JP2003347101A - Resistor - Google Patents

Resistor

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JP2003347101A
JP2003347101A JP2002156848A JP2002156848A JP2003347101A JP 2003347101 A JP2003347101 A JP 2003347101A JP 2002156848 A JP2002156848 A JP 2002156848A JP 2002156848 A JP2002156848 A JP 2002156848A JP 2003347101 A JP2003347101 A JP 2003347101A
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catalyst
resistor
gas
ppm
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JP2002156848A
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Japanese (ja)
Inventor
Hideaki Fukunaga
秀明 福永
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Kyocera Corp
Original Assignee
Kyocera Corp
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a resistor in which a heating layer having a small resistance value and stress is stably formed at a high film deposition rate. <P>SOLUTION: This resistor comprises a heating layer 3 composed of polysilicon formed on a substrate 1 by a catalyst CVD method. A catalyst body used in the catalyst CVD method is comprised of a catalytic element selected from Ta, W and Mo, and the heating layer 3 contains the catalytic element of 0.5 ppm-10% by atom and a group V element of 1.0 ppm-0.3% by atom in the periodic table. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明はポリシリコン層を形
成した抵抗体に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a resistor having a polysilicon layer formed thereon.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、抵抗体の発熱層を薄膜形成方法に
て成膜する場合には、真空蒸着法、プラズマCVD法、
光CVD法、熱CVD法、反応性スパッタリング法、イ
オンプレーティング法などが用いられる。
2. Description of the Related Art Conventionally, when a heating layer of a resistor is formed by a thin film forming method, a vacuum evaporation method, a plasma CVD method,
An optical CVD method, a thermal CVD method, a reactive sputtering method, an ion plating method, or the like is used.

【0003】たとえば、発熱層をアモルファスシリコン
層にて形成した場合には、このアモルファスシリコン層
については、特にプラズマCVD法により成膜体が形成
されている。
For example, when the heat generating layer is formed of an amorphous silicon layer, a film is formed on the amorphous silicon layer by a plasma CVD method.

【0004】特開平9-120907号公報によれば、
高周波スパッタリングによりTa、Si、C、Oからな
る抵抗体を作製した技術が報告されている。
According to Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-120907,
A technique has been reported in which a resistor made of Ta, Si, C, and O is manufactured by high-frequency sputtering.

【0005】また、特開平11-10879号公報にお
いては、プラズマCVD法等により、C、SiOに金属
を添加した発熱抵抗体が報告されている。
In Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-10879, a heating resistor in which a metal is added to C and SiO by a plasma CVD method or the like is reported.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述し
たようにプラズマCVD法やスパッタリング法等によっ
て抵抗体を成膜した場合、低抵抗化した膜、特に比抵抗
が103〜100 (Ω・cm)の膜を形成するためにはボ
ロンやリン等を大量にドーピングする必要があり、これ
により、成膜速度が遅くなり、生産コストが増大し、量
産化に適していなかった。
[SUMMARY OF THE INVENTION However, when forming the resistor by a plasma CVD method, a sputtering method, or the like as described above, the low resistance membrane, particularly resistivity 10 3 ~10 0 (Ω · cm In order to form the film (1), it is necessary to dope a large amount of boron, phosphorus, or the like, which results in a low film formation rate, an increase in production cost, and is not suitable for mass production.

【0007】しかも、このような発熱層であれば、膜応
力が大きくなり、これによって密着性が低下し、その結
果、剥離等の不良が大量に発生していた。
In addition, with such a heat generating layer, the film stress is increased, thereby reducing the adhesion, and as a result, a large number of defects such as peeling have occurred.

【0008】本発明者は上記事情に鑑みて鋭意研究に努
めたところ、触媒CVD法を用いて、さらに触媒体をT
a、W、Moから選択される触媒元素にて成し、しか
も、周期律表第V族元素を1.0ppm〜0.3%の原
子比率にて含有させたことで、かかる課題が解消される
ことを見出した。
In view of the above circumstances, the inventor of the present invention has made intensive studies and found that the catalyst body was further converted to T using a catalytic CVD method.
This problem is solved by using a catalyst element selected from a, W, and Mo, and by including a Group V element of the periodic table at an atomic ratio of 1.0 ppm to 0.3%. I found that.

【0009】したがって本発明は上記知見により完成さ
れたものであり、その目的は低抵抗・低応力のポリシリ
コン層を高い成膜速度にて安定的に形成した抵抗体を提
供することにある。
Accordingly, the present invention has been completed based on the above findings, and an object of the present invention is to provide a resistor in which a low-resistance, low-stress polysilicon layer is stably formed at a high film forming rate.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明の抵抗体は、基体
上にポリシリコン層を触媒CVD法により成膜形成した
抵抗体であって、前記触媒CVD法に用いる触媒体をT
a、W、Moから選択される触媒元素にて成し、このポ
リシリコン層に触媒元素を0.5ppm〜10%の原子
比率にて、かつ周期律表第V族元素を1.0ppm〜
0.3%の原子比率にて含有せしめたことを特徴とす
る。
A resistor according to the present invention is a resistor in which a polysilicon layer is formed on a substrate by a catalytic CVD method.
a, W, and Mo. The polysilicon layer contains a catalyst element at an atomic ratio of 0.5 ppm to 10% and a group V element of the periodic table in an amount of 1.0 ppm to 1.0 ppm.
It is characterized by containing at an atomic ratio of 0.3%.

