JP2008010604A - 抵抗薄膜材料、抵抗薄膜形成用スパッタリングターゲット、抵抗薄膜、薄膜抵抗器およびその製造方法。 - Google Patents
抵抗薄膜材料、抵抗薄膜形成用スパッタリングターゲット、抵抗薄膜、薄膜抵抗器およびその製造方法。 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2008010604A JP2008010604A JP2006178901A JP2006178901A JP2008010604A JP 2008010604 A JP2008010604 A JP 2008010604A JP 2006178901 A JP2006178901 A JP 2006178901A JP 2006178901 A JP2006178901 A JP 2006178901A JP 2008010604 A JP2008010604 A JP 2008010604A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- thin film
- resistance
- mass
- resistor
- resistive
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 239000010409 thin film Substances 0.000 title claims abstract description 106
- 238000005477 sputtering target Methods 0.000 title claims abstract description 17
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims abstract description 16
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 4
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 20
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 14
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 13
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 claims abstract description 11
- 238000012360 testing method Methods 0.000 claims abstract description 9
- 210000004243 sweat Anatomy 0.000 claims abstract description 8
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 claims abstract description 6
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 22
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 claims description 14
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 claims description 9
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 claims description 8
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 claims description 8
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 claims description 6
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 5
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 230000036962 time dependent Effects 0.000 claims 1
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 abstract description 6
- 230000003628 erosive effect Effects 0.000 abstract 1
- 239000012774 insulation material Substances 0.000 abstract 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 abstract 1
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 24
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 23
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N nickel Substances [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 22
