JPH06213613A - 歪抵抗材料およびその製造方法および薄膜歪センサ - Google Patents
歪抵抗材料およびその製造方法および薄膜歪センサInfo
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- JPH06213613A JPH06213613A JP2196593A JP2196593A JPH06213613A JP H06213613 A JPH06213613 A JP H06213613A JP 2196593 A JP2196593 A JP 2196593A JP 2196593 A JP2196593 A JP 2196593A JP H06213613 A JPH06213613 A JP H06213613A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 クロムと酸素を主体とする薄膜歪抵抗材料で
あって、高いゲ−ジ率を有し、低い抵抗温度係数（ＴＣ
Ｒ）、低い感度温度係数（ＴＣＳ）を有するものを提供
すること。 【構成】 クロムと酸素を主体とし、ｂｃｃＣｒと、三
方晶Ｃｒ2 Ｏ3 よりなる薄膜歪抵抗材料を提供する。真
空蒸着またはスパッタリングにより基板温度を１５０℃
以上に保って薄膜形成する。さらに４００℃以上の温度
でアニ−ルする。
あって、高いゲ−ジ率を有し、低い抵抗温度係数（ＴＣ
Ｒ）、低い感度温度係数（ＴＣＳ）を有するものを提供
すること。 【構成】 クロムと酸素を主体とし、ｂｃｃＣｒと、三
方晶Ｃｒ2 Ｏ3 よりなる薄膜歪抵抗材料を提供する。真
空蒸着またはスパッタリングにより基板温度を１５０℃
以上に保って薄膜形成する。さらに４００℃以上の温度
でアニ−ルする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、圧力、力、歪み、加
速度、流量などを金属薄膜の歪みによる抵抗値の変化と
して測定するための、歪ゲ−ジ式の歪抵抗材料、その製
造方法、これを利用したセンサなどに関するものであ
る。歪抵抗材料というのは、歪むことによって抵抗値が
変化する材料の事をいう。ダイヤフラムに歪抵抗材料を
取り付けると、圧力によってダイヤフラムが変形するの
で歪抵抗材料の抵抗値が変化する。抵抗値の変化によっ
て圧力を測定できる。また金属の棒材に歪抵抗材料を貼
り付けておくと、棒に加えられた力に比例して棒が撓む
から、歪抵抗材料が伸び縮みする。これによって抵抗値
が変化するので、力の大きさを測定できる。
速度、流量などを金属薄膜の歪みによる抵抗値の変化と
して測定するための、歪ゲ−ジ式の歪抵抗材料、その製
造方法、これを利用したセンサなどに関するものであ
る。歪抵抗材料というのは、歪むことによって抵抗値が
変化する材料の事をいう。ダイヤフラムに歪抵抗材料を
取り付けると、圧力によってダイヤフラムが変形するの
で歪抵抗材料の抵抗値が変化する。抵抗値の変化によっ
て圧力を測定できる。また金属の棒材に歪抵抗材料を貼
り付けておくと、棒に加えられた力に比例して棒が撓む
から、歪抵抗材料が伸び縮みする。これによって抵抗値
が変化するので、力の大きさを測定できる。
【０００２】
【従来の技術】歪抵抗材料に要求される特性は、 歪みに対する抵抗値の変化が大きい。歪みεに対する
抵抗変化率∂Ｒ／Ｒの比をゲ−ジ率∂Ｒ／εＲという。
これは歪抵抗材料を用いてセンサを作った時の感度を決
めるものである。高感度のセンサを作るためにはゲ−ジ
率の高い歪抵抗材料が必要である。感度が高いとノイズ
に対する余裕が大きくなるし、後段の増幅器の負担が軽
減されるからである。
抵抗変化率∂Ｒ／Ｒの比をゲ−ジ率∂Ｒ／εＲという。
これは歪抵抗材料を用いてセンサを作った時の感度を決
めるものである。高感度のセンサを作るためにはゲ−ジ
率の高い歪抵抗材料が必要である。感度が高いとノイズ
に対する余裕が大きくなるし、後段の増幅器の負担が軽
減されるからである。
【０００３】抵抗の温度係数が小さい。つまり温度に
よって抵抗値が大きく変化しないということである。
（∂Ｒ／Ｒ∂Ｔ）が小さいというふうに表現できる。こ
の値を抵抗温度係数（ＴＣＲ）という。これが大きい
と、温度変化による抵抗変化が、歪みによる抵抗変化よ
りも優越し歪みを正確に求めることができなくなるから
である。 感度の温度による変化が少ないこと。これが大きいと
温度によって感度が異なるということになり望ましくな
い。感度の温度係数をＴＣＳという。 経時変化が少ない。耐熱性がある。信頼性が高い。 等である。
よって抵抗値が大きく変化しないということである。
（∂Ｒ／Ｒ∂Ｔ）が小さいというふうに表現できる。こ
の値を抵抗温度係数（ＴＣＲ）という。これが大きい
と、温度変化による抵抗変化が、歪みによる抵抗変化よ
りも優越し歪みを正確に求めることができなくなるから
である。 感度の温度による変化が少ないこと。これが大きいと
温度によって感度が異なるということになり望ましくな
い。感度の温度係数をＴＣＳという。 経時変化が少ない。耐熱性がある。信頼性が高い。 等である。
【０００４】歪ゲ−ジ式の歪抵抗材料には従来から次の
ようなものが知られている。 （１）ＮｉＣｒやＣｕＮｉのような金属系の歪抵抗材
料。 （２）Ｓｉなどの半導体。 ＮｉＣｒ（ニクロム）、ＣｕＮｉ（アドバンス）のよう
に金属の歪抵抗材料は抵抗温度係数が小さく特性が安定
しているため、広く利用されている。しかし歪みに対す
る抵抗変化、即ち感度が低い。ゲ−ジ率は２〜３であっ
て低感度である。感度が低いから後段に高い増幅率の増
幅器を必要とする。当然ノイズに対して余裕が少ない。
ようなものが知られている。 （１）ＮｉＣｒやＣｕＮｉのような金属系の歪抵抗材
料。 （２）Ｓｉなどの半導体。 ＮｉＣｒ（ニクロム）、ＣｕＮｉ（アドバンス）のよう
に金属の歪抵抗材料は抵抗温度係数が小さく特性が安定
しているため、広く利用されている。しかし歪みに対す
る抵抗変化、即ち感度が低い。ゲ−ジ率は２〜３であっ
て低感度である。感度が低いから後段に高い増幅率の増
幅器を必要とする。当然ノイズに対して余裕が少ない。
【０００５】Ｓｉなどの半導体の歪抵抗材料はゲ−ジ率
が１０〜１００と高い。感度が良い。しかも集積回路化
することでＳｉ基板上に増幅器と一体化できるという長
所があるために既に広く利用されている。しかし半導体