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】以下、本発明の抵抗体を、インク
ジェット用発熱部を例にして、図でもって説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A resistor according to the present invention will be described below with reference to the drawings, taking an ink-jet heating section as an example.

【0012】図1は本発明の抵抗体であるインクジェッ
ト用発熱部の要部断面図である。図2は本発明に係る触
媒CVD法の概略構成を示す図である。
FIG. 1 is a sectional view of a main part of an ink-jet heating section which is a resistor according to the present invention. FIG. 2 is a diagram showing a schematic configuration of the catalytic CVD method according to the present invention.

【0013】図1に示す抵抗体によれば、前記基体であ
るガラスやセラミックスなどの絶縁性の基板1の上にア
ルミニウムやクロム等の金属からなる電極2を成膜し、
この電極2上に前記ポリシリコン層である発熱層3を触
媒CVD法により形成し、さらに発熱層3の上にアルミ
ニウムやクロム等の金属からなる他の電極4を成膜した
ものである。
According to the resistor shown in FIG. 1, an electrode 2 made of a metal such as aluminum or chromium is formed on an insulating substrate 1 such as glass or ceramics, which is the base,
The heating layer 3 as the polysilicon layer is formed on the electrode 2 by a catalytic CVD method, and another electrode 4 made of a metal such as aluminum or chromium is formed on the heating layer 3.

【0014】電極2や電極4は真空蒸着法やスパッタリ
ング法にて形成すればよい。
The electrodes 2 and 4 may be formed by a vacuum evaporation method or a sputtering method.

【0015】発熱層3については、ポリシリコンからな
る。ポリシリコンについては、さらにカーボンや窒素
を、酸素をドープしてもよい。
The heating layer 3 is made of polysilicon. As for polysilicon, carbon or nitrogen and oxygen may be further doped.

【0016】そして、本発明においては、発熱層3の抵
抗値の調整用に周期律表第V族元素を1.0ppm〜
0.3%の原子比率にて含有させている。この周期律表
第V族元素には、リン(P)があるが、その他にN、A
s、Sb、Biがあり、いずれの元素も本発明の範囲内
である。
In the present invention, the group V element of the periodic table is adjusted to 1.0 ppm or more for adjusting the resistance value of the heat generating layer 3.
It is contained at an atomic ratio of 0.3%. The group V element of the periodic table includes phosphorus (P).
There are s, Sb, and Bi, and all elements are within the scope of the present invention.

【0017】そして、この周期律表第V族元素によっ
て、発熱層3の比抵抗値を4.3×103〜7.9×1
0Ω・cmの範囲にできる。
The specific resistance of the heat generating layer 3 is controlled to 4.3 × 10 3 to 7.9 × 1 by the group V element of the periodic table.
It can be in the range of 0 Ω · cm.

【0018】かかる発熱層3は触媒CVD法により成膜
形成する。参考までに特開平6−338491号公報に
記載された技術を用いればよい。
The heat generating layer 3 is formed by a catalytic CVD method. For reference, the technique described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-338391 may be used.

【0019】図2にて触媒CVD装置の構成を示す。ま
た、好適な例として、周期律表第V族元素としてリン
(P)を用いた場合を示す。
FIG. 2 shows the configuration of a catalytic CVD apparatus. As a preferred example, a case where phosphorus (P) is used as a Group V element of the periodic table will be described.

【0020】同図にて、5は真空容器であり、この真空
容器5の内部に支持体6が配置され、この支持体6の上
に被成膜用基板7を配設する。さらに、8はガス導入部
であり、ガス導入部8と被成膜用基板7との間に、前記
触媒体であるフィラメント9を配している。
In FIG. 1, reference numeral 5 denotes a vacuum vessel, and a support 6 is disposed inside the vacuum vessel 5, and a substrate 7 for film formation is disposed on the support 6. Reference numeral 8 denotes a gas introduction unit, and the filament 9 as the catalyst is arranged between the gas introduction unit 8 and the substrate 7 for film formation.

【0021】そして、半導体ガスを導入すると、ガス導
入部8より噴出し、フィラメント9を通して被成膜用基
板7上に成膜される。
When a semiconductor gas is introduced, the gas is ejected from a gas introduction section 8 and a film is formed on a film-forming substrate 7 through a filament 9.

【0022】この成膜条件は、たとえば真空度1.33P
a、基板温度300℃、触媒体(フィラメント9)の温度
2200℃である。
The conditions for this film formation are, for example, a degree of vacuum of 1.33 P
a, The substrate temperature is 300 ° C., and the temperature of the catalyst (filament 9) is 2200 ° C.

【0023】原料用ガスとしては、水素化珪素ガス(モ
ノシラン、ジシラン)等を用いられ、キャリアガスとし
ては一般に常用される水素ガスあるいはアルゴンガス等
が用いられる。さらに、抵抗値の調整用に若干のドーピ
ングガスを添加するとよく、そのためのガスとして、P
3等のガスを用いればよい。
As a raw material gas, a silicon hydride gas (monosilane, disilane) or the like is used, and as a carrier gas, a generally used hydrogen gas or an argon gas is used. Further, a small amount of doping gas may be added for adjusting the resistance value.
A gas such as H 3 may be used.

