JPH0462866B2 - - Google Patents
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- JPH0462866B2 JPH0462866B2 JP62229383A JP22938387A JPH0462866B2 JP H0462866 B2 JPH0462866 B2 JP H0462866B2 JP 62229383 A JP62229383 A JP 62229383A JP 22938387 A JP22938387 A JP 22938387A JP H0462866 B2 JPH0462866 B2 JP H0462866B2
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N97/00—Electric solid-state thin-film or thick-film devices, not otherwise provided for
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Electronic Switches (AREA)
- Apparatuses And Processes For Manufacturing Resistors (AREA)
- Non-Adjustable Resistors (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は感熱記録用サーマルヘツドに関するも
ので、特に耐摩耗層を熱伝導率が固体中で最大で
あり最も耐摩耗性を有する炭素または炭素を主成
分とする材料により設けることを目的としてい
る。
ので、特に耐摩耗層を熱伝導率が固体中で最大で
あり最も耐摩耗性を有する炭素または炭素を主成
分とする材料により設けることを目的としてい
る。
本発明は発熱体層を非晶質（アルモフアス以下
ASという）または５〜20Åの大きさの微結晶性
を有する半非晶質（セミアモルフアス以下SAS
という）の如きプラズマ気相法による100〜450℃
好ましくは200〜350℃の低温で形成する珪素また
は炭素を主成分とする材料により設けることを目
的としている。
ASという）または５〜20Åの大きさの微結晶性
を有する半非晶質（セミアモルフアス以下SAS
という）の如きプラズマ気相法による100〜450℃
好ましくは200〜350℃の低温で形成する珪素また
は炭素を主成分とする材料により設けることを目
的としている。
本発明はかかる耐摩耗層または発熱層がプラズ
マ気相法すなわち0.01〜10torrの減圧下にて直流
高周波500KHz〜50MHz）またはマイクロ波（例
えば2.45GHzの周波数の電磁エネルギを加えてま
たはアーク放電を発生させてプラズマ化し、かか
る電磁エネルギにより気化した反応性気体例えば
エチレン、プロパン等の炭化水素ガスを活性化
し、分解せしめることにより、ASまたはSASの
絶縁性の炭素または炭素中に水素、珪素が30モル
％以下に含有した炭素を主成分とする被膜を形成
せんとするものである。
マ気相法すなわち0.01〜10torrの減圧下にて直流
高周波500KHz〜50MHz）またはマイクロ波（例
えば2.45GHzの周波数の電磁エネルギを加えてま
たはアーク放電を発生させてプラズマ化し、かか
る電磁エネルギにより気化した反応性気体例えば
エチレン、プロパン等の炭化水素ガスを活性化
し、分解せしめることにより、ASまたはSASの
絶縁性の炭素または炭素中に水素、珪素が30モル
％以下に含有した炭素を主成分とする被膜を形成
せんとするものである。
本発明はかかるプラズマ気相法により形成した
炭素はそのエネルギバンド巾が2.3eV以上代表的
には3eVを有する絶縁体でありかつその熱伝導率
は2.5以上代表的には5.0（Ｗ／cmdeg）とダイヤモ
ンドの6.60（Ｗ／cmdeg）に近いきわめてすぐれた
高い値を有する。
炭素はそのエネルギバンド巾が2.3eV以上代表的
には3eVを有する絶縁体でありかつその熱伝導率
は2.5以上代表的には5.0（Ｗ／cmdeg）とダイヤモ
ンドの6.60（Ｗ／cmdeg）に近いきわめてすぐれた
高い値を有する。
さらにビツカース硬度4500Kg／mm2以上代表的に
は6500Kg／mm2というダイヤモンド類似の硬さを有
するきわめてすぐれた特性を見出しかかる特性を
サーマルヘツドに適用してすぐれた耐摩耗性、感
熱高速応答性を有せしめたものである。
は6500Kg／mm2というダイヤモンド類似の硬さを有
するきわめてすぐれた特性を見出しかかる特性を
サーマルヘツドに適用してすぐれた耐摩耗性、感
熱高速応答性を有せしめたものである。
さらに本発明はかかるASまたはSASの450℃以
下で作られた炭素中に価または価の不純物で
あるホウ素またはリンを0.1〜３モル％の濃度に
添加すると、10-2〜10-6（Ωcm）-1の電気伝導度を
有せしめることができる。そのためこの場合は発
