电材料分类
目前,制作电阻薄膜的材料有许多,包括**属、金属合金、金属化合物或金属陶瓷(陶瓷和金属的组合)等,但单片模拟集成电路和薄膜混合电路中广泛使用的材料有三种:镍铬、铬硅和铬硅氧化物金属陶瓷,其中镍铬属于低阻类材料,而铬硅和铬氧化硅属于高阻类材料。按照组成材料的不同,常用薄膜类电阻材料分为三种,镍铬、铬硅和铬一氧化硅
薄膜电阻这一概念的使用,与电阻或者电阻率相对,是它直接用四终端感应测量法(也称为四点探针测量法)来测量。薄膜电阻用欧姆/平方来计量,可被应用于将薄膜考虑为一个二维实体的二维系统。它与三维系统下所用的电阻率的概念对等。当使用到薄膜电阻一词的时候,电流必须沿着薄膜平面流动,而非与其垂直。
热处理:
电阻薄膜的热处理的目的是在薄膜中形成一定数量的绝缘相从而改善薄膜的温度性能,提高薄膜的长期稳定性。电阻薄膜的制造往往是高温短时过程,因此大量的非平衡缺陷和一些介稳态结构被保留下来,致使薄膜在长期工作过程中,由于这些缺陷的逐渐消失和介稳态的逐渐转变,薄膜的性能逐渐发生变化。通过热处理,可以使沉积过程中产生的一些位错自行移动到表面消失,晶界缺陷数量下降,这样,薄膜的结构得到很大的改善,薄膜由亚稳态转变为稳定状态,薄膜性能趋向稳定。另外,由于薄膜和基片常常是两种截然不同的材料,因此在其界面处不可避免地要发生相互扩散和化学反应,从而引起电阻薄膜性能的逐渐变化。类似地,在薄膜表面,也由于扩散和反应,使薄膜性能随着时间发生变化。
从上述看出,未经热处理的电阻薄膜,其性能是不够稳定的,所以必须选择合适的热处理工艺条件,如温度、时间和气氛。一般来说,要选用高温,因为只有在高温下,才能在有限的热处理时间内,完成薄膜中的多个过程。同时要在薄膜表面形成密实的保护层,除了选用合适的热处理温度和时间以外,还要选用必要的热处氛。例如,用氧化性或者氮化性气氛。这样形成的绝缘相可以达到较其细微的分散结构,如分子线度的微细分散,从而使得薄膜的稳定性和温度性能达到。
薄膜电阻的应用:
薄膜电阻的应用广泛,对于任意面积远大于厚度的情形,比如薄膜物理或者半导体产业中,常有纳米级厚度的薄膜被沉积到晶片上,如果关心这些薄膜的电阻阻值大小时,就需使用薄膜电阻这一概念。例如,在发光二极管的制造中,二极管PN结上作为电极而沉积的金属的阻值很大程度影响了发光二极管的发光效率,因此需要小化金属半导体的79483MD,利用**提到的四探针测量法以及传输线模型(TransmissiON Line Model)测量法,即可确定79483MD的大小和金属下方半导体层的薄膜电阻阻值。
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