DE2116785A1 - Elektrisches Widerstandselement und Verfahren zum Herstellen eines solchen. Änm: The Bunker-Ramo Corp., Oak Brook, 111. (V.StA.) - Google Patents

Description

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PATEMIANWALrE "

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P 3890 - 27 / Be

2. April 1971

THE BUKEEE-RAMO GOHPORATIQIi

Oakbrook ITorth, Oak Brook, Illinois, USA

Elektrisches Widerstandselement und Verfahren zum Herstellen eines solchen

Die vorliegende Erfindung betrifft ein elektrisches Widerstandselement sowie ein Verfahren zum Herstellen eines Widerstandselemeutes» ·

Die Erfindung ist besonders, geeignet zur Anwendung bei veränd er liehen V/i der stand en, beispielsweise Stellwiderntänden oder Trimmern, die zum Durchfuhren bestimmter nf^-va von elelrtrisehen Schaltungen brsw. Scha^t-

■creLsen

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Bei Stellwi der ständen err eicht man eine Veränderung oder Einstellung des elektrischen. Widerstandswertes allgemein durch Bewegung eines Schleifers oder Abgreifers entlang einer Widerstandsbahn* Bei miniaturisierten Stellwiderständen besteht cÜ^öse Widex'ständsbahn vorzugsweise aus einer dünnen Beschichtung mit einem Material, das gleichmäßige, elektrische Eigenschaften, liefert. Pur solche Beschichtungen hat man bereits .eine Mckel-ChroIn--Eisen-Legierung vorgeschlagen und benutzt_r doch erfährt diese eine Oxydation, die'im. Betrieb des Stellwiderstandes einen nachteiligen Verschleiß sowie Bauschen verursacht. "

Eine ißeillösung ist in der USA-Patentschrift 5 355 1 angegeben, wonach die Wider Standsbahn mit einer dünnen Schicht, eines Edelmetalls überzogen wird, beispielsweise mit Platin, Bhodium oder Palladium. Derartige Edelmetall-Deckschichten können jedoch aus einer Anzahl von Gründen nur begrenzt angewandt werden. Zunächst sind viele-Edelmetalle, insbesondere Platin, sehr teuer«» Das Nieder-, schlagsverfahren durch thermisches Verdampfen von einem k Wolfram-Heizelement bedingt eine Werkstoff Verschwendung und führt zu ungleichmäßiger Schichtdicke, was sich vor allem an der vielten Streuung der Eigenschaften verschiedener Widerstandselemente ein- und derselben Pertigungs-Charge zeigte »Außerdem ist der spezifische Widerstand der Edelmetalle gewöhnlich sehr viel kleiner als derjenige der Widerstandsbahn, auf welche sie niedergeschlagen werden» Die Dicke der Edelmetall-Deckschicht muß aus diesem Grunde äußerst gering sein, damit ein Kurzschließen (shunting) der Widerstandsbahn verhindert bzw- begrenzt

dolia die Herabsetzung des Widerstandsvjertes zwischen

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den Anschlüssen durcii Aufbringen der Deckschicht. Deshalb mußte die Schichtdicke grundsätzlich weniger als 10 ni betragen, eine Dicke, bei welcher der Widerstand der Edelmetall-Deckachicht etwa zwischen 8 und 1.3 kOhm pro Flächeneinheit liegt« Bei den meisten Ausführungsformen verhindert ein solcher Flächenwiderstand praktisch die Benutzung einer Deckschicht bei Hoehohmwiderständen,, d.h. im Bereich von 100 kOhm aufwärts, und auch bei miniaturisierten Widerständen in mittleren Bereichen, beispielsweise bei 10 bis 100 kOhm. Beträgt also der Widerstand der eigentlichen Widerstandsschicht mehr als 1 kOhm pro Flächeneinheit, so ist eine Deckschicht mit einem Widerstand von nur 8 kOhm pro Flächeneinheit unzweckmäßig bzw« nicht anwendbar.

