JPS61218101A - Heating resistor - Google Patents

Heating resistor

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JPS61218101A
JPS61218101A JP60058523A JP5852385A JPS61218101A JP S61218101 A JPS61218101 A JP S61218101A JP 60058523 A JP60058523 A JP 60058523A JP 5852385 A JP5852385 A JP 5852385A JP S61218101 A JPS61218101 A JP S61218101A
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JP
Japan
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heating resistor
thin film
gas
content
atom
Prior art date
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Pending
Application number
JP60058523A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
菅田 正夫
正木 辰雄
博和 小室
平澤 伸一
泰弘 矢野
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Filing date
Publication date
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Priority to US06/842,118 priority patent/US4783369A/en
Priority to DE19863609456 priority patent/DE3609456A1/en
Priority to GB8607088A priority patent/GB2174878B/en
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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。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は発熱抵抗体に関し、特に基体表面上に機能要素
としての抵抗薄膜を形成してなる薄S発熱抵抗体に関す
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a heating resistor, and particularly to a thin S heating resistor formed by forming a resistive thin film as a functional element on the surface of a base.

この様な抵抗体は各種の電子機器または電気機器におい
て電気−熱エネルギー変換素子として好適に利用される
Such a resistor is suitably used as an electric-thermal energy conversion element in various electronic or electric devices.

[従来の技術] 従来、電子機器または電気機器において比較的小型の電
気−熱エネルギー変換素子とじて用いられている発熱抵
抗体には薄II型のもの、厚膜型のもの及び半導体型の
ものがある。なかでも薄膜型のものは他のものに比較し
て消費電力が少なくてすみ、又熱応答性が比較的良好で
あるので次第にその適用が増加しつつある。
[Prior Art] Conventionally, heating resistors used as relatively small electric-to-thermal energy conversion elements in electronic or electrical equipment include thin II type, thick film type, and semiconductor type. There is. Among these, thin-film types consume less power than other types and have relatively good thermal responsiveness, so their applications are gradually increasing.

この様な発熱抵抗体に要求される性能としては、所定の
電気信号に対する発熱の応答性が良好であること、熱伝
導性が良好であること、自己の発熱に対する耐熱性が良
好であること、及び各種の耐久性(たとえば熱履歴に対
する耐久性)が良好であること等があげられる。
The performance required of such a heating resistor is that it has good heat generation response to a predetermined electric signal, good thermal conductivity, and good heat resistance against its own heat generation. and that various types of durability (for example, durability against thermal history) are good.

しかして、従来の薄膜型発熱抵抗体においては一上記性
能が必ずしも満足できるものではなく、更なる特性の向
上が望まれている。
However, in the conventional thin film heating resistor, the above-mentioned performance is not necessarily satisfactory, and further improvement of the characteristics is desired.

[発明の目的1 以上の如き従来技術に鑑みて、本発明の目的のうちの1
つは熱応答性の向上された薄膜発熱抵抗体を提供するこ
とにある。
[Objective of the Invention 1 In view of the above-mentioned prior art, one of the objects of the present invention is to
The first object is to provide a thin film heating resistor with improved thermal responsiveness.

本発明の他の目的は熱伝導性の向上された薄膜発熱抵抗
体を提供することにある。
Another object of the present invention is to provide a thin film heating resistor with improved thermal conductivity.

本発明の更に別の目的は耐熱性の向上された薄膜発熱抵
抗体を提供することにある。
Still another object of the present invention is to provide a thin film heating resistor with improved heat resistance.

本発明のもう1つの目的は耐久性の向上された618発
熱抵抗体を提供することにある。
Another object of the present invention is to provide a 618 heating resistor with improved durability.

[発明の概要] 以上の目的は、本発明による新規薄膜発熱抵抗体により
達成される。
[Summary of the Invention] The above objects are achieved by a novel thin film heating resistor according to the present invention.

本発明の薄膜発熱抵抗体は、基体上に、炭素原子を母体
としシリコン原子とハロゲン原子と水素原子とを含有し
てなる非晶質材料からなる機能薄膜が形成されているこ
とを特徴とする。゛以下、図面を参照しながら本発明を
更に具体的に説明する。
The thin film heating resistor of the present invention is characterized in that a functional thin film made of an amorphous material made of carbon atoms as a matrix and containing silicon atoms, halogen atoms, and hydrogen atoms is formed on a substrate. . ``Hereinafter, the present invention will be explained in more detail with reference to the drawings.

