JPH11354302A - 薄膜抵抗素子 - Google Patents

薄膜抵抗素子

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JPH11354302A
JPH11354302A JP10160848A JP16084898A JPH11354302A JP H11354302 A JPH11354302 A JP H11354302A JP 10160848 A JP10160848 A JP 10160848A JP 16084898 A JP16084898 A JP 16084898A JP H11354302 A JPH11354302 A JP H11354302A
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JP
Japan
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thin film
film
resistance
thin
substrate
Prior art date
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Pending
Application number
JP10160848A
Other languages
English (en)
Inventor
Kenji Tomonari
健二 友成
Toshiaki Kawanishi
川西  利明
Shinichi Inoue
眞一 井上
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsui Mining and Smelting Co Ltd
Original Assignee
Mitsui Mining and Smelting Co Ltd
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Publication date
Application filed by Mitsui Mining and Smelting Co Ltd filed Critical Mitsui Mining and Smelting Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 基板に対する抵抗薄膜の密着性を向上させ、
抵抗薄膜に対する保護膜の密着性を向上させることで、
製造時の歩留りを向上させ、使用時の特性劣化を防止し
て長寿命化を図った薄膜抵抗素子を提供する。 【解決手段】 絶縁基板2上にチタン薄膜からなる下側
密着層4を介してニッケル、白金または銅からなる抵抗
薄膜6が形成されており、抵抗薄膜6上にチタン薄膜か
らなる上側密着層8を介して保護膜10が形成されてい
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、薄膜抵抗素子に関
するものであり、特に製造時の歩留が良好で且つ使用に
伴う経時劣化が少ない薄膜抵抗素子に関するものであ
る。本発明の抵抗素子は、例えば電気的通電により発熱
させる発熱素子として、あるいは周囲温度の変化による
電気抵抗値の変化を検知する感温(測温)素子として、
好適である。
【0002】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】従来、
通電により抵抗体を発熱させる抵抗発熱素子は、幅広い
分野で利用されている。最近では、特に抵抗体を薄膜と
して形成し、しかもその寸法(パターン面積)を微小に
したものが使用されている。このような薄膜抵抗発熱素
子としては、流体の流量測定で使用される傍熱型流量セ
ンサーの発熱素子が例示され、また感熱記録方式や熱転
写記録方式の熱記録ヘッド(サーマルヘッド)が例示さ
れる。
【0003】また、周囲温度の変化による抵抗体の電気
抵抗値の変化を検知して温度測定を行うための抵抗感温
素子も幅広い分野で利用されており、この抵抗感温素子
も抵抗発熱素子と同様に抵抗体を薄膜として形成し寸法
を微小にしたものが使用されている。このような薄膜抵
抗感温素子としては、流体の流量測定で使用される流量
センサーの流量検知用感温素子や温度補償用感温素子が
例示される。
【0004】以上のような薄膜抵抗素子としては、従
来、表面が絶縁性の基板(例えばガラスやアルミナや表
面に酸化シリコン膜を形成したシリコン基板)の絶縁性
