JPS6038001B2 - thermal head - Google Patents

thermal head

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JPS6038001B2
JPS6038001B2 JP52160140A JP16014077A JPS6038001B2 JP S6038001 B2 JPS6038001 B2 JP S6038001B2 JP 52160140 A JP52160140 A JP 52160140A JP 16014077 A JP16014077 A JP 16014077A JP S6038001 B2 JPS6038001 B2 JP S6038001B2
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thermal head
heating resistor
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oxygen
vanadium
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晄 新見
昌久 福井
義章 白戸
芳興 櫨本
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    • H01C7/006Thin film resistors
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B3/00Ohmic-resistance heating
    • H05B3/10Heating elements characterised by the composition or nature of the materials or by the arrangement of the conductor
    • H05B3/12Heating elements characterised by the composition or nature of the materials or by the arrangement of the conductor characterised by the composition or nature of the conductive material
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10NELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は棚化バナジウムと酸素とからなる薄膜発熱抵抗
体を有するサーマルヘッドさらにはその製造方法に関す
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a thermal head having a thin film heating resistor made of shelved vanadium and oxygen, and also to a method for manufacturing the same.

熱印字記録に用いられるサーマルヘッドは例えばガラス
のような電気的な絶縁性と平滑面とを有する基板上に複
数個の発熱抵抗体と、この発熱抵抗体に電力を供給する
ための電気導体とを設け、記録すべき情報に従って必要
な熱パターンが得られるように、対応する発熱抵抗体に
電気導体を介して電流を流して発熱させ、記録媒体に接
触することにより記録を行なうものである。
A thermal head used for thermal print recording includes a plurality of heating resistors on a substrate having electrical insulation and a smooth surface, such as glass, and an electric conductor for supplying power to the heating resistors. Recording is performed by applying a current to the corresponding heat-generating resistor through an electric conductor to generate heat so as to obtain a necessary thermal pattern according to the information to be recorded, and bringing the heat-generating resistor into contact with the recording medium.

そこに用いられる発熱抵抗体としては、従来窒化タンタ
ル、ニクロム酸化錫等の薄膜発熱抵抗体、銀一パラジウ
ム等を用いた厚膜発熱抵抗体、シリコン半導体を用いた
半導体発熱抵抗体がある。このうち薄膜発熱抵抗体を用
いたサーマルヘッドは厚膜発熱抵抗体、半導体発熱抵抗
体等と比較して熱応答性がよく耐熱性、耐熱衝撃性に優
れ、寿命が長く、信頼性が高い等の特徴を有している。
この薄膜発熱抵抗体としては、従来、窒化タンタルが耐
熱性に優れ、信頼性も高く、又固有抵抗値も250〜3
00仏○cのと比較的高い値で製造の制御性もよいため
、特に多く用いられている。しかるに窒化タンタルは約
30030以上の高温に於ては急激に酸化されその抵抗
値が急激に増加し、記録紙に印字する場合、印字濃度を
劣化させる欠点がある。
Heat generating resistors used therein include conventional thin film heat generating resistors such as tantalum nitride and dichrome tin oxide, thick film heat generating resistors using silver-palladium, etc., and semiconductor heat generating resistors using silicon semiconductor. Among these, thermal heads using thin film heating resistors have better thermal response, superior heat resistance and thermal shock resistance, longer lifespan, and higher reliability than thick film heating resistors, semiconductor heating resistors, etc. It has the following characteristics.
Conventionally, tantalum nitride has been used for this thin film heating resistor, which has excellent heat resistance, high reliability, and has a specific resistance value of 250 to 3.
It is particularly widely used because it has a relatively high value of 0.00 french ○c and good controllability in manufacturing. However, tantalum nitride is rapidly oxidized at high temperatures of about 30,030° C. or higher, resulting in a rapid increase in its resistance value, which has the disadvantage of deteriorating print density when printing on recording paper.

