DE3784705T2 - Mit einem duennschichtleiter versehener elektrischer widerstand und kraftsensor. - Google Patents

Mit einem duennschichtleiter versehener elektrischer widerstand und kraftsensor.

Info

Publication number
DE3784705T2
DE3784705T2 DE8787906936T DE3784705T DE3784705T2 DE 3784705 T2 DE3784705 T2 DE 3784705T2 DE 8787906936 T DE8787906936 T DE 8787906936T DE 3784705 T DE3784705 T DE 3784705T DE 3784705 T2 DE3784705 T2 DE 3784705T2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
film conductor
thin
thin film
electrodes
electrical resistor
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.)
Expired - Lifetime
Application number
DE8787906936T
Other languages
English (en)
Other versions
DE3784705D1 (de
Inventor
Setsuo Kodato
Masao Nakamura
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.)
Anritsu Corp
Original Assignee
Anritsu 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 Anritsu Corp filed Critical Anritsu Corp
Application granted granted Critical
Publication of DE3784705D1 publication Critical patent/DE3784705D1/de
Publication of DE3784705T2 publication Critical patent/DE3784705T2/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01C—RESISTORS
    • H01C1/00—Details
    • H01C1/14—Terminals or tapping points or electrodes specially adapted for resistors; Arrangements of terminals or tapping points or electrodes on resistors
    • H01C1/142—Terminals or tapping points or electrodes specially adapted for resistors; Arrangements of terminals or tapping points or electrodes on resistors the terminals or tapping points being coated on the resistive element
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R1/00—Details of instruments or arrangements of the types included in groups G01R5/00 - G01R13/00 and G01R31/00
    • G01R1/20—Modifications of basic electric elements for use in electric measuring instruments; Structural combinations of such elements with such instruments
    • G01R1/203—Resistors used for electric measuring, e.g. decade resistors standards, resistors for comparators, series resistors, shunts
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R19/00—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof
    • G01R19/02—Measuring effective values, i.e. root-mean-square values
    • G01R19/03—Measuring effective values, i.e. root-mean-square values using thermoconverters
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R19/00—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof
    • G01R19/22—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof using conversion of ac into dc
    • G01R19/225—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof using conversion of ac into dc by means of thermocouples or other heat sensitive elements
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01C—RESISTORS
    • H01C7/00—Non-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
    • H01C7/006—Thin film resistors
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N10/00—Thermoelectric devices comprising a junction of dissimilar materials, i.e. devices exhibiting Seebeck or Peltier effects
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N10/00—Thermoelectric devices comprising a junction of dissimilar materials, i.e. devices exhibiting Seebeck or Peltier effects
    • H10N10/80—Constructional details
    • H10N10/81—Structural details of the junction
    • H10N10/817—Structural details of the junction the junction being non-separable, e.g. being cemented, sintered or soldered