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 19
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 14
- 239000010408 film Substances 0.000 description 13
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 7
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 7
- 238000000034 method Methods 0.000 description 6
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 description 6
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 5
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 5
- 229910018487 Ni—Cr Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 4
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 4
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 4
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 4
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 4
- 229910021364 Al-Si alloy Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910001362 Ta alloys Inorganic materials 0.000 description 3
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 3
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 2
- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 description 2
- 238000000059 patterning Methods 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 239000013535 sea water Substances 0.000 description 2
- GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N tantalum atom Chemical compound [Ta] GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 2
- 229910000990 Ni alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 229910001325 element alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- -1 for example Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 229910021645 metal ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 1
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 description 1
Images
Abstract
【課題】体積抵抗値が７００μΩ・ｃｍ以上であり、抵抗温度係数が−２５〜＋２５ｐｐｍ／℃の範囲内であり、１５５℃で１０００時間の高温保持における経時的抵抗変化率が０．１％以下であり、酸性人工汗液を用いた電食試験における溶解開始電圧が３Ｖ以上である薄膜抵抗器を提供する。
【解決手段】Ｔａを２０〜６０質量％、Ａｌを２〜１０質量％、および、Ｍｏを０．５〜１５質量％含み、残部はＣｒおよびＮｉからなり、Ｎｉに対するＣｒの質量比Ｃｒ／Ｎｉが０．７５〜１．１である抵抗薄膜材料からなるスパッタリングターゲットを用いて、スパッタリング法により、絶縁材料基板上に抵抗薄膜を形成し、その後、得られた抵抗薄膜を大気中、２００〜６００℃で、１〜１０時間、熱処理をすることにより、薄膜抵抗器を得る。
【選択図】図１
【解決手段】Ｔａを２０〜６０質量％、Ａｌを２〜１０質量％、および、Ｍｏを０．５〜１５質量％含み、残部はＣｒおよびＮｉからなり、Ｎｉに対するＣｒの質量比Ｃｒ／Ｎｉが０．７５〜１．１である抵抗薄膜材料からなるスパッタリングターゲットを用いて、スパッタリング法により、絶縁材料基板上に抵抗薄膜を形成し、その後、得られた抵抗薄膜を大気中、２００〜６００℃で、１〜１０時間、熱処理をすることにより、薄膜抵抗器を得る。
【選択図】図１
