TWI250218B - Metallic resistance material, sputtering target, resistance thin film, and method for making the resistance thin film - Google Patents

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1250218 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係有關可用為電子零件之薄膜電阻器的金屬電 阻體材料、電阻薄膜成型用之藏射用標革巴（sputtering target)、電阻薄膜以及使用該濺射用標靶的電阻薄膜之製 造方法。 【先前技術】 在晶片電阻器、精密電阻器、網路電阻器、高壓電阻 器等電阻器；及測溫電阻體、感溫電阻器等溫度感測器； 以及併合積體電路（hybrid 1C)與其複合模組製品等電子零 件中採用經使用電阻薄膜之薄膜電阻器。 於此種薄膜電阻器中，為了製作電阻薄膜之金屬電阻 體材料，大多採用 Ta(钽）金屬、TaN(氮化钽）化合物、 Ni-Cr(鎳鉻）合金，其中以Ni-Cr合金最為常用。 薄膜電阻器中，視其用途，即使保持在高溫下其經時 性電阻變化率仍小的高溫安定性、以及電阻溫度係數（TCR) 仍小的特性，係其重要的特性。因此，在需要具有該等特 性之用途上，本身為薄膜電阻器之材料的金屬電阻體材料 則需要具備該等特性。 一般，如僅由Ni及Cr所組成之2元素系合金時，貝1J 改變Ni/Cr之比值以實施高溫安定性及電阻溫度係數之控 制。然而，難於同時實現：即使保持在高溫下其經時性電 阻變化率仍小的特性、以及電阻溫度係數幾乎為零之特性。 因此，如專利文獻1(專利第2542504號公報）及專利文 316421 1250218 f 2(曰本專利特開平6-20803號公報）所記載之，經由作成 如N卜Ci-Al-Si(鎳石夕）合金 / 特性之改善。 凡π系合金，以研討 使用：：、了來，如汽車等所裝载的薄膜電阻器，隨著 上升’對電阻特性，特別是對高溫安定性 千勺要求已更趨厫格，在成為高溫安定性的指標之高溫下的 電阻變化率則要求較以往者為 ’皿 赵#正☆ + . 问日守亦需要電阻溫度係 尚無法符合此種需求。 n电阻材料中，目則 m-Cr又a;】：：膜一般係由賤射而成膜者，惟因前述的 化、、1σ A1’13此’作為合金時的鑄造性惡、 ’以致成為標革巴之製造成本上升的要因。 (專利文獻1) 、 曰本專利第2542504號公報 (專利文獻2) 曰本專利特開平6 - 2 0 8 0 3號公報 【發明内容】 _ (發明所解決之課題） 本發明係鑑於如此問題點而所開發者，其目的係提供 ^重金屬電阻體材料，係具有較Nl_Cr_Ai_si系合金更為優‘ Γ、之二溫安定性，且電阻溫度係數(TCR : Tempemure， 0efficient0fResistance)幾乎為零者。 又，亦以提供-種在來之心⑽系合金中不添加 之下即可具有優異的高溫安H且電阻溫度係數略為 316421 6 1250218 零的金屬電阻體材料為目的。 (用以解決課題之手段） 有關本發明之第一形態的金 A1： 1.0^ 15〇#^〇/ 土屬-电阻體材料，係含有 王〇·〇重置％，稀土類元素 其餘者在實質上係由Cr及Nl所組成· 〇:5重量°/〇 ’ 為〇·15至1.1者。有關本發明之 ^ Cl/Nl之重重比 與此為相同組成。 形恶的濺射用標靶亦 在此，本說明書中之稀土類 及翊系元素aantan〇ldK典型上可舉如：侧 種或2種以上添加。又，亦可使用^)，可從此中選擇1 、、曰人札ΑΑ Λ 用屬於鈽族稀土類元素之 作匕a物的鈽鑭合金（Misch metal)。 、 ’、 又，該電阻薄膜係由使用前述濺 ^ ^ ^ ^ ^ Μ . 射用標靶，而依濺射 去於、、、巴緣材料基板上生成由Νρ έ日士七+ Α1—稀土類兀素合金所 、、、成之电阻薄膜，然後將該電 〇r ^ ^ ，哥联在大虱中，溫度200 C至5〇(TC下實施熱處理！至1〇小時所製得者。 所得電阻薄膜之特徵係：含有A1:1.〇至15〇重量％， 稀土類元素；0.01至0.5重量％，其餘者在實質上係由心 及N1所組成，Cr/Ni之重量比為 里局υ.15至1 · 1，且電阻溫度 /丁、數在± 25Ppm/t：以内之範圍，保持175t：x 2〇〇〇小時時 之電阻變化率為〇1〇%以下。 有關本發明之第二形態的金屬電阻體材料，係含有 f ·· 5.0至14,5重量％，Sl : 〇.2至5 〇重量％，稀I類元 素·· 0.01至0.5重量％，而其餘者在實質上係由Cr及Νι 所組成，且Cr/犯之重量比為〇·75至μ。有關本發明之 31642] 7 1250218 第二形態的濺射用縣亦與此為相同組成 又’邊電阻薄膜係由使用前述 法於絕緣材料基板上生成由⑹〔用“，而依濺射 所組成之電阻薄膜，然後， 膜=類元素合金 200t：至500〇C下每浐办者 屌朕在大氣中’溫度 L下^熱處理〗至 所得電阻薄膜之特徵係··含有八了戶斤衣仔者。