表面上に、ニッケル、白金または銅などからなる膜厚例
えば0.02μm程度の薄膜を抵抗薄膜として形成し、
その上に例えば酸化シリコン膜からなる保護膜を形成し
たものが利用されている。薄膜抵抗素子の抵抗薄膜や保
護膜はスパッタなどの成膜法を用いて製造される。
【0005】しかるに、以上のような薄膜抵抗素子にお
いては、基板と抵抗薄膜とは材質が異なり熱膨張係数が
異なるので、温度変化により両者の間には熱膨張係数差
に基づく応力が発生し、抵抗薄膜と基板との間にクラッ
クが発生したり抵抗薄膜が基板から剥離したりしやすい
という難点があった。同様に、抵抗薄膜と保護膜とは材
質が異なり熱膨張係数が異なるので、温度変化により両
者の間には熱膨張係数差に基づく応力が発生し、保護膜
と抵抗薄膜との間にクラックが発生したり保護膜が抵抗
薄膜から剥離したりしやすいという難点があった。この
ようなクラックや剥離が生ずると、金属からなる抵抗薄
膜が酸化して電気的特性が劣化し、製造の歩留りが低下
したり、あるいは、使用時の電気的特性の経時劣化が促
進され寿命が短縮されるという不利がある。
【0006】そこで、本発明は、基板に対する抵抗薄膜
の密着性を向上させることで、製造時の歩留りを向上さ
せ、使用時の特性劣化を防止して長寿命化を図った薄膜
抵抗素子を提供することを目的とする。
【0007】また、本発明は、抵抗薄膜に対する保護膜
の密着性を向上させることで、製造時の歩留りを向上さ
せ、使用時の特性劣化を防止して長寿命化を図った薄膜
抵抗素子を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、以上の
如き目的を達成するものとして、基板の電気絶縁性表面
上に金属からなる抵抗薄膜が形成されている薄膜抵抗素
子であって、前記抵抗薄膜がニッケル、白金または銅か
らなり、前記基板の電気絶縁性表面と前記抵抗薄膜との
間にチタン薄膜からなる下側密着層が介在していること
を特徴とする、薄膜抵抗素子、が提供される。
【0009】また、本発明によれば、以上の如き目的を
達成するものとして、抵抗薄膜上に保護膜が形成されて
いる薄膜抵抗素子であって、前記抵抗薄膜がニッケル、
白金または銅からなり、前記抵抗薄膜と前記保護膜との
間にチタン薄膜からなる上側密着層が介在していること
を特徴とする、薄膜抵抗素子、が提供される。
【0010】更に、本発明によれば、以上の如き目的を
達成するものとして、基板の電気絶縁性表面上に金属か
らなる抵抗薄膜が形成されており、該抵抗薄膜上に保護
膜が形成されている薄膜抵抗素子であって、前記抵抗薄
膜がニッケル、白金または銅からなり、前記基板の電気
絶縁性表面と前記抵抗薄膜との間にチタン薄膜からなる
下側密着層が介在しており、前記抵抗薄膜と前記保護膜
との間にチタン薄膜からなる上側密着層が介在している
ことを特徴とする、薄膜抵抗素子、が提供される。
【0011】本発明の一態様においては、前記基板の電
気絶縁性表面は酸化シリコンまたは酸化アルミニウムを
含んでなるものである。また、本発明の一態様において
は、前記保護膜は酸化シリコンからなる。
【0012】本発明の一態様においては、前記下側密着
層または前記上側密着層は厚さ0.002〜0.05μ
mである。
【0013】本発明の一態様においては、前記抵抗薄膜
は厚さ0.1〜1.0μmである。
【0014】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、図
面を参照しながら説明する。
【0015】図1は本発明による薄膜抵抗素子の一実施
形態を示す模式的断面図である。
【0016】図1において、2は絶縁基板である。該基
板2は、例えば酸化シリコンを主体とするガラスや酸化
アルミニウムを主体とするアルミナ等の酸化物系の絶縁
体からなる。基板2上には、下側密着層4を介して抵抗
薄膜6が形成されている。そして、抵抗薄膜6上には、
上側密着層8を介して保護膜10が形成されている。
【0017】抵抗薄膜6は、材質が例えばニッケル、白
金または銅などのような正の抵抗温度係数を有する金属
からなるが、その厚さが例えば0.1〜1.0μm好ま
しくは0.3〜0.6μmと薄いため、抵抗体として機
能することが可能である。また、抵抗薄膜6は、図2に
平面図を示す様に、両端に1対の電極パッド部7a,7
bを有する幅が例えば5〜25μmで全長が例えば4〜
23cmの蛇行形状のパターンとすることができ、これ
によれば一層良好に抵抗体として機能することが可能で
ある。
【0018】保護膜10は、材質が例えば酸化シリコン
