埋入式薄膜电阻材料及其制备方法
【专利摘要】本发明涉及一种埋入式薄膜电阻材料及其制备方法。该埋入式薄膜电阻材料按原子百分比计，包括镍50～76%、铬10～18%、碳10～30%和钨0.5～5%。通过磁控溅射技术把镍、铬、碳和钨原子沉积于铜箔衬底上得到镍铬碳钨薄膜，经实验表明，使用该镍铬碳钨薄膜的埋入式薄膜电阻器件的电性能较稳定，方阻值较高。
【专利说明】埋入式薄膜电阻材料及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及电子材料与电子元器件【技术领域】，特别是涉及一种埋入式薄膜电阻材料及其制备方法。
【背景技术】
[0002]电子元器件高性能、小型化的发展趋势，要求印刷电路板单位面积贴装的电子元器件数量不断增加，造成印刷电路板表面积超饱和。与传统分立式电阻相比，埋入式薄膜电阻器件(埋阻)能节省布线距离，减少贴装元器件数量，降低电路板尺寸与重量；能减小信号传输过程中的寄生电感和表面贴装或插件加工中产生的感抗；能提高线路的阻抗匹配能力；能降低信号串扰、噪声和电磁干扰。埋入式薄膜电阻器件可靠性高，电阻值稳定，损耗小。埋入式薄膜电阻器件是把薄膜电阻材料压贴在专用半固化树脂板上，经蚀刻后形成薄膜电阻，然后层压入到印刷电路板内部。
[0003]国外现代表性的埋入式薄膜电阻材料有:0hmega Ply公司采用电镀法生产的NiP埋阻材料，GOULD Electronics公司采用磁控溅射法生产的NiCr，这些材料方阻值公差小，电性能稳定，但方阻值偏小，使用范围有限，各方面性能也还有提升的空间。国内，埋入式薄膜电阻材料多处于研发阶段，还没完全进入产业化。
【发明内容】
[0004]基于此，有必要提供一种能够提高埋入式薄膜电阻器件的电性能稳定性和提高方阻值的埋入式薄膜电阻材料。
[0005]一种埋入式薄膜电阻材料，按原子百分比计，包括:
[0006]镍50 ~76%、铬 10 ~18%、碳 10 ~30% 和钨 0.5 ~5%。
[0007]—种埋入式薄膜电阻材料，包括镍铬碳钨薄膜，所述镍铬碳钨薄膜的元素按原子百分比计，包括镍50~76%、铬10~18%、碳10~30%和钨0.5~5%。
[0008]在其中一个实施例中，还包括衬底，所述镍铬碳钨薄膜沉积于所述衬底上。
[0009]在其中一个实施例中，所述衬底为低轮廓柔性铜箔。
[0010]在其中一个实施例中，所述镍铬碳钨薄膜的厚度为85纳米~200纳米。
[0011]一种埋入式薄膜电阻材料的制备方法，包括如下步骤:
[0012]提供衬底；及
[0013]采用溅射法在所述衬底上形成镍铬碳钨薄膜，得到埋入式薄膜电阻材料，其中，所述镍铬碳钨薄膜的元素按原子百分比计，包括镍50~76%、铬10~18%、碳10~30%和钨
0.5 ~5%。
[0014]在其中一个实施例中，所述采用溅射法在所述衬底上形成镍铬碳钨薄膜的步骤后，还包括将所述镍铬碳钨薄膜进行高温退火的步骤。
[0015]在其中一个实施例中，所述高温退火的步骤是在保护气体氛围中，于250°C~400°C下退火480秒~720秒。[0016]在其中一个实施例中，所述采用溅射法在所述衬底上形成镍铬碳钨薄膜的步骤是采用镍铬合金靶材、碳靶材和钨靶材，将镍铬、碳和钨溅射至所述衬底上，在所述衬底上沉积镍铬碳钨薄膜。