Si : 0.2 至 5·〇 重量％， ，.0 至 14.5 重量％， 其餘者在實質上係由〇及阳所^ 〇1至〇·5重量％， 0.75至，且電 、、·成，心/沁之重量比為 包丨/皿度心、數為+ 保持mtx 2000小時時之電阻變^^以内之範圍， 有關本發明之第三形態 ：:：ί〇%以下。 S!: 0.2至5.〇重量％ ”屬电阻體材料，係含有 其餘者在實質上係由Cr及二.〇1至〇·5重量％， o.b至1.1。有關本發明之第三开且能、、、fr/Nl之重量比為 為相同組成。 7悲的錢射用標革巴亦與此

又’該電阻薄膜係由使用A 法於絕緣材料基板上生成由射用縣’而依濺射 組成之電阻薄膜，然後，將該卜稀土類元素合金所 至· t：下實施熱處理ΓΓ在大氣中，溫度200 所得電阻薄膜之特徵係：=所得者。 稀土類元素：0.01至0.5重量〇/有lSl:〇.2至5·0重量％， 及Ν!所細成r /M. °其餘者在實質上係由Cr 係數二;:重量比為〇.15至…且電-溫度 4=7：之範圍，保持咖2_小時時 兒阻變化率為0.25%以下。 了 316421 8 1250218 (發明之效果） 如使用本發明之金屬電阻體材料 “ 如在真空中僅維持成膜狀態 衣作笔阻缚膜時， 讓大，且在高溫中之;之電阻溫度係數的 有關本發明之熱處理，即可降低。然而，經實施 之絕對值。具體而言，在本發明之…j=電阻溫度係數 度係數作成± 25ppm/t以内，在本=形怨中可將電阻溫 作成± 15Ppm/°C以内，而在本發明^之弟二形態中則可 25PPmrt以内。又，經實施有關乐二形態中可作成土 電阻薄膜表面形成細密之氧化膜，=明之熱處理，則可於 之電阻安定性。具體而t 、 口此便可改善高溫下 可使保持咖2〇〇。:、時：：：明之第-及第二形態中 下，而在本發明之第三形態电阻.交化率作成0.10%以 因此，使用有關本發明之+ 了作成〇·25%以下。 於具有以往m-Cr-Ai-以系人二缚膜的薄膜電阻器，由 阻安定性及小的電阻溫度係數王所未迠貫現在高溫下的電 尚溫環境下所使用之電子灾件口此，亦能適用於嚴苛的 有關本發明之第三形態的八 比以往Ni-Cr-Al-Si系人△為、’葛…黾阻體材料，雖然具有 電阻體材料不含Αί，因此，、<長度。但，由於該金屬 態的金屬電阻體材料之鑄造^有關本發明之第一及第二形 射用標靶時之生產性。可1"生為佳，以可改善生產作為濺 [實施方式】 316421 9 1250218 有，本發明之第一形態的金屬電阻體材料、錢射w 靶、電阻薄膜以及電阻薄膜之製造方法] 杈射用標 本發明人等經專心研究結[發現如 金屬電阻㈣;bf抵& π m 用在以在作為 特定_系合金中添加既定量之 痛兀素而得之濺射用標靶 阻溫度係數幾丰幺兩 π Β 兒I且厚，電 仍小的塞— 令 卩使保持在高溫下其電阻變化率 仍j的事貫，遂而完成本發明。 丰 =就有關本發明之第一形態的金屬電阻、 =嶋、電阻薄膜以及電阻薄膜之製造方法 [金屬電阻體材料] ^關本發明之第—形態的金屬電阻體材料，係於⑽1 $ ^比為0·15 s U白勺⑹G合金中，分別添加有U •〇重量％之八1，0.01至0·5重量％之稀土類元素者。 如Cr/Ni之重量比為〇15以下或超過υ時，則電阻 溫度係數之絕對值會增大。 、 、係主要為改善電阻溫度係數（TCR)所添加者。如其 加里在1重置％以下時，或超過丨5重量％時，則電卩且溫 系數i曰大為負值之同時，在丄乃。〇下的電阻變化亦增 大。 立稀土類兀素，在本說明書中係指γ (紀）及鑭系元素之 w ίτ、主要為改善咼溫安定性所增加者。如其添加量為〇 〇1 重里/〇以下時，則對高溫安定性之改善方面並無助益。另 一方面，即使超過〇·5重量％，仍不能期待高溫安定性上 顯著的增大效果而使成本上升，因而不宜。 10 316421 1250218 [濺射用標靶] 有關本發明之第—形態 電阻體材料作為標革巴材者，而=用標革巴’係將上述金屬 [電阻薄膜及電阻薄膜之萝迭方^、、且成在貝貝上係相同者。 如將有關本發明之第一开3 < 射用標靶，並依錢射法製作:金屬電阻體材料用為濺 膜狀態下的電阻薄膜之電阻溫戶】膜：：在真空中維持成 高溫中之電阻安定性不足。现又糸數會往負值增加，且在 但，如將使用有關本 料所成膜的電阻薄膜，經由= = ==屬電阻體材《 至叫時之條件實施熱處理， 25PPm/〇C以内之範圍，且衣于电阻皿度係數在± 變化率在〇.1〇%以下之呈= Γεχ 2000小時時之電阻 之電阻薄膜。 （、備小笔阻溫度係數及高溫安定性 如此’有關本發明之第一形能 + 一 用有關本發明之第-带能的、㈣專膜，係將依使 …：=! 標乾的賤射法而於絕緣.

