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研究生:竺明憲
研究生(外文):Ming-Hsien Chu
論文名稱:鎳鉻鋁薄膜晶片電阻製備與分析
論文名稱(外文):The Study on the Electrical Resistance of Ni-Cr-Al Thin Film
指導教授:林明宏林明宏引用關係
指導教授(外文):Dr.Ming-Horng Lin
學位類別:碩士
校院名稱:國立高雄應用科技大學
系所名稱:機械與精密工程研究所
學門:工程學門
學類:機械工程學類
論文種類:學術論文
畢業學年度:100
語文別:中文
論文頁數:80
中文關鍵詞:直流磁控濺鍍短時間過電壓負載薄膜電阻
外文關鍵詞:Thin film resistanceMagnetic SputterShort Time Over load test
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使用氧化鋁以及矽基板上以直流磁控濺鍍製程鎳鉻鋁薄膜,探討製程參數包括有老化溫度、濺鍍時間、濺鍍的功率等對鎳鉻鋁薄膜電阻微結構的影響,並且以X光繞射分析退火溫度對鎳鉻鋁薄膜結構的影響;以原子力學顯微鏡觀察退火溫度對薄膜表面結構的變化等並評估此Ni-45Cr-Al靶材濺鍍於型別0402之薄膜晶片電阻器。其工作壓力於1.0 E-3 mtorr及濺鍍功率1.5kW 濺鍍時間 10min,設定電阻值為300Ω,容差在±0.1%以內。經實驗結果選用濺鍍功率1.5kw 、工作壓力1.0 E-3 mtorr、老化溫度250℃、時間60min,可獲得低片狀阻值10.8Ω並使用UV雷射切割薄膜電阻使其電阻值為300Ω,容差在±0.1%之薄膜電阻器並經Hot TCR與Cold TCR測試量測結果中心值相差約15ppm/℃,短時間過電壓負載及壽命測試均符合歐盟AEC-Q200可靠度規格需求之薄膜晶片電阻器。
Use of the alumina and silicon substrate for the magnetic sputtering of nickel-chromium-aluminum film to explored the process parameters, including the annealing temperature, sputtering time, sputtering power on the Ni-Cr-Al thin film resistor microstructure, and to X-raydiffraction analysis of annealing temperature for nickel-chromium-aluminum film structure ; We used atomic force microscope (AFM) observation of the annealing temperature on the film surface structure variation and to evaluations the Ni-45Cr-Al target sputtering type of 0402 thin film chip resistors. The vacuum working pressure of 1.0 E-3 torr and sputtering power of 1.5kW, process time of 10min, We to set the resistance value 300Ω and tolerance ± 0.1%. Been selected by the experimental results of sputtering power 1.5kw, working pressure of 1.0 E-3 torr. Aging temperature of 250 ° C, time 60min, the availability of low sheet resistance of 10.8 ohm, Get resistance value of 300Ω, tolerance ± 0.1% thin-film resistors Hot TCR Cold TCR center value difference of about 15 ppm/°C, Reliability item including short time over load and life test are within the EU AEC-Q200 reliability specification requirements of thin-film chip resistors.
摘 要 I
Abstract II
致謝 III
表目錄 VII
圖目錄 VIII
第一章 緒論 1
1.1. 前言 1
1.2. 研究動機 1
1.3. 研究目的 2
第二章 文獻回顧與理論基礎 4
2.1. 文獻回顧 4
2.1.1. 薄膜電阻簡述 4
2.1.2. 薄膜電阻材料 9
2.2. 理論基礎 14
2.2.1. 薄膜沉積與成長原理簡述 14
2.2.2. 真空濺鍍原理簡述 17
2.2.3. 濺鍍種類 18
2.2.4. 電漿原理簡述 23
2.2.5. 薄膜電性量測 27
第三章 實驗方法與步驟 29
3.1. 濺鍍靶材製備 29
3.2. 實驗步驟 31
3.3. 實驗條件設定與流程 33
3.3.1. NiCrAl薄膜磁控濺鍍流程 33
3.3.2. NiCrAl合金薄膜熱處理製程 35
3.3.3. NiCrAl合金薄膜阻值雷射切割製程 36
3.4. 實驗量測方法及製備 41
3.4.1. 膜厚量測 41
3.4.2. 掃描式電子顯微鏡(Scanning Electorn Microscopy,SEM) 41
3.4.3. 原子力顯微鏡 (Atomic Force Microscopy,AFM) 42
3.4.4. X光繞射儀 (X-Ray Diffraction ,XRD ) 45
3.4.5. 電阻溫度係數測試 (T.C.R) 47
3.4.6. 短時間過電壓測試 (Short time over load) 49
3.4.7. 長時間高溫測試 (Load Life test) 50
3.4.8. 長時間溫濕度測試 (Humidity Load Life test) 51
第四章 實驗結果與討論 53
4.1. NiCrAl薄膜厚度分析 53
4.2. NiCrAl薄膜熱處理表面結構分析 58
4.3. NiCrAl薄膜材料XRD分析 63
4.4. NiCrAl薄膜晶片電阻製備 65
4.4.1. NiCrAl薄膜晶片電阻值與EDS分析 65
4.4.2. NiCrAl薄膜氧化鋁基板 67
4.5. 薄膜晶片電阻器可靠度分析 69
第五章 結論 76
第六章 參考文獻 78
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