[0017]在其中一个实施例中，所述采用溅射法在所述衬底上形成镍铬碳钨薄膜的步骤中，所述镍铬合金靶材的电流为2~5安，所述碳靶材的电流为I安~1.5安，所述钨靶材的电流为0.1安~0.3安。
[0018]在其中一个实施例中，所述采用溅射法在所述衬底上形成镍铬碳钨薄膜的步骤中，在所述衬底上施加30伏~120伏的偏压。
[0019]在其中一个实施例中，所述采用溅射法在所述衬底上形成镍铬碳钨薄膜的步骤中，所述衬底旋转，所述旋转的速度为4转/分钟。
[0020]上述埋入式薄膜电阻材料，按原子百分比计，包括镍50~76%、铬10~18%、碳10~30%和钨0.5~5%。通过磁控溅射技术把镍、铬、碳和钨原子沉积于铜箔衬底上得到镍铬碳钨薄膜，经实验表明，使用该镍铬碳钨薄膜的埋入式薄膜电阻器件的电性能较稳定，方阻值较高。
【专利附图】
【附图说明】
[0021]图1为一实施方式的埋入式薄膜电阻材料的制备方法的流程图；
[0022]图2为实施例1的埋入式薄膜电阻材料和对比例I的埋入式薄膜电阻材料的电阻温度系数(TCR)随温度的变化曲线；
[0023]图3为实施例2的埋入式薄膜电阻材料和对比例2的埋入式薄膜电阻材料的电阻温度系数(TCR)随温度的变化曲线`；
[0024]图4为实施例3的埋入式薄膜电阻材料和对比例I的埋入式薄膜电阻材料的电阻温度系数(TCR)随温度的变化曲线；
[0025]图5为实施例4的埋入式薄膜电阻材料和对比例2的埋入式薄膜电阻材料的电阻温度系数(TCR)随温度的变化曲线；
[0026]图6为实施例1的埋入式薄膜电阻材料和对比例I的埋入式薄膜电阻材料的极化曲线；
[0027]图1为实施例2的埋入式薄膜电阻材料和对比例2的埋入式薄膜电阻材料的极化曲线；
[0028]图8为实施例1制备的镍铬碳钨(NiCrCW)薄膜在质量百分比浓度为60%的H2S04中浸泡85小时以后SEM形貌图；
[0029]图9为对比例I中制备的镍铬(NiCr)薄膜在质量百分比浓度为60%的H2S04中浸泡85小时以后SEM形貌图。
【具体实施方式】
[0030]为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的【具体实施方式】做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。[0031]一实施方式的埋入式薄膜电阻材料，按原子百分比计，包括镍50~76%、铬10~18%、碳10~30%和钨0.5~5%。
[0032]使用上述的合金材料制备镍铬碳钨薄膜，该镍铬碳钨薄膜能够用于制备电性能较稳定、方阻值较高埋入式薄膜电阻器件。
[0033]另一实施方式的埋入式薄膜电阻材料，包括镍铬碳钨薄膜。
[0034]镍铬碳钨薄膜的材料以镍(Ni)和铬(Cr)作为主体材料，掺杂适量的碳(C)和钨(W)。其中，按原子百分比计，镍占50~76%，铬占10~18%，碳占10~30%，钨占0.5%~
5% o
[0035]优选地，镍铬碳钨薄膜的厚度为85纳米~200纳米。
[0036]该镍铬碳钨薄膜以Ni和Cr作为主体材料，掺杂适量的C元素和微量的W元素，使得该镍铬碳钨薄膜具有稳定的电性能，大的方阻值，高的硬度，好的耐腐蚀性和耐磨性，比现有的镍铬薄膜电阻材料具有更好的性能。
