JP2022014344A - 積層電極、電極付き歪抵抗膜および圧力センサ - Google Patents
積層電極、電極付き歪抵抗膜および圧力センサ Download PDFInfo
- Publication number
- JP2022014344A JP2022014344A JP2020116622A JP2020116622A JP2022014344A JP 2022014344 A JP2022014344 A JP 2022014344A JP 2020116622 A JP2020116622 A JP 2020116622A JP 2020116622 A JP2020116622 A JP 2020116622A JP 2022014344 A JP2022014344 A JP 2022014344A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- resistance film
- strain resistance
- layer
- laminated electrode
- diffusion prevention
- 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.)
- Pending
Links
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 claims abstract description 67
- 230000002265 prevention Effects 0.000 claims abstract description 55
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 45
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 31
- 230000007704 transition Effects 0.000 claims abstract description 10
- 239000012528 membrane Substances 0.000 claims description 26
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical group [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 17
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 239000010408 film Substances 0.000 description 143
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 20
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 20
- 239000000463 material Substances 0.000 description 11
- 238000000034 method Methods 0.000 description 9
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 9
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 7
- 238000009429 electrical wiring Methods 0.000 description 6
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 6
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 6
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 6
- 238000000427 thin-film deposition Methods 0.000 description 6
- 238000000059 patterning Methods 0.000 description 5
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 4
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 4
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 4
- 230000003405 preventing effect Effects 0.000 description 4
- 238000000137 annealing Methods 0.000 description 3
- 230000008859 change Effects 0.000 description 3
- 229910052741 iridium Inorganic materials 0.000 description 3
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 3
- 229910052762 osmium Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052703 rhodium Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052707 ruthenium Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 2
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 229910052732 germanium Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 2
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 2
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052755 nonmetal Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000000206 photolithography Methods 0.000 description 2
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 2
- 229910052702 rhenium Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910000679 solder Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 2
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 description 2
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052684 Cerium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052692 Dysprosium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052691 Erbium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052693 Europium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052688 Gadolinium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052689 Holmium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052779 Neodymium Inorganic materials 0.000 description 1
- 240000007594 Oryza sativa Species 0.000 description 1
- 235000007164 Oryza sativa Nutrition 0.000 description 1
