本發(fā)明涉及半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及利用離子束二次刻蝕制造高阻值薄膜電阻器或片式電阻器的方法。

背景技術(shù)：

電阻應(yīng)變計(jì)是用于測量構(gòu)件表面應(yīng)變的元件，主要由敏感柵和基體等組成。作為有引腳的薄膜電阻和無引腳的片式電阻的敏感柵是電阻應(yīng)變計(jì)的主要部分，其作用是將測得的應(yīng)變量轉(zhuǎn)換為電阻變化量?；w用于支撐和保護(hù)敏感柵并使敏感柵與待測的構(gòu)件之間保持絕緣。

鎳鉻合金箔片因其電阻率高、電阻溫度系數(shù)低、應(yīng)變靈敏系數(shù)高和熱穩(wěn)定性好以及制備容易、工藝成熟等優(yōu)點(diǎn)，在電阻應(yīng)變計(jì)中廣泛用作薄膜電阻器和片式電阻器。但在實(shí)際制造中還存在以下問題：①當(dāng)合金箔片厚度較大時(shí)，會(huì)由于內(nèi)應(yīng)力過大而與基體發(fā)生脫落，嚴(yán)重影響電阻應(yīng)變計(jì)的應(yīng)用；②鎳鉻合金箔片具有較大的電阻溫度系數(shù)，不宜于在溫度變化劇烈的環(huán)境下測量應(yīng)變，需要減小合金箔片的電阻溫度系數(shù)，尤其是在高溫下的應(yīng)力測量特性，拓展測量的溫度范圍；③擴(kuò)寬合金箔片的應(yīng)變范圍，使薄膜電阻器和片式電阻器在盡量寬的應(yīng)變范圍內(nèi)相對變化與應(yīng)變呈線性關(guān)系。

現(xiàn)有的薄膜電阻器和片式電阻器通常都在厚度>2.5μm的合金箔片上進(jìn)行加工，加工的合金箔片只適于制造阻值<200KΩ的薄膜電阻器和片式電阻器，不能滿足更高阻值的需求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問題，本發(fā)明的目的至少部分地在于提供一種電阻器制造方法。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種電阻器制造方法，包括：

S1：提供金屬箔片；

S2：對所述金屬箔片進(jìn)行減??；

S3：在所述金屬箔片上制備光刻膠，對所述金屬箔片進(jìn)行刻蝕，在所述金屬箔片上形成所述預(yù)定圖案；以及

S4：對殘留的光刻膠進(jìn)行清洗，并制備完成所述電阻器。

在根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的電阻器制造方法中，首先利用第一次離子束轟擊全面減薄金屬箔片的厚度，然后再利用第二次離子束轟擊對金屬箔片進(jìn)行局部刻蝕，將光刻膠上的圖形精確“復(fù)制”到金屬箔片上，由此能夠提高電阻器的電阻以及溫度系數(shù)和高溫低溫雙向穩(wěn)定性。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的方法能夠制造阻值為200～700KΩ的高阻值電阻器，其金屬箔片經(jīng)過離子束轟擊進(jìn)行減薄，其厚度達(dá)到50nm～2.5μm，增加了與絕緣基體的附著力，避免了由于內(nèi)應(yīng)力過大而導(dǎo)致與絕緣基體脫落，擴(kuò)大了電阻應(yīng)變計(jì)的應(yīng)用范圍。

附圖說明

通過以下參照附圖對本公開實(shí)施例的描述，本公開的上述以及其他目的、特征和優(yōu)點(diǎn)將更為清楚，在附圖中：

圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的電阻器的示意圖；

圖2是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的電阻器的制造方法的工藝步驟；以及

圖3是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的電阻器的制造方法的工藝流程圖。

具體實(shí)施方式

以下，將參照附圖來描述本公開的實(shí)施例。但是應(yīng)該理解，這些描述只是示例性的，而并非要限制本公開的范圍。此外，在以下說明中，省略了對公知結(jié)構(gòu)和技術(shù)的描述，以避免不必要地混淆本公開的概念。