一般にはこの欠点を補うために酸化シリコン(Si02
)の耐酸化保護層を設け更にその上に酸化タンタル(T
a2Q)の耐摩耗層を設けてサーマルヘッドとして使用
しているが、サーマルヘッドを長時間駆動させた時の抵
抗変化はなお十分満足できるものではなかった。特に近
年、高速サーマルヘッドの要求が増加しつつあるためヘ
ッドの通電パルス中を短かくして感熱紙を発色させる必
要があり、従って電力は従来より増加することになり、
発熱抵抗体はさらに高温になるから寿命はより短くなる
。そのためさらに耐熱性のある発熱抵抗体が要求されて
いる。また、窒化タンタルの面積抵抗は、通常500/
口前後で「サーマルヘッドとして特に大きくした場合で
も10000/0程度であり更に抵抗値を大きくするた
めにはトリミングを行なったり、膜厚を薄くする等の方
法を用いるが、その際製造工程が複雑になったり、寿命
に対して悪影響を生じたりする等の欠点が発生する。
Generally, silicon oxide (Si02) is used to compensate for this drawback.
) is provided with an oxidation-resistant protective layer of tantalum oxide (T
A2Q) was provided with a wear-resistant layer and used as a thermal head, but the change in resistance when the thermal head was driven for a long time was still not fully satisfactory. In particular, in recent years, the demand for high-speed thermal heads has increased, so it is necessary to shorten the energizing pulse of the head to color the thermal paper, which means that the power consumption is higher than before.
Since the heating resistor becomes even hotter, its life becomes shorter. Therefore, there is a demand for a heating resistor with even higher heat resistance. Also, the sheet resistance of tantalum nitride is usually 500/
Before and after the mouth, "Even if it is made especially large as a thermal head, the resistance value is about 10000/0. In order to further increase the resistance value, methods such as trimming or thinning the film thickness are used, but the manufacturing process is complicated. However, disadvantages may occur, such as damage to the product or an adverse effect on the service life.

このように窒化タンタル薄膜発熱抵抗体では面積抵抗を
大きくとれないため、抵抗体を加熱するだけの電力を供
V給するためには必然的に電流が大きくなり、電気導体
の抵抗値が問題になる。
In this way, the tantalum nitride thin film heating resistor cannot have a large sheet resistance, so in order to supply enough power to heat the resistor, the current inevitably becomes large, and the resistance value of the electrical conductor becomes a problem. Become.

即ち、薄膜発熱抵抗体の抵抗値に対して電気導体の抵抗
値が無視できなくなるから、抵抗体に接続された各電気
導体の距離の差異により各抵抗体の発熱量が異ってしま
い、記録パターンに濃度差が生じ記録品質が劣る。更に
記録密度を上げるため、薄膜発熱抵抗体の大きさを小さ
くすると、薄膜発熱抵抗体の面積抵抗値は不変で電気導
体の抵抗値のみ増大するから、電気導体における電力消
費が問題になるし、又これを避けるために電気導体の厚
さを極端に大きくすると多層配線の場合に表面の凹凸が
激しくなり摩耗にも弱くなるなど構造上大きな不都合が
生じることになる。又電流が大きいことは加熱用電源、
スイッチング回路等の容量を大きくしなければならない
等の不都合も生じる。本発明は上記の点を改良し、酸化
されにくく抵抗値が安定で、比抵抗を高い値まで選択で
きる薄膜発熱抵抗体を用いたサーマルヘッドを提供し、
その特徴とするところは棚化バナジウムと酸素とからな
る発熱抵抗体にある。
In other words, since the resistance value of the electrical conductor cannot be ignored compared to the resistance value of the thin-film heating resistor, the amount of heat generated by each resistor will differ due to the difference in the distance between each electrical conductor connected to the resistor, and the recording Differences in density occur in the pattern, resulting in poor recording quality. Furthermore, if the size of the thin film heating resistor is reduced in order to increase the recording density, the sheet resistance value of the thin film heating resistor remains unchanged and only the resistance value of the electrical conductor increases, so power consumption in the electrical conductor becomes a problem. Furthermore, if the thickness of the electrical conductor is made extremely large in order to avoid this, in the case of multi-layer wiring, the surface becomes extremely uneven and becomes susceptible to abrasion, resulting in major structural problems. Also, if the current is large, it is a heating power source,
Inconveniences also arise, such as the need to increase the capacity of switching circuits and the like. The present invention improves the above points and provides a thermal head using a thin film heating resistor that is resistant to oxidation, has a stable resistance value, and allows the specific resistance to be selected up to a high value.
Its feature lies in the heating resistor made of shelved vanadium and oxygen.

この発熱抵抗体におては、棚化バナジウムと酸素とが原
子的なスケールで混在している。以下、図面を参照しな
がら詳細に説明する。
In this heating resistor, shelved vanadium and oxygen are mixed on an atomic scale. A detailed description will be given below with reference to the drawings.