[0037]碳元素在镍铬碳钨薄膜主要以非晶和纳米晶的混合结构形式存在，它们的混合界面可以促进镍铬合金中铬元素的扩散，从而使铬更容易在表面形成致密的三氧化二铬保护膜，使镍铬碳钨薄膜的耐腐蚀性能较高。
[0038]钨元素的化学性质稳定，即使在加热的情况下，也不会与盐酸、硫酸等强酸作用，甚至不会溶解在王水里，只有腐蚀性极强的氢氟酸和硝酸的混合物，才能溶解钨。钨元素进一步提高了镍铬碳钨薄膜的耐腐蚀性能。
[0039]优选地，埋入式薄膜电阻材料还包括衬底，镍铬碳钨薄膜沉积于衬底上。
[0040]衬底为陶瓷衬底或金属衬底，优选为低轮廓(VLP)柔性铜箔。低轮廓柔性铜箔的相对的两个表面分别为光面和毛面，毛面的粗糙度较为均匀。
[0041]优选地，镍铬碳钨薄膜沉积于低轮廓柔性铜箔的毛面上，不仅可以增加镍铬碳钨薄膜的方阻值，还可以提高镍铬碳钨薄膜与衬底的结合力，有利于制备方阻值高、稳定性好的埋入式薄膜电阻器件。
[0042]经实验表明，上述埋入式薄膜电阻材料具有较高的电性能稳定性和较高的方阻值，并且，具有较高的硬度、较高的耐腐蚀性能和较高耐磨性，使得该埋入式薄膜电阻材料具有较高的应用价值，应用范围较宽。
[0043]应用该埋入式薄膜电阻材料时，将该埋入式薄膜电阻材料进行刻蚀得到需要的埋阻器件，然后层压到印刷电路板内部。
[0044]将镍铬碳钨薄膜刻蚀成埋阻器件后，埋阻两端所保留的低轮廓柔性铜箔可以作为埋阻的电极，省去了另外制备电极的步骤，有利于降低成本。
[0045]并且，采用低轮廓(VLP)柔性铜箔为衬底，在制备镍铬碳钨薄膜时，可实现圈绕式镀膜，适合工业化生产。
[0046]请参阅图1，一实施方式的埋入式薄膜电阻材料的制备方法，包括如下步骤:
[0047]步骤SllO:提供衬底。
[0048]衬底优选为低轮廓柔性铜箔。
[0049]将衬底依次在无水丙酮、无水乙醇和去离子水中各超声清洗10分钟，再用氮气枪吹干，然后用洁净的玻璃平板压平待用。
[0050]步骤S120:采用溅射法在衬底上形成镍铬碳钨薄膜，得到埋入式薄膜电阻材料，其中，镍铬碳钨薄膜的元素按原子百分比计，包括镍50~76%、铬10~18%、碳10~30%和鹤0.5~5%o
[0051]将镍铬合金靶材(NiCr)置于真空溅射室的阴极靶位1，碳靶材(C)置于阴极靶位2，钨靶材(W)置于阴极靶位3，把衬底固定在旋转工件架上。
[0052]其中，镍铬合金靶材的镍和铬的原子比为4:1。镍铬合金靶材、碳靶材和钨靶材的纯度均为99.99%。
[0053]将真空溅射室密封，通过抽真空系统使得真空溅射室的真空度达到3.0X 10_5~4.5 X 10_5托斯拉。通入氩气，气体流量为25~30sccm，当真空溅射室压强达到1.1X10—3~
1.5X 10_3托斯拉时，启动电离电源，对衬底表面进行电离清洗，清洗时间为5~10分钟，然后在室温下同时开启镍铬合金靶材、碳靶材和钨靶材三靶的溅射电源，预溅射5~10分钟后，开启旋转工件架的旋转开关，使旋转工件架旋转并带动衬底旋转，溅射4~16分钟，镍铬碳钨沉积在衬底上，从而在衬底上形成镍铬碳钨薄膜。
[0054]先预溅射5~10分钟后再进行溅射，除去各个靶材表面的灰尘，有利于得到质量好的镍铬碳钨薄膜。