からなり、その厚さは例えば0.3〜2.0μm好まし
くは0.5〜1.0μm程度である。
【0019】また、下側密着層4及び上側密着層8は、
材質がチタンからなり、その厚さは例えば0.002〜
0.05μm好ましくは0.005〜0.02μmであ
る。
【0020】以上の下側密着層4の形成、抵抗薄膜6の
形成、上側密着層8の形成及び保護膜10の形成は、ス
パッタ法や真空蒸着法などの公知の成膜技術を適宜用い
て行うことができる。尚、抵抗薄膜6を蛇行形状などに
パターン化する場合には、下側密着層4及び上側密着層
8も同一形状にパターン化してもよい。このようなパタ
ーン化は、成膜後のエッチングにより行うことができ
る。
【0021】保護膜10の形成の後、熱処理を行うこと
で、抵抗薄膜6の抵抗温度係数をバルク金属のそれに近
づけることができる。また。この熱処理により、高温環
境下での経時変化を少なくすることができる。このよう
な熱処理としては、例えば300〜400℃程度で2〜
10時間の加熱を行う。
【0022】本実施形態では、基板2と抵抗薄膜6との
間にチタン薄膜からなる下側密着層4を形成しており、
このチタン薄膜は基板2中の酸素との結合力がニッケ
ル、白金または銅などより優れているので、抵抗薄膜6
の基板2に対する密着性を向上させることができる。即
ち、下側密着層4を形成しない場合には上記熱処理で抵
抗薄膜6が基板2から剥離することがあったが、下側密
着層4を形成した場合には上記熱処理で抵抗薄膜6が基
板2から剥離することがなく製造歩留りが向上した。
【0023】また、本実施形態では、抵抗薄膜6と保護
膜10の間にチタン薄膜からなる上側密着層8を形成し
ており、このチタン薄膜は保護膜10中の酸素との結合
力がニッケル、白金または銅などより優れているので、
保護膜10の抵抗薄膜6に対する密着性を向上させるこ
とができる。即ち、上側密着層8を形成しない場合には
上記熱処理で保護膜10が抵抗薄膜6から剥離すること
があったが、上側密着層8を形成した場合には保護膜1
0が抵抗薄膜6から剥離することがなく製造歩留りが向
上した。
【0024】特に、抵抗薄膜6が微細なパターン状をな
す場合には、その上に形成される保護膜10の下地が凹
凸状態となるので、保護膜10の部分的剥離が生じやす
い傾向にあるが、上記実施形態では、上側密着層8を形
成しているので、保護膜10の部分的剥離は防止され
る。
【0025】本実施形態によれば、このような製造歩留
りの向上に加えて、同様の理由で、製造後の使用時にお
ける経時劣化も少ない。即ち、抵抗薄膜6の基板2に対
する密着性及び保護膜10の抵抗薄膜6に対する密着性
が良好であるので、使用時に発熱したり高温外部環境に
さらされたりしても、これらの間に剥離を生じにくく、
従って抵抗薄膜6が外気中の酸素と接触して酸化されて
電気的特性が劣化したりすることがなく、長寿命化が可
能である。
【0026】図3は本発明による薄膜抵抗素子の別の実
施形態を示す模式的断面図である。本図において、上記
図1〜2におけると同様の機能を有する部材には同一の
符号が付されている。
【0027】この図3の実施形態では、基板2として、
シリコン等の半導体からなる基体部2aの表面上に酸化
シリコン等からなる絶縁膜2bを形成したものを用いて
いる。この絶縁膜2bの表面上に下側密着層4を介して
抵抗薄膜6が形成されている。このように、本発明で
は、基板2は表面が電気絶縁性を有していればよく、そ
の下の基体部分は所望の機能要素例えば種々の電子回路
素子などを有していてもよい。
【0028】本実施形態でも、上記図1〜2の実施形態
と同様な作用効果が得られる。
【0029】図4は本発明による薄膜抵抗素子の更に別
の実施形態を示す模式的断面図である。この実施形態
は、傍熱型流量センサーの流量検知素子に適用された例
を示すものである。図4において、上記図1〜3におけ
ると同様の機能を有する部材には同一の符号が付されて
いる。
【0030】本実施形態では、基板2上に第1の下側密
着層4を介して形成された第1の抵抗薄膜6は発熱素子
として利用される。第1の抵抗薄膜6上には第1の上側
密着層8を介して第1の保護層10が形成されている。
【0031】図4に示されているように、第1の保護膜
10上には、第2の下側密着層14を介して第2の抵抗
薄膜16が形成されている。この第2の抵抗薄膜16
は、第1の抵抗薄膜16と同様にして形成することがで
き、流量検知用感温素子として利用される。第2の抵抗
薄膜16上には第2の上側密着層18を介して第2の保
