DE2811052A1 - Duennschichtwiderstand und fertigungsverfahren fuer duennschichtwiderstaende mit gesteuertem widerstandstemperaturkoeffizienten - Google Patents

Duennschichtwiderstand und fertigungsverfahren fuer duennschichtwiderstaende mit gesteuertem widerstandstemperaturkoeffizienten

Info

Publication number
DE2811052A1
DE2811052A1 DE19782811052 DE2811052A DE2811052A1 DE 2811052 A1 DE2811052 A1 DE 2811052A1 DE 19782811052 DE19782811052 DE 19782811052 DE 2811052 A DE2811052 A DE 2811052A DE 2811052 A1 DE2811052 A1 DE 2811052A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
gold
thin
nickel
wire
resistance
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE19782811052
Other languages
English (en)
Inventor
Edward Harold Maurer
Ronald Andrew Thiel
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
General Dynamics Corp
Original Assignee
General Dynamics Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by General Dynamics Corp filed Critical General Dynamics Corp
Publication of DE2811052A1 publication Critical patent/DE2811052A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01CRESISTORS
    • H01C7/00Non-adjustable resistors formed as one or more layers or coatings; Non-adjustable resistors made from powdered conducting material or powdered semi-conducting material with or without insulating material
    • H01C7/006Thin film resistors
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01CRESISTORS
    • H01C17/00Apparatus or processes specially adapted for manufacturing resistors
    • H01C17/06Apparatus or processes specially adapted for manufacturing resistors adapted for coating resistive material on a base
    • H01C17/075Apparatus or processes specially adapted for manufacturing resistors adapted for coating resistive material on a base by thin film techniques
    • H01C17/08Apparatus or processes specially adapted for manufacturing resistors adapted for coating resistive material on a base by thin film techniques by vapour deposition
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/12All metal or with adjacent metals
    • Y10T428/12493Composite; i.e., plural, adjacent, spatially distinct metal components [e.g., layers, joint, etc.]
    • Y10T428/12535Composite; i.e., plural, adjacent, spatially distinct metal components [e.g., layers, joint, etc.] with additional, spatially distinct nonmetal component
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/12All metal or with adjacent metals
    • Y10T428/12493Composite; i.e., plural, adjacent, spatially distinct metal components [e.g., layers, joint, etc.]
    • Y10T428/12535Composite; i.e., plural, adjacent, spatially distinct metal components [e.g., layers, joint, etc.] with additional, spatially distinct nonmetal component
    • Y10T428/12597Noncrystalline silica or noncrystalline plural-oxide component [e.g., glass, etc.]
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/12All metal or with adjacent metals
    • Y10T428/12493Composite; i.e., plural, adjacent, spatially distinct metal components [e.g., layers, joint, etc.]
    • Y10T428/12535Composite; i.e., plural, adjacent, spatially distinct metal components [e.g., layers, joint, etc.] with additional, spatially distinct nonmetal component
    • Y10T428/12611Oxide-containing component
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/12All metal or with adjacent metals
    • Y10T428/12493Composite; i.e., plural, adjacent, spatially distinct metal components [e.g., layers, joint, etc.]
    • Y10T428/12771Transition metal-base component
    • Y10T428/12778Alternative base metals from diverse categories
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/12All metal or with adjacent metals
    • Y10T428/12493Composite; i.e., plural, adjacent, spatially distinct metal components [e.g., layers, joint, etc.]
    • Y10T428/12771Transition metal-base component
    • Y10T428/12806Refractory [Group IVB, VB, or VIB] metal-base component
    • Y10T428/12826Group VIB metal-base component
    • Y10T428/12847Cr-base component
    • Y10T428/12854Next to Co-, Fe-, or Ni-base component
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/12All metal or with adjacent metals
    • Y10T428/12493Composite; i.e., plural, adjacent, spatially distinct metal components [e.g., layers, joint, etc.]
    • Y10T428/12771Transition metal-base component
    • Y10T428/12861Group VIII or IB metal-base component
    • Y10T428/12889Au-base component
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/12All metal or with adjacent metals
    • Y10T428/12493Composite; i.e., plural, adjacent, spatially distinct metal components [e.g., layers, joint, etc.]
    • Y10T428/12771Transition metal-base component
    • Y10T428/12861Group VIII or IB metal-base component
    • Y10T428/12944Ni-base component
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/24Structurally defined web or sheet [e.g., overall dimension, etc.]
    • Y10T428/24802Discontinuous or differential coating, impregnation or bond [e.g., artwork, printing, retouched photograph, etc.]
    • Y10T428/24917Discontinuous or differential coating, impregnation or bond [e.g., artwork, printing, retouched photograph, etc.] including metal layer
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/24Structurally defined web or sheet [e.g., overall dimension, etc.]
    • Y10T428/24802Discontinuous or differential coating, impregnation or bond [e.g., artwork, printing, retouched photograph, etc.]
    • Y10T428/24926Discontinuous or differential coating, impregnation or bond [e.g., artwork, printing, retouched photograph, etc.] including ceramic, glass, porcelain or quartz layer