[0055]优选地，溅射过程中，镍铬合金靶材的电流为2~5安，碳靶材的电流为I~1.5安，钨靶材的电流为0.1~0.3安。
[0056]优选地， 溅射过程中，在衬底上施加30伏~120伏的偏压。
[0057]优选地，溅射过程中，衬底的旋转速度为4转/分钟。
[0058]镍铬合金靶材的电流为2~5安，碳靶材的电流为I~1.5安，钨靶材的电流为
0.1~0.3安、在衬底上施加30伏~120伏的偏压及衬底的旋转速度为4转/分钟的溅射条件下溅射镍铬、碳和钨，有利于形成致密性较高、缺陷少的镍铬碳钨薄膜。
[0059]优选地，采用闭合场非平衡磁控溅射技术进行溅射。相对于传统的平衡磁控溅射，闭合场非平衡磁控溅射形成的镍铬碳钨薄膜更致密、缺陷少，质量高。并且，采用闭合场非平衡磁控溅射技术进行溅射，有利于提高镍铬碳钨薄膜与衬底的结合力。
[0060]优选地，采用溅射法在衬底上形成镍铬碳钨薄膜后，还包括将镍铬碳钨薄膜进行高温退火的步骤。
[0061]高温退火的步骤优选为在保护气体氛围中，于250°C~400°C下退火480秒~720秒。
[0062]溅射完毕，经循环水冷却后，从真空溅射室取出沉积于衬底上的镍铬碳钨薄膜，并放入RTP-500型快速热处理设备中进行退火处理。退火条件为在保护气体氛围下，于250°C~400°C下快速退火480秒~720秒，冷却后取出退火后的埋入式薄膜电阻材料。
[0063]其中，镍铬碳钨薄膜的元素按原子百分比计，包括镍50~76%、铬10~18%、碳10~30%和钨0.5~5%。
[0064]保护气体为氮气、氩气、氦气等惰性气体,优选为氮气。
[0065]于250°C~400°C下退火480秒~720秒，所得到的镍铬碳钨薄膜的应力小、缺陷少，电性能稳定。
[0066]上述埋入式薄膜电阻材料的制备方法工艺简单，所制备得到埋入式薄膜电阻材料的镍铬碳钨薄膜的致密性高、均匀性好，并与衬底的结合力较高。并且，这种制备方法适合于大面积镀膜生产，有利于工业化生产。[0067]以下通过具体实施例进一步阐述。
[0068]实施例1
[0069]制备埋入式薄膜电阻材料
[0070](I)把面积为9cmX9cm低轮廓柔性铜箔依次在无水丙酮、无水酒精和去离子水中各超声清洗10分钟，再用氮气枪吹干，然后用洁净的玻璃板压平待用；
[0071](2)将压平的低轮廓柔性铜箔置于真空溅射室的旋转工件架上，并关闭真空溅射室。打开抽真空系统，当真空溅射室的真空度达到4.0X 10_5托斯拉时，通入氩气，气体流量为25sccm，启动电离电源，对衬底表面电离清洗10分钟，立即开启镍铬合金靶材、碳靶材和钨靶材三靶的溅射电源，溅射4分钟，形成沉积于衬底上的镍铬碳钨薄膜。其中，镍铬合金靶材、碳靶材和钨靶材的靶电流分别设为3安、I安和0.1安，施加在衬底上的偏压为90伏，衬底温度为室温，旋转工件架的转速设为4转/分钟；
[0072](3)溅射完成后，经循环水冷却后，从真空溅射室取出沉积于衬底上的镍铬碳钨薄膜，镍铬碳钨薄膜的厚度约为91纳米。镍铬碳钨薄膜的元素按原子百分比包括镍65.0at.%、络 16.5at.%、碳 17.6at.%、鹤 0.9at.%。
[0073]实施例2
[0074]制备埋入式薄膜电阻材料
