JPS5884401A - 抵抗体 - Google Patents

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】 本発明は、新規な抵抗体に係り、詳しくはＣｒ。

８１．８１０よりなる三元合金抵抗体に関する。

薄ｊｌ［抵抗は、薄膜技術により製作した回路、感熱記
録ヘッドなど種々の分野に使用されている。

従来、薄膜抵抗はＣｒ−８ｌ合金、Ｃｒ−８１０合金な
どで形成されていた。しかし、これら材料はいずれも第
１表に示すような短所があった。

（ν人１森匂ン ｇｔ＊ 本発明の目的は、上記した従来技術の欠点をなくし、（
１）高温に長嗜関放置し′１：も抵抗値変化がなく、（
２）電力曹度が一層大きく、（５１抵抗の温度係数が正
から負までの広い輻ｇＫ６９、（４）エツチング速度が
適正に選べる新規な抵抗体を提供するにある。

上記目的は、Ｃｒ、Ｓｉ　ＫＳｉＯが訓わるか、Ｃｒ。

ｊ；１ＱＫＳｉが加わったＣｒ　−Ｓｉ　−Ｓｉ０三元
合会を必須成分とする抵抗体により４成される。

本発＠０ｆｉｌ規な抵抗体は、（１１処場により抵抗値
が安定化する。（２）４５０℃空気中放ばで抵抗値変化
が最大２−であり信頼性が向上する、（５）電力密度は
２０〜４０シ＾−にもなるので発熱素子などに適用でき
る。ＪＥＫ％発熱素子として使用した場合ヒートシンク
部を簡略化できる。（４）抵抗の温度係数は正、負共に
あるので適用範囲が広がる。（５）容易にエツチングが
できるのでパターン形成が容易になるというすぐれた利
点を有している。

以上の利点を有する新規な抵抗体は、比抵抗がｓｏｇｚ
ｃｗａ　〜５ｘ　１０ＩΩｃｍとなる１　＜　Ｓｔ　＜
　９８ｙｐｇｏｔ優＃　１　＜　Ｃｒ　＜　９８ｗｈａ
Ｌ−、１＜　ＳｉＯ＜　９８ｗｇａＬ％　Ｏ範囲のもの
が好筐しく、比抵抗が比較的設計容易な５０ｓΩｃａｎ
〜５００００矧ｃｗｓ　　となり、高温に長時間放置し
ても抵抗値変化のない４　＜　Ｓｉ　＜　８９ｒａｏ１
４　。

１０　＜　Ｃｒ　＜　８５ｗ５ｅｔ％　、　１　＜　Ｓ
ｉＯ＜　６０ｍｏ４　Ｏ＠＠が更に好ましく、また１５
＜Ｓ！〈７？罵−１（７４、２０＜　Ｃｒ　＜　７４ｍ
ｍＡ％　、　１＜　ＳｉＯ＜　５５ｎｇｏ４の範Ｓが高
温に長時間放置しても抵抗値変化が少なく（高耐Ｍ）、
高電力密度（例えば３００℃で２０〜４０給−１）が実
機できるので蝋も好ましい。

なお、過通電子顕微ｌＩｌ像によれば本発明のＣｒ−５
ａ−５ｉＯ系抵抗抵抗は、Ｃｒ−５＊の組成比に対応し
てＣｒ　−Ｓｉ　Ｏ＊ＩＩ４＠化合物、＊えばＣｒ！ｈ
ｏｒ　ＣｒＳｉ、が存在し、この領域とｃｒ　−ｓｉ−
ｓｉ。

の非晶質領域が混在した結晶黴細岨織状態を呈している
例４あるが、これを本ｉｌｘ　＠　ＯＣｒ　−，５ｓ−
Ｓｉ０５元系組成のＩＩＦＩ！ｉにすべて含まれるもの
である。

