DE2936013A1 - Platinum thin film resistor for resistance thermometers - where film is deposited on substrate by sputtering in inexpensive gas mixt. of krypton and xenon - Google Patents

Platinum thin film resistor for resistance thermometers - where film is deposited on substrate by sputtering in inexpensive gas mixt. of krypton and xenon

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DE2936013A1
DE2936013A1 DE19792936013 DE2936013A DE2936013A1 DE 2936013 A1 DE2936013 A1 DE 2936013A1 DE 19792936013 DE19792936013 DE 19792936013 DE 2936013 A DE2936013 A DE 2936013A DE 2936013 A1 DE2936013 A1 DE 2936013A1
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xenon
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Dipl.-Phys. Dr. Dietrich 8672 Selb Hoeffgen
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Draloric Electronic GmbH
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Draloric Electronic 8500 Nuernberg GmbH
Draloric Electronic GmbH
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01K7/00—Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements
    • G01K7/16—Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements using resistive elements
    • G01K7/18—Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements using resistive elements the element being a linear resistance, e.g. platinum resistance thermometer

Abstract

The resistor consists of a substrate made of insulating material and coated with a thin film of platinum obtd. by cathodic sputtering in a gas mixt. of krypton and xenon, which also contains oxygen. The oxygen is pref. at an accurately specified partial pressure. The mfg. cost of the resistor is reduced by using an inexpensive gas mixt. of Kr and Xe. The mixt. is generally known as "lamp gas", it is used to fill incandescent electric lamps.

Description

Verfahren zur Herstellung eines Schichtwider- Process for the production of a layer resist

standes als Meßwiderstand für Widerstandsthermometer. stood as a measuring resistor for resistance thermometers.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Schichtwiderstandes als Meßwiderstand für widerstandsthermometer gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.The invention relates to a method for producing a sheet resistor as a measuring resistor for resistance thermometer according to the preamble of claim 1.

i@ @rartiges Verfahren ist aus der DE-As 2 558 752 bekannt. Dort wird beim Kathodenzerstäuben des Platins @@s @delgashaltige Atmosphäre ein Krypton - Sauestoffgemisch oder ein Xenon-Sauestoffgemisch verwendet. A similar method is known from DE-As 2,558,752. there When the platinum @@ s @delgas-containing atmosphere is sputtered, it becomes a krypton - Oxygen mixture or a xenon-oxygen mixture is used.

@@t jedoch bekannt, daß Krypton ein sehr teures @@terial i t. Die Verwendung von Krypton bei der Platin-@@n@@enzerstäubung wirkt sich daher negativ auf die @@kulation der eingangs genannten Meßwiderstände aus. However, it is known that krypton is a very expensive material. the The use of krypton in platinum atomization therefore has a negative effect on the @@ calculation of the measuring resistors mentioned at the beginning.

Be@@nerkömmlichen Meßwiderständen für Widerstandasthermometer sind dünne Drähte oder Bänder aus Platin, die in definierten Widerstandswert und einen hohen Temperaturkoefizienten (TK) des elektrischen Widerstandes besitzen, aus elektrisch nichtleitende träger aufgebrahct oder darin eingebettet.Be @@ n conventional measuring resistors for resistance thermometers are thin wires or strips of platinum, which have a defined resistance value and a have high temperature coefficients (TK) of electrical resistance, from electrical non-conductive supports or embedded in it.

Der Widerstandswert bei 0° C (RO) und der Temperaturkoeffizient des elektrischen Widerstandes zwischen 0 und 100 ° o (TK) dieser Platinmeßwiderstände ist in allen wichtigen Industrieländern genormt, in Deutschland beispielsweise durch DIN 43760. In dieser Norm werden folgende Werte festgelegt: R0 = (100 # 0,1) Ohm und TK - (3,850 t 0,012) 10-3 ³ pro ° C. In den entsprechenden Normen anderer Lander sind ähnliche Werte enthalten.The resistance value at 0 ° C (RO) and the temperature coefficient of the electrical resistance between 0 and 100 ° o (TK) of these platinum measuring resistors is standardized in all important industrial countries, in Germany for example by DIN 43760. The following values are specified in this standard: R0 = (100 # 0.1) Ohm and TK - (3.850 t 0.012) 10-3 ³ per ° C. In the corresponding norms of other countries similar values are included.