Es ist ein wichtiges Ziel der Erfindung, unter Vermeidung dieser und anderer Hachteiie des Standes der Technik ein verbessertes Widerstandselement insbesondere für Stellwiderstände zu schaffen, das besonders niedriges Kontaktrauschen, geringen Verschleiß und erhöhte Temperatur-Stabilität des Stellwiderstandes gewährleistet. Die Erfindung ist ferner darauf gerichtet, ein Verfahren sowi~e eine Vorrichtung zum Herstellen derartiger Widerstandselemente mit gleichmäßigen Eigenschaften zu schaffen.

Ein erfindungsgemäßes elektrisches Widerstandselement ist gekennzeichnet durch einen IsoIierträger, mit einer Außenfläche, auf der eine Schicht aus -einem, elektrischen Widerstandsmaterial haftend aufgebracht ist-, welche Anschlüsse zur Verbindung mit elektrischeJi Leitungen aufweist und mit einer Deckschicht aus einem Halbleitermaterial

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über zögen ist» Dieses Halbleitermaterial kann aus Germanium., Silizium, Indiumantimonid, Titanoxid und/oder Eisenoxid "bestenen. ■ .

Ein Verfahren zum Herstellen eines Widerstandselementes sieht gemäß der Erfindung vor, daß auf eine auf einem Träger aufgebrachte Widerstandsschicht eine Halbleiter-Deckschicht niedergeschlagen xtfird, in dem man -den Eaum um das Widerstandselement herum evakuiert, in diesen Raum an einer Stelle, in bezug auf welche die Wid er st an ds schicht freiliegt., halbleitendes Material einführt, letzteres zum Verdampfen bringt und an dieser Stelle als dünne Schicht über der Widerstandsschicht niederschlägt.

Vorzugsweise erfolgt die Herstellung der Widerstandselemente nach der Erfindung in einer Vakuum-Aufdampf-Apparatur, in der die einzelnen Widerstands elemente unter Verwendung geeigneter Masken so angeordnet werden, daß ihre -Widerstandsbahnen gegenüber einem wärmebeständigen Schiffehen freiliegen.. Die Anordnung der Widerstandselemente wird auf !' eine Temperatur von etwa JOO⁰C gebracht, und zwar bei einem verhältnismäßig höhen Unterdruck (Hochvakuum). Die Zufuhr des halbleitenden Materials erfolgt in körniger Form bzw. als Granulat* wobei die Körnung einer Siebung von 180 bis 520 Maschen entspricht, mittels eines Büttel- oder Schwingtrichters in ein senkrechtes Zuführrohr.» In diesem fließt das Material-ununterbrochen'und gleichmäßig in das Schiffchen, das elektrisch bis auf die Verdampfungstemperatur des, halbleitenden Materials beheizt wird. Das Verdampfen des halb leiten den Materials tritt ein, sobald die !Teilchen auf das Schiffchen, auf treffen. Die Dicke des aufge-

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dampften halbleitenden Materials ergibt sich aus Messungen des elektrischen Widerstandes einer Niederschlagsschicht auf einer Bezugs-Glasplatte, mit Anschlüssen, die durch die Bedampfungs-Apparatur hindurchgeführt sind. Ist die erforderliche Schichtdicke erreicht, so werden die Widerstandselemente abgekühlt, beispielsweise auf etwa 155°O» die Bedampfungs-Apparatur wird belüftet und die Widerstandselemente, die nun einen erfindungsgemäßen halbleitenden Überzug tragen, können herausgenommen werden.

Der mit der Erfindung erzielte technische Fortschritt ergibt sich besonders deutlich dupch Vergleich von in genau gleicher Weise hergestellten Trimjnerpotentiometern ohne \ Deckschicht einerseits und mit eijxer Germanium- bzw. SiIizium-Deckischicht andex^erseits. Eihe wichtige Eigenschaft für das bewerten von Trimmern ist die Kontakt-Widerstandsschwankung (GRY = contact resistance variation), oft kurz als "Häuschen" bezeichnet. Hierfür schreibt die Norm MIL-R-22097 Prüfbedingungen vor, bei denen man findet, daß die Rauschzahl bei Trimmern mit Germanium-Deckschicht etwa einzehnted derjenigen von Trimmern ohne Deckschicht beträgt. Bei Elementen mit ..Silizium-Deckschicht beträgt diese Zahl etwa zweidrittel derjenigen von Trimmern mit Germanium-Deckschicht. Eine andere, kurz als "Verschleiß" bezeichnete Eigenschaft wird angegeben durch die prozentuale Veränderung des Widerstandes zwischen den Anschlüssen bei Vergleich einer Messung des Ausgangszustandes mit einer solchen nach 200 Umläufen bzw. Gessaatweg-Verschiebungen des Schleifers oder· "Abgriffes. Das Prüfergebnis bei Trimmern sowohl mit Germanium- als auch mit Silizium-Deckschicht zeigt, daß die Veränderung nur halb so groß ist wie bei Trimmern ohne Deckschicht. '

