C掺杂型NiCr合金薄膜的电性能和微观结构.pdf

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1、第27卷第2期，2014年4月宁波大学学报(理工版)首届中国高校优秀科技期刊奖Vo1．27No．2，Apr．2014JOURNALOFNINGBOUNIVERSITY(NSEE)浙江省优秀科技期刊一等奖C掺杂型NiCr合金薄膜的电性能和微观结构赖莉飞，孙蓉(1．宁波工程学院材料学院，浙江宁波315016；2冲国科学院深圳先进技术研究院，广东深圳518055)摘要：利用闭合磁场非平衡磁控溅射工艺制备出C掺杂型NiCr合金薄膜电阻材料，获得了电性能优于NiCr合金薄膜的NiCrC薄膜电阻材料．实验结果表明：NiCr薄膜中掺杂c元素后，薄膜的择优取向由Ni(Ol1)~'NNi(1

2、l1)；薄膜的缺陷和应力得以减小；薄膜中C元素具有类石墨性质．关键词：C掺杂型NiCr合金薄膜；埋入式薄膜电阻；电性能；微观结构中图分类号：063l_3文献标志码：A文章编号：1001．5132(2014)02—0073．05随着电子产品高性能、小型化的发展趋势，传NiCr(80／20at．％)合金(纯度为99．99％)和c(纯度为统的表面贴装(SurfaceMountingTechnology,SMT)99．99％)作为靶材，高纯氩气(纯度为99．999％)作为无源器件技术已趋于物理极限．如果将那些在电溅射气体，VLP电解铜箔(膜厚为18岬)作为溅射基子组件中占据高数量比

3、例的无源器件嵌入到印刷底，抛光玻璃片作为参照基底，采用双靶共溅方式电路板(PCB)内部进行高密度封装，不仅可以节省沉积NiCrC膜．铜箔作为NiCrC薄膜基底有特殊的电路板空间、减少电磁干扰和降低安装成本，且可功用，因其热稳定性好，在新型埋入式无源器件的以通过减少布线距离和焊点数量以提高电性能【l之J．高密度封装工艺中，附有电阻层的铜箔可与树脂作为埋入式无源器件之一的埋入式薄膜电阻是将基板层压，能作为多层板的芯板和电极使用【1训．另薄膜电阻材料夹在铜箔与基板介质(FR．4)之间，经外，电阻膜沉积在铜箔的毛面，不仅可提高基底与蚀刻后，然后层层压入到印刷电路板(PCB)内部J，

4、薄膜之间的结合力，还可提高电阻的方阻值【1]．前其在限流、稳压及高频终端等阻抗控制电路中有着期的研究表明，在以下条件下所镀NiCr薄膜的电重要作用．性能较稳定，即偏压取．90NiCr合金靶电流取NiCr(80／20at．％)合金因具有较小的电阻温度3A，本底真空度为5．3×10～Pa，工作气压0．16Pa，系数(TCR)、较高的阻值精度和电阻率I4]，被作为Ar气流量25mL·min～，转速为4r·min～，基底温度埋入式薄膜电阻的常选材料．有关在NiCr合金中为室温．在研究c掺杂型NiCr合金薄膜时，以该掺杂适当的某些元素，比如A1、Si、Fe、Au等可溅射参数为基础，C

5、靶电流分别取O．2，O．5，0．8和1提高薄膜电阻材料电性能的研究已有报道[1，但对A．铜箔和抛光玻璃片分别用纯丙酮、纯酒精和去在NiCr合金中掺杂c元素来提高薄膜电阻材料电离子水各超声清洗10min，然后用氮气喷枪吹干，性能的研究还较为少见．笔者在此采用磁控溅射处理后的基底立即同时放入真空室．镀膜前先让技术[8-9]通过在NiCr薄膜中掺杂C元素，对NiCrAr离子轰击基底表面10min，以除去基底表面的薄膜电阻材料进行了改性研究杂质、污染物和氧化层．用HitachiS-4800型扫描电子显微镜(SEM)和1实验方法CSPM5000型原子力显微镜测试薄膜电阻的表面选用梯尔

6、镀层科技有限公司的UDP．650／4型闭形貌；用X’pertPRO型x射线衍射仪(XRD)对薄膜合磁场非平衡磁控溅射离子镀膜机作为镀膜设备，电阻的晶体结构进行测试；用ULVAC．PHI1800收稿日期：2014一O卜04．宁波大学学报(理工版)网址：http：／／journallg．nbu．edu．cn／基金项目：浙江省教育厅科研项目(Y201326895)．第一作者：赖莉飞(1972一)，女，四川绵阳人，讲师，主要研究方向：功能薄膜材料．E-mail：lailf-325@163．com74宁波大学学报(理工版)型x射线光电子能谱仪(XPS)检测薄膜表面成分：结果是可靠的．

7、吡较NiCrC】薄膜与不掺杂c元素用RenishawinVia激光显微拉曼光谱仪分析NiCrCNiCr薄膜的电阻温度系数，可发现当2种薄膜沉积薄膜中c元素的存在状态；用XP一1型表面轮廓仪在铜箔基底上且热测试温度低于50℃时，它们的测膜厚．由于沉积在柔性铜箔基底上的电阻薄膜电阻温度系数较接近，当温度高于50℃时，NiCr薄属于纳米级薄膜，不便于直接测量膜厚，所以选抛膜的电阻温度系数明显偏大；而当2种薄膜沉积在光玻璃片作为参照基底，铜基底上电阻膜的厚度玻璃基底上时，NiCrC薄膜电阻温度系数比NiCr可用表面轮廓仪测