DE4005851A1 - METHOD FOR STABILIZING THICK FILM RESISTORS FROM A MULTI-COMPONENT RESISTANCE MATERIAL - Google Patents

METHOD FOR STABILIZING THICK FILM RESISTORS FROM A MULTI-COMPONENT RESISTANCE MATERIAL

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DE4005851A1 DE19904005851 DE4005851A DE4005851A1 DE 4005851 A1 DE4005851 A1 DE 4005851A1 DE 19904005851 DE19904005851 DE 19904005851 DE 4005851 A DE4005851 A DE 4005851A DE 4005851 A1 DE4005851 A1 DE 4005851A1
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Abstract

TiW silicide (N) films produced by PVD processes are particularly suitable for use as heating elements in electrothermal converters. To eliminate any electrical instability, the invention calls for the thin-film resistances to be subjected, before their planned use, to defined voltage pulses in order to produce a structural transformation in the resistance material.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Stabilisierung von Dünnschichtwiderständen aus einem mehrkomponentigen Wider­ standsmaterial, insbesondere aus TiW-Silizid(N), die durch PVD-Prozesse hergestellt und als Heizelemente bei elektrother­ mischen Wandlern einsetzbar sind.The invention relates to a method for stabilization of thin film resistors from a multi-component resistor Stand material, in particular made of TiW silicide (N), by PVD processes manufactured and as heating elements at elektrother mix converters can be used.

Dünnschichtwiderstände haben einen großen Anwendungsbereich in der heutigen Technik. Unter anderem werden sie als elektro­ thermische Wandler für Druckköpfe bzw. Druckkämme verwendet, die nach verschiedenen Druckverfahren, z. B. dem Thermodruck­ verfahren oder dem Tintenstrahldruckverfahren ("bubble-jet") arbeiten. Als Aktoren enthalten derartige Köpfe bzw. Kämme Heizelemente mit Dünnschichtwiderständen, deren Stabilität und Lebensdauer von entscheidender Bedeutung für die Qualität des Schriftbildes und die Lebensdauer des gesamten Druckwerkes ist.Thin film resistors have a wide range of applications in of today's technology. Among other things, they are called electro thermal converters used for print heads or print combs, which after various printing processes, e.g. B. thermal printing process or the inkjet printing process ("bubble-jet") work. Such heads or combs are included as actuators Heating elements with thin film resistors, their stability and Lifetime critical to the quality of the Typeface and the life of the entire printing unit is.

Ein mehrkomponentiges Widerstandsmaterial für obige Heizelemen­ te wird im einzelnen in der DE-OS 38 10 667 beschrieben. Es enthält in allgemeiner Form hochschmelzende Übergangsmetall-/ Nichtmetallverbindungen, die als Schichten durch Kathoden­ zerstäuben erzeugt werden und insbesondere aus vier oder fünf Komponenten bestehen und mindestens zwei Elemente, ausgewählt aus den Übergangsmetallen der vierten bis sechsten Nebengruppe des Periodensystems, und mindestens zwei nichtmetallische Ele­ mente der dritten bis fünten Hauptgruppe des Periodensystems enthalten. Die Herstellung solcher Widerstandsmaterialschich­ ten erfolgt nach der DE-OS 38 10 667 dadurch, daß zumindest die Metallkomponenten durch Sputtern von die Metallkomponenten enthaltenden Targets auf einem Träger abgeschieden werden und zumindest eine der Nichtmetallkomponenten in Form eines dieses Nichtmetall enthaltenden Gases der Sputteratmosphäre beige­ fügt wird.A multi-component resistance material for the above heating elements te is described in detail in DE-OS 38 10 667. It contains in general form high-melting transition metal / Non-metal compounds, which are layers through cathodes atomize are generated and especially from four or five Components exist and at least two elements selected from the transition metals of the fourth to sixth subgroup of the periodic table, and at least two non-metallic elements elements of the third to fifth main group of the periodic table contain. The production of such a resistance material layer ten takes place according to DE-OS 38 10 667 in that at least the metal components by sputtering the metal components  containing targets are deposited on a carrier and at least one of the non-metal components in the form of one of these Non-metal containing gas of the sputtering atmosphere beige is added.