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Von Bedeutung ist auch, der Temperatur-Koeffizient. Hier ist der Vergleich zu ziehen zwischen Trimmern mit einer Edelmetall-Deckschicht gemäß der USA-Patentschrift 3 353 134- und Elementen gemäß der vorliegenden Erfindung. Im allgemeinen bewirkt das Aufbringen einer Edelmetall-Deckschicht dem G-e samt wider stand einen stark positiven Temperatur-Koeffizienten des Widerstandes. Das kann in manchen Fällen, erwünscht sein, doch sind halbleitende Deckschichten überall dort wesentlich günstiger wo der Temperatur-Koeffizient insgesamt niedrige Werte haben soll. Indem ds

s Deckschicht-Material einen niedrigen oder

sogar negativen Temperatur-Koeffizienten des Widerstandes besitzt, läßt isich nämlich der normalerweise positive Temperatur-Koeffizient der Widerstands-Grundschicht weitestgehend ausgleichen.

Hervorzuheben ist', daß die erfindungsgemäß vorgesehene Deckschicht bei Widerstandsbahnen; verhältnismäßig hoher Widerstandswerte, aber auch bei piittleren Widerstandswerten miniaturisierter Widerstandselepiente gut verwendbar ist.

Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung. Darin zeigt:

Fig. Λ eine Schrägaiisicht, teilweise weggebrochen, eines erfindungsgeiuäßen •Widerstandselementes zur Verwendung in einem Potentiometer,

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. ' . 211.8785

Fig. 2A

bis " 2D Draufsichten zur Veranschaulichung der Arbeitsschritte beim Aufbringen der Beschichtung auf ein Widerstandselement,

Fig. 3 eine schematisierte Schrägalisicht einer

Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach der Erfindung und

Fig. 4- ein Blockschema zur Darstellung der

Arbeitsschritte für das Aufbringen . .

einer Halbleiter-Deckschicht auf·ein Widerstandselement gemäß der Erfindung.

In der Zeichnung dienen gleiche Bezugszahle-n stets zur Bezeichnung gleicher Elemente. In Fig. 1 ist schematisch durch die gestrichelten Linien 10 ein Potentiometer angedeutet, das grundsätzlich so ausgebildet sein kann, wie in Fig. 3 der genannten US A-Pa tent schrift 3 353 13^·· Zur Vereinfachung der Darstellung sind hier einige der Bestandteile'ausgelassen oder nur schematisch eingezeichnet. Das Potentiometer 10 enthält einen Widerstandskörper 12, der aus einen Träger oder Substrat 20 von flacher Scheibenform mit einer (oberen) Außenfläche 21 besteht. Das Substrat bzw* der Träger 20 besitzt ein Mittelloch 22 sowie eine Uinfangs- oder Randkerbe 23 zum formschlüssigen Einbringen in ein (nicht dar ge st e3.lt es) Gehäuse, wie es in der USA-Patentschrift 3 353 134- vorgesehen ist.

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-s-

Das Substrat bzw. der Träger 2.0 kann -als Formstück aus einer Anzahl von handelsüblichen Isolierstoffen ausgebildet sein, beispielsweise aus isolierenden Kunststoffen wie Phenol- und Epoxidharzen. Hervorragend geeignete ■ Materialien für das Substrat 20 sind auch keramische Stoffe wie Steatit, Aluminiumoxid, Berylliumoxid, ferner Glas, Quarz u. dgl«. Sehr günstig ist Borsilikatglas und anderes Hochtemperatur-Isolierglas. Vorzugswelse ist die Außenfläche 21 glatt und regelmäßig, um verschiedene w Werkstoff schichten haftend aufbringen zu können, wie im

folgenden erläutert wird. .'

