【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种埋嵌电阻薄膜材料，具体涉及一种磁控溅射生长的埋嵌电阻薄膜材料的制备方法，属于电子材料与电子元器件。
技术介绍
1、pcb(印刷电路板)是承载电子元器件和连接电路的桥梁，是现代电子信息不可或缺的元器件，pcb行业的发展水平可以衡量一个国家或地区电子信息产业的发展速度和技术水准。在当前5g网络建设、大数据、人工智能、新能源汽车、工业4.0、物联网等加速演变的大环境下，pcb行业成为整个电子产业链中承上启下的基础力量。当前中国作为全球pcb行业的最大生产国，未来五年中国仍将处于全球pcb行业产值第一的位置，且以高于全球整体增长速度的水平持续发展，基于中国巨大的内需市场和完善的配套产业链，可以预计未来较长一段时间，全球pcb行业产能向中国转移的趋势仍将延续。拥有巨大产能的同时，提高pcb电子元件的承载量和pcb小型化成为了所有企业共同的目标，可以以此来提高企业竞争力。虽然pcb面积在很大程度上保持不变，但在过去十年中，每单位面积的连接数量增加了两倍，组件的平均数量在15年内翻了两番，引脚数增加了两倍，引脚对引脚的连接数也增加了一倍，尽管各个组件和成品越来越小，但pcb布局的密度和复杂性却有所增加。pcb的线宽和线距都受到了技术的限制，进一步小型化pcb，降低pcb复杂性受到了阻碍。电阻和其它无源元件约占pcb表面空间的40％。将电阻埋嵌进入pcb内层将减少至少30％的表面空间，这有助于从另一方向解决pcb小型化或者搭载更多的元器件的问题，并且有望减少成本。不仅如此，在改善电气性能方面，埋阻(etrf)也能发挥更有效的作
2、nip拥有较低的tcr和较大的电阻率，非常适合作为埋阻材料。有许多学者对国外nip产品进行了电流、温度和湿度测试，结果显示镍-磷薄膜电阻具有很好的稳定性，而国内对nip的研究还比较少。nip薄膜通常使用电化学的方式生长，中国深圳先进技术研究院采用化学镀沉积了原子比9.9％-11.2％不同磷含量的nip，研究表明随着p含量增加，薄膜抗腐蚀性增强，耐腐蚀性增强，硬度增强，电阻率温度系数(tcr)降低。但采用这种方式生长的薄膜达不到更高的磷含量且这种薄膜电阻通常具有较大的电阻公差，需要通过昂贵的激光修剪进行调整，以满足规格，如果不需要激光修剪即可降低公差，则可以降低电阻器的成本。不仅如此，电化学生长的nip薄膜具有粗糙的表面，反应过程和反应时间不易控制，大大降低了nip薄膜电阻的精度。而磁控溅射可以准确控制反应时间，生长出确定厚度的薄膜，且磁控溅射生长出来的薄膜与衬底结合紧密，表面光滑均匀，这些优点将会使磁控溅射生长出来的nip薄膜具有更加优良的性质，所以我们主张使用磁控溅射的方式生长nip薄膜。
技术实现思路
1、本专利技术正是针对现有技术中存在的问题，提供一种磁控溅射生长的埋嵌电阻薄膜材料的制备方法，为了改进化学镀生长方式的缺陷，进一步优化薄膜电学性能，采用磁控溅射的方法，此方法可容易控制磷含量比例，减少薄膜表面缺陷和粗糙度，提高薄膜电阻的温度稳定性，同时可以在更低的薄膜厚度下可以达到相同的方块电阻。
2、为了实现上述目的，本专利技术的技术方案如下，一种磁控溅射生长的埋嵌电阻薄膜材料的制备方法，所述方法包括以下步骤：
3、步骤1：选择并安装共溅射的两种靶材，
4、步骤2：选择并清洗衬底，清洗衬底使用丙酮和酒精，分别超声10分钟，然后用氮气吹干，
5、步骤3：将硬掩模板紧贴在衬底上，然后用高温胶带固定安装在托盘上，之后转移至溅射腔内，通过机械泵和分子泵将腔体抽至10-8torr后开始溅射，
6、步骤4：通入氩气，调节闸板阀和流量计控制腔体内压强稳定在10mtorr，
7、步骤5：输入两种靶材各自的溅射功率，打开电源开始镀膜。通过控制溅射镀膜的时间来控制薄膜厚度，
8、步骤6：在薄膜生长完毕后，在真空腔内给薄膜进行相应的退火处理。
9、作为本专利技术的一种改进，步骤1中，使用镍靶和镍磷靶共溅射生长镍磷薄膜，选择使用高纯度ni(纯度99.99％)靶和原子比为7:3的nip靶来共溅射生长nip薄膜。
10、作为本专利技术的一种改进，步骤2中，所述衬底为抛光面的al2o3衬底。
11、作为本专利技术的一种改进，步骤5中，按厚度计，磁控溅射生长的埋嵌电阻薄膜材料厚度为20～200纳米；为生长出不同磷含量的薄膜，将nip靶的功率固定在50w，ni靶的功率分别为0w、10w、20w、50w、80w。