Clese Normen werden von den heute üblichen Meßwiderständen mit Drahtmaterial erfüllt, doch ist die Anwendung der mit Platindrähten ausgestatteten'Widerstandsthermometer in der Praxis begrenzt. So besitzen solche Meßwiderstände beispielsweise relativ lange Ansrechzeiten und sind nicht unterhalb einer gewissen Größe herstellbar, da für die Einhaltung des Ro-Wertes eine bestimmte Drahtlänce erforderlich ist.Clese standards are based on the measuring resistors with wire material that are customary today fulfilled, but the application of the resistance thermometer equipped with platinum wires limited in practice. Such measuring resistors have, for example, relative long approach times and cannot be produced below a certain size because a certain wire length is required to maintain the Ro value.

Es ist auch bekannt, Meßwiderstände für Widerstands-@@@ otor zu verwenden, bei denen auf einen elektrisch r@@n @te@den Träger ein dünne Platinschicht durch @@@ @@@ @@@ @@@ @@st@@@ung auf@@@racht ist, welche die gesamte Oberfläche des Trägerkörpers oder nur partielle Bereiche bedecken kann.It is also known to use measuring resistors for resistance - @@@ otor, in which a thin layer of platinum passes through the carrier on an electrically r @@ n @ te @ @@@ @@@ @@@ @@@ @@ st @@@ ung on @@@ racht is covering the entire surface of the carrier body or can cover only partial areas.

Diese bekannten Meßwiderstände mit dünnen Überzügen aus Platin erreichen jedoch nicht zuverlässig den von dr Deutschen Industrie-Norm und anderen Normen vorgeschriebenen Temperaturkoeffizienten von 3,350 1O 3 pro ° C. Solche Meßwiderstände haben daher bisher kaum eine Verwendung in der Praxis gefunden.These known measuring resistors can be achieved with thin platinum coatings however not reliable those of the German industrial norm and other norms prescribed temperature coefficient of 3.350 1O 3 per ° C. Such measuring resistors have therefore hardly found any use in practice so far.

Zs ist auch schon vorgeschlagen worden, Menwiderstünde zu verwenden, bestehend aus.einem Isolierkörper als Träger und einer dünnen Platinschicht als Widerstandsmaterial, wobei als Träger für die Platinschicht ein Werkstoff verwendet werden muß, der zwischen 0 und 10000 C einen größeren thermischen Ausdehnungskoeffizienten als Platin besitzt. Diese Meßwiderstände sind jedoch in der Trägerauswahl werkstoffmäßig beschränkt Bei Dünnfilmwiderständen, bei denen man im Gegensitz zu Meßwiderständen für Widerstandsthermometer sehr hohe Widerstandswerte und möglichst geringe Temperaturkoeffizienten des elektrischen Widerstandes erzielen will, ist es auch bekannt, zur Einlagerung von Fremdatomen die Widerstandsschichten in einer Argon-Sauerstoffatmosphäre durch Kathodenzerstäubung aufzubringen.It has also been suggested to use men resistance, consisting of an insulating body as a carrier and a thin platinum layer as a Resistance material, a material used as a support for the platinum layer must be, which between 0 and 10000 C has a greater coefficient of thermal expansion owns as platinum. However, these measuring resistors are material-wise in the carrier selection limited in the case of thin film resistors, which are the opposite of measuring resistors for resistance thermometers very high resistance values and the lowest possible temperature coefficients wants to achieve the electrical resistance, it is also known for storage of foreign atoms the resistance layers in an argon-oxygen atmosphere to be applied by cathode sputtering.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Verfahren der eingangs genannten Art dahingehend zu optimieren, daß die verwendete edelgashaltige Atmosphäre preisgünstiger ist als die bekannte Atmosphäre zur Kathodenzerstäubung.The invention is based on the object of the method of the opening paragraph to optimize mentioned type in such a way that the noble gas-containing atmosphere used is cheaper than the familiar atmosphere for cathode sputtering.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst.According to the invention, this object is achieved by the characterizing features of claim 1 solved.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile liegen insbsondere darin, daß die erfindungsgemäß zu verwendende Mischatmosphäre aus Krypton und Xenon preisgünstiger ist, als eine reine Krypton - bzw. Xenonatmosphäre. Diese preisgünstige Mischatmosphäre wird seit langer Zeit auch als " Lampengas ", d. h. zur Füllung von Glühlampen verwendet.The advantages achieved with the invention are in particular: that the mixed atmosphere of krypton and xenon to be used according to the invention is cheaper is than a pure krypton or xenon atmosphere. This inexpensive mixed atmosphere has long been called "lamp gas", i. H. used to fill incandescent lamps.

