薄膜電阻器及其製造方法與流程

2023-06-11 01:26:01 2

本發明涉及薄膜電阻器及其製造方法，該薄膜電阻器尤其適用於微電子產品及表面貼裝技術(SurfaceMountTechnology，簡稱SMT)，用作電路中的被動電子電路元件和/或承載電子電路元件。
背景技術：
：薄膜電阻器製造技術集成了半導體製造工藝和厚膜製造工藝，採用濺射鍍膜、熱處理、光刻、雷射調阻等先進的技術和工藝，在近些年快速地發展起來。片式薄膜固定電阻器結合了片式厚膜固定電阻器的「輕、薄、短、小」和傳統精密電阻的「高精度、低溫度係數」的優點，是一種適合於SMT製造的新型電阻器，在高頻和模擬電路的應用方面可以替代傳統的金屬膜電阻器，並且在製造和使用成本上優於傳統的金屬膜電阻器。除了上述優點，薄膜電阻器還要求電阻膜層的結構和性能保持穩定、耐熱、耐腐蝕等。為了達到溫度係數低和電阻膜層質量穩定等要求，必須對薄膜電阻器進行熱處理，以使膜層的結構和性能變得穩定。一般而言，薄膜在生長過程中會引入多種晶體缺陷，而經過退火處理可以減少薄膜生長中存在的缺陷。此外，不同的晶體結構取向和組成也會對電阻膜層的性能產生較大影響。例如，在熱處理過程中，隨著Ni-Cr合金薄膜的合金成分不同，其抗氧化能力也不相同，膜層的電阻會由於絕緣性氧化物Cr2O3增多而劇烈增加。因此，需要制定更加合理的製備工藝，例如採用如下的熱處理方法：對400℃的烘箱充氮氣或氫氣，保持30分鐘以消除應力；快速熱處理，在450℃下熱處理達600秒後，電阻不再變化；在SiOx和N2的保護下，在400℃下退火1小時並在200℃下保溫24小時。最近的研究已認識到薄膜的機械強度和殘餘應力對電遷移的影響。電遷移會引起電路的可靠性和穩定性問題，而另一個與電學性能相關的薄膜電阻率則會決定電路的工作性能是否能正常發揮。因此，為了使電路能夠可靠地長期工作，必須保證薄膜電阻器具有合適的電阻率且電學性能儘可能穩定，亦即要保證電阻膜層的良好質量。此外，表面形貌對電阻率的影響在很薄的薄膜中存在尺寸效應，薄膜電阻率受其表面形貌的影響很大。伴隨著電路薄型化的發展趨勢，薄膜表面形貌在相關電子元器件製作中的地位越趨重要。在現有技術中，製造薄膜電阻器的常用流程是：首先在絕緣襯底例如玻璃基材或陶瓷基材上，通過濺射法或真空蒸發法形成薄膜電阻層，之後以微影光蝕刻方式定義電阻材料及導體圖案，再用聚焦雷射束來修整電阻材料以便精確地控制電阻值，最後切割絕緣基板而形成分立的薄膜電阻器。可是，在濺射或真空蒸發工藝中，濺射或蒸發出的原子通常僅具有1-10eV的低能量，與襯底之間的結合力較差，導致所得的電阻膜層易於從襯底剝離。而且，這種電阻膜層存在殘餘應力而結構不穩定，並且存在針孔和表面粗糙度高等缺陷。此外，電阻材料及導線圖案的定義以類似半導體製程的光蝕刻技術形成，而在光蝕刻過程中需要大量使用化學藥品，因而增加了廢水處理及環境汙染相關的成本。另外，這種流程對絕緣襯底的品質要求相當高，必須提供表面平坦度與光潔度相當好的絕緣襯底，以便使後續的微影光蝕刻設備能夠正確對齊，並且降低薄膜表面形貌對電阻率的影響。因此，需要事先對絕緣襯底進行研磨和拋光以降低其表面粗糙度，而這又將增加許多製造成本。技術實現要素：本發明是鑑於上述情形而作出的，其目的在於，提供一種在基材與電阻層之間具有較高結合力並且電阻層的成膜質量高的薄膜電阻器、以及製造該薄膜電阻器的方法。本發明的第一技術方案為一種製造薄膜電阻器的方法，其包括以下步驟：對基材進行前處理(S1)；使用靶材，對基材的表面進行離子注入和/或等離子體沉積處理，以在基材的表面上形成電阻層(S2)；以及，在電阻層的兩側形成電極(S3)。本發明的第二技術方案為，在第一方案中，在步驟S2中，對基材的表面先進行離子注入後進行等離子體沉積處理。本發明的第三技術方案為，在第一方案中，在步驟S2中，相繼地使用第一、第二、……第N靶材，在基材的表面上形成從內到外依次排列的第一、第二、……第N電阻層。本發明的第四技術方案為，在第一方案中，製造方法還包括：在步驟S2之前，在基材的表面上形成刻痕；和在步驟S2之後、S3之前，沿著刻痕分割形成有電阻層的基材，以便獲得多個薄膜電阻器。本發明的第五技術方案為，在第一方案中，步驟S1包括對基材進行脫水處理、電暈處理、氣體離子注入處理、等離子體處理、表面粗化處理中的一種或多種。本發明的第六技術方案為，在第一方案中，步驟S2還包括在進行離子注入和/或等離子體沉積之後，通過濺射或蒸鍍將另一靶材的組分沉積到基材的表面上。本發明的第七技術方案為，在第一方案中，步驟S3包括：使用靶材，對基材的兩側面進行離子注入和/或等離子體沉積處理，以形成電極的至少一部分。