第1図は本発明発熱抵抗体の一実施態様例の構成を示す
部分断面図である。
FIG. 1 is a partial sectional view showing the structure of an embodiment of the heating resistor of the present invention.

本図において、2は基体であり、4は機能性即ち抵抗を
実現するための薄膜である。
In this figure, 2 is a base, and 4 is a thin film for realizing functionality, that is, resistance.

本発明においては基体2の材料に特に制限はないが、実
際上はその表面上に形成される機能薄膜4との密着性が
良好で、該機能薄膜4を形成する際の熱及び使用時にお
いて該機能薄膜4により生ぜしめられる熱に対する耐久
性の良好なものが好ましい、また、基体2はその表面上
に形成される機能薄膜4よりも大きな電気抵抗を有する
のが好ましい、更に、本発明においては、抵抗体の使用
目的に応じて、基体2としては熱伝導性の小さなものや
熱伝導性の大きなものを用いることができる。
In the present invention, there is no particular restriction on the material of the base 2, but in practice, it has good adhesion with the functional thin film 4 formed on its surface, and is suitable for use under heat during the formation of the functional thin film 4 and during use. It is preferable that the functional thin film 4 has good durability against the heat generated, and the base 2 preferably has a higher electrical resistance than the functional thin film 4 formed on its surface. Depending on the purpose of use of the resistor, the base 2 can be made of a material with low thermal conductivity or a material with high thermal conductivity.

本発明において使用される基体2としてはガラス、セラ
ミックス、シリコン等の無機物からなるものやポリアミ
ド樹脂、ポリイミド樹脂等の有機物からなるものが例示
できる。
Examples of the substrate 2 used in the present invention include those made of inorganic materials such as glass, ceramics, and silicon, and those made of organic materials such as polyamide resin and polyimide resin.

本発明においては、機能薄H4は炭素原子を母体としシ
リコン原子とハロゲン原子と水素原子とを含有してなる
非晶質材料からなる。ハロゲン原子としてはF、Cl、
Br、工等が利用でき、これらは単独でもよいし複数の
組合せでもよい、ハロゲン原子としては特にF、Clが
好ましく、なかでもFが好ましい。
In the present invention, the functional thin H4 is made of an amorphous material having carbon atoms as a matrix and containing silicon atoms, halogen atoms, and hydrogen atoms. Halogen atoms include F, Cl,
Br, Cl, etc. can be used, and these may be used alone or in combination. As the halogen atom, F and Cl are particularly preferable, and F is particularly preferable.

機能薄膜4中におけるシリコン原子の含有率は、抵抗体
の使用目的に応じ所望の特性が得られる様に適宜選択さ
れるが、好ましくはo、oo。
The content of silicon atoms in the functional thin film 4 is appropriately selected so as to obtain desired characteristics depending on the intended use of the resistor, and is preferably o or oo.

1〜40原子%であり、更に好ましくは0.0005〜
20原子%であり、好適には0.001〜10原子%で
ある。
1 to 40 atom%, more preferably 0.0005 to 40 atom%
The content is 20 atomic %, preferably 0.001 to 10 atomic %.

機能薄膜4中におけるハロゲン原子の含有率は、抵抗体
の使用目的に応じ所望の特性が得られる様に適宜選択さ
れるが、好ましくはo、oo。
The content of halogen atoms in the functional thin film 4 is appropriately selected depending on the intended use of the resistor so as to obtain desired characteristics, and is preferably o or oo.

l〜30原子%であり、更に好ましくは0.0005〜
20原子%であり、好適には0.001〜10原子%で
ある。
1 to 30 atom%, more preferably 0.0005 to 30 atom%
The content is 20 atomic %, preferably 0.001 to 10 atomic %.

機俺薄膜4中における水素原子の含有率は、抵抗体の使
用目的に応じ所望の特性が得られる様に適宜選択される
が、好ましくは0.0001〜30原子%であり、更に
好ましくは0.0005〜20原子%であり、好適には
0.001〜10原子%である。
The hydrogen atom content in the mechanical thin film 4 is appropriately selected to obtain desired characteristics depending on the purpose of use of the resistor, but is preferably 0.0001 to 30 atomic %, and more preferably 0.0001 to 30 atomic %. The content is from .0005 to 20 atom %, preferably from 0.001 to 10 atom %.