熱素子として用い、さらにその機械的特質により
耐摩耗層を必ずしも形成させる必要がない等の特
性を有せしめることができるという他の特徴を有
する。
下で作られた炭素中に価または価の不純物で
あるホウ素またはリンを0.1〜３モル％の濃度に
添加すると、10-2〜10-6（Ωcm）-1の電気伝導度を
有せしめることができる。そのためこの場合は発
熱素子として用い、さらにその機械的特質により
耐摩耗層を必ずしも形成させる必要がない等の特
性を有せしめることができるという他の特徴を有
する。
本発明はさらに耐摩耗層を減圧状態のプラズマ
気相法に用いるため、発熱層の側部に対しても上
面と同様の厚さで保護することができる。そのた
めこれまでスパツタ法、常圧気相法等で作られた
場合、この側面をおおうために結果として耐摩耗
層を上面の厚さ2μm以上（側面の厚さ0.2μm以
上）を必要とした。しかし本発明においては上面
も側面もほぼ同じ厚さに形成可能なため、その厚
さは0.1〜0.3μmあれば十分であり、結果として厚
さが約1/10になつたため、さらに感熱の応答速度
を向上させることができるようになつた。
気相法に用いるため、発熱層の側部に対しても上
面と同様の厚さで保護することができる。そのた
めこれまでスパツタ法、常圧気相法等で作られた
場合、この側面をおおうために結果として耐摩耗
層を上面の厚さ2μm以上（側面の厚さ0.2μm以
上）を必要とした。しかし本発明においては上面
も側面もほぼ同じ厚さに形成可能なため、その厚
さは0.1〜0.3μmあれば十分であり、結果として厚
さが約1/10になつたため、さらに感熱の応答速度
を向上させることができるようになつた。
本発明において反応性気体は炭化水素例えばア
セチレン（C2H2）、メタン系炭化水素（CoH2o+2）
等の気体または珪素を一部に含んだ場合はテトラ
メチルシラン（（CH2）4Si）、テトラエチルシラン
（（C2H5）4Si）等を用いてもよい。前者にあつて
は炭素に水素が30モル％以下特にSASとすると
0.01〜５モル％と低く存在しつつも炭素同志の共
有結合が強くダイヤモンドと類似の物性を有して
いた。また後者にあつては水素が0.01〜20モル％
を含み、さらに珪素を炭素の1/3〜1/4含むいわゆ
る炭素過剰の炭化珪素であり、主成分を炭素とし
ている絶縁性材料（光学的エネルギバンド巾Eg
＞2.3eV代表的には3.0eV）であつた。
セチレン（C2H2）、メタン系炭化水素（CoH2o+2）
等の気体または珪素を一部に含んだ場合はテトラ
メチルシラン（（CH2）4Si）、テトラエチルシラン
（（C2H5）4Si）等を用いてもよい。前者にあつて
は炭素に水素が30モル％以下特にSASとすると
0.01〜５モル％と低く存在しつつも炭素同志の共
有結合が強くダイヤモンドと類似の物性を有して
いた。また後者にあつては水素が0.01〜20モル％
を含み、さらに珪素を炭素の1/3〜1/4含むいわゆ
る炭素過剰の炭化珪素であり、主成分を炭素とし
ている絶縁性材料（光学的エネルギバンド巾Eg
＞2.3eV代表的には3.0eV）であつた。
以下に図面に従つて実施例を示す。
実施例 １
第１図は本発明に用いられたサーマルヘツドプ
リンタのたて断面図を示す。第１図Ｂは、第１図
ＡのＡ−A′の断面図を示す。ＣはＢ−B′の断面
図を示す。
リンタのたて断面図を示す。第１図Ｂは、第１図
ＡのＡ−A′の断面図を示す。ＣはＢ−B′の断面
図を示す。
図面において基板特にセラミツク基板上にグレ
イズされたガラス層２、発熱体層３、電極４、耐
摩耗層５が積層して設けられている。また第１図
Ｃに示す如く、感熱紙がこすられる部分は発熱層
３上に接して耐摩耗層５が設けられている。
イズされたガラス層２、発熱体層３、電極４、耐
摩耗層５が積層して設けられている。また第１図
Ｃに示す如く、感熱紙がこすられる部分は発熱層
３上に接して耐摩耗層５が設けられている。
本発明はこの耐摩耗層５を炭素または炭素を主
成分とした材料とし、この材料をプラズマ気相法
により形成するため、第１図Ｂ，Ｃに示す如く、
発熱体層の側部の厚さが発熱体層上の厚さを概略
一致させることができるという特徴を有する。
成分とした材料とし、この材料をプラズマ気相法
により形成するため、第１図Ｂ，Ｃに示す如く、
発熱体層の側部の厚さが発熱体層上の厚さを概略
一致させることができるという特徴を有する。
これは減圧下（0.01〜10torr）であり、反応性
気体の平均自由行程が長くなり気相法を行うに際
しても側辺へのまわりこみが大きいためである。
加えてプラズマ化し反応性気体同志に大きな運動
エネルギを与えて互いに衝突させ、四方八方への
飛翔を促していることにある。
気体の平均自由行程が長くなり気相法を行うに際
しても側辺へのまわりこみが大きいためである。
加えてプラズマ化し反応性気体同志に大きな運動
エネルギを与えて互いに衝突させ、四方八方への
飛翔を促していることにある。
耐摩耗層に関しては、以下の如くにして作製し
た。すなわち被形成面を有する基板を反応容器内