本發明的第八技術方案為，在第一或第二方案中，在離子注入期間，靶材的離子獲得1-1000keV的能量，被注入到基材的表面下方5-500nm的深度而構成離子注入層。本發明的第九技術方案為，在第一或第二方案中，在等離子體沉積期間，靶材的離子獲得1-1000eV的能量，被沉積到基材的表面上方而構成厚度為10-1000nm的等離子體沉積層。本發明的第十技術方案為，在第一至第七方案的任一種中，基材包括陶瓷基材、矽基材、玻璃基材和有機高分子基材中的一種或多種。本發明的第十一技術方案為，在第一至第七方案的任一種中，靶材包括金屬靶材、氧化物靶材、氮化物靶材、金屬矽化物靶材中的一種或多種。本發明的第十二技術方案為，在第十一方案中，金屬靶材包括Ti、Ta、Cr、Ni、Al、Cu、Ag、Au、V、Zr、Mo、Nb、In、Sn、Tb、Be、Ca、Mg以及它們之間的合金中的一種或多種。本發明的第十三技術方案為，在第十一方案中，氧化物靶材包括Ni、Cr、Al、Ta、Ca或Mg的氧化物、或者這些氧化物的組合。本發明的第十四技術方案為，在第十一方案中，氮化物靶材包括Ni、Cr、Be、Al或Ta的氮化物、或者這些氮化物的組合。本發明的第十五技術方案為一種薄膜電阻器，其包括：基材；在基材的表面上形成的電阻層，電阻層包括離子注入層和/或等離子體沉積層；以及，在電阻層的兩側形成的電極。本發明的第十六技術方案為，在第十五方案中，離子注入層是由注入材料和基材組成的摻雜結構，其外表面與基材的表面相齊平，而內表面位於基材的表面下方5-500nm的深度。本發明的第十七技術方案為，在第十五方案中，等離子體沉積層直接位於基材的表面上方，或者位於離子注入層的上方。本發明的第十八技術方案為，在第十五方案中，電阻層包括從內到外依次排列的第一、第二、……第N電阻層。本發明的第十九技術方案為，在第十五方案中，電極包括在基材的兩側面形成的離子注入層和/或等離子體沉積層。本發明的第二十技術方案為，在第十五至第十九方案的任一種中，基材包括陶瓷基材、矽基材、玻璃基材和有機高分子基材中的一種或多種。本發明的第二十一技術方案為，在第十五至第十九方案的任一種中，組成電阻層的材料包括金屬、氧化物、氮化物、金屬矽化物中的一種或多種。本發明的第二十二技術方案為，在第二十一方案中，氧化物包括Ni、Cr、Al、Ta、Ca或Mg的氧化物、或者這些氧化物的組合。本發明的第二十三技術方案為，在第二十一方案中，氮化物包括Ni、Cr、Be、Al或Ta的氮化物、或者這些氮化物的組合。依照本發明，在離子注入期間，導電材料的離子以很高的速度強行地注入到基材的內部或先前形成的電阻層的內部，與基材或電阻層之間形成摻雜結構，相當於在基材或電阻層的表面下方形成了數量眾多的基樁。由於存在基樁且後續製得的電阻層與該基樁相連，因而最終製得的薄膜電阻器上的電阻層與基材之間或者電阻層彼此之間的結合力很高，遠高於現有技術中通過磁控濺射獲得的結合力。在等離子體沉積期間，導電材料的離子在加速電場的作用下以較高速度飛向基材或預先形成的電阻層的表面，與基材或電阻層之間形成較大的結合力，使得電阻層不容易從基材的表面或者前一電阻層脫落或剝離。此外，用於離子注入和等離子體沉積的導電材料離子通常具有納米級的尺寸，在注入或沉積期間分布較為均勻，而且到基材表面的入射角度差別不大。因此，能夠確保所得電阻層的表面具有良好的均勻度和緻密性，不容易出現針孔現象，容易製得成膜質量良好的薄膜電阻器。附圖說明在參照附圖閱讀以下的詳細描述之後，本領域技術人員將更容易理解本發明的這些及其他的特徵、方面和優點。為了清楚起見，附圖不一定按比例繪製，而是其中有些部分可能被誇大以示出具體細節。在所有附圖中，相同的參考標號表示相同或相似的部分，其中：圖1是表示根據本發明的第一實施方式的製造薄膜電阻器的方法的流程圖；圖2(a)至2(c)是示出與圖1所示方法的各個步驟相應的產品剖面示意圖；圖3(a)至3(j)是示出通過圖1所示方法製得的薄膜電阻器的各種電阻層的剖面示意圖；圖4是表示根據本發明的薄膜電阻器的剖面示意圖；圖5是表示根據本發明的第二實施方式的製造薄膜電阻器的方法的流程圖；圖6是示出形成有刻痕的基材的俯視圖；圖7(a)至7(d)是示出與圖5所示方法的各個步驟相應的產品剖面示意圖；以及圖8示意性地示出本發明的離子注入和等離子體沉積方法的工作原理圖。參考標號：100薄膜電阻器10基材12基材的表面14電阻層141離子注入層142等離子體沉積層143濺射沉積層(或蒸鍍沉積層)16基材的側面18電極200薄膜電阻器20基材22基材的表面24電阻層241離子注入層242等離子體沉積層26基材的側面28電極30刻痕。具體實施方式以下，參照附圖，詳細地描述本發明的實施方式。