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Thermistors And Varistors (AREA)
  • Measuring Temperature Or Quantity Of Heat (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft einen elektrischen Widerstand mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.
  • Ein solcher elektrischer Widerstand ist aus dem im folgenden Paragraphen beschriebenen Stand der Technik bekannt.
  • Zur Herstellung eines solchen elektrischen Widerstands auf dem Gebiet der Mikroelektronik werden eine aufgedampfte Nickelchromschicht und eine Tantalnitridschicht verwendet. Diese Dünnschichten stellen die Leistungsfähigkeit der Photolithographie dar. Allerdings muß die Oberfläche eines Substrats, das zur Bildung eines Widerstandes eingesetzt wird, feinkörnig sein, da die Dicke der Schicht ungefähr 200 Aº ist, wenn gute Hochfrequenzeigenschaften erhalten werden sollen. Diese Schichten weisen einen weiteren Nachteil auf, in dem die Temperatur zur Verschlechterung der Schichtqualität nur ungefähr 200 ºC beträgt. Diese niedrige Verschlechterungstemperatur führt dazu, daß die Ausbrenntemperatur niedrig ist. Daher ist die Arbeitsumgebung für elektrische Widerstände deutlich beschränkt gewesen, wenn die bekannten Dünnschichtwiderstandsmaterialien verwendet wurden.
  • Bezüglich des Kraftsensors hat ein Erfinder dieser Erfindung in der japanischen Offenlegungsschrift Nr. 84-23263 ein Thermoelement offenbart, das durch Verbindung einer aus amorphen und mikrokristallinen Phasen gemischten Kristallschicht mit einer Metallwiderstandsschicht hergestellt ist. Ein Kraftdetektor mit diesem Thermoelement ist für stabile Messungen von hohen Kräfte geeignet. Allerdings ist die Empfindlichkeit dieses Kraftdetektors mit dem Thermoelement zu niedrig, um eine stabile Messung durchzuführen und er weist eine geringe Linearität in der thermoelektrischen Kraft des Thermoelements auf, um geringe Leistungen wie beispielsweise 1 uW zu erfassen. US-Patent Nrn. 4835059 und 4766008, die von einem der Erfinder dieser Erfindung eingereicht wurden, offenbaren eine Si-Ge-Legierung für einen Dünnschichtleiter, in welchem die amorphen und mikrokristallinen Phasen koexistieren. Dieser Dünnschichtleiter weist eine relativ große Leitfähigkeit auf, auch wenn er aus einem halbleitenden Material hergestellt wurde. Allerdings ist der Temperaturkoeffizient ähnlich wie bei Metallen klein und es ergibt sich, daß die thermoelektrische Kraft (die Größe des Seebeck-Koeffizient) ähnlich wie bei Halbleitern groß ist. Daher ist die thermoelektrische Kraft groß. In den oben genannten Patenten wird die Anwendbarkeit für elektrische Widerstände und Kraftsensoren angezeigt. Dokument EP-A-0161556 und GB-A-2179790, welches nicht vorveröffentlicht ist, offenbaren einen Si-Ge-Legierungsleiter, in welchem die amorphe und mikrokristalline Phase koexistieren.
  • Im Hinblick auf den Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Dünnschichtwiderstand umfassend einen elektrischen Widerstand bereitzustellen, der überlegen in seinem photolithographischen Vermögen ist und bei hohen Temperaturen verwendet werden kann. Der Widerstand kann ein isolierendes Substrat verwenden, muß nicht notwendigerweise eine feinkörnige Textur aufweisen und kann aus nahezu allen möglichen Materialien bestehen, die die notwendigen Charakteristika zur Anwendung bei einer Vielzahl von Frequenzen aufweisen, die vom Gleichstrom bis zu einer Frequenz von 32 GHz reichen. Weiterhin ist der Widerstand einfach herzustellen. Die Aufgabe wird durch einen elektrischen Widerstand mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen werden in den abhängigen Ansprüchen offenbart.
  • Durch Verwendung des Dünnschichtleiters aus einer Legierung von hauptsächlich Silizium und Germanium, in dem die amorphe und mikrokristalline Phase koexistieren, ist der Temperaturkoeffizient der Leitfähigkeit gering und die Leitfähigkeit ist im wesentlichen konstant vom Gleichstrom bis Frequenzen bis zu 32 GHz.
  • Der oben genannte Legierungsdünnschichtleiter wird unter Verwendung von mikroelektrischen Verfahren wie Plasma-CVD-Verfahren und photounterstützten CVD-Verfahren entsprechend zum US-Patent Nr. 47 66 008 hergestellt.
  • Der entssprechend hergestellte Dünnschichtleiter aus Si-Ge-Legierung weist eine Kristallinität (das Verhältnis von Mikrokristallen zur Gesamtheit) von 10 % bis 90 % auf. Die Mikrokristalle bestehen aus Silizium und Germanium. Die mittlere Korngröße beträgt ungefähr 50 bis 500 Aº. Die Leitfähigkeit beträgt wenigstens 0,1 Scm&supmin;¹ Das Verhältnis der Leitfähigkeitsänderung im Vergleich zur gemessenen Frequenz ist kleiner als 20 % (weniger als 1 dB) zwischen Gleichstrom und 32 GHz.
