СПЛАВ ДЛЯ РАСПЫЛЯЕМОЙ МИШЕНИ Российский патент 1995 года по МПК C22C19/03 

Изобретение относится к металлургии, а именно к сплавам на никелевой основе, используемым в качестве материала распыляемых мишеней для нанесения пленок тонкопленочных резисторов (ТПР) гибридных интегральных микросхем (ГИС).

Подобные тонкопленочные резисторы возможны к применению в широком диапазоне изделий, в частности в "силовых" микросборках и микроблоках, например источниках вторичного электропитания.

Известен сплав следующего состава, мас.%: никель 57-70; кобальт 1-5; кремний 25-46, имеет ρ_s 5-500 Ом/кВ, ТКС = =(200-400) ˙10^-5 К^-1; не более 1,0% и удельную мощность рассеивания не более 5 Вт/см², т.е. он удовлетворяет требованиям только по значению стабильности [1].

Наиболее близким по технической сущности, взятый за прототип, является сплав на основе никеля следующего состава, мас.%: никель 40-60; дисилицид тантала (TaSi₂) 40-60 [2].

Основным недостатком является то, что этот сплав имеет нежелательно высокое удельное поверхностное сопротивление ρ_s = 10-60 Ом/кВ и удельную рассеиваемую мощность Р не более 8 Вт/см², что не позволяет его применять для ультранизкоомных ТПР и для "силовых" микросборок с уровнем токов ≥ 1 А.

Целью изобретения является создание сплава на никелевой основе, изготовленные из которого тонкие пленки обладают пониженными значениями удельного поверхностного сопротивления и температурного коэффициента сопротивления, имеют повышенную стабильность и более высокую удельную рассеиваемую мощность.

Поставленная цель достигается введением чистого тантала, титана, лантана, иттрия и кальция, а все компоненты взяты в следующем соотношении, мас. % : Тантал 16,5-25,5 Титан 0,3-0,8 Лантан 0,01-0,03 Иттрий 0,01-0,03 Кальций 0,01-0,05 Никель Остальное
Пленки, полученные из предлагаемого сплава, превосходят по комплексу свойств пленки, полученные из сплава-прототипа.

Для получения сплава были изготовлены композиции предлагаемого сплава и композиция сплава-прототипа (табл. 1, в ней плавки 1 и 5 являются запредельными).

Каждая композиция выплавлялась в вакуумной индукционной печи с основной футеровкой тигля емкостью 10 кг. Слитки ВИ при 1130-900^оС проковывались на пластины, из которых механическим способом вырезались диски диаметром 200 мм и толщиной 10 мм, служащие мишенями для напыления пленок. Распыляемая мишень сплава прототипа была изготовлена из смеси порошков по технологии порошковой металлургии.

Напыление пленок производилось на установке УВН-75П-1 на ситалловые подложки. Результаты испытаний приведены в табл. 2.

Как видно из табл. 2, преимущества заявляемого сплава перед прототипом (базовым объектом) состоит в повышении удельной рассеиваемой мощности Р более чем в 2 раза, снижении удельного поверхностного сопротивления ρ_s в 2-3 раза.

Преимущества предлагаемого сплава по комплексу электрических свойств по сравнению с прототипом и другими материалами аналогичного назначения обусловлено образованием атомами его кристаллической решетки изопотенциального электронно-валентного состояния и отсутствием локальных ковалентных связей, присущих сплавам, содержащим кремний.

Применение нового сплава позволит осуществить новые конструкторские разработки тонкопленочных резисторов, обладающих повышенными эксплуатационными характеристиками; увеличить ресурс работы изделий; повысить надежность приборов.

Изобретение относится к металлургии, а именно к сплавам на никелевой основе, используемым в качестве распыляемых мишеней. Сплав содержит следующие компоненты, мас. %: тантал 16,5 - 21,5; титан 0,3 - 0,8; лантан 0,01 - 0,03; иттрий 0,01 - 0,03; кальций 0,01 - 0,05; никель - остальное. 2 табл.

СПЛАВ ДЛЯ РАСПЫЛЯЕМОЙ МИШЕНИ, включающий никель, отличающийся тем, что, с целью повышения удельной мощности рассеивания и снижения удельного поверхностного сопротивления при сохранении значений температурного коэффициента сопротивления и величины необратимых изменений сопротивления (стабильности работы), он дополнительно содержит тантал, титан, иттрий, лантан и кальций при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Тантал - 16,5 - 21,5
Титан - 0,3 - 0,8
Лантан - 0,01 - 0,03
Иттрий - 0,01 - 0,03
Кальций - 0,01 - 0,05
Никель - Остальное