[go: up one dir, main page]

DE1790082C3 - Metal film resistor element and method for its manufacture - Google Patents

Metal film resistor element and method for its manufacture

Info

Publication number
DE1790082C3
DE1790082C3 DE1790082A DE1790082A DE1790082C3 DE 1790082 C3 DE1790082 C3 DE 1790082C3 DE 1790082 A DE1790082 A DE 1790082A DE 1790082 A DE1790082 A DE 1790082A DE 1790082 C3 DE1790082 C3 DE 1790082C3
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
resistance
gold
thin layer
layer
nickel
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
Application number
DE1790082A
Other languages
German (de)
Other versions
DE1790082B2 (en
DE1790082A1 (en
Inventor
Yasuro Dipl.-Ing. Machida Nishimura
Masao Dipl.-Ing. Tokio Tanaka
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.)
Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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 Fujitsu Ltd filed Critical Fujitsu Ltd
Publication of DE1790082A1 publication Critical patent/DE1790082A1/en
Publication of DE1790082B2 publication Critical patent/DE1790082B2/en
Application granted granted Critical
Publication of DE1790082C3 publication Critical patent/DE1790082C3/en
Expired legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01CRESISTORS
    • H01C7/00Non-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
    • H01C7/06Non-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 including means to minimise changes in resistance with changes in temperature
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01CRESISTORS
    • H01C7/00Non-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
    • H01C7/18Non-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 comprising a plurality of layers stacked between terminals
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/12All metal or with adjacent metals
    • Y10T428/12493Composite; i.e., plural, adjacent, spatially distinct metal components [e.g., layers, joint, etc.]
    • Y10T428/12535Composite; i.e., plural, adjacent, spatially distinct metal components [e.g., layers, joint, etc.] with additional, spatially distinct nonmetal component
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/12All metal or with adjacent metals
    • Y10T428/12493Composite; i.e., plural, adjacent, spatially distinct metal components [e.g., layers, joint, etc.]
    • Y10T428/12535Composite; i.e., plural, adjacent, spatially distinct metal components [e.g., layers, joint, etc.] with additional, spatially distinct nonmetal component
    • Y10T428/12597Noncrystalline silica or noncrystalline plural-oxide component [e.g., glass, etc.]
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/12All metal or with adjacent metals
    • Y10T428/12493Composite; i.e., plural, adjacent, spatially distinct metal components [e.g., layers, joint, etc.]
    • Y10T428/12771Transition metal-base component
    • Y10T428/12778Alternative base metals from diverse categories

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Non-Adjustable Resistors (AREA)
  • Physical Vapour Deposition (AREA)
  • Apparatuses And Processes For Manufacturing Resistors (AREA)
  • Parts Printed On Printed Circuit Boards (AREA)

Description

Seite Schicht (3) außer Chrom noch Nickel und andere Metalle enthält, wodurch eine Diflen und Abscheidung von Go.d in der ersten Schicht(2) bei der zur Stabilisierung erforderliehen Wärmebehandlung verhindert ««LSide layer (3) besides chromium nor nickel and contains other metals, causing a diflen and deposition of Go.d in the first layer (2) at the point required for stabilization Heat treatment prevents «« L

1 Verfahren zum Herstellen eines Metallschicht-Widcrsiandselements nach Anspruch i dadurch gekennzeichnet, daß die erste Schicht (2). deren Goldgehalt 60 bis 95 Gewichtsprozent beträgt, auf dem Substrat (1) aus einer Ausdampfungsquelle aus einer Nickel-Chrom-Leg.erune (4) und einer weiteren Aufdampfungsqucllc aus"Gold(5) aufgedampft wird. wöbe, die AufdampfungsMuellen voneinander unabhängig sind oder eine e.nzige Aufdampfungsquel e b.lden. und daß die Aufdampfung aus Jen beiden Auf-1 Method of manufacturing a metal film resistor element according to claim i, characterized in that the first layer (2). their gold content 60 to 95 percent by weight is, on the substrate (1) from an evaporation source made of a nickel-chromium alloy rune (4) and a further evaporation source made of "gold (5) is evaporated. Wöbe, the evaporation sources are independent of each other or b.lden a separate evaporation source. and that the vapor deposition from both

- -ederholen elektrischen Schicht-- -recover electrical layer-

Es ist auch<*K. widerstandswert herzustelwiderstand nut g^^n.; oder ähnliche Gegenlenindem e»e ™" d f einem IsoliertragcrIt's also <* K. resistance value to be produced resistance nut g ^^ n .; or similar counterparts in the e » e ™" dfe in an insulating carrier

*o elektrode gWjJjJ6 widerstandsschu:ht angegleichmäßig gcDuu Ahstand zw,schen beiden* o electrode gWjJjJ 6 resist was scatterbrained: ht be evenly gcDuu Ahstand btw, rule two

^nJen verkidnert wird und der effektive Ie1I Elektmden verklebe Hch vernngert w.rd^ n If n is reduced and the effective Ie 1 I Electmden glued Hch w.rd w.rd

der W^^™^ 927 278). Bei diesem Verfah- *5 (dcuts^h ^T"^ bestimmte Bemessung des ^^„koeffirienten nichts ausgesagt. er besteht dann dasthe W ^^ ™ ^ 927 278). In this procedural * 5 (dcuts ^ h ^ T "^ specific assessment of ^^" koeffirienten nothing testified. He is then the

