JPS58119601A - 抵抗体 - Google Patents

抵抗体

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JPS58119601A
JPS58119601A JP57001539A JP153982A JPS58119601A JP S58119601 A JPS58119601 A JP S58119601A JP 57001539 A JP57001539 A JP 57001539A JP 153982 A JP153982 A JP 153982A JP S58119601 A JPS58119601 A JP S58119601A
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JP
Japan
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resistor
point
tcr
thin film
nicr
Prior art date
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Pending
Application number
JP57001539A
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English (en)
Inventor
武野 尚三
孝一郎 坂本
藤沢 郁夫
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.)
Tokyo Sanyo Electric Co Ltd
Toshiba Corp
Toshiba TEC Corp
Original Assignee
Tokyo Sanyo Electric Co Ltd
Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
Tokyo Electric Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Tokyo Sanyo Electric Co Ltd, Tokyo Shibaura Electric Co Ltd, Tokyo Electric Co Ltd filed Critical Tokyo Sanyo Electric Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は抵抗体に係り、特にNiCrを主成分とする抵
抗温度係数(TCR)が小さい抵抗体に関する。
〔発明の技術的背景〕
従来より、微小回路の製造に薄膜技術が利用されている
。従来の薄膜抵抗体としてよく知られているのは、Ta
、TaN、Ta−8102,NiCr等であり、なかで
も広く用いられているのはNiCr合金である。
通常、NiCr合金抵抗体は、Ni1J、チの組成で使
われることが多い。Crが多くなると、経時変化が大き
く安定性に欠けるようになシ、また機械的にもろくなる
ためである。一般にはNi  80 vt引Cr 20
 wt%を基調曝した合金が用いられる。ところがこの
組成の合金をタープ。
トとしてRFスノ譬、夕により得られた膜厚400〜5
00Xの薄膜抵抗体はTCRが約130 ppm/℃と
やや大きい値管示す。
〔背景技術の問題点〕
従来の薄膜抵抗体のTCRは通常数百ppm/℃8!度
あり、これによシ小さくすることができないため高精度
を要する用途には適さない。環境温度が極端に変化する
用途や環境温度変化が小さくても高精度が要求されるデ
バイスに使用するためには、TCRの小さい薄膜抵抗体
が必要とされる。
TCぺに関し厳しい性能が要求される用途の一つとして
、電子ハカリに用いられる蒸着ゲージがある。蒸着ゲー
ジは第1図に示すように、RIe R*  + Rs 
 * R4fx ’b’1M1a抵抗体カラするブリ、
ノ回路で構成される。このブリ、ジ回路FieL2図に
示すようにハヵり本体、即ち同定台1は固定されたビー
ム2のtIei!0に付着形成されており、荷’1wが
印加されたときビーム20伸縮によるR1−R4の抵抗
値変化をブリ、ノ・量ランスによシ読取)、これを荷重
Wに換算するものである゛。このときブリッジ回路には
、電源しまうと正確な測定ができなくなる。このような
零点ドリフトを抑えるためには、R0〜R4としてTC
Hの極めて小さいものが要求されることになる。
ちなみに、TCRが130PPm/Cを有する、Ni 
80wt% 、 Cr 20 vt%の薄膜抵抗体を用
いて上記蒸着ゲージを構成し、零点ドリフトを測定した
ところJIIOμV/Vであった。
′〔発明の目的〕 本発明の目的は、NiCrを主成分とする合金抵抗体で
あってTCHの極めて小さい抵抗体を提供することにあ
る。
〔発明の概蚤〕
本発明者らは、NiCr合金をペースにしてこれに81
を添加すると、特定の組成領域においてTCRがほぼ零
の抵抗体が得られることを見出した。
従って本発明に係る抵抗体は、NiCrを主成分とし、
これにStを添加してなることを基本とし、その組成範
囲をN1が50 vt%以上、Crが50 vt%以下
、Slが23 vt%以Fとしたことを特徴とする。と
こで、Crを50 vts以下、NIを50 vtチ以
上に限定しているのは、Crを余シ多くすると、薄膜抵
抗体を作る場合に、真空装置の残留酸素の影響が大きく
なシ、再現性が悪くなるためである。即ちCrが多くな
るにつれて、真空装置、ペルジャーの大きさ、内部治具
の量や材質、排気速度や排気時間、基板温度轡の装置依
存性が大きくなる。またCrが多くなると、ターゲット
自体も表面酸化が大きくなり、機械的にも脆くなるなど
の問題が生ずる。
一方、本発明でSlを23 vt%以下に限定している
のは、Siを余シ多くするとTCRが負方向に大きくな
りすぎるためである。
上記組成範囲内で、TCRがit it−零付近となる
好ましい範囲は、NI 、Cr、G・の3戒分比を示す
三角図表において、W点(Ni 50.Cr so、5
to)。
X点(Ni 90=Cr 018110 ) ? Y点
(Ni77゜Cr O,8123) 、 Z点(Nl 