材枓基板上所製作的薄膜，在大氣中，溫度·。^谓I C，1至10小時之條件下實施熱處理者。 =處理溫度為2 〇 〇 t以τ時，則電阻溫度絲（T C R) 將不安定。另一方面，如超過5〇〇^ n υ L日丁，則電阻溫度係數 (TCR)將變大。 又，如熱處理時間為！小時以下時’則電阻溫度係數 (TCR)將不安定。另—方面，即使超過1〇小時，電阻溫度 係數、以及保持在高溫時之電阻變化率仍不會變小，而使 ]] 316421 1250218 成本上升，因而不宜。 另外，成膜法而言，除陰極濺射法之外，尚可採 ^ 子束（electron beam)或電阻加熱式沉積法等。 木用電 [2.有關本發明之第二形態的金屬電阻體材料、濺 靶、電阻薄膜以及電阻薄膜之製造方法] 、用標 •有關本發明之第一形態的金屬電阻體材料 Ni-Cr-Al系合金中添加既定量之特定稀土類元素 二有關本發明之第二形態的金屬電阻體材料係： 1 1 Al-Si系合金中添加既定量之特定稀土類元素者。 以下，就有關本發明之第二形態的金屬電阻體材 二,用標靶、電阻薄膜以及電阻薄膜之製造方法加 [金屬電阻體材料] ^關本發明之第二形態的金屬電阻體材料，係於⑽1 145二為〇·75至U之騰合金中，分別添加5·〇至 之豨： 、〇·2至5.0重量％之Sl、〇·01至〇·5重量 %之稀土類元素者。 里里 不足1二？1之重量比在〇.75以下時，則除了高溫安定性 5 4 ’電阻溫度係數亦會增大。另一方面，如超過 會惡:’。則高溫安定性惡化之同時，製造上之可再製性亦 产二丨：除了改善高溫安定性之同時’亦為了改善電阻溫 ::添加者。如其添加量在5."量％以下時，則高 將不足。X，如添加量超過14.5重量％時，則電 阻^度係數將往負值增加。 316421 12 I250218 〇 為严電阻溫度係數所添加者，惟添加量^ 絕對V::大時，或超過5重量^ 會又’如超過5重量％時’則高溫安定性亦 稀土類元素传士 一 添加量在。.〇!重量心0!二溫安定性所添加者，惟如 並1助益。另卞。寸則對向溫安定性之改善方面 [賤射用標二增大效果而使成本上升。 有關本發明之第二形態的濺 電阻體材料作為標㈣❹者。用⑼，係將上述金屬 [兒阻薄膜及電阻薄膜之製造方法] 如將有關本發明之第二形熊 下的電阻薄膜之電阻溫度係數會往佶：、’、寺成膜狀態 的電阻安定性不足。 、w加，且在高溫下 然而，如將使用有關本發明之第二 材料所成膜的電阻薄膜，經由在〜白、金屬電阻體 °c，1至10小時之^欠#奋A共 半 依2〇〇Ct至500 y 守之餘件声、靶熱處理時，即可制俨+ 係數在± 15ppmrc以内之範圍，且:衣付氧阻溫度 時之電阻變化率在〇1%以下之具^ Cx 2000小時 溫安定性之電阻薄膜。 ’、/、电阻溫度係數及高 如此’ t關本發明之第二形態的 用有關本發明之第二形態的賤射用標革巴之係將依使 I射法而於絕緣 316421 13 1250218 材料基板上所製作的薄膜， ορ-,, , , 1Π , ± 联在大軋中，依溫度200。〇至5〇〇 C下，1至1〇小時之條件實施熱處理者。 在itb ’女口上述之，料古介丄 ^ ^ ^ ^ ^ 、一工中維持成膜狀態下的電阻薄 月吴貝轭既疋之熱處理，在遣 ^ . M , 在進仃電阻溫度係數之控制及高溫 女疋性之改善，雖然電阻、、w i- A # ^ -ν' ^ ^ ，皿度係數之控制在熱處理時的環 兄為真空或大氣中均為可分 ..^ 丁，惟咼溫安定性之改善則僅在 大乳中的熱處理始能達成。 另外，在Ni-Cr-ΑΙ夕2 -主人 ..^ n ^ 3兀$合金時，雖可藉由大氣中

的熱處理而同時達成電阻、、w T „ . 风甩阻酿度係數之控制及高溫安定性之 改吾，惟由於Α1及Si且古你兩” 田+ · /、有使黾阻溫度係數往負值方向作 用，因此，在Ni-Cr-Al-Si夕4 -本人人 , 兀素0孟之時，如A1量多 日讀同時添加Sl，則電阻溫度係數便往負值方向增加。 = =如將大氣中之熱處理作成高溫時，則電阻 Γ:== 增加。因此，在大氣中之熱處理前， 而在/、：中貫施熱處理而藉以控制電阻溫度係數。 如大氣中之敎虚王审洛士 ——…、，皿度在200 c以下時，則電阻溫度 (卞數便不女定，而黑—十丁 面，J超過500°C時，則電阻溫 度係數將往正值方a ^ 向牦加。又，如熱處理時間在丨小時以 下日士寺，則電阻溫度係數不安定，另一方面，即使超過u j才仍不s ,4現對電阻溫度係數增大效果，而使成本上升。 實施熱處理前之真空熱處理時，該條件係 胤又在〇〇Cu下時，電阻溫度係數將不安定，另一方面， 如超過70(TC時，則電阻溫度係數將往正值方向增加。又， 熱處理之時間在1小時以下時，電阻溫度係數將不安定， 3)6421 14 另 方面，即使超過1()小時仍不會g 大效果，而使成本上升。 “員現對電阻溫度係數增 尚可採用 ^外’成膜法而言，除了陰極濺射法之外 于束或電阻加熱式沉積法。 濺射用標 【有:1本發明之第三形態的金屬電阻體材料 屯阻薄膜以及電阻薄膜之製造方法] 發::之第一及第二形態的金屬電阻體， 有H、'加A1’惟有關本發明之第三 係對妬-CrA系合的金屬電阻體材料 者，惟並夫、…〗 素之稀土類元素成分 隹亚未添加A1。因此，有關本發明一 電阻體材料之鑄造性良好，作為 ：：：態的金屬 性’相較於使用有關本發明之第一及；=產時之生產 體材料時者有獲得改善。 n㈣金屬電阻 關本發明之第三形態的金屬電阻麵^ [金屬電阻體材料] 、之衣&方法加以說明。

