[發(fā)明專利]一種薄膜電阻材料及其制備方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510432685.1
• 申請日: 2015-07-22
• 公開（公告）號: CN104988358A
• 公開（公告）日: 2015-10-21
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 賴?yán)蝻w;王金霞;汪金芝;鮑明東
• 申請（專利權(quán)）人: 寧波工程學(xué)院
• 主分類號: C22C19/05
• 分類號: C22C19/05;C22C30/00;C23C14/06;C23C14/34;H01C7/00
• 代理公司: 寧波市天晟知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 33219
• 代理人: 張文忠

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電子材料與電子元器件技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種薄膜電阻材料及其制備方法。

背景技術(shù)

電子元器件高性能、小型化的發(fā)展趨勢，要求印刷電路板單位面積貼裝的電子元器件數(shù)量不斷增加，這勢必會超過印刷電路板的物理極限。在電子元器件數(shù)量中占重要比例的電阻，如采用埋入式薄膜電阻模式，即把薄膜電阻嵌入到印刷電路板內(nèi)部，對節(jié)約電路板空間有重要作用，能節(jié)省布線距離，減少占用空間，降低電路板尺寸與重量；另外，還能提高電性能。

但目前埋入式薄膜電阻材料產(chǎn)品電性能還不夠穩(wěn)定,方阻值范圍不夠廣，最大僅達(dá)上千歐姆，如用于大電阻電路，要保證電阻占有小的面積，只有通過縮小方阻面積以達(dá)到大電阻的要求，這樣又會影響電阻的散熱性能；電流通過電阻熱損耗過大而不能及時排除，會造成電阻永久性損壞，進(jìn)而制約埋入式薄膜電阻向進(jìn)一步小型化方向發(fā)展。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對上述現(xiàn)有技術(shù)現(xiàn)狀，而提供拓寬薄膜電阻方阻值的范圍，提高薄膜電阻方阻值的上限，增強(qiáng)薄膜電阻穩(wěn)定性的一種薄膜電阻材料，其制備方法簡單。

本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為：

一種薄膜電阻材料，其按原子百分比計，包括：鎳15~70%、鉻3~18%、碳10~35%和氮0~40%。

進(jìn)一步地，所述的薄膜電阻材料制作而成的薄膜電阻的厚度為0.05μm?~1μm。

進(jìn)一步地，所述的薄膜電阻材料制作而成的薄膜電阻的電阻溫度系數(shù)絕對值小于200ppm/K。

進(jìn)一步地，所述的薄膜電阻材料制作而成的薄膜電阻的最大方阻值超過5000kΩ/sq。

一種薄膜電阻材料的制備方法，其特征是：包括以下步驟：

步驟一、制備濺射靶材，把鍍膜材料制作成濺射靶材包括鎳鉻合金靶材和純碳靶材，所述的鎳鉻合金靶材中鎳、鉻原子百分比是4:1；

步驟二、將薄膜電阻材料所需襯底放入鍍膜腔內(nèi)，然后對鍍膜腔體抽真空使得鍍膜腔體氣壓低于5×10^-5托；

步驟三、向鍍膜腔內(nèi)充入氬氣和氮氣的混合氣體，使得腔體內(nèi)氣壓穩(wěn)定在0.5×10^-3~?9×10^-3托；

步驟四、調(diào)節(jié)鎳鉻合金靶電流和碳靶電流，通過調(diào)節(jié)靶電流來控制薄膜中鎳、鉻和碳原子的含量；

步驟五、啟動鍍膜按鈕,沉積薄膜，使得薄膜電阻材料的厚度為0.05μm?~1μm。

上述的鎳鉻合金靶電流為1~5安，碳靶電流為0~4安。

上述的襯底上施加的偏壓為30伏~120伏。

上述的步驟三中充入氬氣和氮氣的流量比為(0~1)：1。

上述的鍍膜過程中，襯底進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)速度為4轉(zhuǎn)/分鐘。

上述的鍍膜完成后，對薄膜電阻材料在保護(hù)氣體氛圍中于250℃至550℃溫度范圍內(nèi)退火480秒至720秒。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的一種薄膜電阻材料，其按原子百分比計，包括：鎳15~70%、鉻3~18%、碳10~35%和氮0~40%，該薄膜電阻材料能夠拓寬薄膜電阻方阻值的范圍，提高薄膜電阻方阻值的上限，增強(qiáng)薄膜電阻穩(wěn)定性。該薄膜電阻材料通過磁控濺射技術(shù)把鎳、鉻、碳和氮沉積于襯底上得到薄膜材料，即鎳鉻碳氮薄膜材料，其制備方法簡單，使用該鎳鉻碳氮薄膜材料蝕刻的薄膜電阻器件的電性能穩(wěn)定，方阻值范圍廣。

附圖說明

圖1是本發(fā)明制備方法的流程圖；

圖2為實施例1的薄膜電阻材料和對比例1的薄膜電阻材料的電阻溫度系數(shù)(TCR)隨溫度的變化曲線圖；

圖3為實施例2的薄膜電阻材料和對比例1的薄膜電阻材料的電阻溫度系數(shù)(TCR)隨溫度的變化曲線圖；

圖4為實施例3的薄膜電阻材料和對比例1的薄膜電阻材料的電阻溫度系數(shù)(TCR)隨溫度的變化曲線圖；

圖5為實施例4的薄膜電阻材料和對比例1的薄膜電阻材料的電阻溫度系數(shù)(TCR)隨溫度的變化曲線圖；

圖6為實施例5的薄膜電阻材料和對比例1的薄膜電阻材料的電阻溫度系數(shù)(TCR)隨溫度的變化曲線圖；

圖7為實施例6的薄膜電阻材料和對比例2的薄膜電阻材料的電阻溫度系數(shù)(TCR)隨溫度的變化曲線圖；

圖8為實施例3的薄膜電阻材料的SEM表面形貌圖；

圖9為對比例1的薄膜電阻材料的SEM表面形貌圖。

具體實施方式

以下結(jié)合附圖實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。