機能薄膜4中におけるシリコン原子の含有率とハロゲン
原子の含有率と水素原子の含有率との和は、抵抗体の使
用目的に応じ所望の特性が得られる様に適宜選択される
が、好ましくはo、oo。
The sum of the silicon atom content, halogen atom content, and hydrogen atom content in the functional thin film 4 is appropriately selected so as to obtain desired characteristics depending on the intended use of the resistor, but is preferably o, oo.

l〜40原子%であり、更に好ましくは0.0005〜
30原子%であり、好適にはo、ooi〜20原子%で
ある。
l~40 at%, more preferably 0.0005~
It is 30 atom %, preferably o, ooi to 20 atom %.

本発明発熱抵抗体における炭素を母体としシリコン原子
とハロゲン原子と水素原子とを含有してなる非晶質材料
(以下、ra−C:Si:  (X。
In the heating resistor of the present invention, an amorphous material (hereinafter referred to as ra-C:Si: (X)) made of carbon as a matrix and containing silicon atoms, halogen atoms, and hydrogen atoms.

H)Jと略記することがある。ここでXはハロゲン原子
を表わす、)からなる槻1@薄g4は、たとえばグロー
放電法の様なプラズマCVD法あるいはスパッタリング
法等の真空堆積法によって形成される。
H) May be abbreviated as J. Here, X represents a halogen atom) The tsuki1@thin g4 is formed by, for example, a plasma CVD method such as a glow discharge method, or a vacuum deposition method such as a sputtering method.

たとえば、グロー放電法によってa−C:Si:(X、
H)からなる薄膜4を形成するには、基本的には基体2
を減圧下の堆積室内に配置し、該堆積室内に炭素原子(
C)を供給し得るC供給用の原料ガスとシリコン原子(
St)を供給し得るSi供給用の原料ガスとハロゲン原
子(X)を供給し得るX供給用の原料ガスと水素原子(
H)を供給し得るH供給用の原料ガスとを導入して、該
堆積室内にて高周波またはマイクロ波を用いてグロー放
電を生起させ基体2の表面上にa−C:Si:(X、H
)からなる層を形成させればよい。
For example, a-C:Si:(X,
In order to form the thin film 4 consisting of H), basically the substrate 2
is placed in a deposition chamber under reduced pressure, and carbon atoms (
C) and silicon atoms (
A raw material gas for Si supply that can supply St), a raw material gas for X supply that can supply halogen atoms (X), and a hydrogen atom (
H) is introduced into the deposition chamber, and a glow discharge is generated in the deposition chamber using high frequency waves or microwaves to form a-C:Si:(X, H
) may be formed.

また、スパッタリング法によってa−C:St:(X、
H)からなる薄膜4を形成するには、基本的には基体2
を減圧下の堆積室内に配置し、該堆積室内にてたとえば
Ar、He等の不活性ガスまたはこれらのガスをベース
とした混合ガスの雰囲気中でCで構成されたターゲット
をスパッタリングする際、堆積室内にSi供給用の原料
ガス、X供給用の原料ガス及びH供給用の原料ガスを導
入すればよい。
In addition, a-C:St:(X,
In order to form the thin film 4 consisting of H), basically the substrate 2
is placed in a deposition chamber under reduced pressure, and when sputtering a target composed of C in an atmosphere of an inert gas such as Ar or He or a mixed gas based on these gases, the deposition A source gas for Si supply, a source gas for X supply, and a source gas for H supply may be introduced into the room.

上記方法において、C供給用の原料ガス、Si供給用の
原料ガス、X供給用の原料ガス及びH供給用の原料ガス
としては常温常圧においてガス状態のもののほかに減圧
下においてガス化し得る物質を使用することができる。
In the above method, as the raw material gas for C supply, the raw material gas for Si supply, the raw material gas for X supply, and the raw material gas for H supply, in addition to gaseous materials at room temperature and normal pressure, substances that can be gasified under reduced pressure are used. can be used.