第1図は本発明に適用するサーマルヘッドの形状例の要
部断面図である。同図中の1はセラミックス、ガラスあ
るいは、グレーズドセラミツクスのような電気的な絶縁
物で形成された基板である。2は棚化バナジウムと酸素
とからなる本発明に係る薄膜発熱抵抗体である。
FIG. 1 is a sectional view of a main part of an example of the shape of a thermal head applied to the present invention. 1 in the figure is a substrate made of an electrical insulator such as ceramics, glass, or glazed ceramics. 2 is a thin film heating resistor according to the present invention, which is made of shelved vanadium and oxygen.

3は該薄膜発熱抵抗体に電力を供V給するための電気導
体で、アルミニウム、金等の電気良導体で、形成されて
いる。
Reference numeral 3 denotes an electric conductor for supplying power to the thin film heating resistor, and is made of a good electric conductor such as aluminum or gold.

又4は薄膜発熱抵抗体及び電気導体の保護層で、例えば
電子ビーム蒸着、スパッタ一等によって作製した酸化シ
リコン、酸化マグネシュウム、酸化アルミニウム、酸化
タンタルあるいはこれらを縄合せた多層構成が用いられ
、これによってサーマルヘッドの寿命を一層長くするこ
とができる。本発明の棚化バナジウムと酸素とからなる
薄膜発熱抵抗体の製造はスパッタリング、電子ビーム蒸
着いずれも可能であり、スパッタリングによって製造す
る方法としては、アルゴンと酸素の混合雰囲気中で棚化
バナジウムのターゲットをスパッタリングする方法、棚
素と金属バナジウムを同時にターゲットとする方法、金
属バナジウムのみをターゲットとしてアルゴン、酸素、
ジボランを含む雰囲気中で活性スパッタリングを行う方
法などがある。棚化バナジウムをターゲットとする場合
、例えば石英皿等の上に棚化バナジウムを粉末の状態も
しくはプレスした状態で置くことによりターゲットとし
て用いることもできるが、あらかじめ1100℃以上の
真空ホットプレスにより暁結させたターゲットを使用す
る方が、スパッタリングの制御は行いやすい。
4 is a protective layer for the thin film heating resistor and electric conductor, for example, silicon oxide, magnesium oxide, aluminum oxide, tantalum oxide, or a multilayer structure made of a combination of these, which is manufactured by electron beam evaporation, sputtering, etc., is used. This makes it possible to further extend the life of the thermal head. The thin film heating resistor of the present invention made of shelved vanadium and oxygen can be manufactured by either sputtering or electron beam evaporation. A method of sputtering sputtering, a method of targeting shelf elements and metal vanadium at the same time, a method of sputtering metal vanadium alone, a method of sputtering argon, oxygen,
There is a method of performing active sputtering in an atmosphere containing diborane. When using shelved vanadium as a target, for example, it can be used as a target by placing the shelved vanadium in a powdered or pressed state on a quartz dish, etc., but it can be used as a target by placing the shelved vanadium in a powdered or pressed state on a quartz plate or the like. It is easier to control sputtering by using a target that has been adjusted.

また棚素と金属バナジウムを同時にターゲットとする場
合には棚素と金属バナジウムを混合するか、又は一方を
他方に埋め込んだり表面の一部に配置したりして、行う
ことができる。いずれの場合にも1×10‐汁orr〜
5×lo‐ITorrのアルゴンと酸素との混合雰囲気
で行うのが良く、好ましくは1×10‐Tom〜1×1
0‐ITorrカギよい。また、金属バナジウムをター
ゲットとして、アルゴン、酸素、ジボランの混合雰囲気
中で活性スパッタリングを行う場合には全ガス圧1×1
げびorr〜5×10‐ITon、好ましくは1×10
‐2rorr〜5×10‐2Tom、そのなかでジボラ
ンの分圧は全圧力の1〜10%、好ましくは2〜6%で
ある。
In addition, when shelving and metal vanadium are targeted at the same time, the shelving and metal vanadium can be mixed, or one can be embedded in the other or placed on a part of the surface. In either case, 1×10-juice orr~
It is best to carry out in a mixed atmosphere of argon and oxygen at 5×lo-ITorr, preferably 1×10-Tom to 1×1
0-ITorr key is good. In addition, when active sputtering is performed using metal vanadium as a target in a mixed atmosphere of argon, oxygen, and diborane, the total gas pressure is 1×1.
Gebiorr~5×10-ITon, preferably 1×10
-2rorr to 5x10-2 Tom, in which the partial pressure of diborane is 1 to 10% of the total pressure, preferably 2 to 6%.