  • Dieser elektrische Widerstand weist den oben erwähnten Dünnschichtleiter, zwei erste Elektroden und eine zweite Elektrode auf, die alle auf einem isolierenden Substrat angeordnet sind. Der Dünnschichtleiter weist einen trapezförmigen Abschnitt auf mit zwei zueinander parallelen Kanten und einer zu diesen unter einem rechten Winkel angeordneten Kante. Die erste Elektrode weist eine rechteckförmige Form länger als die zwei parallelen Kanten des Dünnschichtleiters auf. Jeder der ersten Elektroden ist mit einem Abschnitt in Kontakt mit den zwei parallelen Kanten des Dünnschichtleiters und weist einen über den Dünnschichtleiter hervorstehenden Abschnitt auf. Die zweite Elektrode ist unter einem rechten Winkel mit der Seite mit den zwei parallelen Kanten in Kontakt und zwischen dem überstehenden Abschnitt der ersten Elektroden und in bestimmten Abständen zu den ersten Elektroden angeordnet. Diese Elektroden, die die Eingabe- und Ausgabeanschlüsse für Strom bilden, sind so strukturiert, daß es dem elektrischen Widerstand ermöglicht wird, das Stromübertragungsphänomen des Dünnschichtleiters zu verwenden.
  • Aufgrund des elektrischen Widerstands dieser Erfindung ist es möglich:
  • (1) einen elektrischen Widerstand mit einem im wesentlichen konstanten Widerstandswert im Verhältnis zur Frequenzänderung von Gleichstrom bis 32 GHz zu erhalten;
  • (2) einen elektrischen Widerstand herzustellen, der oberhalb 600 ºC stabil ist, indem er eine mehrschichtig aufgedampfte Schicht aus Chrom/Platin als Elektroden verwendet, die in der japanischen Patentanmeldung Nr. 85-274390 offenbart ist; und
  • (3) einen elektrischen Widerstand auf einem Substrat mit einem integrierten Schaltkreis zu bilden, der Charakteristika aufweist, die vom Gleichstrom bis zu einer Frequenz von bis zu 32 GHz anwendbar sind.
  • Fig. 1A eine Draufsicht auf ein Beispiel eines erfindungsgemäßen elektrischen Widerstandes;
  • Fig. 1B zeigt eine weitere Draufsicht auf ein Beispiel eines erfindungsgemäßen elektrischen Widerstandes;
  • Fig. 2 zeigt die Frequenzcharakteristik von Dunkelleitfähigkeit eines Dünnschichtleiters aus Si-Ge-Legierung gemäß der Erfindung;
  • Fig. 3 zeigt die Frequenzcharakteristik des Widerstandswertverhältnis des erfindungsgemäßen elektrischen Widerstands;
  • Fig. 4 zeigt einen Vergleich des Laser-Ramanspektrums des Dünnschichtleiters gemäß der Erfindung mit einem Dünnschichtwiderstand eines vergleichbaren Beispiels;
  • Fig. 5 zeigt einen Vergleich der Temperaturabhängigkeit der Dunkelleitfähigkeit des Dünnschichtleiters gemäß der Erfindung mit der eines Dünnschichtwiderstands eines vergleichbaren Beispiels.
  • Eine Ausführungsform des elektrischen Widerstands gemäß der Erfindung wird im folgenden beschrieben. Das Verfahren zum Auftragen eines Si-Ge-Legierungsdünnschichtleiters durch CVD (chemische Dampfabscheidung, Chemical Vapour Deposition) ist eine Technik der Mikroelektronik. Bei dieser Ausführungsform wird ein Plasma-CVD-Brennofen verwendet, der allgemein erhältlich ist. In ähnlicher Weise kann ein thermischer CVD-Brennofen oder ein photounterstützter CVD-Brennofen verwendet werden. Es ist nur notwendig, daß ein Brennofen verwendet wird, der zum Auftragen einer Legierungsdünnschicht bestehend aus einer amorphen Phase und einer mikrokristallinen Phase auf einem isolierenden Substrat geeignet ist. Bei dieser Ausführungsform wird eine p-Typ-Schicht gebildet. Allerdings kann durch das gleiche Verfahren auch eine n-Typ-Schicht gebildet werden. Isolierende Substrate wurden in dem Brennofen bereitgestellt, in dem eine Gasguelle eingeführt worden war. Die zu diesem Zweck verwendbaren Substrate zeigen eine isolierende Eigenschaft, wenigstens auf der Oberfläche, wie Glassubstrate, Glimmer, eine Polyimidschicht, verschiedene Typen von Halbleitersubstraten und mit einer isolierenden Dünnschicht bedeckte metallische Platten. Die in dieser Ausführungsform verwendeten, isolierenden Substrate müssen nicht notwendigerweise eine feinkörnige Oberflächentextur haben. Eine Gasmischung aus Silan (SiH&sub4;) und German (GeH&sub4;) wurde als in den Brennofen eingeführte Gasquelle vewendet. Durch Wasserstoff verdünntes Diboran (B&sub2;H&sub6;) wurde als p-Typdotiermittel verwendet. Ein Beispiel der Auftragungsbedingungen ist in Tabelle 1 dargestellt. Tabelle 1 Proben Nr. Gasflußverhältnis (SiH&sub4;/GeH&sub4;) Elektrischer Entladungsdruck (Torr) Entladungsleistung (W) Entladungsleistungsdichte (W/cm²) Substrattemperatur (ºC)
  • Die Charakteristika der auf solche Weise erhaltenen Dünnschichtleiter sind in dem vorhergehend beschriebenen US-Patent Nr. 4835059 angegeben.
  • Figur 4 zeigt ein Beispiel eines Laser-Ramanspektrums einer Si-Ge-Legierungsdünnschicht, die aus einer amorphen Phase und einer mikrokristallinen Phase gebildet ist, welche auf einem Glassubstrat unter den in Tabelle 1 angegebenen Bedingungen aufgetragen wurde. Das Kleinwinkelstreuungsverfahren wurde zum Erhalt von Daten als Meßtechnik verwendet. In Figur 4 stellt die Abszisse den Ramanshift (cm&supmin;¹) und die Ordinate die Ramanstärke (in optimalen Einheiten) dar. Die Wellenform A, B und C stellen Ramanspektra der aufgetragenen Schichten dar, die mit Entladungsleistungen von 15W, 80W und 300W erhalten wurden. Die Wellenform A, die ein breites Muster aufweist, zeigt an, daß die Si-Ge-Legierungsdünnschicht vollständig aus einer amorphen Phase besteht. Die Wellenform B und C mit scharfen Spitzen zeigen an, daß eine mikrokristalline Phase und eine amorphe Phase in der Legierungsdünnschicht koexistieren. Da die Ramanshifts in Wellenformen B und C Spitzenwerte aufweisen, die in der Nähe von 290 cm&supmin;¹, 400 cm&supmin;¹ und 490 cm&supmin;¹ liegen, ist die Annahme berechtigt, daß die Si-Ge-Legierungsdünnschichten hauptsächlich aus Ge-Ge-, Si-Ge- und Si-Si-Bindungen gebildet sind. Eine Röntgenaufnahme (nicht dargestellt) und die in Figur 4 dargestellten Ramanspektra zeigen an, daß die Si-Ge-Legierungsdünnschichten nur selten Cluster aufweisen, die nur aus Silikonmikrokristallen oder Germaniummikrokristallen gebildet sind, sondern stattdessen hauptsächlich nur aus Si-Ge-Legierung gebildeten Mikrokristallen zusammengesetzt sind.