£^ ,^i^.vviderstandselement dah.nbekannte KkuJkducn ^ spez(fisch Wld £ ^, ^ i ^ .viderstandselement dah.nknown KkuJkducn ^ spec (fisch Wld

gehend zu ^e S m C Icmpcraturkoeffizienten des ekk- ^^^Si^ ohne Schwierigkeiten er-going to ^ e S m C Icmpcra ture coefficient des ekk- ^^^ Si ^ without difficulty-

:sirr:„f4trci;rf: sirr: "f4trci; rf

meuillc enthält, und mi, einer elcklnsch stab, en „contains meuillc, and mi, an elcklnsch staff, en "

^hpnfnlk chromhaltigen zweiten aufgedampften Sean1SSchi[umhdfe Lf der ersten Schicht vorgesehen ist und diese schützt.^ hpnfnlk chromium-containing second vapor-deposited Se a n 1S Schi [u mh dfe Lf the first layer is provided and protects it.

Im allgemeinen kann eine Leg.erung mit großem spezifischen Widerstand ein Widerstandselement b.lden, das elektrisch stabil ist und einen geringen Temperaturkoeffizienten hat. Deshalb ist bisher ein niedcrohmiges Widerstandselement, das elektrisch stabil ist und einen geringen Temperaturkoeffizient«! aufweist, durch Aufdampfung euier solchen Legicrung hergestellt worden (deutsche Auslegeschnt 1089 861). Um jedoch em niederohmiges Widerstandselement durch eine Lcgicrung_ mit großem snezifischen Widerstand herzustellen, ist es notwen-Sg daß die Schicht dick gemacht wird und demgemäß wird die für die Aufdampfung e^orderliche Zeitdauer verlängert. Des weiteren w.rd das Zusarnmensctzungsverhälmis durch die D.flerenz zwischen den Dampfdrücken der Komponenten leicht gcandert und die Temperatur neigt dazu, hoc.zu werden. Es ist auch schwierig, em Metallsch.cht-W.der-In general, an alloy with a large specific resistance b.lden a resistance element that is electrically stable and has a low Has temperature coefficients. Therefore, so far, a low-resistance element that is electrically is stable and has a low temperature coefficient «! has, by evaporation euier such Legicrung (German Auslegeschnt 1089 861). However, to em low resistance element by a Lcgicrung_ with great To establish specific resistance, it is necessary-Sg that the layer is made thick and accordingly becomes that necessary for vapor deposition Duration extended. Furthermore, the relationship by the D.flerence between the vapor pressures of the components changed slightly and the temperature tends to get high. It is also difficult to

^Sf "wShef S l'atents^nrm
andere Au gäbe
^ Sf "wShef S l'atents ^ nrm
other Au would give

erste ?
Nicke ,
first ?
Nod,

Jcdch ,liegt Jort eine Jcd " c h, Jort is one

^ der Erfi Jic ^ the Erfi Jic

dünne Schicht grundsätzlich aus Gold und kann andere Zusatzu Aluminium und Kupfer. ^^'crsten aufgedampften dünnen De Go dgehak der e dem B GewichtsverhäUnis Sch.ch ist im Vem unkritisch und w.rdthin layer basically made of gold and can n other additions u aluminum and copper. ^^ ' crste n evaporated thin De Go dgehak the e dem B weight ratio Sch.ch is uncritical in the Vem and w.rd

von N«ke «nu Chr angegeben. Dannindicated by N «ke« nu Chr. then

m d 62e^T^peiaturkoeffizient des Widerstandes wirdJeJ«J^,pften dünnen Schicht genng und Jer ersten a«ge^P k]ein Die für die Auf^r spezinsche w. ^.^ erfordcrlichp m d 6 2 e ^ T ^ p e i aturkoe fficient of resistance wirdJeJ "J ^, pften thin layer genng and Jer a first« ge ^ P k] is a necessary for the In ^ r spezinsche w. ^. ^ erfordcrlichp

dampfung dtr frsien der Ejntluß steaming dt r frsien der Ejntluß

^ dcn Zusammensetzungen kann verringert werdcn ^ dc n compositions can be reduced

^J^^Xeben wurde, ist gemäß der Erfin-^ J ^^ Xeben is, according to the invention

Webe" besc"™ dder ersten dünnen Weave "besc" ™ d " the first thin

Jng Gold d=r Haup e^ Der Temperatur.Jng gold d = r haup e ^ The temperature.

Sc ich des W'«rst ^^ ^ Sc i des W '«rst ^^ ^

^effuicnt d« wiae da ^ Maß dgs ^ effuicnt d «wiae da ^ measure dgs

ÄÄ und Chrom entsprechend gewähltÄÄ and chrome selected accordingly

h, der IL ersten auiSe- kürzt werden und deshalb wird das Verhältnis ^i-h, the IL first aui S e - be shortened, and therefore the ratio ^ i-

UnH^rlttt tar-"^ ^ SChen der Zusammensetzung der dünnen Wider- U nH ^ r lttt tar- "^ ^ SChen the composition of the thin cons-

ίίίη a dritahiiS Und Manf >mit Auswir- Standsschicht nicht stark geändert und ein Metall-ίίίη a dritahiiS And Man f> with an impact layer not much changed and a metal

Sibehandlune aSefih11;^d deshalb wird eine schicht - Widerstandselement mit gleichförmigenSibehandlune aSefih 11 ; ^ d therefore becomes a layer-resistive element with uniform

ί SSJetfem daß al^ln. η \ϊ* S'Ch jedüCh 5 Eigenschaften kann erhalten werden.ί SSJetfem that al ^ ln. η \ ϊ * S ' Ch however 5 properties can be obtained.