に封入しこの反応容器を10-3torrまでに真空引き
をするとともに、この基板を加熱炉により100〜
450℃好ましくは200〜350℃例えば300℃に加熱し
た。この後この雰囲気中に水素ヘリユームを導入
し、10-2〜10torrにした後誘導方式または容量結
合方式により電磁エネルギを加えた。例えば加え
る、電気エネルギの周波数は13.56MHz、出力は
50〜500Wとし、その実質的な電極間隙は15〜150
cmとながくした。それはプラズマ化した時の反応
性気体である炭素はきわめて安定な材料であるた
め各元素または炭素が会合した会合分子に対し高
いエネルギを与え炭素同志互いに共有結合をさせ
るためである。形成された被膜に関して出力が50
〜150Wを加えた時はASが250〜500Wを加えた時
はSASが、その中間ではそれらが混合した構造
が電子線回折では観察された。
た。すなわち被形成面を有する基板を反応容器内
に封入しこの反応容器を10-3torrまでに真空引き
をするとともに、この基板を加熱炉により100〜
450℃好ましくは200〜350℃例えば300℃に加熱し
た。この後この雰囲気中に水素ヘリユームを導入
し、10-2〜10torrにした後誘導方式または容量結
合方式により電磁エネルギを加えた。例えば加え
る、電気エネルギの周波数は13.56MHz、出力は
50〜500Wとし、その実質的な電極間隙は15〜150
cmとながくした。それはプラズマ化した時の反応
性気体である炭素はきわめて安定な材料であるた
め各元素または炭素が会合した会合分子に対し高
いエネルギを与え炭素同志互いに共有結合をさせ
るためである。形成された被膜に関して出力が50
〜150Wを加えた時はASが250〜500Wを加えた時
はSASが、その中間ではそれらが混合した構造
が電子線回折では観察された。
さらにこのプラズマ化した雰囲気に対し、炭化
物気体例えばメチタンまたはプロパンを導入し
た。するとこの反応性気体が脱水素化し、炭素の
結合が互いに共有結合し合つて、被形成面に炭素
被膜を形成させることができた。
物気体例えばメチタンまたはプロパンを導入し
た。するとこの反応性気体が脱水素化し、炭素の
結合が互いに共有結合し合つて、被形成面に炭素
被膜を形成させることができた。
基板の温度が100〜200℃にては、硬度が若干低
く、また基板への密着性が必ずしも好ましいもの
ではなかつたが、200℃以上特に250〜350℃にお
いては、きわめて安定な強い被形成面への密着性
を有していた。
く、また基板への密着性が必ずしも好ましいもの
ではなかつたが、200℃以上特に250〜350℃にお
いては、きわめて安定な強い被形成面への密着性
を有していた。
加熱処理は450℃以上にすると、基板との熱膨
張係数の差によりストレスが内在してしまい問題
があり、250〜450℃で形成された被膜が理想的な
耐摩耗材料であつた。
張係数の差によりストレスが内在してしまい問題
があり、250〜450℃で形成された被膜が理想的な
耐摩耗材料であつた。
出発物質をTMS（（CH2）4Si）、TES
（（C2H6）4Si）を用いると、形成された被膜には
珪素が15〜30原子％含まれる炭素を主成分とする
被膜であつた。これでも炭素のみと同様の硬度が
あつた。熱伝導度は炭素のみが5W／cmdegであ
つたが２〜3W／cmdegと少なかつた。
（（C2H6）4Si）を用いると、形成された被膜には
珪素が15〜30原子％含まれる炭素を主成分とする
被膜であつた。これでも炭素のみと同様の硬度が
あつた。熱伝導度は炭素のみが5W／cmdegであ
つたが２〜3W／cmdegと少なかつた。
以上の如くにして形成された炭素被膜は0.05〜
0.2μmの厚さすなわち従来の1/5〜1/10の薄さで
あつても105時間の使用に耐える耐摩耗性を有し
ていた。
0.2μmの厚さすなわち従来の1/5〜1/10の薄さで
あつても105時間の使用に耐える耐摩耗性を有し
ていた。
実施例 ２
この実施例は実施例１と同様の硬度のサーマル
ヘツドを実施例１と同様のプラズマ気相法を用い
て発熱体層を形成させた場合である。
ヘツドを実施例１と同様のプラズマ気相法を用い
て発熱体層を形成させた場合である。
その製造は実施例１と同様の条件のプラズマ気
相法とした。しかし形成される被膜が導電性（抵
抗性）または半導体性であることを必要とするた
め、形成された被膜は価または価の不純物例
えばホウ素またはリンを添加例えば不純物気体／
珪化物気体＝0.01％以下に添加したASまたは
SASの珪素被膜またはかかる不純物を不純物気
体／炭化物気体＝0.01〜３％に添加した抵抗性ま
たは半導体性の炭素を主成分とする被膜を形成せ
しめた。
相法とした。しかし形成される被膜が導電性（抵
抗性）または半導体性であることを必要とするた
め、形成された被膜は価または価の不純物例
えばホウ素またはリンを添加例えば不純物気体／
珪化物気体＝0.01％以下に添加したASまたは
SASの珪素被膜またはかかる不純物を不純物気