  • Figur 5 zeigt ein Beispiel der Temperaturcharakteristik der Dunkelleitfähigkeit eines Si-Ge-Legierungsdünnschichtleiters. Die Abszisse stellt den reziproken Wert der absoluten Temperatur (1/T) und die ordinate die Dunkelleitfähigkeit (δD) dar.
  • Die Wellenform A zeigt eine Temperaturcharakteristik der Dunkelleitfähigkeit einer Si-Ge-Legierungsdünnschicht, die nur aus mit einer Entladungsleistung von 15 W aufgetragenen amorphen Phase gebildet ist. Die Figur zeigt, daß die Dunkelleitfähigkeit einer Legierungsdünnschicht der Wellenform A proportional zur -1/4ten Exponenten von (1/T) im Niedrigtemperaturbereich und zu (1/T) im Hochtemperaturbereich ist. Daraus ergibt sich, daß der elektrische Leitfähigkeitsmechanismus durch Hopping-Leitfähigkeit im Niedrigtemperatur- und durch Bandleitfähigkeit im hohen Temperaturbereich bestimmt wird. Diese Temperaturcharakteristika sind die gleichen wie bei der gut bekannten amorphen Siliziumschicht. Ein herausragendes Merkmal des Si-Ge-Legierungsdünnschichtleiters gemäß der Erfindung ist, daß der gemessene Absolutwert der Dunkelleitfähigkeit drei Größenordnungen höher als der der amorphen Si-Schicht ist. Wellenform B und C zeigen die Temperaturcharakteristika der Dunkelleitfähigkeit von zwei Si-Ge-Legierungsdünnschichten, die Mikrokristalle mit einer Kristallinität von 30 % und 90 % enthalten, die mit einer Entladungsleistung von 80W und 300W entsprechend aufgetragen wurden. Besonders sei angemerkt, daß die gemessene Dunkelleitfähigkeit größer als 100 S cm&supmin;¹ ist, die so hoch wie bei Halbmetallen ist, und daß die Temperaturveränderung der Dunkelleitfähigkeit geringer als 1 %/K ist. Eine solch stabile Dunkelleitfähigkeit, die nur wenig durch Temperaturänderungen beeinflußt ist, ist sehr vorteilhaft bei der Bildung von Dünnschichtwiderständen und IC-Chips mit hoher Genauigkeit. Bei Si-Ge-Legierungsdünnschichten mit einer Dunkelleitfähigkeit von mehr als 1 S cm&supmin;¹, die nicht im Diagramm dargestellt sind, welche unter den Auftragungsbedingungen nach Tabelle 1 gebildt wurden, wurde bestätigt, daß der Temperaturkoeffizient extrem gering, das heißt, kleiner als 1 %/K ist.
  • Figur 2 zeigt die Veränderungen der Frequenz der Dunkelleitfähigkeit einer Si-Ge-Legierungsdünnschicht, die unter den Auftragsbedingungen nach Tabelle 1 gebildet wurde. Die Ordinate dieser Figur stellt das Dunkelleitfähigkeitsverhältnis (%) und die Abszisse die Meßfrequenz (Hz) dar. Die schwarzen Punkte zeigen die Frequencharakteristik eines unter den Auftragsbedingungen A aufgetragenen Beispiels. Anhand der schwarzen Punkte ist sichtbar, daß die Dunkelleitfähigkeit bei ungefähr 200 kHz abzunehmen beginnt und bei 4 MHz um mehr als 10 Prozent abgenommen hat. Die weißen Punkte stellen die Frequenzcharakteristika von unter den Auftragunsbedingungen B und C aufgetragenen Mustern dar. In diesem Fall ist die Dunkelleitfähigkeit bis zu 4 MHz konstant und beginnt bei 10 MHz leicht anzuwachsen. Dies entspricht den Veränderungen der Si-Ge-Legierungsdünnschicht von der amorphen Phase zur mikrokristallinen phase, wie es in Figur 4 gezeigt ist. Folglich bleibt die Dunkelleitfähigkeit der Schicht innerhalb eines zweiten Bereichs von Frequenzen konstant, wenn die Si-Ge-Legierungsdünnschicht eine mikrokristalline Phase enthält, wobei der Frequenzbereich vom Gleichstrom bis zu hohen Frequenzen reicht.
  • Figur 1A zeigt einen elektrischen Widerstand, der aus einem Si-Ge-Legierungsdünnschichtleiter gemäß der Erfindung gebildet ist. Die Figur zeigt die Anwendung des elektrischen Widerstands als einen Anschlußwiderstand, der in einem weiten Frequenzbereich vom Gleichstrom bis zu hohen Frequenzen eingesetzt wird und in coplanaren Mikrostreifenleitungen aufgetragen ist. In diesem elektrischen Widerstand 11, der auf einem isolierenden Substrat 12 aufgetragen ist, ist ein Si-Ge-Legierungsdünnkristallschichtleiter 13 enthalten, in dem die amorphe Phase und die mikrokristalline Phase ,wie vorstehend beschrieben, koexistieren. Der Schichtleiter ist rechteckförmig mit Breite D und L. Die zwei ersten Elektroden 14A und 14 B sind parallel auf dem isolierenden Substart angeordnet. Die ersten Elektroden sind rechteckförinig und ihre Länge ist größer als die Länge des Si-Ge-Legierungsdünnschichtleiters. Erste Elektroden 14A und 14B sind teilweise in Kontakt mit den zwei