STfiSd welches SrJ8' ΐ" W^^handl^g Eine beispielhafte Ausführungsform der ErfindungSTfiSd which SrJ 8 'ΐ "W ^^ handl ^ g An exemplary embodiment of the invention

ledampfien dünnen "a.Uff estan^eiI der ersten wird an Hand der Zeichnung erläutert, in der istledampfien thin " a . Uf f estan ^ eiI the first is explained on the basis of the drawing in which is

der Oberfläche 1 Il "'' Ulffundiert und Fig. 1 die schematische Darstellung des Aufbauesthe surface 1 Il '''Ulffundiert and Fig. 1 shows the schematic representation of the structure

laß b^rkf der erorPT n ^" ^ ^" α" Widerstandselementes nach der Erfindung,let b ^ rkf the e ror P T n ^ "^ ^" α "resistance element according to the invention,

Serstandes des nSd« temperaturkoeffizient des 10 Fig. 2 die schematische Darstellung der Anord-Serstandes of the nSd «temperature coefficient of 10 Fig. 2 the schematic representation of the arrangement

\V,de Standes des Goldes daß der Tempe.aturkoef- nun« einer Verdampfungsquelle als Beispiel einer\ V, the state of gold that the tempe.aturkoef- now «a source of evaporation as an example

T ffSv «er "''κ", aufSedamPften Vakuum-AufdampfvLchtung. die zur Herstellung T ffSv « er "'' κ ", on S edam P ften vacuum vapor deposition. those used to manufacture

c^ deS Bereichei; ein" dünnen Schicht verwendet wird, weiche dasc ^ deS area egg; a "thin layer is used, soft that

d£LS ν l\ ^ Verstandes wird. Widerstandselement der Erfindung bildet, d £ L S ν l \ ^ understanding will. Forms resistance element of the invention,

amSten" dünneJ ?h^? ""g 8Uf dCT erSten 15 Fi3 die Darstellung der Beziehung zwischenmost "thinJ? h ^?"" g 8Uf dCT first 15 Fi 8 · 3 the illustration of the relationship between

.-dünne £Sh? i'"" ZWdte aufge" dem Goldcehalt und dem Temperaturkoeffizienten.-thin £ sh? i '"" ZWdte auf " the gold content and the temperature coefficient

dun" des S VOr" ^u T DiffUS1On Und des Widerstandes bei einem Versuchsbeispiel nachdun "des S VOr " ^ u T DiffUS1On and the resistance in an experimental example

cheidung des Goldes zu verhinde.n oder zu ver- der Erfindungto prevent the separation of gold or to destroy the invention

innTtl7JT* f* citCI1 aufge" Fl4 die'Darstellung der Beziehung zwischen innTtl7JT * f *citCI1 auf " Fl * · 4 die'Darstellung the relationship between

f? mni SrL^ r'eht darin- die erstc 2° Temperatur und Widerstand bei einem Versuchs-f? mni SrL ^ r ' eht in it - the first 2 ° temperature and resistance in an experimental

aufg, ümpfu. Sch ch, gegenüber der Luft zu schür- bespiel nach der F.rfindun* undcome up, ümpfu. Sch ch, opposite the air to poker game after the F.rfindun * and

h, ί'^ el k Lh geramP u dUnnc Scllicht darf ί·'«·5 cine Darstellung der Bezichune zwischenh, ί '^ el k Lh ge r amP u dnnc Scllicht may ί ·' «· 5 cine representation of the districts between

"inn π ·„ nn AThaften dCr Cr'tCn auf- dem Goldgehalt der dünnen Schicht und dem spezi-"inn π ·" nn AT adhere dCr Cr ' tCn - the gold content of the thin layer and the specific

tt ,5 tf h lh hf,l I0'0"' DiC DlCkc d0r fischcn Schicht-Widerstand bei einem Versuchsbe,- tt , 5 t fh lh hf, l I 0 ' 0 "' DiC DlCkc d0r fischcn layer resistance during a test, -

Ih - ' n r °bH Γ dCr mi"«nia] möglichen 25 sp.el nach der Hrfindung.Ih - ' n r ° b H dCr mi "« nia] possible 25 sp.el after the hearing.

S:;„5K de '" dci A-^,1^ diese %VirkunS Cemaü Fi ε. 1 (I) wurde die erste aufgedampfte S:; "5K de '" dci A- ^, 1 ^ this% Virkun S Cemaü Fi ε. 1 (I) was the first vaporized

t ™ 5 e ir,Lh dl;,sen/weck t zu erreichen, wird dünne Schicht2. d,e Nickel. Chrom und Gold ent- t ™ 5 e ir, Lh dl ;, sen / weck t to achieve, becomes thin layer2. d, e nickel. Chrome and gold

, .1. ΐ,Ι,Γ, gvfd,TP uT SdllCht durCh Me- häIt· ;iuf ein^ isolierenden Substrat «jcbildet. das, .1. ΐ, Ι, Γ, g vf d , T P uT SdllCht by means of me- ness ; i formed on an insulating substrate. that