C供給用の原料としては、たとえば炭素数1〜5の飽和
炭化水素、炭素数2〜5のエチレン系炭化水素、炭素数
2〜4のアセチレン系炭化水素、芳香族炭化水素等、具
体的には、飽和炭化水素としてはメタン(CH4)、エ
タン(C2Ha )、プロパン(C3Ha)、n−ブタ
ン(n −C4H1o)、ペンタ7 (C5Hl2) 
、エチレン系炭化水素としてはエチレン(C2H4) 
、プロピレンCC3He )、ブテン−1(C+Ha)
、ブテン2 (C4Ha ) 、 インブチレン(C4
H8)、ペンテン(C5HIO) 、アセチレン系炭化
水素としてはアセチレン(C2H2) 、メチルアセチ
レン(Ca H4) 、ブチン(C4H6) 、芳香族
炭化水素としてはベンゼン(C6I(e )等があげら
れる。
Examples of raw materials for C supply include saturated hydrocarbons having 1 to 5 carbon atoms, ethylene hydrocarbons having 2 to 5 carbon atoms, acetylenic hydrocarbons having 2 to 4 carbon atoms, aromatic hydrocarbons, etc. The saturated hydrocarbons include methane (CH4), ethane (C2Ha), propane (C3Ha), n-butane (n-C4H1o), and penta7 (C5H12).
, ethylene (C2H4) as an ethylene hydrocarbon
, propylene CC3He), butene-1 (C+Ha)
, butene2 (C4Ha), inbutylene (C4
Examples of acetylene hydrocarbons include acetylene (C2H2), methylacetylene (CaH4), and butyne (C4H6), and examples of aromatic hydrocarbons include benzene (C6I(e)).

Si供給用の原料としては、たとえばSiH4,Si2
H6,5i3Ha、5i4Hxo等の水素化ケイ素(シ
ラン類)や、SiF4、(SiF2)5、(S i F
2 ) e 、  (S i F2 ) 4、Siz 
F6 、Si3 FB 、SiHF3 、SiH2F2
.5fC14(SiCl2)5.SiBr4、(SiB
r2)s、5i2C16,5i2C13F3等のハロゲ
ン化ケイ素(ハロゲン原子で置換されたシラン誘導体)
があげられる。
As raw materials for Si supply, for example, SiH4, Si2
Silicon hydride (silanes) such as H6,5i3Ha, 5i4Hxo, SiF4, (SiF2)5, (S i F
2) e, (S i F2) 4, Siz
F6, Si3FB, SiHF3, SiH2F2
.. 5fC14 (SiCl2)5. SiBr4, (SiB
r2) Silicon halides (silane derivatives substituted with halogen atoms) such as s, 5i2C16, 5i2C13F3
can be given.

X供給用の原料としては、たとえばハロゲン、ハロゲン
化物、ハロゲン間化合物、ハロゲン置換炭化水素誘導体
等、具体的にはハロゲンとしてはF2.C12,Br2
.I2.ハロゲン化物としてはHF、HC1,HBr、
Hl、 ハ1lffゲン間化合物としてはBrF、Cl
F、ClF3 、BrF5 、BrF3.IF3 、I
F7、ICl、IBr、ハロゲン置換炭化水素誘導体と
してはCF4 、CHF3 、CH2F2 、CH3F
、CC14、CHC13、CH2Clz 、、CH2O
1,CB F4 、CHB F3 、CH2B F2、
CH3B r、C14、CHF3 、CH2I2、CH
3I等があげられる。
Examples of raw materials for supplying X include halogens, halides, interhalogen compounds, halogen-substituted hydrocarbon derivatives, etc. Specifically, the halogens include F2. C12, Br2
.. I2. Halides include HF, HC1, HBr,
Hl, Hlff intergen compounds include BrF, Cl
F, ClF3, BrF5, BrF3. IF3, I
F7, ICl, IBr, halogen-substituted hydrocarbon derivatives include CF4, CHF3, CH2F2, CH3F
, CC14, CHC13, CH2Clz ,, CH2O
1, CB F4, CHB F3, CH2B F2,
CH3B r, C14, CHF3, CH2I2, CH
Examples include 3I.

H供給用の原料としては、たとえば水素ガス。As a raw material for H supply, for example, hydrogen gas.

及び上記C供給用原料でもある飽和炭化水素、エチレン
系炭化水素、アセチレン系炭化水素、芳香族炭化水素等
の炭化水素があげられる。
and hydrocarbons such as saturated hydrocarbons, ethylene hydrocarbons, acetylene hydrocarbons, and aromatic hydrocarbons, which are also the raw materials for supplying the above C.

これらの原料は単独で用いてもよいし、複数組合せて用
いてもよい。
These raw materials may be used alone or in combination.

