4第四講_薄膜材料

1、第四章第四章 薄膜材料與工藝薄膜材料與工藝 1、電子封裝中至關(guān)重要的膜材料及膜技術(shù)、電子封裝中至關(guān)重要的膜材料及膜技術(shù)F1.1 薄膜和厚膜薄膜和厚膜F1.2 膜及膜電膜及膜電l路的功能路的功能F1.3 成膜方法成膜方法F1.4 電路圖形的形成方法電路圖形的形成方法F1.5 膜材料膜材料 2、薄膜材料、薄膜材料F2.1 導(dǎo)體薄膜材料導(dǎo)體薄膜材料F2.2 電阻薄膜材料電阻薄膜材料F2.3 介質(zhì)薄膜材料介質(zhì)薄膜材料F2.4 功能薄膜材料功能薄膜材料1、電子封裝工程中至關(guān)重要的膜材料及膜技術(shù)、電子封裝工程中至關(guān)重要的膜材料及膜技術(shù) 薄膜和厚膜薄膜和厚膜F電子封裝過程中膜材料與膜技術(shù)的出現(xiàn)及發(fā)展，源于電

2、子封裝過程中膜材料與膜技術(shù)的出現(xiàn)及發(fā)展，源于與電器、電子裝置設(shè)備向高性能、多功能、高速度方向發(fā)展及與電器、電子裝置設(shè)備向高性能、多功能、高速度方向發(fā)展及信息處理能力的急速提高信息處理能力的急速提高系統(tǒng)的大規(guī)模、大容量及大型化系統(tǒng)的大規(guī)模、大容量及大型化要求構(gòu)成系統(tǒng)的裝置、部件、材料等輕、薄、短、小化要求構(gòu)成系統(tǒng)的裝置、部件、材料等輕、薄、短、小化F晶體管普及之前晶體管普及之前真空電子管的板極、柵極、燈絲等為塊體材料，電子管插在管真空電子管的板極、柵極、燈絲等為塊體材料，電子管插在管座上由導(dǎo)管連接，當(dāng)時并無膜可言座上由導(dǎo)管連接，當(dāng)時并無膜可言F20世紀(jì)世紀(jì)60年代，出現(xiàn)薄膜制備技術(shù)年代，出現(xiàn)薄膜

3、制備技術(shù)在紙、塑料、陶瓷上涂刷乃至真空蒸鍍、濺射金屬膜，用以形在紙、塑料、陶瓷上涂刷乃至真空蒸鍍、濺射金屬膜，用以形成小型元器件及電路等成小型元器件及電路等F進(jìn)入晶體管時代進(jìn)入晶體管時代從半導(dǎo)體元件、微小型電路到大規(guī)模集成電路，膜技術(shù)便成為從半導(dǎo)體元件、微小型電路到大規(guī)模集成電路，膜技術(shù)便成為整套工藝中的核心與關(guān)鍵。整套工藝中的核心與關(guān)鍵。1、電子封裝工程中至關(guān)重要的膜材料及膜技術(shù)、電子封裝工程中至關(guān)重要的膜材料及膜技術(shù) 薄膜和厚膜薄膜和厚膜F與三維塊體材料比較：一般地，膜厚度很小，可看作二維與三維塊體材料比較：一般地，膜厚度很小，可看作二維F膜又有薄膜和厚膜之分膜又有薄膜和厚膜之分經(jīng)典分類：

4、經(jīng)典分類：l厚膜厚膜制作方法分類：制作方法分類：l塊體材料制作的（如經(jīng)軋制、錘打、碾壓等）塊體材料制作的（如經(jīng)軋制、錘打、碾壓等）厚膜厚膜l膜的構(gòu)成物一層層堆積而成膜的構(gòu)成物一層層堆積而成薄膜。薄膜。膜的存在形態(tài)分類：膜的存在形態(tài)分類：l只能成形于基體之上的只能成形于基體之上的薄膜（包覆膜）薄膜（包覆膜） 沉積膜基體表面由膜物質(zhì)沉積析出形成 化合形成膜通過對基體表面進(jìn)行化學(xué)處理形成，在物理沉積過程中伴隨有表面參與的化學(xué)反應(yīng)1、電子封裝工程中至關(guān)重要的膜材料及膜技術(shù)、電子封裝工程中至關(guān)重要的膜材料及膜技術(shù)薄膜、厚膜區(qū)分通常無實際意義薄膜、厚膜區(qū)分通常無實際意義l針對具體膜層形成方法針對具體膜層形

5、成方法 膜層材料膜層材料 界面結(jié)構(gòu)界面結(jié)構(gòu) 結(jié)晶狀態(tài)結(jié)晶狀態(tài) 晶體學(xué)取向晶體學(xué)取向 微觀組織微觀組織 各種性能和功能各種性能和功能l進(jìn)行研究更有用進(jìn)行研究更有用電子封裝工程涉及膜層：膜厚電子封裝工程涉及膜層：膜厚數(shù)百微米數(shù)百微米按膜層的形成方法：按膜層的形成方法：l真空法真空法(干式干式)和和溶液法溶液法(濕式濕式)沉積得到的膜層沉積得到的膜層薄薄膜，為數(shù)微米膜，為數(shù)微米l漿料印刷法漿料印刷法形成的膜層形成的膜層厚膜，前者膜厚多，厚厚膜，前者膜厚多，厚200微米微米薄膜的真空沉積法優(yōu)點薄膜的真空沉積法優(yōu)點 可以得到各種材料的膜層可以得到各種材料的膜層F鍍料氣化方式很多（如電子束蒸發(fā)、濺射、氣體

6、源等），控鍍料氣化方式很多（如電子束蒸發(fā)、濺射、氣體源等），控制氣氛還可以進(jìn)行反應(yīng)沉積制氣氛還可以進(jìn)行反應(yīng)沉積 通過基板、鍍料、反應(yīng)氣氛、沉積條件的選擇，可以通過基板、鍍料、反應(yīng)氣氛、沉積條件的選擇，可以對界面結(jié)對界面結(jié)構(gòu)、結(jié)晶狀態(tài)、膜厚等進(jìn)行控制構(gòu)、結(jié)晶狀態(tài)、膜厚等進(jìn)行控制，還可，還可制取多層膜制取多層膜、復(fù)合膜復(fù)合膜及及特殊界面結(jié)構(gòu)的膜特殊界面結(jié)構(gòu)的膜層等。由于膜層表面精細(xì)光潔，故層等。由于膜層表面精細(xì)光潔，故便于通過便于通過光刻制取電路圖形光刻制取電路圖形 可以較方便地采用光、等離子體等激發(fā)手段，可以較方便地采用光、等離子體等激發(fā)手段，在一般的工藝條在一般的工藝條件下，即可獲得在高溫、高