であるから、温度による抵抗変化が極めて大きい。つま
り抵抗温度係数ＴＣＲが大きくそのままでは使えないの
で、温度補償回路を必要とする。また、熱に弱い。
が１０〜１００と高い。感度が良い。しかも集積回路化
することでＳｉ基板上に増幅器と一体化できるという長
所があるために既に広く利用されている。しかし半導体
であるから、温度による抵抗変化が極めて大きい。つま
り抵抗温度係数ＴＣＲが大きくそのままでは使えないの
で、温度補償回路を必要とする。また、熱に弱い。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】近年、金属系の歪抵抗
材料として、Ｃｒを主体とする薄膜歪抵抗材料が開発さ
れている。Ｃｒは一般の金属に比べて歪みに対する抵抗
変化率即ちゲ−ジ率が大きいからである。特開昭６１−
２５６２３３号は、ダイヤフラムまたは絶縁膜の上に、
ＣｒまたはＣｒ合金をスパッタリングによって形成した
センサを提案している。Ｃｒを用いたものについて、
材料として、Ｃｒを主体とする薄膜歪抵抗材料が開発さ
れている。Ｃｒは一般の金属に比べて歪みに対する抵抗
変化率即ちゲ−ジ率が大きいからである。特開昭６１−
２５６２３３号は、ダイヤフラムまたは絶縁膜の上に、
ＣｒまたはＣｒ合金をスパッタリングによって形成した
センサを提案している。Ｃｒを用いたものについて、
【０００７】ゲ−ジ率＝１６〜１７ ＴＣＲ＝−５００〜６００ｐｐｍ／℃ ＴＣＳ＝−５００〜−６００ｐｐｍ／℃ という性能を得たとある。またＣｒとＭｏの合金をスパ
ッタで薄膜として、 ゲ−ジ率＝１３〜１５ ＴＣＲ＝−２００〜０ｐｐｍ／℃ ＴＣＳ＝−４０００〜−３０００ｐｐｍ／℃ というような性能を得たと書いてある。
ッタで薄膜として、 ゲ−ジ率＝１３〜１５ ＴＣＲ＝−２００〜０ｐｐｍ／℃ ＴＣＳ＝−４０００〜−３０００ｐｐｍ／℃ というような性能を得たと書いてある。
【０００８】特開平２−７６２０１号は、６０〜９８原
子％のＣｒ、２〜３０原子％の酸素、０〜１０原子％の
Ｓｉ、Ｇｅ、Ｂを含む薄膜歪抵抗材料を提案している。
これは、 ゲ−ジ率＝５〜１０ ＴＣＲ＝−７３〜＋７５ｐｐｍ／℃ の性能を持つと述べている。
子％のＣｒ、２〜３０原子％の酸素、０〜１０原子％の
Ｓｉ、Ｇｅ、Ｂを含む薄膜歪抵抗材料を提案している。
これは、 ゲ−ジ率＝５〜１０ ＴＣＲ＝−７３〜＋７５ｐｐｍ／℃ の性能を持つと述べている。
【０００９】特開平２−１５２２０１号は、６０〜９８
原子％のＣｒ、２〜３０原子％の酸素、０〜１０原子％
のＡｌ、Ｔｉ，Ｔａを含む薄膜歪抵抗材料を提案してい
る。これも、 ゲ−ジ率＝５〜１０ ＴＣＲ＝−８３〜＋７５ｐｐｍ／℃ の特性を発揮したとある。
原子％のＣｒ、２〜３０原子％の酸素、０〜１０原子％
のＡｌ、Ｔｉ，Ｔａを含む薄膜歪抵抗材料を提案してい
る。これも、 ゲ−ジ率＝５〜１０ ＴＣＲ＝−８３〜＋７５ｐｐｍ／℃ の特性を発揮したとある。
【００１０】このようにＣｒを主体とした歪抵抗材料及
びＣｒと酸素を主体とした歪抵抗材料は、種々提案され
ているが、ゲ−ジ率、ＴＣＲ、ＴＣＳの全てについての
要求を同時に満足していない。また耐熱性、歪み耐久性
等の信頼性に於いても十分でなかった。
びＣｒと酸素を主体とした歪抵抗材料は、種々提案され
ているが、ゲ−ジ率、ＴＣＲ、ＴＣＳの全てについての
要求を同時に満足していない。また耐熱性、歪み耐久性
等の信頼性に於いても十分でなかった。
【００１１】本発明は、Ｃｒと酸素を主体とし、大きい
ゲ−ジ率と、低いＴＣＲ、ＴＣＳを持つ歪抵抗材料を提
供することを目的とする。バルクのＣｒは高いゲ−ジ率
を持つ（ゲ−ジ率≒３０）。しかし反面ＴＣＲが極めて
大きい。ＴＣＲ≒＋３０００ｐｐｍ／℃である。高いゲ
−ジ率を維持し、ＴＣＲを下げるためにどうすればよい
のかこれが問題である。前述のようにＣｒに不純物を入
れるのは、不純物によって電子が散乱され平均自由行程
が短くなるので抵抗温度係数ＴＣＲが低下するという性
質を利用している。しかし同時にゲ−ジ率も一般に低下
する。従来のＣｒとＯとを主体とする歪抵抗材料におい
ては、ＣｒとＯの化合物がアモルファス状態で存在して
いたものと推測される。その分だけ金属のＣｒが減少す
る。金属Ｃｒの減少がゲ−ジ率を低下させていると考え
られる。
ゲ−ジ率と、低いＴＣＲ、ＴＣＳを持つ歪抵抗材料を提
供することを目的とする。バルクのＣｒは高いゲ−ジ率
を持つ（ゲ−ジ率≒３０）。しかし反面ＴＣＲが極めて
大きい。ＴＣＲ≒＋３０００ｐｐｍ／℃である。高いゲ
−ジ率を維持し、ＴＣＲを下げるためにどうすればよい
のかこれが問題である。前述のようにＣｒに不純物を入
れるのは、不純物によって電子が散乱され平均自由行程
が短くなるので抵抗温度係数ＴＣＲが低下するという性
質を利用している。しかし同時にゲ−ジ率も一般に低下
する。従来のＣｒとＯとを主体とする歪抵抗材料におい
ては、ＣｒとＯの化合物がアモルファス状態で存在して
いたものと推測される。その分だけ金属のＣｒが減少す
る。金属Ｃｒの減少がゲ−ジ率を低下させていると考え
られる。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明の薄膜歪抵抗材料
は、ＣｒとＯを主体とし、体心立方（ｂｃｃ）のＣｒ
と、三方晶Ｃｒ2 Ｏ3 の結晶構造を有することを特徴と
する。これを製造するために、基板温度を１５０℃以上
として蒸着またはスパッタリングでＣｒ、Ｏを主体とす
る膜を形成し、４００℃以上の温度で熱処理する。こう
するとアモルファス状のＣｒの酸化物がＣｒ2 Ｏ3 に変
化し、結果的に三方晶Ｃｒ2 Ｏ3 とｂｃｃＣｒの構造と
なる。ｂｃｃＣｒが抵抗を低く抑えゲ−ジ率を高く維持
する。三方晶Ｃｒ2 Ｏ3 が電子の平均自由行程を短く
し、抵抗温度係数ＴＣＲを下げる作用があるものと考え
ている。
は、ＣｒとＯを主体とし、体心立方（ｂｃｃ）のＣｒ
と、三方晶Ｃｒ2 Ｏ3 の結晶構造を有することを特徴と
する。これを製造するために、基板温度を１５０℃以上
として蒸着またはスパッタリングでＣｒ、Ｏを主体とす
る膜を形成し、４００℃以上の温度で熱処理する。こう
するとアモルファス状のＣｒの酸化物がＣｒ2 Ｏ3 に変
化し、結果的に三方晶Ｃｒ2 Ｏ3 とｂｃｃＣｒの構造と
なる。ｂｃｃＣｒが抵抗を低く抑えゲ−ジ率を高く維持
する。三方晶Ｃｒ2 Ｏ3 が電子の平均自由行程を短く