?' h, ^mhält ?1 u C erSte aufgedamPffc aus Keramik besteht. Diese dünne Schicht 2 kann in? ' h, ^ m holds? 1 u C first on g edam P f fc is made of ceramic. This thin layer 2 can be in

, riUSnameVlln(i0ld'Diesvcr-30 folcender Weise eebildct werden. Gemäß F i g. 2, ri USnameVlln (i0ld ' Diesvcr - 30 can be eebildct in the following way. According to FIG. 2

U V; „XL ", HerStdlrf des MetaiUchicht- werden ein I ieeef. der einen Nickel-Chrom-Legie-UV; "XL", HerStdl rf des MetaiUchicht- are an Iieeef. Of a nickel-chromium alloy

S hl, , 18e A mM er Erf!ndunda dit; runüsblock 4 cmhült. bei dem das GcwichLsverhäUnisS hl ,, 1 8e A m M er Erf! Ndun ? · Da dit; runus block 4 cm. in which the balance ratio

M '!'k up rW L ΐΤΪ^ fmrfUnS ledlglich dur von Nlckel 7U fhn^m 80 zu 20 beinigt, und ein T.e-M ' ! 'k up rW L ΐΤΪ ^ f mrfUnS only dur von Nlckel 7U fhn ^ m 80 to 20 legs, and a te-

M(V1-KUIe eier Mckel-C hrom-Leg.erung gebildet wer- gel. der Gold 5 enthalt, in einer einzigen Vakuum-M (V 1 -KUIe eier Mckel-Chromium alloy can be formed. The gold 5 contains, in a single vacuum

dcn Nann, indem die Verdampfung des Gnldes ge- 35 kammer vorgehen und die Temperaturen, d.h. derThis can be done in that the evaporation of the gas takes place in the chamber and the temperatures, i.e. the

snvpt w.rd oder die Moleküle des aufgedampften Dampfdruck der beiden Tiecel. werden unabhänciusnvpt w.rd or the molecules of the vapor pressure of the two tiecel. become independent

Gpu« durch eine Blende behindert werden, welche voneinander ,gestellt. Bei dieser Ausführumis-Gpu «are hindered by a screen, which are placed from each other. With this implementation

de· Bildung der ersten Sch.cht iolgt. Dieses Verfah- form wurde d,e temperatur des Tiegels mit demThe formation of the first class follows. This process was the temperature of the crucible with the

T Vn 6T f hr aiS f daS ,Yerfahrcn der Bildung der Nickel-Chrom-Leuierungsblock durch Widcrstands-TV n 6 T f h r aiS f daS , Y experience the formation of the nickel-chromium ligation block through resistance

w an aufgedampften dünnen Schicht durch die 40 erhit/une auf et«a 1350 C gehalten und die Tcm-w on a vapor-deposited thin layer through the 40 heated / une kept at et «a 1350 C and the Tcm-

V1 rwendung einer zusatzl.chen \erdampfungsquelle. peratur des Ticeels mit denTdold wurde ebenfallsV 1 Using a zusatzl.chen \ erdampfungsquelle. temperature of the Ticeels with the Tdold was also

L;,er Berücksichtigung der vorstehend erwähnten durch Widerstandserhitzune auf etwa 1350 C ge-L;, he taking into account the above mentioned by resistance heating to about 1350 C

N\;rkung. die durch die zweite dünne Schicht herbei- halten. Der Gewichtsprozentsatz von Gold in derN \; rkung. which are brought in by the second thin layer. The weight percentage of gold in the

goiihrt werden muß, erg.bt sich, daß nicht nur die ersten aufgedampften dünnen Schicht ist durch d.emust be cast, it turns out that not only the first vapor-deposited thin layer is through the

N.wkJ-Chrom-Legicrung. sondern auch Metalle 4s TemperatJr der Verdampfungsquclle. das Maß desN.wkJ-Chrom-Legicrung. but also metals 4 s temperature of the evaporation source. the measure of the

