Schicht durch die Verwendung einer zusätzlichen Verdampfungsquelle· Unter Berücksichtigung der vorstehend erwähnten Wirkung, die durch die zweite dünne Schicht herbeigeführt werden muß, ergibt sich, daß nicht nur die Nickel-Chrom-iegierung sondern auch Metalle anderer Art als zweite dünne Schicht verwendet werden können.second vapor-deposited thin layer formed by metals, which also the first vapor-deposited layer except of gold contains. This also simplifies the production of the metal layer resistor element according to the invention, because the second layer by vapor deposition, only the Molecules of the Mckel-Chromium alloy can be formed by stopping the evaporation of the gold or by obstructing the molecules of the evaporated gold with a screen which follows the formation of the first pilm. This method is simpler than the method of forming the second evaporated thin layer by using an additional evaporation source · Taking into account the above-mentioned effect produced by the second thin layer must be brought about, it follows that not only the nickel-chromium alloy but also Metals of other types can be used as the second thin layer.

Die erste und zweite aufgedampfte dünne Schicht werden auf einem Isolier-Grundkörper gebildet. Ein Material, das bei üblichen Auf dampf verfahren angewendet wird, z.B. Glas oder Keramik, kann als Grundkörper verwendet werden. Wie oben, beschrieben worden ist, kann das Metallschicht-Widerstandaelement nach der Erfindung unter Verwendung einer bekannten Vakuum-Auf dampf vorrichtung hergestellt werden. Verdampfungsquellen, wie Gold, eine Kickel-Chrom-Legierung, eine Niokel-Chrom-Gold-The first and second evaporated thin layers are applied an insulating body formed. A material that The usual steaming process is used, e.g. glass or ceramics, can be used as the base body. As described above has been, the metal film resistor element according to the invention using a known vacuum on Steam device can be manufactured. Evaporation sources, such as gold, a Kickel-Chromium alloy, a Niokel-Chromium-Gold-

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Legierung und andere Metalle zum Bilden der aufgedampften dünnen Schichten werden durch thermionische Strahlerhitzung und Widerstandserhitzung aufgedampft. Die Aufdampfung und Ansammlung kann auch, durch Ionenbesehuß ausgeführt werden.Alloy and other metals to form the vapor deposited thin layers are produced by thermionic radiation heating and resistance heating evaporated. The evaporation and accumulation can also be carried out by means of ions.

Wie oben beschrieben, worden ist, Jcann gemäß der Erfindung eine Widerstandsschicht mit geringem Temperaturkoeffizienten α des Widerstandes und spezifischem Widerstand erhalten werden. Des weiteren kann die Zeit für die Aufdampfung gegenüber üblichen Herstellungsverfahren wesentlich verkürzt werden und deshalb wird das Verhältnis zwischen der Zusammensetzung der dünnen Widerstandsschicht nicht stark: geändert und ein Metallschicht-Widerstandselement mit gleichförmigen Eigenschaften kann erhalten werden.As described above, according to the invention, a resistance layer having a low temperature coefficient α of resistance and specific resistance can be obtained. Furthermore, the time for the vapor deposition can be shortened significantly compared to the conventional manufacturing method, and therefore the ratio between the composition of the thin resistive layer is not changed greatly, and a metal layer resistive element having uniform properties can be obtained.

Eine beispielhafte Ausführungsform der Erfindung wird an Hand der Zeichnung erläutert, in der sindAn exemplary embodiment of the invention is given the drawing explained in which are

m Fig. 1 die schematische Darstellung des Aufbaues des Widerstandselementes nach der Erfindung, m Fig. 1 the schematic representation of the structure of the resistance element according to the invention,

Fig. 2 die schematische Darstellung der Anordnung einer 7erdampfuugsquelle als Beispiel einer Vakuum-Aufdampfvorrichtung, die zur Herstellung einer dünnen Schicht verwendet wird, welche das Widerstandselement der Erfindung bildet,'2 shows the schematic representation of the arrangement of a 7erdampfuugsquelle as an example of a vacuum evaporation apparatus used to make a thin film is used, which forms the resistance element of the invention, '