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Apparatuses And Processes For Manufacturing Resistors (AREA)
  • Non-Adjustable Resistors (AREA)
  • Thermistors And Varistors (AREA)
  • Conductive Materials (AREA)

Description

Dünnschichtwiderstand und Fertigungsverfahren für Dünnschichtwiderstände mit gesteuertem ■ Widerstandstemperaturkoeffizienten
iDie Erfindung betrifft im allgemeinen Dünnschichtwiderstände und linsbesondere Dünnschichtwiderstände mit gesteuertem Widerstandstemperaturkoeffizienten sowie ein Fertigungsverfahren für diese Widerstände.
Die Dünnschichttechnik dient für die Herstellung von Mikroschaltungen. Die durch die Dünnschichttechnik erzeugten Werkstoffe besitzen häufig unterschiedliche Eigenschaften gegenüber den gleichen Werkstoffen in Massenzusammensetzung. Daher ergab es sich, daß die Massen- oder Dickschichttechnik nicht leicht auf die Dünnschichttechnik angewandt werden kann. Bisher wurden Dünnschichtwiderstände aus einer Anzahl von Gemischen gefertigt. Das Hauptverfahren für den Aufbau von Dünnschichtwiderständen verwendet Tantal, hitzebeständige Metalloxide sowie Nicke1-Chromlegierungen. Der vielleicht am häufigsten verwendete Werkstoff ist ζ.Z. eine
809841/06
Micke 1-Chr einlegierung.
■Widerstände aus dieser Legierung haben normalerweise einen Wider-Ständstemperaturkoeffizienten, der allgemein zwischen 40 und 200 ■; ppm/ C liegt. Obwohl Dünnschichtwiderstände aus diesen Werkstoffen! für viele Anwendungen einwandfrei arbeiten, genügen sie für be- \ stijnmte fortschrittliche oder Entwicklungs-Anwendungen nicht. Der j-■Widerstandstemperaturkoeffizient ist besonders kritisch bei be- j
stimmten MikroschaTtüngen, die notwendigerweise extremen Umwelt- j bedingungen unterworfen sind. Wegen dieser angetroffenen Umweltbedinguhgensollen die Schaltungen den erwarteten Bedingungen 1 angepaßt werden. Beispielsweise können extreme Temperaturen die . Leistung und das Verhalten der Schaltung beeinflussen. So soll die-Schaltung auf -die-.-entsprechenden anzutreffenden Temperaturen abgeglichen seih.
Somit ist es vorteilhaft, daß Dünnschichtwiderstände' und das Her- ; stellungsverfahren für solche Widerstände zur Verfügung stehen, : um denvWiderstandstemperaturkoeffizienten an bestimmte Bedingungen, anzupassen. - '/■" -." -
Die Aufgabe der Erfindung besteht somit darin, einen Dünnschicht- ; widerstand sowie ein Verfahren zur Herstellung von Dünnschichtwiderständen zu.".schaffen-/ welches die vorstehend erwähnten Schwieg rigkeiten des früheren Standes der Technik vermeidet. Die Erfindung ist "sodann auf einen Dünnschichtwiderstand mit den vorstehend erwähnten Exgenschaf ten gerichtet, der in einem großen Temperaturbereich^ verhältnismäßig stabil ist. Erfindungsgemäß ist
auch ein Dürmschichtwiderstand mit den vorstehend beschriebenen
;. ; \/ Ϊ :iil\':: :;' '. BO 9841 /0664
!Eigenschaften vorgesehen, der im wesentlichen mit herkömmlichen
!Verfahren gefertigt werden kann. In weiterer Ausgestaltung der Er-! findung wird ein Dünnschichtwiderstand und ein Herstellungsverfahren geschaffen, nach welchen ein beliebiger Widerstandstemperaturkoeffizient zwischen mindestens -65 bis +65 ppm/°C vorausgeplant werden kann. Erfindungsgemäß sind auch Dünnschichtwiderstände vorgesehen, welche sich besonders für den Einsatz bei integrierten Schaltungen eignen. In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird ein Dünnschichtwiderstand geschaffen, der praktisch einen Nullwiderstandstempera turkoeff izienten ermöglicht. Weiter wird mit der Erfindung ein Dünnschichtwiderstand geschaffen, der sehr dünn und trotzdem sehr stabil sein kann. Schließlich soll erfindungsgemäß ein Dünnschichtwiderstand mit hervorragenden Fähigkeiten für die Verarbeitung elektrischer Leistung geschaffen werden.
Die Erfindung ist nachstehend näher erläutert. Alle in der Beschreibung enthaltenen Merkmale und Maßnahmen können von erfindungswesentlicher Bedeutung sein. Die Zeichnungen zeigen: Pig. 1 ein Kurvenbild der Beziehung des Widerstandstemperaturkoeffizienten zum Prozentsatz des in der Gesamtmasse abgelagerten Goldes?
Pig. 2 , einen stark vergrößerten Querschnitt durch einen normalen Widerstand;
Fig. 3-6 die Verfahrensschritte zur Vorbereitung einer Drahtladung oder Drahtbeschickung zur Vakuumaufdampfung der Widerstandsschichten;
Fig. 7 schematisch das Aufdampfverfahren.
Fig. 1 zeigt ein Kurvenbild des Verhältnisses des Widerstandstem-
8 09841/0864