Description
本発明は、電子部品の薄膜抵抗器、薄膜抵抗器に用いられる抵抗薄膜、抵抗薄膜形成用のスパッタリングターゲットおよび抵抗薄膜材料に関する。
チップ抵抗器、精密抵抗器、ネットワーク抵抗器もしくは高圧抵抗器などの抵抗器、測温抵抗体もしくは感温抵抗器などの温度センサ、ハイブリットＩＣ、または、これらの複合モジュール製品のような電子部品には、抵抗薄膜を使用した薄膜抵抗器が用いられている。
薄膜抵抗器には、多くの場合、抵抗薄膜材料として、Ｔａ合金、ＴａＮ化合物およびＮｉ−Ｃｒ合金が用いられており、これらの中でもＮｉ−Ｃｒ合金が最も一般的に用いられている。
薄膜抵抗器には、抵抗温度係数の絶対値が０に近いという優れた抵抗温度特性、高温保持における経時的抵抗変化率が小さいという優れた高温安定性、人の汗や海水などに対する良好な耐食性（耐塩水性）、体積抵抗値が高い（高抵抗）といった特性が要求される。このため、薄膜抵抗器を構成する抵抗薄膜においては、抵抗温度特性、高温安定性、耐塩水性、および高抵抗という４つの特性を同時に満足する必要がある。
一般に、Ｎｉ−Ｃｒ合金では、Ｎｉに対するＣｒの質量比Ｃｒ／Ｎｉを調整することにより、抵抗温度特性の向上、または、高温安定性の向上を図ることができるが、前述の４つの特性を同時に満足することは困難である。
このため、特許第２５４２５０４号公報および特開平６−２０８０３号公報に記載されているように、Ｎｉ−Ｃｒ−Ａｌ−Ｓｉ合金のような４元素合金を用いることにより、前述の４つの特性を同時に改善することが検討されてきた。しかし、Ｎｉ−Ｃｒ−Ａｌ−Ｓｉ合金は、耐塩水性について、Ｔａ合金およびＴａＮ化合物より劣るという問題がある。
一方、従来のＴａ合金またはＴａＮ化合物を用いた薄膜抵抗器は、耐塩水性が良好であるものの、ある特定の膜厚以外では抵抗温度係数が安定せず、幅広い抵抗値の薄膜抵抗器を製造することが困難である。
さらに、薄膜抵抗器では、形成される抵抗薄膜の断面積と長さにより、抵抗値を制御するパターニングが行われる。同じ抵抗値の薄膜抵抗器では、抵抗薄膜の体積抵抗値が高いほど、パターニングに必要とする面積が小さくなり、薄膜抵抗器の小型化が可能となる。
以上のように、従来の薄膜抵抗器においては、抵抗温度特性、高温安定性、および耐塩水性、および高抵抗という４つの特性を同時に満足していない。
特許第２５４２５０４号公報
特開平６−２０８０３号公報
本発明は、体積抵抗値が７００μΩ・ｃｍ以上という高抵抗、抵抗温度係数が−２５〜＋２５ｐｐｍ／℃の範囲内という抵抗温度特性、１５５℃で１０００時間の高温保持における経時的抵抗変化率が０．１％以下という高温安定性、および、酸性人工汗液（ＪＩＳ Ｌ０８４８）を用いた電食試験における溶解開始電圧が３Ｖ以上であるという耐塩水性を、同時に備える薄膜抵抗器を提供することを目的とする。
本発明の抵抗薄膜材料は、Ｔａを２０〜６０質量％、Ａｌを２〜１０質量％、および、Ｍｏを０．５〜１５質量％含み、残部はＣｒおよびＮｉからなり、Ｎｉに対するＣｒの質量比Ｃｒ／Ｎｉが０．７５〜１．１であることを特徴とする。
本発明の抵抗薄膜形成用のスパッタリングターゲットは、前記抵抗薄膜材料を用いて得られ、Ｔａを２０〜６０質量％、Ａｌを２〜１０質量％、および、Ｍｏを０．５〜１５質量％含み、残部はＣｒおよびＮｉからなり、Ｎｉに対するＣｒの質量比Ｃｒ／Ｎｉが０．７５〜１．１であり、前記抵抗薄膜材料と同様の組成を有する。
本発明の抵抗薄膜は、前記スパッタリングターゲットを用いたスパッタリング法により得られ、Ｔａを２０〜６０質量％、Ａｌを２〜１０質量％、および、Ｍｏを０．５〜１５質量％含み、残部はＣｒおよびＮｉからなり、Ｎｉに対するＣｒの質量比Ｃｒ／Ｎｉが０．７５〜１．１であり、前記抵抗薄膜材料およびこれを用いたスパッタリングターゲットと同様の組成を有する。
当該抵抗薄膜は、大気中または酸素を５〜３０％含む不活性ガス雰囲気中、２００〜６００℃で、１〜１０時間、熱処理されることにより、かかる抵抗薄膜を用いた薄膜抵抗器において、優れた特性を発揮する。
具体的には、体積抵抗値が７００μΩ・ｃｍ以上であり、抵抗温度係数が−２５〜＋２５ｐｐｍ／℃の範囲内であり、１５５℃で１０００時間の高温保持における経時的抵抗変化率が０．１％以下であり、かつ、酸性人工汗液（ＪＩＳ Ｌ０８４８）を用いた電食試験において溶解開始電圧が３Ｖ以上という特性を有する。
本発明の薄膜抵抗器は、前記抵抗薄膜を用いて得られ、絶縁材料基板と、該絶縁材料基板上に形成された抵抗薄膜と、該絶縁材料基板上で該抵抗薄膜の両側に形成された電極とからなる。
本発明の薄膜抵抗器の製造方法は、前記スパッタリングターゲットを用いて、スパッタリング法により、絶縁材料基板上に抵抗薄膜を形成し、その後、得られた抵抗薄膜を大気中または酸素を５〜３０％含む不活性ガス雰囲気中、２００〜６００℃で、１〜１０時間、熱処理をすることを特徴とする。
本発明の抵抗薄膜材料をスパッタリングターゲットとして用いた場合、不活性ガス雰囲気中でスパッタリング法により成膜されたままの抵抗薄膜は、抵抗温度係数が負に大きく、体積抵抗値が低く、高温安定性および耐塩水性も不十分である。
しかしながら、それぞれの組成に応じて設定される条件における大気中での熱処理をさらに施すことで、抵抗温度係数を安定的に−２５〜＋２５ｐｐｍ／℃の範囲内とすることが可能となる。また、このように大気中での熱処理を施すことによって、抵抗薄膜の表面に緻密な酸化皮膜が形成され、体積抵抗値が高くなり、高温安定性および耐塩水性も向上する。
