JPS60183171A - 薄膜サ−マルヘツド - 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】 （発明の技術分野） 本発明は製造コストの低下した薄膜サーマルヘッドに関
するものである。

（発明の背景） 薄膜サーマルヘッドは、例えは第１図（５）に示すよう
に基板向上にドツト状の発熱抵抗体（１）が−列に並ん
だラインヘッドタイプが主流になっており、この抵抗体
（１）を通電発熱させるために、それぞれに一対の電極
層（２ａ）、　（２ｂ）が向いあって接触している。そ
して、断面は、基本的には第１図（ハ）の如き構造を有
している。第１図の場合には、抵抗体（１）は必要個所
しか形成されていないが、第２図に示すように電極層の
下はぼ全体に抵抗体（１）が形成されていても、電極層
の下の部分は特に発熱することはないので不都合はない
。

ところで抵抗体（１）の材料としては、熱衝撃に強く、
過度係数が小さく、高温に安定で、まだ量産性もよいこ
とから、窒化タンタル（Ｔａ　、　Ｎ　）やＴａ−８ｉ
サーメツト、Ｔａ−８ｉｎ、サーメットの如きタンタル
系が主として使用されている。

一方、電極層（２ａ）　、　（２ｂ）の材料としては、
従来Ａｕが使用されてきたが、周知の如（Ａｕは高価で
あるため、材料費の低減を意図して、最近では半導体集
積回路の電極配線材料として用いられているＡｔを使用
するこ誤が検討されている。しかし、Ｍの蒸着膜は、タ
ンタル系抵抗体との密着性が悪いこともあるが、主とし
て紅がタンタルと熱反応を起こして、電気抵抗の大きい
金属間化合物を作ってしまい、抵抗体への通電が困難に
なるとの理由で、Ａｔ電極層と抵抗体との間に第３図に
示すようにＣｒの反応防止層（兼密着性改良＃）を設け
ることが提案された（特開昭５６−１５７３８２号第２
頁左上欄第１〜４行参照）。

他方、例えば第１図（４）に示す如き電極層（２ａ）　
。

（２ｂ）パターンを形成するには、先に全面的に電極１
−を蒸着しておき、次にフォトエツチングにより不必要
な部分を除去する。そして、エツチングにはドライエツ
チングとウェットエツチングがあるが、一般にドライエ
ツチングの方が高精度のパターンが得られるので、Ｍ層
もＣｒ層もドライエツチングでパターニングすることが
好ましい。しかし、Ａｔ層のドライエツチングの際に、
エッチャント（腐食剤）として使用されるＣＣｔ、ガス
が、Ａｔ層のエツチングが終了して、Ｃｒ層の表面が現
われると、直ちにＣｒと反応して、その反応生成物がエ
ツチングされるべきＣｒ層の表面を覆うため、Ｃｒ層の
エツチングは阻止されてしまう。この状態では、もはや
Ｃｒ用のエッチャントであるｃｃｔｉ／空気＝　２０／
８０（流量比）混合ガスに変えても、Ｃｒ層のエツチン
グは進行しない。

そこで、Ａｔ層はドライエ；チングで行ない、Ｃｒ層は
ウェットエツチングで行なうか、又は両層ともウェット
エツチングで行なうことが考えられるが、Ｃｒ層のウェ
ットエツチングに使用される塩酸や硝酸第二セリウムア
ンモニウムなどのエッチャントはＡｔ層をも腐食し、今
のところ適当なエッチャントがない。また硝酸第二セリ
ウムアンモニウムＩｒＥｒ層の下にあるタンタル系抵抗
体をも腐食するので適当ではない。従って、Ｃｒ層をウ
ェットエツチングすることはできない。

結局のところ、Ａｔ層を多−ットエッチングで行ないＣ
ｒ層をドライエツチングで行なう２工程エツチングを採
用せざるを得す、従来はこの方法でＡｔ層ｌＣｒ層のパ
ターニングを行っていた。

しかしながら、ウェットエツチングとドライエツチング
とは装置が全く異なり、両工程を採用することでサーマ
ルヘッドの製造コストは相当に高価にならざるを得なか
った。

（発明の目的） 従って、本発明の目的は製造コストの低下した薄膜サー
マルヘッドを提供することにある。

（発明の概要） 本発明者らは、Ａｔ層もＣｒ層もドライエツチングでき
る方法につき鋭意研究した結果、偶然に植を層とＣｒ層
との間にＴｉ層を設けることにより、３層ともドライエ
ツチングできることを見い出し、本発明を成すに至った
。