之重之第三形態的金屬電阻體材料，係、於心胤 5之〇重二為0·15至U 5.0 重:二之.Sl、0^^

Nl之重里比為〇·15以下時，電阻溫度係數將增 大。另一方面’如超過L1時，則高溫安定性變差之同時， 在製造上之可再製性將惡化。 τ 為改善電阻溫度係數所添加者。如其添加量 在〇_2重置/0以下，或超過5.0重量％時，則電阻溫度係數 316421 15 1250218 土曰大之同時’高溫安定性亦變差。 添加係主要為改善高溫安定性所添加者，惟如 並無助益。.另方量%以下時’則對高溫安定性之改善方面 顯著的效杲摘a 董里/。，仍不能期待 果3加而使成本上升。 [濺射用標靶] 有關本發明之第三形態的濺射用 w u ^ ^ 4年巴 h將上述金屬 电阻月丑材枓作為標靶材使用者。 [電阻薄膜及電阻薄膜之製造方法] 如將有關本發明之第二开彡能 用俨黏而片、< 弟一形心的金屬電阻材料用為濺射 用軚靶而依賤射法製作電阻薄臈時，直 下的恭卩日锋+ ’、 甲、、隹符成膜狀怨 下的弘阻潯朕之電阻溫度係數 、w π A A 1貝值方向增加，且在宾 k下的電阻安定性不足。 π 料所L::::使用有關本發明之第三形態的金屬電阻體材 戶成㈣電阻薄膜，在大氣中，依職至終丨至 I 〇小％之條件實施熱處理時 ,,/οη 才即可製得電阻溫度係數在+ 25PPm/C以内之範圍’且保持 — Λ τ 〇/ 75 C X 2000小時時之電阻 交化率在0.1%以下之具備小電 的電阻薄膜。 恤度4數及南溫安定性 如此，有關本發明之第二你# ^ ^ 成士日,+、 开八％的電阻薄膜，係將依使 用有關本發明之第三形態的濺射 # ... 射用軚靶的濺射法而於絕緣 材料基板上所製作的薄膜，在々 。 大乳中依溫度20CTC至500 C，1至10小時之條件實施熱處理者。 如熱處理溫度在200〇C以τ 士 卜％，則電阻溫度係數將不 J6 316421 1250218 安定。v ___ 万面’士 〇超過 S Π Π。广η 士 大。 > υϋ c ¥ ’則電阻溫度係數將增 又’如熱處理時間在1 將不來^ 隹i小日守以下時，則電阻溫度係數 文疋。另一方面，即估_ 及保掊y· a、 1使皂過10小時，電阻溫度係數以 而不宜。〇酿日才之兒F且變化率並不變小，而使成本上升因 另外，成膜法而言，险了 _ 電子杏十+ 除了 極錢射法之外，尚可採用 或％阻加熱式沉積法。 [實施例] ' 較例’1=例1至24係有關本發明之第一形態的實施例，比 25至35作系有關本發明之第一形態的比較例。實施例 23俜右旧冑關本心明之第二形態的實施例，比較例14至 u你百關本發明之筮- 有關本發明之第一 V ^怨的比較例。實施例36至42係 本發明之第-^八悲、的貫施例，比較例24至28係有關 之乐二形怨的比較例。 (實施例1至24、比較例U13) 全屬二先“將電解鎳、電解鉻、鋁金屬粒(metal shot)、y 金屬（试樂）、u金屬 華）、 “胃（忒*)、Ce金屬（試藥）、鈽鑭合金（試 二且„塊(試*)作為料，使Μ為如表1及表2所 不組成之方式分旦 1 N. r Δ1 刀別秄夏，使用真空熔解爐以製作約2kg之 μ二-締土類合金及Nl—Cr_A1—Si合金之錠塊心 ，、人，為製造電阻薄膜，將各個錠塊實施均質化 侧〇 = Zlng)處理後’使用鋼絲剪 5mm，直徑15〇 人子没 < W板，並將上下面磨削以製成標革巴 316421 17 1250218 (target) 〇 成膜過程係依陰極濺射法，如以下方式實施。 於真空室内裝入鋁基板並抽氣為lx l(T4Pa後，導入 純度99.9995%之氬氣並保持為0.3Pa之壓力，依濺射功率 〇.3kW按膜厚能成為500 A之方式實施前述基板上之成 膜。 於所得電阻薄膜之兩側，同樣依陰極濺射法實施膜厚 5 000 A之Au(金）電極之成膜，以製得鋁基板上形成電阻薄 膜及Au電極之薄膜電阻器。然後，在大氣中，300°C下實 施熱處理3小時，以完成各個薄膜電阻器。 為了評價如此方式所製作的實施例1至24及比較例1 至1 3之薄膜電阻器之電阻溫係數，在恆溫槽中升溫而同時 實施電阻測定，以測定在25°C及125°C時之電阻溫度係 數。又，高溫安定性則依下述方式評價。將各個薄膜電阻 器於175 °C之恆溫槽内保持2000小時，並在其保持前後測 定電阻值，以測定電阻變化率。其結果如表1及表2所示。 