Fig. 3 die Darstellung der Beziehung zwischen dem Goldgehalt und dem Temperaturkoeffizienten des Widerstandes bei einem Versuchsbeispiel nach der Erfindung,Fig. 3 shows the relationship between the gold content and the temperature coefficient of the resistance in an experimental example according to the invention,

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Pig. 4 die Darstellung der Beziehung zwischen Temperatur und Widerstand bei einem Versuchsbeispiel nach der Erfindung undPig. 4 shows the relationship between temperature and resistance in an experimental example according to the Invention and

Pig. 5 eine Darstellung der Beziehung zwischen dem Goldgehalt der dünnen Schicht und dem spezifischen Schicht-Widerstand bei einem Yersuchsbeiepiel nach der Erfindung.Pig. Fig. 5 is a graph showing the relationship between the gold content of the thin film and the film resistivity in a trial example according to the invention.

Gemäß Fig. 1 (1) wurde die erste aufgedampfte dünne Schicht 2, die Ifickel, Chrom und Gold enthält, auf einem Grundkörper 1 gebildet, der aus Keramik besteht. Diese dünne Schicht 2 kann in folgender Weise gebildet werden. Gemäß Fig. 2 werden ein Tiegel, der einen liickel-Chrom-Legierungsblock 4- enthält, bei dem das Gewichtsverhältnis von nickel zu Chrom 80 zu 20, beträgt, und ein Tiegel, der Gold 5 enthält, in einer einzigen Vakuumkammer vorgesehen und die Temperaturen, d.h. der Dampfdruck der beiden Tiegel, werden unabhängig voneinander eingestellt. Bei dieser Ausführungsform wurde die Temperatur des Tiegels mit dem Nickel-Chrom-Legierungsblock durch Widerstandserhitzung auf etwa 1350° C gehalten und die Temperatur des Tiegels mit dem Gold wurde ebenfalls durch Widerstandserhitzung auf etwa 1350° C gehalten. Der Gewichtsprozentsatz von Gold in der ersten aufgedampften dünnen Schicht ist durch die Temperatur der Verdampfungsquelle, das Maß des von der Verdampf ungsquelle zugegebenen Metalls und den Abstand zwischen der Yerdampfungsquelle und dem Grundkörper bestimmt und deshalb wird es durch vorangehende Messung der Anlagerung durch Aufdampfung von Gold,According to Fig. 1 (1), the first vapor-deposited thin layer 2, which contains nickel, chromium and gold, on a base body 1 made of ceramics. This thin layer 2 can can be formed in the following manner. According to FIG. 2, a Crucible containing a nickel-chromium alloy block 4- where the weight ratio of nickel to chromium is 80:20, and a crucible containing 5 gold in a single one Vacuum chamber provided and the temperatures, i.e. the vapor pressure of the two crucibles are set independently of each other. In this embodiment, the temperature of the The crucible with the nickel-chromium alloy block is kept at around 1350 ° C by resistance heating and the temperature of the The crucible with the gold was also held at about 1350 ° C by resistance heating. The weight percentage of gold in the first evaporated thin layer is due to the temperature the evaporation source, the amount of metal added by the evaporation source and the distance between the evaporation source and the basic body and therefore it is determined by previous measurement of the accumulation by vapor deposition of gold,

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Nickel und Chrom auf den Grundkörper getrennt voneinander unter einer bestimmten Aufdarapfungsbedingung möglich, direkt das Gewichtsverhältnis von Gold unter dieser Aufdampfbedingung zu erfahren. Bei der vorliegenden Ausführungsform wurde die Aufdampfbedingung geändert» um das Verhältnis zwischen dem Goldgehalt und dem Temperaturkoeffizienten des Widerstandes zu erfahren· Per Takuumraum der Vakuum-Aufdampf ungs vorrichtung wurde auf einem Vakuum von 5 χ 10"*' Tor gehalten und die dünne Schicht wurde auf dem Grundkörper 1 aus den beiden Verdampfungs<iuellen bis zu einer Dicke von 200 2. während 40 bis 150 Sekunden aufgedampft. Die Temperatur des Grundkörpers wurde dabei auf Raumtemperatur gehalten· Die so erhaltene dünne Schicht wurde durch ein übliches Verfahren zu dem besonderen Zwecke der Stabilisierung der elektrischen Eigenschaften erhitzt. Die Temperatur der Erhitzung wird in Korrelation zu der Zeitdauer der Hitzebehandlung bestimmt und kann zwischen 150° und 350° 0 liegen.Nickel and chromium on the base body separately from one another under a certain evaporation condition possible to directly find out the weight ratio of gold under this evaporation condition. In the present embodiment, the evaporation condition was changed to know the relationship between the gold content and the temperature coefficient of resistance. The vacuum chamber of the vacuum evaporation device was kept at a vacuum of 5 × 10 "* 'and the thin film was exposed the base body 1 from the two evaporation sources up to a thickness of 200 2 for 40 to 150 seconds, the temperature of the base body was kept at room temperature The temperature of the heating is determined in relation to the duration of the heat treatment and can be between 150 ° and 350 ° 0.