従って、本発明は、ドツト状のタンタル系発熱抵抗体（
１）と核抵抗体に通電するための一対のＡｔ電極層（２
ａ）、　（２ｂ）と該電極層（２ａ）、　（ｚｂ）と前
記抵抗体（１）との間に形成されたＣｒ反応防止層（３
）とからなるサーマルヘッドに於いて、前言臥を電極層
（２ａ）。

（２ｂ）とＣｒ反応防止層（３）との間にＴｉ中間層（
４）を設けたことを特徴とする薄膜サーマルヘッドを提
供する。

本発明に於いて、ドツト状のタンタル系発熱抵抗体は、
まず基板例えばグレーズド・アルミナ基板または部分グ
レーズド・アルミナ基板を用意し、その上に先にあけた
タンタル系抵抗体を真空蒸着、スパッタリング、イオン
ブレーティングなどの真空薄膜形成技術により一般に約
０．１〜０．５μｍの厚さに一面に形成する。この後、
フォトエツチングによって抵抗体をパターニングする。

抵抗体パターンは電極層パターンの下側全面にあっても
よいしく第２図参照）、必要部分のみ（第１図（ロ）参
照）でもよい。

前者の場合には、この段階でパターニングせずに、抵抗
体の上に形成する電極層その他の層のパターニングの後
にパターニングしてもよい。

こうしてパターニングされた、又はまだパターニングさ
れていない抵抗体の上にＣｒ反応防止層を一面に形成す
る。この反応防止層はパターン精度を考慮して厚さは゛
出来るだけ薄い方が好ましく、一般に０．０５〜０．２
μｍの膜厚とする。従って、形成方法としては、真空蒸
着、スパッタリング等の真空薄膜形成技術を用いる。

Ｃｒ層の上には本発明に従い、Ｔｉ中間層を一面に形成
させる。このＴｉ層もＣｒ層と同様の方法で容易に形成
される。

Ｔｉ層はＡｔ層のエッチャントであるＣＣｔ、ガスにも
エツチングされるので、Ａｔ、ｒ＠のエツチング中に先
にｎ層のエツチングが終了された部分からＴｉ層もエツ
チングされ始める。従って、Ａｔ層のエツチングが全部
終了しないうちに局部的にＴｉ層のエツチングが終了し
てＣｒ層が露出することがないように　Ｈｌｔ　＋層は
ある程度厚くする必要がある。一般にはｒｌｌｉ層の膜
厚は０．３〜１．０μｍ好ましくは０．５〜１．Ｏｔ１
ｍ程度あれば十分である。

Ｔｉ層の上にμを電極層を一面に形成させる。このｎ層
も９層と同様の方法で容易に形成される。

ｎ層の膜厚は一般に０．５〜１μｍ位である。

Ｃｒ　、　Ｔ　ｒ　、　Ａｔの各層はいずれも各ドツト
状抵抗体に合わせて絶縁空間ゾーンを形成させるためと
、各層で覆われた抵抗体を露出させるために、パターニ
ングする必要カオるが、各層ごとにフォトエツチングす
るのは工程数が多くなり、本発明の目的に反するのでｎ
層の上にレジストパターンを形成して必要領域を保護し
た後、不必要領域を各層ごとにドライエツチングにより
除去する。

エッチャントとしては、現在のところＡｔ層に対しては
ＣＣ１＊　ｒ　ＢＣｔｓ　／Ｃｔ　ｌ混合ガスなどのガ
スが使用でき、Ｔｉ層に対してはＣＦ、／酸素の混合ガ
ス、Ｃｒ層に対してはＣＣｔ、／空気の混合ガスがそれ
ぞれ使用される。

この後、抵抗体がバターニングされていない場合には、
引続いてパターニングを行う。バターニングの方法とし
ては、ＣＦ、／酸素の混合ガスをエッチャント店するド
ライエツチングが用いられる。

残ったレジストを除去すると、例えば第１図に示す如き
サーマルヘッドが得られる。実際にはタンタル系抵抗体
が大気中に露出したままであると発熱時に酸化されるの
で抵抗体の上には酸化防止層として、例えばＳｔｏｗ更
にその上に耐摩耗層として、例えばＴａ、Ｑ、が設けら
れる。