I 1 können ^ * ''"Cht verwendet wcr" von der Verdanipfungs^uelle" zugegebenen Metalls U. " . . . und den Abstand zwischen der Verdampfungsquelle L)ie erste und zweite aufgedampfte dünne Schicht und dem Cirundkörper bestimmt und deshalb wird werden auf emem .solierendcn Substrat gebildet es durch voranBchcnde Messung der Anlagerung I-..π Material, das bei üblichen Aufdampfverfahren so durch Aufdampfung von Gold. Nickel und Chrom angewendet wird, z. B. Glas oder Keramik, kann als auf das Substrat uetrennt ν „neinander unter einer Grundköder verwendet werden. Wie oben beschrie- bestimmten Aufdampfungsbedingung möelich. direkt her, worden ist kann das Metallschicht-Widerstands- das Gewichtsverhältnis von Gold unter dieser Aufclement nach der Erfindung unter Ver.vendung einer dampfbcdingunc zu erfahren. Bei der vorliegenden bekannten Vakuum-Aufdampfvorrichtung herge- 55 Ausfiihruncsform wurde die Aufdampfbedingung V LΓρη YerdamPfun8s4"^len, wie Gold, eine geändert, um das Verhältnis zwischen dem GoId-Nitkel-Chrom-Legierung, e.ne Nickel-Chrom-Gold- gehalt und dem Temperaturkoeffizienten des WiderLegierung und andere Metalle zum Bilden der auf- Standes zu erfahren. Der Vakuumraum der Vakuumgeuiimptten dünnen Schichten werden durch ther- Aufilampfunasvorrichtung wurde auf einem Vakuum mionische Strahlcrhitzung und Widerstandserhitzung 60 von 5 10 "^Torr gehalten und die dünne Schicht aulgedamplt Die Abdampfung und Ansammlung wurde auf dem Substrat 1 aus den beiden Verdampkann auch durch loncnbeschuH ausgeführt werden. fungsquellcn bis zu einer Dicke von 300 A während Wie oben beschrieben worden ist. kann gemäß 40 bis 150 Sekunden aufgedampft. Die Temperatur c er hrnndung eine Widerstandsschicht mit geringem des Grundkörpers wurde dabei auf Raumtemperatur I emperaturkoefhzienten des Widerstandes und nied- 65 gehalten. Die so erhaltene dünne Schicht wurde rigem spezifischen Widerstand erhalten werden. Des durch ein übliches Verfahren zu dem besonderen weiteren kann d.e Zeit fur die Aufdampfung gegen- Zweck der Stabilisierung der elektrischen FJgcnuncr üblichen Herstellungsverfahren wesentlich ver- schäften erhitzt. Die Temperatur der Erhitzung wirdI 1 can ^ * ''" Cht used wcr " from the evaporation ^ uelle "added metal U.". . . and determines the distance between the evaporation source L) ie first and second vapor-deposited thin film and the Cirundkörper and therefore will be formed on EMEM .solierendcn substrate it by prefixing B chcnde measurement of attachment I - .. π material that in conventional vapor deposition method so by Evaporation of gold. Nickel and chromium is used, e.g. B. glass or ceramic, can be used as a separate base bait on the substrate. As described above, a certain vapor deposition condition is possible. The metal layer resistance - the weight ratio of gold - can be found directly under this information according to the invention using a vapor deposition. In the case of the present known vacuum evaporation apparatus, the evaporation condition V L ρη Y erdam P fun 8 s 4 ″ was changed to the ratio between the gold-nickel-chromium alloy, e.ne Nickel-chromium-gold content and the temperature coefficient of the counter-alloy and other metals for forming the up- stand. The vacuum space of the vacuum-imposed thin layers are thermally vaporized on a vacuum ionic beam heating and resistance heating 60 of 5 10 "^ Torr The evaporation and accumulation was carried out on the substrate 1 from the two evaporation can also be carried out by ion bombardment. Fung sources up to a thickness of 300 Å during As described above. can be vapor-deposited according to 40 to 150 seconds. The temperature change of a resistance layer with little of the base body was kept at room temperature and low. The thin film thus obtained would have a specific resistivity to be obtained. In addition to this, the time required for the vapor deposition can be significantly increased by a conventional process, in contrast to the purpose of stabilizing the electrical manufacturing processes that are currently customary. The temperature of the heating will be

in Korrelation zu der Zeitdauer der Hitzebehandlung bestimmt und kann zwischen 150 und 350 C liegen.in correlation to the duration of the heat treatment and can be between 150 and 350 C.

Nachdem die erste aufgedampfte dünne Schicht, deren Hauptbestandteil Gold ist, IO Stunden lang bei 250 C erhitzt worden ist, hat sich der Temperaturkoeffizient des Widerstandes je nach Goldgehalt so geändert, wie dies durch die Kurve α in F i g. 3 gezeigt ist. In F i g. 3 zeigt die horizontale Achse R den Goldgehali: (Gewichtsprozent) der dünnen Schicht an und die vertikale Achse C" zeigt den Tem- ίο peraUirkoeffizienten des Widerstandes 10 (i/grd an. Damit der Temperaturkoeffizient des Widerstandes der dünnen Schicht auf einen für ein übliches Widerstandselcmcnt erforderlichen Wert, z. B. einen Wert innerhalb von ± 50- 10-G/grd eingestellt werden kann, muß der Goldgehalt, wie die Zeichnung zeigt, etwa 60 Gewichtsprozent betragen und dieser Wert muß direkt gesteuert werden. Falls der Goldgehalt auf etwa 60 Gewichtsprozent eingestellt wird, wird der Flächenwiderstand der dünnen Schicht so geändert, wie dies in F i g. 5 gezeigt ist. F i g. 5 zeigt die Beziehung zwischen dem Goldgehalt R (Gewichtsprozent) und dem Flächenwiderstand R0 (Ohm), wenn die Starke der dünnen Schicht 300 A beträgt. Unter der Bedingung, daß die Stärke 300 A beträgt, ist der Flächenwiderstand 57 Ohm. Dies bedeutet, daß ein Widerstandselement, das den Zweck der Erfindung erfüllt, d. h. ein Metallschicht-Widerstandselement, dessen Temperaturkoeffizient des Widerstandes und des Flächenwiderstandes und demgemäß des spezifischen Widerstandes gering sind, erhalten werden kann.After the first vapor-deposited thin layer, the main component of which is gold, has been heated for 10 hours at 250 ° C., the temperature coefficient of the resistance has changed depending on the gold content, as indicated by the curve α in FIG. 3 is shown. In Fig. 3 shows the horizontal axis R the gold content: (percent by weight) of the thin layer and the vertical axis C "shows the temperature coefficient of resistance 10 (i / grd Resistance element required value, for example a value within ± 50-10 G / degree, the gold content, as the drawing shows, must be about 60 percent by weight and this value must be controlled directly 60 weight percent is set, the sheet resistance of the thin film is changed as shown in Fig. 5. Fig. 5 shows the relationship between the gold content R (weight percent) and the sheet resistance R 0 (ohms) when the thickness of the thin layer is 300 A. Under the condition that the thickness is 300 A, the sheet resistance is 57 ohms, which means that a resistance element which fulfills the purpose of the invention , that is, a metal film resistance element whose temperature coefficient of resistance and sheet resistance and, accordingly, specific resistance are small, can be obtained.

