KR910002258B1 - 저항 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

저항 및 그 제조방법

본 발명은 박막의 크롬 실리콘(CrSi)이 있는 절연기판을 구비하는 저항에 관한 것이다.

CrSi은 단위 면적당 1KΩ 내지 20KΩ의 표면저항을 갖는 저항층에 특히 적합하다. 이로 인하여 저항은 100KΩ에서 10MΩ까지의 높은 저항범위를 가질 수 있도록 만들어질 수 있다. CrSi_x고유 저항은 구성성분에 따라 변하는데, Cr 성분이 약 30대기압%인 경우에 그 저항은 약 8×10^-3Ω이 된다.

이와같은 저항은 특히 J. Vac. Sci, Techn. 6 308-315(1969)이 수록된 R. K. Waits가 쓴 논문에 공지되어 있다. 상기 저항 제조에 대한 가장 보편적인 방법은 세라믹으로 구성된 기판상에 CrSi으로된 저항물질을 분사시키는 것이다. 저항층내의 합성물에 대한 특수 적용을 위해 x의 값은 1에서 5까지 변할 수 있다.

이와같은 저항의 단점은 150℃의 온도에서 예를들면 1,000 시간후 +3%, +5%와 +80% 사이에서 변한다는 것이다.

따라서 본 발명의 목적은 이와같은 크롬 실리콘저항의 안정도를 개선하는 것이다.

본 발명에 따른 저항은 CrSi_x층이 도우펀트(dopant)로서 질소를 포함하는 것을 특징으로 한다. 도우펀트가 층의 두께를 통하여 나타날 때 도우펀트의 양은 최소 1대기압%에서 최대 10대기압%에 이른다.

상기 도핑(doping)의 결과로 저항값의 변이는 150℃에서 1,000 시간후 1% 이하로 감소되었다.

이러한 도핑의 단점은 -55℃ 내지 +150℃의 온도 범위에서 저항의 온도 계수가 도프되지 않은 CrSi_x11 대해 미세한 정의값에서 질소가 도프된 물질에 대해 훨씬 강한 부의 값(약 -200×1O^-6/℃까지)으로 된다. 이와같이 높은 온도계수는 약 450℃의 온도에서 방치해둠으로써 -100×10-6 이상으로 증가될 수 있다.

본 발명에 대한 또다른 실시예로써 CrSi층은 기판의 외곽 및 또는 이 기판과 인접하는 측면에서 비도프 영역과 조합을 이루는 최소한 한 두께 영역에 질소 도핑부를 갖는다.

이러한 층 구조의 장점으로써, 층 두께가 적절한 상호비를 가짐으로 해서 상기와 같은 층 조합을 갖는 저항의 온도계수(TCR)가 0×10^-6/℃와 -100×10^-6/℃ 사이에서 조정될 수 있으며, 두 질소 도프층의 경우에 있어서 안정도는 두께 전반을 질소로 도프한 층의 안정도만큼 양호하며, 한 층만이 질소 도프된 경우에도 상기 안정도에 상당히 접근한다.

비도프층의 각 측면상의 질소 도프층의 두께는 예컨대 30nm이며, 이 비도프층의 총 두께는 70 내지 1000nm이다. 이들 질소 도프층의 질소 함량은 약 50대기압%이다. 어떤 절연층이 형성되어 질화 CrSi층이 형성되는 것으로 추정된다.

본 발명에 따른 저항을 제조할 경우 불활성 운반기체(예컨데 아르곤)로 구성된 대기에서 분사 전류와 분사장치의 채움재(filling)에 따라 변하고 중착 물질에 1 내지 10대기압%의 질소가 함유되도록 하는 질소 압력으로 분사를 행함으로써 크롬실리콘 기판상에 한층이 제공된다.

분사 대기에 질소를 부가함으로써 저항이 증가하고 350℃에서 방치한 후 변이가 감소된다. 저항값이 현저하게 증가하는 질소 압력에서 저항의 온도계수는 감소하고 저항값은 더욱 안정된다. 본 발명에서 질소 압력을 너무 크게하면 재생할 수 없는 저항값이 얻어지게 된다. 0.5A의 분사 전류에서 최대 허용 질소 압력은 약3,3×10^-2Pa(2.5×10^-4Torr)이다. 약2×10^-2Pa(1.5×10^-4Torr)의 질소 압력을 150℃의 온도에서 80시간 동안 유지시키면 100×10^-6℃ 이하의 TCR과 최대 0.1%의 변이량을 갖는 저항을 제조할 수 있다.

양호한 실시예에 따른 저항을 제조하기 위하여 기판을 우선 질소 기체가 부가된 불활성 운반 기체로 구성된 대기내에서 CrSi판과 함께 분사처리 해야하면, 도프되지 않은 운반 기체내에서 본사 처리될 동안 질소는 계속 부가되지 않으며 끝으로 질소가 운반기체에 다시 부가된다.