上記のいずれのスパッタリング工程中においても、雰囲
気中の酸素分圧を0.1〜10%で選択することにより
、発熱抵抗体中に酸素を原子比でバナジウムの0.00
5以上含有されることができる。
During any of the above sputtering processes, by selecting the oxygen partial pressure in the atmosphere from 0.1 to 10%, oxygen is added to the heating resistor at an atomic ratio of 0.00% to that of vanadium.
5 or more can be contained.

酸素含有量は少なすぎては効果がなく、逆に多すぎると
比抵抗の制御が難かしく、耐熱性も悪くなるのでバナジ
ウムの0.01〜1.0(原子比)が適当であり、0.
05〜0.6がより好ましく、0.1〜0.3が最も好
ましい。このように作成した発熱抵抗体の固有抵抗値は
150〃Q弧〜5000仏○弧まで選択可能である。発
熱抵抗体を電子ビーム黍着で製造する場合には、磁化バ
ナジウムの粉末を約100kg/水以上の圧力でプレス
してタブレットを作り1×10‐4Torr以上の高真
空度であらかじめ一定温度に保った基板上に蒸着させる
ことができる。
If the oxygen content is too low, it will not be effective, and if it is too high, it will be difficult to control the resistivity and the heat resistance will deteriorate, so 0.01 to 1.0 (atomic ratio) of vanadium is appropriate. ..
05 to 0.6 is more preferable, and 0.1 to 0.3 is most preferable. The specific resistance value of the heating resistor thus prepared can be selected from 150 Q arc to 5000 F arc. When manufacturing a heating resistor by electron beam deposition, a tablet is made by pressing magnetized vanadium powder at a pressure of about 100 kg/water or more, and the temperature is kept at a constant temperature in advance at a high vacuum of 1 x 10-4 Torr or more. It can be deposited on a substrate.

この時、ニードルバルブ等によって酸素を含む気体を鰭
子ピ−ム蒸着中に導入することによって発熱抵抗体中の
酸素含有量をバナジウムの0.005〜1.0(原子比
)とすることができる。このようにして作成された薄膜
発熱抵抗体は棚化バナジウムと酸素より成り(但し不純
物としてC.Nなどを含有)、固有抵抗値を高く設定す
れば、電極部の抵抗値がある程度高くても良いから製造
工程が容易になり、電極を薄くすることにより表面の凹
凸が少〈なった耐摩耗性が改良される。
At this time, the oxygen content in the heating resistor can be adjusted to 0.005 to 1.0 (atomic ratio) of vanadium by introducing a gas containing oxygen into the fin beam vapor deposition using a needle valve or the like. can. The thin film heating resistor created in this way is made of shelved vanadium and oxygen (contains C.N., etc. as impurities), and if the specific resistance value is set high, even if the resistance value of the electrode part is high to some extent. This makes the manufacturing process easier, and by making the electrode thinner, the wear resistance is improved due to fewer surface irregularities.

また電極部での電圧降下が無視できる程度であることか
ら、薄膜発熱抵抗体の発熱ムラによる発色濃度ムラも小
さくなり、マトリクス配線などの電極パターンの設計が
自由になる。またスパッタリング中あるいは電子ビーム
蒸着中に於いて200qo〜500qoの基板加熱を行
うことによって、基板と薄膜発熱抵抗体との密着性が向
上し、膜の安定性に効果がある。
In addition, since the voltage drop at the electrode portion is negligible, uneven color density due to uneven heating of the thin film heating resistor is also reduced, and electrode patterns such as matrix wiring can be designed more freely. Furthermore, by heating the substrate to 200 qo to 500 qo during sputtering or electron beam evaporation, the adhesion between the substrate and the thin film heating resistor is improved, which is effective in improving the stability of the film.

次に実施例に基づいて説明する。Next, an explanation will be given based on an example.

(実施例 1) 1100qoでホットプレスした5インチ径の磁化バナ
ジウムVB〔米国リサーチ社製、純度99%〕のターゲ
ットを用いて、充分に洗浄されたガラス厚50仏mのグ
レーズドアルミナ基板を300℃に基板加熱しながらア
ルゴン圧力4×10‐2Ton、酸素圧3×10‐3T
om、混合ガス雰囲気中で高周波2極スパッタリングを
行った。
(Example 1) Using a 5-inch diameter magnetized vanadium VB target (manufactured by Research Corporation, USA, purity 99%) hot-pressed at 1100 qo, a thoroughly cleaned glazed alumina substrate with a glass thickness of 50 mm was heated at 300°C. While heating the substrate, the argon pressure was 4×10-2T, the oxygen pressure was 3×10-3T.
High frequency bipolar sputtering was performed in a mixed gas atmosphere.