Um einen ausreichend hohen Widerstandswert zu erzielen, muß die Platinschicht eine mäanderförmige Leiterbahn erhalten.In order to achieve a sufficiently high resistance value, the platinum layer must a meandering one Track received.

Dies läßt sich bei hinreichend dünnen Platinschichten durch das aus der Mikroelektronik bekannte Photo-Ätzverfahren erreichen. Der Platinfilm wird mit einelm photoempfindlichen Lack überzogen und 1n diesem durch patielles Abdecken, Belichten und ntwickeln die gewünschte Struktur erzeugt. Durch Ionenätzen oder andere Verfahren lassen sich die gewünschten Leiterbahnen in der Platinschicht herstellen.If the platinum layers are sufficiently thin, this can be achieved through the achieve photo-etching processes known from microelectronics. The platinum film is with coated with a photosensitive varnish and in this by partial covering, Exposure and development creates the desired structure. By ion etching or others The desired conductor tracks can be produced in the platinum layer using this method.

Die erfindungsgemäß hergestellten Meßwiderstände liegen zunächst als Plottchen vor; sie werden anschließend mit Zuleitungsdrähten versehen und können dann durch eine Isolierschicht geschützt al Flachmeßwiderstände eingesetzt ocer aber in Keramik röhrchen eingekittet oder eingeschmolzen werde. Auf diese Weise lassen sich Platinmeßwiderstände mit bisher nicht erreichbaren geringen Dimensionen und mit niedrigeren Kosttn herstellen.The measuring resistors produced according to the invention are initially as Plottchen before; they are then provided with lead wires and can then protected by an insulating layer al flat measuring resistors used ocer but cemented or melted in ceramic tubes. In this way platinum measuring resistors with previously unattainable small dimensions can be used and produce them at a lower cost.

Claims (1)

P A T E N T A N S P R Ü C H E : 1. Verfahren zur Herstellung eines Schichtwiderstandes als Meßwiderstand für Widerstandsthermometer aus einem Träger aus Isoliermaterial und einer dünnen Widerstandsschicht aus Platin, durch Kathodenzerstäubung in einer Krypton - Xenon - Sauerstoff -Atmosphäre und anschließender Nachtemperung der aufgestäubten Widerstandsschicht, d a a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t daß eine Krypton - Xenon - Mischatmosphäre verwendet wi 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Krypton - Xenon - Mischatmosphäre einen genau definierten Sauerstoffpartialdruck besitzt.P A T E N T A N S P R Ü C H E: 1. Method of making a Sheet resistor as a measuring resistor for resistance thermometers from a carrier made of insulating material and a thin resistance layer made of platinum, by cathode sputtering in a krypton - xenon - oxygen atmosphere and subsequent post-curing the sputtered-on resistive layer, d u r c h e k e n n n z e i c h n e t that a krypton-xenon mixed atmosphere is used 2. Procedure according to claim 1, characterized in that the krypton-xenon mixed atmosphere has a precisely defined oxygen partial pressure.
DE19792936013 1979-09-06 1979-09-06 Platinum thin film resistor for resistance thermometers - where film is deposited on substrate by sputtering in inexpensive gas mixt. of krypton and xenon Withdrawn DE2936013A1 (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3906405A1 (en) * 1989-03-01 1990-09-06 Leybold Ag METHOD FOR PRODUCING A LAYER RESISTOR

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