nachdem die erste aufgedampfte dünne Schicht, deren Hauptbestandteil Gold ist, 10 Stunden lang bei 250° C erhitzt worden ist, hat sich der Temperaturkoeffizient des Widerstandes so geändert, wie dies durch die Kurve a in Pig. 3 gezeigt Safe. In Pig. 3 zeigt die horizontale Achse R den Goldgehalt (Gew.-der dünnen Schicht an und die vertikale Achse C zeigt den Temperaturkoeffizienten des Widerstandes (ppm/°C) an. Damit der Temperaturkoeffizient des Widerstandes der dünnen Schicht auf einen für ein übliches Widerstandselement erforderlichen Wert, z.B. einen Wert innerhalb von + 50 ppm/°o eingestelltafter the first vapor-deposited thin layer, its main component If gold has been heated for 10 hours at 250 ° C, the temperature coefficient of resistance has become so changed as indicated by curve a in Pig. 3 shown safe. In Pig. 3 shows the horizontal axis R the gold content (wt thin layer and the vertical axis C shows the temperature coefficient of resistance (ppm / ° C). In order to the temperature coefficient of resistance of the thin film to that required for a common resistance element Value, e.g. a value set within + 50 ppm / ° o

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werden kann, muß der Goldgehalt» wie die Zeichnung zeigt, etwa 60 Gew.-$ betragen und dieser Wert muß direkt gesteuert werden. Ealls der Goldgehalt auf etwa 60 Gew«-5S eingestellt wird, wird der spezifische Widerstand der dünnen Schicht so geändert, wie dies in Pig. 5 gezeigt ist* 3?ig. 5 zeigt die Beziehung zwischen dem Goldgehalt R (Gew.-5») und dem Pläehenwiderstand Ks (Ohm/Plächeneinheit), wenn die Dicke der dünnen Schicht 300 Ä beträgt. Unter der Bedingung, daß die Dicke 300 A beträgt, ist der spezifische Schicht-Widerstand 57. (Ohm/Plächeneinheit) · Dies bedeutet, daß ein. Widerstands element, das den Zweck der Erfindung erfüllt, d.h. ein Metallschicht-Widerstandselement, dessen Temperaturkoeffizient des Widerstandes und des spezifischen Schichtwiderstand es und demgemäß des spezifischen Widerstandes gering sind, erhalten werden kann, .As the drawing shows, the gold content must be around 60% by weight, and this value must be directly controlled will. Ealls the gold content to about 60 wt% -5S is adjusted, the specific resistance of the thin film is changed as in Pig. 5 is shown * 3? Ig. 5 shows the relationship between the gold content R (weight-5 ») and the planar resistance Ks (ohms / areal unit) if the Thickness of the thin layer is 300 Å. Under the condition, that the thickness is 300 Å, is the sheet specific resistance 57. (Ohm / unit area) · This means that a. Resistance element which fulfills the purpose of the invention, i. a metal layer resistance element, its temperature coefficient the resistance and the specific sheet resistance it and, accordingly, the specific resistance is low are can be obtained,.