Wie man 'der Zeichnung entnimmt, wird auf die Außenfläche 21 rund um den Umfang des Substrates 20 eine Widerstands schicht bzw. -bahn 30 aus elektrischem Widerstandsmaterial haftend aufgebracht, das irgendeiner der herkömmlichen Widerstaiidswerkstoffe sein kann. Beispielsweise kann man eine vex'hältnismäßig dünne Schicht einer Nickel-Ohr om-Eisen-Le gierung aufbringen, wobei sich ein Widerstandsbereich von 0,5 bis 20 kOhm mit Schichtdicken von 200 bis 10 nm erzielen läßt. Eine aus 20 bis 65 Prozent Nickel, 15 his 75 Prozent Chrom und im übrigen aus Eisen bestehende Legierung hat sich hervorragend bewährt. Auch Widerstandsxiferte bzw. -bex^eiche über 100 kOhin können in an sich bekannter Weise durch geeignete Auewahl von Widerstandswerkstoff und entsprechende Bemessung der Widerstandsbahn 30 erhalten werden. Im Bedarfsfälle können Germ.et-Werksto.ffe (Verbundmaterialien) benutzt werden ,um für die Widerstandsbahn 30 eine verhältnismäßig dicke Schicht eines Widerstandselementes vorzusehen, dessen Dicke erheblich über 200 nm liegt. Für verschiedene Aus-

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führungsformen von Stellwiderständen kann auf diese Weise ein verhältnismäßig weiter Bereich von Widerstandswerten von beispielsweise 10 Ohm bis 10 Megohm geschaffen werden. Die Widerctandsschicht 30 kann auf die Außenfläche"21 mit herkömmlichen Methoden haftend aufgebracht werden.

An den gegenüberliegenden -Enden der Widerstandsbahn 30 beiderseits der Umfangs- bzw. Randkerbe 23 werden metallische Inrienan Schlüsse 40, 42 von wulst ähnlicher Gestalt niedergeschlagen. Vorzugsweise bestehen diese Innenanschlüsse 40, 42 aus einem guten elektrischen Leiter, beispielsweise aus Nickel, Silber u. dgl., so daß ein guter elektrischer Kontakt mit der Widerstandsschicht 30 gegeben ist.

Mit den Anschlüssen 40, 42 werden Verbindungsleitungen 24, 25 verbunden, die zu den Außen-Endanschlüssen 26, 27 des Potentiometers führen. Ein Schleifer oder. Abgriff, dessen Kontaktstück mit 60 bezeichnet und teilweise dargestellt i^t, wird mittels einer Verbindungsleitung 28 mit dem Potentiometer-Abgriffsanschluß 29 verbunden.

Wie man sieht, überdeckt eine Deckschicht 50 aus einem Halbleitermaterial die Widerstandsbahn 30. Das halbleitende Material der Deckschicht ^O wird aus einer Gruppe ausgewählt, die aus Germanium, Silizium, Indiumantimonid, Titanoxid und Eisenoxid bestehen kann. Die bevorzugten Werkstoffe sind Germanium und Silizium. Anders als bei den Edelmetall-Deckschichten nach dem Stande dor Technik ist

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die Dicke der Deckschicht 50 nicht kritisch, weil der spezifische Widerstand des halbleitenden Materials wesentlich größer ist als derjenige der Widerstandsschicht 30. Vorzugsweise beträgt die Dicke der Deckschicht 50 zwischen und 400 nm.

In Fig. 2A bis 2D wird die Herstellung eines Widerstandselementes nach der Erfindung schematisch dargestellt. I¹Ig. 2A zeigt das Substrat bzw. den Träger 20 in Gestalt eines Formstückes. Auf diesem werden zunächst die Innenan-. Schlüsse 40_} 42 aufgebracht (Pig. 2B). Anschließend wird die Fläche 21 mit der Widerstands schicht 30 versehen (Fig.2C) Schließlich wird die Halbleiter-Deckschicht 50 über der Widerstandsschicht 30 aufgebracht (Fig. 2D), wodurch ein Widerstandselement nach der Erfindung gebildet ist.