以上の様な薄膜形成法において、形成される薄11中に
含まれるシリコン原子の量、ハロゲン原子の量及び水素
原子の量や薄1i4の特性を制御するには、基体温度、
原料ガスの供給量、放電電力。
In the above thin film forming method, in order to control the amount of silicon atoms, the amount of halogen atoms, and the amount of hydrogen atoms contained in the thin film 11 to be formed, and the characteristics of the thin film 11, it is necessary to
Supply amount of raw material gas, discharge power.

堆積室内の圧力等を適宜設定する。Set the pressure in the deposition chamber as appropriate.

基体温度は好ましくは20〜1500℃、更に好ましく
は30〜1200℃、最適には50〜1100℃のうち
から選ばれる。
The substrate temperature is preferably selected from 20 to 1500°C, more preferably 30 to 1200°C, and optimally 50 to 1100°C.

原料ガスの供給量は目的とする薄膜性能や目標とする成
膜速度に応じ適宜状められる。
The supply amount of the raw material gas is determined as appropriate depending on the desired thin film performance and the desired film formation rate.

放電電力は好ましくは0.001〜20W/Cゴ、より
好ましくは0 、01〜15W/ crn’。
The discharge power is preferably 0.001 to 20 W/crn', more preferably 0.01 to 15 W/crn'.

最適には0.05〜LOW/cm″のうちから選ばれる
Optimally, it is selected from 0.05 to LOW/cm''.

堆積室内の圧力は好ましくは10−4〜10Torr、
好適には10−2〜5To r r(7)うちから選ば
れる。
The pressure in the deposition chamber is preferably 10-4 to 10 Torr,
It is preferably selected from 10-2 to 5 Torr (7).

以上の様な薄膜形成法を用いて得られる本発明発熱抵抗
体の薄膜はダイヤモンドに近い特性を有する。即ち、た
とえばビッカース硬度1800〜5000、熱伝導率0
.3〜2cat/cm*5eca”o、抵抗率10−3
〜106Ωsenの性質を有し、またシリコン原子、ハ
ロゲン原子及び水素原子を含有するので機械的強度も極
めて優れたものが得られる。
The thin film of the heating resistor of the present invention obtained using the above-described thin film forming method has properties close to those of diamond. That is, for example, Vickers hardness 1800-5000, thermal conductivity 0
.. 3~2cat/cm*5eca"o, resistivity 10-3
It has a property of ~106 Ωsen, and contains silicon atoms, halogen atoms, and hydrogen atoms, so it can have extremely excellent mechanical strength.

本発明の抵抗体の機能薄膜4上には適宜の保護及びその
他の機能を有する層を付してもよいことはもちろんであ
る。
Of course, a layer having appropriate protection and other functions may be provided on the functional thin film 4 of the resistor of the present invention.

尚、以上の説明において、基体2は単一のものであると
されているが、本発明における基体2は複合体であって
もよい、その様な一実施態様例の構成を第2図に示す、
即ち、基体2は基部2aと表面層2bとの複合体からな
り、基部2aとしてはたとえば上記第1図に関し説明し
た基体材料を使用することができ、また表面層2bとし
てはその上に形成される機能薄膜4との密着性のより良
好な材料を使用することができる0表面層2bはたとえ
ば炭素原子を母体とする非晶質材料や従来より知られて
いる酸化物等から構成される。この様な表面層2bは基
部za上に上記薄膜形成法と類似の方法により適宜の原
料を用いて堆積させることにより得られる。また、表面
層2bは通常のガラス質のグレーズ層であってもよい。
In the above description, the base body 2 is assumed to be a single body, but the base body 2 in the present invention may be a composite body. The configuration of such an embodiment is shown in FIG. show,
That is, the base 2 is composed of a composite body of a base 2a and a surface layer 2b, and the base 2a can be made of the base material described above with reference to FIG. 1, and the surface layer 2b can be formed on the base material. The surface layer 2b, which can use a material with better adhesion to the functional thin film 4, is made of, for example, an amorphous material having carbon atoms as a host, a conventionally known oxide, or the like. Such a surface layer 2b can be obtained by depositing an appropriate raw material on the base za by a method similar to the thin film forming method described above. Further, the surface layer 2b may be a normal glassy glaze layer.

次に、本発明の発熱抵抗体の製造方法の概略について説
明する。
Next, the outline of the manufacturing method of the heating resistor of the present invention will be explained.