Ein spezifisches Widerstandsmaterial für obige Heizelemente ist TiW-Silizid(N), das von einem Target der Zusammensetzung 90% WSi2 und 10% TiSi2 reaktiv in einer Argon-Stickstoff- Atmosphäre auf einen Träger ausgesputtert wird. Damit lassen sich Heizelemente herstellen, die sich für den Einsatz als elektrothermische Wandler bewährt haben. Bei solchen Wandlern dient bei elektrischer Belastung des Leiters die dadurch ent­ stehende Joule′sche Wärme zur Erzeugung von örtlich und zeit­ lich genau definierter Wärmeenergie. Derart aufgebaute Thermo­ wandler sind schnell ansprechbar, gut zu steuern und können daher überall dort Anwendung finden, wo eine relativ geringe Heizleistung erforderlich ist.A specific resistance material for the above heating elements is TiW silicide (N), which is sputtered onto a carrier by a target of the composition 90% WSi 2 and 10% TiSi 2 in an argon-nitrogen atmosphere. It can be used to produce heating elements that have proven themselves for use as electrothermal converters. In such transducers, the resulting Joule heat is used to generate locally and temporally precisely defined thermal energy when the conductor is subjected to an electrical load. Thermal transducers constructed in this way can be addressed quickly, are easy to control and can therefore be used wherever a relatively low heating output is required.

Dünnschichtwiderstände aus TiW-Silizid(N) haben sich zwar in der Praxis bereits weitgehend bewährt. Nachteilig sind aller­ dings noch folgende unerwünschte Eigenschaften, die sich durch eingehende Untersuchungen an solchen Widerständen ergeben haben:Thin film resistors made of TiW silicide (N) have indeed become already largely proven in practice. All are disadvantageous However, the following undesirable properties, which are characterized by detailed investigations on such resistors result to have:

  • - Der Temperaturkoeffizient von Dünnschichtwiderständen aus TiW-Silizid(N) ist negativ und liegt - wie "in situ"-Mes­ sungen an kompletten Dünnschichtschaltungen ergeben haben - in Abhängigkeit vom jeweiligen Dünnschichtsystem zwischen etwa -890 ppmK-1 und -540 ppmK-1. Die Erwärmung des Druck­ kopfes im Druckbetrieb führt demzufolge zu einer Wider­ standsabnahme. Obwohl diese Widerstandsabnahme reversibel ist, ergibt sich in der Konsequenz die Verminderung der Druckqualität und der Lebensdauer des gesamten Druckkopfes, weil die Heizelemente, welche mit Spannungspulsen konstanter Höhe angesteuert werden, überlastet werden. - The temperature coefficient of thin film resistors made of TiW silicide (N) is negative and is - as "in situ" measurements on complete thin film circuits have shown - depending on the respective thin film system between approximately -890 ppmK -1 and -540 ppmK -1 . The heating of the print head in printing operation consequently leads to a decrease in resistance. Although this decrease in resistance is reversible, the result is a reduction in the print quality and the service life of the entire printhead, because the heating elements, which are driven by voltage pulses of constant height, are overloaded.
  • - Unter elektrischer Belastung zeigen Heizelemente aus TiW- Silizid(N) weiterhin eine nicht reversible Abnahme des elektrischen Widerstandes, die auf Rekristallisations­ und Umordnungsvorgänge in der Widerstandsschicht zurückzu­ führen ist. Durch diesen Effekt kann unter den gegebenen Betriebsbedingungen des Druckkopfes eine Überlastung der Dünnschichtheizelemente bewirkt werden, welche die aktuelle Schriftqualität verschlechtert und insgesamt die Lebensdauer des Druckkopfes bzw. Druckkammes erheblich verkürzt.- Heating elements made of TiW Silicide (N) continues to show a non-reversible decrease in electrical resistance based on recrystallization and rearrangement processes in the resistance layer lead is. Due to this effect, among the given Operating conditions of the print head overload the Thin-film heating elements are caused, which is the current Font quality deteriorates and overall lifespan of the print head or print comb considerably shortened.