Eine Vorrichtung zum Herstellen von Widerstandselementen nach der Erfindung ist in Fig. 3 ersichtlich. Diese Vorrichtung besteht aus einer Bedaüipfungs-Apparatur 80, ^ die einen massiven Sockel 81 und eine Glocke 82 aufweist, wobei letztere einen Baum einschließt.,; der mittels einer Vakuumpumpe 83 evakuierbar ist. Ein Belüftungsstutzen 84 gestattet die Belüftung der Bedampfungs-Apparatur 80. Verschiedene Gegenstände bzw. Elemente können auf Tragstangen 85 innerhalb der Glocke 82 gelagert oder abgestützt v/erden.

In einem Abstand zum Sockel 81 ist auf den Tragstangen Q^ eine haxibenförmige Maskenhaiterung 90 angebracht, welche eine parabolisch oder kugelförmig gekrümmte Halte-

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Anordnung für herausnehmbare Tafeln 91 bildet, die in bezug auf eine Stelle innerhalb der Glocke 82 ausgerichtet sind. In den Tafeln oder Schablonen 9'1 sind Vertiefungen 92 vorgesehen, die zur Aufnahme der in Fig. 2A gezeichneten Substrate oder Träger 20 dienen. Diese Vertiefungen 92 weisen (nicht dargestellte) Durchlaßöffnungen auf, die jeweils der Uiderstandsbahn eines jeden Widerstandselementes 10 entsprechen. Die Form der Ausnehmungen 92 ist vorzugsweise so gestaltet, daß die Umfangs- oder Randkerben 23 Aufnahme finden und die Widerstandsbahnen 30 in bezug auf die Durchlaßöffnungen in den Vertiefungen 92 richtig ausgerichtet werden können.

Oberhalb der haubenförmigen Maskenhalterung 90 ist auf den Tragstangen 85 im Abstand eine Heizhaube 95 angeordnet. An der Unterseite dieser Heizhaube sind oberhalb der abnehmbaren Tafeln 91 Heizelemente 96 angebracht, die mit gestrichelten Linien eingezeichnet sind. Von einer Stromquelle 97 führen Anschlußleitungen 98, 99 zu jedem einzelnen Heizelement 9&,--so daß den Wid erst ands-^Haltemasken oder -tafeln 91 gegenüber der Heizhaube 95 Wärme zurührbar ist« Die in Fig. 3 gezeigte Ausführungsform mit Heizelementen 96, Stromquelle 9? und Anschlußleitungen 98, 99 ist schematisiert dargestellt; im Bedarfsfalle können kompliziertere, technisch vollkommenere Einrichtungen vorgesehen sein. ■

Ein Rüttel-Fülltrichter 100 ragt von der einen Tragstange aus bis über die Heizhaube 95* Der Hütte!-Fülltrichter 100 kann von beliebiger, an sich bekannter Art sein

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und beispielsweise rait elektrischen Spulen- oder Motorantrieb en in regelmäßige GchvrLngunger. versetst veräen* Ein senkreclrbes Zuführrohr 10'? mit eine'ci Zwischen-Trichter 103 durchsetzt eine Durch laß öl¹ frrang 104 in der Mitte der liaskenhälterung 90 und der Heizhaube 95· In die Din· ch laß öffnung der Heiahaube 95 ra^t der Trichter 103, an dem das Zuführrohr 102 in senkrechter Anordnung gehaltert ist« Trichter 103 und Z-uführrohr 102 durchsetzen die Öffnung 104 in der MaskeaLalterung 90 ohne Berührung. Der Zwisehen- W trichter 103 ist'unmittelbar des Küfrcel-IPülltrichters 1üO

angeordnet.

An einer bezüglich der Tafeln 91 in der Maskenhalto-rung 90 zentralen Stelle ist ein Verdainp-fungs-Schiffchen 105 aus einem hochhitzebeständigen Material vorgesehen, beispielsxfeise aus Tantal oder· Molybdän» Vorzugsweise befindet sich das Schiffchen 10.5 Qn einer Stelle, die dem Brennpunkt der parabolischen oder kugelförmigen Maskenhaube. 90 entspricht. Hei zwicLerstände 106, IO7 sind mittels Strctn-zuführungen 108, I09 an eine Stromquelle 110 an geschloπαen, so daß dem Schiffchen 105 Wärme zugeführt werden kann.