- 229910052777 Praseodymium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052772 Samarium Inorganic materials 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052771 Terbium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052775 Thulium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052769 Ytterbium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 229910052787 antimony Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052785 arsenic Inorganic materials 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052788 barium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 229910052790 beryllium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052797 bismuth Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000001808 coupling effect Effects 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 description 1
- 238000000921 elemental analysis Methods 0.000 description 1
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 229910052735 hafnium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052745 lead Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000001000 micrograph Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 235000009566 rice Nutrition 0.000 description 1
- 238000005204 segregation Methods 0.000 description 1
- 229910052711 selenium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005477 sputtering target Methods 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052712 strontium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052713 technetium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052714 tellurium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052716 thallium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052727 yttrium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Measuring Fluid Pressure (AREA)
- Details Of Resistors (AREA)
- Adjustable Resistors (AREA)
- Non-Adjustable Resistors (AREA)
Abstract
Description
前記歪抵抗膜は、CrとAlとを含み、
前記積層電極は、前記歪抵抗膜の上に重なるコンタクト層と、前記コンタクト層の上に重なる拡散防止層と、前記拡散防止層の上に重なる実装層と、を有し、
前記拡散防止層は、第5または6周期に属する遷移元素を含む。
また、たとえば、前記コンタクト層は、Tiを含むものであってもよい。
また、本発明に係る圧力センサは、上記いずれかに記載の積層電極と、
前記歪抵抗膜と、
前記歪抵抗膜が設けられるメンブレンと、を有する。
70~95at%のCrと5~30at%のAlを含む歪抵抗膜32の上に、Tiからなるコンタクト層36aを5nm、Ptからなる拡散防止層36bを20nm、Auからなる実装層36cを200nm、それぞれ図2に示すように順次形成して積層電極36を形成し、試料1を作製した。歪抵抗膜32、および積層電極36の各層は、スパッタリングにより形成した(表1参照)。
試料2は、コンタクト層36aの厚みを20nmとし、試料3は、拡散防止層36bの厚みを5nmとし、試料4は、実装層36cの厚みを100nmとしたことを除き、各試料は試料1と同様である(表1参照)。
試料5は、コンタクト層36aがCrからなり、試料6は、コンタクト層36aがNiからなり、試料7は、拡散防止層36bがWからなることを除き、各試料は試料1と同様である(表1参照)。
試料8は、拡散防止層36bに相当する層がNiからなることを除き、試料1と同様である。
試料9~試料15は、積層電極が実装層36cとコンタクト層36aの2層構造であり、拡散防止層36bを有しない点で、試料1と異なる。試料9は、厚さ5nmのTiからなるコンタクト層36aを有し、試料10は、厚さ20nmのTiからなるコンタクト層36aを有する。試料11は、厚さ5nmのCrからなるコンタクト層36aを有し、試料12は、厚さ20nmのCrからなるコンタクト層36aを有する。試料13は、厚さ5nmのNiからなるコンタクト層36aを有し、試料14は、厚さ20nmのNiからなるコンタクト層36aを有する。試料15は、厚さ20nmのMoからなるコンタクト層36aを有する。試料9~試料15は、いずれも200nmのAuからなる実装層36cを有する。
各試料を100サンプルずつ準備し、Au細線によるワイヤボンディングの付着成功率を評価した。評価では、25サンプルずつ4つのグループに分け、グループ毎に、積層電極36形成後であってワイヤボンディング実施前に行われる熱処理条件を異ならせた。第1のグループは熱処理なし、第2のグループは350度2hの熱処理を行い、第3のグループは400度2hの熱処理を行い、第4のグループは500度2hの熱処理を行った。各試料の条件と、評価結果を表1に示す。
図4(a)は、70~95at%のCrと5~30at%のAlを含む薄膜(厚み300nm)上に、Tiの薄膜(厚み5nm)と、Auの薄膜(厚み200nm)とを形成して3層構造のサンプルを作製し、350℃2hの熱処理施した後、サンプルの再上面近傍の元素を、XPS(ESCA)により分析したものである。
図5は、Crからなる薄膜の上に、Tiからなる薄膜を5nm、Auからなる薄膜を200nm形成して3層構造のサンプルを作製し、350℃2hの熱処理施した後、サンプル断面をSEM-EDSにより元素分析したものである。図5(a)は、Tiの存在位置を白色で示しており、図5(b)はCrの存在位置を白色で示している。
図6は、図2および図3に示す電極付き歪抵抗膜30について、歪抵抗膜32の組成の違いと、歪抵抗膜32のゲージ率の変化との関係を表したものである。評価に用いた電極付き歪抵抗膜30は、熱酸化膜付きSiウエハ上に、スパッタリングによりCrおよびAlを含む歪抵抗膜32を形成した後、コンタクト層36a(Ti、5nm)、拡散防止層36b(Pt、20nm)、実装層36c(Au、200nm)を電子線蒸着で形成して積層電極36を形成した。以下のように、歪抵抗膜32の組成が異なる6サンプルの電極付き歪抵抗膜30を作製し、それぞれのサンプルについて、片持ち梁の曲げ試験にてゲージ率を測定した。なお、歪抵抗膜32の組成は、スパッタターゲットのCr/Al比を変えて調整した。
<サンプル1>Al:5at%、Cr:95at%
<サンプル2>Al:15at%、Cr:85at%
<サンプル3>Al:30at%、Cr:70at%
<サンプル4>Al:45at%、Cr:55at%
