ДАТЧИК ТЕМПЕРАТУРЫ Российский патент 1996 года по МПК G01K7/18 

Изобретение относится к микроэлектронике и может быть использовано в приборостроении в технологии изготовления термопреобразователей сопротивления.

Известен датчик температуры, содержащий стеклянную подложку, нанесенный на ее поверхность тонкопленочный медный терморезистор в форме меандра и являющиеся контактами коваровые выводы, пропущенные через стекло /1/.

Толщина медной пленки t_пл. > n•100 нм, где n целое число.

Датчик с термочувствительным элементом /ТЧЭ/ из меди имеет линейную характеристику в рабочем диапазоне температур /-50 +20^oC/.

Недостатком известного датчика является невозможность реализации в полной мере преимуществ тонкопленочной технологии формирования ТЧЭ, что приводит к большим размерам последнего.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является датчик температуры, содержащий тонкопленочный медный терморезистор с защитным слоем, снабженный контактами из меди в виде пленочных площадок и расположенный на поверхности изолирующей подложки /2/.

Недостатком известного датчика является изменение параметров терморезистора при длительной эксплуатации.

Технический результат, создаваемый изобретением, состоит в повышении стабильности параметров датчика на основе медного терморезисторa.

Указанный результат достигается тем, что контактные площадки расположены на адгезионном слое из хрома, нанесенном на подложку и защитный слой терморезистора, выполненный из тугоплавкого металла, при этом протяженность областей перекрытия контактных площадок и терморезистора составляет 0,1-0,3 мм, а толщина защитного слоя 0,03-0,05 мкм.

В качестве материала защитного слоя может быть использован тугоплавкий металл из группы Cr, W, Мо, Ti c поверхностным сопротивлением ρs = 50-200 Ом/□.

Для улучшения адгезии к подложке контакты формируются на тонком адгезионном подслое из хрома.

Для обеспечения надежного электрического контакта к резистивному слою контактные площадки сформированы с перекрытием относительно дорожек терморезистора. С этой целью адгезионный слой осаждают на поверхность подложки и часть защитного слоя так, что он образует на поверхности терморезистора "ступеньку".

Протяженность взаимного перекрытия контактных площадок и резистивных участков составляет 0,1-0,3 мм.

При меньшем размере перекрытия возможен разрыв электрической цепи, при размере перекрытия > 0,3 мм возрастают габаритные размеры датчика.

Изобретение поясняется фиг.1, 2, на которых показан датчик температуры, вид спереди и сверху, соответственно.

Датчик температуры содержит изолирующую подложку 1 из ситалла, на поверхности которой расположен выполненный в форме меандра термочувствительный медный резистор 2, снабженный подстроечными шунтирующими перемычками 3. Сверху терморезистор покрыт защитным слоем 4 хрома толщиной 0,03-0,05 мкм. Контактами к терморезистору 2 служат медные пленочные площадки 5, расположенные на адгезионном слое 6 из хрома. Протяженность Δ (фиг.2) перекрытия контактных площадок 5 и дорожек терморезистора 2 составляет 0,1-0,03 мм.

Контактные площадки 5 снабжены выводами (на фиг. не показаны) для подсоединения к электрической схеме термопреобразователя.

В процессе изготовления на подложку 1 методом термического испарения в вакууме через трафарет или маску наносят резистивный медный слой 2, толщину которого с целью обеспечения высокого и воспроизводимого уровня ТКС выбирают не менее 1,5 мкм. Затем на поверхность слоя 2 напыляют тонкую защитную пленку 4 хрома толщиной 0,03-0,05 мкм. После этого, используя другую маску или трафарет, на поверхности подложки 1 в соответствующих местах и на части защитного слоя 4 методом напыления формируют адгезионный слой 6 хрома. На поверхность подслоя 6 методом термического испарения в вакууме наносится медная пленка толщиной ≥ 1,5 мкм, являющаяся контактом к резистивному слою.

Следующий этап включает формирование методом фотолитографии топологии резистивного слоя /меандра с шунтирующими перемычками/, нанесение на резистивный слой неорганического диэлектрика, обслуживание контактных площадок и присоединение выводов, подгонку методом механического скрайбирования шунтирующих перемычек 3 и нанесение на датчик защитного органического покрытия.

Датчик температуры характеризуется высокой точностью изготовления и надежностью работы.

Сущность изобретения: тонкопленочный медный терморезистор с защитным слоем из тугоплавкого металла сформирован на изолирующей подложке. Медные контакты терморезистора в виде пленочных площадок расположены на адгезионном слое из хрома, нанесенном на подложку и защитный слой. 2 ил.

Датчик температуры, содержащий тонкопленочный медный терморезистор с защитным слоем, снабженный контактами из меди в виде площадок и расположенный на поверхности изолирующей подложки, отличающийся тем, что контактные площадки расположены на адгезионном слое из хрома, нанесенном на подложку и защитный слой терморезистора, выполненный из тугоплавкого металла, при этом протяженность областей перекрытия контактных площадок и терморезистора составляет 0,1 0,3 мм, а толщина защитного слоя 0,03 0,05 мкм.