体／炭化物気体＝0.01〜３％に添加した抵抗性ま
たは半導体性の炭素を主成分とする被膜を形成せ
しめた。
すなわち前者の珪素被膜に関しては、出発物質
をシラン（SinH2o+2ｎ≧１）、四フツ化珪素を用
い、同様の100〜450℃例えば200〜350℃にて形成
させた。高周波エネルギは13.56MHzを10〜50W
として、AS、または50〜200WとしてSASを形成
させた。価の不純物は例えばホウ素B2H6を用
いて、また価の不純物は例えばリンをPH3を用
いて前記した比の如く微少なドープまたはノンド
ープをして用いた。形成された被膜中に水素が20
モル％以下に含有したが発熱させることによりそ
れらは外部に放出されてしまつた。
をシラン（SinH2o+2ｎ≧１）、四フツ化珪素を用
い、同様の100〜450℃例えば200〜350℃にて形成
させた。高周波エネルギは13.56MHzを10〜50W
として、AS、または50〜200WとしてSASを形成
させた。価の不純物は例えばホウ素B2H6を用
いて、また価の不純物は例えばリンをPH3を用
いて前記した比の如く微少なドープまたはノンド
ープをして用いた。形成された被膜中に水素が20
モル％以下に含有したが発熱させることによりそ
れらは外部に放出されてしまつた。
また炭素においては、実施例１と同様のアセチ
レンを用いた。ここにB2H6／C2H2＝0.01〜３％、
PH3／C2H2＝0.01〜３％として形成させた。そ
の結果電気伝導度は10-8〜10-4（Ωcm）-1が得られ
た。以上の説明より明らかな如く、本発明はその
基本思想としてプラズマ気相法を用いるため、基
板温度が100〜450℃代表的には250〜400℃特に
300℃という従来の被膜形成方法で考えるならば
低い温度で可能である。特に500℃以下であるこ
とは基板材料としてガラスを用いる時その熱膨張
の歪に対しきわめてこれを少なくし、従来の高温
処理による基板のそり等の大きな欠点を防ぐこと
ができた。そのためこれまでのサーマルプリンタ
の発熱部が１mmあたり６本しか作れなかつたが、
これを24本にまで高めることができるようになつ
た。
レンを用いた。ここにB2H6／C2H2＝0.01〜３％、
PH3／C2H2＝0.01〜３％として形成させた。そ
の結果電気伝導度は10-8〜10-4（Ωcm）-1が得られ
た。以上の説明より明らかな如く、本発明はその
基本思想としてプラズマ気相法を用いるため、基
板温度が100〜450℃代表的には250〜400℃特に
300℃という従来の被膜形成方法で考えるならば
低い温度で可能である。特に500℃以下であるこ
とは基板材料としてガラスを用いる時その熱膨張
の歪に対しきわめてこれを少なくし、従来の高温
処理による基板のそり等の大きな欠点を防ぐこと
ができた。そのためこれまでのサーマルプリンタ
の発熱部が１mmあたり６本しか作れなかつたが、
これを24本にまで高めることができるようになつ
た。
以上の説明より明らかな如く、本発明はそのエ
ネルギバンド巾2.0eV以上代表的には2.5〜3eVを
有する絶縁性の透光性炭素を耐摩耗性材料として
用いたこと、さらに炭素または炭素を主成分とす
る抵抗体または半導体を発熱体層として用いたこ
とを特徴としている。そのために本発明はプラズ
マ気相法によりその一方または双方を形成せし
め、従来の気相法で形成された温度よりも300〜
500℃も低い500℃以下の温度で作ることができ、
基板材料の選定に大きな自由度を得、低価格化に
きわめてすぐれた特徴を有していた。
ネルギバンド巾2.0eV以上代表的には2.5〜3eVを
有する絶縁性の透光性炭素を耐摩耗性材料として
用いたこと、さらに炭素または炭素を主成分とす
る抵抗体または半導体を発熱体層として用いたこ
とを特徴としている。そのために本発明はプラズ
マ気相法によりその一方または双方を形成せし
め、従来の気相法で形成された温度よりも300〜
500℃も低い500℃以下の温度で作ることができ、
基板材料の選定に大きな自由度を得、低価格化に
きわめてすぐれた特徴を有していた。
本発明の方法により、サーマルヘツドの発熱体
層上面と側面の厚さをほぼ同じ厚さに形成できる
ため従来方法のようにその厚さの１番薄い部分の
厚さを必要量以上にすると、逆に厚く形成される
部分はその10倍も厚くなるということがない。
層上面と側面の厚さをほぼ同じ厚さに形成できる
ため従来方法のようにその厚さの１番薄い部分の
厚さを必要量以上にすると、逆に厚く形成される
部分はその10倍も厚くなるということがない。
また、上面と側面をおおつた場合、基板と発熱
体層の密着力を高めるという効果を持つ。
体層の密着力を高めるという効果を持つ。
本発明はプラズマ気相法を主として記した。し
かしかかる耐摩耗性が得られる限りにおいてイオ
ンプレーテイングその他のプラズマまたはレーザ
等の電磁エネルギ、光エネルギを用いてもよい。
かしかかる耐摩耗性が得られる限りにおいてイオ
ンプレーテイングその他のプラズマまたはレーザ
等の電磁エネルギ、光エネルギを用いてもよい。