得られた抵抗薄膜を用いた薄膜抵抗器は、従来のＮｉ−Ｃｒ−Ａｌ−Ｓｉ系合金による抵抗薄膜を用いた薄膜抵抗器と比較して、同様の抵抗温度係数および高温安定性が得られ、かつ、体積抵抗値と耐塩水性について格段に改善がなされている。その結果、高い精度の要求される電子部品を高抵抗化することができ、さらには、高抵抗化した電子部品を、高温中や、人の汗や海水と接触する厳しい環境下で使用することを可能にするという顕著な効果を有する。
本発明者らは、鋭意研究を重ねた結果、従来から抵抗薄膜材料として使用されているＮｉ−Ｃｒ合金に対して、耐食性が良好で表面酸化皮膜に濃化しやすいＡｌ、ＴａおよびＭｏを添加した抵抗薄膜材料をスパッタリングターゲットとして用いて、絶縁材料基板上に抵抗薄膜を形成することにより得られる薄膜抵抗器は、体積抵抗値が高く、抵抗温度特性、高温安定性、および耐塩水性のいずれもが良好であるとの知見を得て、本発明を完成させた。
本発明の抵抗薄膜材料は、Ｔａを２０〜６０質量％、Ａｌを２〜１０質量％、Ｍｏを０．５〜１５質量％含み、残部がＣｒおよびＮｉからなり、Ｎｉに対するＣｒの質量比Ｃｒ／Ｎｉが０．７５〜１．１である組成を有する。なお、抵抗薄膜材料は、前記組成に特徴を有しているものであり、その形態には制限はない。したがって、抵抗薄膜形成の過程にある、前記組成範囲にある混合された原料、該原料を溶解して得られるインゴット、該インゴットを加工して得られるスパッタリングターゲット、ないしは、蒸着用ターゲット、さらには、これらのターゲットを用いてスパッタリング法ないしは電子ビーム法、抵抗加熱式蒸着法により得られる抵抗薄膜まで広く含む概念である。
本発明の抵抗薄膜材料を構成する成分について、それぞれの成分に係る限定理由を、以下に説明する。
Ｔａは、主として、体積抵抗値の上昇および耐塩水性の改善に効果を有する。Ｔａの含有率が２０質量％未満では、添加効果が十分ではなく、６０質量％を超えると、抵抗温度係数が負に大きくなり、抵抗温度係数の絶対値を０付近とするための熱処理温度が、高くなると共に、熱処理温度の温度幅も狭くなる。
Ｍｏは、体積抵抗値の上昇に効果があると共に、熱処理温度に対する抵抗温度係数の変化を緩やかにし、抵抗温度係数を０付近とする熱処理温度の温度幅を広げる効果を有する。Ｍｏの含有率が０．５質量％未満では、添加効果が十分ではなく、１５質量％を超えると、熱処理温度に対する抵抗温度係数の変化が小さく、抵抗温度係数を０付近とすることが困難になると共に、高温安定性も低下する。
Ａｌは、高温安定性の改善に効果を有する。Ａｌの含有率が２質量％未満であるか、または１０質量％を超えると、高温安定性の改善の効果が失われる。
熱処理後の抵抗薄膜には、表面にＣｒ酸化膜が形性され、このＣｒ酸化膜と金属界面との間に、Ｃｒ、Ｔａ、Ｍｏ、Ａｌからなる酸化膜が形性される。後者のＴａ、Ｍｏ、Ａｌを含む酸化膜の存在により、Ｃｒ酸化膜溶解後にも高い耐塩水性が確保され、また当該酸化膜が金属イオンの外方拡散の障壁として作用することにより、高温安定性が改善される。
ＣｒおよびＮｉは、主として、抵抗温度特性および高温安定性の改善に効果を有する。Ｎｉに対するＣｒの質量比Ｃｒ／Ｎｉが０．７５未満であると、抵抗温度係数が正に大きくなり、一方、１．１を超えると、高温安定性が悪くなり、製造上の再現性が悪化する。
本発明のスパッタリングターゲットは、前記組成を有するように配合した原料、たとえば、電気ニッケル、電解クロム、アルミニウムショット、タンタル板、粉末モリブデンを、真空溶解炉でＡｒガス中、１５００℃の条件で、溶解し、冷却することによりインゴットを作製し、得られたインゴットに対して均質化処理を施し、該インゴットを適切な形状に加工することにより得られる。また、本発明のインゴットは、脆性なＣｒ2Ｔａ相を含み、割れやすいことから、得られたインゴットをスタンプミルなどで粉砕し、ホットプレス法により、Ａｒガス中、１１５０℃の条件で焼結することによりスパッタリングターゲットとすることも有効である。
本発明の抵抗薄膜形成用スパッタリングターゲットを用いて、スパッタリング法により、Ａｒガス中、３００Ｖの条件で絶縁材料基板上に抵抗薄膜を形成する。該抵抗薄膜は、Ｔａ−Ａｌ−Ｍｏ−Ｃｒ−Ｎｉ合金からなり、その組成はスパッタリングターゲットに用いた抵抗薄膜材料の組成と実質的に同一である。ただし、不活性雰囲気中でスパッタリング法により成膜されたままの抵抗薄膜は、抵抗温度係数が負に大きく、体積抵抗値が低く、高温安定性および耐塩水性も不十分である。
したがって、その後、得られた抵抗薄膜に対して、組成に応じて、大気中、２００℃〜６００℃で、１〜１０時間、熱処理を施すことにより、抵抗温度係数の安定化を図ることが必要である。
この場合、熱処理の温度が２００℃未満では、得られる薄膜抵抗器の抵抗温度係数が安定せず、一方、６００℃を超えると、薄膜抵抗器の抵抗温度係数が正に大きくなってしまう。また、熱処理の時間が１時間未満では、薄膜抵抗器の抵抗温度係数が安定せず、一方、１０時間を超えても、抵抗安定性に対する効果の増大は見られないので、コストアップとなる。
これらの条件は、組成に応じて、前記範囲より適宜選択されるが、当該条件は実験的に求められる。Ｍｏの添加により、所定の組成に対する熱処理、特に温度幅を拡げることができる。たとえば、２２．５％Ｎｉ−２２．５％Ｃｒ−５．０％Ａｌ−５０．０％Ｔａからなる合金と、この合金に対してＭｏを２％または５％添加した合金とに対し、抵抗温度係数が−２５〜＋２５ｐｐｍ／℃となる熱処理の温度幅を調べると、それぞれ、５℃、１５℃、４０℃となり、Ｍｏ量が増えるに従い熱処理の温度幅が拡がる。