【0024】本発明によれば、触媒体には、Ta、W、
Moから選択される触媒元素にて成し、触媒体温度をた
とえば2200℃にまでに高めることで、触媒体を蒸発
させ、そして、薄膜層中に触媒体の元素を取り込んでい
る。
According to the present invention, the catalyst body contains Ta, W,
The catalyst body is made of a catalyst element selected from Mo, and the catalyst body temperature is increased to, for example, 2200 ° C. to evaporate the catalyst body and incorporate the catalyst body element into the thin film layer.

【0025】かくして本発明によれば、かかる触媒CV
D法により、少ないドーピングガス(PH3等のガス)
を添加するだけで、所望の比抵抗の成膜体を安価に得る
ことができた。
Thus, according to the present invention, such a catalyst CV
Low doping gas (gas such as PH 3 ) by D method
By simply adding, a film having a desired specific resistance could be obtained at low cost.

【0026】本発明者が繰り返し行った実験によれば、
かかる触媒元素を含有しない場合には、P含有量:50
00ppm(0.5%)以上必要であったが、これに対
し、本発明によれば、P含有量であれば、1.0ppm
以上にて、4.3×103Ω・cm以下の比抵抗の成膜
体が得られた。
According to an experiment repeatedly performed by the present inventors,
When the catalyst element is not contained, the P content: 50
On the other hand, according to the present invention, if the P content is 1.0 ppm (0.5%),
Thus, a film having a specific resistance of 4.3 × 10 3 Ω · cm or less was obtained.

【0027】また、本発明においては、触媒CVD法に
て成膜を行なったことで、プラズマのダメージを受けな
くなり、これにより、膜の内部応力が小さくなり、剥れ
にくい膜が形成できた。
Further, in the present invention, since the film is formed by the catalytic CVD method, the film is not damaged by plasma, whereby the internal stress of the film is reduced, and a film which is hard to peel off can be formed.

【0028】[0028]

【実施例】(例1)図3に示すごとく、AF45ガラス
からなる基板11(40mm×10mm×厚み0.1m
m)の上に発熱層13を触媒CVD法(触媒体:Ta)
により形成する。この層は表1に示す成膜条件により2
0,000Åの厚みでポリシリコン層を成膜形成した。
EXAMPLE 1 As shown in FIG. 3, a substrate 11 (40 mm × 10 mm × 0.1 m thick) made of AF45 glass was used.
m) on the heat generating layer 13 by catalytic CVD (catalyst body: Ta)
Formed by This layer has a thickness of 2
A polysilicon layer was formed to a thickness of 000 mm.

【0029】同図によれば、基板11の端部を基板支持
体10に固定し、そして、この基板11の上に薄膜層
(発熱層)13を成膜して、ソリ量δを計ることで、内
部応力を測定した。
According to the figure, an end of a substrate 11 is fixed to a substrate support 10 and a thin film layer (heating layer) 13 is formed on the substrate 11 to measure the amount of warpage δ. Then, the internal stress was measured.

【0030】また、結晶化率および抵抗の測定用として
#7059ガラスからなる基板1(40mm×10mm
×厚み1mm)上に発熱層3を触媒CVD法(触媒体:
Ta)により形成し、発熱抵抗体用にする。この層は表
1に示す成膜条件により20000Åの厚みでポリシリ
コン層を成膜形成した。この試料を分光エリプソメータ
ー<SOPRA社(仏国)製 分光エリプソメーターM
OSS 型式ES4G>にて結晶化率を測定した。その
結果、結晶化率は62%となり、良好なポリシリコン膜
が得られた。さらに、この試料の上に櫛形電極を蒸着
し、測定を行った。その結果、比抵抗は3.0×102
Ω・cmとなり、良好な結果が得られた。
A substrate 1 (40 mm × 10 mm) made of # 7059 glass was used for measuring the crystallization ratio and the resistance.
X thickness 1 mm) on the heat generating layer 3 by catalytic CVD (catalyst:
Ta) to be used for the heating resistor. This layer was formed as a polysilicon layer with a thickness of 20000 ° under the film forming conditions shown in Table 1. This sample was analyzed using a spectroscopic ellipsometer <Spectral ellipsometer M manufactured by SOPRA (France).
The crystallization ratio was measured using OSS Model ES4G>. As a result, the crystallization ratio was 62%, and a good polysilicon film was obtained. Further, a comb-shaped electrode was deposited on this sample, and the measurement was performed. As a result, the specific resistance was 3.0 × 10 2
Ω · cm, and good results were obtained.

【0031】他方、その他の特性を測定するには、#7
059ガラスからなる基板1(40mm×10mm×厚
み1mm)の上に1mm幅のアルミ電極2を蒸着させ、
その上に発熱層3を触媒CVD法(触媒体:Ta)によ
り形成し、発熱抵抗体用にする。この層は表1に示す成
膜条件により20,000Åの厚みでポリシリコン層を
成膜形成した。
On the other hand, to measure other characteristics, use # 7
An aluminum electrode 2 having a width of 1 mm is deposited on a substrate 1 (40 mm × 10 mm × thickness 1 mm) made of 059 glass,
The heat generating layer 3 is formed thereon by a catalytic CVD method (catalyst: Ta) to be used for a heat generating resistor. This layer was formed as a polysilicon layer with a thickness of 20,000 ° under the film forming conditions shown in Table 1.