An der einen Tragstange 85 ist ein Auslegerarm angebracht, auf dem eine Glasplatte 116 gelagert ist. Auf der Gasplatte 116 sind im Abstand zueinander Elektroden 119 angebracht, von denen aus Zuleitungen II7, 118 zu einem Meßinstrument 120 außerhalb.der Glocke 82 führen, so daß man den Widerstand auf der Glasplatte 116 zwischen den Elektroden.119 messen kann. Diese Anordnung wird viel fach als Glas-Monitor bezeichnet und dient einem im folgenden erläuterten Zweck.

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Unter Bezug auf dio In Fig. 3 dargestellte Vorrichtung uiΆ daa Bloclidiagramm in EIg. 4-werden zunächst die Arbeitsgänge beim Niederschlagen der Halbleiter-Deckschicht 50 auf ο in ex» Widers tan dsscliicht 30 beschrieben» Die eins el- * nen Widerstandseleinente 10 haben jeweils eine WiderotandG-bahn 30 (wie in FIg* 20 dargestellt) und werden auf den herausnehmbaren Tafeln 91 angeordnet, in dem man sie in die Vertiefungen 92 mit nach unten gerichteten Außenflächen 21 einsetzt. Durch die Öffnungen in den Vertiefungen 92 hindurch liegen nur die Widerstandsschichten 30 frei* während die übrigen Anteile der Flächen 21 maskiert bzw. abgedeckt sind. Die l'afeln 91 werden in der Maskeiihalterung 90 so angebracht, daß die Widerstaiidsbahnen 30 zur Brennpunkt-Stelle am Verdampfungs-Schiffchen I05 hin freiliegen. Der Kaum innerhalb der Glocke 82 wird mittels der Vakuumpumpe 83 auf einen Unterdrück von beispielsweise 2 · 10 ^y Torr evakuiert. Von der Stromquelle 97 wird über die Anschlußlei turigen 98i 99 den Heizelementen 96 Strom zugeführt und somit Wärme erzeugt, bis die Anordnung der abgedeckten V/I der staridselerreicht hak.

Widerstandselemente eine Vorheiz'-Temxjeratur von etwa 300 C

In dem Hütte1-Fülltrichter 100 wird ein Vorrat von halbleitendem Material, beispielsweise Germanium,. in körniger oder Granulat-Form mit einer Körnung entsprechend 7 von 180 bis 320 Manchen bereitgehalten und zugeführt. Schwingungen und Schwerkraft gewährleisten einen gleichmäßigen Fluß den Materials* "Dabei gelangen die Teilchen des Halbleiter-Materials aus dem Fülltrichter 100 über das Zufahrrohr 102 nach unten auf das Tantal-Schiffchen 105. Die ITei mid erstände 106, IO7 vorden über die Strom-

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Zuführungen 108, 1Ό9 von.-der .Stromquelle 110 aufgeheizt. Dadurch, erhält das -3?ant al-Schiffchen 10> eine leirips-rabur von etwa 1850°C. Bei dieaer Te.aperabur uercloa die auf das Schiffehen 105 aui'treff enden Halbleiter-Teilchen fast augenblicklich ver-dampft* so dsß man diesen Vorgang als "BlitzverdaTäpfung" bezeichnet. Der Dampf verbeilt sich in Richtung der gezeichneten Teile, und das Ergebnis ist ein Niederschlag auf den exponierten Flächen der Widerstandsbahnen 30.