なお、熱処理を行う雰囲気は、大気に代えて酸素を微量（５〜３０％）含んだ不活性ガス雰囲気としてもよい。また、この大気中での熱処理の前に、真空中で熱処理をして抵抗温度係数の調整を行ってもよい。
適切な条件を選択した熱処理により、該抵抗薄膜は、体積抵抗値が７００μΩ・ｃｍ以上、好ましくは、１０００μΩ・ｃｍ以上であり、抵抗温度係数が−２５〜＋２５ｐｐｍ／℃の範囲内、好ましくは、−１０〜＋１０ｐｐｍ／℃の範囲内であり、１５５℃で１０００時間の高温保持における経時的抵抗変化率が０．１％以下、好ましくは、０．０５％以下であり、かつ、酸性人工汗液（ＪＩＳ Ｌ０８４８）を用いた電食試験において溶解開始電圧が３Ｖ以上であり、高抵抗であるとともに、優れた抵抗温度係数、高温安定性および耐塩水性を同時に達成する。
本発明に係る薄膜抵抗器は、図１に示すように、絶縁材料基板（１）と、該絶縁材料基板（１）上に形成された抵抗薄膜（２）と、該絶縁材料基板（１）上で該抵抗薄膜（２）の両側に形成された電極（３）とからなる。なお、絶縁材料基板（１）としては、アルミナ基板のほかに、ＳｉＯ2を用いることができる。また、電極（３）としては、Ａｕ電極のほかに、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｃｕなどを用いることができる。
［実施例１］
表１に示した組成となるように配合した原料（電気ニッケル、電解クロム、アルミニウムショット、タンタル板、粉末モリブデン）を真空溶解炉で溶解し、約２ｋｇのインゴットを作製した。得られたインゴットに均質化処理を施した後、ワイヤーカットで厚さ５ｍｍ、直径１５０ｍｍの丸板を切り出し、上下面を研削してスパッタリングターゲットとした。
表１に示した組成となるように配合した原料（電気ニッケル、電解クロム、アルミニウムショット、タンタル板、粉末モリブデン）を真空溶解炉で溶解し、約２ｋｇのインゴットを作製した。得られたインゴットに均質化処理を施した後、ワイヤーカットで厚さ５ｍｍ、直径１５０ｍｍの丸板を切り出し、上下面を研削してスパッタリングターゲットとした。
成膜工程は、カソードスパッタリング法によって以下のように行った。真空室にアルミナ基板を装入し、１×１０-4Ｐａに排気した後、純度９９．９９９５％のアルゴンガスを導入して、０．３Ｐａの圧力に保ち、スパッタリングパワー０．３ｋＷで、膜厚が５００Åとなるように、前記アルミナ基板上に抵抗薄膜を成膜した。なお、成膜法としては、電子ビーム、抵抗加熱式蒸着法などを用いることもできる。
得られた抵抗薄膜の両端に、膜厚が５０００ÅのＡｕ電極を、前述と同様にカソードスパッタリング法により成膜し、その後、大気中、５２０℃で、３時間の熱処理を行うことにより、アルミナ基板、熱処理を受けた抵抗薄膜、およびＡｕ電極からなる薄膜抵抗器を得た。
得られた薄膜抵抗器について、以下のように、体積抵抗値の測定と、抵抗温度特性、高温安定性、および耐塩水性の評価を行った。
体積抵抗値は、得られた薄膜抵抗器を恒温漕に入れて測定された２５℃における抵抗値と、Ａｕ電極間の抵抗薄膜の面積および膜厚とから算出した。
抵抗温度特性については、得られた薄膜抵抗器を恒温漕に入れ、２５℃と１２５℃における抵抗値を測定することにより、抵抗温度係数を算出した。
高温安定性については、得られた薄膜抵抗器を１５５℃の恒温漕内に１０００時間保持した前後で測定した抵抗値から算出した抵抗変化率（１５５℃、１０００時間）を測定した。
耐塩水性については、得られた薄膜抵抗器について、以下のような電食試験（ウォータードロップ試験）を行い、溶解開始電圧を測定した。
まず、抵抗薄膜（２）の初期抵抗値をデジタルマルチメータにより四端子法により測定した。次に、図２に示すように、マイクロシリンジで、抵抗薄膜（２）の中央に酸性人工汗液（ＪＩＳ Ｌ０８４８）を３０μＬ滴下し、液滴（４）の直径およびＡｕ電極（３）の間の長さから、液滴（４）の両端に負荷される電圧（Ｖｄ）が１ＶとなるようにＡｕ電極（３）の間の電圧（Ｖｐ）を調整した。Ａｕ電極（３）の間の電圧（Ｖｐ）を一定として、３分間電圧を負荷した後、水洗および乾燥を行い、四端子法により抵抗値を測定し、電圧負荷前後の抵抗変化率を測定した。
このような測定を、液滴（４）の両端に負荷される電圧（Ｖｄ）が１Ｖから０．２Ｖ刻みで上昇するように、Ａｕ電極（３）の間の電圧（Ｖｐ）を調整して繰り返すことにより、抵抗変化率が０．２％を超えた時の液滴（４）の両端に負荷される電圧（Ｖｄ）を得て、抵抗薄膜（２）の溶解開始電圧とした。
したがって、得られる溶解開始電圧は、酸性人工汗液（ＪＩＳ Ｌ０８４８）を滴下し両端のＡｕ電極間に一定の電圧で３分間電圧を負荷し水洗および乾燥を行って測定される抵抗変化率が０．２％を超えるという条件を満足する際に測定される液滴の両端の電圧のうちの最小値である。
体積抵抗値、抵抗温度係数、抵抗変化率（１５５℃、１０００時間）、および溶解開始電圧の測定結果を、表１に示す。
［実施例２〜４および比較例１〜６］
表１に示した組成となるように、構成元素および配合割合を変え、さらに、表１に示した熱処理温度とした以外は、実施例１と同様にして、それぞれの薄膜抵抗器を得た。
表１に示した組成となるように、構成元素および配合割合を変え、さらに、表１に示した熱処理温度とした以外は、実施例１と同様にして、それぞれの薄膜抵抗器を得た。
得られた薄膜抵抗器について、実施例１と同様に、測定および評価を行った。体積抵抗値、抵抗温度係数、抵抗変化率（１５５℃、１０００時間）、および溶解開始電圧の測定結果を、表１に示す。
