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高穩(wěn)定金屬膜電阻器用磁控濺射中高阻靶材及制備技術(shù)

成果與項(xiàng)目的背景及主要用途： Cr-Si 中高阻膜電阻器具有精度高、噪聲低、溫度系數(shù)小、耐熱性和穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)，在精密電子設(shè)備和混合集成電路中大量采用。對(duì)于濺射制備電阻膜來說，靶材是至關(guān)重要的，它制約著金屬膜電阻器的電阻率、精度、可靠性、電阻溫度系數(shù)（Temperature Coefficient of Resistance, TCR）等性能。電阻溫度系數(shù) (TCR)是金屬膜電阻器的一個(gè)重要性能技術(shù)指標(biāo)之一，較大的 TCR 在溫度變化時(shí) 會(huì)造成電阻值漂移，從而影響電阻器的精度和穩(wěn)定性。目前國(guó)內(nèi)外生產(chǎn)的金屬膜電阻器用高阻靶材，其性能不能滿足低 TCR（≤25ppm/℃）要求。技術(shù)原理與工藝流程簡(jiǎn)介：靶材煉制工藝如下圖所示所制備的靶材(382 mm ×128 mm ×14 mm)在濺射成電阻器薄膜后, 電阻溫度系數(shù)小(≤25 ×10-6 / ℃), 電阻值高(要求不刻槽數(shù)量級(jí)為千歐, 刻槽后數(shù)量級(jí)為兆歐)且穩(wěn)定(隨時(shí)間變化小), 因此, 在本靶材研究中, 將選擇 Cr 、Si 作為高阻靶材的主體材料。由于 C r 、Si 熔點(diǎn)高, 原子移動(dòng)性低, 因此由其所組成的薄膜穩(wěn)定性高。通過在金屬 C r 中引入半導(dǎo)體材料 Si 來提高電阻器合金膜的阻值。 C r 是很好的吸收氣體的金屬元素, 在電阻器薄膜濺射過程中, 可通過通入微量的氧來提高薄膜的電阻率, 同時(shí)調(diào)節(jié)電阻溫度系數(shù)。技術(shù)指標(biāo)如下：溫度沖擊實(shí)驗(yàn)后 ΔR/R ≤±0 .5 %, 過載實(shí)驗(yàn)后 ΔR/R ≤±0 .5 %, 壽命實(shí)驗(yàn)后 ΔR/R ≤±1 .0 %,電阻溫度系數(shù) TCR ≤±20 ×10-6 / ℃。應(yīng)用領(lǐng)域：集成電路、電子元器件合作方式及條件：具體面議 2 半導(dǎo)體微環(huán)激光器 3 基光電集成電路 4 無線網(wǎng)絡(luò)與應(yīng)用：協(xié)作無線網(wǎng)絡(luò) 5 移動(dòng)通信—LTE 技術(shù)

天津大學(xué) 2021-04-11

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