负温度系数热敏电阻(NTCR)因其灵敏度高、稳定性好和价格低廉等优点，广泛应用于红外探测、温度传感器和家用电器等领域。随着电子元器件向小型化、微型化和集成化的方向发展，NTC热敏薄膜因为具有体积小、响应速度快、灵敏度高、工作电压低和易集成等优点，已经成为目前该领域的研究热点。然而目前制备低室温电阻值、高热敏常数和热稳定性好的NTC热敏薄膜仍有一定的难度。本文通过磁控溅射法溅射合金靶材，然后在空气中退火氧化的方法在SiO2/Si衬底上制备出了综合性能优良的NTC热敏薄膜，并且在制备工艺和掺杂改性等方面进行了研究。
　　首先，探究了工艺参数对Mn1.56Co0.96Ni0.48O4薄膜微观结构和电性能的影响机制。结果表明，在650~900℃退火条件下制备出的热敏薄膜具有尖晶石结构，并且表面均匀致密，没有明显的缺陷。在制备工艺为退火温度750℃，保温时间120min，降温速率5℃/min，制备的热敏薄膜室温电阻R25=71.1kΩ，热敏常数B25/50=3305K，老化系数ΔR/R=5.21%，综合性能较好，室温电阻和老化系数略微偏高。
　　为了进一步降低Mn1.56Co0.96Ni0.48O4薄膜的室温电阻值，本文采用Cu元素进行掺杂制备出了Mn1.46Co0.86Ni0.48Cu0.2O4薄膜。结果表明Cu元素掺杂可以大幅度降低热敏薄膜的室温电阻值，但是会使薄膜的老化性能变差。在制备工艺为退火温度750℃，保温时间120min，降温速率5℃/min，制备出的热敏薄膜室温电阻R25=17.3kΩ，热敏常数B25/50=3103K，老化系数ΔR/R=8.63%。采用XPS对Cu掺杂的薄膜进行了分析，Cu元素主要以Cu+的形式存在于尖晶石结构中的氧四面体位置(A位)，Cu元素掺杂可以增加薄膜中Mn3+/Mn4+离子对的浓度，同时Cu+也可以直接参与导电与B位的Mn3+和Mn4+进行电子交换，两种机制共同作用使薄膜电阻值降低。但是Cu+的热稳定性较差，在低于300℃的条件下Cu+离子很容易被氧化成Cu2+离子，因此会使薄膜的老化性能变差。
　　最后，为了改善Mn1.46Co0.86Ni0.48Cu0.2O4薄膜的老化性能，本文采用Ca元素进行掺杂制备出了Mn1.36Co0.86Ni0.48Cu0.2Ca0.1O4薄膜。结果表明Ca元素和Cu元素共同掺杂可以在保持热敏薄膜较低室温电阻值和较高热敏常数的同时改善薄膜的老化性能。通过XPS分析表明，Ca元素以+2价的形式存在，并且Ca2+比Cu2+优先占据尖晶石结构的A位，CaMn2O4结构的热稳定性较好，因此可以改善薄膜的老化性能。在制备工艺为退火温度750℃，保温时间120min，降温速率5℃/min，制备的Mn1.36Co0.86Ni0.48Cu0.2Ca0.1O4薄膜综合性能优良，其室温电阻R25=52.3kΩ，热敏常数B25/50=3182K，老化系数ΔR/R=3.66%。