実施例１〜４は、いずれも体積抵抗値が７００μΩ・ｃｍ以上であり、抵抗温度係数が−２５〜＋２５ｐｐｍ／℃の範囲内であり、抵抗変化率（１５５℃、１０００時間）が０．１％以下であり、かつ、溶解開始電圧が３Ｖ以上である。主な従来技術である比較例１〜３と比較して、きわめて高い体積抵抗値と、同様の抵抗温度係数を維持しつつ、良好な高温安定性および耐塩水性を示した。
比較例４は、Ｍｏが０．５質量％未満であり、抵抗温度特性が不足していた。
比較例５は、Ａｌが１０質量％を超え、Ｍｏが１５質量％を超え、高温安定性が不足していた。また、Ｔａが２０質量％未満であり、耐塩水性も不足していた。
比較例６は、Ｔａが６０質量％を超え、Ｍｏが０．５質量％未満であり、抵抗温度特性が不足していた。
以上の結果から、本発明により、薄膜抵抗器において、抵抗温度特性、高温安定性、および耐塩水性の向上を同時に図ることができ、さらに、高抵抗を実現することができる。
１ アルミナ基板
２ 抵抗薄膜
３ Ａｕ電極
４ 液滴
５ 定電圧電源
２ 抵抗薄膜
３ Ａｕ電極
４ 液滴
５ 定電圧電源
Claims (6)
- Ｔａを２０〜６０質量％、Ａｌを２〜１０質量％、および、Ｍｏを０．５〜１５質量％含み、残部はＣｒおよびＮｉからなり、Ｎｉに対するＣｒの質量比Ｃｒ／Ｎｉが０．７５〜１．１である抵抗薄膜材料。
- Ｔａを２０〜６０質量％、Ａｌを２〜１０質量％、および、Ｍｏを０．５〜１５質量％含み、残部はＣｒおよびＮｉからなり、Ｎｉに対するＣｒの質量比Ｃｒ／Ｎｉが０．７５〜１．１である抵抗薄膜形成用のスパッタリングターゲット。
- Ｔａを２０〜６０質量％、Ａｌを２〜１０質量％、および、Ｍｏを０．５〜１５質量％含み、残部はＣｒおよびＮｉからなり、Ｎｉに対するＣｒの質量比Ｃｒ／Ｎｉが０．７５〜１．１であり、大気中または酸素を５〜３０％含む不活性ガス雰囲気中、２００〜６００℃で、１〜１０時間、熱処理されたことを特徴とする抵抗薄膜。
- Ｔａを２０〜６０質量％、Ａｌを２〜１０質量％、および、Ｍｏを０．５〜１５質量％含み、残部はＣｒおよびＮｉからなり、Ｎｉに対するＣｒの質量比Ｃｒ／Ｎｉが０．７５〜１．１である抵抗薄膜であって、体積抵抗値が７００μΩ・ｃｍ以上であり、抵抗温度係数が−２５〜＋２５ｐｐｍ／℃の範囲内であり、１５５℃で１０００時間の高温保持における経時的抵抗変化率が０．１％以下であり、かつ、ＪＩＳ Ｌ０８４８の酸性人工汗液を用いた電食試験において溶解開始電圧が３Ｖ以上であることを特徴とする抵抗薄膜。
- 絶縁材料基板と、該絶縁材料基板上に形成された抵抗薄膜と、該絶縁材料基板上で該抵抗薄膜の両側に形成された電極とからなり、前記抵抗薄膜は、請求項３または４に記載の抵抗薄膜であることを特徴とする薄膜抵抗器。
- 請求項２に記載のスパッタリングターゲットを用いて、スパッタリング法により、絶縁材料基板上に抵抗薄膜を形成し、その後、得られた抵抗薄膜を大気中または酸素を５〜３０％含む不活性ガス雰囲気中、２００〜６００℃で、１〜１０時間、熱処理をすることを特徴とする薄膜抵抗器の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2006178901A JP4622946B2 (ja) | 2006-06-29 | 2006-06-29 | 抵抗薄膜材料、抵抗薄膜形成用スパッタリングターゲット、抵抗薄膜、薄膜抵抗器およびその製造方法。 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2006178901A JP4622946B2 (ja) | 2006-06-29 | 2006-06-29 | 抵抗薄膜材料、抵抗薄膜形成用スパッタリングターゲット、抵抗薄膜、薄膜抵抗器およびその製造方法。 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2008010604A true JP2008010604A (ja) | 2008-01-17 |
| JP4622946B2 JP4622946B2 (ja) | 2011-02-02 |
Family
ID=39068558
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2006178901A Active JP4622946B2 (ja) | 2006-06-29 | 2006-06-29 | 抵抗薄膜材料、抵抗薄膜形成用スパッタリングターゲット、抵抗薄膜、薄膜抵抗器およびその製造方法。 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4622946B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007027299A (ja) * | 2005-07-14 | 2007-02-01 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 薄膜抵抗体およびそれを用いた電子部品ならびにその製造方法 |
| JP2011119234A (ja) * | 2009-10-29 | 2011-06-16 | Sumitomo Metal Mining Co Ltd | 抵抗体材料、抵抗薄膜形成用スパッタリングターゲット、抵抗薄膜、薄膜抵抗器、およびこれらの製造方法。 |