【0032】[0032]

【表1】 [Table 1]

【0033】かくして得られた本発明の抵抗体につい
て、その内部応力をソリ量から測定したところ、そのよ
うなソリもなかった。さらに抵抗体の上に1mm幅の電
極を十字方向に蒸着し、発熱の有無を評価したところ、
十分なる発熱を確認することができた。
When the internal stress of the resistor of the present invention thus obtained was measured from the amount of warpage, there was no such warpage. Furthermore, an electrode having a width of 1 mm was vapor-deposited on the resistor in the cross direction, and the presence or absence of heat generation was evaluated.
Sufficient heat generation could be confirmed.

【0034】(例2)つぎに(例1)に示す抵抗体を作
製するに当たり、発熱層の成膜において、触媒体を15
00〜2500℃の範囲で変え、その他の成膜条件を
(例1)の抵抗体と同じにて設定し、各種抵抗体を作製
した。
(Example 2) Next, when fabricating the resistor shown in (Example 1), a catalyst was used for forming the heating layer.
The resistance was changed in the range of 00 to 2500 ° C., and other film forming conditions were set in the same manner as the resistor of (Example 1), and various resistors were manufactured.

【0035】このように触媒体温度を増減させることに
より、触媒元素Taの含有量を0.05ppm以上に幾
とおりにも変えた各種抵抗体を作製した。そして、これ
ら抵抗体の比抵抗、発熱および内部応力と密着性を測定
したところ、表2に示すような結果が得られた。
By increasing or decreasing the temperature of the catalyst in this way, various resistors were prepared in which the content of the catalyst element Ta was varied in various ways to 0.05 ppm or more. When the specific resistance, heat generation, internal stress, and adhesion of these resistors were measured, the results shown in Table 2 were obtained.

【0036】発熱の評価は、○、△、×の3とおりに区
分し、○印は規格の発熱量を満足している場合、△印は
一部のみ規格の発熱量を満足している場合、×印は全面
が規格の発熱量を満足していない場合を示す。
The evaluation of heat generation is classified into three types, ○, Δ, and ×, and the mark ○ indicates that the standard calorific value is satisfied, and the mark Δ indicates that only a part of the standard calorific value is satisfied. , X indicate the case where the entire surface does not satisfy the specified calorific value.

【0037】また、密着性の評価は、○、△、×の3と
おりに区分し、○印は膜ハガレの全くない状態の場合、
△印は一部のみ膜ハガレがある状態の場合、×印は全面
に膜ハガレがある状態の場合を示す。
In addition, the evaluation of the adhesion was classified into three types of ○, Δ, and ×, and the mark ○ indicates that no film peeling was observed.
The mark “△” indicates a state in which film peeling occurs only partially, and the mark “×” indicates a state in which film peeling occurs over the entire surface.

【0038】[0038]

【表2】 [Table 2]

【0039】この表から明らかなとおり、触媒体温度が
増大することで触媒体元素の含有量が多くなり、比抵抗
が小さくなることがわかる。これは、触媒体温度が上昇
することで、触媒元素が蒸発し、膜中に元素が入るため
である。そして、触媒元素が膜中に入っていくことで、
比抵抗が小さくなり、発熱性が向上したことがわかる。
As is clear from this table, it is found that the content of the catalyst element increases and the specific resistance decreases as the catalyst temperature increases. This is because the catalyst element evaporates and the element enters the film when the temperature of the catalyst increases. Then, as the catalyst element enters the film,
It can be seen that the specific resistance was reduced and the heat generation was improved.

【0040】Taの場合、触媒体温度が2100℃〜2
300℃では、発熱・密着性ともに良好な結果が得られ
た。触媒体温度が2400℃では、膜中に触媒元素が入
りすぎ、粗な膜となりボロボロと剥がれてしまう結果と
なった。また、温度が高すぎて触媒体が切れてしまうこ
ともあった。さらに、2500℃以上では、触媒体が成
膜中に常時切れてしまい、膜が付着しない結果となっ
た。
In the case of Ta, the temperature of the catalyst is 2100 ° C. to 2 ° C.
At 300 ° C., good results were obtained in both heat generation and adhesion. At a catalyst body temperature of 2400 ° C., the catalyst element was excessively contained in the film, resulting in a rough film and peeling off. In addition, the temperature may be too high and the catalyst may be cut. Further, at a temperature of 2500 ° C. or higher, the catalyst body was always cut off during the film formation, resulting in that the film did not adhere.

【0041】内部応力については、一般的なプラズマC
VD法で作製されたアモルファスシリコン膜であれば、
1.0×108〜7.5×108(N/m2)であるが、本
例にて作製された抵抗体については、相当に小さい値
(一桁小さい)であり、密着性等に顕著な効果を奏す
る。
Regarding the internal stress, a general plasma C
If it is an amorphous silicon film produced by the VD method,
The value is 1.0 × 10 8 to 7.5 × 10 8 (N / m 2 ), but for the resistor manufactured in this example, it is a considerably small value (one order of magnitude smaller), Has a remarkable effect.

【0042】(例3)つぎに(例1)に示す抵抗体を作
製するに当たり、薄膜層(発熱層13)の成膜におい
て、PH3ガスの流量(水素にて0.2%に希釈された
ガスを使用:但し、P含有量の少ない条件には40pp
mにて希釈されたガスを使用)を0〜300sccmの
範囲にて変え、そして、SiH4ガスは20sccmの
流量にて、その他の成膜条件を(例1)の抵抗体と同じ
にて設定し、各種抵抗体を作製した。
(Example 3) Next, in producing the resistor shown in (Example 1), in forming the thin film layer (heating layer 13), the flow rate of PH 3 gas (diluted to 0.2% with hydrogen). Used gas: 40pp for conditions with low P content
is changed in the range of 0 to 300 sccm, and the SiH 4 gas is set at a flow rate of 20 sccm, and other film forming conditions are set in the same manner as the resistor of (Example 1). Then, various resistors were manufactured.