し、抵抗温度係数ＴＣＲを下げる作用があるものと考え
ている。
【００１３】
【作用】先ず薄膜Ｃｒを作る際どうして酸素との化合物
になるのかということを説明する。通常、Ｃｒの薄膜形
成には真空蒸着、スパッタリングが用いられる。これら
の薄膜形成装置では真空排気装置や、配管、チャンバ−
などの構造から、到達真空度には上限がある。大体１０
-7〜１０-5Ｔｏｒｒが最高である。これ以上の真空度に
引くことができない。残存ガスには酸素、水蒸気等が多
く含まれる。真空蒸着でもスパッタリングでも、Ｃｒを
加熱して蒸発させ、あるいは小さい分子塊として飛ばす
のであるから、酸素がこの中に取り込まれてしまう。酸
素は特に活性の強い元素であるから上記の程度の真空度
では薄膜への酸素の混入を防ぐことができない。蒸着、
スパッタで作成した薄膜Ｃｒには必ず残存酸素が混入す
るのである。Ｃｒ中の酸素の量は、到達真空度、膜形成
時の圧力、膜堆積速度、蒸発源から基板までの距離等に
よって異なるが、通常５原子％〜２０原子％である。こ
れは止むなく含まれるのである。酸素を含まない薄膜Ｃ
ｒを作るのが難しい。
になるのかということを説明する。通常、Ｃｒの薄膜形
成には真空蒸着、スパッタリングが用いられる。これら
の薄膜形成装置では真空排気装置や、配管、チャンバ−
などの構造から、到達真空度には上限がある。大体１０
-7〜１０-5Ｔｏｒｒが最高である。これ以上の真空度に
引くことができない。残存ガスには酸素、水蒸気等が多
く含まれる。真空蒸着でもスパッタリングでも、Ｃｒを
加熱して蒸発させ、あるいは小さい分子塊として飛ばす
のであるから、酸素がこの中に取り込まれてしまう。酸
素は特に活性の強い元素であるから上記の程度の真空度
では薄膜への酸素の混入を防ぐことができない。蒸着、
スパッタで作成した薄膜Ｃｒには必ず残存酸素が混入す
るのである。Ｃｒ中の酸素の量は、到達真空度、膜形成
時の圧力、膜堆積速度、蒸発源から基板までの距離等に
よって異なるが、通常５原子％〜２０原子％である。こ
れは止むなく含まれるのである。酸素を含まない薄膜Ｃ
ｒを作るのが難しい。
【００１４】さらに進んで積極的に酸素をより多く混入
させるということもできる。真空蒸着装置の雰囲気とし
て酸素を導入することによってなされる。またスパッタ
リング装置の中にアルゴン等の他に酸素を導入して酸素
のＣｒへの混入を促進するということもできる。
させるということもできる。真空蒸着装置の雰囲気とし
て酸素を導入することによってなされる。またスパッタ
リング装置の中にアルゴン等の他に酸素を導入して酸素
のＣｒへの混入を促進するということもできる。
【００１５】通常の状態では，Ｃｒ中のＯはＣｒＯx の
アモルファス状態である。アモルファス状態のＣｒＯx
は電子の散乱中心となり、電子の平均自由行程を短くす
る。平均自由行程が短くなるので、抵抗温度係数ＴＣＲ
や、感度の温度係数ＴＣＳを下げる働きがある。しかし
アモルファスＣｒＯx 及びＣｒＯx を多く含むＣｒ薄膜
の歪抵抗材料は一般にゲ−ジ率が低いものになってしま
う。またアモルファスＣｒＯx は不安定な物質で、熱に
より組成や構造が変化しやすいために耐熱性、機械的強
度、歪み耐久性等の性質が低下する。このために歪みゲ
−ジとしての信頼性を大きく低下させてしまう。
アモルファス状態である。アモルファス状態のＣｒＯx
は電子の散乱中心となり、電子の平均自由行程を短くす
る。平均自由行程が短くなるので、抵抗温度係数ＴＣＲ
や、感度の温度係数ＴＣＳを下げる働きがある。しかし
アモルファスＣｒＯx 及びＣｒＯx を多く含むＣｒ薄膜
の歪抵抗材料は一般にゲ−ジ率が低いものになってしま
う。またアモルファスＣｒＯx は不安定な物質で、熱に
より組成や構造が変化しやすいために耐熱性、機械的強
度、歪み耐久性等の性質が低下する。このために歪みゲ
−ジとしての信頼性を大きく低下させてしまう。
【００１６】そこで、本発明では不安定なアモルファス
ＣｒＯx を安定なＣｒ2 Ｏ3 に変化させて、金属Ｃｒと
Ｃｒ2 Ｏ3 からなる微結晶構造とすることにより、ゲ−
ジ率は金属Ｃｒで確保し、ＴＣＲの低減は微結晶構造で
計ろうとするものである。また、ＣｒとＣｒ2 Ｏ3 の微
結晶構造は安定であるために、同時に耐熱、歪み耐久性
等の信頼性向上も計れる。
ＣｒＯx を安定なＣｒ2 Ｏ3 に変化させて、金属Ｃｒと
Ｃｒ2 Ｏ3 からなる微結晶構造とすることにより、ゲ−
ジ率は金属Ｃｒで確保し、ＴＣＲの低減は微結晶構造で
計ろうとするものである。また、ＣｒとＣｒ2 Ｏ3 の微
結晶構造は安定であるために、同時に耐熱、歪み耐久性
等の信頼性向上も計れる。
【００１７】ではどのようにして、アモルファスＣｒＯ
x をなくして、安定な多結晶のＣｒ2 Ｏ3 を生成できる
かというと、まず蒸着、スパッタに於いて基板の温度を
１５０℃以上に保持することである。そして薄膜ができ
たあと、４００℃以上の温度で熱処理する。このように
すると、アモルファスＣｒＯx がＣｒ2 Ｏ3 に変化す
る。基板の温度が低いと、Ｃｒの蒸気が基板で急冷され
るのでアモルファスになる。基板を高温に保てば基板に
おいてＣｒが徐冷されるので結晶化する。作製後の熱処
理は、残留アモルファスＣｒＯx の多結晶化を更に促進
する意味で有効である。熱処理によりエネルギ−が与え
られるので、構造変化がおこりより自由エネルギ−の低
い多結晶状態への部分的な相転移が起こりうるのであ
る。このような薄膜形成時の加熱、生成後の加熱によっ
て、本発明のＣｒ＋Ｏ系は、三方晶Ｃｒ2 Ｏ3 ＋金属Ｃ
ｒになる。
x をなくして、安定な多結晶のＣｒ2 Ｏ3 を生成できる
かというと、まず蒸着、スパッタに於いて基板の温度を
１５０℃以上に保持することである。そして薄膜ができ
たあと、４００℃以上の温度で熱処理する。このように
すると、アモルファスＣｒＯx がＣｒ2 Ｏ3 に変化す
る。基板の温度が低いと、Ｃｒの蒸気が基板で急冷され
るのでアモルファスになる。基板を高温に保てば基板に
おいてＣｒが徐冷されるので結晶化する。作製後の熱処
理は、残留アモルファスＣｒＯx の多結晶化を更に促進
する意味で有効である。熱処理によりエネルギ−が与え
られるので、構造変化がおこりより自由エネルギ−の低
い多結晶状態への部分的な相転移が起こりうるのであ
る。このような薄膜形成時の加熱、生成後の加熱によっ