Der Nachteil der Erhöhung des lemperaturkoeffizienten des Widerstandes wird jedoch durch die Erfindung dadurch ausgeschaltet, daß die zweite aufgedampfte dünne Schicht 3 auf der ersten aufgedampften dünnen Schicht 2 gebildet wird, wie dies in Pig. 1 (2) gezeigt ist. Hierdurch kann die Möglichkeit, daß eine leitfähige Goldschicht auf der Fläche durch Diffusion und Abscheidung bei der Hitzebehandlung gebildet wird, vermieden werden und eine günstige elektrische Eigenschaft, welche die erste aufgedampfte dünne Schicht aufweist, kann aufrechterhalten werden. Eine Nickel-Chromlegierung oder ein Ketall, dessen TemperaturkoeffizientThe disadvantage of increasing the temperature coefficient of the However, resistance is eliminated by the invention by that the second evaporated thin layer 3 is formed on the first evaporated thin layer 2, like this in Pig. 1 (2) is shown. This enables the possibility of that a conductive gold layer on the surface formed by diffusion and deposition during heat treatment, can be avoided and a favorable electrical Property that the first thin layer deposited on can be sustained. A nickel-chromium alloy or a ketal, its temperature coefficient

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des Widerstandes nicht sehr groß ist, kann als Metall zum Bilden der zweiten dünnen Schicht verwendet werden. Ein einziges Metall unter Chrom» !Titan oder Nickel kann z.B. verwendet werden. Nachdem die erste und zweite aufgedampfte dünne Schicht gebildet worden sind, werden diese beiden Schichten zu dem Zwecke erhitzt» die Eigenschaften zu stabilisieren» jedoch muß hier die Sicke der zweiten dünnen Schicht in Abhängigkeit von dem Material ausgewählt werden, so daß deshalb die Diffusion von Gold während der Wärmebehandlung behindert oder verhindert werden kann. Beim Aufdampfen einer Nickel-Chrom-Legierung als zweite dünne Schicht bis zu einer Dicke von etwa einigen hunderd A ν»ηη die Erhitzungstemperatur zwischen 200 und 300 ° 0 ausgewählt werden und die Erhitzung kann für eine Zeitdauer von 10 und mehr Stunden fortgesetzt werden. Falls die Zeitdauer der Erhitzung willkürlich geändert werden kann, kann der Temperaturbereich der Erhitzung weiterhin von 150 bis 250° C erweitert werden. Die zweite aufgedampfte dünne Schiebt muß bis zu einer Dicke aufgedampft werden» die nicht die elektrischen Eigenschaften der ersten aufgedampften dünnen Schicht stört» und diese Dicke kann in Abhängigkeit von den verschiedenen verwendeten Materialien geändert werden.of resistance is not very large, it can be used as the metal for forming the second thin layer. A single metal under chromium »! Titanium or nickel can be used, for example. After the first and second evaporated thin layers have been formed, these two layers are heated for the purpose of "stabilizing the properties" but here the bead of the second thin layer must be selected depending on the material, so that therefore the diffusion of gold can be hindered or prevented during the heat treatment. When evaporating a nickel-chromium alloy as a second thin layer up to a thickness of about a few hundredths A ν »ηη, the heating temperature between 200 and 300 ° 0 can be selected and the heating can be continued for a period of 10 and more hours. If the heating time can be arbitrarily changed, the heating temperature range can be further expanded from 150 to 250 ° C. The second evaporated thin layer must be evaporated to a thickness "which does not interfere with the electrical properties of the first evaporated thin layer" and this thickness can be changed depending on the various materials used.

Die Kurve b der Fig. 2 zeigt den Tempraaturkoeffizienten des Widerstandes einer Metallschicht, die durch Aufdampfen der zweiten aufgedampften dünnen Schicht mit Nickel und Chrom bisCurve b of FIG. 2 shows the temperature coefficient of the Resistance of a metal layer, which is obtained by vapor deposition of the second vapor-deposited thin layer with nickel and chromium up

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ο
zu einer Dicke von 200 A auf der ersten aufgedampften dünnen Schicht mit Nickel, Chrom und Gold erhalten wird, wobei der Goldgehalt der ersten Schicht veränderbar ist. Dann werden die beiden dünnen Schichten hei einer !Temperatur von 250° C 10 Stunden lang erhitzt.ο
is obtained to a thickness of 200 Å on the first vapor-deposited thin layer with nickel, chromium and gold, the gold content of the first layer being variable. Then the two thin layers are heated at a temperature of 250 ° C for 10 hours.