Beim Stand der Technik wird zwar bereits versucht, obige ne­ gative Eigenschaften durch eine mehrstündige Temperung der Heizelemente zu beseitigen. Die Temperung kann aber aufgrund des gesamten Schichtaufbaues nur bei Temperaturen bis zu ca. 450°C erfolgen, da ansonsten die übrigen Schichten ge­ schädigt würden. Versuche haben gezeigt, daß bei dieser Tem­ peratur auch nach mehrstündiger Lagerung keine durchgreifende Verminderung der störenden Effekte bei TiW-Silizid(N)-Wider­ standsschichten erreicht wird. Es erscheint daher beim Stand der Technik unumgänglich, eine Kompensation in der elektroni­ schen Ansteuerung des Druckers vorzunehmen, um den Einfluß des negativen Temperaturkoeffizienten im Dünnschichtwiderstand auf Schriftqualität und Lebensdauer des Druckers zu unterbinden. Letzteres erfordert aber neben einem zusätzlichen Regelsystem auch ein leistungsstärkeres Netzteil.In the prior art is already trying, ne above gative properties by tempering the for several hours Eliminate heating elements. The tempering can be due to of the entire layer structure only at temperatures up to approx. 450 ° C, otherwise the other layers are ge would be damaged. Experiments have shown that at this tem temperature is not drastic even after storage for several hours Reduction of the disruptive effects of TiW silicide (N) widers stand layers is reached. It therefore appears at the stand technology inevitable, a compensation in the electronics control of the printer to make the influence of negative temperature coefficient in the thin film resistor Prevent font quality and printer life. The latter, however, requires an additional control system also a more powerful power supply.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren zur Stabi­ lisierung von Dünnschichtwiderständen anzugeben, mit dem die unerwünschten Folgen des negativen Temperaturkoeffizienten be­ seitigt werden, ohne daß ein aufwendiger apparativer Aufwand für den Drucker benötigt wird.The object of the invention is therefore a method for stabilization lization of thin film resistors with which the undesirable consequences of the negative temperature coefficient be be eliminated without any complex equipment is needed for the printer.

Die Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die kon­ taktierten Dünnschichtwiderstände vor ihrem bestimmungsgemäßen Einsatz mit definierten Spannungspulsen zur Erzielung einer strukturellen Umwandlung im Widerstandsmaterial beaufschlagt werden. Dabei sind die Spannungspulse vorzugsweise rechteck­ förmig und haben eine Dauer zwischen 0,5 und 5 ms und eine Frequenz zwischen 50 Hz und 2 kHz. Die Beaufschlagung mit der­ artig definierten Spannungspulsen kann für einige Minuten erfolgen.The object is achieved in that the con  clocked thin film resistors before their intended Use with defined voltage pulses to achieve a structural transformation in the resistive material is applied will. The voltage pulses are preferably rectangular shaped and have a duration between 0.5 and 5 ms and one Frequency between 50 Hz and 2 kHz. The application of the Well-defined voltage pulses can last for a few minutes respectively.

Im Rahmen der Erfindung kommt es darauf an, pro Puls eine bestimmte Leistung zum Erreichen der strukturellen Umwandlung im Widerstandsmaterial umzusetzen. Diese Leistung und die sich dadurch in Abhängigkeit von der spezifischen Geometrie der Widerstandsschicht ergebene Spannung wird vorzugsweise mit Hilfe von Belastungskennlinien exakt gleich aufgebauter Dünnschichtwiderstände bestimmt. Insbesondere kommen hierbei Belastungskennlinien, die in sogenannten Step-Streß-Versuchen ermittelt werden, infrage. Derartige Versuche werden an unbe­ handelten Schichten durchgeführt, wobei die sich dort im Rahmen eines Plateaus ergebende Leistung für die Beaufschla­ gung mit den Spannungspulsen umgerechnet wird.In the context of the invention it is important to have one per pulse certain achievement to achieve the structural transformation to implement in the resistance material. This achievement and the this depends on the specific geometry voltage resulting from the resistive layer is preferred with the help of load characteristic curves of exactly the same structure Thin film resistors determined. In particular, come here Load characteristics in so-called step-stress tests be determined, in question. Such attempts are unbe traded shifts carried out, which are there in Service for the Beaufschla resulting from a plateau is converted with the voltage pulses.