| US8829649B2 (en) | 2011-11-07 | 2014-09-09 | Renesas Electronics Corporation | Semiconductor device having a resistive element including a TaSiN layer |
| CN111275668A (zh) * | 2020-01-13 | 2020-06-12 | 浙江杜比医疗科技有限公司 | Nir图像的乳房血管提取方法、系统和装置 |
| JP2022022737A (ja) * | 2020-07-03 | 2022-02-07 | 大同特殊鋼株式会社 | 電流検出用抵抗器及び回路基板 |
Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5694602A (en) * | 1979-12-27 | 1981-07-31 | Taisei Koki Kk | Chrome tantalum thin film resistor |
| JPS5822379A (ja) * | 1981-07-30 | 1983-02-09 | Tama Denki Kogyo Kk | スパツタリング用タ−ゲツト |
| JPS58119601A (ja) * | 1982-01-08 | 1983-07-16 | 株式会社東芝 | 抵抗体 |
| JPS63287002A (ja) * | 1987-05-08 | 1988-11-24 | デール エレクトロニクス インコーポレーテッド | 電気抵抗器及びその製造方法、並びに電気抵抗器用導体として使用される合金 |
| JP2000182803A (ja) * | 1998-12-10 | 2000-06-30 | Akita Prefecture | 薄膜抵抗器およびその製造方法 |
| JP2001110602A (ja) * | 1999-10-12 | 2001-04-20 | Toshiba Tec Corp | 薄膜抵抗体形成方法及びセンサ |
| JP2005290401A (ja) * | 2004-03-31 | 2005-10-20 | Sumitomo Metal Mining Co Ltd | 金属抵抗体材料、スパッタリングターゲットおよび抵抗薄膜 |
| JP2006190871A (ja) * | 2005-01-07 | 2006-07-20 | Sumitomo Metal Mining Co Ltd | 金属抵抗体材料、抵抗薄膜、スパッタリングターゲット、薄膜抵抗器およびその製造方法 |
| JP2008007810A (ja) * | 2006-06-29 | 2008-01-17 | Sumitomo Metal Mining Co Ltd | スパッタリングターゲット |
-
2006
- 2006-06-29 JP JP2006178901A patent/JP4622946B2/ja active Active
Patent Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5694602A (en) * | 1979-12-27 | 1981-07-31 | Taisei Koki Kk | Chrome tantalum thin film resistor |
| JPS5822379A (ja) * | 1981-07-30 | 1983-02-09 | Tama Denki Kogyo Kk | スパツタリング用タ−ゲツト |
| JPS58119601A (ja) * | 1982-01-08 | 1983-07-16 | 株式会社東芝 | 抵抗体 |
| JPS63287002A (ja) * | 1987-05-08 | 1988-11-24 | デール エレクトロニクス インコーポレーテッド | 電気抵抗器及びその製造方法、並びに電気抵抗器用導体として使用される合金 |
| JP2000182803A (ja) * | 1998-12-10 | 2000-06-30 | Akita Prefecture | 薄膜抵抗器およびその製造方法 |
| JP2001110602A (ja) * | 1999-10-12 | 2001-04-20 | Toshiba Tec Corp | 薄膜抵抗体形成方法及びセンサ |
| JP2005290401A (ja) * | 2004-03-31 | 2005-10-20 | Sumitomo Metal Mining Co Ltd | 金属抵抗体材料、スパッタリングターゲットおよび抵抗薄膜 |
| JP2006190871A (ja) * | 2005-01-07 | 2006-07-20 | Sumitomo Metal Mining Co Ltd | 金属抵抗体材料、抵抗薄膜、スパッタリングターゲット、薄膜抵抗器およびその製造方法 |
| JP2008007810A (ja) * | 2006-06-29 | 2008-01-17 | Sumitomo Metal Mining Co Ltd | スパッタリングターゲット |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007027299A (ja) * | 2005-07-14 | 2007-02-01 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 薄膜抵抗体およびそれを用いた電子部品ならびにその製造方法 |
