一种高稳定性的薄膜电阻器及其制造方法技术

本发明专利技术提供一种高稳定性的薄膜电阻器及其制造方法，其中，薄膜电阻器由基板，附着于基板上表面的薄膜电阻层，附着于基板下表面的下电极，以及附着于薄膜电阻层上表面的上电极组成。其方法是通过对电阻器的电阻温度系数进行特殊的控制，从而大幅降低电阻温度系数的薄膜电阻器。本发明专利技术解决现有薄膜电阻器稳定性比较差，不能满足高稳定性的要求的技术问题。本发明专利技术具有精度高、频率高，以及体积小等优点。

【技术实现步骤摘要】
一种高稳定性的薄膜电阻器及其制造方法
本专利技术涉及半导体领域，具体涉及一种高稳定性的薄膜电阻器及其制造方法。
技术介绍
电阻器是电路中应用最为广泛的无源元件之一，在电路中主要起电源去耦、晶体管工作点偏置、网络匹配以及间级耦合等作用。随着电子产品不断向高频化、小型化和高可靠性和高稳定性方向的发展，要求电阻元件尺寸越来越小、使用频率越来越高(20GHz以上)、电阻精度和可靠性越来越高、稳定性越来越高（即电阻温度系数TCR越来越小），甚至要求电阻温度系数TCR（TemperatureCoefficientofResistance,TCR）等于零（0±30ppm/℃）。传统的电阻器一般采用厚膜工艺制造，即通过印刷的方法将电阻和电极浆料涂覆在陶瓷基板上，然后经过高温烧结分别形成电阻层和电极层，从而构造出电阻器。专利CN101295569A、CN1525498A、CN1977347A、CN101203922A、CN1524275A、CN1325117A等专利文件公开的电阻器的制造方法，均是厚膜工艺。浆料在烧结之后存在大量的玻璃成分，玻璃的微波特性比较差，因此厚膜电阻的使用频率比较低，微波性能较差，不能满足电子产品工作频率越来越高的要求。厚膜的电阻器阻的TCR比较大，阻值稳定性比较差，不能满足高稳定性的要求。因此，厚膜电阻器在电子产品中的应用越来越受到限制。现有的薄膜电阻器，如公开号为CN1507635A、CN1822251A、CN1525498A、CN1918675A、CN1977347A、CN1524275A、CN101203922A和CN1323044A等专利，均为关于薄膜电阻器的设计及制造方法。根据上述专利所公开的制造方法，可以制造出薄膜电阻器，但上述专利均未对薄膜电阻器的TCR进行控制，从而导致TCR比较大，而且不可控，从而制造出的薄膜电阻器的稳定性比较差，这又在一个方面限制了薄膜电阻器的应用。电阻温度系数（TCR）是影响电阻器性能的关键因素之一，从目前的公开的专利来看，无论是厚膜电阻还是薄膜电阻，都没有专利专门对电阻器的电阻温度系数（TCR）进行控制。专利技术专利CN101253631A所公布电阻器，其TCR达到±700ppm/℃。电阻随温度的变化如此之大，显然不能满足高稳定的要求。
技术实现思路
为了解决现有薄膜电阻器稳定性比较差，不能满足高稳定性的要求的技术问题，本专利技术提供一种高稳定性的薄膜电阻器及其制造方法。一种高稳定性的薄膜电阻器，所述高稳定性的薄膜电阻器由基板，附着于基板上表面的薄膜电阻层，附着于基板下表面的下电极，附着于薄膜电阻层上表面的上电极。优选地，上述薄膜电阻层由AlN薄膜层和TaN薄膜层组成；所述AlN薄膜层附着于基板的上表面，所述TaN薄膜层附着于AlN薄膜层的上表面；所述上电极附着于TaN薄膜层的上表面。优选地，上述上电极由两块组成；电极块之间通过TaN薄膜层连接在同一个表面上。优选地，上述AlN薄膜层的厚度为50-5000埃。优选地，上述TaN薄膜层的厚度为50-5000埃。优选地，上述膜电阻器的电阻温度系数为零0±30ppm/℃。优选地，上述的基板为陶瓷基板或氧化铝基板。优选地，上述基板下表面有金属化层。一种高稳定性的薄膜电阻器的制造方法，所述方法包括以下步骤：a)根据产品要求，制作出电极图形和电阻图形的光刻掩膜；b)通过反应溅射的方法在基板的上表面生成一层AlN薄膜;c)通过反应溅射的方法在AlN薄膜表面生成一层TaN薄膜;d)在TaN薄膜表面通过溅射的方法形成一层或多层金属，形成上电级层;f)将步骤d得到的金属层通过匀胶、曝光、显影的方法进行图形化处理，使用的掩模为电极图形掩模;g)将图形化处理后的基片表面金属层电镀加厚到3μm－5μm;h)将电镀后的基板上表面刻蚀出TaN薄膜;i)对TaN薄膜和AlN薄膜通过匀胶、曝光、显影的方法进行图形化处理，使用的掩模为电极图形掩模;j)刻蚀了电阻图形;k)对陶瓷基板按形成的图形进行划切，得到多个薄膜电阻器;l)将划切后的产品用丙酮清洗、烘干，进行热处理或激光蚀刻处理，得到最终产品。一种高稳定性的薄膜电阻器的制造方法，所述方法包括以下步骤：a)根据产品要求，制作出电极图形和电阻图形的光刻掩膜；b)通过反应溅射的方法在基板的上表面生成一层AlN薄膜;c)通过反应溅射的方法在AlN薄膜表面生成一层TaN薄膜;d)在TaN薄膜表面通过溅射的方法形成一层或多层金属，形成上电级层;e)在基板的下表面溅射一层或多层金属；f)步骤d和步骤e得到的基板的上表面金属层通过匀胶、曝光、显影的方法进行图形化处理，使用的掩模为电极图形掩模;g)将图形化处理后的基片表面金属层电镀加厚到3μm－5μm;h)将电镀后的基板上表面刻蚀出TaN薄膜;i)对TaN薄膜和AlN薄膜通过匀胶、曝光、显影的方法进行图形化处理，使用的掩模为电极图形掩模;j)刻蚀了电阻图形;k)对陶瓷基板按形成的图形进行划切，得到多个薄膜电阻器;l)将划切后的产品用丙酮清洗、烘干，进行热处理或激光蚀刻处理，得到最终产品。实施本专利技术具有以下优点：本专利技术针对电阻器的电阻温度系数进行特殊的控制，可以大幅降低电阻温度系数的薄膜电阻器。该电阻器阻值稳定性可以控制在-55℃～+150℃的温度范围内，电阻温度系数可达到0±30ppm/℃。该电阻器还具有精度高的优点，外形尺寸公差±25μm，阻值精度可达±1%。另外，本专利技术还可实现小型化，最小尺寸可达0101型，即0.254mm×0.254mm。电阻具有良好的高频特性，使用频率高达20GHz。附图说明图1为本专利技术一种高稳定性薄膜电阻器的结构示意图；图2为本专利技术中基板的结构示意图。附图标记说明基板1，金属化层101；电阻层2，AlN薄膜层201，TaN薄膜层202；下电极3；上电极4。具体实施方式参见图1-图2所示，本专利技术提供的高稳定性的薄膜电阻器由基板1，附着于基板1上表面的薄膜电阻层2，附着于基板1下表面的下电极3，附着于薄膜电阻层2上表面的上电极4组成。其中薄膜电阻层2由AlN薄膜层201和TaN薄膜层202组成；AlN薄膜层201附着于基板1的上表面，TaN薄膜层202附着于AlN薄膜层201的上表面；上电极4附着于TaN薄膜层202的上表面。上电极4由两块电极组成；两块电极块之间通过TaN薄膜层202连接在同一个表面上。膜电阻器的电阻温度系数为0±30ppm/℃。薄膜电阻器的电阻温度系数（TCR）取决于TaN薄膜的厚度，TaN薄膜的电阻温度系数；以及AlN薄膜的厚度和AlN薄膜的电阻温度系数。具体电阻温度系数计算方式为：设TaN薄膜的厚度为d1,TaN薄膜的电阻温度系数为TCR1，AlN薄膜的厚度为d2,AlN薄膜的电阻温度系数为TCR2，则由TaN薄膜和AlN薄膜所组成的复合膜层作为电阻层的薄膜电阻器的电阻温度系数TCR=d1×TCR1+d2×TCR2。其中d1和d2的值取50-5000埃，优选为100-1000埃。TaN薄膜的电阻温度系数为负值，即TCR1<0，而AlN薄膜的电阻温度系数为正值，即TCR1>0。因此，通过TaN薄膜与AlN薄膜的复合，适当控制TaN薄膜的厚度和AlN薄膜的厚度，就可以得到电阻温度系数为零（0±30pp本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高稳定性的薄膜电阻器，其特征在于：所述高稳定性的薄膜电阻器由基板，附着于基板上表面的薄膜电阻层，附着于基板下表面的下电极，以及附着于薄膜电阻层上表面的上电极组成。