[0075](I)把面积为9cmX9cm低轮廓柔性铜箔依次在无水丙酮、无水酒精和去离子水中各超声清洗10分钟，再用氮气枪吹干，然后用洁净的玻璃板压平待用；
[0076](2)将压平的低轮廓柔性铜箔置于真空溅射室的旋转工件架上，并关闭真空溅射室。打开抽真空系统，当真空溅射室的真空度达到4.0X 10_5托斯拉时，通入氩气，气体流量为25sccm，启动电离电源，对衬底表面电离清洗10分钟，立即开启镍铬合金靶材、碳靶材和钨靶材三靶的溅射电源，溅射4分钟，形成沉积于衬底上的沉积态镍铬碳钨薄膜。其中，镍铬合金靶材、碳靶材和钨靶材的靶电流分别设为3安、I安和0.1安，施加在衬底上的偏压为90伏，衬底温度为室温，旋转工件架的转速设为4转/分钟；
[0077](3)溅射完成后，经循环水冷却后，从真空溅射室取出沉积于衬底的镍铬碳钨薄膜。将该沉积于衬底的镍铬碳钨薄膜放入RTP-500型快速热处理设备中进行退火处理，退火条件为:在氮气保护下，于300°C下退火540秒，所获得的退火后的镍铬碳钨薄膜电阻材料。其中，镍铬碳钨薄膜的厚度为88.9纳米。镍铬碳钨薄膜的元素按原子百分比包括镍62.7at.%、铬 17.1at.%、碳 19.4at.%、钨 0.8at.%。
[0078]实施例3
[0079]制备埋入式薄膜电阻材料
[0080](I)把面积为9cmX9cm低轮廓柔性铜箔依次在无水丙酮、无水酒精和去离子水中各超声清洗10分钟，再用氮气枪吹干，然后用洁净的玻璃板压平待用；
[0081](2)将压平的低轮廓柔性铜箔置于真空溅射室的旋转工件架上，并关闭真空溅射室。打开抽真空系统，当真空溅射室的真空度达到4.0X 10_5托斯拉时，通入氩气，气体流量为25sccm，启动电离电源，对衬底表面电离清洗10分钟，立即开启镍铬合金靶材、碳靶材和钨靶材三靶的溅射电源，溅射4分钟，形成沉积于衬底上的沉积态镍铬碳钨薄膜，得到埋入式薄膜电阻材料。其中，镍铬合金靶材、碳靶材和钨靶材的靶电流分别设为3安、1.5安和0.1安，施加在衬底上的偏压为90伏，衬底温度为室温，旋转工件架的转速设为4转/分钟。其中，镍铬碳钨薄膜的厚度为93.7纳米。镍铬碳钨薄膜的元素按原子百分比包括镍60.4at.%、铬 14.6at.%、碳 24.1at.%、钨 0.9at.%。
[0082]实施例4
[0083]制备埋入式薄膜电阻材料
[0084](I)把面积为9cmX9cm低轮廓柔性铜箔依次在无水丙酮、无水酒精和去离子水中各超声清洗10分钟，再用氮气枪吹干，然后用洁净的玻璃板压平待用； [0085](2)将压平的低轮廓柔性铜箔置于真空溅射室的旋转工件架上，并关闭真空溅射室。打开抽真空系统，当真空溅射室的真空度达到4.0X 10_5托斯拉时，通入氩气，气体流量为25sccm，启动电离电源，对衬底表面电离清洗10分钟，立即开启镍铬合金靶材、碳靶材和钨靶材三靶的溅射电源，溅射4分钟，形成沉积于衬底上的沉积态镍铬碳钨薄膜，得到埋入式薄膜电阻材料。其中，镍铬合金靶材、碳靶材和钨靶材的靶电流分别设为3安、1.5安和0.1安，施加在衬底上的偏压为90伏，衬底温度为室温，旋转工件架的转速设为4转/分钟。将该沉积于衬底的镍铬碳钨薄膜放入RTP-500型快速热处理设备中进行退火处理，退火条件为:在氮气保护下，于300°C下退火540秒，所获得的退火后的镍铬碳钨薄膜电阻材料。其中，镍铬碳钨薄膜的厚度为91.5纳米。镍铬碳钨薄膜的元素按原子百分比包括镍60.1at.%、络 13.8at.%、碳 25.3at.%、鹤 0.8at.%。