在附圖中示出了根據(jù)本公開實(shí)施例的各種結(jié)構(gòu)示意圖。這些圖并非是按比例繪制的，其中為了清楚表達(dá)的目的，放大了某些細(xì)節(jié)，并且可能省略了某些細(xì)節(jié)。圖中所示出的各種區(qū)域、層的形狀以及它們之間的相對大小、位置關(guān)系僅是示例性的，實(shí)際中可能由于制造公差或技術(shù)限制而有所偏差，并且本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)實(shí)際所需可以另外設(shè)計(jì)具有不同形狀、大小、相對位置的區(qū)域/層。

在本公開的上下文中，當(dāng)將一層/元件稱作位于另一層/元件“上”時(shí)，該層/元件可以直接位于該另一層/元件上，或者它們之間可以存在居中層/元件。另外，如果在一種朝向中一層/元件位于另一層/元件“上”，那么當(dāng)調(diào)轉(zhuǎn)朝向時(shí)，該層/元件可以位于該另一層/元件“下”。

圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的電阻器的示意圖。在圖1中，有引腳的薄膜電阻器和無引腳的片式電阻器的敏感柵由彼此連接的金屬條形成，這些金屬條之間的間隔大約為1～50μm，優(yōu)選地為5～20μm，例如可以是5μm，10μm，15μm等。在該敏感柵的上下兩個(gè)表面上形成有絕緣基體(圖中未示出)，用于將敏感柵與待測的構(gòu)件絕緣。絕緣基體例如可以由聚酰亞胺等柔性材料制成。敏感柵的兩端引出兩個(gè)引腳或金屬焊片，作為電極與外部電路相連接，為薄膜電阻器和片式電阻器提供測試電壓。

接下來，將參照附圖詳細(xì)描述根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的電阻器的制造方法。

圖2是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的電阻器的制造方法的工藝步驟。

如圖2所示，根據(jù)本發(fā)明的電阻器的制造方法包括如下步驟：

S1：提供金屬箔片101；

S2：對金屬箔片101進(jìn)行減??；

S3：在金屬箔片101上制備光刻膠105，對金屬箔片101進(jìn)行刻蝕，在該金屬箔片101上形成所需圖案；以及

S4：對殘留的光刻膠進(jìn)行清洗，并制備完成電阻器。

下面將參照圖3詳細(xì)描述根據(jù)本發(fā)明的電阻器的制造方法的各個(gè)工藝步驟。

圖3是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的電阻器的制造方法的工藝流程圖。

如圖3所示，首先提供用于制造薄膜電阻器或片式電阻器的金屬箔片101。該金屬箔片的厚度>2.5μm，例如可以是3～5μm，尺寸例如可以是0.5×1cm。該金屬箔片的材料可以是鎳鉻合金，鎳鉻錳硅合金或者是鋁合金、銅合金等。利用去離子水將硅片103清洗干凈，在硅片表面涂覆熱熔膠102，并通過熱壓方式將鎳鉻合金的金屬箔片101粘接在硅片103的表面。然后，將硅片固定在真空倉內(nèi)的旋轉(zhuǎn)工件臺(tái)上。

接下來執(zhí)行抽真空過程。具體而言，首先用機(jī)械泵粗抽真空，然后用分子泵精抽真空，使得真空倉內(nèi)的真空度達(dá)到6.0×10^-3以上，并在后續(xù)工藝過程中保持該真空度。向真空倉內(nèi)的離子源充入惰性氣體氬氣Ar。然后打開高壓電源，使得氬氣輝光放電成Ar⁺等離子體。將Ar⁺等離子體通過引出、成束、加速、中和等過程形成中性Ar離子束104。

隨后，執(zhí)行第一次離子束轟擊。具體而言，利用Ar離子束104對鎳鉻合金的金屬箔片101進(jìn)行整體減薄，使得該金屬箔片101的厚度被減薄至50nm～2.5μm。