316421 1250218 [表i] 組成(質量％) Cr/Ni 比 電阻溫 度係數 (PpnV°C) 電阻變化 率(％) 175〇Cx 20001ir 判定 Νι Ci· A1 稀土類元素 Si 比較例1 81.7 8.1 10.1 Y0.08 — 0.10 45 0.21 X 實施例1 78.2 11.6 10.1 Y0.09 — 0.15 24 0.08 實施例2 68.6 21.3 10.0 Y0.09 — 0.31 18 0.06 實施例3 58.1 31.9 9.9 Y0.10 — 0.55 15 0.07 實施例4 53.3 36.7 9.9 Y0.10 — 0.69 17 0.08 實施例5 45.0 44.9 10.0 Y0.07 — 1.00 2 0.04 比較例2 41.8 48.1 10.0 Y0.10 — 1.15 27 0.08 X 比較例3 51.2 48.7 0.0 Y0.09 — 0.95 -32 0.76 X 實施例6 48.0 48.7 3.2 Y0.11 — 1.01 8 0.07 實施例7 47.8 47.0 5.1 Y0.09 — 0.98 6 0.06 實施例8 42.1 43.0 14.8 Y0.10 — 1.02 -20 0.06 比較例4 41.9 41.2 16.8 Y0.10 — 0.98 -68 0.11 X 比較例5 44.7 45.2 10.1 Υ<0·01 — 1.01 3 0.19 X 實施例9 43.9 46.2 9.9 Υ0.01 — 1.05 5 0.06 實施例10 44.8 45.3 9.8 Y0.06 — 1.01 3 0.05 實施例11 45.4 44.5 10.0 Y0.18 — 0.98 8 0.04 實施例12 44.8 44.7 10.1 Y0.32 — 1.00 13 0.05 比較例6 45.5 43.7 10.1 Y0.61 — 0.96 12 0.05 19 316421 1250218 [表2] 組成(質量％) ----Ί Cr/Ni 比 電阻溫 度係數 (ppm/°C) 電阻變化 率(％) 175〇Cx 2000k 判定 Νι Cr A1 稀土類元素 Si 比較例7 84.6 9.5 5.6 La 0.30 一 ~*οΤΓ~ 53 0.28 實施例13 77.9 13.8 8.2 La 0.12 0.18 18 0.09 實施例14 67.7 25.4 6.8 CeO.13 — 0.37 _____22_ 0.06 —--- 實施例15 58.2 31.8 9.8 La 0.25 — ~055~ -3 0.06 —~~~- 實施例16 53.1 37.2 9.6 La 0.12 一 0.70 -11 0.08 實施例17 44.8 45.1 9.8 鈽鑭合金0.31 — ----------— 1.01 -5 0.07 比較例8 41.6 48.3 10.0 La 0.11 — *1.16 -42 0.07 比較例9 48.6 51.3 *0.0 La 0.09 — —~—--- 1.06 -35 0.69 -Χ' 實施例18 48.2 49.4 2.3 La 0.11 — 1.02 7 0.05 實施例19 47.3 47.1 5.6 Ce 0.02 — 1.00 L 14 ~ 0.05 實施例20 42.6 43.5 13.8 鈽鑭合金0.11 1.02 -15 0.06 比較例10 46.7 36.3 *16.9 La 0.09 — 0.78 -38 0.15 比較例11 44.0 46.0 10.0 La *<0.〇l — 1.01 - 6 0.21 X _ 實施例21 44.3 45.9 9.8 La 0.02 — --—--- 1.04 -1 0.06 —--- 實施例22 43.0 47.1 9.8 La 0.06 — 1.10 5 0.05 實施例23 44.5 45.8 9.6 一—9·8 Ce0.15 飾鋼合金0.41 1.03 ----— 1.05 ιζι. -6 _0.04 ~005~ ---—— -—- 實施例24 43.8 46.0 比較例12 43.5 45.8 10.1 La *0.59 — 1.05 -22 0 08 比較例13 62.1 32.3 2.5 — 3.1 0.52^ 10 v/· Vy Ο 021 v/ ·丄丄 如表1及表2所示之，實施例丨至24之薄膜電阳 私阻溫度係數（TCR)均在± 25ppm/°C之範圍，電阻溫茂 數（TCR)係屬於良好。又，實施例 只他1夕J丄主24之溥月杲電阻累 175C日守的電阻變化率均在〇1〇%以下，如盥主 術之νκρA1_Sl合金的比較例丨3比了 2 係為良好。 千乂了 .