[0086]对比例I
[0087]制备埋入式薄膜电阻材料
[0088](I)把面积为9cmX9cm低轮廓柔性铜箔依次在无水丙酮、无水酒精和去离子水中各超声清洗10分钟，再用氮气枪吹干，然后用洁净的玻璃板压平待用；
[0089](2)将压平的低轮廓柔性铜箔置于真空溅射室的旋转工件架上，并关闭真空溅射室。打开抽真空系统，当真空溅射室的真空度达到4.0X 10_5托斯拉时，通入氩气，气体流量为25sccm，启动电离电源，对衬底表面电离清洗10分钟，立即开启镍铬合金靶材溅射电源，溅射4分钟，形成沉积于衬底上的沉积态镍铬薄膜。镍铬合金靶材的靶电流设为3安，施加在衬底上的偏压为90伏，衬底温度为室温，旋转工件架的转速设为4转/分钟；
[0090](3)溅射完成后，经循环水冷却后，从真空溅射室取出沉积于衬底的镍铬薄膜。镍铬薄膜的厚度约为94.8纳米。镍铬薄膜的元素按原子百分比包括镍78.9at.%和铬21.1at.%。
[0091]对比例2
[0092]制备埋入式薄膜电阻材料
[0093](I)把面积为9cmX9cm低轮廓柔性铜箔依次在无水丙酮、无水酒精和去离子水中各超声清洗10分钟，再用氮气枪吹干，然后用洁净的玻璃板压平待用；
[0094](2)将压平的低轮廓柔性铜箔置于真空溅射室的旋转工件架上，并关闭真空溅射室。打开抽真空系统，当真空溅射室的真空度达到4.0X 10_5托斯拉时，通入氩气，气体流量为25sccm，启动电离电源，对衬底表面电离清洗10分钟，立即开启镍铬合金靶材溅射电源，溅射4分钟，形成沉积于衬底上的沉积态镍铬薄膜。镍铬合金靶材的靶电流设为3安，施加在衬底上的偏压为90伏，衬底温度为室温，旋转工件架的转速设为4转/分钟；
[0095](3)溅射完成后，经循环水冷却后，从真空溅射室取出沉积于衬底的镍铬薄膜。将该沉积于衬底的镍铬碳钨薄膜的放入RTP-500型快速热处理设备中进行退火处理，退火条件为:在氮气保护下，于300°C下退火540秒，所获得的退火后的镍铬薄膜电阻材料。其中，镍铬薄膜的厚度为92.6纳米。镍铬薄膜的元素按原子百分比包括镍77.3at.%和铬22.7at.%。
[0096]将实施例1~实施例4及对比例I~对比例2的镍铬碳钨薄膜和镍铬薄膜蚀刻成埋阻器件后，分别用HFSE-PB4型检测探针台快速加热到250°C，然后再逐渐均匀地冷却到10°C，用Keithley2410型数字源表测其在冷却过程中的电阻值，根据公式
(R1 -R1 )
=计算出埋阻的电阻温度系数，做出实施例1和对比例1的电
怂。1卜M
阻温度系数关于温度的关系曲线(图2)，实施例2和对比例2的电阻温度系数关于温度的关系曲线(图3)，实施例3和对比例I的电阻温度系数关于温度的关系曲线(图4)，实施例4和对比例2的电阻温度系数关于温度的关系曲线(图5)。
[0097]由图2可看出，沉积态的NiCrCW薄膜(实例I)的电阻温度系数随温度的变化曲线比沉积态的NiCr薄膜(对比例I)曲线要平稳，二者的电阻温度系数变化范围分别为