また、本発明の抵抗体は通常のスパッタリングで製造で
きる。ｆｉｌえば、ブレーナマグネト１フｍＤｃスパッ
タ装瀘などで製造できる。

以下、本発明を実施伺により詳頴に或−する。

実施ｆｌ１１ 先ず、本発明の抵抗体の製造方法について述べる。

（抵抗体の展遣方ｆｚ） ターゲットを−ｊ！４［Ｋ対向させて真空槽内に設置し
た。この夕゛＝ゲットはＳｌとＣｒｔ所定の面積比（例
工ばｓｉｏ面積５ｃｒｏ面横−ｇｏ　：　２０　）Ｋｉ
ｌＩ節したものであった。ｊ）ｃスパツＪｆｉｆ（ＤＸ
空槽は遍蟲な排気手段で５×１０°”Ｔｏｒｒ以下に排
気し、所定の酸素量を含有するアルゴンガスを導入し、
アルゴンガス分圧１〜ＩＱ＊Ｔｏｒｒ　、　酸素ガス分
圧１Ｘ１０−マ〜Ｉ　Ｘ　１０−”Ｔｍｒｒ　　Ｏ１ｙ
１４気を形成した。基板は、必要ならば回転させた。

王妃ターゲットには４ＱＯＶ〜１ΩＩｒＯ電圧な印加し
てグミ−放電を起こし、基４［ｍＪｌｌ、ＫＷｒ定の組
成を有するＣｒ　−５ｉ　−５＆０合会薄虞な反応性ス
パッタリングにより形成した。虞厚は、１０００〜３ｏ
ｏｏＪであった。

（抵抗体の同定） 王妃のようにして得たＣｒ　−Ｓｉ　−ＳｉＯ合会０ｒ
ＨＪ定を行なった。先ずグラズマ分光分析で抵抗体の元
素分析を行なった。４０００〜８０００℃の超高温で元
素を発光させ、この軸元スペクトル分布から元素を定性
し、スペクトル強度から元素１１一定量した。抵抗体は
５ｉ７２．Ｄａｔ　％　、　Ｃｒ２ｆＬＯａｔ％よりな
りていた。

次いでＸ＠光電子分析で抵抗体の原子の結合状層と結合
ｔを膚べた。抵抗体Ｋｘｉｌ！１ｌｔ−照射したとき励
起され親御した光電子エネルギーのスペクトルが基準状
感よりよりシフトした化学＄′フト量から原子の結合状
層を刈り、スペクトル強度比から組成比を求めた。その
＃ｉ！釆以下（１）。

偉）のことが明らかになりた。

旧　Ｃｒ−００結合は、（：：ｒ　−Ｃｒの結合からの
化学シフト量で明らかになる。しかし、化学シフトがな
かった。したがって、ＣｒｔＱ＠化物は存在しない。

（２）　　５ｉ−ＯＱ結合は、Ｓｉ　−Ｓｉ　Ｏ１１合
からの化学シフト量からその存在が明らかとなり、スペ
クトル強度比からＳｉ単体とＳｓ戚化會の存在比は９５
：５でありた。

以上（ｌｉｆｔ定結果カラ、Ｃｒ　：　Ｓｉ　：　５ｉ
Ｏ−ｓ２８：６５ニアであることがわかった。

また、透過鴫子砿黴虜写Ｊｃを逢りた所、縞１図の−）
に示すようＫｉａ晶化部分ＱＣ１”５＆、と非−晶部分
のＣｒ　−Ｓｉ　−ＳｉＯの存在が明らかＫ　７Ｊ：り
た。なお、結晶化度は小さかった。

実ｓｆｉ２ 第２表の４２のようＫＤｃスパνりｆＩ置で基板上く形
成した抵抗体と、第２表肩３のようにグレーナマグネト
ａｙａｌＤｃスパッタＩｉ４置で基板上ＩＩｃ形成した
抵抗体を、５ｊ！施例１と同様にして同定したｍ未、９
２表の膚２．膚３の同定緒釆禰の直と、３１ｇ１図の南
、（ｅ）のような透過電子顕微１１１６ＣｊＩＩ図の（
ｊ）＋！、結晶化度が第１図の（ｇ）より進んでおり、
４１図の１ｃ）は夏に＃Ｊｌ＋化度が大巾に進んでいる
）が得られた。