、问/皿女/ 、比較例3、5、13之 17 5 C之南溫槽内時 圖中表示將從實施例 ^又，第1圖中表示將從實施例5 電阻薄膜所製造的薄膜電阻器保持於 之電阻變化率之經時性變化，而第2 316421 20 1250218 π及比較例13之電阻薄膜所製造的薄膜電阻哭 t之高，槽内時之電阻變化率之經時性變化；保持“75 由第1圖及第2圖可知，實施例5及17 φ 175。。之高溫槽内的時間在0至2000小時之範圍：:呆持於 間，均軔b卜鈴办丨。 心耗圍之任何時 實。較例3、5、13之時，其電阻變化率相當小的事 (實施例25至35、比較例14至23) 百先’將電解鎳、電解鉻、鋁金屬粒、 ===屬(試藥)、_(試藥)、鈽鑭合二 4直* ^吏此成為如表3所示組成之方式分別秤量， ”卫熔解爐以製作約2kg之Ni_c卜A1_Si合入 料。 兀素合金之錠塊。作為金屬電阻體材 _ 實施?二化為，電阻薄膜’將各個錠塊(金屬電阻體材料) 1sn _貝處理後，使用鋼絲剪裁成厚度5mm，直 mm之圓板，並將上下面磨削以製成麟用標乾。工 成膜過程係依陰極濺射法’如下方式實施。 於真二至内裝入鋁基板並抽氣為lx 10—4Pa後，1 純度99 999W 〆尸 夂 ¥入 〇 3kw依並保持為0.3Pa之塵力，依錢射功率 膜。 胰厗使成為30〇 A之方式實施前述基板上之成 方、所侍電阻薄膜之兩側，與前述同樣依陰極 施膜厚5〇〇〇 A Λ & 习τ /女貝 ^ 之Au黾極之成膜，以製得形成電阻薄膜及 甩極之基板。成膜後，比較例14係在大氣中280。〇下5 316421 21 1250218 小時’比較例22及比較 ^ ^ ^ ^ 例23則在真空中400〇C下1小時 之熱處理後，在大氣中3〇〇〇 了 ^ ^ ^ 〇 下3小％r，比較例15至21 及貝知例25至35係在大氣 處理，以制m… 下3小時分別實施熱 衣仔各個薄膜電阻器。 為了。”貝如此方式所製作之實施例25 i 35及比較例 九23之薄膜電阻器之電阻溫度特性，在恆溫槽中升溫 2= ’在25t及125。口實施電阻測定，並算出電阻溫 :持;：’物價高溫安定性’便將各個薄膜電阻器 寻农175 C之恆溫槽内2〇〇〇小時，以測定電 其結果如表3所示。 又化率。

316421 22 1250218 [表3]

組成(質量％) _ Cr/Ni 比 ---—-. 電阻溫度 係數(ppm/ °C) 電阻變化 率(％) 175〇Cx 2000hr 判定 Νι Cr A1 Si 稀土類 比較例14 62.1 32.4 2.4 3.1 一 0.52 ---— 20 0.26 χ 比較例15 55.8 36.9 5.0 2.2 Y0.11 0.66 6 0.20 X 實施例25 52.2 40.3 5.2 2.0 MM 0.27 0.77 ----— 2 0.09 實施例26 49.8 42.9 5.3 1.9 La 0.11 0.86 -4 0.07 實施例27 47.6 45.0 5.1 2.0 MM 0.35 0.95 〜----- -10 0.06 比較例16 42.2 50.7 5.1 1.9 Y0.12 1.20 -30 0.10 X 比較例17 43.3 43.5 9.9 3.3 Y，La， MM<0.01 1.00 ^\J -11 0.22 X 實施例28 43.3 43.8 9.7 3.2 Y0.03 1.01 -9 0.09 實施例29 43.0 43.6 10.2 3.1 La 0.08 1.01 〜---- -12 0.06 實施例30 43.7 42.9 10.1 3.1 CeO.17 0.98 41 0.05 實施例31 42.6 42.6 10.5 3.9 MM 0.42 -— 1.00 -10 0.04 比較例18 43.1 41.9 10.3 4.1 La 0.61 ^---- s〇.97 -9 0.05 比較例19 52.6 41.9 5.3 0.0 La 0.16 、0·80 18 0.08 X 實施例32 51.8 42.3 5.5 0.3 Y0.15 、0.82 15 0·06 實施例33 48.1 41.8 5.1 4.9 Y0.15 — __0.87 40 0.05 比較例20 46.1 42.3 5.2 6.2 La 0.17 — 0.92 -27 0.22 X 比較例21 52.5 40.1 3.9 3.1 MM 0.16 ------ 0.76 10 0.11 X 實施例34 50.7 40.8 5.2 3.3 La 0.16 ^0.80 6 0.09 實施例35 48.7 39.2 9.0 3.1 Y0.15 一 、0·80 -7 1————. 0.05 比較例22 45.9 36.1 14.8 3.2 Y0.15 〇 70 -18 0.10 X 比較例23 45.6 35.2 16.1 3.1 La 0.17 L_〇.77 -30 0.22 X 由表3可知，實施例25至35之薄膜電阻器之電阻溫 度係數均在± 15PPm/t：之範圍，而顯示良好的電阻溫度特 性。又，實施例25至35之薄膜電阻器之電阻變化率二在 0.10%以下，如與主要的先前技術之比較例14比較時，顯 不有極局之南溫安定性。 ' 相對於此，比較例15係由於Cr/Ni為0·66之在本發 明之範圍外，因此，咼溫安定性不足，而比較例i 6係由於 316421 23 1250218

