JPH077721B2 - 薄膜抵抗体の製造方法 - Google Patents
薄膜抵抗体の製造方法Info
- Publication number
- JPH077721B2 JPH077721B2 JP60236652A JP23665285A JPH077721B2 JP H077721 B2 JPH077721 B2 JP H077721B2 JP 60236652 A JP60236652 A JP 60236652A JP 23665285 A JP23665285 A JP 23665285A JP H077721 B2 JPH077721 B2 JP H077721B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- thin film
- sic
- resistor
- resistance
- resistivity
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- Electronic Switches (AREA)
- Apparatuses And Processes For Manufacturing Resistors (AREA)
- Non-Adjustable Resistors (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は薄膜抵抗体、特にファクシミリの感熱記録装置
のサーマルヘッド用発熱抵抗体や混成集積回路用抵抗体
および他の薄膜抵抗体を利用したデバイスに応用され得
る薄膜抵抗体の製造方法に関する。
のサーマルヘッド用発熱抵抗体や混成集積回路用抵抗体
および他の薄膜抵抗体を利用したデバイスに応用され得
る薄膜抵抗体の製造方法に関する。
従来の技術 これまでのサーマルヘッドや混成集積回路には窒化タン
タル薄膜抵抗体が多く用いられてきたが、抵抗値が低い
ことが主因となり、長寿命化に限界があった。特にサー
マルヘッド用薄膜抵抗体に関しては、使用条件が厳しい
ので、高抵抗で耐酸化性に優れた熱的に安定な薄膜抵抗
体が要望されている。
タル薄膜抵抗体が多く用いられてきたが、抵抗値が低い
ことが主因となり、長寿命化に限界があった。特にサー
マルヘッド用薄膜抵抗体に関しては、使用条件が厳しい
ので、高抵抗で耐酸化性に優れた熱的に安定な薄膜抵抗
体が要望されている。
発明が解決しようとする問題点 より高精細度と高速（高効率）印字ができる信頼性の高
い感熱記録用サーマルヘッドが望まれているが、従来そ
れに用いられてきた窒化タンタル発熱抵抗体は抵抗率が
低いために所定の電気抵抗値を得ようとすると発熱体セ
グメントの膜厚を1000Å以下と薄くする必要があり良質
安定な薄膜が得られ難かった。薄い膜厚が一因となって
耐酸化性が劣り、抵抗の経時変化が大きいので信頼性が
低かった。また上記酸化を防ぐためと発熱体表面の体磨
耗性を向上させるために硬質の厚い保護膜層を必要し、
これが熱効率を悪くする原因の１つになっていた。
い感熱記録用サーマルヘッドが望まれているが、従来そ
れに用いられてきた窒化タンタル発熱抵抗体は抵抗率が
低いために所定の電気抵抗値を得ようとすると発熱体セ
グメントの膜厚を1000Å以下と薄くする必要があり良質
安定な薄膜が得られ難かった。薄い膜厚が一因となって
耐酸化性が劣り、抵抗の経時変化が大きいので信頼性が
低かった。また上記酸化を防ぐためと発熱体表面の体磨
耗性を向上させるために硬質の厚い保護膜層を必要し、
これが熱効率を悪くする原因の１つになっていた。
本発明はかかる点に鑑み、抵抗率が高く、高度も大きい
熱的に安定な薄膜抵抗体を容易に得ることを目的とす
る。
熱的に安定な薄膜抵抗体を容易に得ることを目的とす
る。
問題点を解決するための手段 本発明は上記目的を達成するため、SiCの重量比が0.3〜
0.8のSiCと,TiCまたはZrCの混合ターゲットを用い、ス
パッタリング法にて薄膜抵抗体を形成するものである。
0.8のSiCと,TiCまたはZrCの混合ターゲットを用い、ス
パッタリング法にて薄膜抵抗体を形成するものである。
作用 周期律表第４〜第６族の遷移元素と原子半径の小さい非
金属原子Si,B,CおよびＮの化合物は硬質合金として知ら
れ、高い硬度と低い電気抵抗率を有する。熱力学的安定