Eine Erhöhung des Temperaturkoeffizienten des Widerstandes wird erfindungsgemäß dadurch ausgeschaltet, daß die zweite aufgedampfte dünne Schicht 3 auf der ersten aufgedampften dünnen Schicht 2 gebildet wird, wie dies in Fig. 1 (2) gezeigt ist. Hierdurch kann die Möglichkeit, daß eine leitfähige Goldschicht auf der Oberfläche durch Diffusion und Abscheidung bei der Hitzebehandlung gebildet wird. vermieden werden und die günstigen elektrischen Eigenschaften, welche die erste aufgedampfte dünne Schicht aufweisen, kann aufrechterhalten werden. Eine Nickel-Chrom-Legierung oder ein Metall, dessen Temperaturkoeffizient des Widerstandes nicht sehr groß ist, kann als Metall zum Bilden der zweiten dünnen Schicht verwendet werden. Es kann auch nur ein einziges Metall unter Chrom, Titan oder Nickel verwendet werden. Nachdem die erste und zweite aufgedampfte dünne Schicht gebildet worden sind, werden diese beiden Schichten zu dem Zweck erhitzt, die Eigenschaften zu stabilisieren, jedoch muß hier die Dicke der zweiten dünnen Schicht in Abhängigkeit von dem Material ausgewählt werden, damit die Diffusion von Gold während der Wärmebehandlung behindert oder verhindert werden kann. Beim Aufdampfen einer Nickel-Chrom-Legierung als zweite dünne Schicht bis zu einer Dicke von etwa einigen hundert A kann die Erhitzungstemperatur zwischen 200 und 300 C ausgewählt werden und die Erhitzung kann für eine Zeitdauer von 10 und mehr Stunden fortgesetzt werden. Falls die Zeitdauer der Erhitzung willkürlich geändert werden kann, kann der Temperaturbereich der Erhitzung von 150 bis 350 C erweitert werden. Die zweite auf gedampfte dünne Schicht muß bis zu einer Dicke aufgedampft werden, die nicht die elektrischen Eigenschaften deT ersten aufgedampften dünnen Schicht stört, und diese Dicke kann in Abhängigkeit von der verschiedenen verwendeten Materialien geänder werden.According to the invention, an increase in the temperature coefficient of the resistance is eliminated by that the second evaporated thin layer 3 is formed on the first evaporated thin layer 2 becomes as shown in Fig. 1 (2). This can reduce the possibility of a conductive Gold layer is formed on the surface by diffusion and deposition during heat treatment. avoided and the favorable electrical properties, which the first vapor-deposited thin Have layer can be maintained. A nickel-chromium alloy or a metal whose Temperature coefficient of resistance is not very large, can be used as a metal to form the second thin layer can be used. It can also be just a single metal among chromium, or titanium Nickel can be used. After the first and second evaporated thin layers have been formed these two layers are heated for the purpose of stabilizing the properties, however the thickness of the second thin layer must be selected depending on the material, so that the diffusion of gold during the heat treatment can be hindered or prevented. When evaporating a nickel-chromium alloy as a second thin layer up to a thickness of about The heating temperature can be selected between 200 and 300 C and a few hundred A the heating can be continued for a period of 10 or more hours. If the duration the heating can be changed arbitrarily, the heating temperature range can be from 150 can be extended to 350 C. The second evaporated thin layer must be evaporated to a thickness that do not have the electrical properties of the first vapor-deposited thin layer bothers, and this thickness can vary depending on the different materials used will.

Die Kurve b der F i g. 3 zeigt den Temperaturkoeffizienten des Widerstandes einer Metallschicht, die durch Aufdampfen der zweiten aufgedampften dünnen Schicht mit Nickel und Chrom bis zu einer Dicke von 200 A auf der ersten aufgedampften dünnen Schicht mit Nickel, Chrom und Gold erhalten wird, wobei der Goldgehalt der ersten Schicht veränderbar ist. Dann werden die beiden dünnen Schichten bei einer Temperatur von 250' C 10 Stunden lang erhitzt.The curve b of FIG. 3 shows the temperature coefficient of the resistance of a metal layer, which is obtained by vapor deposition of the second vapor-deposited thin layer with nickel and chromium up to a thickness of 200 Å on the first vapor-deposited thin layer with nickel, chromium and gold, the gold content of the first layer being variable is. Then the two thin layers are heated at a temperature of 250 ° C. for 10 hours.