て、本発明のＣｒ＋Ｏ系は、三方晶Ｃｒ2 Ｏ3 ＋金属Ｃ
ｒになる。
【００１８】本発明の歪抵抗材料はこのような製法で作
られ、次のような優れた性質をもっている。 ［本発明歪抵抗材料の特性］ ゲ−ジ率＞２０ ＴＣＲ＜５０ｐｐｍ／℃ ＴＣＳ＜±５００ｐｐｍ／℃ さらに本発明のおいては、５原子％以下の他の金属を混
合しても差し支えない。しかし一般に、金属の添加はゲ
−ジ率を低下させる。それゆえ金属の添加が、５原子％
を越えるとゲ−ジ率が２０以下になり望ましくない。
られ、次のような優れた性質をもっている。 ［本発明歪抵抗材料の特性］ ゲ−ジ率＞２０ ＴＣＲ＜５０ｐｐｍ／℃ ＴＣＳ＜±５００ｐｐｍ／℃ さらに本発明のおいては、５原子％以下の他の金属を混
合しても差し支えない。しかし一般に、金属の添加はゲ
−ジ率を低下させる。それゆえ金属の添加が、５原子％
を越えるとゲ−ジ率が２０以下になり望ましくない。
【００１９】
【実施例】厚み０．２ｍｍのステンレス鋼ダイヤフラム
基板上にスパッタリング法により、厚み６μｍのＳｉＯ
2 絶縁膜を形成した。さらにその上に真空蒸着法および
スパッタリング法によって、ＣｒとＯを主体とする０．
２μｍ厚の歪抵抗膜を形成した。真空蒸着とスパッタリ
ングの条件は表１に示す通りである。
基板上にスパッタリング法により、厚み６μｍのＳｉＯ
2 絶縁膜を形成した。さらにその上に真空蒸着法および
スパッタリング法によって、ＣｒとＯを主体とする０．
２μｍ厚の歪抵抗膜を形成した。真空蒸着とスパッタリ
ングの条件は表１に示す通りである。
【００２０】
【表１】
【００２１】真空蒸着の場合は、初め１０-5〜１０-7Ｔ
ｏｒｒに引いておき、基板を２００℃に加熱してから蒸
着を開始する。膜形成速度が５Å／sec である。膜形成
時の圧力は１０-5〜１０-6Ｔｏｒｒであった。スパッタ
リングの場合は、初め１０-6〜１０-7Ｔｏｒｒに引き、
アルゴンガスを高周波によるプラズマ中でイオン化し、
Ｃｒタ−ゲットをたたくＲＦスパッタリング法にて成膜
した。膜形成時の圧力は１０-1〜１０-2Ｔｏｒｒであっ
た。基板温度が１５０℃または２００℃である。基板温
度は重要である。本発明の方法では基板温度は１５０℃
以上でなければならない。ここでは真空蒸着では２００
℃、スパッタリングでは１５０℃としているが、両者を
入れ替えてもよい。もっと高温でも良いのはもちろんで
ある。
ｏｒｒに引いておき、基板を２００℃に加熱してから蒸
着を開始する。膜形成速度が５Å／sec である。膜形成
時の圧力は１０-5〜１０-6Ｔｏｒｒであった。スパッタ
リングの場合は、初め１０-6〜１０-7Ｔｏｒｒに引き、
アルゴンガスを高周波によるプラズマ中でイオン化し、
Ｃｒタ−ゲットをたたくＲＦスパッタリング法にて成膜
した。膜形成時の圧力は１０-1〜１０-2Ｔｏｒｒであっ
た。基板温度が１５０℃または２００℃である。基板温
度は重要である。本発明の方法では基板温度は１５０℃
以上でなければならない。ここでは真空蒸着では２００
℃、スパッタリングでは１５０℃としているが、両者を
入れ替えてもよい。もっと高温でも良いのはもちろんで
ある。
【００２２】表２に各試料毎の形成条件、形成後の熱処
理の条件、薄膜Ｘ線回折法によって解析した結晶構造を
示す。
理の条件、薄膜Ｘ線回折法によって解析した結晶構造を
示す。
【００２３】
【表２】
【００２４】本発明の効果を確かめるために、実施例の
他に形成、熱処理条件の異なる比較例も製作し検討して
いる。ここに上げた比較例は，前記の特開昭６１−２５
６２３３、特開平２−７６２０１、特開平２−１５２２
０１に開示された方法で歪抵抗膜を形成したものであ
る。１〜１０が本発明の実施例である。１１〜２３が比
較例である。これらの歪抵抗膜を表２に示すように、大
気中または窒素雰囲気でアニ−ルした。実施例について
は４００℃以上の温度でアニ−ルしている。比較例につ
いてはアニ−ルをしない場合、アニ−ルをするが４００
℃以下の場合、４００℃以上でアニ−ルをする場合など
種々試みた。
他に形成、熱処理条件の異なる比較例も製作し検討して
いる。ここに上げた比較例は，前記の特開昭６１−２５
６２３３、特開平２−７６２０１、特開平２−１５２２
０１に開示された方法で歪抵抗膜を形成したものであ
る。１〜１０が本発明の実施例である。１１〜２３が比
較例である。これらの歪抵抗膜を表２に示すように、大
気中または窒素雰囲気でアニ−ルした。実施例について
は４００℃以上の温度でアニ−ルしている。比較例につ
いてはアニ−ルをしない場合、アニ−ルをするが４００
℃以下の場合、４００℃以上でアニ−ルをする場合など
種々試みた。
【００２５】この後、薄膜Ｘ線回折法によって結晶構造
を解析し、さらにＥＳＣＡによって組成分析した。実施
例にかかる歪抵抗膜は、ｂｃｃＣｒと三方晶Ｃｒ2 Ｏ3
の混合物であった。比較例は、Ｏの濃度の高い試料１
１、試料２２、２３ではＣｒとＯよりなる完全なアモル
ファスになっている。それよりＯ濃度の低い比較例は、
ｂｃｃＣｒとアモルファスＣｒＯx の混合物であった。
比較例ではすべてアモルファスＣｒＯx を含んでいるの
である。これがためにＣｒの高いゲ−ジ率を有効に生か
すことができず、低いゲ−ジ率になっている。
を解析し、さらにＥＳＣＡによって組成分析した。実施
例にかかる歪抵抗膜は、ｂｃｃＣｒと三方晶Ｃｒ2 Ｏ3
の混合物であった。比較例は、Ｏの濃度の高い試料１
１、試料２２、２３ではＣｒとＯよりなる完全なアモル
ファスになっている。それよりＯ濃度の低い比較例は、
ｂｃｃＣｒとアモルファスＣｒＯx の混合物であった。
比較例ではすべてアモルファスＣｒＯx を含んでいるの
である。これがためにＣｒの高いゲ−ジ率を有効に生か
すことができず、低いゲ−ジ率になっている。
【００２６】本発明の場合は歪抵抗膜の形成時に基板温
度を１５０℃以上にし、形成後４００℃以上でアニ−ル
するということが条件となる。実施例１は主体であるＣ
ｒの他に、７％のＯを含む。これは基板温度２００℃で
真空蒸着で形成されたものである。大気中で２００℃で
アニ−ルしている。これはｂｃｃＣｒと三方晶Ｃｒ2 Ｏ
3 の混合物であった。
度を１５０℃以上にし、形成後４００℃以上でアニ−ル
するということが条件となる。実施例１は主体であるＣ
ｒの他に、７％のＯを含む。これは基板温度２００℃で