Cr/Ni為1·2〇之在本發明之範圍夕卜，因此，電阻高溫係數 往負值方向增加，比較例1 7係由於稀土類元素之含量為 〇·〇 1重量％以下之在本發明之範圍外，因此，高溫安定性 不足’比較例18係稀土類元素之含量為0.61重量％之雖 超出本發明之範圍的0.5重量％，惟較實施例3 1，其電阻 溫度係數及高溫安定性方面並無顯著之效果，而比較例i 9 係由於未含有Si，又比較例20係由於si之含量為6.2重 里/〇之在本發明之範圍外，因此，電阻溫度係數不在土 15ppm/C之範圍内。比較例21係由於八丨之含量為3·9重 置％之在本發明之範圍外，因此，高溫安定性不足，而比 車乂 = 22及23係由於A1之含量分別為14 8重量％ 之在本發明之範圍外’因此，電阻溫度係 安定性不足。 …又/ 3圖中表示將從實施例3 1及比較例14之電随 ㈣所製造之薄膜電阻 'J二阻 阻變化率之經時性變化。字、5C之…皿槽内晗之電 由第3圖可* 高溫槽内的時間在0::例5及17中，經保持於175。。之 比較例3、5、13日士， 〇〇0小時之範圍之任何時間，均較 _ τ ’其電阻變化率相者f ^ (貫施例36至42又匕手相田小的事貫。 比較例24至28) f先，將電解鎳、電解收、 屬塊（試藥）、鑭金一 ’ 口至Μ矽鋁金屬粒、γ金 藥）作為原料，使铲^ 、鈽金屬（試藥）、鈽鑭金屬（試 使用真空炫解爐以所示組成之方式分別种量， 衣作約2kg之Nl-Cr_Si合金、 316421 24 1250218

Ni-Cr-Si-Al合金或N卜Cr-Si-烯土類元素合金之錠塊。 其次，為製造電阻薄膜，將各個錠塊實施均質化處理 後，使用鋼絲剪裁成厚度5mm，直徑150mm之圓板，並 將上下面磨削以製成標靶。 成膜過程係依陰極濺射法，如以下方式實施。 於真空室内裝入鋁基板並抽氣為lx l〇_4Pa後，導入 純度99.9995%之氬氣並保持為0.3Pa之壓力，依濺射功率 0.3kW使膜厚能成為500 A之方式實施前述鋁基板上之成 膜。 於所得電阻薄膜之兩侧，與前述同樣，依陰極濺射法 實施膜厚5000 A之Au電極之成膜，以製得形成電阻薄膜 及Au電極的基板。成膜後，在大氣中300°C下實施熱處理 3小時，以製得各個薄膜電阻器。 為了評價如此方式所製作的實施例36至42及比較例 24至28之薄膜電阻器之電阻溫度特性，在恆溫槽中升溫， 並同時實施25°C及125°C中之電阻測定，以算出電阻溫度 係數。又，為了評價高溫安定性，便將各個薄膜電阻器於 175 °C之恆溫槽内保持2000小時，以測定電阻變化率。其 結果如表4所示。 316421 1250218 [表4] 組成(質量°/〇) Νι Cr A1 Si 稀土類 實施例36 83.9 14.0 — 2.0 La 0.15 實施例37 64.8 32.9 — 2.0 MM 0.27 實施例38 49.2 48.5 — 2.0 MM 0.35 實施例39 48.5 47.5 — 4.0 Υ0Ό3 實施例40 47.9 47.8 — 4.1 Ce 0.17 實施例41 48.1 47.6 一 3.9 MM 0.42 實施例42 1 50.3 49.3 — 0.3 ~~Y0J9 比較例24 62.1 32.4 2.4 3.1 比較例25 48.2 47.6 — 4.2 比較例26 47.7 47.6 — 4.1 La 0.61 比較例27 47.7 47.6 — 6.2 La 0.61 比較例28 51.2 48.7 一 — Y0.09

電阻變化 率(％) 175〇Cx 2000k 判定 0.25 0.24 0.24 0.23 0.23 -------- 0.22 0.21 0.26 X— 0.38 X 0.23 0.23 X 0.76 X 由表4可知，實施例36至42之薄膜電阻器之電^ 度係數均，±25pPm/°C之範圍，顯示良好的電阻溫度^ 性。又’實施例36至42之薄膜電阻 且态之電阻變化率均乂 0.25%以下，如與主要的先前技術之Ni_Cr_Ai_^合全 比較例24比較時，顯示有同等以上古旧a 口 一 < N >1女定j生。 相對於此，比較例24係雖然非如 _為〇.75以上而小至0.52,惟由 變化率即成為0.26%而稍高於0.25%。：二之故’電旧 含有稀土類，因此，電阻變化率心=25係由於一 屮〇 9S。/ 十丨欣為0.38%而大幅度^ 出· 5/〇。比較例26係含有稀土類元素〇 61 然超出本笋明夕笼—加能十μ闲 更里/。而虽彳 惟’'〜弟二升八、〜軌圍之上限值的〇·5重量。/。， 車乂只靶例40,其電阻溫度係數 荖的埒I 見1义亿卞方面亚無昌 ^ ，且在成本上並不合算。