<サンプル5>Al:60at%、Cr:40at%
<サンプル6>Al:80at%、Cr:20at%
12…接続部材
12a…ねじ溝
12b…流路
14…抑え部材
16…回路基板
20…ステム
21…フランジ部
22…メンブレン
22a…内面
22b…外面
30…電極付き歪抵抗膜
32…歪抵抗膜
R1…第1抵抗体
R2…第2抵抗体
R3…第3抵抗体
R4…第4抵抗体
34…電気配線
36…歪抵抗膜用積層電極(積層電極)
36a…コンタクト層
36b…拡散防止層
36c…実装層
52…下地絶縁層
72…中間配線
Claims (8)
- 歪抵抗膜の上に設けられる積層電極であって、
前記歪抵抗膜は、CrとAlとを含み、
前記積層電極は、前記歪抵抗膜の上に重なるコンタクト層と、前記コンタクト層の上に重なる拡散防止層と、前記拡散防止層の上に重なる実装層と、を有し、
前記拡散防止層は、第5または6周期に属する遷移元素を含む積層電極。 - 前記歪抵抗膜は、50~99at%のCrと、1~50at%のAlとを含むことを特徴とする請求項1に記載の積層電極。
- 前記拡散防止層は、白金族元素を含むことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の積層電極。
- 前記コンタクト層は、Cr、Ti、Ni、Moのうち少なくともいずれか1つを含むことを特徴とする請求項1から請求項3までのいずれかに記載の積層電極。
- 前記コンタクト層は、Tiを含むことを特徴とする請求項1から請求項3までのいずれかに記載の積層電極。
- 前記実装層は、Auを含むことを特徴とする請求項1から請求項5までのいずれかに記載の積層電極。
- 請求項1から請求項6までのいずれかに記載の積層電極と、
前記歪抵抗膜と、を有する電極付き歪抵抗膜。 - 前記請求項1から請求項6までのいずれかに記載の積層電極と、
前記歪抵抗膜と、
前記歪抵抗膜が設けられるメンブレンと、を有する圧力センサ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2020116622A JP2022014344A (ja) | 2020-07-06 | 2020-07-06 | 積層電極、電極付き歪抵抗膜および圧力センサ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2020116622A JP2022014344A (ja) | 2020-07-06 | 2020-07-06 | 積層電極、電極付き歪抵抗膜および圧力センサ |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2022014344A true JP2022014344A (ja) | 2022-01-19 |
Family
ID=80185383
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2020116622A Pending JP2022014344A (ja) | 2020-07-06 | 2020-07-06 | 積層電極、電極付き歪抵抗膜および圧力センサ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2022014344A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP4230982A1 (en) * | 2022-02-16 | 2023-08-23 | TDK Corporation | Film electrode structure and pressure sensor |
EP4332531A1 (en) * | 2022-08-31 | 2024-03-06 | TDK Corporation | Sensor member and physical quantity sensor |
EP4332530A1 (en) * | 2022-08-31 | 2024-03-06 | TDK Corporation | Sensor member |
-
2020
- 2020-07-06 JP JP2020116622A patent/JP2022014344A/ja active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP4230982A1 (en) * | 2022-02-16 | 2023-08-23 | TDK Corporation | Film electrode structure and pressure sensor |
EP4332531A1 (en) * | 2022-08-31 | 2024-03-06 | TDK Corporation | Sensor member and physical quantity sensor |
EP4332530A1 (en) * | 2022-08-31 | 2024-03-06 | TDK Corporation | Sensor member |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2022014344A (ja) | 積層電極、電極付き歪抵抗膜および圧力センサ | |
TWI317139B (en) | Electronic component, mounting structure of the same, and method of manufacturing the same | |
AU776754B2 (en) | Thermistor and method of manufacture | |
JP5847517B2 (ja) | 水素充填システム | |
JPH0563024A (ja) | 電気構成要素用の多層連結合金構造 | |
CN105181166A (zh) | 温度传感器元件 | |
JP2017523415A (ja) | センサ素子、センサ装置、およびセンサ素子とセンサ装置の製造方法 | |
US10504638B2 (en) | Thermistor and device using thermistor | |
WO2023058201A1 (ja) | 積層電極、電極付き歪抵抗膜および圧力センサ | |
JP2559875B2 (ja) | 抵抗体素子 | |
US8294237B2 (en) | Semiconductor structural element | |
WO2019189752A1 (ja) | ひずみゲージ | |
JP5231919B2 (ja) | 被覆線及び膜抵抗器 | |
JP3519715B2 (ja) | 半導体装置 | |
WO2022186088A1 (ja) | 積層電極、電極付き歪抵抗膜および圧力センサ | |
US20240068891A1 (en) | Sensor member | |
CN115398178A (zh) | 应变仪 | |
JP6099673B2 (ja) | 温度ヒューズ用電極材料の製造方法 | |
JP2021139804A (ja) | ひずみゲージ | |
US7632537B2 (en) | Circuits including a titanium substrate | |
EP4235131A1 (en) | Metal member with insulating film, physical quantity sensor, and pressure sensor | |
WO2022202106A1 (ja) | 歪抵抗膜、圧力センサおよび積層体 | |
JPH02188922A (ja) | エレクトロニクス装置およびその製造方法 | |
JP2654872B2 (ja) | 半導体装置 | |
JP3019568B2 (ja) | セラミック電子部品及びその製造方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20230425 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20231222 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20240123 |
|
A601 | Written request for extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601 Effective date: 20240321 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20240520 |