Die Kurven c, d, e und' £ in Fig. 4 zeigen das Verhältnis zwischen der Zeit I (⁰C) und der Widerstandsänderung AR/R(#), wenn die Goldmengen jeweils 62, 75» 83 und 90 ^e/j betragen. Diese Widerstandsänderungen werden auf der Grundlage der Widerstandswerte errechnet, die erhältlich sind, wenn die umgebungstemperatur 30° C beträgt. Aus den vorstehenden Ausführungen ergibt sich, daß in einer dünnen Schicht, deren Goldgehalt etwa 80 # beträgt, der Temperaturkoeffizient des Widerstandes etwa KuU ist und die Änderung des Widerstandes im Verhältnis zur Temperatur minimal ist, wenn die temperatur nahe der Kaumtemperatur liegt. Hierbei 1st zu bemerken, daß der Goldgehalt der ersten aufgedampften dünnen Schicht des Wid erstände element es, deren Temperaturkoeffizient des Widerstandes ungefähr Hull beträgt, um etwa 20 £ höher als der Goldgehalt des Widerstandselementes ist, das durch Erhitzung nur der ersten aufgedampften dünnen. Schicht erhalten wird und dessen Temperaturkoeffizeint des Widerstandes ungefähr UuIl ist, undCurves c, d, e and '£ in Fig. 4 show the relationship between the time I ( ⁰ C) and the change in resistance AR / R (#) when the amounts of gold are 62, 75 »83 and 90 ^e / j, respectively . These changes in resistance are calculated based on the resistance values available when the ambient temperature is 30 ° C. From the above it follows that in a thin layer, the gold content of which is about 80 #, the temperature coefficient of the resistance is about KuU and the change in resistance in relation to the temperature is minimal when the temperature is close to the bar temperature. It should be noted here that the gold content of the first vapor-deposited thin layer of the resistance element, whose temperature coefficient of resistance is approximately Hull, is about 20 pounds higher than the gold content of the resistance element, which is only obtained by heating the first vapor-deposited thin layer. Layer is obtained and whose temperature coefficient of resistance is approximately UuIl, and

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. - 12 -. - 12 -

daß die Neigung der Kurve schwach, ist · Wenn der Goldgehalt etwa 80 ^cj> beträgt, 1st der Temperaturkoeffizient des Widerstandes sehr gering und der spezifische Schichtwiderstand beträgt 30 (Ohm/Elächeneinheit). Diese beiden Werte erfüllen vollständig den Zweck der Erfindung.that the slope of the curve is weak. When the gold content is about 80 ^c j> , the temperature coefficient of resistance is very low and the sheet resistivity is 30 (ohm / unit area). These two values fully serve the purpose of the invention.

Gemäß der Erfindung wird der Goldgehalt der ersten aufgedampften dünnen Schicht zwischen 60 i» und 50 i» ausgewählt. Als Folge wird der !!temperaturkoeffizient des Widerstandes ungefähr zwischen -50 (ppm/°ö) und + 100 (ppm/⁰ 0) geändert· Auch wird der spezifische Schichtwiderstand niedriger ale 60 (Ohm/Flächeneinheit). "Verschiedene abgewandelte Ausführungsformen der Erfindung können auf der Grundlage des oben beschriebenen Versuchsbeispiels erhalten werden» indem der Goldgehalt der ersten aufgedampften dünnen Schicht innerhalb eines Bereiches von 60 bis 95 i* geändert wird, indem die Metalle zum Bilden der zweiten aufgedampften dünnen Schicht innerhalb der vorstehend beschriebenen Metalle geändert werden und indem weiterhin die Dicken der Schichten geändert werden. . . > According to the invention, the gold content of the first vapor-deposited thin layer is selected between 60 i » and 50 i» . As a result, the temperature coefficient of the resistance is changed approximately between -50 (ppm / ° ö) and + 100 (ppm / ⁰ 0). The specific sheet resistance is also lower than 60 (ohms / unit area). "Various modified embodiments of the invention can be obtained based on the experimental example described above" by changing the gold content of the first evaporated thin layer within a range of 60 to 95 i * by changing the metals for forming the second evaporated thin layer within the above metals described and by continuing to change the thickness of the layers... >