真空蒸着で形成されたものである。大気中で２００℃で
アニ−ルしている。これはｂｃｃＣｒと三方晶Ｃｒ2 Ｏ
3 の混合物であった。
【００２７】実施例２は１３％のＯを含む。これは基板
温度が１５０℃でスパッタリングによって形成されたも
のである。その後大気中で４５０℃でアニ−ルしてい
る。これもｂｃｃＣｒと三方晶Ｃｒ2 Ｏ3 の混合物であ
る。実施例３は１５％のＯを含む。基板温度２００℃で
スパッタリングしたものである。その後５００℃の窒素
雰囲気でアニ−ルしている。ｂｃｃＣｒと三方晶Ｃｒ2
Ｏ3 よりなる。
温度が１５０℃でスパッタリングによって形成されたも
のである。その後大気中で４５０℃でアニ−ルしてい
る。これもｂｃｃＣｒと三方晶Ｃｒ2 Ｏ3 の混合物であ
る。実施例３は１５％のＯを含む。基板温度２００℃で
スパッタリングしたものである。その後５００℃の窒素
雰囲気でアニ−ルしている。ｂｃｃＣｒと三方晶Ｃｒ2
Ｏ3 よりなる。
【００２８】実施例４は１７％のＯを含む。基板温度１
５０℃でスパッタリングしている。４５０℃で窒素雰囲
気中でアニ−ルした。これもｂｃｃＣｒと三方晶Ｃｒ2
Ｏ3よりなるものである。実施例５は１２％のＯの他に
第３の元素としてＭｏ３％を含む。基板温度１５０℃で
スパッタリングされたものである。大気中５００℃でア
ニ−ルした。これもｂｃｃＣｒと三方晶Ｃｒ2 Ｏ3 より
なる。
５０℃でスパッタリングしている。４５０℃で窒素雰囲
気中でアニ−ルした。これもｂｃｃＣｒと三方晶Ｃｒ2
Ｏ3よりなるものである。実施例５は１２％のＯの他に
第３の元素としてＭｏ３％を含む。基板温度１５０℃で
スパッタリングされたものである。大気中５００℃でア
ニ−ルした。これもｂｃｃＣｒと三方晶Ｃｒ2 Ｏ3 より
なる。
【００２９】実施例６は７％のＯ、１％のＭｏを含む。
基板温度２００℃で真空蒸着されたものである。その後
大気中５００℃でアニ−ルした。これもｂｃｃＣｒと三
方晶Ｃｒ2 Ｏ3 よりなる。
基板温度２００℃で真空蒸着されたものである。その後
大気中５００℃でアニ−ルした。これもｂｃｃＣｒと三
方晶Ｃｒ2 Ｏ3 よりなる。
【００３０】実施例７は５％のＯと、２％のＳｉを含
む．基板温度２００℃で真空蒸着したものである。大気
中５００℃でアニ−ルした。ｂｃｃＣｒ＋三方晶Ｃｒ2
Ｏ3 である。実施例８は１２％のＯと１％のＳｉを含
む。基板温度１５０℃でスパッタリングしたものであ
る。後に大気中４５０℃でアニ−ルした。ｂｃｃＣｒ＋
三方晶Ｃｒ2 Ｏ3 である。
む．基板温度２００℃で真空蒸着したものである。大気
中５００℃でアニ−ルした。ｂｃｃＣｒ＋三方晶Ｃｒ2
Ｏ3 である。実施例８は１２％のＯと１％のＳｉを含
む。基板温度１５０℃でスパッタリングしたものであ
る。後に大気中４５０℃でアニ−ルした。ｂｃｃＣｒ＋
三方晶Ｃｒ2 Ｏ3 である。
【００３１】実施例９は１５％のＯと４％のＡｌとを含
む。基板温度１５０℃でスパッタリングしたものであ
る。大気中４００℃でアニ−ルした。ｂｃｃＣｒ＋三方
晶Ｃｒ2 Ｏ3 である。実施例１０は９％のＯと１％のＡ
ｌとを含む。基板温度２００℃で真空蒸着したものであ
る。大気中４５０℃でアニ−ルした。ｂｃｃＣｒ＋三方
晶Ｃｒ2 Ｏ3である。
む。基板温度１５０℃でスパッタリングしたものであ
る。大気中４００℃でアニ−ルした。ｂｃｃＣｒ＋三方
晶Ｃｒ2 Ｏ3 である。実施例１０は９％のＯと１％のＡ
ｌとを含む。基板温度２００℃で真空蒸着したものであ
る。大気中４５０℃でアニ−ルした。ｂｃｃＣｒ＋三方
晶Ｃｒ2 Ｏ3である。
【００３２】比較例１１は、常温でスパッタリングして
おりまたアニ−ルをしていない。このためｂｃｃＣｒが
生成されず構造の定まらないアモルファスＣｒＯx のみ
となっている。比較例１２は常温でスパッタリングして
いる。形成後３００℃でアニ−ルしている。ｂｃｃＣｒ
は形成されるが、残りはアモルファスＣｒＯx になって
いる。比較例１３も常温でスパッタリングしている。そ
の後５００℃でアニ−ルしているが、ｂｃｃＣｒとアモ
ルファスＣｒＯx の混合体になっている。
おりまたアニ−ルをしていない。このためｂｃｃＣｒが
生成されず構造の定まらないアモルファスＣｒＯx のみ
となっている。比較例１２は常温でスパッタリングして
いる。形成後３００℃でアニ−ルしている。ｂｃｃＣｒ
は形成されるが、残りはアモルファスＣｒＯx になって
いる。比較例１３も常温でスパッタリングしている。そ
の後５００℃でアニ−ルしているが、ｂｃｃＣｒとアモ
ルファスＣｒＯx の混合体になっている。
【００３３】比較例１４は基板温度を２００℃にしてス
パッタリングしている。しかしこれはアニ−ルしていな
い。やはりアモルファスＣｒＯx が残留している。比較
例１５〜２３は酸素とＣｒ以外の元素が含まれているも
のである。比較例１５、２０、２２はＭｏを第３の元素
として含んでいる。比較例１６、１７、２１、２３はＳ
ｉを含む。比較例１８、１９はＡｌを含む。これらの第
３の金属を含むとゲ−ジ率が下がるが、金属を含むと直
ちにいけないというのではない。本発明の実施例５、６
はＭｏを含む。実施例７、８はＳｉを含む。実施例９、
１０はＡｌを含む。このような条件は同一である。しか
し比較例１５〜１９はその他の条件が本発明と異なる。
パッタリングしている。しかしこれはアニ−ルしていな
い。やはりアモルファスＣｒＯx が残留している。比較
例１５〜２３は酸素とＣｒ以外の元素が含まれているも
のである。比較例１５、２０、２２はＭｏを第３の元素
として含んでいる。比較例１６、１７、２１、２３はＳ
ｉを含む。比較例１８、１９はＡｌを含む。これらの第
３の金属を含むとゲ−ジ率が下がるが、金属を含むと直
ちにいけないというのではない。本発明の実施例５、６
はＭｏを含む。実施例７、８はＳｉを含む。実施例９、
１０はＡｌを含む。このような条件は同一である。しか
し比較例１５〜１９はその他の条件が本発明と異なる。
【００３４】比較例１５〜１９は基板温度が常温である
から、本発明の１５０℃以上という条件にはあてはまら
ない。これらは３００〜５００℃の温度でアニ−ルをす
るのであるが、ｂｃｃＣｒの他にはアモルファスＣｒＯ
x が存在するだけである。三方晶Ｃｒ2 Ｏ3 が形成され
ない。形成時の基板温度が低かったためである。比較例
２０は１０％のＭｏを含む。これは基板温度２００℃で