peraturkoeffizienten in Teilen pro Million (10 ) je Grad Celsius
;zu den Prozentteilen von Gold in der Gesamtmasse der den Wideristand bildenden Dünnschicht. Diese Kurven stellen spezielle Fer-
tigungsserien abgelagerter oder aufgedampfter Dünnschichtwider-
;stände dar sowie die Ergebnisse, die während einer Reihe von Mes- i sungen erzielt wurden. Diese Messungen oder Prüfungen wurden in : /der Reihenfolge von A-L durchgeführt. Die Messung A beispielsweise!
zeigt etwa 28,5 % Gold in einer Gesamtmasse von 42 mg Aufdampfgut.!
Die Schichtdicke ist dann direkt proportional der verdampften Ge- j •samtmasse·. Messungen dieser Serie zeigen dann einen Widerstands- ; temperaturkoeffizienten von ca. 12 für dieses spezielle Ausfüh- j rungsbeispielan. ■
: - : ■■■■"■-. ■ ' i
Die Messung oder die Serie B zeigt etwa 32 % Gold in einer gesam- j ten Verdampfungsmasse von 38 mg. Die Messung dieser aufgedampften J Schicht zeigt einen Widerstandstemperaturkoeffizienten von ca. +6
für diesen speziellen Prozentanteil an Gold im Gesamtgemisch.
Die Serie oder Probe C zeigt etwa 35 % Gold in einer gesamten Verdampfungsmasse von 43 mg. Eine Messung dieser Schicht ergibt
einen Widerstandstemperaturkoeffizienten von O für dieses spezielle prozentuale Verhältnis zwischen den Einzelbestandteilen
der Schicht.
Die nächste Serie oder Messung D zeigt einen Prozentsatz von etwa
43 % Gold in einer Gesamtmasse von 64 mg des verdampften Materials Die Messung dieser Serie oder Schicht ergibt einen Widerstandstemperaturkoeffizienten von etwa -8 für dieses spezielle Gemisch.
809841/0664
Bei der nächsten Serie E werden wieder ca. 35 % Gold einer Gesamtnasse von 43 mg verwandt. Dieser Prozentsatz des Gemisches ergibt wieder einen Widerstandstemperaturkoeffizienten von ca. O.
Eine weitere Messerie F mit etwa 43 % Gold einer Gesamtmasse von 49 mg ergibt einen Widerstandstemperaturkoeffizienten von ca. -10 für diese Messung.
Die nächste Messerie G zeigt wieder ca. 35 % Goldanteil an einer Gesamtmasse von etwa 47,4 mg. Auch dieser Prozentsatz der Gesamtnasse ergab einen Widerstandstemperaturkoeffizienten von 0 ppm/°C.
Die nächste Messung H in der Reihe umfaßte etwa 43 % Gold in einer Gesamtmasse von 47,2 mg. Eine Messung dieser Schicht zeigte einen iiiderstandstemperaturkoeffizienten von ca. -14.
Diese in Fig. 1 aufgetragene Gruppe von Messungen zeigt ein ziemlich beständiges Verhältnis zwischen dem Goldanteil in Prozenten an der Gesamtmasse und dem Widerstandstemperaturkoeffizienten in ?pm/°C. Die durch diese Punkte gezogene Linie weist eine im wesent Liehen konstante Steilheit auf·
Sine weitere Meßreihe J, K, L, welcher der Prozentsatz an Gold in ler Gesamtmasse 0 war, ergibt einen Widerstandstemperaturkoeffizienten von etwa 65 für diese Meßreihe. Daher ergibt sich aus lieser Messung und der Versuchsreihe, daß der Widerstandstemperaiurkoeffizient eines Dünnschichtwiderstands aus diesem speziellen Gemisch wahlweise in direktem Verhältnis zum Prozentanteil von in der Gesamtmasse des Gemisches eingestellt werden kann. Die
809841/0664
Vorstehenden Messungen mit den erzielten Resultaten wurden unter kontrollierten Bedingungen durchgeführt. Es scheint auch, daß der !nach diesem Verfahren erzielte Widerstandstemperaturkoeffizient unabhängige von der Dicke der Schicht ist. Dies ist insofern ein ,Vorteil, als die Schichtdicke für die Steuerung oder Überwachung ides OhmschenWiderstandes pro Flächeneinheit ohne eine Änderung ;des Widerstandstemperaturkoeffizienten variiert werden kann. Wei-,ter ergab es sich, daß Änderungen der Trägertemperatur während seines: AufdampfVorgangs . zu einem unterschiedlichen Widerstandstemperaturkoeffizienten für ein gegebenes Gemisch führten. Beispielsweise zeigten einige Schichtbeispiele, welche bei niedrigeren Trägertemperaturen als die vorstehend erwähnten aufgedampft wurdenj, einen niedrigeren Widerstandstemperaturkoeffizienten bei einem j
gleichen Goidanteil im Gemisch. .. j
Einige, nlGht im Kurvenbild der Fig. 1 gezeigte Messungen ergaben Widerständstemperaturkoeffizienten von ca. -40 ppm/ C. Es läßt ]
:v '"^-\ "■'■".■ λ ;"■-"■■■". I
sich voraussagen, daß eine Kombination von einem hohem Goldanteil Ϊ
und einer niedrigen: Trägertemperatur die niedrigsten Werte für | ■Widerstandstemperaturkoeffizienten ergibt. Obwohl es eine üntergrenze des nach diesem Verfahren erreichbaren Widerstandstemperaturkoeff izienten gibt, läßt sich voraussagen, daß ein Wert von -65 ppm/°C leicht:zu erzielen ist.