本領域技術人員應當理解，這些描述僅僅列舉了本發明的示例性實施例，而決不意圖限制本發明的保護範圍。例如，在本發明的一個附圖或實施例中描述的元素或特徵可以與在一個或更多其它附圖或實施例中示出的其它元素或特徵相結合。此外，為了便於描述各材料層之間的位置關係，在本文中使用了空間相對用語，例如「上方」和「下方」、以及「內」和「外」等，這些術語均是相對於基材的表面而言的。例如，如果A層材料相對於B層材料位於朝向基材外側的方向上，則認為A層材料位於B層材料的上方或外側，反之亦然。圖1是表示根據本發明的第一實施方式的製造薄膜電阻器的方法的流程圖。該方法包括以下步驟：對基材進行前處理(步驟S1)；使用靶材，對基材的表面進行離子注入和/或等離子體沉積處理，以在基材的表面上形成電阻層(步驟S2)；以及，在電阻層的兩側形成電極(步驟S3)。圖2(a)至2(c)是示出與圖1所示方法的各個步驟相應的產品剖面示意圖。圖3(a)至3(j)是示出通過圖1所示方法製得的薄膜電阻器的各種電阻層的剖面示意圖。在薄膜電阻器的製造過程中，所使用的基材可以包括陶瓷基材、矽基材、玻璃基材和有機高分子基材中的一種或多種。其中，陶瓷基材可包括氧化鋁陶瓷、氮化鋁陶瓷、氧化鈹陶瓷、氮化矽陶瓷、碳化矽陶瓷、氮化硼陶瓷、二氧化鈦陶瓷、氧化鋯陶瓷、鈦酸鈣陶瓷、鈦酸鋇陶瓷、鈦酸鍶、鈦酸鉛、莫來石陶瓷、滑石瓷和玻璃陶瓷以及它們的改性陶瓷中的一種或多種。有機高分子基材可以包括PI、PTO、PC、PSU、PES、PPS、PS、PE、PP、PEI、PTFE、PEEK、PA、PET、PEN、LCP、PPA等柔性基材、以及聚酯系樹脂、醋酸酯系樹脂、聚醚碸系樹脂、聚碳酸酯系樹脂、聚醯胺系樹脂、聚醯亞胺系樹脂、聚烯烴系樹脂、(甲基)丙烯酸系樹脂、聚氯乙烯系樹脂、聚偏二氯乙烯系樹脂、聚苯乙烯系樹脂、聚乙烯醇系樹脂、聚芳基化物系樹脂、聚苯硫醚系樹脂等剛性基材中的一種或多種。在對基材10的表面12進行前處理時，可以採用脫水處理、電暈處理、氣體離子注入處理、等離子體處理、表面粗化處理中的一種或多種，以便去除基材表面的水分、改善基材表面的活性或親水性能等。脫水處理就是去除基材表面的水分以便於後續沉積、電鍍等工藝的進行。在基材的表面層內會不可避免地存在水分，如果不充分地進行脫水，那麼水分可能會進入形成於基材表面的電阻層中，導致基材表面與電阻層之間的結合力降低而使電阻層易於剝離、脫落，而且還可能導致基材的柔韌性及耐折性下降等。在實際使用中，薄膜電阻器的性能老化及失效主要是由溫度、溼度和電應力等綜合影響引起的，當薄膜電阻層有潮氣存在時，電壓會引起金屬電遷移，並加速老化過程。在進行脫水處理時，可簡單地採用加熱法或等離子體法。備選地，還可以採用離子束照射法來進行脫水，即，在真空環境下，用離子束照射基材的表面，同時排出所產生的水蒸氣。在由離子槍放出的氣體離子被加速的同時，在基材上施加電壓而在氣體離子與基材之間產生引力或斥力作用，發生電荷變形，從而促使基材在真空下短時間脫水。這樣，能夠充分且快速地去除基材表面存在的水分及某些雜質。此外，還可採用噴槍設備(例如氫氣噴槍、直流等離子噴槍、交流等離子噴槍和射頻等離子噴槍中任意一種)將氣體離子(例如He、H離子)注入到基材中，以便增強基材的表面活性。這種方法可稱為氣體離子注入處理，其中氣體離子的注入濃度可為1010至1014cm-3，注入能量可為50KeV至10MeV，注入劑量可為1015至1018cm-2，離子束入射角度可選擇為偏離基材表面的法線達5-15°，以防止溝道效應。電暈處理方法是指，通過將從高頻電源供給的高頻高電壓輸出施加於電暈處理裝置的放電電極與接地輥之間，從而在它們之間產生電暈放電，並且在此電暈放電情形下藉由接地輥使例如薄膜狀的基材通過並同時對該基材的表面進行電暈處理，這可以有效地活化基材的表面或增強其親水性。電暈處理的強度根據基材而採用期望的強度即可，通常為200至2000W左右。若強度過低，則存在難以在基材的整個寬度上得到穩定電暈放電的傾向。若強度過高，則存在因所產生的熱而導致基材容易產生皺紋等傾向。另外，為了提高電阻層與基材之間的結合力，可以在步驟S1中對基材進行表面粗化處理，以增大基材表面的粗糙度，從而增強錨固效應。在對基材進行前處理之後，使用靶材，對基材10的表面12進行離子注入和/或等離子體沉積處理，以在基材的表面上形成電阻層14(步驟S2)。作為靶材的示例，可以使用金屬靶材、氧化物靶材、氮化物靶材、金屬矽化物靶材中的一種或多種，還可以使用由金屬和二氧化矽組成的靶材。金屬靶材例如可包括Ti、Ta、Cr、Ni、Al、Cu、Ag、Au、V、Zr、Mo、Nb、In、Sn、Tb、Be、Ca、Mg以及它們之間的合金中的一種或多種。