Способ определения величины температурного коэффициента сопротивления резистивной пленки Советский патент 1983 года по МПК H01C7/06 

Изобретение относится к измерению электрических величин, в частнести к точным методам определения температурного коэффициента сопротивления (ТКС) резистивных пленок, и может быть использовано при разработке новых резистивных материалов для целей микроэлектроники. Известен способ определения ТКС, основанный на измерении сопротивления при двух различных температурах Ti и Т и расчете значения ТКС по формуле R; - R RI(TJ- т) Rj - Ri т) где R и R 2 - сопротивления резисти ной пленки при Т и Т . Численное значение ТКС по формуле 1) иногда получают, непосредст венно используя компаратор сопротив лений с цифровой индтсацией и задаваясь значением 100. При это нет надобности в расчете значения ТКС 1 . Недостатком этого способа измерения ТКС является ограниченная точ ность измерения uR Rj- R, связа ная с проявлением тензорезистивного эффекта. Этот эффект возникает в результате изменения механических напряжений в системе пленка - подложка при переходе от Т к Т. I Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является способ, согласно которому для повышения точности определения 4 R Rj- R при измерений сопротивления пленок применяют тензодатчик и при расчете ТКС учитывают долю изменения сопротивления, внесенн то тензорезистивным эффектом.. Способ включает нагрев пленки до заданной температуры, измерение сопротивлени пленки при начальной и заданной тем пературах и определение величины термического напряжения пленки с по следующим расчетом ТКС 2j. Недостатком этого способа являет ся низкая точность опредедения ТКС в связи с большой погрешностью тензодатчиков. Цель изобретения - пов1Л1 ение точ ности определения ТКС, Поставленная цель достигается тем, что согласно способу определения величины ТКС резистивной плен1 и включающему нагрев ее до зё1данной температуры, измерение сопротивлени пленки при начальной и заданной тем пературах и определение величины термического напряжения нагретой пленки с последующим расчетом величины ТКС, величину термического напряжения нагретой резистивной пленки определяют с помощью голографической интерферограммы,. после чего компенсируют термические напряжения механическим путем и производят измерение сопротивления при заданной температуре с последующим расчетом ТКС, На фиг. 1 представлен образец в исходном состоянии при температуре Т и сопротивлении R. (интерферограмма при этом не возникает), на фиг. 2 - образец в нагретом состоянии при температуре Т (объект деформирован под воздействием д Т, свободный конец консоли совмещается на расстояние ьг, возникает интерферограмма), на фиг. 3 - образец при температуре Т/, при которой производится процесс компенсации механических напряжений и уменьшается л г . д г (порядок интерференционного максимума падает), на фиг. 4образец при температуре Т2, когда деформация компенсирована (об этом свидетельствует почти полное отсутствие интерференционных полос), а .значение Rj измерено или зарегистри- ровано компаратором значение ТКС.. На фиг. 1-4 обозначены зажим 1 консоли, подложка 2, резистивная пленка 3, контакты 4 к резистивной пленке, Голографическая интерферограмма 5, соответствующая этапу измерения, сила б механической компенсации деформации. Сущность изобретения заключается в том, что система, пленка - подлож- : ка при нагреве (охлаждении) претерпевает микродеформации, которые можно зарегистрировать при помощи метода голографической интерферометрии. Количество полос интерферограммы (порядок интерференционного максимума) пропорционально деформации системы пленка - подложка. Если при температуре второго измерения удается полосы на экране удалить механическим воздействием на объект, это значит, что пленка находится в исходном состоянии (как до нагрева). В результате компаратор регистрирует значение ТКС резистивной пленки, исключая вклад тензорезистивного эффекта. Способ опробован на голографической установке типа УИГ-2А. При измерениях использована стандартная двухлучевая схема. В качестве образцов использованы тонкопленочные резисторы, выполненные на ситалловых (СТ-50-1) и поликоровых подложках размером 5x30 мм на структуре РС37JO-V-AI с размерами контактов 5x5 мм. Образцы помещгшись в термостат со стеклянным окном (точность

стабилизации температуры ±0,17 К). Сопротивление розистивного слоя 150 Ом/кВ.

Результаты измерений предс савлеиы в таблице (образцы взяты из различиых партий).

ТКС регистрировался компаратором сопротивлений 1968200 с подключением резисторов по 4 зажимной схеме.

Из таблицы видио, что ТКС резистивиых пленок РС-3710- при измерени1ях по предложенному способу имеет более равные значения на разных подложках чем по известному, следовательно, предложенный способ поэ-. 9оляет уменьишть эффект подложки , т.е. Ддет информацию,ТКС самой . только пленки.. .

Использование изобретения позволяет измерять значение ТКС резистивных пленок с высокой точностью за счет устранения (минимизации) тензорезистивного эффекта, способного изменять сопротивление пленок на величину до2%. В результате повьшается эффективность разработки новых резистивных материалов, в частности, для прецизионных тонкопленочных ре0зисторов.

Изобретение позволяет выпускать микросхемы улучшенного качества за рчет повышения их надежности, свя- ;

5 занной с более точным определением допуска ТПР в заданн.ом диапазоне, температур.

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВЕЛИЧИНЫ ТЕМПЕРАТУРНОГО КОЭФФИЦИЕНТА СОПРОТИВ |ЛЕНИЯ РЕЗИСТИВНОЙ ПЛЕНКИ, включающий нагрев ее до заданной температуры. измерение сопротивления пленки при начальной и заданной температурах и определение величины термического Напряжения нагретой пленки с последующим расчетом величины температурного коэффициента.сопротивления,, отличающийся тем, что, с целью повышения точности. определе7 ния величины -температурного коэффициента сопротивления/ величину термического напряжения нагретой резистивной пленки определгпот с помощью голографической интерферограммы, послб чего компенсируют термические напряже- , ния механическим путем и производят измерение сопротивления при заданной температуре с последующим расчетом температурного коэффициента сопротивления. 05 -sj :о г,тн

фиеЛ