本発明の実施例においての第１図の構造はその
一例を示したもので、発熱体層を単結晶としてト
ランジスタ構造であつてもよく、その他シリコン
メサ構造、プレナー構造等に用いることができ
る。
一例を示したもので、発熱体層を単結晶としてト
ランジスタ構造であつてもよく、その他シリコン
メサ構造、プレナー構造等に用いることができ
る。
第１図は本発明のサーマルプリンタのたて断面
図を示す。
図を示す。
Claims (1)
- １ 基板上の被形成面上に炭素を含有する気体を
含む反応性気体をプラズマ気相法により、分解ま
たは活性化せしめ発熱体層の上面及び側面を含む
被形成面上にアモルフアスまたは微結晶性を有す
る炭素被膜または炭素を主成分とする被膜からな
る耐摩耗層を形成することを特徴とするサーマル
ヘツド作成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62229383A JPS6378761A (ja) | 1987-09-12 | 1987-09-12 | サーマルヘッド作成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62229383A JPS6378761A (ja) | 1987-09-12 | 1987-09-12 | サーマルヘッド作成方法 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56140653A Division JPS5842472A (ja) | 1981-09-07 | 1981-09-07 | サ−マルヘツド |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6378761A JPS6378761A (ja) | 1988-04-08 |
| JPH0462866B2 true JPH0462866B2 (ja) | 1992-10-07 |
Family
ID=16891323
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62229383A Granted JPS6378761A (ja) | 1987-09-12 | 1987-09-12 | サーマルヘッド作成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6378761A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3118221B2 (ja) | 1998-07-21 | 2000-12-18 | 富士写真フイルム株式会社 | サーマルヘッド |
| JP2000272156A (ja) | 1999-03-26 | 2000-10-03 | Fuji Photo Film Co Ltd | カーボン膜の成膜方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5476243A (en) * | 1977-11-30 | 1979-06-18 | Ricoh Co Ltd | Flare cut treatment method of optical transmission bodies |
| JPS5480138A (en) * | 1977-12-08 | 1979-06-26 | Namiki Precision Jewel Co Ltd | Thermal head for facsimile |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS52140341U (ja) * | 1976-04-19 | 1977-10-24 | ||
| JPS5567841U (ja) * | 1978-11-01 | 1980-05-10 |
-
1987
- 1987-09-12 JP JP62229383A patent/JPS6378761A/ja active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5476243A (en) * | 1977-11-30 | 1979-06-18 | Ricoh Co Ltd | Flare cut treatment method of optical transmission bodies |
| JPS5480138A (en) * | 1977-12-08 | 1979-06-26 | Namiki Precision Jewel Co Ltd | Thermal head for facsimile |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6378761A (ja) | 1988-04-08 |
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