氧化物靶材例如可包括Ni、Cr、Al、Ta、Ca或Mg的氧化物或者這些氧化物的組合。氮化物靶材例如可包括Ni、Cr、Be、Al或Ta的氮化物或者這些氮化物的組合。金屬矽化物靶材例如可包括矽化鈦、矽化鋯、矽化鉭、矽化鎢等。其中，氧化物靶材的製備可以採用高溫燒結法來進行，例如可以將平均粒徑為1微米以下的氧化物粉末在高溫爐中以一定原子數比例共混並調和造粒，並且施加一定的壓力(1-10ton/cm2)使粉粒成型，之後再導入氧氣並在500-2000℃下燒結成型。類似地，氮化物靶材的製備也可以採用高溫燒結法來進行，在此情況下導入的氣體為氮氣，而不是氧氣。在步驟S2中，可以僅進行離子注入處理，將導電材料注入到基材的表面下方，以形成離子注入層作為整個電阻層。此時如圖3(a)所示，所得的電阻層14僅包括外表面與基材10的表面12齊平而內表面位於基材10內部的離子注入層141。備選地，也可以僅進行等離子體沉積處理，將導電材料沉積到基材的表面上方，以形成等離子體沉積層作為整個電阻層。此時如圖3(b)所示，電阻層14僅包括位於基材10的表面12上方的等離子體沉積層142。此外，還可以對基材表面相繼地進行離子注入和等離子體沉積這兩種處理。在此情況下，可以先進行離子注入後進行等離子體沉積處理，也可以先進行等離子體沉積後進行離子注入處理。相應地，在基材10的表面12上形成的電阻層14將會如圖3(c)所示包括注入到基材10的表面12下方的離子注入層141和沉積到該離子注入層141上方的等離子體沉積層142，或者如圖3(d)所示包括沉積到基材10的表面12上方的等離子體沉積層142和注入到該等離子體沉積層142的表面下方的離子注入層141。在形成電阻層時，還可以在離子注入和/或等離子體沉積之前或之後，通過現有技術中常見的濺射法或蒸鍍法而將靶材的組分沉積到基材的表面上，從而相應地在離子注入層和/或等離子體沉積層的下方或上方形成濺射沉積層或蒸鍍沉積層，作為電阻層的一部分。例如，可以在圖3(a)所示的離子注入層141的上方形成濺射沉積層(或蒸鍍沉積層)143，與該離子注入層141一起組成電阻層14，如圖3(e)所示；也可以先在基材的表面上形成濺射沉積層(或蒸鍍沉積層)，接著在該濺射沉積層(或蒸鍍沉積層)的表面下方注入形成離子注入層(未圖示)。可以在圖3(b)所示的等離子體沉積層142的上方形成濺射沉積層(或蒸鍍沉積層)143，與該等離子體沉積層142一起組成電阻層14，如圖3(f)所示；也可以先在基材的表面上形成濺射沉積層(或蒸鍍沉積層)，接著在該濺射沉積層(或蒸鍍沉積層)的上方沉積形成等離子體沉積層(未圖示)。而且，在採用離子注入、等離子體沉積和濺射沉積(或蒸鍍沉積)這三種工藝對基材的表面進行處理時，可以按照：離子注入→等離子體沉積→濺射沉積(或蒸鍍沉積)的順序(如圖3(g)所示)；離子注入→濺射沉積(或蒸鍍沉積)→等離子體沉積的順序(如圖3(h)所示)；等離子體沉積→離子注入→濺射沉積(或蒸鍍沉積)的順序(如圖3(i)所示)；等離子體沉積→濺射沉積(或蒸鍍沉積)→離子注入的順序(如圖3(j)所示)；濺射沉積(或蒸鍍沉積)→離子注入→等離子體沉積的順序(未圖示)；或者濺射沉積(或蒸鍍沉積)→等離子體沉積→離子注入的順序(未圖示)。其中，離子注入層的外表面均與基材的表面或者預先形成的等離子體沉積層/濺射沉積層(或蒸鍍沉積層)的表面齊平，而內表面則位於後者的內部。容易理解，在離子注入、等離子體沉積、濺射沉積(或蒸鍍沉積)過程中所採用的靶材可以是相同的靶材，也可以是不同的靶材，從而相應地在最終得到的一個電阻層中包含相同或者不同的導電材料組分。另外，儘管在圖3(a)至3(j)中示出的電阻層14形成於基材10的上、下兩個表面上，但是該電阻層當然也可以僅僅形成於基材的單個表面，例如僅僅形成於上表面上。此外，在形成了離子注入層、等離子體沉積層或者濺射沉積層(或蒸鍍沉積層)之後，還可以通過電鍍方法來形成電鍍層，以作為電阻層的加厚部分，從而改善或調整該電阻層的導電性能。通過調整電鍍過程中的各種參數(例如電鍍液的組成、電鍍電流、溫度、工作時間等)，可以方便地調節電鍍層的厚度，從而控制最終電阻層的電阻率等。離子注入可通過以下方法來進行：使用導電材料作為靶材，在真空環境下，通過電弧作用(例如採用真空陰極弧等離子體源)使靶材中的導電材料電離而產生大量離子，然後在電場下使該離子加速而獲得一定的能量。高能的導電材料離子接著以較高的速度直接撞擊到基材的表面上，並且注入到表面下方的一定深度處。在所注入的導電材料離子與基材的材料分子之間形成了較為穩定的化學鍵(例如離子鍵或共價鍵)，二者共同構成了摻雜結構。