【0043】すなわち、薄膜層を成膜形成するに際し、
SiH4ガスに対するPH3ガス流量を増減させることに
より、P(リン)の含有量を0〜1.2%にまで幾とお
りにも変えた各種抵抗体を作製した。
That is, when forming a thin film layer,
By increasing or decreasing the PH 3 gas flow rate to the SiH 4 gas, to produce a variety of resistor content was changed in several as to the 0 to 1.2% of P (phosphorus).

【0044】そして、これら抵抗体の比抵抗、発熱、内
部応力および密着性を測定したところ、表3に示すよう
な結果が得られた。
When the specific resistance, heat generation, internal stress and adhesion of these resistors were measured, the results shown in Table 3 were obtained.

【0045】[0045]

【表3】 [Table 3]

【0046】同表から明らかなとおり、PH3流量が増
大することで、リン元素の含有量が多くなり、比抵抗が
小さくなることがわかる。これは、PH3流量が増大す
ることで、SiH4ガスに対する流量比が高くなり、リ
ン元素がシリコンの膜中に多く入っていくからである。
そして、リン元素が膜中に入っていくことで、比抵抗が
小さくなり、発熱性が向上したことがわかる。
As is evident from the table, it can be seen that as the PH 3 flow rate increases, the phosphorus element content increases and the specific resistance decreases. This is because, as the PH 3 flow rate increases, the flow ratio with respect to the SiH 4 gas increases, and a large amount of the phosphorus element enters the silicon film.
Then, it can be seen that the specific resistance was reduced and the heat generation was improved by the phosphorus element entering the film.

【0047】また、リン含有量が1.0ppm〜0.3
%の原子比率にて含有させたことで、発熱・密着性とも
に、良好な結果が得られた。
The phosphorus content is 1.0 ppm to 0.3 ppm.
%, Good results were obtained in both heat generation and adhesion.

【0048】リン含有量が0.8ppm以下では、比抵
抗が大きくなり、発熱しない結果となった。一方、リン
含有量が0.52%以上になると、膜中にリン元素が入
りすぎて、内部応力が大きくなり、これにより、基板の
ソリが大きくなり、膜が剥がれてしまう、および、粗な
膜となりボロボロと剥がれてしまう結果となった。
When the phosphorus content is 0.8 ppm or less, the specific resistance increases and no heat is generated. On the other hand, when the phosphorus content is 0.52% or more, the phosphorus element is excessively contained in the film, and the internal stress increases. As a result, the warpage of the substrate increases, and the film peels off. As a result, the film became a film and peeled off.

【0049】(例4)本例において、(例2)のよう
に、触媒元素をTaを用いた実施例に代えて、Wにした
場合でもって(例1)に示す抵抗体を作製した。
(Example 4) In this example, as in (Example 2), the resistor shown in (Example 1) was produced in the case where W was used instead of the example in which the catalyst element was Ta.

【0050】この抵抗体によれば、発熱層の成膜におい
て、触媒体を1500〜3000℃の範囲で変え、その
他の成膜条件を(例1)の抵抗体と同じにて設定し、各
種抵抗体を作製した。
According to this resistor, in forming the heat generating layer, the catalyst was changed in the range of 1500 to 3000 ° C., and other film forming conditions were set in the same manner as the resistor of (Example 1). A resistor was manufactured.

【0051】このように触媒体温度を増減させることに
より、触媒元素Wの含有量を0.05ppm以上に幾と
おりにも変えた各種抵抗体を作製した。そして、これら
抵抗体の比抵抗、発熱および内部応力と密着性を測定し
たところ、表4に示すような結果が得られた。
By increasing or decreasing the temperature of the catalyst in this way, various resistors were prepared in which the content of the catalyst element W was varied in various ways to 0.05 ppm or more. When the specific resistance, heat generation, internal stress and adhesion of these resistors were measured, the results shown in Table 4 were obtained.

【0052】[0052]

【表4】 [Table 4]

【0053】この表から明らかなとおり、触媒体温度が
増大することで触媒体元素の含有量が多くなり、比抵抗
が小さくなることがわかる。これは、触媒体温度が上昇
することで、触媒元素が蒸発し、膜中に元素が入るため
である。そして、触媒元素が膜中に入っていくことで、
比抵抗が小さくなり、発熱性が向上している。
As is clear from this table, it is understood that the content of the catalyst element increases and the specific resistance decreases as the catalyst temperature increases. This is because the catalyst element evaporates and the element enters the film when the temperature of the catalyst increases. Then, as the catalyst element enters the film,
The specific resistance is reduced, and the heat generation is improved.