| JP2011119234A (ja) * | 2009-10-29 | 2011-06-16 | Sumitomo Metal Mining Co Ltd | 抵抗体材料、抵抗薄膜形成用スパッタリングターゲット、抵抗薄膜、薄膜抵抗器、およびこれらの製造方法。 |
| US8829649B2 (en) | 2011-11-07 | 2014-09-09 | Renesas Electronics Corporation | Semiconductor device having a resistive element including a TaSiN layer |
| CN111275668A (zh) * | 2020-01-13 | 2020-06-12 | 浙江杜比医疗科技有限公司 | Nir图像的乳房血管提取方法、系统和装置 |
| JP2022022737A (ja) * | 2020-07-03 | 2022-02-07 | 大同特殊鋼株式会社 | 電流検出用抵抗器及び回路基板 |
| JP2022078352A (ja) * | 2020-07-03 | 2022-05-24 | 大同特殊鋼株式会社 | 電流検出用抵抗器及び電流検出用抵抗器の製造方法 |
| JP7089555B2 (ja) | 2020-07-03 | 2022-06-22 | 大同特殊鋼株式会社 | 電流検出用抵抗器、回路基板及び電流検出用抵抗器の製造方法 |
| JP7404426B2 (ja) | 2020-07-03 | 2023-12-25 | 大同特殊鋼株式会社 | 電流検出用抵抗器及び電流検出用抵抗器の製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP4622946B2 (ja) | 2011-02-02 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4622946B2 (ja) | 抵抗薄膜材料、抵抗薄膜形成用スパッタリングターゲット、抵抗薄膜、薄膜抵抗器およびその製造方法。 | |
| JP4622522B2 (ja) | 金属抵抗体材料、抵抗薄膜、スパッタリングターゲット、薄膜抵抗器およびその製造方法 | |
| JP5045804B2 (ja) | 抵抗薄膜形成用スパッタリングターゲット、抵抗薄膜、薄膜抵抗器、およびこれらの製造方法 | |
| JP4775140B2 (ja) | スパッタリングターゲット | |
| TWI525196B (zh) | 薄膜電阻合金 | |
| CN111386581A (zh) | 热敏电阻烧结体及温度传感器元件 | |
| JP4042714B2 (ja) | 金属抵抗体材料、スパッタリングターゲットおよび抵抗薄膜 | |
| JP3852446B2 (ja) | 抵抗薄膜材料およびこれを用いた抵抗薄膜の製造方法 | |
| JP4895481B2 (ja) | 抵抗薄膜および抵抗薄膜形成用のスパッタリングターゲット | |
| CN115036086A (zh) | 热敏电阻烧结体及温度传感器元件 | |
| JPWO2020090309A1 (ja) | サーミスタ焼結体および温度センサ素子 | |
| JP4742758B2 (ja) | 薄膜抵抗体及びその製造方法 | |
| JP4238689B2 (ja) | 金属抵抗体およびその製造方法 | |
| JP6627993B2 (ja) | Ｃｕ−Ｎｉ合金スパッタリングターゲット | |
| JP2005294612A5 (ja) | ||
| CN102117670A (zh) | 电阻体材料、电阻薄膜形成用溅射靶、电阻薄膜、薄膜电阻器以及它们的制造方法 | |
| JP2004303804A (ja) | ３元合金材料 | |
| JP7087741B2 (ja) | 抵抗体材料、抵抗薄膜形成用スパッタリングターゲット、抵抗薄膜及び薄膜抵抗器、並びに抵抗薄膜形成用スパッタリングターゲットの製造方法及び抵抗薄膜の製造方法 | |
| KR20110047145A (ko) | 저항체 재료, 저항 박막 형성용 스퍼터링 타겟, 저항 박막, 박막 저항기 및 이들의 제조방법 | |
| JP4073658B2 (ja) | ３元合金材料 | |
| JP2010010009A (ja) | 溶造Ｓｉ電熱合金の抵抗温度曲線を平坦化する方法 | |
| JP2022060753A (ja) | 電気抵抗材料、電流検出用抵抗器、及び電気抵抗材料の製造方法 | |
| WO2019167564A1 (ja) | Ｃｕ－Ｎｉ合金スパッタリングターゲット | |
| KR20230132862A (ko) | Cr-Si 계 막 | |
| JP2006005104A (ja) | 薄膜抵抗体、薄膜抵抗体の製造方法および薄膜抵抗体製造用スパッタリングターゲット |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20080519 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20101005 |
|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20101018 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 4622946 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131112 Year of fee payment: 3 |