比較例27係由於含^ 316421 26 1250218 =%’而超出本發明之第三形態之範圍之上限值的50 重H ϋ此’電阻溫度係數即成為_3Qppmrc，而未進入 ± =PPm/C之範圍。比較例2δ係由於未含有&之故，恭 阻變化率成為〇.76%而大幅度高* 0.25%之同時，電阻： 度係數亦成為-32Ppm/t而未進入± 25_。〇之範圍。歲 【圖式簡單說明】 第1圖’係表示將從實施例5及比較例35、13之泰 阻溥膜所製造的薄膜電阻器保持☆ 175。。之高溫槽内時： 電阻變化率之經時性變化的曲線圖。 各第2圖，係表示將從實施例1 7及比較例丨3之電阻薄 :所製造的薄膜電阻器保持I 175°C之高溫槽内時之電咀 ’父化率之經時性變化的曲線圖。 第3圖’係表示將從實施例3 1及比較例I*之電F且薄 =所製造的薄膜電阻器保持於175。〇之高溫槽内時之電阪 义化率之經時性變化的曲線圖。

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Claims (1)

1. 變卿 十、申請專利範圍： L 一種^屬電阻體材料，係含有A1: 1〇至15〇重量％， 稀Θ兀素· 0·01至〇·1重量％，其餘者在實質上係由 及Νι所組成，且Cr/Ni之重量比為至η者。 2·；；種=射用_，係含有仏1.〇至15.〇重量％，稀土 颂兀不· 〇.01至〇·5重量％，其餘者在實質上係由Cr •所、、且成’且Cr/Ni之重量比為011至1 1者。 3. 一種，阻薄月莫，其特徵係：含有八丨:“至15·0重量％， ^頒元素· 0·01至〇·1重量°/◦，其餘者在實質上係由 二及Nl所組成，而Cr/Ni之重量比為〇]5至115且 弘阻’里度係數在± 25ppm/°C以内之範圍，保持175^ χ 2000小時時之電阻變化率為0.10%以下。 4· 一種電阻薄膜之製造方法，其特徵係：使用含有Α1: 10 至 1 5 0舌曰“ •更夏/。，稀土類元素：0.01至0·5重量。/。，其餘 者在實曾μ < /' /、 、貝上係由Cr及Ni所組成，且Cr/Ni之重量比為 〇 · 15 至 1 ] 4 、 … •1之濺射用標靶，依濺射法於絕緣材料基板上 y> I 稀土類元素合金所成之電阻薄膜，然 ，’將該電阻薄膜在大氣中，於溫度200°C至500°C下 貝施1至1〇小時之熱處理。 28 1 ·=種金屬電阻體材料，係含有A1 : 5.0至14.5重量％， Si*〇.2$ < r\ 5 ·0重量％，稀土類元素·· 0 · 01至〇 · 5重量％， 其餘者在實質上係由Cr及Ni所組成，且Cr/Ni之重量 比為〇·75至1.1者。 、久身于用標革巴，係含有A1 : 5 · 0至14.5重量％，s i : 316421 1250218 〇·2至5.0重量％，稀土類元素：〇 〇1至〇 $重量％，其 餘者在實質上係由&及州所組成’且Cr/沁之重量比 為〇·75至1.1者。 一種電阻薄膜’其特徵係：含有15〇至145重量％， Si. 0.2至5_〇重量％，稀土類元素：〇 〇1至〇·5重量％， 其餘者在實質上係由Cl•及Nl所組成，⑽r重量比 為ow s u ’且電阻溫度係數在±如藏以内之範 圍’係持πη；χ_小時時之電阻變化率為〇·ι〇%以 種電阻薄膜之製造方 ^ ^ ，、知徵係：使用含有Al:y ? /重旦量％，Sl:〇·2至5·〇重量％，稀土類元素：0·0 .重置％，其餘者在實質上係_c 且Cr/N!之重詈比為〇 γ s， 7、、且成 ”、、 · .1的濺射用標靶，依濺身 基板上生成由ni-一稀土類元以 溫度賴’㈣’將該電阻薄膜在大氣中，名 9 至5qqc下貝施1至iq小時之熱處理。 .-種-屬電阻體材料，係含有Si:0.… 土類兀素：0.01至0.5重量％，复里。 組忐，命杯 /、餘、者係由Cr及Nl戶) 、、成戶'貝上Cr/Ni之重量比為〇 15至i i 1〇· —種濺射用標靶，係含有s 。 類元素:。.〇1…量二由”％’稀J 成，實晳μ广 /、餘者係由心及N1所岛 只貝上Cr/Ni之重量比為〇15至i」 Π·一種電阻薄膜，其特徵係：含 2 ° 稀土類元♦. 00…… 5.0重量％ 〇.01至〇.5重量％，其餘者係由Cl-及N 316421 29 1250218 所組成，實質上Ci./Nl之重量比為〇 Μ至丄丄，且電阻 溫=數在± 25ppmA：以内之範圍，保* Μ。。 小時時之電阻變化率為0.25%以下。 I2，—種電阻薄膜之製造方法，其特徵係：使用含有si: 〇.2 至5·〇重量％，稀土類元素：〇.〇1至〇 5重量％，其餘者 系由Cr及]^所組成，實質上cr/Ni之重量比為〇15 1 1 的歲射用標靶，依濺射法於絕緣材料基板上生成由 2 ei:、s卜稀土類元素合金所成之電阻薄膜，然後，將該 兒阪薄膜在大氣中，依溫度200t：至500°C下實施1黾 1 0 + B士一 ^ ¥之熱處理。 316421 30