護膜20が形成されている。第2の保護膜20は第1の
保護膜10と同様にして形成することができ、第2の下
側密着層14及び第2の上側密着層18は第1の下側密
着層4及び第1の上側密着層8と同様にして形成するこ
とができる。
【0032】このように、発熱抵抗薄膜(第1の抵抗薄
膜6)と感温抵抗薄膜(第2の抵抗薄膜16)とが薄膜
(第1の上側密着層8、第1の保護膜10及び第2の下
側密着層14)を介して極く近接して配置されているこ
とにより、感温抵抗薄膜は発熱抵抗薄膜の発熱の影響を
直ちに受け、傍熱型流量センサーの流量検知素子として
良好に機能する。
【0033】本実施形態の流量検知素子は、基板2とし
ては例えば厚さ0.5mm程度で大きさ2〜3mm角程
度のものを用いて、小さなチップ状とすることが可能で
ある。また、基板2は、被測定流体との間での熱伝導が
良好となるように、被測定流体に曝されるケーシングな
どに直接取り付けるのが好ましい。
【0034】本実施形態では、第2の下側密着層14、
第2の抵抗薄膜16、第2の上側密着層18及び第2の
保護膜20に関しては、基板2、第1の下側密着層4、
第1の抵抗薄膜6、第1の上側密着層8及び第1の保護
膜10からなるものが電気絶縁性を有する基板として作
用している。
【0035】尚、本実施形態でも、上記図1〜2の実施
形態及び図3の実施形態と同様な作用効果が得られる。
【0036】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
基板に対する抵抗薄膜の密着性や抵抗薄膜に対する保護
膜の密着性を向上させていることで、薄膜抵抗素子製造
時の歩留りを向上させることが可能となり、更に薄膜抵
抗素子使用時の特性劣化を防止して長寿命化を図ること
が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による薄膜抵抗素子の一実施形態を示す
模式的断面図である。
【図2】本発明による薄膜抵抗素子の一実施形態におけ
る抵抗薄膜の平面図である。
【図3】本発明による薄膜抵抗素子の別の実施形態を示
す模式的断面図である。
【図4】本発明による薄膜抵抗素子の更に別の実施形態
を示す模式的断面図である。
【符号の説明】
2 絶縁基板 2a 基体部 2b 絶縁膜 4 下側密着層(第1の下側密着層) 6 抵抗薄膜(第1の抵抗薄膜) 8 上側密着層(第1の上側密着層) 10 保護膜(第1の保護膜) 14 第2の下側密着層 16 第2の抵抗薄膜 18 第2の上側密着層 20 第2の保護膜

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 基板の電気絶縁性表面上に金属からなる
    抵抗薄膜が形成されている薄膜抵抗素子であって、前記
    抵抗薄膜がニッケル、白金または銅からなり、前記基板
    の電気絶縁性表面と前記抵抗薄膜との間にチタン薄膜か
    らなる下側密着層が介在していることを特徴とする、薄
    膜抵抗素子。
  2. 【請求項2】 前記基板の電気絶縁性表面は酸化シリコ
    ンまたは酸化アルミニウムを含んでなるものであること
    を特徴とする、請求項1に記載の薄膜抵抗素子。
  3. 【請求項3】 抵抗薄膜上に保護膜が形成されている薄
    膜抵抗素子であって、前記抵抗薄膜がニッケル、白金ま
    たは銅からなり、前記抵抗薄膜と前記保護膜との間にチ
    タン薄膜からなる上側密着層が介在していることを特徴
    とする、薄膜抵抗素子。
  4. 【請求項4】 前記保護膜は酸化シリコンからなること
    を特徴とする、請求項3に記載の薄膜抵抗素子。
  5. 【請求項5】 基板の電気絶縁性表面上に金属からなる
    抵抗薄膜が形成されており、該抵抗薄膜上に保護膜が形
    成されている薄膜抵抗素子であって、前記抵抗薄膜がニ
    ッケル、白金または銅からなり、前記基板の電気絶縁性
    表面と前記抵抗薄膜との間にチタン薄膜からなる下側密
    着層が介在しており、前記抵抗薄膜と前記保護膜との間
    にチタン薄膜からなる上側密着層が介在していることを
    特徴とする、薄膜抵抗素子。
  6. 【請求項6】 前記基板の電気絶縁性表面は酸化シリコ
    ンまたは酸化アルミニウムを含んでなるものであり、前
    記保護膜は酸化シリコンからなることを特徴とする、請
    求項5に記載の薄膜抵抗素子。
  7. 【請求項7】 前記下側密着層または前記上側密着層は