スパッタ率は200A/分、投入パワーは3.0W/の
で5分間スパッタしたところ、1000Aの膜厚の薄膜
発熱抵抗体が得られた。比抵抗は1200〃○仇、面積
抵抗は1200/口であった。この膜の組成をイオンマ
イクロアナラィザで調べたところ酸素がバナジウムの0
.23(原子比)含まれていた。この上にチタン1山A
、アルミニウムをlAm電子ビーム蒸着で付け、選択エ
ッチングで4本/側の分解能をもつサーマルヘッドパタ
ーンを形成し、これをサーマルヘッドA,とした。さら
にこの上に保護層として酸化シリコン(Si02)を1
仏m、酸化タンタル(Ta205)をloAm連続的に
スパッタで積層し、サーマルへツドんとした。比較の為
に、高周波2極の反応スパッタリングによってタンタル
をターゲットとし、アルゴンと窒素の全圧力が8×10
‐2Tom、窒素分圧が1×10‐4Tonの条件で1
000Aの厚さの窒化タンタル薄膜発熱抵抗体のサーマ
ルヘッドB,を作成した。この窒化タンタル薄膜発熱抵
抗体は比抵抗が260仏○伽で面積抵抗は260/口で
あった。サーマルヘッドB,に対し、さらに保護膜とし
て酸化シリコン(Si02)をlAm、酸化タンタル(
Ta205)を10仏m連続的にスパッタで積層し、サ
ーマルヘッド&とした。これらのサーマルヘッドに対し
て、50HZで8hsの矩形波を30分ごとにIW/協
ずつパワーアップしながら加速テストを行った。
When sputtering was performed for 5 minutes at a sputtering rate of 200 A/min and an input power of 3.0 W/min, a thin film heating resistor with a thickness of 1000 A was obtained. The specific resistance was 1200 mm, and the area resistance was 1200/mouth. When the composition of this film was investigated using an ion microanalyzer, oxygen was found to be 0% of vanadium.
.. It contained 23 (atomic ratio). 1 mountain of titanium A on this
, aluminum was applied by lAm electron beam evaporation, and a thermal head pattern with a resolution of 4 lines/side was formed by selective etching, and this was designated as thermal head A. Furthermore, 1 layer of silicon oxide (Si02) is applied as a protective layer on top of this.
Tantalum oxide (Ta205) was continuously laminated by sputtering and thermally deposited. For comparison, tantalum was targeted by high-frequency bipolar reactive sputtering, and the total pressure of argon and nitrogen was 8 × 10
-2 Tom, 1 under the condition that the nitrogen partial pressure is 1 x 10-4 Ton.
A thermal head B of a tantalum nitride thin film heating resistor with a thickness of 000 Å was fabricated. This tantalum nitride thin film heat generating resistor had a specific resistance of 260 mm and an area resistance of 260 mm. For the thermal head B, silicon oxide (Si02) was further applied as a protective film, and tantalum oxide (1Am) was applied as a protective film.
10 m of Ta205) were continuously laminated by sputtering to form a thermal head &. These thermal heads were subjected to an acceleration test using a rectangular wave of 8 hs at 50 Hz while increasing the power of IW/Kyo every 30 minutes.

この結果を第2図に示す。同図から明らかなように、本
発明にかかる製造方法で作成した薄膜発熱抵抗体を有す
るサーマルヘッドは高印加電力に耐えることができ、高
温での抵抗変化が少し、ことがわかつた。つまり、比較
例では保護膜なしでは実用するのが驚かしいのに対して
、本発明に係るサーマルヘッドは保護膜なしでも実用で
き、保護膜をつけた場合には非常に良い耐熱性が得られ
た。(実施例 2) 1300ooでホットプレスした6インチ径の棚化バナ
ジウム(V&)のターゲットを用いて、充分に洗浄され
たガラス厚50山mのグレーズドアルミナ基板を20び
0に基板加熱して、アルゴン圧力4×10‐汀orr、
酸素圧4×10‐3Tonの混合ガス雰囲気中で高周波
2極スパッタリングを行った。
The results are shown in FIG. As is clear from the figure, it was found that the thermal head having the thin film heating resistor produced by the manufacturing method according to the present invention could withstand high applied power and had little change in resistance at high temperatures. In other words, while it is surprising that the comparative example can be used without a protective film, the thermal head according to the present invention can be put into practical use without a protective film, and when a protective film is attached, very good heat resistance can be obtained. Ta. (Example 2) Using a 6-inch diameter shelved vanadium (V&) target hot-pressed at 1300 oo, a thoroughly cleaned glazed alumina substrate with a glass thickness of 50 m was heated to 20 and 0. Argon pressure 4×10-orr,
High-frequency bipolar sputtering was performed in a mixed gas atmosphere with an oxygen pressure of 4×10-3 Ton.

