Способ подгонки тонкопленочных резисторов Советский патент 1982 года по МПК H01C17/26 

(54) СПОСОБ ПОДГОНКИ ТОНКОПЛЕНОЧНЫХ РЕЗИСТОГОВ

ИзобретеюЕЁ относится к радиотехнике и может быть использовано при изготовлении тонксяшеночных резисторов, применяемых в микросборках (ги ндных (микросхемах), ишользуемых, в частности, для микроЭВМ (микропроцессоров); а также в тонкопленочffi-ix термопечатаюшнх матрицах. Известен способ подгонки тонкопленочных резисторов, включающий окисление материала pe cTHBHofo слоя струей нагретого до 1000120СРС кислорода и непрерывный контроль величины егб сопротивления 1J. Недостатки способа - большая погрешнос измерения сопротивления, вызванная температурной нестабильностью тонкопленочного резистора, так как нагрев его проводится струей кислорода с высокой температурой (точность юстировки ±10), ухудшение параметров окружааааихх. элементов микросборок, особенно в микросборках с высокой плотностью расположения элементов, так как невозможно обрабатывать тонкопленочные резисторы струей иагретого кислорода, не подвергая нагреву рядом расположенные элементы, а также болъ шая нестабильиость величины сопротивления при ускоряющих воздействиях, нап1Я мер. электрической нагрузке, вследствие нез11вершенности упорядочения структуры и преобрь зования фазового состояния в резистивном материале, которые происходят в результате нагрева его струей горячего кислорода. Наиболее близок к предлагаемому способ подгонки тонкопленочных резисторов, включаtouooi изменение с м1ротивления резистивного слоя при пропускании через него импульсов тока в окружакпцей атмосфере и контроль сопротивления резистивного слоя. Прн этом на поверхности резистивиого материала обра зуется плеика за счет нагрева тонкопленочного резистора в окружающей атмосфере (2. Недостатки известного способа - изменение величины сопротивления резистнвного слоя в условиях повышенной влажности из-за наличия нор в пленке, а также ускорение коррозионных процессов, вызывающее уменьшение сил сцеплення пленки с резистивным материалом. Поэтому для защиты резистивного слоя от внешних климатических и механических 390 воздействий на поверхностную пленку необхо дамо наносить дополнительную защитную пленку. Цель изобретения - повышенна мехашгческой прочности и стабильности сопротивления. Поставленная цель достигается тем, что в способе подгонки тонкопленочных резисторе, включающем гфопускание импульсов тока и контроль сопротивления резистивного слоя, одновременно с пропусканием импульсов тока поверхность резистивного слоя охлаждают кислородсодержащим газом. Сущнос:п предлагаемого способа подгонки тонкопленоздых резисторов заключается в следующем.. Импульсы тока пропускают; через тонкопленочный резистор, одновременно -охлаждая его поверхность активным газом. При зтом образуется структура: реэдстивный материал - кристаллическая окисная пленка .- аморфная окисная пленка на поверх ности, т.е. на поверхносга режстивного мате{шала образуется даойной окисяшй спой. {Кристаллическая окисная пленка образована за счет рысокой температу{ 1 нагрева, а аморфная окисная пленка - за счет более низкой температуры на поверхности, полученной в результате ее охлаждения активным Рост кршсталлическш окисной пленки обеше швается только за счет внутренних остаточных газсш, находяцдахся в резистивном материале, четких границ раздела между слоями структуры нет. Поверхность раздела развита, и позтому силы Аюханического сцеплегам между слоями велики. Кроме того, остаточные газы, в частности кислород, интенсивно переменяются вверх из резистивнсмо материала вследствие наличия градиента темаератур, что п{жводят к повыщению стабильности сопротивления резистора. Аморфная окисная пленка, расположенная на поверхности кристаллической пленки, находясь в размяшшном состоянии при подгонке заполняет поры в кристаллической пленке, гто гповыщает коррозионную стойкость и ста&шьность сопротивлетшя резистора. Наличие активных газов в охлаждающей струе допотштельно улучшает свойства поверхностной пленки за счет иктенснфикафга процесса роста аморфной окнсной пленки. Одновременно высокие температуры нагре ва резистивного материала, которые могут &|1ть достигнуты в предлагаемом способе подгонки, стимулируют процесс уплотнения резистивного материала за счет слияния зерен (коалесценции) компонентов резистивного материала, что вызьшает повышение механичесКОЙ прочности материала и стабильности сопротивления резистора. Предлагаемый способ подгонки тонкопленочных резисторов реализуется при изготовлении тонкопленочных. термопечатающих матриц. Гонкопленочная термопечатающая матрица состоит из 35 (5x7) тонкопленочных нагревательных элементов в виде резисторов, расположенных на площади размером 3,7x4,4 мм, и коммутационных проводннков. Бе изготовляют по обычной технологии изготовления тонксшленочных резисторов. Сопротивление тонкопленочных нагревательт х злементов (тонкопленочных режсторов) составляет 170-180 Ом. При подгонке через тонкопленочный резистор пропускают импульсы тока с параметрами: длительность 15 мс, частота следования 10 Гц, амплитуда плавно регулируется в диатзоне от 11 до 20-22 В. Otn повременно с пропусканием импульсов тока тонкопленочный резистор охлаждается сжаТым воздухом (давление в магистрали не менее 2-3 ат). Подгонка проводатся следующим образом. К тонкопленочн у резистору при помощи зоцдов подключают источник импульсов тока и омметр через коммутатор. Измеряют начальное сопротивтюние. Далее на тонкопленочный резистор подаил- 8-12 якаупьсаа |(ш{юый этап) в течение нескольких зтапов. Р промежутках между этапаксн измеряют со{протавлеине тоикопленочного резистора. Причем первый этап подаш импульсов тока начинают с минимальней амогагтуды, т.е. с 11 В, а каждый последуняций этап на 0,5 В больше вредыдущего. По достижения сеятротивлення Ом подаоика прекращается. Точность подгонки определяется тошостью измерения сопротивления. В данном случае используется йрощгоугвля омметр Щ-30. Таким образом, проводят подгонку всех 35 тоюсопленочных резисторов (тонкопленочных нагревательных элементов). После окоичаашя подгонки последжго пршодят котрольное измершие ссшротивлення всех тонксшлеНОФ1ЫХ режсторсш в термопечатающей матрице. При зтом способе подгшпси с охлаждением сжатым воздухом не зарегистрировано изменения сопротивления окружающих резисторов от обрабатываемого. П|Я1 подгонке тонкопленочных резисторов на поверхности последних образуется защитная пленка с механически прочным защитным поверхностным слоем. Проведенные механические и климатичес кие испытания обработанных таким образом тонкопленочных резисторов показьгаают, что сопротивления резисторов обладают стабильностью при воздействии пониженной и повышейной температур полученная запдитная пленка имеет прочное сцепление с резнстивным материалом, защитный поверхностный слой механически прочен, полностью изолирурует нагревательные элементы от истирания термочувствительной бумагой, а также защитная пленка и поверхностный слой полностью защищают нагревательные элементы от воздей ствия влаги. Формула изобретения Способ подгонки тонкопленочных резистоp(ffl, : включающий пропускание импульсов тока ts 90208 S 10 46 и контроль сопротивлений резистивного слоя, отличающийся тем, что, с целью повышения механической прочности и ста&шыности сопротивления, одновременно с пропусканием импульсе тока поверхность резистявного слоя охлаждают кислородсодержащим тазом. iИсточники информации, принятые во вш1мание орт экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР И 23377SI, кл. Н 01 С 17/26, 1969. 2. Патент Франции N 2008496, 1972 (прототип). .