性は第４族の遷移元素たとえばTi,Zrを含むものが一般
に高い。
金属原子Si,B,CおよびＮの化合物は硬質合金として知ら
れ、高い硬度と低い電気抵抗率を有する。熱力学的安定
性は第４族の遷移元素たとえばTi,Zrを含むものが一般
に高い。
これら化合物はサーマルヘッド用抵抗体薄膜としては一
般に抵抗が低すぎる。従って他の硬質、高抵抗率化合物
との複合により高抵抗化を図ることができる。上記硬質
合金のうち熱力学的安定性の高いTiCおよびZrCを用い、
この各々と高抵抗，高硬質で耐酸化性の優れたSiCとの
複合体薄膜をスパッタリング法にて形成して作成された
薄膜抵抗体は、抵抗率が従来よりも高く、高硬質の熱的
に安定なものであり、材質と共に薄膜の厚さ効果により
耐酸化性に優れている。
般に抵抗が低すぎる。従って他の硬質、高抵抗率化合物
との複合により高抵抗化を図ることができる。上記硬質
合金のうち熱力学的安定性の高いTiCおよびZrCを用い、
この各々と高抵抗，高硬質で耐酸化性の優れたSiCとの
複合体薄膜をスパッタリング法にて形成して作成された
薄膜抵抗体は、抵抗率が従来よりも高く、高硬質の熱的
に安定なものであり、材質と共に薄膜の厚さ効果により
耐酸化性に優れている。
実施例 SiCとTiC粉末を出発原料にし、各種重量比で混合した。
成形し熱処理することによってセラミック板とし、スパ
ッタリング用ターゲットを作成した。
成形し熱処理することによってセラミック板とし、スパ
ッタリング用ターゲットを作成した。
高周波マグネトロンスパッタ装置を用い、上記ターゲー
トをスパッタして、グレーズドアルミナ基板上に薄膜を
形成した。代表的スパッタ条件を以下記す。
トをスパッタして、グレーズドアルミナ基板上に薄膜を
形成した。代表的スパッタ条件を以下記す。
スパッタパワー :2KW/20cm直径ターゲット スパッタガスとガス圧:Ar,3×10-2Torr 基板温度 :400℃ 基板−ターゲット距離 :6cm 上記条件でたとえばTiC:SiC＝1:2重量比のターゲットを
10分間スパッタした場合、0.8μｍの膜厚の金属光沢を
有す薄膜が得られた。サーマルヘッドの一般の使用温度
350℃を考慮して、スパッタ時の基板温度はそれより少
し高い400℃としたが、200〜700℃の範囲で変化させて
も金属光沢のある同様な薄膜を得ることができた。薄膜
とターゲットの組成はオージェ分光分析と原子吸光分析
でほぼ同一であることが判ったが、Ｘ線回折で薄膜はハ
ローピークを示し、結晶相の固定はできない。しかし、
Ti,SiおよびＣの４元素からなる種々の硬質合金TiC,SiC
およびTiSi2等の結合を有する複合合金薄膜と考えられ
る。
10分間スパッタした場合、0.8μｍの膜厚の金属光沢を
有す薄膜が得られた。サーマルヘッドの一般の使用温度
350℃を考慮して、スパッタ時の基板温度はそれより少
し高い400℃としたが、200〜700℃の範囲で変化させて
も金属光沢のある同様な薄膜を得ることができた。薄膜
とターゲットの組成はオージェ分光分析と原子吸光分析
でほぼ同一であることが判ったが、Ｘ線回折で薄膜はハ
ローピークを示し、結晶相の固定はできない。しかし、
Ti,SiおよびＣの４元素からなる種々の硬質合金TiC,SiC
およびTiSi2等の結合を有する複合合金薄膜と考えられ
る。
薄膜の硬度を測定した結果、組成に対する依存性が少く
ヌープ硬度2000を得、SiC単体と同一で非常に硬いこと
が明らかになった。このことは従来発熱抵抗体上に設け
ていた保護膜層を抵抗体に耐酸化性があれば無くすか、
極力薄くできることを意味し、サーマルヘッドを高効率
化できる。
ヌープ硬度2000を得、SiC単体と同一で非常に硬いこと
が明らかになった。このことは従来発熱抵抗体上に設け
ていた保護膜層を抵抗体に耐酸化性があれば無くすか、
極力薄くできることを意味し、サーマルヘッドを高効率
化できる。
ターゲットの組成を種々変えて薄膜を作成し、その電気
抵抗率の測定を行った。その結果を図に示した。
抵抗率の測定を行った。その結果を図に示した。
TiCのみの組成では２×10-4Ω・cmの抵抗率を持った薄
膜が得られた。この抵抗率では従来の抵抗体薄膜の値と
ほとんど同一で、発熱体セグメントの厚さを従来より大
きくすることができない。少くとも１×10-3Ω・cm以上