본 발명에 관한 예로서 일련의 저항 제조 과정을 설명하기로 한다.

[예 1]

저항이 일정한 Cr-Si-N 저항층을 구비하는 경우이다. 1.7mm의 직경과 6.5mm의 길이를 갖는 35,000개의 세라믹 봉을 Cr 성분이 28대기압% 그리고 Si 성분이 72대기압%인 Cr-Si로 구성된 분사판을 구비한 분사장치에 제공했다.

우선 이 장치를 진공 상태에 놓고 그리고나서 이 장치에 각각 0.2Pa(1.5×10^-3Torr)와 0.02Pa(1.5×l0^-4Torr)의 압력에서 아르곤 기제와 질소의 혼합물을 가하였다.

기판의 분사판상에서 0.5A의 전류 및 -400V의 전압으로 15분간 분사 처리를 행했다.

6대기압% 질소로 도프되고, ±20%의 표준편차를 갖는 3.8KΩ의 저항이 450℃에서 4시간동안 가열되었다. 저항의 TRC는 약 -90×10^-6/℃가 되었다.

공기중에서 150℃로 80시간동안 지속되는 상태에서 상기 저항에 대한 검사를 행했다. 이 검사로 인한 저항값의 변이는 0.1% 이하였다.

[예 2]

예 1과 동일한 규격을 갖는 약 35000개의 세라믹 봉을 동일한 분사 장치에 제공했다.

상기 장치를 진공 상태에 놓은후 각각 0.2Pa(1.5×10^-3Torr)와 1.06×10-³Pa(8×10^-4Torr)의 압력에서 아르곤과 질소의 혼합물을 가하였다. 기판의 분사판상에서 1A의 전류 및 -400V의 전압으로 7.5분간 분사 처리를 행했다. 그리고나서 질소를 기체의 흐름에서 빼어 0.2Pa(1.5×10^-3Torr)의 압력에서 단지 아르곤만의 대기에 분사시켰다. 전류의 세기가 0.4A인 대기에서 10분간 분사 처리를 계속했다. 최종적으로 상기와 같은 압력에서 질소를 가스 흐름속에 다시 유입시켜, 제1층과 관계하여 기술한 바와같은 시간 주기 동안 상기와 같은 전류의 세기로 분사시켰다. 저항은 9.4KΩ±20%의 저항값으로 구해졌다. 상기 저항의 TCR은 350℃에서 3시간동안 방치한 후 -30×10^-(/℃가 되었다. 내부층과 외부층에서의 질소 도핑은 50대기압%가 되었다.

저항을 150℃에서 160 시간동안 가열시킴으로써 저항에 대한 검사를 행했다. 상기 검사의 결과에 따른 저항값의 변이는 0.1%였다.

저항에 연결캡(Cap) 및 도선을 제공하고, 레이저를 이용하여 이들 저항을 3MΩ 및 7MΩ로 다듬질(trimming)한다음 최종적으로 색칠하므로써 예 1 및 예 2에 따른 저항이 완성되었다. 상기 저항이 150℃에서 1000시간동안 가열되었을 때 상기 저항은 예 1의 저항에 대해 0.85%의 변이를 그리고 예 2의 저항에 대해 0.75%의 변이를 각각 나타내었다.

Claims (4)

1. 혼합물 CrSi(여기서 x는 1≤x≤5)로된 크롬 실리콘 합금의 박막층이 존재하는 절연기판을 구비하는 저항에 있어서, CrSi 층은 도우펀트로서 질소를 구비하는 것을 특징으로 하는 저항.
2. 제1항에 있어서, 질소 도우펀트는 적어도 대기압 1%에서 많아야 10대기압%의 양으로 층두께 전체를 통해 존재하는 것을 특징으로 하는 저항.
3. 제2항에 청구된 바와같은 저항의 제조 방법에 있어서, 불활성 운반기체로 구성된 대기에서 분사 전류와 분사 장치의 채움재에 따라 변하고 증착 물질에 1 내지 10대기압%의 질소가 함유되도록 하는 질소 압력으로 분사를 행함으로써 크롬 실리콘 기판상에 한 층이 제공되는 것을 특징으로 하는 저항 제조 방법.
4. 제1항에 청구된 바와같은 저항의 제조 방법에 있어서, 먼저, 질소가 부가된 불활성 운반 기체로 구성된 대기에서 크롬 실리콘 판과 더불어 기판에 분사 처리를 행하고 그리고 나서 도프되지 않은 운반 기체에서 분사처리가 진행되는 동안 질소 공급을 중단하고, 최종적으로 질소를 운반 기체에 다시 공급하는 것을 특징으로 하는 저항 제조 방법.