Andere Faktoren wie; Hauhigkeit oder Wärmedehnungskoeffizient des Trägers können ebenso zu einem unterschiedlichen Widerstandstemperaturkoeff izienten beim gleichen nach dem gleichen Verfahren aufgedampften Material führen. Dementsprechend muß der Prozentan- j teil an Gold im Gemisch verändert werden, um bei solchen variieren·!-
. ^ 809 8 41 /0664
Ien Faktoren einen vorgegebenen Widerstandstemperaturkoeffizienten zu erhalten.
ί ■
Fig. 2 zeigt einen erheblich vergrößerten Querschnitt eines norma-
jlen Widerstandes mit seinen Dünnschichten. Die Darstellung ist
inicht maßstabsgerecht und dient lediglich Erläuterungszwecken.
|Ein geeigneter Träger 10 aus Isolierstoff, normalerweise aus Aluminiumoxid wird gewählt, und eine Dünnschicht 12 von der gewünschten oder gewählten Zusammensetzung in einem, nachstehend näher erjläuterten Schnellverdampfungsverfahren auf den Träger aufgedampft.
l -
Obwohl die Schnellaufdampfung vorgezogen wird, kann auch ein Auf-
sprühverfahren verwendet werden. Dann wird eine Nickelschicht 14 lauf die Oberfläche der Gemischschicht 12 durch Schnellverdampfung > aufgebracht und anschließend in gleicher Weise eine Goldschicht ■ :16._Nachdem die Goldschicht aufgedampft wurde, wird eine zweite Goldschicht von einer Dicke von ca. 38.000 8 auf diese Schicht aufgalvanisiert. Die Goldschichten dienen für Leiter zum Anschluß jder Widerstände an eine Schaltung. Nach dem Aufbringen der ge- ; Wünschten Schichten auf den Träger folgen die üblichen Ätzverfahren zur Ausbildung der gewünschten Schaltung. Obwohl die darge- I stellte Kombination aus Nickel und Gold besteht, wobei Gold gute !Leitfähigkeit und Haften der Leitungen sorgt und das Nickel als JDif fusionsschicht zwischen der Widerstands schicht und dem Goldlei-
jter dient, sind andere Möglichkeiten für Leiter beispielsweise j Aluminium, Kupfer und Zinn. Beispielsweise kann in einer Kombina- '
I tion Aluminium als Leiterwerkstoff verwendet werden, da es in die- ' per Eigenschaft für integrierte Siliziumschaltungen weit verbrei- j fcet ist. Einige integrierte Hochleistungsschaltungen verwenden bex4
809841/0664
ispielsweise Dünnschichtwiderstände aus Chrom-Nickel, die auf eine Joxidierte Siliziumfläche aufgedampft und mit Aluminium beschaltet
"joder verdrahtet sind. Dies wäre ein Anwendungsgebiet des erfinidungsgemäßen Verfahrens. Auch andere Träger wie Glas, Saphir und iBerylliumoxid können verwendet werden.
!Das erfindungsgemäße Verfahren wird nachstehend anhand der Fig. ■3-7 erläutert. Ein erster Verfahrensschritt besteht darin, daß :eine Drahtcharge oder -beschickung für das Aufdampfverfahren vorbereitet werden muß. Diese Drahtbeschickung muß die entsprechende !zusammensetzung aus Chrom-Nickel und Gold besitzen, um die gewünschten Ergebnisse zu erzielen. Eine Lösung besteht darin, einen !Volldraht aus Chrom-Nickel auszuwählen und die Zusammensetzung oder einen Prozentsatz daraus als erforderlich auf das gewünschte ■ iGemisch abzustimmen. Die gewöhnlichen handelsüblichen Zusammensetzungen von Chrom-Nickeldrähten enthalten weniger als 30. % Chrom. [Der maximale Anteil an Chrom in Chrom-Nickelstählen beträgt 30 %. ;Um einen höheren Chromanteil zu gewinnen, wird Chrom nach Fig. 4 ;auf den Draht aufgalvanisiert, damit der gewünschte Prozentsatz von Chrom im Gemisch erreicht wird. Eine normale Zusammensetzung !von 40 % Nickel und 60 % Chrom wird dadurch erzeugt, daß genügend Chrom auf einen Draht von 0,01 Zoll 70/30 (0,254 mm 70/30) Chrom-Nickeldraht aufgedampft wird, um den Durchmesser auf 0,0136 Zoll (0,3454 mm) zu vergrößern oder seine lineare Dichte auf 18,03 mg/ Zoll (7 mg/cm) zu erhöhen-
Auf diesen neuen Volldraht aus Chrom-Nickel wird nun der entsprechende Prozentsatz von Gold entweder aufgalvanisiert oder durch Aufwickeln eines dünnen Golddrahtes von 0,002 Zoll (0,0508 mm) auf
8 09 84 1/0664
gebracht. Andererseits kann das Gold auch in Form einer parallelen oldlitze von entsprechendem Durchmesser aufgetragen werden, um 2inen Verbunddraht mit dem spezifischen Gewichtsanteil von Gold zu schaffen. Bei einem gegebenen Chrom-Nickelverhältnis wird der genaue Widerstandstemperaturkoeffizient der entstehenden Schicht dalurch erreicht, daß der gesamte Prozentanteil des Goldes nach der Kurve der Fig. 1 für eine gegebene Temperatur des Trägers abgepaßt
Die eigentliche Aufdampfung erfolgt dann durch Schnellverdampfung