Durch die erfindungsgemäße lokale elektrische Impulsbeauf­ schlagung der Dünnschichtwiderstände läßt sich also die er­ wünschte Strukturänderung erreichen. Dies erfolgt bei der Erfindung im Rahmen eines dynamischen Prozesses, während beim Stand der Technik die dort durchgeführte Temperung einen nur statischen Prozeß realisiert.By the local electrical impulse according to the invention striking the thin film resistors so he can achieve the desired structural change. This takes place at the Invention as part of a dynamic process, while at State of the art the annealing carried out there only one static process realized.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Beispiels, wozu auf die Figuren verwiesen wird. Es zeigenFurther details and advantages of the invention emerge from the following description of an example, for what the figures are referenced. Show it

Fig. 1 den Aufbau eines Thermodruckkopfes, Fig. 1 shows the structure of a thermal printhead,

Fig. 2 gemessene Widerstandsänderungen als Funktion der Tempe­ ratur bei Dünnschichtwiderständen des Standes der Technik und erfindungsgemäß behandelten Dünnschichtwiderständen und Fig. 2 measured resistance changes as a function of the temperature at thin film resistors of the prior art and thin film resistors treated according to the invention and

Fig. 3 Belastungskennlinien von Dünnschichtwiderständen zur Ermittlung der beim erfindungsgemäßen Verfahren umzusetzen­ den Leistung. Fig. 3 load characteristics of thin film resistors for determining the power to be implemented in the method according to the invention.

Bei dem gemäß Fig. 1 an sich bekannten Aufbau eines Thermowand­ lerelementes ist auf einem Substrat 1, welches z. B. aus einer Keramik bestehen kann, eine Wärmeisolationsschicht 2, bei­ spielsweise aus Glas, aufgebracht. Mit 3 ist eine dünne Schicht aus einem Widerstandsmaterial bezeichnet, welches insbesondere aus TiW-Silizid(N) bestehen kann. Darüber sind Leiterbahnen 4 aufgebracht. Die zwischen den Leiterbahnen 4 ausgesparte und mit Widerstandsmaterial 3 unterlegte Fläche 7 stellt die eigentliche Heizzone des Thermowandlers dar. Bei bekannten Aus­ führungen ist das Widerstandsmaterial 3 im Bereich dieser Flä­ che 7 mäanderförmig strukturiert, um einen möglichst geringen Leiterbahnquerschnitt zu erzielen. Bei Verwendung höherohmigen Widerstandsmaterials kann die Heizfläche auch ganzflächig mit Widerstandsmaterial bedeckt sein. Ein höherer Leiterbahnquer­ schnitt wird dann von dem höheren Widerstandswert des Materials ausgeglichen. Zum Schutz der Leiterbahnen 3 und 4 vor drohender Oxydation beim Betrieb des Thermowandlers mit entsprechender Tem­ peraturerhöhung der Teilenbereich der Fläche 7 ist eine Oxydations­ schutzschicht 5 vorgesehen. Weiterhin ist noch eine Abriebschutz­ schicht 6 aufgebracht, die mit der Schicht 5 eine Einheit bil­ den und z. B. aus gesputtertem Siliziumdioxid bestehen kann.Lerelementes In the FIG. 1 known structure of a thermal wall is on a substrate 1, z. B. can consist of a ceramic, a heat insulation layer 2 , for example made of glass, applied. 3 denotes a thin layer made of a resistance material, which can consist in particular of TiW silicide (N). Conductor tracks 4 are applied above this. The recessed between the conductor tracks 4 and underlaid with resistive material 3 surface 7 represents the actual heating zone of the thermal converter. Is guided In known from the resistive material 3 in the region of this FLAE che 7 meandering structure, in order to achieve the lowest possible conductor track cross section. If higher-resistance material is used, the entire heating surface can be covered with resistance material. A higher conductor cross section is then offset by the higher resistance value of the material. To protect the conductor tracks 3 and 4 from impending oxidation during operation of the thermal converter with a corresponding temperature increase in the temperature of the partial area of the surface 7 , an oxidation protection layer 5 is provided. Furthermore, an abrasion protection layer 6 is applied, the one with the layer 5 bil and z. B. may consist of sputtered silicon dioxide.