夷應内５ 実施１１１．２に述べた方法で構造した抵抗体の１１】
比抵抗、（２）抵抗の温度係数、Ｃ）硬度、（４）引張
応力、（５）！度、（６）エツチング性ＶｔＩＩＪ定し
、第２表０４１〜漏５の特性−忙示す値を得た。

実施例４ Ｓｉ０８ｍａｌｔ１４　、６７ｔｘｏ４％　、　６４ｎ
ｈｏｔ＊　　”Ｃ’ＡｆｊＡ−１ｒＥＣｒ。

Ｓｉよりなる三元合金のＳｉとＣｒの存在比？：変えた
場合の比抵抗の変化を第２１！ｉ１の１〜５に示した。

Ｃｒ／Ｃ５ｉ　＋ＳｉＯ＋Ｃｒ　）が５６８０１　＊　
Ｏｄ合で存在し、かつ（Ｃｒ　−）−Ｓｉ　）とＳｉＯ
の存在比が変わった場合の比抵抗を４５図の４に示した
。

第　２　表 実施例５ Ｃｒ　−５番−ＳｉＯ三元合会の温度係数は、ｃｒｓｓ
ｘｓｅｔ＠　、　５ｉ６６ｙｘａｔ＠　、　ｓｘｏ１ｍ
ｏｔ優の存在比のものは。

１８〜５００℃”Ｃ＋　２５００ｐｐｗｎ　”ｔ’　Ｉ
）　５　タ。Ｃｒ１０ｍ０ｔ％　＊５ｉ４Ｑｍｏ４　、
５ｉ０５Ｑ１ｎｏＡ％Ｏ存在比ｏ＊ｏ＋＊、１８〜３０
０℃でｉｔ度係数が一１００００Ｆμ　で６りた。また
、Ｃｒ２Ｏ〜５０ｍｏｔ％　、　５ｉ１５〜５５ｗｎｏ
４％　、　５ｉ０２５〜５５ｍｍＡ　％の存在比の−の
は、１８〜３００℃テ４度ｆｋｗｔが上１００ｐｐ罵で
あった。

実施例６ 票゛４−Ｋ　Ｃｒ　−５番−Ｓ＆□三元会金の熱処理に
よる抵抗１［Ｒ化の４Ｒ状膳（上昇速度２Ｖ分）を示し
た。抵抗値は外ｆｉＫｆＰって諷少する領域５から、最
低ｉｌ［６に履り、不可逆的に増加に転する［１２７か
ら温度を外扉させることによりて、抵抗ＩＩｉ［が、可
逆的に変化する領域８に至る。歳、低ｌｌ　６　Ｏ値１
ｔｔ　Ｃｒ　−Ｓｉ　−Ｓｉ００ｍ１ｔＱ及び成膜方式
、成属温度ＫｆＩＲって異る。また、領域８の勾配は（
：ｒ　−Ｓｉ　−ＳｉＯ［酸比、ｌａ晶化Ｋ　などから
決る温度係数そのものである。筐た熱処理による変化の
割合は（［、域、８の値）成ｌ＆温度に依存するが、比
抵抗はＣｒ　−Ｓｓ　−ＳｉＯＱ繊成と熱処理ｌｉＲに
よって決りｊｌｌ藉的には成−一度には依存しない、し
たがって、いず九にしても抵抗１［ｔ−安定化するため
には横置［６の温度以上の熱感１１１が不可欠でるる、
但し、この１度が成馬中に十分に実機されていれば、熱
処理をしなくても抵抗値が安定化する場合がある。