Lm Vakuum, wo der Draht einem widerstandsbeheizten Wolframstrei-Een zugeführt wird. Der Wolframstreifen wird durch elektrischen.
3trom auf die entsprechende Temperatur aufgeheizte Das Schnellver-j
lampfungsverfahren ergibt eine Schicht mit der gleichen Zusammensetzung wie der Draht, und der Vorschub des Drahtes bestimmt die \nfdampfgeschwindigkeit.
Nachdem die Verhältnisse des Gemisches festgelegt sind und ein Draht nach Fig. 5 vorbereitet ist, wird eine Drahtbeschickung für lie gesamte Vakuumaufdampfung nach Fig. 6 vorbereitet. Diese Draht-Beschickung umfaßt einen ersten Abschnitt aus Volldraht 20 und Solddraht 22, welche an einem Ende mit einem kurzen Vorspann 24 lus Tantal verschweißt sind. Die Menge der Kombination aus Chrom-Jickel-Golddraht 20,22 wird so gewählt, daß die Gesamtmenge der lufzudampfenden Schicht daraus entsteht. Diese Gesamtmenge wird lurch die Länge und die Größe bzw. den Durchmesser der Zusammensetzung bestimmt. Der Tantalabschnitt 24 ergibt eine Pause für die erste Aufdampfschicht, da er nicht bei der verwendeten Temperatur verdampft. Eine zweite aufzudampfende Schicht umfaßt einen Nickel-
09 841/0664
&raJEt.;26-."-ΛΡαίΕ entspr/ecJrendieiffi. Eurehtiresser uimdL entsprechender Länge
fir Me gemiiisciie IeE§e aier Mcie der; Micfeelschiefct auf der Ver- ; ί
Lcilkt;, gps■ .Öpröinr-HiierEel. BHdI Soidl« EDjLesear EaraM: ist mit dem
?Ea:ii;taiI,a]b:säiEimi,-tfciü "24!·. imEidi am= enifcgjegjengTeseitzteam EiDidle- innLt einem anderen.
TpäKfcerr&reei&iersitxeifeiiE 28i stampf •wers.enwei.fit-.., i(3I wirdl ejnm SerGlädlr-aEnt 3O mdit- dlemi andieEeBL Ende des Tan-
\FearscfewedLßyfc Tiindi ein weiterer 32 wirdl aaas dias emtgregengjeset:z;te Emde d-er GoldIei-
■""■ -1 - -
gr o:dear dies Eteatctes 3.& angjeaanweißffc.. An das; Ende des Tantalstreif" ifems- 3:2; ^wirdV.Haaiam ;JaeispdLelsMedLs:e edini-¥öiirlaa3:£stre-i-fen; 34 aus Nickel
5© mürdl dlaain im eöine envtspareefiende Vorrich-j ituiigj "gjB^efcett/, tem-sie dem Heizelement fur die Sclmellverdampfung ι ■der :DrB&tfeesefi;iefepng; zuznafulDren·,, due sick dann in einer Fäkuumkam-; '■■-;-■ .■../. : :;--■;.;- / \ :..--. . I
irrer^ als l^miiseiciciikfc axtf- einen gewanilteri; Ifräger-
Fig;., I z^igrfc senemavtisciE edine ¥<Drr/ie;Miing' 3S zult\ ÄufdampfTaiBig der tSciiJic&tex£ auf einem gfewaiElten fräger., Bieses Gerät umfaßt, iitu alli .eine ^Talpumfeammer; mit e^junem eittspreciienden \rersciIitM.eßba—"
M·:^m^■<&^^m.■W&x^zW^^; 42„ um einie ^rerkapselte Kammer zu scicaffeiiic welcine Äer eine entsprecixende !Leitung: 46 mit einer greeigrneteni Pumpen 44 -vrexfounden 1st^ um in der Kammer- einen luftlee- :ren Eauicu zu seüiaffen·.. Ein aus einem WöOifxamstreifen -bestehenden Heizelement: 48> isit zwaisienen zwei elektxisefce Eedter; 5© und 52 In. der: Kammer* montiertj,,- welen-e duorcin einen entspareeEaenden elefetri-. selten:-Siteom: diaaEeirflosseni we-rdlen« Pie BraBitEieseinuLckTiEng/ 36 wird, aaitf '
eine±· ^gjeeiigjn^te^-Sia^Srungj 54. mult FötedieaaiinLtteln 5S wie zwei Bao.>l— Σρη .BtefeEsfijlgjfe.^ mm äieni.^ EDraMt dlemi WcDlfranEstreifens
einem geeigneten- Planetenantrieb inn ©berteil der Kammer ist: eine zahl \raim Träger 5S angebracht, die sich sowohl mm sich selbst:
!drehen als aoich am den IMttelpinkt des Schnell^erdampfers. Biese
dauernde ETmlaoif— raind Eigendrehoing der träger zusammen mit dent ent— ■sprechendem Abstand wiee der Qaielie gewäfiarleisfeifc eine einiieit.liclie |5.blagerEEnig der Metalldampfe amf der Oberfläche der Iräger., Efach Be-j- !endigmng des ÄHEfdampfVerf ahrens werden die Platten oder "!Träger ans j Her Kammer genommen und in der herkömmlichen Weise ftir die Her— jstellxing elektrischer Schaltungen bearbeitet.
Bei dem bewarzugten Ännsfalirtingsbeispiel der
138 ist die Forder^orricliitcEng 54 kardanisch umd balgeiige lagert r so , ■daß die HesciEiekEEng 3S gegenüber dem Wolf ramstreif en. 48- gelenkt
ader bewegt werden kann·. Pamit kann die Besc&iicktrng seitlieh ¥om j !streifen gelenkt werden^ wenn ein. ITan-talenterbrecner streif en atnf—
!tritt ρ Tinäl daß dieser dadtireEn eamtfernt werden kannr daßl die Ckarge •jm.it dem TSTcslfrarastreifen gerade fiber dem lETnterbrecIierstreif en in i
',Berüliriing gebracht wdrdlp wadarch dieser \raxL der nächsten zxl ¥er- |dampfendeni Charge abgeschmcilzen wird«
jZLaEer den \raatstehend beschriebenen SiisfShrEEngsbeispielen sind noch; weitere möglich,. ahne den Kahnien der Earfinduing ζπΐ verlassen.
-4b-Leerseite