【0054】Wの場合、触媒体温度が2000℃〜25
00℃では、発熱・密着性ともに良好な結果が得られ
た。触媒体温度が2700℃では、膜中に触媒元素が入
りすぎ、粗な膜となりボロボロと剥がれてしまう結果と
なった。また、温度が高すぎて触媒体が切れてしまうこ
ともあった。さらに、3000℃以上では、触媒体が成
膜中に常時切れてしまい、膜が付着しない結果となっ
た。
In the case of W, the temperature of the catalyst is from 2000 ° C. to 25 ° C.
At 00 ° C., good results were obtained for both heat generation and adhesion. At a catalyst temperature of 2700 ° C., the catalyst element was excessively contained in the film, resulting in a rough film and peeling off. In addition, the temperature may be too high and the catalyst may be cut. Further, at a temperature of 3000 ° C. or more, the catalyst body was always cut off during the film formation, and the film did not adhere.

【0055】内部応力については、一般的なプラズマC
VD法で作製されたアモルファスシリコン膜であれば、
1.0×108〜7.5×108(N/m2)であるが、本
例にて作製された抵抗体については、相当に小さい値
(一桁小さい)であり、密着性等に顕著な効果を奏す
る。
Regarding the internal stress, a general plasma C
If it is an amorphous silicon film produced by the VD method,
The value is 1.0 × 10 8 to 7.5 × 10 8 (N / m 2 ), but for the resistor manufactured in this example, it is a considerably small value (one order of magnitude smaller), Has a remarkable effect.

【0056】(例5)つぎに(例4)に示す抵抗体を作
製するに当たり、薄膜層(発熱層13)の成膜におい
て、PH3ガスの流量(水素にて0.2%に希釈された
ガスを使用:但し、P含有量の少ない条件には40pp
mにて希釈されたガスを使用)を0〜300sccmの
範囲にて変え、そして、SiH4ガスは20sccmの
流量にて、その他の成膜条件を(例1)の抵抗体と同じ
にて設定し、各種抵抗体を作製した。
(Example 5) Next, in producing the resistor shown in (Example 4), in forming the thin film layer (heating layer 13), the flow rate of PH 3 gas (diluted to 0.2% with hydrogen) was used. Used gas: 40pp for conditions with low P content
is changed in the range of 0 to 300 sccm, and the SiH 4 gas is set at a flow rate of 20 sccm, and other film forming conditions are set in the same manner as the resistor of (Example 1). Then, various resistors were manufactured.

【0057】すなわち、薄膜層を成膜形成するに際し、
SiH4ガスに対するPH3ガス流量を増減させることに
より、P(リン)の含有量を0〜1.05%にまで幾と
おりにも変えた各種抵抗体を作製した。
That is, when forming a thin film layer,
By increasing or decreasing the PH 3 gas flow rate to the SiH 4 gas, to produce a variety of resistor content was changed in several as to the 0 to 1.05% of P (phosphorus).

【0058】そして、これら抵抗体の比抵抗、発熱、内
部応力および密着性を測定したところ、表5に示すよう
な結果が得られた。
When the specific resistance, heat generation, internal stress and adhesion of these resistors were measured, the results shown in Table 5 were obtained.

【0059】[0059]

【表5】 [Table 5]

【0060】同表から明らかなとおり、PH3流量が増
大することで、リン元素の含有量が多くなり、比抵抗が
小さくなることがわかる。これは、PH3流量が増大す
ることで、SiH4ガスに対する流量比が高くなり、リ
ン元素がシリコンの膜中に多く入っていくからである。
そして、リン元素が膜中に入っていくことで、比抵抗が
小さくなり、発熱性が向上したことがわかる。
As is evident from the table, it can be seen that as the PH 3 flow rate increases, the phosphorus element content increases and the specific resistance decreases. This is because, as the PH 3 flow rate increases, the flow ratio with respect to the SiH 4 gas increases, and a large amount of the phosphorus element enters the silicon film.
Then, it can be seen that the specific resistance was reduced and the heat generation was improved by the phosphorus element entering the film.

【0061】また、リン含有量が1.3ppm〜0.2
7%の原子比率にて含有させたことで、発熱・密着性と
もに、良好な結果が得られた。
The phosphorus content is from 1.3 ppm to 0.2 ppm.
By containing at an atomic ratio of 7%, good results were obtained in both heat generation and adhesion.

【0062】リン含有量が0.9ppm以下では、比抵
抗が大きくなり、発熱しない結果となった。一方、リン
含有量が0.42%以上になると、膜中にリン元素が入
りすぎて、内部応力が大きくなり、これにより、基板の
ソリが大きくなり、膜が剥がれてしまう、および、粗な
膜となりボロボロと剥がれてしまう結果となった。
When the phosphorus content is 0.9 ppm or less, the specific resistance increases and no heat is generated. On the other hand, if the phosphorus content is 0.42% or more, the phosphorus element is excessively contained in the film, and the internal stress increases. As a result, the warpage of the substrate increases, the film peels off, and the film becomes rough. As a result, the film became a film and peeled off.

【0063】(例6)本例において、(例2)のよう
に、触媒元素をTaを用いた実施例に代えて、Moした
場合でもって(例1)に示す抵抗体を作製した。
(Example 6) In this example, as in (Example 2), the resistor shown in (Example 1) was produced by using Mo instead of the embodiment using Ta as the catalytic element.

【0064】この抵抗体によれば、発熱層の成膜におい
て、触媒体を1500〜3000℃の範囲で変え、その
他の成膜条件を(例1)の抵抗体と同じにて設定し、各
種抵抗体を作製した。
According to this resistor, in forming the heat generating layer, the catalyst was changed in the range of 1500 to 3000 ° C., and other film forming conditions were set in the same manner as in the resistor of (Example 1). A resistor was manufactured.