Nachfolgend wird eine Ausführungsforin der Erfindung beschrieben, bei der 3ede der aufgedampften dünnen Schichten eine Mischung aus Nickel, Chrom und anderen Zugabemetallen, z.B. Aluminium und Zupfer, enthalten. Die erste aufgedampfte dünne Schicht, die Nickel, Chrom, Aluminium, Kupfer und Gold ent-In the following, an embodiment of the invention is described in which each of the vapor-deposited thin layers is one Contains a mixture of nickel, chromium and other additional metals, e.g. aluminum and pluck. The first evaporated thin Layer that consists of nickel, chromium, aluminum, copper and gold

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hält * und derenGoldgehalt 25 Öew.*-5£ beträgt, wurde auf einemholds * and whose gold content is 25 Öew. * - £ 5, was on a

Srundkörper gebildet, der aus Keramik bestand * indem eine Yerdampfungsquelle aus Gold und eine andere Verdampf ungsquelle aus einer tficköl-Chrom-Xegierungi in der das Gewichtsverhältnis von flicke! zu Chrom, Aluminium und Kupfer 75-20-2,5-2,5Basic body formed, which consisted of ceramic * by a Gold evaporation source and another evaporation source from a tficköl-chromium alloy in which the weight ratio from patches! to chrome, aluminum and copper 75-20-2.5-2.5

wurden,
beträgt, aufgedampft und, die zweite aufgedampfte dünne Schicht, die ttiökel, Chrom, Aluminium und Kupfer enthält, wurde des weiteren auf der ersten aufgedampften dünnen Schicht gebildet, indem eine Aufdampfungsquelle aus einer legierung, bei der das Gewlchtsverliältnia von Mckel zu Chrom, Aluminium und Kupfer 75-2O**2,5*-2,5 beträgt, aufgedampft wurde» Me erste auf gedampfte dünne Schicht.des Metallschicht-Widerstandöelementes wurde bis zu einer Dicke τ on etwa 300 A aufgedampft und der Bildung dieser ersten Schicht folgend wurde die zweite aufgedampfte dünne Schicht bis zu einer Dicke von 150 A aufgedampft. Nachdem die Aufdampfung beendet war, wurden die beiden Pilme für 1Ö Stunden bei 250° C erhitzt. Dieses Metallfilm-Widerstandselement hat einen Wide?:stand von etwa 30 (Ohm) und einen. Temperaturkoeffizienten des Widerstandes innerhalb von !Punkten (ppm/⁰ C). Die Widerstandsänderung dieses Widerstandselementes im Verhältnis zur Temperatur ist als Kurve e¹ in Pig. 4- gezeigt.became,
is, evaporated and, the second evaporated thin layer containing oil, chromium, aluminum and copper, was further formed on the first evaporated thin layer by using a vapor deposition source made of an alloy in which the weight ratio of Mckel to chromium, aluminum and Copper is 75-2O ** 2.5 * -2.5, was evaporated »Me first on evaporated thin layer. The metal layer resistance element was evaporated to a thickness τ of about 300 A and following the formation of this first layer was the second evaporated thin layer evaporated to a thickness of 150 Å. After the vapor deposition had ended, the two pilms were heated at 250 ° C. for 10 hours. This metal film resistor element has a wide?: Stand of about 30 (ohms) and one. Temperature coefficient of resistance within! Points (ppm / ⁰ C). The change in resistance of this resistance element in relation to the temperature is shown as curve e ¹ in Pig. 4- shown.

2O9816/O37A2O9816 / O37A

Claims

j> ri not cüändsit ": '-" * λ η η η ηρο 6/66 claims

1. Metal layer resistance element, characterized by a first vapor-deposited thin layer, the nickel, chromium and UoId and possibly other additional metals, and vapor-deposited by an electrically stable second thin layer that thin on the first evaporated Layer is provided and which a diffusion and deposition of gold in the first vapor-deposited thin Layer prevents and protects the first thin layer deposited *

2. Metal layer resistance element, characterized by a first vapor-deposited thin layer, its gold content 60 to 95 wt .- ^ and is based on a base body a nickel-C-chromium alloy vapor deposition source and another evaporation source made of gold is, the two vapor deposition sources being independent of one another. are pending or form a single vapor deposition source and vapor deposition from the two vapor deposition sources simultaneously is carried out, and by a second vapor-deposited thin layer, which contains a nickel-chromium alloy.

09816/0374