Claims (1)

  1. Patentansprüche ]
    Dünnschichtwiderstand, gekennzeichnet durch einen Träger aus ;
    Isolierstoff (10) sowie eine dünne Schicht aus Widerstandsme-
    tall (12) , die aus einer Legierung aus Nickel, Chrom und Gold '■_
    in bestimmten Prozentanteilen besteht. !
    .2. Dünnschichtwiderstand nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, I daß der Prozentsatz von Gold in der Legierung kleiner ist als j der Prozentsatz der beiden anderen Metalle. ;
    3. Dünnschichtwiderstand nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Prozentsatz von Gold in der Zusammensetzung zwischen 10 % und 50 % der Gesamtmasse schwankt.
    4.Dünnschichtwiderstand nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht aus Widerstandsmetall / zwischen^ 200: und 5000 S dick.ist.
    5. Dünnschichtwiderstand nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekenn-
    80 98U1/066
    zeichnet, daß eine dünne Schicht aus Nickel (14) eine dünne Schicht aus Widerstandsmetall (12) bedeckt. :
    6. Dünnschichtwiderstand nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine dünne Schicht von Gold (16) die Nickelschicht (14) bedeckt.
    7. Dünnschichtwiderstand nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
    daß die bestimmten Prozentsätze so ausgewählt werden, daß sich ; : ein ,Widerstandstemperaturkoeffizient von 0 ppm/°C ergibt.
    :8. Dünnschichtwiderstand nach Anspruch 3,4,5 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis von Chrom zu Nickel in der Le- : gierung 3:2 ist, und der Anteil des Goldes an der Gesamtmasse : der Legierung etwa 35 % beträgt.
    ;9. Verfahren zur Herstellung von Dünnschichtwiderständen, gekennzeichnet durch Wahl eines isolierenden Trägers, durch Aufdamp-
    ! fen von Gold, Nickel und Chrom auf den Träger zur Bildung einer j Schicht von einer Dicke von maximal 5000 S., sowie durch Wahl und Abstimmung des Goldprozentanteils in der Legierung, um eine| Widerstandsschicht mit einem gewählten voraussagbaren Widerstandstemperaturkoeffizienten zwischen etwa -40 und +65 ppm/°C zu schaffen.
    0. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Auf-' dampfgeschwindigkeit des Goldes abgestimmt wird, um einen Wi- :
    ο ·
    derstandstemperaturkoeffizienten von 0 ppm/ C zu erhalten. j
    809841/0664
    11. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die verf schiedenen Schichten zusammen im Vakuum durch Schnellverdampfungsverfahren aufgebracht werden.
    12. Verfahren nach Anspruch 11 einschließlich der Zuführung eines . Verbunddrahtes zu einem widerstandsbeheizten Wolframstreifen, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbunddraht wie folgt ausgebildet wird: Wahl eines Chrom-Nickeldrahtes von einem bestimmten Gemischverhältnis, Wahl eines Golddrahtes von einem bestimmten Durchmesser und Umwickeln des Chrom-Nickeldrahtes mit dem Golddraht.
    13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Chrom-Nickeldraht so ausgewählt ist, daß sich ein Verhältnis von 40 % Nickel zu 60 % Chrom ergibt.
    14. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbunddraht so ausgeformt wird, daß ein Chrom-Nickelvolldraht ausgewählt und das gewünschte Nickel:Chrom-Verhältnis abgestimmt wird sowie dadurch, daß Gold über die Länge des Drahtes in einer bestimmten Menge aufgebracht wird, um die gewünschte Zusammensetzung zu erhalten.
    15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Gold auf den Kerndraht aufgewickelt wird.
    HÜ98A1 /066 4
DE19782811052 1977-04-04 1978-03-14 Duennschichtwiderstand und fertigungsverfahren fuer duennschichtwiderstaende mit gesteuertem widerstandstemperaturkoeffizienten Withdrawn DE2811052A1 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US05/784,052 US4164607A (en) 1977-04-04 1977-04-04 Thin film resistor having a thin layer of resistive metal of a nickel, chromium, gold alloy