【0065】このように触媒体温度を増減させることに
より、触媒元素Moの含有量を0.04ppm以上に幾
とおりにも変えた各種抵抗体を作製した。そして、これ
ら抵抗体の比抵抗、発熱および内部応力と密着性を測定
したところ、表6に示すような結果が得られた。
By increasing or decreasing the temperature of the catalyst in this way, various resistors were prepared in which the content of the catalyst element Mo was changed to 0.04 ppm or more. When the specific resistance, heat generation, internal stress and adhesion of these resistors were measured, the results shown in Table 6 were obtained.

【0066】[0066]

【表6】 [Table 6]

【0067】この表から明らかなとおり、触媒体温度が
増大することで触媒体元素の含有量が多くなり、比抵抗
が小さくなることがわかる。これは、触媒体温度が上昇
することで、触媒元素が蒸発し、膜中に元素が入るため
である。そして、触媒元素が膜中に入っていくことで、
比抵抗が小さくなり、発熱性が向上している。
As is clear from this table, it is found that the content of the catalyst element increases and the specific resistance decreases as the catalyst temperature increases. This is because the catalyst element evaporates and the element enters the film when the temperature of the catalyst increases. Then, as the catalyst element enters the film,
The specific resistance is reduced, and the heat generation is improved.

【0068】Moの場合、触媒体温度が2000℃〜2
700℃では、発熱・密着性ともに良好な結果が得られ
た。触媒体温度が2800℃では、膜中に触媒元素が入
りすぎ、粗な膜となりボロボロと剥がれてしまう結果と
なった。また、温度が高すぎて触媒体が切れてしまうこ
ともあった。さらに、3000℃以上では、触媒体が成
膜中に常時切れてしまい、膜が付着しない結果となっ
た。
In the case of Mo, the temperature of the catalyst body is from 2000 ° C. to 2 ° C.
At 700 ° C., good results were obtained for both heat generation and adhesion. At a catalyst body temperature of 2800 ° C., the catalyst element was too much contained in the film, resulting in a coarse film and peeling off. In addition, the temperature may be too high and the catalyst may be cut. Further, at a temperature of 3000 ° C. or more, the catalyst body was always cut off during the film formation, and the film did not adhere.

【0069】内部応力については、一般的なプラズマC
VD法で作製されたアモルファスシリコン膜であれば、
1.0×108〜7.5×108(N/m2)であるが、本
例にて作製された抵抗体については、相当に小さい値
(一桁小さい)であり、密着性等に顕著な効果を奏す
る。
Regarding the internal stress, a general plasma C
If it is an amorphous silicon film produced by the VD method,
The value is 1.0 × 10 8 to 7.5 × 10 8 (N / m 2 ), but for the resistor manufactured in this example, it is a considerably small value (one order of magnitude smaller), Has a remarkable effect.

【0070】(例7)つぎに(例6)に示す抵抗体を作
製するに当たり、薄膜層(発熱層13)の成膜におい
て、PH3ガスの流量(水素にて0.2%に希釈された
ガスを使用:但し、P含有量の少ない条件には40pp
mにて希釈されたガスを使用)を0〜300sccmの
範囲にて変え、そして、SiH4ガスは20sccmの
流量にて、その他の成膜条件を(例1)の抵抗体と同じ
にて設定し、各種抵抗体を作製した。
(Example 7) Next, in producing the resistor shown in (Example 6), in forming the thin film layer (heating layer 13), the flow rate of PH 3 gas (diluted to 0.2% with hydrogen) was used. Used gas: 40pp for conditions with low P content
is changed in the range of 0 to 300 sccm, and the SiH 4 gas is set at a flow rate of 20 sccm, and other film forming conditions are set in the same manner as the resistor of (Example 1). Then, various resistors were manufactured.

【0071】すなわち、薄膜層を成膜形成するに際し、
SiH4ガスに対するPH3ガス流量を増減させることに
より、P(リン)の含有量を0〜0.77%にまで幾と
おりにも変えた各種抵抗体を作製した。
That is, when forming a thin film layer,
By increasing or decreasing the PH 3 gas flow rate to the SiH 4 gas, to produce a variety of resistor content was changed in several as to the 0 to 0.77% of P (phosphorus).

【0072】そして、これら抵抗体の比抵抗、発熱、内
部応力および密着性を測定したところ、表7に示すよう
な結果が得られた。
When the specific resistance, heat generation, internal stress, and adhesion of these resistors were measured, the results shown in Table 7 were obtained.

【0073】[0073]

【表7】 [Table 7]

【0074】同表から明らかなとおり、PH3流量が増
大することで、リン元素の含有量が多くなり、比抵抗が
小さくなることがわかる。これは、PH3流量が増大す
ることで、SiH4ガスに対する流量比が高くなり、リ
ン元素がシリコンの膜中に多く入っていくからである。
そして、リン元素が膜中に入っていくことで、比抵抗が
小さくなり、発熱性が向上したことがわかる。
As is evident from the table, it can be seen that as the PH 3 flow rate increases, the phosphorus element content increases and the specific resistance decreases. This is because, as the PH 3 flow rate increases, the flow ratio with respect to the SiH 4 gas increases, and a large amount of the phosphorus element enters the silicon film.
Then, it can be seen that the specific resistance was reduced and the heat generation was improved by the phosphorus element entering the film.