parallelen Seitenflächen des Si-Ge-Legierungsdünnschichtleiters. Die verbleibenden Teile der ersten Elektroden erstrecken sich über den Si-Ge-Legierungsdünnschichtleiter. Die zweite Elektrode 15 ist ebenfalls auf dem isolierenden Substrat angeordnet und ist rechteckförmig mit Breite 2d, die geringer ist als der Raum D (die Breite des Si-Ge-Legierungsdünnschichtleiters) zwischen den ersten Elektroden. Die Elektrode, die in Kontakt mit der Seite des Si-Ge-Legierungsdünnschichtleiters ist, die im rechten Winkel zu den Seiten verläuft, mit denen die ersten Elektroden in Kontakt sind, ist zwischen den gegenüberliegenden, überstehenden Teilen der ersten Elektroden 14A und 14B angeordnet, wobei diese einen Freiraum zu den ersten Elektroden aufweist. Wie sich aus der Figur ergibt, liegen die Kopf enden der ersten Elektroden 14A und 14B und der zweiten Elektrode 15 auf der gleichen Geraden. Die ersten Elektroden entsprechen dem äußeren Leiter eines Koaxialkabels und die zweite Elektrode dessen innerem Leiter. Der Raum D zwischen den ersten Elektroden und die Breite 2d der zweiten Elektrode bestimmt die charakteristische Impedanz des Kabels sowie die relative dielektrische Konstante des Substrats. Die Länge L des Si-Ge-Verbindungsdünnschichtleiters, das heißt des Schichtwiderstands, wird unter Berücksichtigung des Schwächungsfaktors bestimmt. Ein Entwurfsbeispiel wird im folgenden dargestellt. Der Flächenwiderstand des Dünnschichtleiters beeinflußt im allgemeinen nicht die Frequenzcharakteristika der charakterischen Impedanz und des Schwächungsfaktors. Allerdings wurde festgestellt, daß bei einem Entwurfsbeispiel mit D = 2d und L 0.7D unter Verwendung eines einfachen Modells, das in diesem Fall das Modell nicht für ultrahohe Frequenzen gilt. Die oben stehenden Frequenzcharakteristika wurden durch die Eigenschaften des Widerstands bestimmt und der Schwächungsfaktor war größer als 20 dB bei ultrahohen Frequenzen.
  • Die wirklichen Dimensionen eines Dünnschichtwiderstands werden durch die Konfiguration der verwendeten koaxialen Leitung bestimmt. Im allgemeinen werden Dünnschichtwiderstände von ungefähr D = 3,5 mm verwendet. Figur 3 zeigt das Verhältnis der Veränderung des Widerstandswerts (Widerstandswert-Verhältnis) des elektrischen Widerstandes aus Figur 1A in Abhängigkeit von der Freguenz. Die Ordinate stellt das Widerstandswertverhältnis (Prozent) und die Abszisse die gemessene Frequenz (Hz) dar. Mittels dieser Figur wird bestätigt, daß der elektrische Widerstand gemäß der Erfindung einen nahezu konstanten Widerstand bis zu 32 GHz zeigt.
  • Der oben genannte elektrische Widerstand gemäß der Erfindung kann in einfacher Weise durch Aufbringen eines amorphen Si-Ge-Verbindungsdünnschichtleiters unter Verwendung des Plasma-CVD-Verfahrens einer Mikroverfahrenstechnik unter Verwendung von Photolithography und einer Metallschichtauftragtechnik unter Verwendung von Dampfabscheidung aufgetragen werden.
  • Metallschichten, die zur Bildung der ersten und zweiten Elektroden verwendet werden, enthalten eine aufgedampfte Aluminiumschicht, aufgedampfte Nickelchrom/Gold Mehrschichten und aufgedampfte Chrom/Platin Mehrschichten. Die Chrom/Platin mehrschichtigen aufgedampften Schicht ist im Vergleich zu den anderen stabil und einsetzbar bei Temperaturen oberhalb von 600 ºC. Dies ergibt sich aus der japanischen Patentanmeldung Nr. 85-274390 (Titel der Erfindung: Ohmsche Verbindungseinrichtung), die auf den Erfinder dieser Erfindung zugeht. Die Auftragungsbedingungen für den oben genannten amorphen Si-Ge-Verbindungsdünnschichtleiters durch Plasma-CVD-Verfahren werden durch das Flußverhältnis von SiH&sub4;/GeH&sub4; zu Trägergas (H&sub2;), Entladungsdruck, Entladungsleistung und Substrattemperatur bestimmt. Diese Schicht kann unter anderen Bedingungen als den in Tabelle 1 gegebenen, gebildet werden. Besonders bei SiH&sub4;/GeH&sub4; = 0,1 bis 100, Entladungsdruck: 0,1 bis 10 Torr, Entladungsleistung: 0,1 bis 10 W/cm², Substrattemperatur: 300 º bis 500 ºC.
  • Bei einem photounterstützten CVD-Verfahren kann der Verbindungsdünnschichtleiter bei einer niedrigen Temperatur, beispielsweise bei einer Substrattemperatur von ungefähr 200 ºC gebildet werden.
  • Die Erfindung ist nicht auf das Ausführunsbeispiel nach Figur 1A beschränkt. Beispielsweise kann der Dünnschichtleiter hexagonal geformt sein, wie es in Figur 1B dargestellt ist. Dabei sind schräge Seiten zwischen zwei zueinander parallelen Seiten gebildet und die Seite unter rechten Winkel zu diesen zwei Seiten und die letztere einzelne Seite ist kürzer als der Abstand zwischen den zwei parallelen Seiten. Wenn eine Einrichtung so hergestellt wird, daß der Si-Ge-Legierungsdünnschichtleiter aus Figur 1A symmetrisch zum rechten Ende des rechteckförmigen Si-Ge-Verbindungsdünnschichtleiters gebildet ist, wird die hergestellte Einrichtung ein Widerstandsdämpfer sein. Die abgeschwächte Größe des Widerstands ist zum größten Teil proportional zur Länge L. Selbst wenn die Länge L geändert wird, bleibt allerdings die charakteristische Impedanz unverändert.