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE2811052A1 true DE2811052A1 (de) 1978-10-12

Family

ID=25131202

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19782811052 Withdrawn DE2811052A1 (de) 1977-04-04 1978-03-14 Duennschichtwiderstand und fertigungsverfahren fuer duennschichtwiderstaende mit gesteuertem widerstandstemperaturkoeffizienten

Country Status (6)

Country Link
US (1) US4164607A (de)
JP (1) JPS53123897A (de)
DE (1) DE2811052A1 (de)
FR (1) FR2386892A1 (de)
GB (1) GB1557945A (de)
NL (1) NL7803303A (de)

Families Citing this family (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4268849A (en) * 1978-11-03 1981-05-19 National Semiconductor Corporation Raised bonding pad
US4396900A (en) * 1982-03-08 1983-08-02 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Thin film microstrip circuits
US4685203A (en) * 1983-09-13 1987-08-11 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Hybrid integrated circuit substrate and method of manufacturing the same
DE3403042A1 (de) * 1984-01-30 1985-08-01 Philips Patentverwaltung Gmbh, 2000 Hamburg Duennfilm-dehnungsmessstreifen-system und verfahren zu seiner herstellung
US4878770A (en) * 1987-09-09 1989-11-07 Analog Devices, Inc. IC chips with self-aligned thin film resistors
US5023589A (en) * 1989-09-08 1991-06-11 Electro-Films, Inc. Gold diffusion thin film resistors and process
US5134248A (en) * 1990-08-15 1992-07-28 Advanced Temperature Devices, Inc. Thin film flexible electrical connector
US5266522A (en) * 1991-04-10 1993-11-30 International Business Machines Corporation Structure and method for corrosion and stress-resistant interconnecting metallurgy
US5175609A (en) * 1991-04-10 1992-12-29 International Business Machines Corporation Structure and method for corrosion and stress-resistant interconnecting metallurgy
WO1996004668A1 (en) * 1994-08-05 1996-02-15 Philips Electronics N.V. Electrically resistive structure
RU2158840C2 (ru) * 1999-01-21 2000-11-10 Открытое акционерное общество "НПО Энергомаш им. акад. В.П. Глушко" Корпус камеры жидкостного ракетного двигателя
US6331678B1 (en) * 1999-10-29 2001-12-18 Agilent Technologies, Inc. Reduction of blistering and delamination of high-temperature devices with metal film
US6489035B1 (en) 2000-02-08 2002-12-03 Gould Electronics Inc. Applying resistive layer onto copper
US6489034B1 (en) 2000-02-08 2002-12-03 Gould Electronics Inc. Method of forming chromium coated copper for printed circuit boards
US6622374B1 (en) * 2000-09-22 2003-09-23 Gould Electronics Inc. Resistor component with multiple layers of resistive material
US6818965B2 (en) * 2001-05-29 2004-11-16 Cyntec Company Process and configuration for manufacturing resistors with precisely controlled low resistance
US20070277889A1 (en) * 2006-05-31 2007-12-06 Michael Scot Rosko Mixing valve
US7753074B2 (en) 2006-07-28 2010-07-13 Masco Corporation Of Indiana Mixing valve
US8578966B2 (en) 2006-07-28 2013-11-12 Masco Corporation Of Indiana Mixing valve