スパッタ率は200A/分投入パワーは3.0W/めで
3分間スパッタしたところ、600△の膜厚の本発明薄
膜発熱抵抗体が得られた。比抵抗は2300rQ仇、面
積抵抗は3900/口であった。この上にバナジウム1
0△、アルミニウムを1ムm電子ビーム蒸着で付け、選
択エッチングで4本/側の分解能をもつサーマルヘッド
パターンを形成し、さらにこの上に保護層として酸化シ
リコン(Si02)を2山m、酸化アルミニウム(AI
203)を5rm連続的にスパッタで積層し、サーマル
ヘッドを作成した。このサーマルヘッドに対して実施例
1と同じ加速テストを施したところ、サーマルへッドん
と同様な結果が得られた。
When sputtering was performed for 3 minutes at a sputtering rate of 200 A/min and an input power of 3.0 W/min, a thin film heating resistor of the present invention having a film thickness of 600Δ was obtained. The specific resistance was 2300 rQ, and the area resistance was 3900/mouth. 1 vanadium on top of this
0△, 1 mm of aluminum was applied by electron beam evaporation, a thermal head pattern with a resolution of 4 lines/side was formed by selective etching, and on top of this, silicon oxide (Si02) was added as a protective layer with 2 peaks of oxidation. Aluminum (AI
203) was continuously laminated for 5 rms by sputtering to create a thermal head. When this thermal head was subjected to the same acceleration test as in Example 1, results similar to those of the thermal head were obtained.

(実施例 3) 6インチ径の金属バナジウム坂上に、競結した1/4イ
ンチ径のホウ素板を多数個遣いて表面積比で金属バナジ
ウム:棚化素およそ1:2になるようにしたターゲット
を用いた。
(Example 3) A target was prepared by using a large number of 1/4 inch diameter boron plates bonded together on a 6 inch diameter metal vanadium slope so that the surface area ratio of metal vanadium to shelving was approximately 1:2. Using.

充分に洗浄されたグレーズドセラミックス基板を500
℃に基板加熱してアルゴン圧:3×10‐2Ton酸素
圧2×lo‐汀orrで、RF.2極でスパッタした。
スパッタ率は100A/分で8分間スパッタしたところ
800Aの膜厚、固有抵抗値1000山○抑、面積抵抗
1250/口の薄膜発熱抵抗体が得られた。この上にチ
タンを10A、アルミニウムを1仏m電子ビームで蒸着
した後、選択エッチングで4本/側分解能をもつサーマ
ルヘッドパターンを形成した。次に保護膜として酸化マ
グネシウム(Mg0)loAmをスパッタで鏡層した。
このサーマルヘッドに対して実施例1と同じ加速テスト
を行ったところ、21.5w/柵まで抵抗変化率は±2
%以内で、窒化タンタルを用いたサーマルヘッドに比し
て非常に良好な結果が得られた。
500 thoroughly cleaned glazed ceramic substrates
The substrate was heated to 0.degree. C., argon pressure: 3×10-2Ton, oxygen pressure 2×LO-T orr, and RF. Sputtering was performed using two electrodes.
When sputtering was carried out for 8 minutes at a sputtering rate of 100 A/min, a thin film heating resistor with a film thickness of 800 A, a specific resistance of 1000 peaks, and a sheet resistance of 1250/hole was obtained. After evaporating titanium at 10A and aluminum using a 1F electron beam, a thermal head pattern having a resolution of 4 lines/side was formed by selective etching. Next, as a protective film, a mirror layer of magnesium oxide (Mg0) loAm was formed by sputtering.
When this thermal head was subjected to the same acceleration test as in Example 1, the resistance change rate was ±2 up to 21.5W/fence.
%, very good results were obtained compared to thermal heads using tantalum nitride.

(実施例 4) 6インチ径の金属バナジウム板をターゲットとして用い
た。
(Example 4) A metal vanadium plate with a diameter of 6 inches was used as a target.