3.39 ( I TCRmcrcff ( 219.62ppm/K，165.72 ( TCRNiCr ( 378.97ppm/K，说明沉积态的 NiCrCff薄膜比相应NiCr薄膜的电性能要稳定。
[0098]由图3可看出，经300°C退火后的NiCrCW薄膜电阻温度系数随温度的变化曲线比相同条件下退火后的NiCr薄膜的曲线要平稳。二者的电阻温度系数变化范围分别为
2.86 ( TCRmcrcw ( 199.97ppm/K, 35.26 ( TCRNiCr ( 327.31ppm/K,说明 300°C退火后 NiCrCff薄膜比相同条件退火后的NiCr薄膜电性能要稳定。
[0099]由图4可看出，沉积态的NiCrCW薄膜(实例3)的电阻温度系数随温度的变化曲线比沉积态的NiCr薄膜(对比例I)曲线要平稳，二者的电阻温度系数变化范围分别为
5.69 ( I TCRmcrcff ( 101.15ppm/K，165.72 ( TCRNiCr ( 378.97ppm/K，说明沉积态的 NiCrCW薄膜的比沉积态的NiCr薄膜电性能要稳定。
[0100]由图5可看出，经300°C退火后的NiCrCW薄膜(实施例4)电阻温度系数随温度的变化曲线比相同条件下退火后的NiCr薄膜(实施例2)的曲线要平稳。二者的电阻温度系数变化范围分别为 3.87 ( TCRmcrcw ( 98.15ppm/K，35.26 ( TCR脸(327.31ppm/K，说明300°C退火后NiCrCW薄膜比相同条件退火后的NiCr薄膜电性能要稳定。
[0101]从以上四组数据说明在NiCr埋阻材料中掺杂适量的C元素和W元素，有助于降低埋入式薄膜电阻材料的电阻温度系数，对提高埋入式薄膜电阻材料的电性能有促进作用。
[0102]经测定，实施例1镍铬碳钨薄膜的方阻值为76.95 Q /Sq,实施例2镍铬碳钨薄膜的方阻值为59.87 Q/Sq,实施例3镍铬碳钨薄膜的方阻值为85.26 Q/Sq,实施例4镍铬碳钨薄膜的方阻值为73.48 Q/Sq，对比例I的方阻值为62.84 Q/Sq对比例2的方阻值为50.05 Q /Sq0这些数据说明在NiCr埋阻材料中掺杂适量的C元素和W元素可提高埋阻材料的方阻值。
[0103]采用质量百分比浓度为60%的H2SO4作为腐蚀液，钼片为辅助电极，标准饱和甘汞为参比电极，室温下，通过电化学工作站测试实施例1、实施例2、对比例1、对比例2的埋入式薄膜电阻材料的钝化阳极极化曲线，测试结果见图6和图7。
[0104]图6中，NiCr对应对比例I的沉积态的NiCr薄膜，NiCrCW对应实施例1的沉积态的NiCrCW薄膜。图7中，NiCr对应对比例2的经过退火后的NiCr薄膜，NiCrCW对应实施例2的经过退火的NiCrCW薄膜。[0105]由图6和图7可知，不论在沉积态还是退火后，NiCrCff薄膜的腐蚀电流都比NiCr薄膜的小，并且NiCrCW薄膜过钝化电位偏右，这些现象都说明在NiCr薄膜中掺杂C元素和W元素有利于提高薄膜的耐腐蚀性。因为C在薄膜中主要以非晶和纳米晶的混合结构形式存在，它们的混合界面可以促进合金中Cr元素的扩散，从而使Cr更容易在表面形成致密的Cr2O3保护膜。W的化学性质很稳定，即使在加热的情况下，也不会与盐酸、硫酸作用，甚至不会溶解在王水里，只有腐蚀性极强的氢氟酸和硝酸的混合物，才能溶解钨。这说明，实施例1和实施例2分别比对比例I和对比例2的埋入式薄膜电阻的耐腐蚀性较高。