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3296574A (en) * 1962-12-21 1967-01-03 Tassara Luigi Film resistors with multilayer terminals
JPS503868B1 (de) * 1967-09-23 1975-02-12
GB1257594A (de) * 1969-06-16 1971-12-22
US3833410A (en) * 1971-12-30 1974-09-03 Trw Inc High stability thin film alloy resistors
US3904461A (en) * 1972-10-02 1975-09-09 Bendix Corp Method of manufacturing solderable thin film microcircuit with stabilized resistive films
US4021277A (en) * 1972-12-07 1977-05-03 Sprague Electric Company Method of forming thin film resistor
US4019168A (en) * 1975-08-21 1977-04-19 Airco, Inc. Bilayer thin film resistor and method for manufacture

Also Published As

Publication number Publication date
FR2386892A1 (fr) 1978-11-03
JPS53123897A (en) 1978-10-28
GB1557945A (en) 1979-12-19
US4164607A (en) 1979-08-14
NL7803303A (nl) 1978-10-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2811052A1 (de) Duennschichtwiderstand und fertigungsverfahren fuer duennschichtwiderstaende mit gesteuertem widerstandstemperaturkoeffizienten
DE2449949C2 (de) Halbleitervorrichtung
DE102005026731B4 (de) Mehrschichtchipvaristor
DE4440005C2 (de) Siliziumnitridkeramikheizer und Verfahren zu seiner Herstellung
DE3102197A1 (de) Verfahren zum herstellen eines fuehlers zum erfassen einer fluid-stroemungsgeschwindigkeit oder eines fluid-durchsatzes
DE3705279A1 (de) Widerstand in chip-form sowie verfahren zu dessen herstellung
DE3110580C2 (de) Wärmedruckkopf und Verfahren zu seiner Herstellung
EP0189087A1 (de) Spannungsabhängiger elektrischer Widerstand (Varistor)
DE3326716C2 (de)
DE2436911B2 (de) Verfahren zur herstellung von duennschicht-heissleiterelementen auf der basis von vanadiumoxidmaterial
DE3725455A1 (de) Elektrisches vielschichtbauelement mit einem gesinterten, monolithischen keramikkoerper und verfahren zur herstellung des elektrischen vielschichtbauelementes
DE2752559B2 (de) Dickschichtvaristor
DE3823620C2 (de)
DE3334922A1 (de) Widerstand mit einem einen hohen widerstand aufweisenden film und verfahren zu dessen herstellung
DE3833289A1 (de) Hitzdraht-luftdurchflussmesser, verfahren zu seiner herstellung und seine verwendung
WO2001082314A1 (de) Elektrisches bauelement, verfahren zu dessen herstellung und dessen verwendung
DE2852590A1 (de) Pasten fuer elektrische leiter
DE3722576C2 (de)
EP1774543B1 (de) Elektrisches bauelement und verfahren zur herstellung eines elektrischen bauelements
DE2548019A1 (de) Keramisches heizelement
DE3900741A1 (de) Verfahren zum abschliessen eines bleigefuellten kondensators und danach hergestellter kondensator
DE4108514A1 (de) Widerstandselement mit zuleitungen
DE2309214B2 (de) Verfahren zur Herstellung eines Widerstandes mit unterteilter Widerstandsschicht
DE2445659C2 (de) Metalloxid-Varistor
DE2606963A1 (de) Verfahren zur herstellung einer dickschichtschaltung auf ein vorzugsweise aus einer oxidkeramik bestehendes traegerplaettchen

Legal Events

Date Code Title Description
8139 Disposal/non-payment of the annual fee