スパッタリングしている。しかしアニ−ルをしていな
い。やはりアモルファスＣｒＯx とｂｃｃＣｒの混合物
になっている。
から、本発明の１５０℃以上という条件にはあてはまら
ない。これらは３００〜５００℃の温度でアニ−ルをす
るのであるが、ｂｃｃＣｒの他にはアモルファスＣｒＯ
x が存在するだけである。三方晶Ｃｒ2 Ｏ3 が形成され
ない。形成時の基板温度が低かったためである。比較例
２０は１０％のＭｏを含む。これは基板温度２００℃で
スパッタリングしている。しかしアニ−ルをしていな
い。やはりアモルファスＣｒＯx とｂｃｃＣｒの混合物
になっている。
【００３５】比較例２１は１０％のＳｉを含む。基板温
度２００℃でスパッタリングして形成している。アニ−
ルをしていない。これもｂｃｃＣｒとアモルファスＣｒ
Ｏxの混合物である。比較例２２は１０％のＭｏを含
む。基板は加熱しないでスパッタリングしている。また
アニ−ルをしない。Ｃｒが基板で急冷されるので全体が
アモルファスＣｒＯx になる。
度２００℃でスパッタリングして形成している。アニ−
ルをしていない。これもｂｃｃＣｒとアモルファスＣｒ
Ｏxの混合物である。比較例２２は１０％のＭｏを含
む。基板は加熱しないでスパッタリングしている。また
アニ−ルをしない。Ｃｒが基板で急冷されるので全体が
アモルファスＣｒＯx になる。
【００３６】比較例２３は１０％のＳｉを含む。基板は
加熱していない。形成後のアニ−ルもしていない。これ
もアモルファスＣｒＯx になっている。これらの比較例
から基板を加熱しないでＣｒをスパッタリングすると、
基板上にはアモルファスＣｒＯx が形成され、後にアニ
−ルをするのでｂｃｃＣｒがアモルファスＣｒＯx の中
に形成され成長して行くということが分かる。しかし形
成後にアニ−ルをしてもアモルファスＣｒＯx を完全に
排除し、Ｃｒと酸素の多結晶にすることができないとい
うことが分かる。
加熱していない。形成後のアニ−ルもしていない。これ
もアモルファスＣｒＯx になっている。これらの比較例
から基板を加熱しないでＣｒをスパッタリングすると、
基板上にはアモルファスＣｒＯx が形成され、後にアニ
−ルをするのでｂｃｃＣｒがアモルファスＣｒＯx の中
に形成され成長して行くということが分かる。しかし形
成後にアニ−ルをしてもアモルファスＣｒＯx を完全に
排除し、Ｃｒと酸素の多結晶にすることができないとい
うことが分かる。
【００３７】これらの歪抵抗膜に真空蒸着法により、順
次Ｔｉ／Ｎｉ／Ａｕの多層電極を形成した。これはオ−
ミック接続電極である。この素子の構造を図１に示す。
ステンレス鋼のダイヤフラム１の上に絶縁膜（ＳｉＯ
2 ）２が形成され、さらにその上に歪抵抗膜３がある。
多層電極４は歪抵抗膜３の端部に形成され、電流を流す
ことができるようになっている。これらの試料１〜２３
についてゲ−ジ率、抵抗温度係数ＴＣＲ、感度温度係数
ＴＣＳ、耐熱性（、、）、歪耐久後抵抗変化を測
定した。耐熱性は次の３つの測定をしている。これを表
３に示した。
次Ｔｉ／Ｎｉ／Ａｕの多層電極を形成した。これはオ−
ミック接続電極である。この素子の構造を図１に示す。
ステンレス鋼のダイヤフラム１の上に絶縁膜（ＳｉＯ
2 ）２が形成され、さらにその上に歪抵抗膜３がある。
多層電極４は歪抵抗膜３の端部に形成され、電流を流す
ことができるようになっている。これらの試料１〜２３
についてゲ−ジ率、抵抗温度係数ＴＣＲ、感度温度係数
ＴＣＳ、耐熱性（、、）、歪耐久後抵抗変化を測
定した。耐熱性は次の３つの測定をしている。これを表
３に示した。
【００３８】
【表３】
【００３９】 耐熱性試験 ＋３００℃×１０００時間の高温放置 耐熱性試験 気相中で−４０℃〜＋１５０℃×１０
００サイクルのヒ−トサイクル 耐熱性試験 液相中で−５０℃〜＋１２０℃×１０
００サイクルのサ−マルショック それぞれの方法で加熱した後での抵抗変化を測定してい
る。抵抗変化が少ない方が良いのはもちろんである。抵
抗変化が少ないということが耐熱性が高いということで
ある。
００サイクルのヒ−トサイクル 耐熱性試験 液相中で−５０℃〜＋１２０℃×１０
００サイクルのサ−マルショック それぞれの方法で加熱した後での抵抗変化を測定してい
る。抵抗変化が少ない方が良いのはもちろんである。抵
抗変化が少ないということが耐熱性が高いということで
ある。
【００４０】歪耐久後抵抗変化というのは±２０００μ
ストレインの歪みを１０7 回掛けた歪耐久テスト後の抵
抗値の変化率のことである。これも小さいほうが良い。
重要な係数であるゲ−ジ率は本発明の実施例ではいずれ
も２０以上になっている。これは特筆すべきことであ
る。金属の薄膜歪抵抗材料でこのような高いゲ−ジ率を
得る事は難しい。
ストレインの歪みを１０7 回掛けた歪耐久テスト後の抵
抗値の変化率のことである。これも小さいほうが良い。
重要な係数であるゲ−ジ率は本発明の実施例ではいずれ
も２０以上になっている。これは特筆すべきことであ
る。金属の薄膜歪抵抗材料でこのような高いゲ−ジ率を
得る事は難しい。
【００４１】また抵抗温度係数ＴＣＲも絶対値で５０ｐ
ｐｍ／℃以下であり、温度変化による抵抗の変化が小さ
いということが分かる。感度温度係数ＴＣＳも絶対値で
５００ｐｐｍ／℃以下である。このように本発明は高い
ゲ−ジ率、低いＴＣＲ、ＴＣＳを有する歪抵抗材料を提
供することができる。特に非酸化雰囲気で４５０℃以上
の温度でアニ−ルした場合は、実施例３、４に見るよう
に、ゲ−ジ率は２３以上のものが得られる。ＴＣＲ、Ｔ
ＣＳも小さく優れた歪抵抗材料である。
ｐｍ／℃以下であり、温度変化による抵抗の変化が小さ
いということが分かる。感度温度係数ＴＣＳも絶対値で
５００ｐｐｍ／℃以下である。このように本発明は高い
ゲ−ジ率、低いＴＣＲ、ＴＣＳを有する歪抵抗材料を提
供することができる。特に非酸化雰囲気で４５０℃以上
の温度でアニ−ルした場合は、実施例３、４に見るよう
に、ゲ−ジ率は２３以上のものが得られる。ＴＣＲ、Ｔ
ＣＳも小さく優れた歪抵抗材料である。
【００４２】本発明の材料は高温放置後の抵抗変化も少
ない。絶対値で０．７％以下である。ヒ−トサイクル抵
抗変化も少なくて絶対値で０．７％以下である。サ−マ
ルショック後の抵抗変化も小さい．これは０．８％以下
である。これらから本発明の歪抵抗材料は耐熱性に優れ
ているということが分かる。また歪み耐久後の抵抗変化