7、壓、高能量密度下才能獲得的物質(zhì)件下，即可獲得在高溫、高壓、高能量密度下才能獲得的物質(zhì) 真空薄膜沉積涉及從氣態(tài)到固態(tài)的超急冷（過程，因此真空薄膜沉積涉及從氣態(tài)到固態(tài)的超急冷（過程，因此可以獲可以獲得特異成分、組織及晶體結(jié)構(gòu)的物質(zhì)得特異成分、組織及晶體結(jié)構(gòu)的物質(zhì) 由于在工藝中薄膜沉積及光刻圖形等已有成熟的經(jīng)驗，由于在工藝中薄膜沉積及光刻圖形等已有成熟的經(jīng)驗，很很便于在電子封裝工程中推廣便于在電子封裝工程中推廣厚膜的絲網(wǎng)印刷法有優(yōu)點厚膜的絲網(wǎng)印刷法有優(yōu)點通過絲網(wǎng)印刷，可直接形成電路圖形通過絲網(wǎng)印刷，可直接形成電路圖形膜層較厚，經(jīng)燒結(jié)收縮變得致密，電阻率膜層較厚，經(jīng)燒結(jié)收縮變得致密，電阻率低，容易實現(xiàn)

8、很低的電路電阻低，容易實現(xiàn)很低的電路電阻導(dǎo)體層、電阻層、絕緣層、介電質(zhì)層及其導(dǎo)體層、電阻層、絕緣層、介電質(zhì)層及其他功能層都可以印刷成膜他功能層都可以印刷成膜容易實現(xiàn)多層化，與陶瓷生片共燒可以制容易實現(xiàn)多層化，與陶瓷生片共燒可以制取多層共燒基板取多層共燒基板設(shè)備簡單，投資少設(shè)備簡單，投資少1、電子封裝工程中至關(guān)重要的膜材料及膜技術(shù)、電子封裝工程中至關(guān)重要的膜材料及膜技術(shù)膜及膜電路的功能膜及膜電路的功能電氣連接電氣連接F印制線路板（）的發(fā)明，使電路以膜的印制線路板（）的發(fā)明，使電路以膜的形式與基板作成一體，元器件搭載在基板上并形式與基板作成一體，元器件搭載在基板上并與導(dǎo)體端子相連接，這對于整個系統(tǒng)

9、的小型化、與導(dǎo)體端子相連接，這對于整個系統(tǒng)的小型化、高性能、低功耗、高可靠性及經(jīng)濟(jì)性等方面都高性能、低功耗、高可靠性及經(jīng)濟(jì)性等方面都有重大貢獻(xiàn)有重大貢獻(xiàn)F三維立體布線方式的多層板、陶瓷多層三維立體布線方式的多層板、陶瓷多層共燒基板、積層多層板、復(fù)合多層板的出現(xiàn)，共燒基板、積層多層板、復(fù)合多層板的出現(xiàn)，對于提高封裝密度起著十分關(guān)鍵的作用對于提高封裝密度起著十分關(guān)鍵的作用元件搭載元件搭載 芯片裝載在封裝基板芯片裝載在封裝基板F無論采用引線鍵合方式還是倒裝片方式都離不開焊盤無論采用引線鍵合方式還是倒裝片方式都離不開焊盤 元器件搭載在基板上元器件搭載在基板上F特別是封裝體實裝在基板上，無論采用、特別是

10、封裝體實裝在基板上，無論采用、等哪種方式，都離不開導(dǎo)體端子、等哪種方式，都離不開導(dǎo)體端子 焊盤，端子都是膜電路的一部分。焊盤，端子都是膜電路的一部分。 在許多情況下，引線端子節(jié)距的大小以及引線端子的排列方式在許多情況下，引線端子節(jié)距的大小以及引線端子的排列方式是決定封裝類型及封裝密度的關(guān)鍵因素是決定封裝類型及封裝密度的關(guān)鍵因素F批量生產(chǎn)來說，最小端子節(jié)距的界限為批量生產(chǎn)來說，最小端子節(jié)距的界限為.，若低于此，則操作難度太大，成品率太低若低于此，則操作難度太大，成品率太低元件搭載元件搭載F想提高封裝密度，需要由四側(cè)引出端子的方式轉(zhuǎn)變?yōu)橄胩岣叻庋b密度，需要由四側(cè)引出端子的方式轉(zhuǎn)變?yōu)槠矫骊嚵胁贾枚俗?/p>

11、的方式平面陣列布置端子的方式這樣，端子節(jié)距提高（這樣，端子節(jié)距提高（.，.）的同時，反而）的同時，反而降低了實裝密度降低了實裝密度對來說，端子節(jié)距由對來說，端子節(jié)距由.降為降為.，實裝面，實裝面積可減小到（積可減小到（.）.特殊功能特殊功能泛指除電氣連接、元件搭載、表面改性以泛指除電氣連接、元件搭載、表面改性以外的所有其他功能外的所有其他功能F涉及電阻膜、絕緣膜、介電質(zhì)膜等涉及電阻膜、絕緣膜、介電質(zhì)膜等以以LCD（液晶顯示器）中所采用的（薄膜三極管）玻璃復(fù)合基板為例（液晶顯示器）中所采用的（薄膜三極管）玻璃復(fù)合基板為例玻璃基板分前基板和后基板兩塊玻璃基板分前基板和后基板兩塊前基板：形成偏光膜、

12、濾色膜、前基板：形成偏光膜、濾色膜、ITO膜，后基板上形成膜，后基板上形成TFT、ITO膜、金屬布線及絕緣膜等膜、金屬布線及絕緣膜等液晶夾于二者之間液晶夾于二者之間受受TFT控制的非晶硅（控制的非晶硅（aSi）圖像傳感器按陣列布置在后基板上，并由）圖像傳感器按陣列布置在后基板上，并由CraSi/ITO構(gòu)構(gòu)成成Cr肖特基二極管肖特基二極管布置在布置在ITO膜上與驅(qū)動器相連接的布線導(dǎo)體要通過膜上與驅(qū)動器相連接的布線導(dǎo)體要通過Cr/Al實現(xiàn)多層化，以降低布線電阻實現(xiàn)多層化，以降低布線電阻表面改性表面改性與在與在LSI元件表面沉積元件表面沉積SiO2、Si3N4等鈍化等鈍化膜用于絕緣、保護(hù)類似膜用于絕

13、緣、保護(hù)類似電子封裝工程中也廣泛用膜層作表面改性電子封裝工程中也廣泛用膜層作表面改性F金屬被釉基板、有機(jī)或無機(jī)絕緣層包覆金屬被釉基板、有機(jī)或無機(jī)絕緣層包覆的金屬芯基板的金屬芯基板F塑料表面電鍍金屬以增加耐磨性、降低塑料表面電鍍金屬以增加耐磨性、降低接觸電阻等，常用的方法有鍍銠、鍍金接觸電阻等，常用的方法有鍍銠、鍍金等等1、電子封裝工程中至關(guān)重要的膜材料及膜技術(shù)、電子封裝工程中至關(guān)重要的膜材料及膜技術(shù)成膜方法成膜方法按干式和濕式對分類按干式和濕式對分類干式：干式：FPVD（物理氣相沉積）（物理氣相沉積）真空蒸鍍、真空蒸鍍、濺射鍍膜、離子鍍?yōu)R射鍍膜、離子鍍F（化學(xué)氣相沉積）（化學(xué)氣相沉積）濕式：濕

