Резистивный материал Советский патент 1992 года по МПК H01B1/04 

Изобретение относится к области резистивных материалов и может быть преимущественно использовано для изготовления резисторов и резистивных элементов схем, работающих в диапазоне 300-900 К.

В литературе описан ряд материалов с содержанием дисилицида железа, описываемого формулой FeSl2. Дешевизна, недефицитность, жаропрочность, способность работать на воздухе, в вакууме и в агрессивных средах при повышенных температурах делают эти материалы перспективными для применения в изготовлении резисторов и резистивных элементов интегральных схем. Основным параметром резистивного материала является удельное электросопротивление г и температурный коэффициент электросопротивления (ТКС) Недостатком имеющихся материалов является большая величина ТКС и узкий температурный диапазон. Известен также материал, описываемый формулой VaSl 2, который обладает аналогичными электрическими свойствами. Недостатком этого материала является его относительно высокая стоимость и большая величина ТКС. Наиболее близким по технической сущности является материал, принятый за прототип 3. Он содержит дисилицид железа и дисилицид молибдена в соотношении (мас.%) 10:90. Он работает в диапазоне 300-400 К. Недостатком данного материала является значительная величина ТКС. Целью изобретения является уменьшение величины ТКС. Указанная цель достигается тем, что известный резистивный материал, содержащий дисилицид железа, согласно формуле изобретения дополнительно содержит кобальт и/или никель и тантал при следующем соотношении ингредиентов (мас.%):

кобальт и/или никель - 2,0-2,5 тантал«-14,0-143

VI VI ел

VI

со со

дисилицид железа - остальное

Дополнительное введение в состав известного резистивного материала новых компонентов - кобальта и/или никеля в количестве 2,0-2,5 мас.% и тантала в количест- ве 14,0-14,3 мас.%, как было установлено авторами, способствовало заметному уменьшению ТКС. При содержании кобальта и/или никеля менее 2,0 мас.% и тантала менее 14 мас.% и содержании кобальта и/или никеля более 2,5 мас.% и тантала более 14,3 мас.% величина ТКС больше, чем в материале прототипе. Исследования показали, что кобальт и никель и их смесь взятая в пределах указанных в формуле изобрете- ния независимо от соотношения элементов, входящих в ее состав, оказывают одинаковое влияние на электрические свойства материала.

При содержании кобальта и/или никеля и тантала в пределах, указанных в формуле изобретения величина ТКС меньше, чем в лучших резистивных материалах на основе дисилицида железа.

Исходя из известных свойств тантала нельзя было предположить, что введение его в известный материал уменьшит ТКС, о чем свидетельствует отсутствие в настоящее время сведений в патентной и научно- технической литературе, касающихся влияния тантала на электрические свойства дисилицида железа. Что касается кобальта и никеля, то в литературе имеются сведения о их влиянии на электрические свойства дисилицида железа, но при этом зависимость электросопротивления от температуры имеет типично полупроводниковый характер, В тоже время, авторами в ходе экспериментальных исследований было установлено, что при одновременном введении кобальта и/или никеля и тантала происходит изменение механизма проводимости, следствием чего является резкое уменьшение ТКС. Что касается процентного содержания кобальта и/или никеля и тантала, а также соотношения всех ингредиентов предлагаемого резистивного материала, то они получены также в результате экспериментального исследования.

Для приготовления образцов материала нами использовались дисилицид железа, тантал, кобальт и/или никель. Синтез материала проводился путем сплавления в печи сопротивления в атмосфере аргона в корун- дизовых тиглях при температуре 1600 К дисилицида железа и добавок, взятых в соотношениях, указанных в таблице. С целью наиболее полного растворения добавок и уплотнения слитков во время плавки применялась вибрация с частотой 50-150 Гц. Для изменения фазового состава образцы материала подвергались отжигу в атмосфере аргона при температуре 1000 К в течение 200 часов. Измерения электросопротивления полученных материалов приведены на фиг.1, Величины ТКС приведены в таблице.

Таким образом, заявляемый материал, как следует из анализа данных приведенных в таблице, имеет ТКС меньший, чем у материала-прототипа.

Формула изобретения Резистивный материал, содержащий дисилицид железа, отличающийся тем, что, с целью уменьшения температурного коэффициента электросопротивления, он дополнительно содержит кобальт и/или никель и тантал при следующих соотношениях ингредиентов, мас.%:

кобальт и/илм никель - 2,0-2,5 тантал- 14,0-14,3

дисилицид железа - остальное.

Использование: для изготовления резисторов и резистивных элементов схем, работающих в диапазоне 300-800 К Сущность изобретения: материал обеспечивает снижение ТКС по сравнению с известными в 2-3 раза. Это достигается тем, что резистивный материал включает дисилицид железа кобальт и/или никель и тантал (мас.%). кобальт и/или никель 2,0-2,5, тантал 14,0-14,3, дисилицид железа-остальное. 1 табл