も極めて小さい。これも０．７％以下である。歪みゲ−
ジであるから繰り返し歪むのであるが、本発明は歪みに
よって抵抗が殆ど変化しない信頼性の高い素子を提供す
ることができる。
ない。絶対値で０．７％以下である。ヒ−トサイクル抵
抗変化も少なくて絶対値で０．７％以下である。サ−マ
ルショック後の抵抗変化も小さい．これは０．８％以下
である。これらから本発明の歪抵抗材料は耐熱性に優れ
ているということが分かる。また歪み耐久後の抵抗変化
も極めて小さい。これも０．７％以下である。歪みゲ−
ジであるから繰り返し歪むのであるが、本発明は歪みに
よって抵抗が殆ど変化しない信頼性の高い素子を提供す
ることができる。
【００４３】薄膜形成時の基板加熱温度は１５０℃以上
である。薄膜形成後のアニ−ルの温度は４００℃以上で
ある。これらは加熱の下限を与える。加熱の上限は基板
の性質による。基板を劣化させない程度の温度で熱処理
しなければならない。例えばＳＵＳ６３１の上にＳｉＯ
2 の絶縁膜を形成した基板であれば、薄膜形成時の加熱
温度、アニ−ル時の加熱温度は６００℃以下であること
が望ましい。本発明に於いて少量の金属を添加すること
もできる。実施例５〜１０はＭｏ、Ｓｉ、Ａｌなどを添
加したものであるが、これらも２０以上のゲ−ジ率を持
つ。しかし金属の比率が５％を越えるとゲ−ジ率が低下
するので望ましくない。これは比較例の１２〜１４と、
比較例２０〜２３等を比較することによって明らかにな
る。
である。薄膜形成後のアニ−ルの温度は４００℃以上で
ある。これらは加熱の下限を与える。加熱の上限は基板
の性質による。基板を劣化させない程度の温度で熱処理
しなければならない。例えばＳＵＳ６３１の上にＳｉＯ
2 の絶縁膜を形成した基板であれば、薄膜形成時の加熱
温度、アニ−ル時の加熱温度は６００℃以下であること
が望ましい。本発明に於いて少量の金属を添加すること
もできる。実施例５〜１０はＭｏ、Ｓｉ、Ａｌなどを添
加したものであるが、これらも２０以上のゲ−ジ率を持
つ。しかし金属の比率が５％を越えるとゲ−ジ率が低下
するので望ましくない。これは比較例の１２〜１４と、
比較例２０〜２３等を比較することによって明らかにな
る。
【００４４】これらに対して比較例として挙げたもの
は、ゲ−ジ率が１５以下である。比較例１５、１２、１
３、１４等が比較的大きいゲ−ジ率を有する。しかしこ
れらは耐熱性に劣り、ＴＣＲ、ＴＣＳが大きい。これら
の比較例のＴＣＲは絶対値で２５０〜７３０ｐｐｍ／℃
であり、本発明の５０ｐｐｍ／℃以下というのに比べて
著しく劣る。またＴＣＳもこれら比較例１２〜１５では
絶対値で５２０〜３２００ｐｐｍ／℃であり、本発明の
５００ｐｐｍ／℃未満という値にくらべて劣る。比較例
１１、１７〜１９、２２、２３はＴＣＲ、ＴＣＳがやや
小さいが、ゲ−ジ率が低いので感度が悪くやはり本発明
のものに及ばない。
は、ゲ−ジ率が１５以下である。比較例１５、１２、１
３、１４等が比較的大きいゲ−ジ率を有する。しかしこ
れらは耐熱性に劣り、ＴＣＲ、ＴＣＳが大きい。これら
の比較例のＴＣＲは絶対値で２５０〜７３０ｐｐｍ／℃
であり、本発明の５０ｐｐｍ／℃以下というのに比べて
著しく劣る。またＴＣＳもこれら比較例１２〜１５では
絶対値で５２０〜３２００ｐｐｍ／℃であり、本発明の
５００ｐｐｍ／℃未満という値にくらべて劣る。比較例
１１、１７〜１９、２２、２３はＴＣＲ、ＴＣＳがやや
小さいが、ゲ−ジ率が低いので感度が悪くやはり本発明
のものに及ばない。
【００４５】つまり比較例ではＴＣＲを１００ｐｐｍ／
℃以下に抑えようとすれば、ゲ−ジ率が１０未満になっ
てしまう。ゲ−ジ率を１０以上にしようとすれば、ＴＣ
Ｒは２５０ｐｐｍ／℃を越える。また比較例ではＴＣＳ
を５００ｐｐｍ／℃以下にすることが困難である。この
ように比較例は、ゲ−ジ率、ＴＣＲ、ＴＣＳの全てにつ
いて歪抵抗材料に課される要求を満足することができな
い。
℃以下に抑えようとすれば、ゲ−ジ率が１０未満になっ
てしまう。ゲ−ジ率を１０以上にしようとすれば、ＴＣ
Ｒは２５０ｐｐｍ／℃を越える。また比較例ではＴＣＳ
を５００ｐｐｍ／℃以下にすることが困難である。この
ように比較例は、ゲ−ジ率、ＴＣＲ、ＴＣＳの全てにつ
いて歪抵抗材料に課される要求を満足することができな
い。
【００４６】
【発明の効果】本発明は、ＣｒとＯを主体とする薄膜歪
抵抗素子をスパッタリングまたは蒸着で製作するが、基
板の温度を１５０℃以上にし、薄膜形成後に４００℃以
上でアニ−ルすることにより、２０以上のゲ−ジ率、５
０ｐｐｍ／℃以下のＴＣＲ、５００ｐｐｍ／℃以下のＴ
ＣＳを持つ歪抵抗素子を製作できる。従来の薄膜歪抵抗
材料よりもゲ−ジ率が高い。半導体の歪抵抗材料よりも
遥かに温度に対する安定性が優れている。耐熱性にも優
れ、信頼性の高い歪抵抗素子を得る事ができる。
抵抗素子をスパッタリングまたは蒸着で製作するが、基
板の温度を１５０℃以上にし、薄膜形成後に４００℃以
上でアニ−ルすることにより、２０以上のゲ−ジ率、５
０ｐｐｍ／℃以下のＴＣＲ、５００ｐｐｍ／℃以下のＴ
ＣＳを持つ歪抵抗素子を製作できる。従来の薄膜歪抵抗
材料よりもゲ−ジ率が高い。半導体の歪抵抗材料よりも
遥かに温度に対する安定性が優れている。耐熱性にも優
れ、信頼性の高い歪抵抗素子を得る事ができる。
【図１】薄膜歪抵抗材料を用いた歪みセンサの断面図。
１ ステンレス鋼ダイヤフラム ２ 絶縁膜 ３ 歪抵抗膜 ４ 多層電極 ５ Ｔｉ ６ Ｎｉ ７ Ａｕ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岡本 曉 兵庫県伊丹市昆陽北一丁目１番１号住友電 気工業株式会社伊丹製作所内
Claims (6)
- 【請求項１】 クロムと酸素を主体とした薄膜歪抵抗材
料であって、ｂｃｃクロムと三方晶Ｃｒ2 Ｏ3 の結晶構
造を有することを特徴とする歪抵抗材料。 - 【請求項２】 クロムと酸素を主体とした薄膜歪抵抗材
料であって、５原子％以下の金属を含み、ｂｃｃクロム
と三方晶Ｃｒ2 Ｏ3 の結晶構造を有す事を特徴とする歪
抵抗材料。 - 【請求項３】 真空蒸着装置またはスパッタリング装置
を用い、クロム材料を加熱蒸発またはクロムをタ−ゲッ
トとしてスパッタリングし、１５０℃以上に加熱された
基板にクロムと酸素を主体とした薄膜を形成し、その後
４００℃以上の温度でアニ−ルすることを特徴とする歪