の値が必要である。そのためには図よりSiCの含量を0.3
重量比以上にすればよいことが判る。SiCの含量が増す
と抵抗率が増加し、0.8重量比のSiCを含んだ場合には１
×10-1Ω・cmになる。このように抵抗膜の抵抗率を組成
を変化させることにより、アナログ的に変えられること
は、サーマルヘッドの発熱体を設計する上で非常に有利
である。このことも本発明の薄膜抵抗体の特徴の１つに
なっている。
膜が得られた。この抵抗率では従来の抵抗体薄膜の値と
ほとんど同一で、発熱体セグメントの厚さを従来より大
きくすることができない。少くとも１×10-3Ω・cm以上
の値が必要である。そのためには図よりSiCの含量を0.3
重量比以上にすればよいことが判る。SiCの含量が増す
と抵抗率が増加し、0.8重量比のSiCを含んだ場合には１
×10-1Ω・cmになる。このように抵抗膜の抵抗率を組成
を変化させることにより、アナログ的に変えられること
は、サーマルヘッドの発熱体を設計する上で非常に有利
である。このことも本発明の薄膜抵抗体の特徴の１つに
なっている。
SiCが0.8重量比より多くなるとサーマルヘッドの発熱体
薄膜の厚さが数μｍ以上となり、エッチング加工に対す
る困難さがでてくる。一般に組成的にもSiCが多い程エ
ッチングがしずらい。従って適当な組成範囲はSiCの重
量比で0.3〜0.8がサーマルヘッド用抵抗体薄膜として適
当である。
薄膜の厚さが数μｍ以上となり、エッチング加工に対す
る困難さがでてくる。一般に組成的にもSiCが多い程エ
ッチングがしずらい。従って適当な組成範囲はSiCの重
量比で0.3〜0.8がサーマルヘッド用抵抗体薄膜として適
当である。
つぎにサーマルヘッドの発熱体最高温度である400℃で
耐酸化性のエージングテストを行った。１対の金電極膜
をつけたAl2O3基板上に3000Åの厚さの薄膜を形成し、
それを400℃の温度で空気中に保持し、抵抗の変化を時
間と共に調べた。その結果、各種組成膜で2000時間後20
％以内の抵抗上昇が見られた。一方同じ構成で作成した
窒化タンタル膜では24時間後抵抗が２倍に増加してい
た。このことから本発明の抵抗体薄膜は従来の窒化タン
タル膜に比べ、優れた耐酸化性を持つ材質であることが
判る。
耐酸化性のエージングテストを行った。１対の金電極膜
をつけたAl2O3基板上に3000Åの厚さの薄膜を形成し、
それを400℃の温度で空気中に保持し、抵抗の変化を時
間と共に調べた。その結果、各種組成膜で2000時間後20
％以内の抵抗上昇が見られた。一方同じ構成で作成した
窒化タンタル膜では24時間後抵抗が２倍に増加してい
た。このことから本発明の抵抗体薄膜は従来の窒化タン
タル膜に比べ、優れた耐酸化性を持つ材質であることが
判る。
更にSiC−ZrC系について上記SiC−TiC系とほとんど同様
な手法で検討を行った。ZrCはTiCと電気的および化学的
性質はよく似ている。TiCの場合と同様に各種組成で金
属光沢のある薄膜が得られ、Ｘ線回折パターンもハロー
ピークであり、硬度もTiCの場合と同じであった。ただ
組成に対する抵抗率が多少低めであり、その変化を同じ
く図中に破線で示した。ZrC単体では1.2×10-4Ω・cmで
TiCの場合より40％減の抵抗率であるが、SiC含量が多く
なるとSiC−TiC系の組成対抵抗率変化に近づく。１×10
-3Ω・cm以上の抵抗率がやはり、SiCの0.35重量比以上
で得られる。耐酸化性のエージングテストもSiC−TiC系
と同等の結果が得られた。
な手法で検討を行った。ZrCはTiCと電気的および化学的
性質はよく似ている。TiCの場合と同様に各種組成で金
属光沢のある薄膜が得られ、Ｘ線回折パターンもハロー
ピークであり、硬度もTiCの場合と同じであった。ただ
組成に対する抵抗率が多少低めであり、その変化を同じ
く図中に破線で示した。ZrC単体では1.2×10-4Ω・cmで
TiCの場合より40％減の抵抗率であるが、SiC含量が多く
なるとSiC−TiC系の組成対抵抗率変化に近づく。１×10
-3Ω・cm以上の抵抗率がやはり、SiCの0.35重量比以上
で得られる。耐酸化性のエージングテストもSiC−TiC系
と同等の結果が得られた。
以上説明した高抵抗率，高硬度および耐酸化性に優れた