14、式：F電鍍、化學(xué)鍍、陽極氧化、溶膠凝膠、電鍍、化學(xué)鍍、陽極氧化、溶膠凝膠、厚膜印刷法厚膜印刷法典型的成膜方法典型的成膜方法真空蒸鍍及濺射法真空蒸鍍及濺射法 真空蒸鍍：是將鍍料在真空中加熱、蒸發(fā)，使蒸氣的原子真空蒸鍍：是將鍍料在真空中加熱、蒸發(fā)，使蒸氣的原子或原子團(tuán)在溫度較低的基板上析出形成薄膜的方法或原子團(tuán)在溫度較低的基板上析出形成薄膜的方法F主要用于主要用于Au、Cu、Ni、Cr等導(dǎo)體材料及電阻材料成膜等導(dǎo)體材料及電阻材料成膜F不同的鍍料及不同的沉積速率要選擇不同的加熱方法。不同的鍍料及不同的沉積速率要選擇不同的加熱方法。 濺射鍍膜：是將放電氣體導(dǎo)入真空，在輝光放電等離子體濺射鍍膜：是將放電

15、氣體導(dǎo)入真空，在輝光放電等離子體中產(chǎn)生的正離子加速轟擊處于陰極的靶材，使濺射出的原中產(chǎn)生的正離子加速轟擊處于陰極的靶材，使濺射出的原子沉積在基板上的方法子沉積在基板上的方法F從道理上講，這種方法可以在任何基板上沉積任何物從道理上講，這種方法可以在任何基板上沉積任何物質(zhì)的薄膜，但一般多用于氧化物、氮化物等絕緣材料質(zhì)的薄膜，但一般多用于氧化物、氮化物等絕緣材料及合金材料的成膜及合金材料的成膜典型的成膜方法典型的成膜方法法法 泛指由氣態(tài)原料通過化學(xué)反應(yīng)生成固體薄膜的沉積過程泛指由氣態(tài)原料通過化學(xué)反應(yīng)生成固體薄膜的沉積過程F該反應(yīng)可以是氣態(tài)化合物由基板表面向其內(nèi)部的擴(kuò)散，該反應(yīng)可以是氣態(tài)化合物由基板表

16、面向其內(nèi)部的擴(kuò)散，氣態(tài)化合物與基板表面的反應(yīng)，氣態(tài)化合物的分解，或氣態(tài)化合物與基板表面的反應(yīng)，氣態(tài)化合物的分解，或者是氣態(tài)化合物之間的反應(yīng)等者是氣態(tài)化合物之間的反應(yīng)等F這些反應(yīng)的共同特點是，至少要有一種固態(tài)產(chǎn)物生成，這些反應(yīng)的共同特點是，至少要有一種固態(tài)產(chǎn)物生成，并且以薄膜的形態(tài)沉積在基板表面上并且以薄膜的形態(tài)沉積在基板表面上F化合物蒸氣一般是常溫下具有較高蒸氣壓的氣體，多采化合物蒸氣一般是常溫下具有較高蒸氣壓的氣體，多采用碳?xì)浠铩溲趸?、鹵化物、有機(jī)金屬化合物等用碳?xì)浠?、氫氧化物、鹵化物、有機(jī)金屬化合物等F法成膜材料范圍廣泛，除堿金屬、堿土金屬之外，法成膜材料范圍廣泛，除堿金屬、堿土金

17、屬之外，幾乎所有材料均可以成膜，特別適用于絕緣膜、超硬膜幾乎所有材料均可以成膜，特別適用于絕緣膜、超硬膜等特殊功能膜的沉積等特殊功能膜的沉積典型的成膜方法典型的成膜方法厚膜印刷法厚膜印刷法是按功能要求將金屬、金屬氧化物、玻璃粘結(jié)劑是按功能要求將金屬、金屬氧化物、玻璃粘結(jié)劑等的粉末同有機(jī)粘結(jié)劑、表面活性劑、有機(jī)溶劑等的粉末同有機(jī)粘結(jié)劑、表面活性劑、有機(jī)溶劑等均勻混合，調(diào)制成符合絲網(wǎng)印刷要求的漿料，等均勻混合，調(diào)制成符合絲網(wǎng)印刷要求的漿料，利用絲網(wǎng)印刷等工藝，在基板上印刷圖形，經(jīng)燒利用絲網(wǎng)印刷等工藝，在基板上印刷圖形，經(jīng)燒成，有機(jī)粘結(jié)劑揮發(fā)而成膜的方法成，有機(jī)粘結(jié)劑揮發(fā)而成膜的方法F特點：工藝簡單

18、、設(shè)備投資少，在低價格的優(yōu)特點：工藝簡單、設(shè)備投資少，在低價格的優(yōu)勢下可大量生產(chǎn)導(dǎo)體、電阻體、介電體等厚膜勢下可大量生產(chǎn)導(dǎo)體、電阻體、介電體等厚膜F特別是可直接印刷電路圖形。特別是可直接印刷電路圖形。典型的成膜方法典型的成膜方法電鍍和化學(xué)鍍成膜電鍍和化學(xué)鍍成膜是依靠電場反應(yīng)，使金屬從金屬鹽溶液中析出成是依靠電場反應(yīng)，使金屬從金屬鹽溶液中析出成膜的方法膜的方法電鍍電鍍F促進(jìn)電場析出的還原能量由外部電源提供促進(jìn)電場析出的還原能量由外部電源提供化學(xué)鍍化學(xué)鍍F需添加還原劑，利用自分解而成膜需添加還原劑，利用自分解而成膜電鍍或化學(xué)鍍成膜的特點電鍍或化學(xué)鍍成膜的特點F可對大尺寸基板大批量成膜，與其他成膜方

19、法可對大尺寸基板大批量成膜，與其他成膜方法相比，設(shè)備投資低相比，設(shè)備投資低F需要考慮環(huán)境保護(hù)問題需要考慮環(huán)境保護(hù)問題1、電子封裝工程中至關(guān)重要的膜材料及膜技術(shù)、電子封裝工程中至關(guān)重要的膜材料及膜技術(shù)電路圖形的形成方法電路圖形的形成方法各種成膜方法形成的膜層，應(yīng)用于電子工各種成膜方法形成的膜層，應(yīng)用于電子工業(yè)（如電子元器件制造、電子封裝、平板業(yè)（如電子元器件制造、電子封裝、平板顯示器），都需要形成電路圖形顯示器），都需要形成電路圖形形成方法包括：形成方法包括：F有填平法、蝕刻法、掩模法、厚膜印刷有填平法、蝕刻法、掩模法、厚膜印刷（絲網(wǎng)印刷）法、噴沙法（絲網(wǎng)印刷）法、噴沙法填平法填平法先將光刻膠涂

20、敷（甩膠）或?qū)⒐饪滔葘⒐饪棠z涂敷（甩膠）或?qū)⒐饪棠z干膜貼附（貼膜）于基板表面，膠干膜貼附（貼膜）于基板表面，經(jīng)光刻形成經(jīng)光刻形成 “負(fù)負(fù)”的電路圖形，即的電路圖形，即沒有電路的部分保留光刻膠沒有電路的部分保留光刻膠以此負(fù)圖形為以此負(fù)圖形為“模型模型”，在其槽中，在其槽中印入導(dǎo)電漿料或沉積金屬膜層，即印入導(dǎo)電漿料或沉積金屬膜層，即所謂所謂“填平填平”最后將殘留的光刻膠剝離最后將殘留的光刻膠剝離缺點：采用印刷法填平時，導(dǎo)電膠缺點：采用印刷法填平時，導(dǎo)電膠膜中容易混入氣泡膜中容易混入氣泡蝕刻法蝕刻法 化學(xué)蝕刻法：化學(xué)蝕刻法：F印刷電路圖形材料的漿料、燒成印刷電路圖形材料的漿料、燒成F涂布光刻膠、電路

21、圖形掩模曝光涂布光刻膠、電路圖形掩模曝光F化學(xué)蝕刻去除部分光刻膠化學(xué)蝕刻去除部分光刻膠F有機(jī)溶劑去除掉電路圖形不對應(yīng)部分的電極有機(jī)溶劑去除掉電路圖形不對應(yīng)部分的電極材料材料問題問題l使用有機(jī)溶劑，廢液處理比較困難使用有機(jī)溶劑，廢液處理比較困難l有時線條會出現(xiàn)殘差（殘留）有時線條會出現(xiàn)殘差（殘留） 通常，不需要部位的電路圖形材料應(yīng)完全去除通常，不需要部位的電路圖形材料應(yīng)完全去除 實際上，電路圖形材料經(jīng)燒成、化學(xué)蝕刻形成實際上，電路圖形材料經(jīng)燒成、化學(xué)蝕刻形成圖形后，應(yīng)該去除的部分往往不能完全去除掉，圖形后，應(yīng)該去除的部分往往不能完全去除掉，而是有一部分殘留下來而是有一部分殘留下來蝕刻法蝕刻法 薄

22、膜光刻法：薄膜光刻法：F用磁控濺射、真空蒸鍍等先在整個基用磁控濺射、真空蒸鍍等先在整個基板表面形成電路材料的薄膜板表面形成電路材料的薄膜F光刻制取電路圖形光刻制取電路圖形 可以獲得精細(xì)度很高的圖形可以獲得精細(xì)度很高的圖形 所形成膜層的質(zhì)量高所形成膜層的質(zhì)量高 膜厚可精確控制膜厚可精確控制 缺點：缺點：F設(shè)備投資大設(shè)備投資大F工藝不容易掌握工藝不容易掌握掩模法掩模法 工藝過程工藝過程F機(jī)械或光刻制作機(jī)械或光刻制作“正正” 掩模掩模F將掩模按需要電路圖形位置定位將掩模按需要電路圖形位置定位F真空蒸鍍等方法成膜真空蒸鍍等方法成膜F借助借助“正正”的掩模，基板表面形成所需要的電的掩模，基板表面形成所需

23、要的電路圖形路圖形 優(yōu)點優(yōu)點F工序少、電路圖形精細(xì)度高工序少、電路圖形精細(xì)度高 缺點缺點F需要預(yù)先制作掩模需要預(yù)先制作掩模F有些薄膜沉積技術(shù)，如濺射鍍膜、離子鍍等，有些薄膜沉積技術(shù)，如濺射鍍膜、離子鍍等，不便于掩模沉積不便于掩模沉積厚膜印刷法厚膜印刷法 工藝過程工藝過程F通過網(wǎng)版在基板表面印刷厚膜導(dǎo)體漿料，形成通過網(wǎng)版在基板表面印刷厚膜導(dǎo)體漿料，形成與網(wǎng)版對應(yīng)的圖形與網(wǎng)版對應(yīng)的圖形F經(jīng)燒成法形成電路圖形經(jīng)燒成法形成電路圖形 特點特點F漿料僅印刷在需要的部位，因此材料的利用率漿料僅印刷在需要的部位，因此材料的利用率高高F印刷機(jī)的價格較低，可降低設(shè)備總投資印刷機(jī)的價格較低，可降低設(shè)備總投資 缺點缺

24、點F線條精細(xì)度差線條精細(xì)度差F圖形分辨率低圖形分辨率低F多次印刷難以保持圖形的一致性多次印刷難以保持圖形的一致性噴沙法噴沙法 工藝過程：工藝過程：F在基板全表面由電路圖形材料成膜在基板全表面由電路圖形材料成膜F在表面形成光刻膠圖形在表面形成光刻膠圖形F經(jīng)噴沙去除掉不需要的材料部分，保留經(jīng)噴沙去除掉不需要的材料部分，保留光刻膠圖形覆蓋的部分光刻膠圖形覆蓋的部分F剝離光刻膠后得到所需要的電路圖形剝離光刻膠后得到所需要的電路圖形 優(yōu)點優(yōu)點F采用光刻制版技術(shù)，能形成精細(xì)的電路采用光刻制版技術(shù)，能形成精細(xì)的電路圖形圖形 缺點缺點F噴沙過程中會產(chǎn)生灰塵噴沙過程中會產(chǎn)生灰塵1、電子封裝工程中至關(guān)重要的膜材料

25、及膜技術(shù)、電子封裝工程中至關(guān)重要的膜材料及膜技術(shù)膜材料膜材料下表列出與電子封裝工程相關(guān)的各類膜材下表列出與電子封裝工程相關(guān)的各類膜材料，同時給出用途、性質(zhì)及成膜方法等料，同時給出用途、性質(zhì)及成膜方法等薄膜材料薄膜材料導(dǎo)體薄膜材料導(dǎo)體薄膜材料 材料的種類及性質(zhì)材料的種類及性質(zhì) 導(dǎo)體薄膜的主要用途導(dǎo)體薄膜的主要用途F形成電路圖形，為半導(dǎo)體元件、半導(dǎo)體芯片、電阻、電形成電路圖形，為半導(dǎo)體元件、半導(dǎo)體芯片、電阻、電容等電路搭載部件提供電極及相互引線，以及金屬化等容等電路搭載部件提供電極及相互引線，以及金屬化等 為保證金屬為保證金屬半導(dǎo)體間連接為歐姆接觸，要求：半導(dǎo)體間連接為歐姆接觸，要求：F金屬與半導(dǎo)

26、體的結(jié)合部位不形成勢壘金屬與半導(dǎo)體的結(jié)合部位不形成勢壘F對于型半導(dǎo)體，金屬的功函數(shù)要比半導(dǎo)體的功函數(shù)小對于型半導(dǎo)體，金屬的功函數(shù)要比半導(dǎo)體的功函數(shù)小F對于型半導(dǎo)體，與上述相反對于型半導(dǎo)體，與上述相反F金屬與半導(dǎo)體結(jié)合部的空間電荷層的寬度要盡量窄，電金屬與半導(dǎo)體結(jié)合部的空間電荷層的寬度要盡量窄，電子直接從金屬與半導(dǎo)體間向外遷移受到限制等子直接從金屬與半導(dǎo)體間向外遷移受到限制等2、薄膜材料、薄膜材料F導(dǎo)體薄膜材料導(dǎo)體薄膜材料F電阻薄膜材料電阻薄膜材料F介質(zhì)薄膜材料介質(zhì)薄膜材料F功能薄膜材料功能薄膜材料2、薄膜材料、薄膜材料導(dǎo)體薄膜材料導(dǎo)體薄膜材料 材料的種類及性質(zhì)材料的種類及性質(zhì) 實際情形實際情形

27、F隨半導(dǎo)體的表面處理，在導(dǎo)體和半導(dǎo)體表面往往會存在隨半導(dǎo)體的表面處理，在導(dǎo)體和半導(dǎo)體表面往往會存在薄的氧化膜，但電子通過隧道效應(yīng)可穿過此膜層，因此薄的氧化膜，但電子通過隧道效應(yīng)可穿過此膜層，因此并不存在很大的問題并不存在很大的問題F依表面處理條件不同，半導(dǎo)體的表面狀態(tài)會發(fā)生變化，依表面處理條件不同，半導(dǎo)體的表面狀態(tài)會發(fā)生變化，相應(yīng)金屬及半導(dǎo)體的功函數(shù)也會發(fā)生變化相應(yīng)金屬及半導(dǎo)體的功函數(shù)也會發(fā)生變化F功函數(shù)還與表面能級、晶體取向等相關(guān)，必須注意其值功函數(shù)還與表面能級、晶體取向等相關(guān)，必須注意其值的變化的變化2、薄膜材料、薄膜材料導(dǎo)體薄膜材料導(dǎo)體薄膜材料 材料的種類及性質(zhì)材料的種類及性質(zhì) 其他布線

28、及電極用的導(dǎo)體材料，還應(yīng)具有下述特性：其他布線及電極用的導(dǎo)體材料，還應(yīng)具有下述特性：F電導(dǎo)率要高電導(dǎo)率要高F對電路元件不產(chǎn)生有害影響，為歐姆連接對電路元件不產(chǎn)生有害影響，為歐姆連接F熱導(dǎo)率高、機(jī)械強(qiáng)度高，對于堿金屬離子及濕度等的電熱導(dǎo)率高、機(jī)械強(qiáng)度高，對于堿金屬離子及濕度等的電化學(xué)反應(yīng)要盡量小化學(xué)反應(yīng)要盡量小F高溫狀態(tài)，電氣特性也不發(fā)生變化，不發(fā)生蠕變現(xiàn)象高溫狀態(tài)，電氣特性也不發(fā)生變化，不發(fā)生蠕變現(xiàn)象F附著力大，成膜及形成圖形容易附著力大，成膜及形成圖形容易F可形成電阻、電容，可進(jìn)行選擇性蝕刻可形成電阻、電容，可進(jìn)行選擇性蝕刻F可進(jìn)行絲、絲引線鍵合及焊接等加工可進(jìn)行絲、絲引線鍵合及焊接等加工2

29、、薄膜材料、薄膜材料導(dǎo)體薄膜材料導(dǎo)體薄膜材料 材料的種類及性質(zhì)材料的種類及性質(zhì) 實際情形實際情形F單一種導(dǎo)體不可能滿足上述所有要求單一種導(dǎo)體不可能滿足上述所有要求F構(gòu)成電子電路往往需要多種導(dǎo)體膜的組合構(gòu)成電子電路往往需要多種導(dǎo)體膜的組合2、薄膜材料、薄膜材料導(dǎo)體薄膜材料導(dǎo)體薄膜材料 而且而且F相互連接及電極中往往也不是采用單一金屬，而是多種導(dǎo)體膜積相互連接及電極中往往也不是采用單一金屬，而是多種導(dǎo)體膜積層化，以達(dá)到上述各種要求層化，以達(dá)到上述各種要求 多層金屬組合的實例多層金屬組合的實例2、薄膜材料、薄膜材料導(dǎo)體薄膜材料導(dǎo)體薄膜材料 多層組合薄膜說明多層組合薄膜說明F導(dǎo)體的表面方阻均在導(dǎo)體的表

30、面方阻均在以下以下F進(jìn)一步降低電阻，需要在膜上再電鍍進(jìn)一步降低電阻，需要在膜上再電鍍F所列的材料組合之外，在半導(dǎo)體的電極凸點及梁式引線部分，還所列的材料組合之外，在半導(dǎo)體的電極凸點及梁式引線部分，還采用，采用，等等組合，以及，組合，以及，等金屬硅化物作導(dǎo)體。，等金屬硅化物作導(dǎo)體。 F可滿足上述條件中的大部分可滿足上述條件中的大部分F單獨使用時與基板及單獨使用時與基板及等膜層的附著力太低等膜層的附著力太低F往往在最底層采用，等附著性好的膜層往往在最底層采用，等附著性好的膜層F最上層采用容易熱壓附著或容易焊接的及最上層采用容易熱壓附著或容易焊接的及等等F但兩種金屬薄膜相互結(jié)合時，往往在比塊體材料更

31、低的溫度下就產(chǎn)生但兩種金屬薄膜相互結(jié)合時，往往在比塊體材料更低的溫度下就產(chǎn)生明顯擴(kuò)散，生成化合物。明顯擴(kuò)散，生成化合物。2、薄膜材料、薄膜材料導(dǎo)體薄膜材料導(dǎo)體薄膜材料 F特點特點基常用導(dǎo)體材料基常用導(dǎo)體材料與作為保護(hù)膜的與作為保護(hù)膜的間的附著力大間的附著力大對于型及型都可以形成歐姆接觸對于型及型都可以形成歐姆接觸可進(jìn)行引線鍵合可進(jìn)行引線鍵合電氣特性及物理特性等也比較合適電氣特性及物理特性等也比較合適價格便宜價格便宜作為用的導(dǎo)體普遍采用作為用的導(dǎo)體普遍采用F但但隨環(huán)境、氣氛溫度上升，與發(fā)生相互作用，生成金屬隨環(huán)境、氣氛溫度上升，與發(fā)生相互作用，生成金屬間化合物，致使接觸電阻增加，進(jìn)而發(fā)生接觸不良

32、間化合物，致使接觸電阻增加，進(jìn)而發(fā)生接觸不良當(dāng)中通過高密度電流時，向正極方向會發(fā)生的遷移，當(dāng)中通過高密度電流時，向正極方向會發(fā)生的遷移，即所謂電遷移即所謂電遷移在在以上，會浸入下部的介電體中以上，會浸入下部的介電體中在元件中難以使用在元件中難以使用盡管的電阻率低，與不相上下，但由于與水蒸氣及氧盡管的電阻率低，與不相上下，但由于與水蒸氣及氧等發(fā)生反應(yīng)，其電阻值會慢慢升高。等發(fā)生反應(yīng)，其電阻值會慢慢升高。 Al與與Au會形成化合物會形成化合物FAl端子與端子與Au線系統(tǒng)在線系統(tǒng)在300下放置下放置23，或者使氣氛溫度升高，或者使氣氛溫度升高到大約到大約，其間的相互作用會迅速發(fā)生，致使鍵合部位的，其

33、間的相互作用會迅速發(fā)生，致使鍵合部位的電阻升高電阻升高F此時，上、下層直接接觸，此時，上、下層直接接觸，Au、Al之間形成脆、弱之間形成脆、弱AuAl2、AuxAl等反應(yīng)擴(kuò)散層。造成鍵合不良等反應(yīng)擴(kuò)散層。造成鍵合不良F采用采用AuAu組合或組合或AlAl組合。在組合。在Au、Al層間設(shè)置層間設(shè)置Pd、Pt等中等中間層，可防止反應(yīng)擴(kuò)散發(fā)生，形成穩(wěn)定的膜結(jié)構(gòu)間層，可防止反應(yīng)擴(kuò)散發(fā)生，形成穩(wěn)定的膜結(jié)構(gòu) 存在電遷移存在電遷移FAl導(dǎo)體中流過電流密度超過導(dǎo)體中流過電流密度超過106A/cm2F或多或少地發(fā)生電遷移現(xiàn)象或多或少地發(fā)生電遷移現(xiàn)象F氣氛溫度上升，電遷移加速，短時間內(nèi)即可引起斷線氣氛溫度上升，電

34、遷移加速，短時間內(nèi)即可引起斷線FAl導(dǎo)體膜在大約導(dǎo)體膜在大約300長時間放置，會發(fā)生長時間放置，會發(fā)生“竹節(jié)化竹節(jié)化”，即，即出現(xiàn)結(jié)晶化的節(jié)狀部分和較瘦的桿狀部分出現(xiàn)結(jié)晶化的節(jié)狀部分和較瘦的桿狀部分F進(jìn)一步在進(jìn)一步在500以上放置，以上放置，Al會浸入到下層的會浸入到下層的SiO2中，引起中，引起Si基板上的基板上的IC短路短路 因此，使用因此，使用Al布線的器件，必須兼顧到布線的器件，必須兼顧到附著力、臨界電附著力、臨界電壓、氧化膜的穩(wěn)定性、價格等壓、氧化膜的穩(wěn)定性、價格等各種因素，對材料進(jìn)行選擇。各種因素，對材料進(jìn)行選擇。連接與布線的形成及注意點連接與布線的形成及注意點Si IC中的中的A

35、l布線可由布線可由CrAu代替。代替。 CrAu與玻璃間具有良好的附著性，型、與玻璃間具有良好的附著性，型、型均能形成歐姆結(jié)合型均能形成歐姆結(jié)合CrAu成膜有兩種方法成膜有兩種方法F其一是將基板加熱到其一是將基板加熱到，依次真，依次真空蒸鍍空蒸鍍Cr和和AuF其二是采用濺射法沉積其二是采用濺射法沉積CrAu系中系中Cr膜的膜厚及電阻率如表膜的膜厚及電阻率如表所列所列連接與布線的形成及注意點連接與布線的形成及注意點 CrAu系可能引起劣化的機(jī)制系可能引起劣化的機(jī)制FCr向向Au中的擴(kuò)散，由此會引起電阻增加中的擴(kuò)散，由此會引起電阻增加 MoAu系系F比比CrAu系在更高些的溫度下更為穩(wěn)定系在更高些

36、的溫度下更為穩(wěn)定F其成膜通常采用真空蒸鍍法其成膜通常采用真空蒸鍍法將基板加熱到將基板加熱到，先蒸鍍約的，接著蒸，先蒸鍍約的，接著蒸鍍的，而后將基板溫度降至鍍的，而后將基板溫度降至以下，再蒸以下，再蒸鍍約的。最后，將基板溫度降至鍍約的。最后，將基板溫度降至以下，以下，取出取出F在高溫氣氛中特別是加濕狀態(tài)下很不穩(wěn)定在高溫氣氛中特別是加濕狀態(tài)下很不穩(wěn)定連接與布線的形成及注意點連接與布線的形成及注意點 F薄膜導(dǎo)體中應(yīng)用廣泛薄膜導(dǎo)體中應(yīng)用廣泛F制備工藝制備工藝先蒸鍍先蒸鍍.的合金膜，再蒸鍍的合金膜，再蒸鍍.的的F這種膜層在這種膜層在200400的干燥的干燥氣氛中放置，電阻氣氛中放置，電阻值有明顯增加。值

37、有明顯增加。 上蒸鍍膜的系統(tǒng)上蒸鍍膜的系統(tǒng)F在在會形成金屬間化合物會形成金屬間化合物 -F，在，在.的膜上蒸鍍的膜上蒸鍍.的的F老化，未發(fā)現(xiàn)生成化合物老化，未發(fā)現(xiàn)生成化合物F有少量固溶于中，有少量固溶于中，300附近，膜層阻值急劇增加附近，膜層阻值急劇增加連接與布線的形成及注意點連接與布線的形成及注意點 以為底層的系以為底層的系F對于所有種類的基板都顯示出相當(dāng)高的附著力對于所有種類的基板都顯示出相當(dāng)高的附著力F在在不太高的溫度下即形成化合物，使不太高的溫度下即形成化合物，使膜的特性變差，由此造成電阻值增加膜的特性變差，由此造成電阻值增加F往往需在與之間加入阻擋層。往往需在與之間加入阻擋層。 系

38、系F即形成與的化合物，使膜層阻值即形成與的化合物，使膜層阻值增加增加導(dǎo)體膜的劣化及可靠性導(dǎo)體膜的劣化及可靠性 成膜后造成膜異常的主要原因成膜后造成膜異常的主要原因F一是由于嚴(yán)重的熱失配，存在過剩應(yīng)力狀態(tài)，膜層從通常的一是由于嚴(yán)重的熱失配，存在過剩應(yīng)力狀態(tài)，膜層從通常的基板或者、基板或者、膜表面剝離，造成電路斷線膜表面剝離，造成電路斷線F二是由于物質(zhì)的擴(kuò)散遷移引起，其中包括電遷移、熱擴(kuò)散、二是由于物質(zhì)的擴(kuò)散遷移引起，其中包括電遷移、熱擴(kuò)散、克根達(dá)耳效應(yīng)、反應(yīng)擴(kuò)散等?？烁_(dá)耳效應(yīng)、反應(yīng)擴(kuò)散等。 造成物質(zhì)擴(kuò)散遷移的外因有造成物質(zhì)擴(kuò)散遷移的外因有F高電流密度高電流密度F高溫度高溫度F大的溫度梯度大的溫

39、度梯度F接觸電阻等，接觸電阻等，F(xiàn)特別是幾個因素聯(lián)合作用時，效果更明顯特別是幾個因素聯(lián)合作用時，效果更明顯導(dǎo)體膜的劣化及可靠性導(dǎo)體膜的劣化及可靠性 造成物質(zhì)擴(kuò)散遷移的內(nèi)因造成物質(zhì)擴(kuò)散遷移的內(nèi)因F有構(gòu)成物質(zhì)的體系有構(gòu)成物質(zhì)的體系F晶粒度晶粒度F內(nèi)部缺陷內(nèi)部缺陷 內(nèi)因、外因之間隨時都在發(fā)生作用內(nèi)因、外因之間隨時都在發(fā)生作用 系系F電流密度高，造成膜內(nèi)晶粒不斷長大，即自發(fā)熱效應(yīng)與熱處電流密度高，造成膜內(nèi)晶粒不斷長大，即自發(fā)熱效應(yīng)與熱處理具有同樣的效果理具有同樣的效果F通常情況下，導(dǎo)體溫度上升會加速組元之間的相互擴(kuò)散，形通常情況下，導(dǎo)體溫度上升會加速組元之間的相互擴(kuò)散，形成反應(yīng)擴(kuò)散產(chǎn)物，造成機(jī)械強(qiáng)度下

40、降及電阻升高等，反過來成反應(yīng)擴(kuò)散產(chǎn)物，造成機(jī)械強(qiáng)度下降及電阻升高等，反過來又造成溫度升高，惡性循環(huán)，急速造成破壞又造成溫度升高，惡性循環(huán)，急速造成破壞導(dǎo)體膜的劣化及可靠性導(dǎo)體膜的劣化及可靠性F如超過如超過的高電流密度是造成導(dǎo)體劣化的主的高電流密度是造成導(dǎo)體劣化的主要機(jī)制之一要機(jī)制之一該機(jī)制是：導(dǎo)體中大量較高能量的傳導(dǎo)電子對原子的動量傳遞該機(jī)制是：導(dǎo)體中大量較高能量的傳導(dǎo)電子對原子的動量傳遞作用，使其向陽極方向遷移作用，使其向陽極方向遷移當(dāng)原子從導(dǎo)體中的某一位置離開時，會在該位置留下空位當(dāng)原子從導(dǎo)體中的某一位置離開時，會在該位置留下空位空位濃度取決于某一場所空位流入量加上產(chǎn)生量與流出量之差?？瘴?/p>

41、濃度取決于某一場所空位流入量加上產(chǎn)生量與流出量之差。若此差值為正，則造成空位積蓄，空位積蓄意味著導(dǎo)體的劣化。若此差值為正，則造成空位積蓄，空位積蓄意味著導(dǎo)體的劣化。 克根達(dá)耳效應(yīng)克根達(dá)耳效應(yīng)F由于擴(kuò)散組元之間自擴(kuò)散系數(shù)不同引起的由于擴(kuò)散組元之間自擴(kuò)散系數(shù)不同引起的F自擴(kuò)散系數(shù)大的組元的擴(kuò)散通量大，自擴(kuò)散系數(shù)小的組元的自擴(kuò)散系數(shù)大的組元的擴(kuò)散通量大，自擴(kuò)散系數(shù)小的組元的擴(kuò)散通量小擴(kuò)散通量小F隨擴(kuò)散進(jìn)行，若導(dǎo)體宏觀收縮不完全，則原來自擴(kuò)散系數(shù)大隨擴(kuò)散進(jìn)行，若導(dǎo)體宏觀收縮不完全，則原來自擴(kuò)散系數(shù)大的組元含量高的場所，將有凈空位積累，從而引起導(dǎo)體劣化的組元含量高的場所，將有凈空位積累，從而引起導(dǎo)體劣化

42、導(dǎo)體膜的劣化及可靠性導(dǎo)體膜的劣化及可靠性 物質(zhì)遷移容易沿晶界進(jìn)行物質(zhì)遷移容易沿晶界進(jìn)行物質(zhì)的遷移與其微觀結(jié)構(gòu)關(guān)系很物質(zhì)的遷移與其微觀結(jié)構(gòu)關(guān)系很密切密切F溫度不是很高，晶界擴(kuò)散系數(shù)比體擴(kuò)散系數(shù)大得多。膜層中溫度不是很高，晶界擴(kuò)散系數(shù)比體擴(kuò)散系數(shù)大得多。膜層中大量存在有晶界，大量存在有晶界，晶界中離子的活動性與各個晶粒的晶體學(xué)晶界中離子的活動性與各個晶粒的晶體學(xué)取向有關(guān)取向有關(guān)，特別是當(dāng)許多晶粒的晶體學(xué)取向不一致時，易于，特別是當(dāng)許多晶粒的晶體學(xué)取向不一致時，易于離子遷移離子遷移F晶粒取向與外加電場之間的角度，因場所不同而異，因此離晶粒取向與外加電場之間的角度，因場所不同而異，因此離子的遷移率在各

43、處都不相同子的遷移率在各處都不相同，離子沿晶界的傳輸量因位置不，離子沿晶界的傳輸量因位置不同而異同而異F當(dāng)傳導(dǎo)電子從大晶粒一側(cè)向小晶粒一側(cè)移動時，由于界面處當(dāng)傳導(dǎo)電子從大晶粒一側(cè)向小晶粒一側(cè)移動時，由于界面處也發(fā)生離子的遷移，因而引起小晶粒一側(cè)空位的積蓄等也發(fā)生離子的遷移，因而引起小晶粒一側(cè)空位的積蓄等導(dǎo)體膜的劣化及可靠性導(dǎo)體膜的劣化及可靠性 劣化模式是上述各種機(jī)制的組合劣化模式是上述各種機(jī)制的組合 平均故障時間與微觀的結(jié)構(gòu)因子數(shù)相關(guān)，特別是導(dǎo)體的平均故障時間與微觀的結(jié)構(gòu)因子數(shù)相關(guān)，特別是導(dǎo)體的長度與寬度、平均粒徑與粒徑分布、晶體學(xué)取向、晶界特性等長度與寬度、平均粒徑與粒徑分布、晶體學(xué)取向、晶

44、界特性等影響很大影響很大 為了增加，在條件允許的情況下應(yīng)盡量采取如下措施：為了增加，在條件允許的情況下應(yīng)盡量采取如下措施：F減小導(dǎo)體長度減小導(dǎo)體長度F增加導(dǎo)體膜的寬度與厚度增加導(dǎo)體膜的寬度與厚度F減小的標(biāo)準(zhǔn)偏差減小的標(biāo)準(zhǔn)偏差F增加膜層的平均粒度等。增加膜層的平均粒度等。 實際上，電路的劣化不僅僅源于導(dǎo)體的劣化，實際上，電路的劣化不僅僅源于導(dǎo)體的劣化，鈍化層及封裝的鈍化層及封裝的缺陷也常常是造成劣化的原因缺陷也常常是造成劣化的原因 此外還要此外還要特別注意異常狀態(tài)及環(huán)境變化特別注意異常狀態(tài)及環(huán)境變化等。等。薄膜電感薄膜電感 薄膜電感具有很多優(yōu)點，但是也存在一些使用方面的限制薄膜電感具有很多優(yōu)點，

45、但是也存在一些使用方面的限制F制作技術(shù)制作技術(shù)將低電阻導(dǎo)體膜形成螺圈狀，中間用絕緣層交插絕緣，并引出將低電阻導(dǎo)體膜形成螺圈狀，中間用絕緣層交插絕緣，并引出接線端子即形成薄膜電感接線端子即形成薄膜電感F薄膜電感的電感量很小薄膜電感的電感量很小幾何條件所限，僅為，用途受到限制幾何條件所限，僅為，用途受到限制F采用鐵氧體基板，使導(dǎo)體螺旋成膜采用鐵氧體基板，使導(dǎo)體螺旋成膜電感量可達(dá)，提高一個數(shù)量級電感量可達(dá)，提高一個數(shù)量級F要達(dá)到更大電感量，元件所占面積太大，不現(xiàn)實要達(dá)到更大電感量，元件所占面積太大，不現(xiàn)實F在鐵氧體磁芯上繞線的小型電感的電感量在鐵氧體磁芯上繞線的小型電感的電感量可達(dá)，多作為外設(shè)的片式

46、元件用于電路可達(dá)，多作為外設(shè)的片式元件用于電路2、薄膜材料、薄膜材料電阻薄膜材料電阻薄膜材料 薄膜電阻用原材料薄膜電阻用原材料F電阻率范圍：電阻率范圍：F作成方阻值為作成方阻值為的薄膜方電阻的薄膜方電阻F以下的低方阻值電阻需求不多以下的低方阻值電阻需求不多 獲得高方阻值薄膜電阻方法獲得高方阻值薄膜電阻方法F增加電阻膜長度增加電阻膜長度F減少電阻膜厚度減少電阻膜厚度 電阻體薄膜實際使用的電阻溫度系數(shù)電阻體薄膜實際使用的電阻溫度系數(shù)FF要求其電氣性能穩(wěn)定要求其電氣性能穩(wěn)定 薄膜電阻制造方法薄膜電阻制造方法F真空蒸鍍、濺射鍍膜、熱分解、電鍍等方法真空蒸鍍、濺射鍍膜、熱分解、電鍍等方法2、薄膜材料、薄

47、膜材料電阻薄膜材料電阻薄膜材料 制作方法對薄膜電氣特性影響：制作方法對薄膜電氣特性影響：F薄膜厚度：薄膜厚度：薄的膜層對傳導(dǎo)電子產(chǎn)生表面散射，由此造成薄的膜層對傳導(dǎo)電子產(chǎn)生表面散射，由此造成減小、電阻率升高減小、電阻率升高 但非常薄的膜為不連續(xù)的島狀結(jié)構(gòu)，由此可能造成負(fù)的。這種但非常薄的膜為不連續(xù)的島狀結(jié)構(gòu)，由此可能造成負(fù)的。這種膜容易發(fā)生凝聚或氧化，除少數(shù)幾種物質(zhì)外，特性不穩(wěn)定膜容易發(fā)生凝聚或氧化，除少數(shù)幾種物質(zhì)外，特性不穩(wěn)定 膜層過厚時內(nèi)部畸變大，特性也不穩(wěn)定。膜層過厚時內(nèi)部畸變大，特性也不穩(wěn)定。F若膜層中含有若膜層中含有過量的雜質(zhì)、缺陷及真空中的殘留氣體過量的雜質(zhì)、缺陷及真空中的殘留氣體

48、，由于引起，由于引起電子散射，使變小，長期穩(wěn)定性變差。電子散射，使變小，長期穩(wěn)定性變差。F組分：組分：在金屬在金屬絕緣體、金屬陶瓷等多相系中，因組分比易發(fā)生絕緣體、金屬陶瓷等多相系中，因組分比易發(fā)生偏離，膜的均勻性不好，由于過剩成分的氧化，穩(wěn)定性差。偏離，膜的均勻性不好，由于過剩成分的氧化，穩(wěn)定性差。F單相與復(fù)合系：單相與復(fù)合系：單相薄膜具有正單相薄膜具有正TCR和較低的電阻。但組成復(fù)合和較低的電阻。但組成復(fù)合系，例如等，由于各成分的相抵消，使變系，例如等，由于各成分的相抵消，使變小，阻值升高小，阻值升高F其他：其他：基板表面沾污、凹凸等表面狀態(tài)、基板加熱溫度、基板材基板表面沾污、凹凸等表面狀

49、態(tài)、基板加熱溫度、基板材質(zhì)、成膜速率等都會造成特性的分散，并影響穩(wěn)定性等質(zhì)、成膜速率等都會造成特性的分散，并影響穩(wěn)定性等電阻薄膜材料電阻薄膜材料 代表性的薄膜電阻材料，分為代表性的薄膜電阻材料，分為F單一成分金屬單一成分金屬F合金合金F金屬陶瓷三大類金屬陶瓷三大類陶瓷薄膜電阻陶瓷薄膜電阻陶瓷電阻薄膜陶瓷電阻薄膜 金屬陶瓷和金屬陶瓷和膜陶瓷電阻薄膜膜陶瓷電阻薄膜F自混合集成開發(fā)的初期就開始使用自混合集成開發(fā)的初期就開始使用F金屬陶瓷電阻膜金屬陶瓷電阻膜金屬和陶瓷的混合膜，其中有金屬和陶瓷的混合膜，其中有CrSiO，CrMgF2，AuSiO等系統(tǒng)等系統(tǒng)CrSiO特性穩(wěn)定，在不同的特性穩(wěn)定，在不同的

50、SiO含量（含量（2590）下，可以獲下，可以獲得電阻率為得電阻率為4.310-33.110-4的電阻膜的電阻膜陶瓷電阻薄膜陶瓷電阻薄膜 電阻膜電阻膜F晶體結(jié)構(gòu)、電阻率、與晶體結(jié)構(gòu)、電阻率、與分壓的關(guān)系分壓的關(guān)系分壓增加，分壓增加， 次序變化次序變化在含有在含有的區(qū)域，膜層的電阻率大，接近零，而的區(qū)域，膜層的電阻率大，接近零，而且特性偏差小，阻值的經(jīng)時變化小。因此，處于該區(qū)域的材料且特性偏差小，阻值的經(jīng)時變化小。因此，處于該區(qū)域的材料適于制作電阻膜適于制作電阻膜調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)膜電阻率一般采用陽極氧化法，在其表面形成絕膜電阻率一般采用陽極氧化法，在其表面形成絕緣體緣體。膜具有良好的熱穩(wěn)定性和耐熱沖擊性能。例如，在熔膜具有良好的熱穩(wěn)定性和耐熱沖擊性能。例如，在熔凝石英基板上沉積凝石英基板上沉積膜，在膜，在之間進(jìn)行之間進(jìn)行熱循環(huán)試驗，其壽命在熱循環(huán)試驗，其壽命在循環(huán)以上循環(huán)以上分壓增加，分壓增加， 次序變化次序變化陶瓷電阻薄膜陶瓷電阻薄膜 其他材料體系陶瓷薄膜電阻材料其他材料體系陶瓷薄膜