Claims (6)

1. Ein elektrischer Widerstand (11) mit einem Dünnschichtleiter (13) umfaßt:
- ein isolierendes Substrat (12),
- einen auf dem isolierenden Substrat (12) aufgebrachten Dünnschichtleiter (13), und
- ein Paar von ersten Elektroden (14A, 14B),
dadurch gekennzeichnet, daß
der Dünnschichtleiter (13) ein Silizium-Germanium-Verbindungsschichtleiter enthält, indem die amorphen und mikrokristallinen Phasen koexistieren, wobei der Dünnschichtleiter (13) in Draufsicht zwei zueinander parallele Seiten und eine zu den parallelen Seiten unter einem rechten Winkel angeordnete Seite aufweist, daß das Paar von ersten Elektroden (14A, 14B) parallel auf dem isolierenden Substrat angeordnet ist, wobei die ersten Elektroden (14A, 14B) eine rechteckige Form mit einer Länge des Rechtecks länger als die beiden parallelen Seiten des Dünnschichtleiters (13) aufweisen, von denen ein Abschnitt in Kontakt mit einer entsprechenden der beiden parallelen Seiten des Dünnschichtleiters (13) und ein Abschnitt über den Dünnschichtleiter hervorsteht, und daß eine zweite Elektrode (15) auf dem isolierenden Substrat (12) zwischen dem überstehenden Abschnitten der ersten Elektroden (14A, 14B) angeordnet ist und in Kontakt mit einer Seite des Dünnschichtleiters (13) steht.
2. Der elektrische Widerstand (11) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Dünnschichtleiter (13) rechteckförmig ist.
3. Der elektrische Widerstand (11) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Dünnschichtleiter (13) hexagonal geformt ist und schräge Seiten zwischen den zwei zueinander parallelen Seiten und der zu diesen beiden Seiten unter einem rechten Winkel angeordneten Seite verlaufen, wobei eine Seite, die unter einem rechten Winkel zu beiden der parallelen Seiten angeordnet ist und mit der zweiten Elektrode (15) in Kontakt ist, kürzer als der Abstand zwischen den beiden parallelen Seiten ist.
4. Der elektrische Widerstand (11) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Dünnschichtleiter (13) eine Dunkelleitfähigkeit δD aufweist, die nicht kleiner als 1 S cm&supmin;¹ und einen Temperaturkoeffizienten der Dunkelleitfähigkeit nicht größer als 1 %/K aufweist.
5. Der elektrische Widerstand (11) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Widerstandswertverhältnis des Dünnschichtleiters (13) sich in einem Bereich von 1 dB bis zu 32 GHz ändert
6. Der elektrische Widerstand (11) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden (14A, 14B, 15) aus einer aufgedämpften Chrom/Platinschicht gebildet sind.
DE8787906936T 1986-10-24 1987-10-23 Mit einem duennschichtleiter versehener elektrischer widerstand und kraftsensor. Expired - Lifetime DE3784705T2 (de)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP25341286 1986-10-24
JP25368686 1986-10-27
PCT/JP1987/000812 WO1988003319A1 (en) 1986-10-24 1987-10-23 Electric resistor equipped with thin film conductor and power detector