また、第５−の−ｍ９＊１ｏ＊１１は、Ｃｒ−５ｉ−Ｓ
ｉＯ二元合金中のＳｉＯ＆が１ｔｍａＬｆｊ　、　１１
ｘａＡ嚢＊５７ｒｘｅＬ　％　ｔ’　ＳｉとＣｒｑ）＠
合を変Ｌり４に含金ｔ４ｏ。

℃で熱処理した時の抵抗ｗ１変化軍である。Ｓ番Ｏ′ｆ
ｉ　５７ｗｒａＬ　％　ＫなるとＳｉとぐｒｏ−合が変
わっても抵抗値はほとんど変化しない。

また、７１１！４３１によってはＣｒ　−Ｓｉ　−，５
＆０城属繊成１１化度は変化しな、いことから、熱処理
による抵抗値の変化はｌｌ−結晶構造の変化、また非晶
質状感の１１！素（結晶化に寄与していない一票］の変
化に依存すると推定される。

実ｍ例７ ８６ｍの１２　、１！　、　１４　Ｋ　Ｃｒ　−Ｓｉ　
−５１Ｏ（５６：　２７　：　５７　）三元−＠−倉、
　Ｃｒ　−５＊０　、　Ｃｒ　−Ｓｉをａｓａ’ｃｏ奪
気中ＫＡ時間放置した場合０抵抗値変化率を示しりｓ　
ｉｓ　＃ｌＯ＃　鷹ｆｔ　Ｃｒ　−Ｓｉ　−５ｉｎ’系
抵抗体は耐酸化性に′″ｆ′ぐれ、抵抗値も安定してい
ることがわかる。

また、このｌＩＩ釆は本発−の材料は、他の材料より高
（Ｒ密度にで會ることを示唆している。

ＪＩＩｓａ＋＊抵抗ｆｌｏｆｉＡｋｌｌ　１１１化トに
カ’ｍ　度カＣｒ、Ｓｉ　。

５ｉＯｑ）＠成によって変わる様子を示したものでるる
。

ＳＳ 実施料８ 薄膜の徽ｌｉＩ／ＸＪ工に必−なニジチングー遍度は。

＃１酸素のエッチャント４を用いた場合、本発明のＣｒ
　−Ｓｉ　−ＳｉＯ系は、ｓａ　〜２ｏａＪ、＋＝と加
工に最適であり、Ｃｒ　−ＳｉＯ系ハ５〜５Ｑ”４’Ｍ
ｔｉ＊　　ト＃そ（％（：ｒ−５ｉ系はエツチングが早
すぎる。

以上述べたように、本発明の抵抗体は従来の抵抗体に比
べ、多くの％愼を−ち、媚温域檎下に於いて抵抗憾の★
ｉＩＡ安定性に優れた材料でるる。また、本発明の抵抗
体は感熱記最ヘッドなど多方面に適用される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の抵抗体の透迩電十−倣一一であり、４
２図〜塵６図は本発明の抵抗体の緒脣性である。 １〜１４：笑劇データ 、１１□ ４ＡｊＰＩ１１＋−“１“中４ 一’ｉｆ　　図 ＣドＳえ：　Ｓ＝ｏ　　モル比で表りυたときのＳえＩ
ｃ　Ｃｒ　＋　６え）ｒｎｏＬ％′２′３　　図 Ｓ；０　　（雪！’４） 第４製 １００　　　２００　　　３００ ２＆度 脩５図 Ｃｒ：Ｇえ：５λＯモノυ比ビ表ねυたときの５”／Ｃ
Ｃｃ＋Ｅｉ　）ｍｏｌ　Ｋ オ　乙　閉 ｔＯｏ　　　　２００　　　．３００　　　４００　　
　　、！；００放置片間 第１頁の続き ０発　明　者　原本−之 横浜市戸塚区吉田町２９２番地株 ０発　明　者　平塚型別 横浜市戸塚区戸塚町２１６番地株 式会社日立製作所戸塚工場内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. Ｃｒ−８ｌ−８ｌＯ合会が必須成分であることを特徴と
   する抵抗体。