Die Kurven c, d, c und / in F i g. 4 zeigen das Verhältnis zwischen der Temperatur T ( C) und der Widerstandsänderung . I R/R (" 0), wenn die Goldmengen jeweils 62, 75, 83 und 9O°/o betragen. Diese Widerstandsänderungen werden auf der Grundlage der Widerstandswertc errechnet, die erhältlich sind, wenn die Umgebungstemperatur 30 C beträgt. Aus den vorstehenden Ausführungen ergibt sich, daß in einer dünnen Schicht, deren Goldgehalt etwa 80° υ beträgt, der Temperaturkoeffizient des Widerstandes etwa Null ist und die Änderung des Widerstandes im Verhältnis /ur Temperatur minimal ist, wenn die Temperatur nahe der Raumtemperatur liegt. Hierbei ist zu bemerken, daß der Goldgehalt der ersten aufgedampften dünnen Schicht des Widerstandselementes, deren Temperaturkoeffizient des Widerstandes ungefähr Null beträgt, um etwa 2O°/o höher als der Goldgehalt des Widerstandselementes ist. das durch Erhitzung nur der ersten aufgedampften dünnen Schicht erhalten wird und dessen Temperaturkoeffizient des Widerstandes ungefähr Null ist. und daß die Neigung der Kurve schwach ist. Wenn der Goldgehalt etwa 80" 0 beträgt, ist der Temperaturkoeffizient des Widerstandes sehr gering und der Flächenwiderstand beträgt 30 Ohm. Diese beiden Werte erfüllen vollständig den Zweck der Erfindung.The curves c, d, c and / in FIG. 4 show the relationship between the temperature T (C) and the change in resistance. IR / R ("0) when the amounts of gold are 62, 75, 83 and 90%, respectively. These changes in resistance are calculated based on the resistance values c obtainable when the ambient temperature is 30 ° C. From the above It can be seen that in a thin layer, the gold content of which is about 80.degree the gold content of the first vapor-deposited thin layer of the resistance element, whose temperature coefficient of resistance is approximately zero, is about 20% higher than the gold content of the resistance element, which is obtained by heating only the first vapor-deposited thin layer and whose temperature coefficient of resistance is approximately zero and that the slope of the curve is weak. When the gold content is about 80 "0, de The temperature coefficient of the resistance is very low and the sheet resistance is 30 ohms. These two values fully serve the purpose of the invention.

Gemäß der Erfindung wird der Goldgehalt der ersten aufgedampften dünnen Schicht zwischen 60 und 95" ο ausgewählt. Als Folge wird der Temperaturkoeffizient des Widerstandes ungefähr zwischenAccording to the invention, the gold content of the first vapor-deposited thin layer is between 60 and 95 "ο selected. As a result, the temperature coefficient of resistance roughly between

50 · H) <Vgrd und -100-10 B/grd geändert. Auch wird der Flächenwiderstand niedriger als 60 Ohm. Verschiedene abgewandelte Ausführungsformen der Erfindung können auf der Grundlage des oben beschriebenen Versuchsbeispiels erhalten werden, indem der Goldgehalt der ersten aufgedampften dünnen Schicht innerhalb eines Bereiches von 60 bis 95" 0 geändert wird, indem die Metalle zum Bilden der zweiten aufgedampften dünnen Schicht innerhalb der vorstehend beschriebenen Metalle geändert werden und indem weiterhin die Dicken der Schichten geändert werden.50 · H) <Vgrd and -100-10 B / grd changed. The sheet resistance is also lower than 60 ohms. Various modified embodiments of the invention can be obtained based on the experimental example described above by changing the gold content of the first evaporated thin layer within a range of 60 to 95 "0 by changing the metals for forming the second evaporated thin layer within that described above Metals can be changed and by continuing to change the thicknesses of the layers.

Nachfolgend wird eine Ausführungsform der Erfindung beschrieben, bei der jede der aufgedampften dünnen Schicht eine Mischung aus Nickel, Chrom und anderen Zugabemetallen, z. B. Aluminium und Kupfer, enthalten. Die erste aufgedampfte dünne Schicht, die Nickel, Chrom, Aluminium, Kupfer und Gold enthält, und deren Goldgehalt 33 Gewichtsprozent beträgt, wurde auf einem isolierenden Substrat gebildet, das aus Keramik bestand, indem Gold und eine Nickel-Chrom-Legierung, in der das Gewichtsverhältnis von Nickel zu Chrom. Aluminium und Kupfer 75-20-2.5-2,5 beträgt, aufgedampft wurden Die zweite aufgedampfte dünne Schicht, dieThe following is an embodiment of the invention described in which each of the evaporated thin layers is a mixture of nickel, chromium and other addition metals, e.g. B. aluminum and copper. The first evaporated thin Layer that contains nickel, chromium, aluminum, copper and gold, and its gold content is 33 percent by weight was formed on an insulating substrate made of ceramics by adding gold and a nickel-chromium alloy in which the weight ratio of nickel to chromium. aluminum and copper is 75-20-2.5-2.5, the second evaporated thin layer, the

Nickel, Chrom, Aluminium und Kupfer enthüll. wurde dann auf der ersten aufgedampften dünnen Schicht gebildet, indem eine Legierung, hei der das üewichtsverhältnis \on Nickel zu Chrom. Aluminium und Kupfer 75-2O-2,'5-2,5 beträgt, aufgedampft wurde. Die erste aufgedampfte dünne Schicht des Mclallschichl-Widcrstandselemcntes wurde bis zu einer Dicke von etwa 300 A aulgedampft und der Bildung dieser ersten Schicht folgend wurde dieNickel, chrome, aluminum and copper revealed. was then evaporated on the first thin Layer formed by an alloy called the weight ratio of nickel to chromium. aluminum and copper is 75-2O-2, '5-2.5, evaporated would. The first vapor-deposited thin layer of the Mclallschichl resistance element was up to evaporated to a thickness of about 300 Å and following the formation of this first layer, the