該摻雜結構(即，離子注入層)的外表面與基材的表面齊平，而其內表面則深入到基材的內部，即，位於基材的表面下方。在離子注入過程中，工藝溫度一般為常溫到1000℃，真空度一般為2×10-1至5×10-5Pa。可通過控制各種參數(例如電壓、電流、真空度、離子注入劑量等)而容易地調節離子注入的深度、以及基材與電阻層之間或者電阻層彼此之間的結合力。例如，離子的注入能量可被調節為1-1000keV(例如5、10、50、100、200、300、400、500、600、700、800、900keV等)，注入劑量可被調節為1.0×1012至1.0×1019ion/cm2，注入深度(即，離子注入層的內表面與基材表面之間的距離)可被調節為5-500nm(例如10、20、50、100、200、300、400nm等)，而且基材與電阻層之間的結合力可以被調節為0.5N/mm以上(例如0.7、0.8、1.0、1.2、1.5N/mm)。在一個優選的實施例中，將加速電壓設為10-100kV，離子注入劑量為1.0×1017至5.0×1018ion/cm2，使得離子注入層的下表面位於基材表面以下5-50nm的深度處。等離子體沉積採用與離子注入相似的方式來進行，只不過在沉積期間施加較低的電壓。即，同樣使用導電材料作為靶材，在真空環境下，通過電弧作用(例如採用真空陰極弧等離子體源)使靶材中的導電材料電離而產生離子，然後在加速電場下驅使該離子加速而獲得一定的能量且沉積到基材的表面上，從而構成等離子體沉積層。在此期間，可以通過調節加速電壓而使導電材料的離子獲得1-1000eV(例如5、10、50、100、200、300、400、500、600、700、800、900eV等)的能量，並且通過控制沉積時間而得到厚度為10-1000nm(例如50、100、200、300、400、500、600、700、800、900nm等)的等離子體沉積層。圖8示意性地示出了本發明的離子注入和等離子體沉積方法的工作原理。如圖所示，用於執行離子注入和/或等離子體沉積的設備主要由等離子體形成區(觸發系統)和離子束形成區(引出系統)這兩部分組成。等離子體形成區包括陰極、陽極和觸發電極，離子束形成區一般由一組多孔三電極構成。在觸發電壓的作用下，陰極和陽極之間形成高密度的等離子體並向引出區擴散。在引出電場的加速作用下，等離子體中的帶電離子被引出並加速形成離子束，該離子束的種類和純度由陰極靶材料決定。典型地，陰極觸發電極和陽極為同軸結構。陰極為圓柱形並由所需離子的導電材料製成。陽極為圓柱筒形且套在陰極外面，中心開孔為等離子體通道。採用脈衝高壓觸發方式，例如將觸發電極套在陰極外，之間用氮化硼絕緣，觸發電壓為10kV左右，觸發脈寬為10ms左右。當觸發電壓施加在陰極和觸發電極上時，由火花放電產生的等離子體使陰極和陽極電路接通而形成真空弧放電，在陰極表面形成只有微米級大小但電流密度高達106A/cm2的陰極斑，致使陰極靶材料蒸發並高度電離成等離子體。等離子體以大約104m/s的速度噴射，一部分通過陽極中心孔擴散到引出電極。然後，等離子體在引出電場的作用下被引出，形成高速的離子束。施加在陰、陽電極之間的弧壓越高，弧電流就越大，所產生的等離子體密度也就越高，從而有可能引出更大的束流。引出束流大小還與離子源的工作參數、引出電壓、引出結構和陰極材料等有關。例如，離子束形成區(引出系統)的引出電壓越高，帶電粒子的離子束就被加速到越高的速度，從而可以注入到基材的內部越深的部位。另外，真空弧放電在產生等離子體的同時也產生很多尺寸在0.1至10微米的不帶電微粒。這些微粒的存在對所沉積薄膜的性能有極大的影響，造成薄膜表面粗糙，緻密性差，光澤度和與基材的結合力下降等。為了去掉或減少陰極真空弧產生的大顆粒，可以採用磁過濾器，即，建立一個彎曲的磁場，過濾到不帶電的大顆粒，僅將需要的帶電等離子體沿著彎曲的磁場導向到基材的表面。如上文所述，離子注入和等離子體沉積過程所採用的靶材可以是彼此相同的，也可以是彼此不同的，而且均可以使用多個靶材。相應地，離子注入層可以包括一層或多層，等離子體沉積層也可以包括一層或多層。本發明人發現，如果先對基材進行離子注入(注入能量為1-1000KeV)，然後進行等離子體沉積(沉積能量為1-1000eV)，這樣形成的電阻層與基材之間或者各電阻層彼此之間的結合力將會大大增加，因而是優選的。此外，在步驟S2中，可以相繼地使用第一、第二、……第N靶材，在基材的表面上形成從內到外依次排列的第一、第二、……第N電阻層。各個電阻層可包括相同或不同的結構，例如圖3(a)至3(j)所示的任何一種剖面結構。在離子注入期間，導電材料的離子以很高的速度強行地注入到基材的內部或先前形成的電阻層的內部，與基材或電阻層之間形成摻雜結構，相當於在基材或電阻層的表面下方形成了數量眾多的基樁。