Materialauswahl und Herstellverfahren eines Thermodruckkopfes gemäß Fig. 1 werden im einzelnen in der DE-OS 38 10 667 beschrie­ ben. Die fertiggestellten Thermowandler werden dort einer Tem­ perung bei ca. 450°C unterzogen, wobei sich zu Beginn der ther­ mischen Belastung bereits eine wesentliche Widerstandsänderung ergeben soll. Bei weiterer Temperung scheint sich der Wider­ stand zwar stabilisieren, wobei aus der Fig. 2 der DE-OS 38 10 667 ersichtlich ist, daß im Ergebnis der Gleichgewichtszu­ stand noch nicht erreicht wird. Letzteres heißt aber, daß die die Stabilität der Heizelemente störenden strukturellen Um­ wandlungen durch die Temperung bei der Temperatur unter 450°C noch nicht realisiert werden konnten.Choice of material and manufacturing method of a thermal printing head according to Fig. 1 are described in detail in DE-OS 38 10 667 beschrie ben. The completed thermal transducers are subjected to a tempering at approx. 450 ° C, with a substantial change in resistance occurring at the beginning of the thermal load. At further tempering the resistance seems to be stabilizing, whereby from Fig. 2 of DE-OS 38 10 667 it can be seen that the result of the Gleichgewichtszu was not yet reached. The latter, however, means that the structural changes disturbing the stability of the heating elements could not yet be achieved by tempering at a temperature below 450 ° C.

Durch eine lokale elektrische Energiebeaufschlagung lassen sich nun höhere Temperaturen erreichen, die zur erwünschten Struk­ turänderung führen. Es wurde erkannt, daß diese Strukturände­ rung erst bei Temperaturen im Bereich von 600°C auftreten. Weil bei diesen Temperaturen aber die übrigen Schichten des Thermo­ wandlers geschädigt wurden, kann aber das Substrat nicht mehr als Ganzes der Temperaturbehandlung unterzogen werden. Erst durch ein direktes elektrisches Aufheizen der einzelnen Heiz­ elemente wird einerseits in der Widerstandsschicht die zur Strukturänderung notwendige Temperatur von 600°C erreicht und werden andererseits die temperaturempfindlichen Schichten ge­ schont. Konkret wird im Beispiel für TiW-Silizid(N) folgender­ maßen vorgegangen:By applying local electrical energy now reach higher temperatures that lead to the desired structure lead change. It was recognized that these structural changes only occur at temperatures in the range of 600 ° C. Because at these temperatures the remaining layers of the thermo transducer were damaged, but the substrate can no longer be subjected to the temperature treatment as a whole. First by direct electrical heating of the individual heaters elements becomes on the one hand in the resistance layer Structure change necessary temperature of 600 ° C reached and on the other hand, the temperature sensitive layers are ge spares. Specifically, the following is shown in the example for TiW silicide (N) proceeded as follows:

Die kontaktierten Dünnschichtwiderstände wurden für einige Mi­ nuten mit rechteckförmigen Spannungspulsen von 1 ms Dauer und einer Frequenz von 200 Hz belastet. Die notwendige Höhe der Spannungspulse und damit die pro Puls umzusetzende elektrische Leistung wurde mit Hilfe von Belastungskennlinien, die in vor­ ausgehenden Step-Streß-Versuchen an den identisch aufgebauten unbehandelten TiW-Silizid(N) -Dünnschichtwiderständen einer Test­ schaltung ermittelt worden sind, bestimmt. Damit ist der Ein­ fluß von Geometrie-Faktoren eliminiert. Die Ergebnisse werden anhand der Fig. 2 und 3 erläutert:.The contacted thin film resistors were loaded for a few minutes with rectangular voltage pulses of 1 ms duration and a frequency of 200 Hz. The necessary level of the voltage pulses and thus the electrical power to be converted per pulse was determined with the help of load characteristics which were determined in outgoing step-stress tests on the identically constructed untreated TiW silicide (N) thin-film resistors of a test circuit. This eliminates the influence of geometry factors. The results are explained with reference to FIGS. 2 and 3:

In Fig. 2 zeigt die Kurve 21 die Temperaturabhängigkeit des Widerstandes eines unbehandelten Dünnschichtsystems, während die Kurve 22 die Temperaturabhängigkeit der gleichen Probe, die dem erfindungsgemäßen Verfahren unterzogen wurde, wieder­ gibt. Aufgetragen ist als Ordinate die relative Widerstands­ änderung ΔR/R in Prozent über der Temperatur T in °C als Abszisse. Man erkennt, daß das Temperaturverhalten des elek­ trischen Widerstandes nach der Beaufschlagung mit Spannungs­ pulsen wesentlich günstiger verläuft.In FIG. 2, curve 21 shows the temperature dependence of the resistance of an untreated thin film system, while the curve 22 shows the temperature dependence of the same sample which has been subjected to the inventive method again. The ordinate is the relative change in resistance ΔR / R in percent above the temperature T in ° C as the abscissa. It can be seen that the temperature behavior of the elec trical resistance after the application of voltage pulses is much cheaper.

