Где R имеет размерность Ом/квадрат.
Ширину резистивной линии принимают обычно не менее 0,2 мм, так как более узкая линия может приводить к обрывам из-за дефектов маски или подложки, а также из-за наличия случайных пылинок. Кроме того, чем уже линия, тем сильнее влияет зона подпыления или тень в щели маски на получение требуемого номинала сопротивления.
Практически установлено, что лучше всего изготавливать резисторы прямоугольной формы. При одной и той же толщине резистивной пленки можно получать различные сопротивления, отличающиеся по номиналу в десятки раз. Для этого достаточно изменять отношение длины пленки к ее ширине. Максимальная мощность, рассеиваемая на резисторе, ограничена ее допустимой температурой и зависит от теплопроводности подложки, ее материала, отношения площади, занятой резистором, к всей площади подложки, а также от выбранного способа охлаждения и температуры окружающей среды.
Материал, используемый для изготовления резистивных пленок, должен обеспечивать возможность получения широкого диапазона стабильных во времени сопротивлений, обладать низким температурным коэффициентом сопротивления и высокой коррозийной стойкостью. При напылении он должен образовывать тонкие, четкие линии с хорошей повторяемостью их от образца к образцу. Характеристики некоторых материалов, применяемых при изготовлении тонкопленочных резисторов, приведены в табл. 3.
Таблица 3. Характеристики материалов пленочных резисторов
| Материал резистора | Материал контактных площадок | Удельное поверхностное сопротивление рs, Ом/квадрат | Температурный коэффициент сопротивления ТКR*104, 1/оC | Удельная мощность рассеивания Ро, Вт/см2 | Относительное изменение сопротивления за 1000ч работы, % | Способ нанесения пленок |
| Хром | Золото | 10-50 | -2,5 | 1,5-3 | Термическое напыление | |
| Нихром | Медь | +1 -1 | 1,1-1,3 | То же | ||
| Сплав МЛТ-3М | Медь с подслоем нихрома (ванадия) | +2 -2 | +0,5 -0,5 | » | ||
| Рений | - | 300-7000 | 0-20 | - | - | » |
| Тантал | Алюминий с подслоем нихрома (ванадия) | 20-100 | -2 | Катодное напыление | ||
| Тантал | Тантал | -2 | То же | |||
| Нитрид тантала | » | 0,2 | » | |||
| Сплав РС3001 | Золото с подслоем хрома | 1000-2000 | -0,2 | +0,5 -0,5 | Термическое напыление | |
| Кермет | » » » | 3000-10000 | -5 -:- +3 | +1 -1 | То же | |
| Паста ПР | Пастп ПП | 5-100000 | -12 -:- +10 | +3 -3 | Сеткография |
Следует отметить, что указанные в таблице значения являются ориентировочными, так как они существенно зависят от метода нанесения пленки и режима ее обработки. Удельное сопротивление пленки определяется как ее составом, так и структурой, которая изменяется в процессе термообработки.
Рис. 4. Зависимость удельного сопротивления пленки от ее толщины: I-область туннельного эффекта; II-область нарушенной поверхности; III-область объемных свойств.
На рис. 4 показана типичная зависимость удельного сопротивления пленки от ее толщины. При малых толщинах свойства пленки существенно зависят от характера микронеровностей на поверхности подложки. В этой области могут наблюдаться нарушения непрерывности структуры пленки. Проводимость здесь обусловлена туннельным эффектом и термоэлектронной эмиссией между отдельными кристаллитами. Наиболее целесообразно использовать пленки такой толщины, при которой становятся заметными их объемные свойства. В этом случае легче регулировать толщину пленки, а нарушения поверхности не имеют большого значения.
Металлическая пленка толщиной порядка 1нм независимо от природы металла имеет большое удельное электрическое сопротивление, которое экспоненциально уменьшается с увеличение толщины. Пленки такой малой толщины весьма не стабильны и почти не применяются. Для того чтобы заведомо получить сплошную пленку при имеющихся в производстве отклонениях от выбранного технологического режима, считают, что толщина пленки, наносимая вакуумным испарением, должна быть порядка 100 нм. Следует отметить, что пленки тугоплавких металлов могут быть более тонкими, так как они обладают более стабильными характеристиками.