    厚さ0.002〜0.05μmであることを特徴とす
    る、請求項1〜6のいずれかに記載の薄膜抵抗素子。
  8. 【請求項8】 前記抵抗薄膜は厚さ0.1〜1.0μm
    であることを特徴とする、請求項1〜7のいずれかに記
    載の薄膜抵抗素子。
JP10160848A 1998-06-09 1998-06-09 薄膜抵抗素子 Pending JPH11354302A (ja)

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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004320014A (ja) * 2003-04-14 2004-11-11 Agilent Technol Inc 薄膜抵抗体素子
JP2006344776A (ja) * 2005-06-09 2006-12-21 Alpha Electronics Corp チップ抵抗器とその製造方法
JP2007243173A (ja) * 2006-02-09 2007-09-20 Mitsui Mining & Smelting Co Ltd 積層体、薄膜センサ及び薄膜センサモジュール
WO2007114143A1 (ja) 2006-03-28 2007-10-11 Mitsui Mining & Smelting Co., Ltd. 薄膜センサの製造方法、薄膜センサおよび薄膜センサモジュール
JP2007294929A (ja) * 2006-03-28 2007-11-08 Mitsui Mining & Smelting Co Ltd 薄膜センサの製造方法、薄膜センサおよび薄膜センサモジュール
EP4040129A4 (en) * 2019-10-01 2023-10-04 Nitto Denko Corporation TEMPERATURE SENSOR FILM, CONDUCTIVE FILM AND PRODUCTION METHOD THEREFOR
EP4040126A4 (en) * 2019-10-01 2023-10-11 Nitto Denko Corporation ELECTRICALLY CONDUCTIVE FILM AND METHOD FOR MANUFACTURING SAME, TEMPERATURE SENSOR FILM AND METHOD FOR MANUFACTURING SAME

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004320014A (ja) * 2003-04-14 2004-11-11 Agilent Technol Inc 薄膜抵抗体素子
JP2006344776A (ja) * 2005-06-09 2006-12-21 Alpha Electronics Corp チップ抵抗器とその製造方法
JP2007243173A (ja) * 2006-02-09 2007-09-20 Mitsui Mining & Smelting Co Ltd 積層体、薄膜センサ及び薄膜センサモジュール
WO2007114143A1 (ja) 2006-03-28 2007-10-11 Mitsui Mining & Smelting Co., Ltd. 薄膜センサの製造方法、薄膜センサおよび薄膜センサモジュール
JP2007294929A (ja) * 2006-03-28 2007-11-08 Mitsui Mining & Smelting Co Ltd 薄膜センサの製造方法、薄膜センサおよび薄膜センサモジュール
EP4040129A4 (en) * 2019-10-01 2023-10-04 Nitto Denko Corporation TEMPERATURE SENSOR FILM, CONDUCTIVE FILM AND PRODUCTION METHOD THEREFOR
EP4040126A4 (en) * 2019-10-01 2023-10-11 Nitto Denko Corporation ELECTRICALLY CONDUCTIVE FILM AND METHOD FOR MANUFACTURING SAME, TEMPERATURE SENSOR FILM AND METHOD FOR MANUFACTURING SAME

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