由於存在基樁且後續製得的電阻層與該基樁相連，因而最終製得的薄膜電阻器上的電阻層與基材之間或者電阻層彼此之間的結合力很高，遠高於現有技術中通過磁控濺射獲得的結合力(最大為0.5N/mm)。在等離子體沉積期間，導電材料的離子在加速電場的作用下以較高速度飛向基材或預先形成的電阻層的表面，與基材或電阻層之間形成較大的結合力(大於0.5N/mm)，使得電阻層不容易從基材的表面或者前一電阻層脫落或剝離。此外，用於離子注入和等離子體沉積的導電材料離子通常具有納米級的尺寸，在注入或沉積期間分布較為均勻，而且到基材表面的入射角度差別不大。因此，能夠確保所得電阻層的表面具有良好的均勻度和緻密性，不容易出現針孔現象，容易製得成膜質量良好的薄膜電阻器。在形成了電阻層14之後，還需要在該電阻層14的兩側形成電極18(步驟S3)，如圖2(c)中所示，以便於將所得的薄膜電阻器焊接或以其它方式連接到電路中。電極的形成可採用本領域中任何已知的方式進行，只要能夠使該電極與電阻層導通即可。例如，可以事先用掩模遮蓋住導體層的中間部分而使其兩端暴露，接著採用本發明中的離子注入和/或等離子體沉積方法對基材的側面進行處理，以形成離子注入層和/或等離子體沉積層作為電極的至少一部分。圖4示出了通過這種方法製得的薄膜電阻器的剖面示意圖。如圖所示，在該薄膜電阻器100中，電阻層由注入基材表面12下方的離子注入層141和位於該離子注入層141上方的等離子體沉積層142組成，而電極18位於電阻層的兩側，並且包括注入基材側面16內部的離子注入層141、位於該離子注入層141上方的等離子體沉積層142以及覆蓋該等離子體沉積層142的濺射沉積層(或蒸鍍沉積層)143。當然，除此之外，電阻層或電極可以採用圖3(a)至3(j)中所示的任何一種剖面結構。圖5是表示根據本發明的第二實施方式的製造薄膜電阻器的方法的流程圖。該方法包括以下步驟：在基材的表面上形成刻痕(步驟S0)；對基材進行前處理(步驟S1)；使用靶材，對基材的表面進行離子注入和/或等離子體沉積處理，以在基材的表面上形成電阻層(步驟S2)；沿著刻痕分割形成有電阻層的基材(步驟S3)；以及在電阻層的兩側形成電極(步驟S4)。圖6是示出形成有刻痕的基材的俯視圖。圖7(a)至7(d)是示出與圖5所示方法的各個步驟相應的產品剖面示意圖，其中未示出前處理步驟，因為前處理不會影響基材的剖面形狀。與上述第一實施方式的方法相比，本實施方式的區別在於，還包括在基材的表面上形成刻痕、以及沿著刻痕分割形成有電阻層的基材這兩個步驟，從而可以一次性地形成多個薄膜電阻器。如圖6和圖7(a)中所示，首先在基材20的表面22上形成了若干條橫豎交叉的刻痕30。可以採用本領域中常見的各種機械方式或者雷射切割方式來形成刻痕。容易理解，儘管圖中示出的刻痕30為凹入的三角形橫截面，但是本發明並不受限於此，也可採用其它形狀的刻痕。此外，刻痕也可以是隆起或基本平坦的形狀，但被施加了一些化學處理等，只要能夠沿著該刻痕容易地分割基材即可。接著，採用如前文所述的離子注入和/或等離子體沉積方法對基材的表面進行處理，以形成離子注入層和/或等離子體沉積層作為電阻層的至少一部分。如圖7(b)所示，在基材20的表面22上形成的電阻層24包括注入到該表面22下方的離子注入層241和位於該離子注入層241上方的等離子體沉積層。當然，圖3(a)至3(j)中所示的任何一種電阻層均可用於本實施方式。然後，如圖7(c)所示，沿著刻痕30分割形成有電阻層24的基材20，得到多個分立的結構。最後，在電阻層24的兩側形成電極28，從而得到各個獨立的薄膜電阻器。圖7(d)所示的薄膜電阻器200類似於圖4所示的薄膜電阻器100，只是其中基材20的側面26附近的離子注入層241和等離子體沉積層242的形狀與刻痕30的形狀相適應地發生了改變。在最終製得薄膜電阻器之後，還可以對其進行後處理，例如進行退火處理以消除存在於電阻層中的應力並防止電阻層裂開。此外，還可以使用各種密封劑來封裝薄膜電阻器，以防其在潮溼的環境下出現開路、電阻值超差等失效現象。上文詳細描述了根據本發明的薄膜電阻器及其製造方法的兩種實施方式。下面，為了增進對於本發明的了解，將舉例示出用於實施本發明的若干具體實施例。(實施例1)本實施例涉及金屬薄膜電阻器。首先，選用厚度為500μm的玻璃作為基材。然後，採用先離子注入後等離子體沉積的處理方法，在玻璃基材的表面上形成電阻層。在離子注入過程中，選用Ti、Ta、Cr、Ni、Al、Cu、Ag、Au、V、Zr、Mo、Nb、In、Sn、Tb、Be、Ca、Mg中的一種作為靶材；優選地，可選用Ni或Cr作為真空陰極弧靶材。