抵抗体薄膜は、上記サーマルヘッドのみならず、他の応
用たとえば混成集積回路用抵抗体や薄膜ヒータを利用し
たデバイスにも当然応用し得るものである。
抵抗体薄膜は、上記サーマルヘッドのみならず、他の応
用たとえば混成集積回路用抵抗体や薄膜ヒータを利用し
たデバイスにも当然応用し得るものである。
発明の効果 本発明の抵抗体薄膜は、１×10-3〜１×10-1Ω・cmの抵
抗率を有し、組成を変えることによって所望の抵抗値を
選ぶことができる。上記抵抗率により、1000Å〜数μｍ
の従来より厚いサーマルヘッド用発熱体を作成すること
ができる。従って安定な材質自身の特性と共に厚さ効果
によつて耐酸化性の優れた、すなわち高信頼性の薄膜発
熱抵抗体が得られる。また硬度がSiCと同じであるので
発熱抵抗体表面の保護層を無くすか極力薄くして熱効率
の高いサーマルヘッドが作成できる。他の薄膜抵抗体を
利用したデバイスに対しても安定な種々の抵抗率を持つ
抵抗体を提供し得る。
抗率を有し、組成を変えることによって所望の抵抗値を
選ぶことができる。上記抵抗率により、1000Å〜数μｍ
の従来より厚いサーマルヘッド用発熱体を作成すること
ができる。従って安定な材質自身の特性と共に厚さ効果
によつて耐酸化性の優れた、すなわち高信頼性の薄膜発
熱抵抗体が得られる。また硬度がSiCと同じであるので
発熱抵抗体表面の保護層を無くすか極力薄くして熱効率
の高いサーマルヘッドが作成できる。他の薄膜抵抗体を
利用したデバイスに対しても安定な種々の抵抗率を持つ
抵抗体を提供し得る。
図はSiCとTiCおよびSiCとZrCの混合比を変えたターゲッ
トから作成した薄膜抵抗体の抵抗率の組成変化を示すグ
ラフである。
トから作成した薄膜抵抗体の抵抗率の組成変化を示すグ
ラフである。
Claims (1)
- 【請求項１】SiCの重量比が0.3〜0.8のSiCと,TiCまたは
ZrCの混合ターゲットを用い、スパッタリング法にて薄
膜抵抗体を形成することを特徴とする薄膜抵抗体の製造
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60236652A JPH077721B2 (ja) | 1985-10-23 | 1985-10-23 | 薄膜抵抗体の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60236652A JPH077721B2 (ja) | 1985-10-23 | 1985-10-23 | 薄膜抵抗体の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6295801A JPS6295801A (ja) | 1987-05-02 |
| JPH077721B2 true JPH077721B2 (ja) | 1995-01-30 |
Family
ID=17003783
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60236652A Expired - Lifetime JPH077721B2 (ja) | 1985-10-23 | 1985-10-23 | 薄膜抵抗体の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH077721B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2631316B2 (ja) * | 1989-01-21 | 1997-07-16 | セイコー電子工業株式会社 | 抵抗体 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2689067B2 (ja) * | 1993-06-01 | 1997-12-10 | 株式会社エース電研 | ゲーム装置 |
-
1985
- 1985-10-23 JP JP60236652A patent/JPH077721B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6295801A (ja) | 1987-05-02 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |