The Study on Deposition and Characteristics of Pt-Co Alloy Thin Films for RTD Temperature Sensors

측온저항체 온도센서용 Pt-Co 합금박막의 증착과 특성에 관한 연구

  • Chung, Gwiy-Sang (Div. of Electronic and Mechanical Eng., Dongseo University) ;
  • Noh, Sang-Soo (Div. of Electronic and Mechanical Eng., Dongseo University)
  • 정귀상 (동서대학교 전자기계공학부) ;
  • 노상수 (동서대학교 전자기계공학부)
  • Published : 1998.01.31

Abstract

Platinum-Cobalt alloy thin films were deposited on $Al_{2}O_{3}$ substrate by magnetron cosputtering for RTD temperature sensors. We made Pt-Co alloy resistance patterns on the $Al_{2}O_{3}$ substrate by lift-off method and investigated the physical and electrical characteristics of these films under various conditions, the input power, working vacuum, annealing temperature and time, and also after annealing these films. The resistivity and sheet resistivity of these films were decreased with increasing the annealing temperature. At input power of Pt : $4.4\;W/cm^{2}$, Co : $6.91\;W/cm^{2}$, working vacuum of 10 mTorr and annealing conditions of $800^{\circ}C$ and 60 min, the resistivity and sheet resistivity of Pt-Co thin films was $15{\mu}{\Omega}{\cdot}cm$ and $0.5{\Omega}/{\square}$, respectively and the TCR value of Pt-Co alloy thin films with thickness of $3000{\AA}$ were $3740ppm/^{\circ}C$ in the temperature range of $25{\sim}600^{\circ}C$. These results indicate that Pt-Co alloy thin films have potentiality for the RTD temperature sensors.

마그네트론 코스퍼터링법으로 측온저항체 온도센서용 Pt-Co 합금박막을 $Al_{2}O_{3}$ 기판위에 증착시켰다. Lift-off 방법을 이용하여 $Al_{2}O_{3}$ 기판위에 Pt-Co 합금박막 저항체를 만들었으며, 인가전력, 진공도, 열처리 온도 및 신간에 따른 합금박막의 물리적, 전기적 특성을 조사하였다. 열처리 온도, 시간이 증가할수록 박막의 비저항 및 면저항이 감소하였다. 인가전력 Pt : $4.4 W/cm^{2}$, Co : $6.91\;W/cm^{2}$, 진공도 10 mTorr, $800^{\circ}C$, 60분간 열처리를 행한 Pt-Co 합금박막의 비저항 및 면저항은 각각 $15{\mu}{\Omega}{\cdot}cm$, $0.5{\Omega}/{\square}$이었다. 그리고 $25{\sim}600^{\circ}C$의 온도범위에서 $3000{\AA}$ 두께를 가지는 Pt-Co 합금박막의 저항온도계수는 $3740ppm/^{\circ}C$로 측정되었다. 이러한 결과로 Pt-Co 합금 박막은 측온저항체 온도센서로서의 가능성을 확인하였다.

Keywords