控制離子注入的工藝溫度為600℃，抽真空至2×10-1至5×10-5Pa，並且調整注入離子的能量為50-100keV，注入劑量為1.0×1017至5.0×1017ion/cm2，使得離子注入層的下表面位於基材的表面下方5-50nm的深度處。在等離子體沉積過程中，依然選用Ti、Ta、Cr、Ni、Al、Cu、Ag、Au、V、Zr、Mo、Nb、In、Sn、Tb、Be、Ca、Mg中的一種作為靶材；優選地，可選用Ni或Cr作為真空陰極弧靶材。控制等離子體的能量為1-1000eV，得到厚度為10-1000nm的等離子體沉積層，該等離子體沉積層與離子注入層一起組成電阻層。在獲得電阻層之後，再在該電阻層的兩側安裝兩個電極，從而得到金屬薄膜電阻器。(實施例2)本實施例涉及合金薄膜電阻器。首先，選用厚度為80μm的矽板作為基材。然後，採用先離子注入後等離子體沉積的處理方法，在矽板的表面上形成電阻層。在離子注入和等離子體沉積過程中，所使用的合金靶材的成分見以下表1，其中的數值表示質量百分比。表1：合金靶材的成分組分NiCrAlTiCuBeTaAu合金組合15050合金組合2404020合金組合347476合金組合4751510合金組合55050合金組合63020151025合金組合7404020合金組合82015202520優選地，在離子注入過程中，選用質量比例為40:40:20的Ni-Cr-Au合金作為真空陰極弧靶材，控制離子注入的工藝溫度為600℃，抽真空至2×10-1至5×10-5Pa，並且調整注入離子的能量為50至100keV，注入劑量為1.0×1017至5.0×1017ion/cm2，從而使得離子注入層的下表面位於基材的表面下方5-50nm的深度處。在等離子體沉積過程中，選用質量比例為50:50的Ti-Au合金作為真空陰極弧靶材。控制等離子體的能量為1至1000eV，得到厚度為50nm、100nm、200nm之一的等離子體沉積層，該等離子體沉積層與離子注入層一起組成電阻層。最後，在該電阻層的兩側安裝兩個電極，從而得到合金薄膜電阻器。(實施例3)本實施例涉及合金薄膜電阻器。首先，選用厚度為100μm的二氧化矽作為基材。然後，採用先離子注入後等離子體沉積的處理方法，在二氧化矽基材的表面上形成電阻層。在離子注入過程中，選用不同比例的Ni-Cr系合金，並且摻有Ta、Al或Mo作為真空陰極弧靶材。優選地，選用質量比例為40:40:20或35:55:10的Ni-Cr-摻雜物的系列合金作為真空陰極弧靶材，控制離子注入的工藝溫度為600℃，抽真空至2×10-1至5×10-5Pa，並且調整注入離子的能量為50至100keV，注入劑量為1.0×1017至5.0×1017ion/cm2，從而使得離子注入層的下表面位於基材的表面下方5-50nm深度處。在等離子體沉積過程中，依然選用不同比例的Ni-Cr系合金，並且摻有Ta、Al或Mo作為真空陰極弧靶材；優選地，選用質量比例為40:40:20或35:55:10的Ni-Cr-摻雜物的系列合金作為真空陰極弧靶材。控制等離子體的能量為1-1000eV，得到厚度為50nm、100nm、200nm之一的等離子體沉積層，該等離子體沉積層與離子注入層一起組成電阻層。最後，在電阻層的兩側安裝兩個電極，從而得到合金薄膜電阻器。(實施例4)本實施例涉及合金薄膜電阻器。首先，選用厚度為50μm的陶瓷例如氧化鋁陶瓷作為基材。然後，採用先離子注入後等離子體沉積的處理方法，在陶瓷基材的表面上形成電阻層。在離子注入過程中，選用質量比例為50:50或80:20的Ni-Cr合金作為真空陰極弧靶材，控制離子注入的工藝溫度為600℃，抽真空至2×10-1至5×10-5Pa，並且調整注入離子的能量為50至100keV，注入劑量為1.0×1017至5.0×1017ion/cm2，從而使得離子注入層的下表面位於基材的表面下方5-50nm的深度處。在等離子體沉積過程中，依然選用質量比例為50:50或80:20的Ni-Cr合金作為真空陰極弧靶材。控制等離子體的能量為1至1000eV，得到厚度為50nm、100nm、200nm之一的等離子體沉積層，該等離子體沉積層與離子注入層一起組成電阻層。最後，在電阻層的兩側安裝兩個電極，從而得到合金薄膜電阻器。(實施例5)本實施例涉及金屬氧化物或金屬氮化物薄膜電阻器。首先，選用厚度為200μm的陶瓷例如氧化鋁-氧化矽複合陶瓷作為基材。然後，採用先離子注入後等離子體沉積的處理方法，在陶瓷基材的表面上形成電阻層。在離子注入和等離子體沉積過程中，可使用的金屬氧化物、金屬氮化物靶材的成分見以下表2，其中的數值表示質量百分比。