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE3784705D1 DE3784705D1 (de) 1993-04-15
DE3784705T2 true DE3784705T2 (de) 1993-06-17

Family

ID=26541178

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE8787906936T Expired - Lifetime DE3784705T2 (de) 1986-10-24 1987-10-23 Mit einem duennschichtleiter versehener elektrischer widerstand und kraftsensor.

Country Status (4)

Country Link
US (2) US4963195A (de)
EP (1) EP0289618B1 (de)
DE (1) DE3784705T2 (de)
WO (1) WO1988003319A1 (de)

Families Citing this family (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5411600A (en) * 1992-06-03 1995-05-02 Eastman Kodak Company Ultrathin film thermocouples and method of manufacture
US5287081A (en) * 1993-01-13 1994-02-15 The United States Of America As Represented By The Secretary Of Commerce Multilayer thin film multijunction integrated micropotentiometers
US5393351A (en) * 1993-01-13 1995-02-28 The United States Of America As Represented By The Secretary Of Commerce Multilayer film multijunction thermal converters
US5370459A (en) * 1993-06-08 1994-12-06 Claud S. Gordon Company Surface temperature probe with uniform thermocouple junction
US6288321B1 (en) * 1996-02-07 2001-09-11 California Institute Of Technology Electronic device featuring thermoelectric power generation
US6469279B1 (en) * 1996-03-07 2002-10-22 Canon Kabushiki Kaisha Image heating apparatus and heater
US6518743B1 (en) 1998-05-28 2003-02-11 Anritsu Corporation Wide-band RF signal power detecting element and power detecting device using the same
FR2800470B1 (fr) * 1999-10-28 2002-01-11 Centre Nat Rech Scient Capteur d'ondes electromagnetiques.
US6327841B1 (en) * 1999-11-16 2001-12-11 Utilx Corporation Wire rope lubrication
US6759839B2 (en) 2000-01-11 2004-07-06 Anritsu Corporation Wide-band RF signal power detecting element and power detecting device using the same
EP1222669A1 (de) * 2000-06-02 2002-07-17 Koninklijke Philips Electronics N.V. Passives bauelement
US20050150537A1 (en) * 2004-01-13 2005-07-14 Nanocoolers Inc. Thermoelectric devices
US20060076046A1 (en) * 2004-10-08 2006-04-13 Nanocoolers, Inc. Thermoelectric device structure and apparatus incorporating same
US20070084499A1 (en) * 2005-10-14 2007-04-19 Biprodas Dutta Thermoelectric device produced by quantum confinement in nanostructures
WO2007047451A2 (en) * 2005-10-14 2007-04-26 Zt3 Technologies, Inc. Thermoelectric device produced by quantum confinement in nanostructures, and methods therefor
US20070084495A1 (en) * 2005-10-14 2007-04-19 Biprodas Dutta Method for producing practical thermoelectric devices using quantum confinement in nanostructures
US7559215B2 (en) * 2005-12-09 2009-07-14 Zt3 Technologies, Inc. Methods of drawing high density nanowire arrays in a glassy matrix
US8658880B2 (en) * 2005-12-09 2014-02-25 Zt3 Technologies, Inc. Methods of drawing wire arrays
US20070131269A1 (en) * 2005-12-09 2007-06-14 Biprodas Dutta High density nanowire arrays in glassy matrix
US7767564B2 (en) * 2005-12-09 2010-08-03 Zt3 Technologies, Inc. Nanowire electronic devices and method for producing the same
JP5487467B2 (ja) * 2008-06-16 2014-05-07 パナソニックヘルスケア株式会社 分析対象物の測定方法、バイオセンサおよび測定器
CN102222706B (zh) * 2011-06-28 2012-11-14 厦门市三安光电科技有限公司 一种高倍聚光太阳能电池芯片

