Висока температура підкладки. Нерівномірність товщини плівки. Шорсткість. /Td>
Хімічне відновлення
Дешевизна, використання гнучкої підкладки
Складність управління
2. Матеріали тонкоплівкових резисторів
2.1 Металлосплавние плівки
1) Питомий опір сплавів. Сплави металів навіть в масивному зразку рідко мають питомий опір більше 20-30 мкОм * см. Виняток становлять лише гафній (30,6 мкОм * см), цирконій (42,4 мкОм * см), титан (43,1 мкОм * см) і марганець (139 мкОм * см), для яких наведені величини опору отримані при 22 В° С. Деякі види сплавів мають питомий опір порядку 160 мкОм * см; вони-то і використовуються у виробництві дискретних резисторів. Одним з їх параметрів є вельми нізкнй ТКС, правда в обмеженому, але в робочому для радіоелектронної апаратури температурному діапазоні. Результати досліджень у цьому напрямку були узагальнені Джексоном та ін У табл. 2 наводяться властивості деяких сплавів.
В
Можна помітити, що кожна комбінація включає, принаймні, один перехідний метал, наявність якого і визначає спеціальні властивості цих сплавів. Це пояснюється тим фактом, що найближчий заповнений d-рівень перекриває s-рівень. При рівні Фермі d-рівень має велику щільність станів щодо s-рівня і існує велика ймовірність того, що електрони провідності будуть переміщені з s-рівня на d-рівень, де вони вже майже не впливають на провідність.
У результаті в подібних сплавах кількість вільних носіїв виявляється менше, ніж у металах. Низький температурний коефіцієнт опору пояснюється тим, що при підвищенні температури щільність станів на d-рівні (при рівні Фермі) зменшується (деяка кількість електронів переходить на s-рівень). Відповідно з цим збільшується кількість електронів провідності. Збільшення числа вільних носіїв у вузькому температурному інтервалі компенсується розсіюванням фононів, в результаті температурний коефіцієнт опору стає дуже низьким. Такі особливості цих сплавів при виробництві дискретних резисторів з заздалегідь заданими властивостями вимагають ретельно контрольованою теплової обробки.
2) Плівки ніхрому . Як тільки були виявлені переваги металевих плівок як основи резисторів, більшість дослідників стало вважати, що для отримання тонких плівок необхідно застосовувати ті матеріали, які, як було доведено, мають найкращі властивості в масивному зразку. Це трапилося тому, що додаткові джерела питомого опору, які є в матеріалі, що знаходиться у вигляді тонкої плівки, не були повністю оцінені. Для виготовлення резисторів одним з кращих сплавів вважався ніхром, що складається або з 80% нікелю і 20% хрому, або має деякі добавки з інших металів. Тому ранні дослідження в області створення тонкоплівкових резисторів проводилися на обложених плівках ніхрому. Незабаром було виявлено, що більшість ніхромових плівок мають більш високий питомий опір в порівнянні зі сплавом; цим і пояснюється те, що до теперішнього часу плівки ніхрому продовжують широко використовуватися в промисловості. Найбільш широко використовуваний метод осадження плівок ніхрому - напилювання у вакуумі. Основні труднощі, що виникають при реалізації цього методу (крім проблем, пов'язаних із забрудненням фоновими газами) - це дуже значна різниця в тиску парів нікелю та хрому і висока хімічна активність ніхрому по відношенню до багатьох матеріалами тиглів. Намагаючись вирішити останню з перерахованих проблем, деякі дослідники возгоняются сплав з дротяного випарника, а не випарювали його з розплаву. До жаль, чим нижче температура, тим більше різниця в тиску парів компонентів. Наприклад, при 1000 В° С хром випаровується в 300 разів швидше нікелю, в Тоді як при 1300 В° С це відношення падає до 8. Однак, як повідомляється в літературі, деякі дослідники знайшли метод ефективного управління процесом сублімації. Наприклад, Моньє в якості випарника використовував широку пластинку з ніхрому, нагріваючи її до температури 1170 В° С. Швидкість осадження була всього лише 13 А/хв -1 * мм -2 , але рівномірність була такою, що контроль за величиною опору виявився не потрібен і значення поверхневого опору могло контролюватися тільки по одному часу напилення. Як і передбачалося, вміст хрому в плівці було майже на 40% більше, ніж у випарнику.
Через більш високого тиску парів хрому склад (і, отже, питомий опір) плівок, отриманих випаровуванням з розплаву, що має обмежену масу, буде змінюватися в часі. Наприклад, коли Дегенхарт і Пратт випарювали близько 12% 1,2-грамової наважки, нагріваючи її до температури 1450 В° С, вони встановили, що склад плівок безперервно змінюється разом із зміною величини поверхневого опору (рис. 1) Альтернативним підходом є припущення, що склад плівки буде відрізнятися від складу вихідного матеріалу джерела, але його зміни завдяки використанню досить мас...
