Ein Dünnschichtwiderstand ist ein Widerstand, ein übliches elektronisches Bauteil, das durch Vakuumabscheidungsverfahren hergestellt wird, um ein Widerstandsmaterial auf einem Substrat zu platzieren. Er unterscheidet sich von Dickschichtwiderständen nicht durch Material oder Funktion, sondern durch die Herstellung. Diese eher technische Definition wird in Teilen besser verstanden.
Ein Widerstand bezieht sich auf ein Element in der Architektur der Elektronik, das den Stromfluss behindert. Eine Erhöhung des Widerstandswerts erfordert eine Erhöhung der angelegten Spannung, um einen konstanten elektrischen Strom aufrechtzuerhalten. Mathematisch ist es der R-Wert im Ohmschen Gesetz, der Strom (I) und Spannung (V) in Beziehung setzt – gezeigt durch die Formel V=I/R – oder in einer anderen Version das Verhältnis von Leistung (P) zu Spannung ausdrückt – als in der Formel P=V2/R. Durch das Ermöglichen von Spannungs- oder Stromänderungen ist der Widerstand Teil der „Sprache“ der Elektronik, die es ermöglicht, mathematische Ausdrücke elektronisch auszuwerten.
Bei der Herstellung eines Dünnschichtwiderstands gibt es zwei Hauptverfahren der Vakuumabscheidung. Das als Widerstand zu verwendende Material, das sogenannte Widerstandsmaterial, wird durch Anwendung von elektrischer Wärme verdampft und dann auf einer Oberfläche kondensiert. Zweitens treffen beim „Sputtern“ die Ionen eines gasförmigen Plasmas auf und energetisieren die widerstandsbehafteten Materialmoleküle. Diese Moleküle werden vom Material weg und auf ein Substrat geschleudert.
Die erste Methode kann man sich als Sprühfarbe vorstellen, einen direkten Materialauftrag. Die zweite kann man sich als das Spritzen eines Rades vorstellen, das durch eine Schlammpfütze fährt, ein indirekter Materialauftrag. In beiden Fällen ist die Schicht aus Widerstandsmaterial so dünn, dass sie nur wenige Atome oder Moleküle tief ist. Durch die Prozessführung im Vakuum wird eine gleichmäßige Schicht erreicht, Verunreinigungen oder unerwünschte chemische Reaktionen werden vermieden.
Zu den Materialien, aus denen die Widerstände bestehen, gehören Verbindungen von Tantal, Wismut und Ruthenium sowie Chrom, Nickel und Blei. Es gibt Tausende von möglichen Verbindungen, einschließlich neuerer organischer Mischungen. Ein Dünnschichtwiderstand ist teurer als andere Typen, weist aber auch engere Toleranzen auf. Diese Widerstände werden typischerweise in anspruchsvolleren Anwendungen wie Hochfrequenzkommunikation und Computern verwendet.
Wie ihre Dickschicht-Cousins können Dünnschicht-Widerstände getrimmt werden, um die Genauigkeit ihrer Nennleistung zu erhöhen. Widerstände werden getrimmt, indem das erforderliche Material leicht überdüngt wird. Dann ätzen computergesteuerte Laser das Material weg, bis der gewünschte Widerstandswert erreicht ist. Die Verfeinerung des Lasertrimmens eines bereits genauen Dünnschichtwiderstands ist ein Hinweis auf die sehr engen Toleranzen, die von heutigen kleinen, schnellen, leistungsstarken und weniger wärmeerzeugenden elektronischen Geräten erforderlich sind.