Gleichzeitig wird eine Schicht aus dein halbleitrenden Material auf der Glasplatte 116 niedergeschlagen. Je stärker die Schichtdicke dieses Nieder Schlages zuni^uit, desto stärker nimrat der Widex^stand zx-iischen den Elelrbroden 119 ab, ,der iBit.deia V/iderstat^dG-Meßinstrunient 120 beobachtet v/ird. Der G-las-Monitor stellt daher eine Einrichtung dar, die den "Schlußpiinfct" des Vor granges festzulegen gestattet j d.h. den Jerri gen Punkt, bei dein die erforderliche Dicke auf den ViderStandsbahnen 30 niedergeschlagen ist. Vorzugsweise beträgt die Dicke der Beckschicht 50 auf den Bahnen JO zwischen 10 und 400 nm. Eine typische Schicht aus Germanium hat beispielsweise bei Raumtemperatur einen Widerstand von 500 Megohm pro Flächeneinheit. Dem entsprechen bei 300⁰C etwa 190 kOhm pro Flächeneinheit. Ein solcher Mieder schlag kann in etwa 2,5 Elin erEielt werden.

Sobald die erforderliche Dicke erreicht ist, werden der Rüttel-Fülltrichter 100,die Heizelemente 96 sowie die Heizwiderstände 106, 10? abgeschaltet. Dann läßt man die

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Aj-Ordnung auf etwa 155°Ci abkühlen. Durch öffnen c3.es Belüftu ■■:?·"■ ^c tut?, ens PA- kaim die G-Io el" θ '82 belüftet υ er den. An-Gclillo?C:-nd können aus der· Bedrjiipfungs-Apparstur 80 die ein-κ τ Ir-on V/ideri.taridse-lemente .herauf?!.; en oma ο η werden, die eine Hülbleiter-JJcckscliicht nach der Erfindung aufweisen..

Vorstehend ist dan Aufbringen solcher Deckschichten durch BIitsvecuampfULUT beschrieben worden. Es fällt Jedoch auch in den ii^hincn der "Grfindung_v derartige Überzüge oder Deckr.chichteu im Wege β ex· Zerstäubung, der thermischen Verdampfung, der Elektronenstrahl-Bedampfuncij des Plasma-Nieder sch lags usvr. auf eubrir.gen.

Sämtliche aus den Ansprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung hervorgehenden- Merkmale und Vorteile der Erfindung einschließlich konstruktiver Einzelheiten, räumlicher Aiiordmmgen und Verfahreciöscliritten können so-Viohl für sich als auch in beliebiger Kombination er findUBfrsweseritlich sein.

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Claims (1)

1. -'16 -

   Pat en tan sprüche

   Elektrisches Widerstandselament, g e k e η η z""V i c h η e t durch einen Isolierträger (20) mit einer Außenfläche (21), auf der eine Schicht (30) aus. einem elektrischen Widerstandsmaterial haftend aufgebracht ist, welche Anschlüsse (4-0, 42) zur Verbiridung mit elektrischen Leitungen (24, 2J?) aufweist und mit einer Deckschicht (50) aus einem Halbleiter-Material überzogen ist.

   2. Widerstandselement nach Anspruch-1, dadurch gekennzeichnet, daß das Halbleiter-Material aus Germanium, Silizium, Indiumantimonid, Titanoxid und/oder Eisenoxid besteht.

   5. ^: .WiderStandselement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Anschlüsse (40, 42) wulstartige Elemente aus einem elektrischleitenden Werkstoff sind.

   4. -;■· Widerstandselement nach einem der Ansprüche 1 Ms 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Widerstandsmaterial eine im wesentlichen aus. Nickel, Chrom und Einen beatehende. Legierung ist.

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   5. Widerstandselement wenigstens nach Anspruch 4, dadurch, gekennzeichnet, daß das Widerstandsmaterial eine im wesentlichen aus 20 bis 65 Prozent Nickel, 15 "bis 75 Prozent Chrom und im übrigen aus Eisen bestehende Legierung is;b und daß die Schicht (30) eine Dicke im Bereich von 10 bis 400 nm hat.

   6. Widerstandselement nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 5j dadurch gekennzeichnet , daß der flächenbezogene Widerstand der Schicht (30) wenigstens 1000 0hm pro Flächeneinheit beträgt.

   7· Widerstandselement nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet , daß die Deckschicht 50 eine Dicke im Bereich von 10 bis 400 nm hat.