50.Cr 40.5110 )(但しカッコ内数字は
wtqG。以下同じ)を結ぶ四角形で囲まれた範囲であ
ることが実験的に確認されている。
不発I!i4に係る抵抗体は特に、蒸着やスノ(、タリ
ング、イオンデレーティング等による薄膜抵抗体として
、高精度の要求されるデ/ぐイスに適用して大きな効果
が得られる。
〔発明の実施例〕
Ni 80 wt%、Cr 20 vt%の合金をペー
スにしてSlを添加した薄膜抵抗体を得るために、Nl
Crターゲットに81を加えてRFス/母、夕を行った
。その結果、stが5,13 e 2 Q wt−と増
加するにつれて薄膜抵抗体(jllさは全て400〜5
ool )のTCRは、8 G 、 0 、−80 p
pm/lと次鎮に減少することがわかった。一方、sl
を含まないNiCr合金においても、N1とcrの比率
を変えるとTCRが変ることがわかった。即ち、NiC
rターr、)のCr成分比を20 、40 。
60 wt%と変えたとき、RFス・譬、夕により得ら
れた薄膜抵抗体のTCRは130,70,0゜ppm7
℃と減少することがわかった。これらの結果を示したの
が第3図および第4図である。
!4図において、Niの増量につれて増大するTCRを
、第3図のデータを考慮してSlを適量添加することK
よシ零にすることを試みた。即ち、Nl、Cr、Stの
組成比を、0点(Ni40゜Cr 60,810 ) 
、 A点(N%50.Cr 45.Sl 5)。
B点(NS 60.Cr 32.Sl 8 ) 、 0
点(Ni71゜Cr 18eS111 ) 、D点(N
i 83.Cr 0,8117)の5点に選んでターグ
ツトを作シ、以下の条件でRFスノ譬フッタ行った。
到達真空f    2X10  TorrAr分圧  
   9 X 10  Torr電源      RF
lkV 基板      ガラス基板 基板温度    常温 得られた400〜500Xの薄膜抵抗体のTCRは、’
 Oe A e ” e Ce D点共はぼ零であった
この結果は、第5図のNi、Cr、81の成分比を示す
三角図表で0.A、B、C,D点を通る直線上でTCR
が零の抵抗体が得られることを示している。ただし、0
点は前述のように再現性が悪く、+50 ppm/C程
度の大きいばらつきを示した。
実際には、多少の組成のずれ、不純物の含有等がおこる
が、実用的にはスノ量、タリング条件をコントロールす
る等によ〕使用できる範囲は多少広がる。即ち、第5図
の81点(N165゜Cr 32,815 ) 、 C
’点(Ni 70.Cr 10.G@2G )において
も、81点はわずかに酸素分圧の高い雰囲気内で、を九
C1点わずかに酸素分圧の低い雰囲気内でスノタ、タリ
ングした場合、共にTCRがほぼ零のものが得られた。
これに対し、B1点(Ni 70.CT 30.Si 
O) 。
0点(Nl 6Q、Cr 18,8122 )のターグ
ツト組成では、ス・臂ツタ条件をコントロールしてもT
CRが零のものは得られない。第3図、第4図から明ら
かなとおり、81点は+100 PPm/℃。
0点は−100ppm7℃ となる。
以上の結果を総合するζ、第5図の三角図表において、
実用上好ましい組成範囲として、W点(Ni 50.C
r 50,810 ) 、 X点(Ni90*Cr 0
=Si 10 ) e 7点(Ni 77、Cr O,
8123)−2点(Ni 50.Cr 40,8110
 )を結ぶ四角形で囲まれた範囲が求まる。
ちなみに、第5図の0点の薄膜抵抗体を用いて第1図、
第2図で説明した電子・・カリの蒸着ゲージを構成した
ところ、零点ドリフトが約1μV/V未満という高性能
のものが実現できた。
なお、N1.Cr、81いずれの元素も単独元素のみで
添加することは実際には困難であり、工業的には常識的
な範囲で他種金属が混入する。即ち、F@、Co、Mn
、Me、WeV、Ti 、Zn、Zr、Hf、Ta、N
b。
B、At、Mg、Sn、Go、Pb、C,P等が単独あ
るいは2種以上の組合せで少量添加されても、それが約
5 wt−未満であれに本質的性能は変らない。またM
n等は加工性を向上させるために0.O1〜0.1wt
%程度、積極的に添加してもよい。
〔発明の効果〕
本発明によれば、NiCrを主成分とする合金を用いて
TCRがほぼ零の高精度抵抗体が得られる。
【図面の簡単な説明】
第1図および第2図は電子JSカリの蒸着ゲージを示す
等価回路図および要部構成図、第3図は81添加による
NiCr合金薄膜抵抗体のTCR変化を示す図、第4図
はNlCr合金薄膜抵抗体のCr比によるTCR変化を
示す図、第5図は本発明の好ましい組成範囲を説明する
ためのNl。 Cr、Siの3成分組成図である。 出願人代理人  弁理士 鈴 江 武 彦第31!1 −4− 第5図 1

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)  NiCrを主成分とじSlを含む合金であっ
    て、Niが50 wt−以上、Crが50 vt%以下
    、Slが23 vt9!以下からなることを特徴とする
    抵抗体。
  2. (2)  Ni、Cr、Siの3成分比を示す三角図表
    において、W点(Nl 50=Cr 50.St O)
     p X点(Ni 90.Cr 0,8110 ) 、
     Y点(Ni 77、Cry。 Si 23 ) 、 Z点(Ni 50.Cr 40,
    8110 )(但しカッコ内数字はvt%)を結ぶ四角
    形に囲まれた範囲内の組成を有する特許請求の範囲第1
    項記載の抵抗体。
  3. (3)  Ni、Cr、8f t−主成分とし、F@ 
    、 Co 、Mn 。 MO,WIV、’ri、Zn、Zr、Hf、Ta、Nb
    、BIA4.Mg1G@ISn、PbtC+Pを単独あ
    るいけ2111以上の組合せで5 vt%未満含有する
    特許請求の範囲第1項記載の抵抗体。
  4. (4)  抵抗体は真空蒸着、スフ9.タリングまたは
    イ・オンシレーティングによシ形成された薄膜抵抗体で
    ある特許請求の範囲第1項記載の抵抗体。
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