表2：金屬氧化物、金屬氮化物靶材的成分組分NiCrBeAlTaCaMgON靶材成分1404020靶材成分2454015靶材成分35050靶材成分43367靶材成分5454087靶材成分63020151025靶材成分7404020靶材成分830302020靶材成分9255025靶材成分1025252525靶材成分1135252515靶材成分12205030靶材成分13303040優選地，在離子注入過程中選用TaN或TaN2作為真空陰極弧靶材。控制離子注入的工藝溫度為600℃，抽真空至2×10-1至5×10-5Pa，並且調整注入離子的能量為50至100keV，注入劑量為1.0×1017至5.0×1017ion/cm2，從而使得離子注入層的下表面位於基材的表面下方5-50nm的深度處。在等離子體沉積過程中，依然選用TaN或TaN2作為真空陰極弧靶材。控制等離子體的能量為1至1000eV，得到厚度為50nm、100nm、200nm之一的等離子體沉積層，該等離子體沉積層與離子注入層一起組成電阻層。最後，在電阻層的兩側安裝兩個電極，從而得到金屬氮化物薄膜電阻器。(實施例6)本實施例涉及金屬-二氧化矽薄膜電阻器。首先，選用厚度為25μm的PET膜作為基材。然後，採用先離子注入後等離子體沉積的處理方法，在PET膜的表面上形成電阻層。在製備電阻層時，先使用金屬/合金靶材1進行離子注入，然後再使用二氧化矽或者金屬-二氧化矽複合靶材2進行等離子體沉積。所採用的金屬/合金靶材1的成分可見於以下表3，而等離子體沉積用靶材2的成分可見於以下表4，其中的數值表示質量百分比。表3：金屬/合金靶材的成分組分NiCrAlFeCuBeTa合金組合15050合金組合28020合金組合347476合金組合4751510合金組合5454087合金組合63020151025合金組合7404020合金組合82015202520表4：靶材2的成分組分SiO2BeAlMgCaBaCr靶材成分1100靶材成分26040靶材成分37030靶材成分47525靶材成分5801010靶材成分68515靶材成分79055靶材成分89532優選地，在離子注入過程中，選用不同Al含量的鋁合金作為靶材，應用前文提及的工藝參數，在PET膜的表面下方形成離子注入層。然後，在等離子體沉積過程中，選用以SiO2作為主要成分的氧化物靶材；優選地可選用純SiO2靶材或者質量比例為60:40的SiO2-Al複合靶材作為真空陰極弧靶材。控制等離子體的能量為1至1000eV，得到厚度為50nm、100nm、200nm之一的等離子體沉積層，該等離子體沉積層與離子注入層一起組成電阻層。最後，在電阻層的兩側安裝兩個電極，從而得到金屬-二氧化矽薄膜電阻器。備選地，在上述方案中，同樣可以選用各種不同含量的Al-SiO2複合材料作為離子注入用的靶材，例如採用質量比為40:60的Al-SiO2複合靶材，控制離子注入的工藝溫度為600℃，抽真空至2×10-1至5×10-5Pa，並且調整注入離子的能量為50至100keV，注入劑量為1.0×1017至5.0×1017ion/cm2，使得離子注入層的下表面位於基材的表面下方5-50nm的深度處。(實施例7)本實施例涉及金屬矽化物薄膜電阻器。首先，選用厚度為200μm的矽板作為基材。然後，採用先離子注入後等離子體沉積的處理方法，在矽板的表面上形成電阻層。在離子注入過程中，選用TiSi2或TaSi2作為真空陰極弧靶材。控制離子注入的工藝溫度為600℃，抽真空至2×10-1至5×10-5Pa，並且調整注入離子的能量為100至500keV，注入劑量為2.0×1017至1.0×1018ion/cm2，從而使得離子注入層的下表面位於基材的表面下方10-100nm的深度處，該離子注入層是由Si和TiSi2(或TaSi2)組成的摻雜結構。接著，在等離子體沉積過程中，依然選用TiSi2或TaSi2作為靶材。控制等離子體的能量為100至1000eV，得到厚度為100nm、200nm、500nm之一的等離子體沉積層，該等離子體沉積層與離子注入層一起組成電阻層。最後，在電阻層的兩側安裝兩個電極，從而得到金屬矽化物薄膜電阻器。上文描述的內容僅僅提及了本發明的較佳實施例。然而，本發明並不受限於文中所述的特定實施例。本領域技術人員將容易想到，在不脫離本發明的要旨的範圍內，可以對這些實施例進行各種顯而易見的修改、調整及替換，以使其適合於特定的情形。實際上，本發明的保護範圍是由權利要求限定的，並且可包括本領域技術人員可預想到的其它示例。如果這樣的其它示例具有與權利要求的字面語言無差異的結構要素，或者如果它們包括與權利要求的字面語言有非顯著性差異的等同結構要素，那麼它們將會落在權利要求的保護範圍內。當前第1頁1&nbsp2&nbsp3&nbsp