充分に洗浄されたグレーズドセラミックス基板を400
qCに基板加熱してアルゴン、ジボラン、酸素混合ガス
雰囲気中で活性スパッタリングをおこなった。アルゴン
+ジボラン+酸素の全圧力は3.5×10‐5Ton、
ジボラン分圧は1.5×10‐4Tort酸素分圧は1
×10‐4Tonで高周波2極スパッタにて1000△
の膜厚をつけた。面積抵抗は500/口の(固有抵抗値
は500仏Q伽)であった。この上にバナジウムを10
0A、金を1仏m電子ビームで蒸着した後、選択エッチ
ングで4本/職分解能をもつサーマルヘッドパターンを
形成した。次いで保護膜として酸化アルミニウム(N2
03)loAmをスパッタで積層した。
400 thoroughly cleaned glazed ceramic substrates
The substrate was heated to qC and active sputtering was performed in a mixed gas atmosphere of argon, diborane, and oxygen. The total pressure of argon + diborane + oxygen is 3.5 × 10-5 Ton,
Diborane partial pressure is 1.5 x 10-4 Tort, oxygen partial pressure is 1
×10-4Ton with high frequency 2-pole sputtering 1000△
A film thickness of . The sheet resistance was 500/mouth (specific resistance value was 500 FQ). 10 vanadium on top of this
After evaporating 0A and gold using a 1F electron beam, a thermal head pattern with a resolution of 4 lines/layer was formed by selective etching. Next, aluminum oxide (N2
03) loAm was laminated by sputtering.

このサーマルヘッドに対して実施例1と同じ加速テスト
をおこなったところ21W/桝まで抵抗変化率は土2%
以内であった。本例もまた前記比較例の拳化タンタルを
用いたサーマルヘッドより非常に良好な結果が得られた
。(実施例 5) 棚化バナジウムの粉末を100k9/鮒以上でプレスし
たタブレットを作成し、あらかじめ充分に洗浄されたグ
レーズドセラミックス基板上に基板加熱300午0、真
空度2×10‐6Tonまで真空にひいた後、乾燥空気
をニードルバルブで導入しながら真空度5×10‐6T
onで1000Aの厚さに電子ビームで蒸着した。
When this thermal head was subjected to the same acceleration test as in Example 1, the resistance change rate was 2% up to 21W/masu.
It was within This example also gave much better results than the thermal head using kenka tantalum in the comparative example. (Example 5) A tablet was made by pressing shelved vanadium powder at a pressure of 100k9/carp or more, and the tablet was placed on a glazed ceramic substrate that had been thoroughly cleaned in advance, and the substrate was heated at 300 pm and evacuated to a vacuum level of 2 x 10-6 Ton. After straining, the vacuum level is 5 x 10-6T while introducing dry air with a needle valve.
The film was deposited using an electron beam to a thickness of 1000A.

この面積抵抗は約700/口(固有抵抗値は約700仏
○肌)であった。次にこの上にチタンを10A、アルミ
ニウムを1.5仏m電子ビームにより蒸着した後、選択
エッチングにより4本/側の分解能をもったパターンを
形成した後酸化シリコン(Si02)を1仏m、酸化タ
ンタル(Ta205)を10山m連続的にスパッタで積
層し、サーマルヘッドを作成した。このサーマルヘッド
に対して実施例1と同じ加速テストを施したところ、サ
ーマルへッドんと同様な良好な結果が得られた。
The area resistance was about 700/mouth (specific resistance value was about 700 French skin). Next, after depositing titanium at 10 A and aluminum at 1.5 m by an electron beam using an electron beam, a pattern with a resolution of 4 lines/side was formed by selective etching, and silicon oxide (Si02) was deposited at 1 m by an electron beam. A thermal head was fabricated by continuously depositing tantalum oxide (Ta205) in a thickness of 10 m by sputtering. When this thermal head was subjected to the same acceleration test as in Example 1, good results similar to those of the thermal head were obtained.

この膜の組成をイオンマイクロアナラィザで調べたとこ
ろ酸素がバナジウムの0.16(原子比)含まれていた
When the composition of this film was examined using an ion microanalyzer, it was found that 0.16 (atomic ratio) of oxygen and vanadium was contained.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明に係るサーマルヘッドの形状例の要部断
面図。 第2図は本発明の効果を示す特性図。1・・・・・・基
板、2・・・・・・薄膜発熱抵抗体、3・・・・・・電
気導体、4・・・・・・保護層。 菊l図 第2図
FIG. 1 is a sectional view of a main part of an example of the shape of a thermal head according to the present invention. FIG. 2 is a characteristic diagram showing the effects of the present invention. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Substrate, 2... Thin film heating resistor, 3... Electric conductor, 4... Protective layer. Chrysanthemum Diagram 2