【技术特征摘要】
1.一种高稳定性的薄膜电阻器，其特征在于：所述高稳定性的薄膜电阻器由基板，附着于基板上表面的薄膜电阻层，附着于基板下表面的下电极，以及附着于薄膜电阻层上表面的上电极组成；所述薄膜电阻层由AlN薄膜层和TaN薄膜层组成；所述AlN薄膜层附着于基板的上表面，所述TaN薄膜层附着于AlN薄膜层的上表面；所述上电极附着于TaN薄膜层的上表面；所述上电极由两块组成；电极块之间通过TaN薄膜层连接在同一个表面上；所述膜电阻器的电阻温度系数为零0±30ppm/℃。2.根据权利要求1所述的高稳定性的薄膜电阻器，其特征在于：所述AlN薄膜层的厚度为50-5000埃。3.根据权利要求2所述的高稳定性的薄膜电阻器，其特征在于：所述TaN薄膜层的厚度为50-5000埃。4.根据权利要求1所述的高稳定性的薄膜电阻器，其特征在于：所述的基板为陶瓷基板或氧化铝基板。5.根据权利要求4所述的高稳定性的薄膜电阻器，...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨俊锋，庄严，庄彤，冯毅龙，丁明健，李杰成，
申请(专利权)人：广州天极电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：