Entsprechendes ergibt sich aus Fig. 3. Hier kennzeichnet die Kurve 31 das Widerstandsverhalten eines unbehandelten Schicht­ systems, während die Kurve 32 den Widerstand der gleichen Pro­ be nach Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens wiedergibt. Beide Kurven wurden durch sogenannte Step-Streß-Versuche er­ mittelt, bei denen unter normierten Bedingungen die Amplituden der Spannungen schrittweise erhöht werden und jeweils der zu­ gehörige Widerstandswert der Probe ermittelt wird. Aufgrund der normierten Versuchsbedingungen entspricht der Spannung jeweils eine pro Flächeneinheit umgesetzte Energie E in Ws/mm2 × 1000, was in Fig. 3 als Abszisse aufgetragen ist, während die Ordinate wiederum der relativen Widerstandsänderung ΔR/R in Prozent entspricht.The corresponding results from Fig. 3. Here, curve 31 indicates the resistance behavior of an untreated layer system, while curve 32 shows the resistance of the same sample after application of the method according to the invention. Both curves were determined by so-called step-stress tests, in which the amplitudes of the voltages are gradually increased under standardized conditions and the associated resistance value of the sample is determined in each case. On the basis of the standardized test conditions, the voltage corresponds to an energy E converted in Ws / mm 2 × 1000 per unit area, which is plotted as the abscissa in FIG. 3, while the ordinate again corresponds to the relative change in resistance ΔR / R in percent.

Kurve 31 in Fig. 3 zeigt, daß bei einer typischen Belastungs­ kennlinie der ohmsche Widerstand mit steigender Spannung zu­ nächst abfällt und dann in ein Plateau einläuft. Bei weiterer Erhöhung der umgesetzten Energie sinkt der Widerstand weiter ab. Das Gebiet des Plateaus ist der Bereich, bei dem im Wider­ standsmaterial die strukturelle Umwandlung abgeschlossen ist. Bei höheren Werten ergeben sich dagegen undefinierte Verhält­ nisse, wobei dieser Bereich als Überlastbereich bezeichnet wird.Curve 31 in Fig. 3 shows that with a typical load characteristic, the ohmic resistance drops with increasing voltage to the next and then enters a plateau. As the converted energy increases further, the resistance decreases further. The area of the plateau is the area where the structural transformation in the resistance material is complete. In contrast, higher values result in undefined conditions, this area being referred to as the overload area.

Mit den für die Testprobe aus dem Plateau der Belastungs­ kennlinien ermittelten Leistungswerten, beispielsweise P = 0,7 W pro Puls bei Kurve 31, läßt sich für eine konkre­ te Geometrie einer Widerstandsschicht die Amplitude der Span­ nung bestimmen, welche die Beaufschlagungspulse haben müssen. Das Ergebnis einer derart für 15 Minuten behandelten Probe ist in Kurve 32 dargestellt. Der Widerstandsverlauf ist im gesam­ ten Bereich der Kurve 32 in etwa konstant und knickt erst bei größeren Energiewerten als bei Kurve 31 ab. Im Vergleich zu den Belastungskennlinien der unbehandelten Heizelemente ist der Widerstand der durch elektrische Energie lokal getemperten Heizelemente also über einen viel größeren Belastungsbereich stabil. Die Widerstandsänderungen erfolgen jetzt in einem Überlastbereich, der erheblich über dem Überlastbereich der unbehandelten Proben liegt. Darüber hinaus ist aus Kurve 22 der Fig. 2 erkennbar, daß der Temperaturkoeffizient der vorbe­ handelten Proben etwa Faktor 2 reduziert ist.With the power values determined for the test sample from the plateau of the load characteristic curves, for example P = 0.7 W per pulse at curve 31 , the amplitude of the voltage which the exposure pulses must have can be determined for a concrete geometry of a resistance layer. The result of a sample treated in this way for 15 minutes is shown in curve 32 . The resistance curve is approximately constant in the entire area of curve 32 and only kinks at larger energy values than in curve 31 . In comparison to the load characteristics of the untreated heating elements, the resistance of the heating elements locally heated by electrical energy is stable over a much larger load range. The changes in resistance now take place in an overload range that is significantly above the overload range of the untreated samples. In addition, it can be seen from curve 22 of FIG. 2 that the temperature coefficient of the pre-treated samples is reduced by a factor of about 2.