以下、実施例により本発明を具体的に説明する。

（実施例） （１）　巾５（ｈ＋ａ＋＋全長２４０簡のグレーズドア
ルミナ基板上に、高周波スパッタリングによって厚さ０
．１μｍのＴａ、　Ｎ薄膜（抵抗体−）を形成し、この
ｉ’ａ、Ｎ薄膜を有効記録中２１６ｗＩ＋、ドツト密度
８ドツト／ｍ＋＋＋、全抵抗体ドツト数１７２８ドツト
となるようにフォトリン技術でバターニングする。

Ｔａ、Ｈのエツチングは、エッチャントとしてガス圧７
ＰａでＣＦ、／酸素＝５０１５（流量比）混合ガスを流
しながらプラズマ中でのドライエツチングを行い、その
後、３００℃５時間の大気中熱処理を行う。

（２）次に抵抗体の上−面にＣｒ層を真空蒸着により厚
さ０１μｍに形成し、続いて同じ真空蒸着装置でＴｉ層
を厚さ０．５μｍに形成し、更に同じ装置でｎ層を厚さ
０．５μｍに形成する。

（３）　形成されたＡｔＮの上にフォトレジストを塗布
し、所定パターンで露光して現像し、所定のレジストパ
ターンを得る。

通常のドライエツチング装置を用い、最初にエッチャン
トとしてＣＣｔａカスを流しながら、プラズマエツチン
グを行う。エツチングしているＡｔ層の表面にレーザー
光を照射し、その反射光でモニタリングし、下地のＴｉ
層が現われたならば、エッチャントをＣＦ、　／酸素＝
５０１５（流量比）混合ガスに切換えて圧力フＰａでプ
ラズマエツチングを行い　Ｃｒ層が現われたならば、エ
ラグ−ヤントをＣＣｔ　ａ／空気＝２０／８０　（流量
比）混合ガスに切替えて圧力３０Ｐａでプラズマエツチ
ングを行い、抵抗体層が現われたならば、エツチングを
中止する。

（４）残ったレジストパターンを専用剥離液で除去した
後、露出したドツト状抵抗体の上に、酸化防止層として
厚さ約２ｔｔｍのＳ　ｉＯ，を高周波スパッタリングに
より形成し、更にその上に耐摩耗層として厚さ約４μｍ
のＴａ、Ｏ，を高周波スパッタリングにより形成する。

（５）　こうして得られたサーマルヘッドの各一対のＭ
電極群に通電し、抵抗体の上に感熱記録紙を押し付ける
と、記録紙は一様に発色し；そ。

このことから抵抗体ドツト上のＣ’ｒ層の除去が完全で
あることが確かめられた。

（発明の効果） 本発明によれば、Ａｔ層、Ｔｉ層及びＣｒ層の各層とも
エッチャントガスを変えるだけで、同一のドライエツチ
ング装置でエツチングでき、従って従来のウェットエツ
チング（Ａｚ層）及びドライエツチング（Ｃｒ４）を組
み合わせる方法に比べ、必要な装置が一つで済むので、
設備投資が少なくて済み、その結果、製造コストが低減
される。

尚、本発明ではｒｌｌｉ層を余分に設けることになるが
Ｑｕ層及びＣｒ１ｉを形成させる装置と同一の装置でＴ
ｉ層を形成させることができ、またエツチングも同一の
装置でできるので、製造コストの上昇は極めて少なく、
全体としてみれば従来に比べて製造コストが低下する。

また、′ｖｉｆｇＩ＆は（ｋｌ及びＡ、を層に対する密
着性がよいので層１…剥離を起こすこともない。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来のサーマルヘッドを示すもので、（８）
は平面図、（ハ）は囚に於けるＸ−Ｙ矢視断面図である
。 第２図は、従来の別のサーマルヘッドの断面図である。 第３図は、従来の更に別のサーマルヘッドの断面図であ
る。 第４図は、本発明の実施例のサーマルヘッドの断面図で
ある。 （主要部分の符号の説明） Ｓ・・・・・・基板 １・・・・・・発熱抵抗体 ２ａ、２ｂ・・・・・・一対の電極層 ３・・・・・・Ｃｒ反応防止層 ４・・・・・・Ｔｉ中間層 出願人　日本光学工業株式会社 代理人　渡辺隆男

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ドツト状のタンタル系発熱抵抗体と該抵抗体に通電する
   ための一対のＡｔ％極層と該Ａｔ％極層と前記抵抗体と
   の間に形成されたＣｒ反応防止層とからなるサーマルヘ
   ッドに於いて、前記Ｍ電極層とＣｒ反応防止層との間に
   Ｔｉ中間層を設けたことを特徴とする薄膜サーマルヘッ
   ド。