[发明专利]高性能薄膜电阻及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种电子元件及其制备方法，尤其是一种薄膜电阻及其制造方法。

背景技术

薄膜电阻的比表面积大，散热性能好，能够承受较大的功率。薄膜与绝缘基底附着能力强，抗冲击性能好，具有比普通电阻更好的稳定性。目前只有国外少数几个厂家能够进行薄膜电阻的批量生产，国外在高质量薄膜电阻生产技术领域处于垄断地位，相关技术处于保密状态。随着我国经济的发展，国内市场对基础电子元器件的需求越来越大，依靠进口的方式难以满足国内市场的需求，而且进口产品价位高，加大了产品的成本；再就是一般电阻材料存在的易腐蚀、热稳定性差等问题，导致其适用范围受到限制。

发明内容

本发明的目的是：提供一种高性能薄膜电阻及其制造方法，它的制造方法简单易行、易于产业化、所得到的产品性能优秀，以克服现有技术的不足。

本发明是这样实现的：高性能薄膜电阻，包括绝缘基板，在绝缘基板上设有电阻薄膜，在每个电阻薄膜的两侧设有引出电极，在每个电阻薄膜两侧边缘的顶面设有顶部电极，在电阻薄膜的顶面及顶部电极的顶面上设有绝缘保护膜。绝缘基板的长度大于或等于两侧的引出电极之间的最大距离，以便于引出电极与外部元件连接。

绝缘基板的材料为氧化铝、氮化铝或二氧化硅。

电阻薄膜的材料为氮化钽、氮化钛、氮化铁、镍铬合金或硅铬合金中的一种或几种的组合或它们的掺杂体系。

电极的材料为钽（Ta），铌（Nb）、锂（Ni），铜（Cu）、银（Ag）、金Au其中一种或几种的组合或合金。电阻薄膜及电极都选用化学稳定性好的材料来制作。

绝缘保护膜的材料为二氧化硅或氮化硅。

电阻薄膜、电极及绝缘保护膜的厚度分别为0.5～1.5μm。

高性能薄膜电阻的制造方法，先利用掩膜工艺在绝缘基板上沉积出一个以上的电阻薄膜，再利用掩膜工艺在每个电阻薄膜的两侧及两侧边缘的顶面上分别沉积出引出电极及顶部电极，最后利用掩膜工艺在电阻薄膜的顶面及顶部电极的顶面上沉积出绝缘保护膜，进行切割分装后获得成品。

上述的沉积法均采用物理气相沉积法或化学气相沉积法。由于各沉积工序均使采用气相沉积法来进行，因此，所获得的产品各层的厚度小、附着力强、产品的稳定性好，与传统的厚膜生产工艺相比较，它不仅更有利于产业化，而且极大的提高了产品的适用范围。

沉积出电极后，将半成品在650～750°的条件下进行热处理25～35分钟。消除半成品薄膜的缺陷，提高器件性能。

沉积出电极后，采用激光调阻的方式，对半成品的阻值进行调节，使其阻值到达目标阻值要求的阻值范围。在半成品薄膜电阻的阻值小于目标电阻的阻值的情况下，根据测量反馈结果，可以进行多次反复调阻；电阻阻值的调节量与分割出的不参与导通的电阻薄膜分割位置、形状和未被分隔部分参与导通薄膜的导通截面大小等因素有关；经过调阻后，可保证产品质量的稳定性。

氮化钽硬度高、熔点高(3090℃)、化学性能稳定，耐腐蚀、耐热和耐冲击能力强。氮化钽薄膜还具有优良的电学性能，良好的热稳定性，较低的电阻温度系数等优点，因而氮化钽薄膜电阻也具有低的电阻温度系数,可以在高温或低温等特种条件下使用，具有长期的稳定性。采用高稳定性的氮化钽和高稳定性金属电极相结合，可解决一般电阻材料存在的易腐蚀、热稳定性差等问题，可以在如高频、高温、高压、低温和太空等恶劣环境下使用，产业化生产这种薄膜电阻元件具有重要的现实意义。因此，运用氮化钽作为薄膜电阻的材料可以使其能被应用在众多的高科技领域。其它化学稳定性也较强的物质如氮化钛、氮化铁、镍铬合金及硅铬合金等，也可以作为薄膜电阻的材料，起到类似的效果；而相应的，电极的材料则可选用Ta、Nb、Ni、Cu、Ag及Au等稳定性较高的金属或它们的合金来制造。

蓝宝石，是刚玉宝石中除红色的红宝石之外，其它颜色刚玉宝石的通称，主要成分是氧化铝（Al₂O₃）。蓝色的蓝宝石，是由于其中混有少量钛（Ti）和铁（Fe）杂质所致；蓝宝石的颜色，可以有粉红、黄、绿、白、甚至在同一颗石有多种颜色。蓝宝石的产地在泰国、斯里兰卡、马达加斯加、老挝、柬埔寨，其中最稀有的产地应属于克什米尔地区的蓝宝石，而缅甸是现今出产上等蓝宝石最多的地方。在该发明中也可以用普通的氧化铝绝缘衬底来代替。