Die lokale Temperung der Heizelemente "in situ" ergibt also eine erheblich verbesserte Widerstands-Stabilität von TiW- Silizid(N)-Dünnschichtheizelementen ohne Schädigung benach­ barter, temperaturempfindlicher Schichten. Auch für andere Schichtsysteme mit anderen mehrkomponentigen Widerstandsma­ terialien und gegebenenfalls anderen Substraten ergeben sich im wesentlichen gleiche Verbesserungen.The local annealing of the heating elements "in situ" thus results a significantly improved resistance stability of TiW Silicide (N) thin-film heating elements without damage adj bearded, temperature-sensitive layers. For others too Layer systems with other multi-component resistance measures materials and possibly other substrates result essentially the same improvements.

Claims (7)

1. Verfahren zur Stabilisierung von Dünnschichtwiderständen aus einem mehrkomponentigen Widerstandsmaterial, insbesondere aus TiW-Silizid(N), die durch PVD-Verfahren hergestellt und als Heizelemente bei elektrothermischen Wandlern einsetzbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß die kontaktierten Dünnschichtwiderstände vor ihrem bestim­ mungsgemäßen Einsatz mit definierten Spannungspulsen zur Erzielung einer strukturellen Umwandlung im Widerstandsma­ terial beaufschlagt werden.1. A method for stabilizing thin-film resistors made of a multi-component resistance material, in particular made of TiW silicide (N), which are produced by PVD processes and can be used as heating elements in electrothermal converters, characterized in that the contacted thin-film resistors are also defined before they are used as intended Voltage pulses are applied to achieve a structural transformation in the resistance material. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Spannungspulse rechteckförmig sind und eine Dauer zwischen 0,5 und 5 ms, vorzugsweise 1 ms, haben.2. The method according to claim 1, characterized records that the voltage pulses are rectangular and have a duration between 0.5 and 5 ms, preferably 1 ms. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß die Spannungspulse eine Frequenz zwischen 50 Hz und 2 kHz, vorzugsweise 200 Hz haben.3. The method according to claim 1, characterized records that the voltage pulses have a frequency between 50 Hz and 2 kHz, preferably 200 Hz. 4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Beaufschlagung mit den definierten Spannungspulsen für einige Minuten, beispielsweise 15 Minuten, erfolgt.4. The method according to claim 1, characterized records that the application of the defined Voltage pulses for a few minutes, for example 15 minutes, he follows. 5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß die Höhe der Spannungspulse und damit die pro Puls umzusetzende elektri­ sche Leistung mit Hilfe von Belastungskennlinien gleich auf­ gebauter Dünnschichtwiderstände bestimmt wird.5. The method according to any one of the preceding claims characterized in that the amount of Voltage pulses and thus the electri to be implemented per pulse performance with the help of load characteristics built thin film resistors is determined. 6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Belastungskennlinien in so­ genannten Step-Streß-Versuchen an unbehandelten TiW-Silizid(N)- Dünnfilmwiderständen ermittelt wird. 6. The method according to claim 5, characterized ge indicates that the load characteristics in so step-stress tests on untreated TiW silicide (N) - Thin film resistances is determined.   7. Verfahrern nach Anspruch 5 und 6 dadurch ge­ kennzeichnet, daß die pro Puls umzusetzende Leistung aus dem Plateau der im Step-Streß-Versuch ermittelten Leistungs­ kennlinie ermittelt wird.7. traverses according to claim 5 and 6 thereby ge indicates that the power to be implemented per pulse from the plateau of the performance determined in the step-stress test characteristic is determined.
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