JP5928044B2 - 薄膜サーミスタ素子 - Google Patents
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Description
膜形成とアニール工程を交互に行う方法が開示されているが、この方法を実施する為の特殊な成膜装置が必要になることと、本来、この材料がとるべきスピネル結晶構造とは異なる結晶構造を形成しなければならない為、薄膜形成の結晶安定性に課題が残る。さらにアニール温度も高温プロセスのため、薄膜プロセスにおける量産性に関しても課題が残る。
次に、塩化第二鉄水溶液を用いたウェットエッチングで所定形状に加工し、その後、第1のアニールすなわち、焼成炉を用いてMn−Co−Ni系酸化物膜に大気雰囲気で600℃で2時間の熱処理を施し、本実施例におけるサーミスタ薄膜4を有した、目標抵抗値が120kΩである薄膜サーミスタ素子10を形成した。なお、実施形態および、実施例、比較例の抵抗値とは、薄膜サーミスタ素子10の出力端子電極5における抵抗値である。
本実施例の薄膜サーミスタ素子10の製作に使用したスパッタリングターゲットの結晶性評価結果を、図3に示す。結晶評価は、X線回折装置、すなわち、XRDにて評価した。さらにこのターゲットを用いて、本実施例の通りに成膜し、アニール後にXRDにて薄膜の結晶性を評価した結果を、図4に示す。成膜直後は酸素欠乏膜のため、NiOのピークは観察されなかったが、図4に示すように、アニール後に確認された。
実施例の効果を比較するために、NiOを過剰添加せずに、本来の材料の結晶構造であるスピネル結晶構造の、単一相からなるターゲットを使用し、アニールは成膜直後の酸素補充のための第1の600℃のアニールのみとした薄膜サーミスタ素子10を製作して評価した。製作プロセスは上記以外は同じとした。図5のA点は、比較例1のサンプルであり、図5に示すとおり、A点の抵抗値経時変化は1.2%より大きいから好ましくない、すなわち、薄膜サーミスタ素子10の抵抗値経時変化は抑制されていない。
実施例の効果を比較するために、比較例2として、実施形態と同じターゲットを使用し、成膜直後の第1のアニールを実施形態の600℃で行った後、薄膜工程の最後に700以上、すなわち、800℃の第2のアニールを行って、NiOを表面に析出させた薄膜サーミスタ素子10を製作し評価した。図5のB点は、比較例2を示している。比較例2のサンプルは、図8からわかるように、高温アニールによる薄膜サーミスタ素子10のNiOの薄膜表面への析出のために、図5のB点に示すように、実施例の、Z=0.6で、600℃で第2のアニールを行った薄膜サーミスタ素子10と比較して、抵抗値経時変化が好ましくないことがわかる。
1A 第1の主面
1B 第2の主面
2 絶縁膜
3 取出し電極
4 サーミスタ薄膜
5 出力端子電極
6 保護膜
7 キャビティ
10 薄膜サーミスタ素子
Claims (2)
- サーミスタ薄膜と、上記サーミスタ薄膜に設けられた1対の電極とを有する薄膜サーミスタ素子であって、
前記サーミスタ薄膜は、Mn−Co−Ni酸化物のスピネル結晶構造と、NiOのNaCl構造の混晶の結晶構造を有し、
前記スピネル結晶構造の結晶面方位(400)のX線回折強度に対するNaCl構造の結晶面方位(200)のX線回折強度で定義される混晶比率Zが、0.1<Z≦1.0の範囲にあることを特徴とする薄膜サーミスタ素子。 - 前記NiOは、前記サーミスタ薄膜の表面に析出せず、前記スピネル結晶構造と前記NaCl構造の混晶は膜中で形成することを特徴とする請求項1に記載の薄膜サーミスタ素子。
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