[0106]采用质量百分比浓度为60%的H2SO4作为腐蚀液，将实施例1和对比例I的埋入式薄膜电阻材料于腐蚀液中浸泡85小时，然后用扫描电镜观察，分别如图8和图9所示。对比图8和图9可看出，从被腐蚀的面积大小看，NiCrCW薄膜明显要小，表明NiCrCW薄膜的耐腐蚀性能比NiCr薄膜强。
[0107]以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
【权利要求】
1.一种埋入式薄膜电阻材料，其特征在于，按原子百分比计，包括: 镍50~76%、铬10~18%、碳10~30%和钨0.5~5%。
2.一种埋入式薄膜电阻材料，其特征在于，包括镍铬碳钨薄膜，所述镍铬碳钨薄膜的元素按原子百分比计，包括镍50~76%、铬10~18%、碳10~30%和钨0.5~5%。
3.根据权利要求2所述的埋入式薄膜电阻材料，其特征在于，还包括衬底，所述镍铬碳钨薄膜沉积于所述衬底上。
4.根据权利要求3所述的埋入式薄膜电阻材料，其特征在于，所述衬底为低轮廓柔性铜箔。
5.根据权利要求2所述的埋入式薄膜电阻材料，其特征在于，所述镍铬碳钨薄膜的厚度为85纳米~200纳米。
6.一种埋入式薄膜电阻材料的制备方法，包括如下步骤: 提供衬底；及 采用溅射法在所述衬底上形成镍铬碳钨薄膜，得到埋入式薄膜电阻材料，其中，所述镍铬碳钨薄膜的元素按原子百分比计，包括镍50~76%、铬10~18%、碳10~30%和钨0.5~5% 。
7.根据权利要求6所述的埋入式薄膜电阻材料的制备方法，其特征在于，所述采用溅射法在所述衬底上形成镍铬碳钨薄膜的步骤后，还包括将所述镍铬碳钨薄膜进行高温退火的步骤。
8.根据权利要求7所述的埋入式薄膜电阻材料的制备方法，其特征在于，所述高温退火的步骤是在保护气体氛围中，于250°C~400°C下退火480秒~720秒。
9.根据权利要求6所述的埋入式薄膜电阻材料的制备方法，其特征在于，所述采用溅射法在所述衬底上形成镍铬碳钨薄膜的步骤是采用镍铬合金靶材、碳靶材和钨靶材，将镍铬、碳和钨溅射至所述衬底上，在所述衬底上沉积镍铬碳钨薄膜。
10.根据权利要求7所述的埋入式薄膜电阻材料的制备方法，其特征在于，所述采用溅射法在所述衬底上形成镍铬碳钨薄膜的步骤中，所述镍铬合金靶材的电流为2~5安，所述碳靶材的电流为I安~1.5安，所述钨靶材的电流为0.1安~0.3安。
11.根据权利要求6所述的埋入式薄膜电阻材料的制备方法，其特征在于，所述采用溅射法在所述衬底上形成镍铬碳钨薄膜的步骤中，在所述衬底上施加30伏~120伏的偏压。
12.根据权利要求6所述的埋入式薄膜电阻材料的制备方法，其特征在于，所述采用溅射法在所述衬底上形成镍铬碳钨薄膜的步骤中，所述衬底旋转，所述旋转的速度为4转/分钟。
【文档编号】C23C14/16GK103643085SQ201310566007
【公开日】2014年3月19日 申请日期:2013年11月13日 优先权日:2013年11月13日
【发明者】孙蓉, 赖莉飞, 符显珠 申请人:中国科学院深圳先进技术研究院