接著，在整體減薄后的金屬箔片101的表面制備光刻膠105，形成局部打開和局部關(guān)閉圖案。其中該局部打開圖案用于暴露出要在金屬箔片上形成間隙的部分，而該局部關(guān)閉圖案用于覆蓋并保護(hù)不希望被離子束刻蝕的金屬箔片部分。該局部打開圖案與該局部關(guān)閉圖案之間的間隔可以為1～50μm，優(yōu)選地為5～20μm，例如5μm，10μm，15μm。此處采用10μm間隔。

然后，執(zhí)行第二次離子束刻蝕。具體來說，以光刻膠105為掩模，采用Ar離子束104對金屬箔片101進(jìn)行局部刻蝕。由于具有局部打開和局部關(guān)閉圖案的光刻膠105的存在，使得在所述金屬箔片上未被光刻膠105覆蓋的地方(對應(yīng)于光刻膠的局部打開圖案)被離子束104刻蝕掉，而金屬箔片101上被光刻膠105覆蓋的地方(對應(yīng)于光刻膠的局部關(guān)閉圖案)由于光刻膠105的保護(hù)而未被刻蝕，從而在金屬箔片101上形成間隔為10μm的金屬條。

接著，將粘接有金屬箔片101的硅片103從真空倉中取出，并且例如用丙酮將殘留的光刻膠去除，然后例如用去離子水進(jìn)行超聲清洗并烘干。

隨后，在金屬箔片101的上表面和下表面形成絕緣基體(圖中未示出)，完成薄膜電阻器或片式電阻器的制造。絕緣基體的形成方法可以采用本領(lǐng)域中常規(guī)的方法，例如涂覆聚酰亞胺溶液并烘干形成聚酰亞胺柔性基體。

至此，形成了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的電阻器。

在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式中，采用離子束二次轟擊工藝制造電阻應(yīng)變計(jì)中的薄膜電阻器或片式電阻器。離子束刻蝕的原理是，當(dāng)能量為200～1000eV、束流密度為0.2～0.8mA/cm²的Ar離子束轟擊金屬箔片表面時(shí)，高能粒子所傳遞的能量超過金屬箔片表面原子或分子間鍵合力，使得金屬箔片表面的原子或分子掙脫原子間的束縛力被逐個(gè)濺射出來。離子束刻蝕過程是純物理濺射，即通過物理上的能量轉(zhuǎn)移實(shí)現(xiàn)金屬的刻蝕，本質(zhì)上屬于一種原子尺度的切削加工，通常又稱為離子銑削。

首先利用第一次離子束轟擊全面減薄金屬箔片的厚度，然后再利用第二次離子束轟擊對金屬箔片進(jìn)行局部刻蝕，將光刻膠上的圖形精確“復(fù)制”到金屬箔片上，由此能夠提高薄膜電阻器和片式電阻器的電阻以及溫度系數(shù)和高溫低溫雙向穩(wěn)定性。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的方法能夠制造阻值為200～700KΩ的高阻值薄膜電阻器和片式電阻器，其金屬箔片經(jīng)過離子束進(jìn)行減薄，厚度達(dá)到50nm～2.5μm，增加了與絕緣基體的附著力，避免了由于內(nèi)應(yīng)力過大而導(dǎo)致與絕緣基體脫落，擴(kuò)大了電阻應(yīng)變計(jì)的應(yīng)用范圍。

在以上的描述中，對于各層的構(gòu)圖、離子束刻蝕等技術(shù)細(xì)節(jié)并沒有做出詳細(xì)的說明。但是本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以通過各種技術(shù)手段，來形成所需形狀的層、區(qū)域等。另外，為了形成同一結(jié)構(gòu)，本領(lǐng)域技術(shù)人員還可以設(shè)計(jì)出與以上描述的方法并不完全相同的方法。另外，盡管在以上分別描述了各實(shí)施例，但是這并不意味著各個(gè)實(shí)施例中的措施不能有利地結(jié)合使用。

以上對本公開的實(shí)施例進(jìn)行了描述。但是，這些實(shí)施例僅僅是為了說明的目的，而并非為了限制本公開的范圍。本公開的范圍由所附權(quán)利要求及其等價(jià)物限定。不脫離本公開的范圍，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以做出多種替代和修改，這些替代和修改都應(yīng)落在本公開的范圍之內(nèi)。