抵抗材料の製造方法。 - 【請求項４】 真空蒸着装置またはスパッタリング装置
を用い、クロム材料を加熱蒸発またはクロムをタ−ゲッ
トとしてスパッタリングし、１５０℃以上に加熱された
基板にクロムと酸素を主体とした薄膜を形成し、その後
４００℃以上の温度で非酸化雰囲気においてアニ−ルす
ることを特徴とする歪抵抗材料の製造方法。 - 【請求項５】 絶縁体基板または絶縁体を有する金属基
板の上に、クロムと酸素を主体としｂｃｃクロムと三方
晶Ｃｒ2 Ｏ3 の結晶構造を有する薄膜歪抵抗材料を設
け、さらにその上にＴｉ／Ｎｉ／Ａｕの多層電極を設け
たことを特徴とする薄膜歪センサ。 - 【請求項６】 ステンレス鋼ダイヤフラム基板の上に、
ＳｉＯ2 絶縁膜を形成し、さらにその上にクロムと酸素
を主体としｂｃｃクロムと三方晶Ｃｒ2 Ｏ3の結晶構造
を有する薄膜歪抵抗材料を設けたことを特徴とする薄膜
歪センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2196593A JPH06213613A (ja) | 1993-01-14 | 1993-01-14 | 歪抵抗材料およびその製造方法および薄膜歪センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2196593A JPH06213613A (ja) | 1993-01-14 | 1993-01-14 | 歪抵抗材料およびその製造方法および薄膜歪センサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06213613A true JPH06213613A (ja) | 1994-08-05 |
Family
ID=12069778
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2196593A Pending JPH06213613A (ja) | 1993-01-14 | 1993-01-14 | 歪抵抗材料およびその製造方法および薄膜歪センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06213613A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH1151793A (ja) * | 1997-07-31 | 1999-02-26 | Matsushita Electric Works Ltd | 薄膜素子及びその製造方法 |
| WO2005003708A1 (en) * | 2003-07-08 | 2005-01-13 | National University Of Singapore | Contact pressure sensor and method for manufacturing the same |
| JP2008116371A (ja) * | 2006-11-06 | 2008-05-22 | Osaka Prefecture | 触覚センサー及びその製造方法 |
| JP2014194562A (ja) * | 2014-05-12 | 2014-10-09 | Seiko Epson Corp | 光フィルター及び光フィルターモジュール並びに分析機器及び光機器 |
| US9921403B2 (en) | 2010-03-15 | 2018-03-20 | Seiko Epson Corporation | Optical filter including ring-shaped electrode having a slit |
-
1993
- 1993-01-14 JP JP2196593A patent/JPH06213613A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH1151793A (ja) * | 1997-07-31 | 1999-02-26 | Matsushita Electric Works Ltd | 薄膜素子及びその製造方法 |
| WO2005003708A1 (en) * | 2003-07-08 | 2005-01-13 | National University Of Singapore | Contact pressure sensor and method for manufacturing the same |
| US7127949B2 (en) | 2003-07-08 | 2006-10-31 | National University Of Singapore | Contact pressure sensor and method for manufacturing the same |
| AU2004254545B2 (en) * | 2003-07-08 | 2009-03-26 | National University Of Singapore | Contact pressure sensor and method for manufacturing the same |
| JP2008116371A (ja) * | 2006-11-06 | 2008-05-22 | Osaka Prefecture | 触覚センサー及びその製造方法 |
| US9921403B2 (en) | 2010-03-15 | 2018-03-20 | Seiko Epson Corporation | Optical filter including ring-shaped electrode having a slit |
| US10578859B2 (en) | 2010-03-15 | 2020-03-03 | Seiko Epson Corporation | Optical filter including ring-shaped electrode having a slit |
| JP2014194562A (ja) * | 2014-05-12 | 2014-10-09 | Seiko Epson Corp | 光フィルター及び光フィルターモジュール並びに分析機器及び光機器 |
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