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3898080A (en) * 1968-05-14 1975-08-05 Atomic Energy Authority Uk Germanium-silicon Thermoelectric elements
US3899359A (en) * 1970-07-08 1975-08-12 John Z O Stachurski Thermoelectric generator
US3899357A (en) * 1971-02-11 1975-08-12 Us Army Electrodes including mixed transition metal oxides
US3824521A (en) * 1973-09-24 1974-07-16 Tdk Electronics Co Ltd Resistor
SE7905248L (sv) * 1978-07-03 1980-01-04 Gulf & Western Mfg Co Sitskonstruktion
GB2061002B (en) * 1979-10-11 1983-10-19 Matsushita Electric Ind Co Ltd Method for making a carbide thin film thermistor
US4442449A (en) * 1981-03-16 1984-04-10 Fairchild Camera And Instrument Corp. Binary germanium-silicon interconnect and electrode structure for integrated circuits
US4424507A (en) * 1981-04-10 1984-01-03 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Thin film thermistor
JPS5923263A (ja) * 1982-07-30 1984-02-06 Anritsu Corp 電力検出器
US4454495A (en) * 1982-08-31 1984-06-12 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy Layered ultra-thin coherent structures used as electrical resistors having low temperature coefficient of resistivity
US4673957A (en) * 1984-05-14 1987-06-16 Energy Conversion Devices, Inc. Integrated circuit compatible thin film field effect transistor and method of making same
US4712085A (en) * 1984-10-30 1987-12-08 Tdk Corporation Thermistor element and method of manufacturing the same
GB8431071D0 (en) * 1984-12-08 1985-01-16 Univ Glasgow Alloys
JPH0754800B2 (ja) * 1985-03-14 1995-06-07 三井東圧化学株式会社 半導体薄膜の製造方法
JP2686928B2 (ja) * 1985-08-26 1997-12-08 アンリツ株式会社 シリコン・ゲルマニウム混晶薄膜導電体
JPH0758809B2 (ja) * 1985-12-06 1995-06-21 アンリツ株式会社 オ−ミツク接合装置
JPS62245602A (ja) * 1986-04-17 1987-10-26 鐘淵化学工業株式会社 温度検出器
US4759905A (en) * 1986-09-26 1988-07-26 General Electric Company Method for fabrication of low cost finely divided silicon-germanium and consolidated compacts thereof
JPH0810645B2 (ja) * 1988-04-21 1996-01-31 松下電器産業株式会社 薄膜サーミスタ

Also Published As

Publication number Publication date
EP0289618B1 (de) 1993-03-10
WO1988003319A1 (en) 1988-05-05
EP0289618A4 (en) 1990-12-12
EP0289618A1 (de) 1988-11-09
US5102470A (en) 1992-04-07
US4963195A (en) 1990-10-16
DE3784705D1 (de) 1993-04-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE3784705T2 (de) Mit einem duennschichtleiter versehener elektrischer widerstand und kraftsensor.
DE69615635T2 (de) Elektrisch modulierbare Wärmestrahlungsquelle
DE68921124T2 (de) Heizstreifen.
DE69620953T2 (de) Einzelelektron-Tunneleffektanordnung und Verfahren zur Herstellung
DE68918773T2 (de) Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung mit mindestens einer kleine Kontaktlöcher enthaltenden Leiterbahn.
DE3628513C2 (de) Dünnfilmleiter und Verfahren zu seiner Herstellung
DE69529712T2 (de) Kühlkörper aus synthetischer Diamantschicht
DE1903961B2 (de) Integrierte Halbleiterschaltung und Verfahren zu ihrer Herstellung
DE102016204201A1 (de) Silicidierte Nanodrähte für Nanobrücken-Weak-Links
DE3340563A1 (de) Zusammengefasste passive elektrische schaltungsbauteile und verfahren zu ihrer herstellung
DE3004149A1 (de) Verfahren zur reproduzierbaren herstellung metallischer schichten
EP0123309A2 (de) Verfahren zum Herstellen von stabilen, niederohmigen Kontakten in integrierten Halbleiterschaltungen
DE2719731A1 (de) Mehrschichtschaltung
DE68914361T2 (de) Mehrzahl von Dünnfilmfeldeffekttransistoren und Verfahren zu ihrer Herstellung.
DE69629882T2 (de) Dünnfilm-Mehrschichtelektrode und deren Herstellungsverfahren
DE19953161A1 (de) NTC-Thermistoren und NTC-Thermistorchips
DE69209205T2 (de) Verfahren zum Herstellung Nano-Dimenzion dünner Drähte und diese dünner Drähten enthaltenden Vorrichtungen
EP0154696B1 (de) Verfahren zur Kontrolle und Regelung der Zusammensetzung und der Schichtdicke von metallisch leitenden Legierungsschichten während ihrer Herstellung
EP0223163A1 (de) Leistungsmesssensor zum Messen von Hochfrequenzleistung
DE2530627A1 (de) Elektrische praezisionswiderstandsschaltung
DE3627213C2 (de)
DE68925392T2 (de) Analog-Digitalwandler
DE4213003C2 (de) Dielektrische Keramiken und elektronische Teile, die diese verwenden
DE2848141C2 (de)
EP0016263A1 (de) Dünnschichtwiderstand mit grossem Temperaturkoeffizienten und Verfahren zu dessen Herstellung