12、作为本专利技术的一种改进，步骤6中，退火环境为高真空(10-8torr)，退火温度分别为100℃、200℃、300℃、400℃，退火时间为30min，升温速率为1℃/s，退火完成后在真空中自然降温。
13、作为本专利技术的一种改进，步骤3中，采用磁控溅射法在所述衬底上生长镍磷薄膜，溅射过程中衬底保持室温。
14、作为本专利技术的一种改进，步骤5中，控制薄膜生长时间为5～30min。
15、相对于现有技术，本专利技术具有如下优点：该技术方案采用磁控溅射的方法在所述衬底上生长镍磷薄膜，薄膜在衬底上的附着性高，致密度好，成膜均匀，可以在大面积基片上获得厚度均匀的薄膜，易于实现工业化。采用磁控溅射可以容易通过改变靶材溅射功率得到不同磷原子含量的nip薄膜，其磷原子含量范围比化学镀更宽，在本专利技术中可以达到34.42％甚至更高。本专利技术中磁控溅射在控制生长时间即控制薄膜厚度方面具有优势，最后再改变薄膜电阻的长宽比即可方便生产制造特定阻值的电阻。经实验证明磁控溅射生长的nip薄膜具有光滑的表面，表面粗糙度rms只有16nm，只有化学镀生长的薄膜的粗糙度的十六分之一，这将减小在将电阻埋嵌进pcb板内的过程中对电阻性能的影响。方块电阻同样在50ω/sq时，该专利技术的薄膜电阻tcr可以控制在-10ppm/k，而美国ohmega公司化学镀生长的薄膜电阻tcr为-60ppm/k，绝对值更小的tcr对于埋阻应用更占优势。方块电阻同样在50ω/sq时，该专利技术的薄膜电阻厚度为25nm，而美国ohmega公司化学镀生长的薄膜电阻厚度为200nm，更低的薄膜厚度将在pcb板中占用更小的体积空间。本专利技术中通过磁控溅射生长的镍磷薄膜电阻可以满足商业产品的典型方块电阻值，在磷含量和退火温度不变的情况下只需要微调薄膜电阻的厚度即可达到从10ω/sq至250ω/sq。本专利技术中镍磷薄膜为非晶态结构，保持非晶态可以在获得一个较高电阻率的同时维持低tcr。本专利技术中对薄膜进行退火，修复了生长过程中的绝大部分缺陷，改善了薄膜表面形貌，使薄膜内部及表面得到稳定，使得薄膜的稳定性和温度性能达到最佳。
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1.一种磁控溅射生长的埋嵌电阻薄膜材料的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的磁控溅射生长的埋嵌电阻薄膜材料的制备方法，其特征在于，步骤1中，使用镍靶和镍磷靶共溅射生长镍磷薄膜，选择使用高纯度Ni(纯度99.99％)靶和原子比为7:3的NiP靶来共溅射生长NiP薄膜。
3.根据权利要求2所述的磁控溅射生长的埋嵌电阻薄膜材料的制备方法，其特征在于，步骤2中，所述衬底为抛光面的Al2O3衬底。
4.根据权利要求3所述的磁控溅射生长的埋嵌电阻薄膜材料的制备方法，其特征在于，步骤5中，按厚度计，磁控溅射生长的埋嵌电阻薄膜材料厚度为20～200纳米；为生长出不同磷含量的薄膜，将NiP靶的功率固定在50W，Ni靶的功率分别为0W、10W、20W、50W、80W。
5.根据权利要求3或4所述的磁控溅射生长的埋嵌电阻薄膜材料的制备方法，其特征在于，步骤6中，退火环境为高真空(10-8Torr)，退火温度分别为100℃、200℃、300℃、400℃，退火时间为30min，升温速率为1℃/s，退火完成后在真空中自然降温。
6.根据权利要求5所述的磁控溅射生长的埋嵌电阻薄膜材料的制备方法，其特征在于，步骤3中，采用磁控溅射法在所述衬底上生长镍磷薄膜，溅射过程中衬底保持室温。
7.根据权利要求6所述的磁控溅射生长的埋嵌电阻薄膜材料的制备方法，其特征在于，步骤5中，控制薄膜生长时间为5～30min。
...【技术特征摘要】
1.一种磁控溅射生长的埋嵌电阻薄膜材料的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的磁控溅射生长的埋嵌电阻薄膜材料的制备方法，其特征在于，步骤1中，使用镍靶和镍磷靶共溅射生长镍磷薄膜，选择使用高纯度ni(纯度99.99％)靶和原子比为7:3的nip靶来共溅射生长nip薄膜。
3.根据权利要求2所述的磁控溅射生长的埋嵌电阻薄膜材料的制备方法，其特征在于，步骤2中，所述衬底为抛光面的al2o3衬底。
4.根据权利要求3所述的磁控溅射生长的埋嵌电阻薄膜材料的制备方法，其特征在于，步骤5中，按厚度计，磁控溅射生长的埋嵌电阻薄膜材料厚度为20～200纳米；为生长出不同磷含量的薄膜，将nip...
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