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 基板と、該基板上に形成された発熱抵抗体と、該発
熱抵抗体に電力を供給する電気導体とを有するサーマル
ヘツドにおいて、発熱抵抗体が硼化バナジウムと酸素と
からなることを特徴とするサーマルヘツド。 2 発熱抵抗体において酸素の含有量がバナジウムの0
.005(原子比)以上である特許請求の範囲第1項記
載のサーマルヘツド。 3 発熱抵抗体において酸素の含有量がバナジウムの0
.01〜1.0(原子比)である特許請求の範囲第1項
記載のサーマルヘツド。 4 発熱抵抗体が酸化シリコン薄膜で覆われている特許
請求の範囲第1項ないし第3項記載のサーマルヘツド。 5 酸化タンタルの保護膜を有する特許請求の範囲第1
項ないし第4項記載のサーマルヘツド。6 酸化アルミ
ニウムの保護膜を有する特許請求の範囲第1項ないし第
4項記載のサーマルヘツド。 7 酸化マグネシウムの保護膜を有する特許請求の範囲
第1項ないし第4項記載のサーマルヘツド。 8 硼化バナジウムと酸素とからなる発熱抵抗体をスパ
ツタリングで製造することを特徴とするサーマルヘツド
の製造方法。 9 アルゴン酸素とを含有する混合気体中でスパツタリ
ングする特許請求の範囲第8項記載の製造方法。 10 スパツタリングのターゲツトが硼化バナジウムを
ホツトプレスしたものである特許請求の範囲第8項また
は第9項記載の製造方法。 11 金属バナジウムと硼素とを同時にターゲツトする
ように配置した特許請求の範囲第8項または第9項記載
の製造方法。 12 アルゴンと酸素とジボランとを含有する混合気体
中でスパツタリングする特許請求の範囲第8項記載の製
造方法。 13 金属バナジウムをターゲツトとする特許請求の範
囲第12項記載の製造方法。 14 200℃〜500℃の基板加熱を行いながらスパ
ツタリングを行う特許請求の範囲第8項ないし第13項
記載の製造方法。 15 硼化バナジウムと酸素とからなる発熱抵抗体を電
子ビーム蒸着で製造することを特徴とするサーマルヘツ
ドの製造方法。 16 酸素を含む気体を導入しながら電子ビーム蒸着を
行う特許請求の範囲第15項記載の製造方法。 17 200℃〜500℃の基板加熱を行いながら電子
ビーム蒸着を行う特許請求の範囲第15項または第16
項記載の製造方法。
[Scope of Claims] 1. A thermal head having a substrate, a heating resistor formed on the substrate, and an electric conductor for supplying power to the heating resistor, in which the heating resistor is made of vanadium boride and oxygen. A thermal head characterized by comprising: 2 The oxygen content in the heating resistor is 0 of vanadium.
.. 005 (atomic ratio) or more. 3 The oxygen content in the heating resistor is 0 of vanadium.
.. 01 to 1.0 (atomic ratio). 4. The thermal head according to claims 1 to 3, wherein the heating resistor is covered with a silicon oxide thin film. 5 Claim 1 having a tantalum oxide protective film
The thermal head according to items 1 to 4. 6. The thermal head according to claims 1 to 4, which has a protective film of aluminum oxide. 7. The thermal head according to claims 1 to 4, which has a protective film of magnesium oxide. 8. A method for manufacturing a thermal head, characterized in that a heating resistor made of vanadium boride and oxygen is manufactured by sputtering. 9. The manufacturing method according to claim 8, wherein sputtering is performed in a mixed gas containing argon and oxygen. 10. The manufacturing method according to claim 8 or 9, wherein the sputtering target is hot-pressed vanadium boride. 11. The manufacturing method according to claim 8 or 9, wherein metal vanadium and boron are arranged so as to be targeted simultaneously. 12. The manufacturing method according to claim 8, wherein sputtering is performed in a mixed gas containing argon, oxygen, and diborane. 13. The manufacturing method according to claim 12, which targets metal vanadium. 14. The manufacturing method according to claims 8 to 13, wherein sputtering is performed while heating the substrate at 200°C to 500°C. 15. A method for manufacturing a thermal head, characterized in that a heating resistor made of vanadium boride and oxygen is manufactured by electron beam evaporation. 16. The manufacturing method according to claim 15, wherein electron beam evaporation is performed while introducing a gas containing oxygen. 17 Claim 15 or 16 in which electron beam evaporation is performed while heating the substrate at 200°C to 500°C
Manufacturing method described in section.
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