【0075】また、リン含有量が1.2ppm〜0.2
3%の原子比率にて含有させたことで、発熱・密着性と
もに、良好な結果が得られた。
Further, the phosphorus content is from 1.2 ppm to 0.2 ppm.
By containing at an atomic ratio of 3%, good results were obtained in both heat generation and adhesion.

【0076】リン含有量が0.8ppm以下では、比抵
抗が大きくなり、発熱しない結果となった。一方、リン
含有量が0.35%以上になると、膜中にリン元素が入
りすぎて、内部応力が大きくなり、これにより、基板の
ソリが大きくなり、膜が剥がれてしまう、および、粗な
膜となりボロボロと剥がれてしまう結果となった。
When the phosphorus content is 0.8 ppm or less, the specific resistance increases and no heat is generated. On the other hand, when the phosphorus content is 0.35% or more, the phosphorus element is excessively contained in the film, and the internal stress increases, whereby the warpage of the substrate increases, the film peels off, and the film becomes rough. As a result, the film became a film and peeled off.

【0077】なお、本発明は上記の実施形態例に限定さ
れるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で
種々の変更や改良等はなんら差し支えない。たとえば、
本発明によれば、触媒体には、Ta、W、Moを単独に
て用いたが、これに代えて、これらを組合せた複合材に
て、そして、複数の触媒元素を発熱層に添加してもよ
い。
It should be noted that the present invention is not limited to the above embodiment, and various changes and improvements may be made without departing from the scope of the present invention. For example,
According to the present invention, Ta, W, and Mo were used alone for the catalyst body, but instead, a composite material combining them was used, and a plurality of catalyst elements were added to the heat generating layer. You may.

【0078】[0078]

【発明の効果】以上のとおり、本発明によれば、基板支
持体上にポリシリコン層を触媒CVD法により成膜した
抵抗体において、Ta、W、Moから選択される触媒元
素を0.5ppm〜10%の範囲で含有させ、しかも、
周期律表第V族元素を1.0ppm〜0.3%の原子比
率にて含有したことで、すぐれた発熱性が得られ、さら
に、安価で品質が安定し(密着性等)量産性に優れた抵
抗体が提供できた。
As described above, according to the present invention, in a resistor in which a polysilicon layer is formed on a substrate support by a catalytic CVD method, a catalytic element selected from Ta, W and Mo is 0.5 ppm. In the range of 10% to 10%, and
By containing the Group V element of the periodic table at an atomic ratio of 1.0 ppm to 0.3%, excellent heat generation can be obtained, and furthermore, it is inexpensive, has stable quality (adhesion, etc.) and can be mass-produced. An excellent resistor could be provided.

【0079】また、本発明の抵抗体によれば、サーマル
ヘッド用発熱部、インクジェット用発熱部に、また、半
導体露光装置の電子ビーム機構部の帯電防止コートとし
て、エッチング部材用(反応炉)の保護コ−トとしても適
用できる。たとえば、インクジェット用発熱部ならびに
半導体露光装置の帯電防止コートとして、比抵抗10 3
〜100 (Ω・cm)の膜が形成できる。
Further, according to the resistor of the present invention, the thermal
Heating part for head, heating part for inkjet, and half
Used as an antistatic coating for the electron beam mechanism of the conductor exposure equipment
Suitable as a protective coating for etching members (reactor).
Can be used. For example, a heating unit for inkjet and
As an antistatic coat for a semiconductor exposure apparatus, a specific resistance of 10 Three
-100 (Ω · cm).

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の抵抗体の断面図である。FIG. 1 is a sectional view of a resistor according to the present invention.

【図2】本発明に係る触媒CVD法の概略構成を示す図
である。
FIG. 2 is a diagram showing a schematic configuration of a catalytic CVD method according to the present invention.

【図3】抵抗体のソリ量の測定方法を示す説明図であ
る。
FIG. 3 is an explanatory diagram showing a method for measuring the amount of warpage of a resistor.

【符号の説明】 1・・・基板 2、4・・・電極 5・・・真空容器 6・・・支持体 7・・・被成膜用基板 8・・・ガス導入部 9・・・フィラメント[Explanation of symbols] 1 ... substrate 2, 4, ... electrodes 5 ... Vacuum container 6 ... Support 7 ... substrate for film formation 8 ... Gas introduction unit 9 Filament

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】基体上にポリシリコン層を触媒CVD法に
より成膜形成した抵抗体であって、前記触媒CVD法に
用いる触媒体をTa、W、Moから選択される触媒元素
にて成し、前記ポリシリコン層に触媒元素を0.5pp
m〜10%の原子比率にて、かつ周期律表第V族元素を
1.0ppm〜0.3%の原子比率にて含有せしめたこ
とを特徴とする抵抗体。
1. A resistor in which a polysilicon layer is formed on a substrate by a catalytic CVD method, wherein the catalytic body used in the catalytic CVD method is made of a catalytic element selected from Ta, W, and Mo. The catalyst element is added to the polysilicon layer by 0.5 pp.
A resistor characterized by containing an element of Group V of the periodic table at an atomic ratio of 1.0 ppm to 0.3% at an atomic ratio of m to 10%.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100690354B1 (en) 2005-07-29 2007-03-09 전자부품연구원 Fabrication Process of Thermally Curable Thick-Film Resistor And Resistor made by the Process

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100690354B1 (en) 2005-07-29 2007-03-09 전자부품연구원 Fabrication Process of Thermally Curable Thick-Film Resistor And Resistor made by the Process

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