   8. Widerstandgelement nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 7, d a d u r c h gekennzeichnet , daß die Deckschicht 5° eine solche Dicke hat, daß ihr flächenbezogener Widerstand bei Raumtemperatur wenigstens 100 Hegohm'pro Flächeneinheit beträgt.

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   9. Widerstands eiern ent nach wenigstens einem der Ansprüche 1 M s 8, dadurch, gekennzeichnet., daß ein an der Widerstandsschicht -(50) kontaktgebend anliegender, entlang ihrer Länge "beweglicher, elektrisch leitender Schleifer (60) vor handen ist, der eine elektrisch leitende Verbindung (28), zu einem dritten Anschluß (29) aufweist und den Abgriff des somit ein Potentiometer bildenden Wider- || st ands el ement es (10) darstellt.

   10. Verfahren zum Herstellen eines Widerstandselementes insbeson3.ere; nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß auf eine auf einem Träger aufgebrachte Widerstandsschicht eine Halbleiter-Deckschicht niedergeschlagen wird, ir·dem man den Raum um das Widerstandselement herum evakuiert, in diesen Raum an einer Stelle, in bezug auf welche die Widerstandsschicht frei liegt, halbleiteiides Material einführt, letzteres zum Verdampfenbringt und an -dieser Stelle als dünne Schicht über der Widerstandsschicht niederschlägt.

   11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet , daß die Evakuierung bis auf einen Druck von etwa 2 · 10"-³ Torr erfolgt.

   12. Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß das halbleitende Material in körniger bzw.. Granulat-

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   .Form eingeführt wird und daß die Zuführung unter Einwirkung von Schwingungen und/oder der Schwerkraft in gleichförmigem, ununterbrochenem Fluß zu der genannten Stelle erfolgt.

   15· Verfahren nach einem der Ansprüche 10 "bis 12, dadurch; gekennzeichnet , daß das halbleitehde Material Germanium, Silizium oder ein vergleichbarer Werkstoff ist.

   Verfahren wenigstens nach Anspruch 13, dadurch ge kennzeichnet , daß d,as halbleitende Material Germanium ist, das durch Erwärmung auf tine Temperatur von etwa I85Ö C verdampft wird. ^:;i

   15· Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 10 bis 14, ö a d u r c h g e k e η η ζ e i c h η e t, daß das WideEstandselement vor dem Aufdampf-Vorgang vorgewärmt wird, insbesondere auf eine Temperatur von etwa 300⁰G. :■

   16. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 10 bis 15, I ä d u r c h gekenn2seichnet, daß Plächent^ile des Widerstandselementeg, die von der Deckschifht freibleiben sollen, abgedeckt werden.

   ^BWIMM INSPECTED 109849/1027 ;

   17". Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach wenigstens einem der Ansprüche 10 bis 16, dadurch, g e k e η ή ζ e i c h η e t ,,- daß in einer Bedampfungs-Apparatur (80) nahe einer Heizeinrichtung (95) eine Halterung (90) für auf Tafeln (91) angeordnete Widerstandselemente vorhanden ist, die einer Bedampfungsquelle (IO5) zugewandt sind, der zu verdampfendes Halbleiter-Hateri al durch eine Fördereinrichtung (-100 bis 103) gleichförmig zuführbar ist.

   18. Vorrichtung nach Anspruch 17, <1 a durch g e k e η η ζ ei e h η e t , daß die Bedampfungsquelle (IÖ5) sich innerhalb der Apparatur (80) an einer Stelle befindet, die im wesentlichen dem Brennpunkt der parabolischen odor kugelförmigen Anordnung der Tafeln (91) entspricht.

   19· Vorrichtung nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gek en η ζ e i c h η e t , daß die Fördereinrichtung (100 bis 103) sowohl die Heizeinrichtung (95) als auch die Halterung (90) im wesentlichen zentrisch durchsetzt.

   20. Vorrichtung nach Anspruch I9, dadurch ge k e ηΐ ζ e i c h η e t , daß die Fördereinrichtung einein Rüttel-Killtrichter (100), einen Zwischentrichter (I03) und ein bis unmittelbar über ■" die Bedampfungsquelle (IO5) reichendes Zuführ.rohr (102) für das zu verdampfende Halbleitor-Material aufweist.

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