zweite aufgedampfte dünne Schicht bis zu einer Dicke von 150 A aufgedampft. Nachdem die Aufdampfung beendet war, wurden die beiden Schichten liii IO Stunden bei 25Oc C erhitzt. Dicv.cs MeIaII-"chicht-Widcrstandselcment hat einen Widersland von etwa 3D Ohm und einen sehr geringen Temperaturkoefli/ienten des Widerstandes. Die Widerstandsänderung dieses Widerstandselementcs im Verhältnis zur Temperatur ist als Kurve e in Fig. 4 gezeigt.second evaporated thin layer evaporated to a thickness of 150 Å. After the vapor deposition had ended, the two layers were heated at 250.degree. C. for 10 hours. The dielectric layer resistance element has a contradiction of about 3 ohms and a very low temperature coefficient of resistance. The change in resistance of this resistance element in relation to temperature is shown as curve e in FIG.

Hierzu 1 Blatt 2^cichnungen1 sheet of 2 drawings

Claims (1)

edampften Filmessteamed film IsIs rrrr Schicht die auf der ersten Schicht vorgesehen io fst und diese schützt, dadurch geke η η it der EigenschaftenLayer the io provided on the first layer fst and protects them, thereby geke η η it of properties
DE1790082A 1967-09-23 1968-09-10 Metal film resistor element and method for its manufacture Expired DE1790082C3 (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP42061093A JPS503868B1 (en) 1967-09-23 1967-09-23

Publications (3)

Publication Number Publication Date
DE1790082A1 DE1790082A1 (en) 1972-04-13
DE1790082B2 DE1790082B2 (en) 1973-03-01
DE1790082C3 true DE1790082C3 (en) 1973-09-20

Family

ID=13161105

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE1790082A Expired DE1790082C3 (en) 1967-09-23 1968-09-10 Metal film resistor element and method for its manufacture

Country Status (5)

Country Link
US (1) US3578420A (en)
JP (1) JPS503868B1 (en)
DE (1) DE1790082C3 (en)
FR (1) FR1581389A (en)
GB (1) GB1220964A (en)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5328630B2 (en) * 1972-07-19 1978-08-16
US4164607A (en) * 1977-04-04 1979-08-14 General Dynamics Corporation Electronics Division Thin film resistor having a thin layer of resistive metal of a nickel, chromium, gold alloy
JPS549762U (en) * 1977-06-22 1979-01-22
US4226899A (en) * 1978-08-21 1980-10-07 General Dynamics Corporation Electronics Division Method for fabricating controlled TCR thin film resistors
DE3003136A1 (en) * 1980-01-29 1981-07-30 Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München METHOD FOR PRODUCING THERMALLY STABLE, METAL LAYERS
US5835112A (en) * 1996-10-08 1998-11-10 Hewlett-Packard Company Segmented electrical distribution plane

Also Published As

Publication number Publication date
US3578420A (en) 1971-05-11
FR1581389A (en) 1969-09-12
DE1790082B2 (en) 1973-03-01
DE1790082A1 (en) 1972-04-13
GB1220964A (en) 1971-01-27
JPS503868B1 (en) 1975-02-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE1446161C3 (en) Superconducting component and method for its manufacture
DE1056746B (en) Process for the manufacture of selenium rectifiers
DE1950126A1 (en) Process for applying insulating films and electronic components
DE2719988C2 (en) Amorphous metal layer containing tantalum, temperature-stable at least up to 300 degrees C, and process for its production
DE1790082C3 (en) Metal film resistor element and method for its manufacture
DE1288174B (en) Metallic coating on an insulating base
DE3200901A1 (en) METHOD FOR PRODUCING A TEMPERATURE-SENSITIVE COMPONENT
DE1648209A1 (en) Indirectly heated thermistor
DE1953070C3 (en) Method for producing a tantalum oxynitride film resistor element
DE1277306B (en) Storage electrode for image pick-up tubes and method for their manufacture
DE919360C (en) Selenium rectifier with tellurium and process for its manufacture
DE102015006057A1 (en) Sheet resistance with a carbonaceous resistance material and method for its preparation
DE2535569B2 (en) Container for the evaporation of metal
DE2252197A1 (en) THIN FILM CONDUCTOR DEVICE AND METHOD FOR MANUFACTURING IT
DE2503109A1 (en) PROCESS FOR PREPOSITING A MATERIAL FROM THE VAPOR PHASE
DE1590786B1 (en) Process for the production of micro-miniature circuits or circuit components
DE2039514A1 (en) Method for the deposition of gallium phosphide resistive layers by cathodic sputtering
DE1665236A1 (en) Stable resistance layer made of NiCr
DE2262022C2 (en) Process for the production of sputtered resistance layers from tantalum-aluminum alloys
DE977513C (en) Method for eliminating a blocking effect from flat contact electrodes on semiconductor bodies made of germanium or silicon
DE1957717C3 (en) Process for the production of a cermet thin film deposit in 1966593
DE652142C (en) Process for the production of high frequency resistors
DE414255C (en) Process for the deposition of chemical compounds on a glowing body
DE2702282A1 (en) Contacts and/or conductor paths made on semiconductors - where substrate is alternately exposed to vapour from two evaporators
DE1615051A1 (en) ss-tantalum resistors

Legal Events

Date Code Title Description
C3 Grant after two publication steps (3rd publication)
E77 Valid patent as to the heymanns-index 1977