第3図は基体表面上に機能薄膜を形成する際に用いられ
る装置の一例を示す図である。1101は堆積室であり
、1102〜1106はガスボンベであ41.1107
〜1111はマスフローコントローラであり、1112
〜1116は流入バルブであり、1117〜1121は
流出バルブであり、1122〜1126はガスボンベの
バルブであり、1127〜1131は出口圧ゲージであ
り、1132は補助バルブであり、1133はレバーで
あり、1134はメインバルブであり、1135はリー
クバルブであり、1136は真空計であり、1137は
製造すべき抵抗体の基体材料であり、1138はヒータ
であり、1139は基体支持体であり、1140は高電
圧電源であり。
FIG. 3 is a diagram showing an example of an apparatus used when forming a functional thin film on the surface of a substrate. 1101 is a deposition chamber, 1102 to 1106 are gas cylinders 41.1107
~1111 is a mass flow controller, 1112
~1116 are inlet valves, 1117~1121 are outlet valves, 1122~1126 are gas cylinder valves, 1127~1131 are outlet pressure gauges, 1132 is an auxiliary valve, 1133 is a lever, 1134 is a main valve, 1135 is a leak valve, 1136 is a vacuum gauge, 1137 is a base material of the resistor to be manufactured, 1138 is a heater, 1139 is a base support, 1140 is a It is a high voltage power supply.

1141は電極であり、1142はシャッタである。尚
、1142−1はスパッタリング法を行なう際に電極1
141に取付けられるターゲットである。
1141 is an electrode, and 1142 is a shutter. In addition, 1142-1 is the electrode 1 when performing the sputtering method.
This is a target attached to 141.

たとえば、1102にはArガスで希釈されたCF4ガ
ス(純度99.9%以上)が密封されており、1103
にはArガスで希釈されたSiH4ガス(純度99.9
%以上)が密封されており、1104にはArガスで希
釈されたC2 F。
For example, 1102 is sealed with CF4 gas (99.9% purity or higher) diluted with Ar gas, and 1103
SiH4 gas (purity 99.9) diluted with Ar gas
% or more) is sealed, and 1104 contains C2F diluted with Ar gas.

ガス(純度99.9%以上)が密封されており、110
5にはArガスで希釈された5f2H6ガス(純度99
.9%以上)が密封されている。これらボンベ中のガス
を堆積室1101に流入させるに先立ち、各ガスボンベ
1102〜110B+7)バルブ1122〜1126及
びリークバルブ1135が閉じられていることを確認し
、また流入バルブ1112〜1116、流出バルブ11
17〜1121及び補助バルブ1132が開かれている
ことを確認して、先ずメインバルブ1134を開いて堆
積室1101及びガス配管内を排気する。
Gas (99.9% purity or higher) is sealed and 110%
5 contains 5f2H6 gas (purity 99) diluted with Ar gas.
.. 9% or more) are sealed. Before the gas in these cylinders is allowed to flow into the deposition chamber 1101, it is confirmed that the valves 1122 to 1126 and the leak valve 1135 of each gas cylinder 1102 to 110B+7 are closed, and the inflow valves 1112 to 1116 and the outflow valve 11
After confirming that 17 to 1121 and the auxiliary valve 1132 are open, the main valve 1134 is first opened to exhaust the inside of the deposition chamber 1101 and gas piping.

次に真空計1136の読みが約1.5X10−6Tor
rになった時点で、補助バルブ1132゜流入バルブ1
112〜1116及び流出バルブ1117〜1121を
閉じる。その後、堆積室11O1内に導入すべきガスの
ボンベに接続されているガス配管のバルブを開いて所望
のガスを堆積室1101内に導入する。
Next, the reading of vacuum gauge 1136 is about 1.5X10-6 Tor.
When the temperature reaches r, the auxiliary valve 1132° inflow valve 1
112-1116 and outflow valves 1117-1121 are closed. Thereafter, a desired gas is introduced into the deposition chamber 1101 by opening the valve of the gas pipe connected to the cylinder of the gas to be introduced into the deposition chamber 11O1.

次に、以上の装置を用いてグロー放電法によって本発明
抵抗体を製造する場合の手順の一例について説明する。
Next, an example of a procedure for manufacturing a resistor of the present invention by a glow discharge method using the above-described apparatus will be described.

バルブ1122を開いてガスポンベ1102からCF4
/Arガスを流出させ、バルブ1123を開いてガスボ
ンベ1103からSiH4/Atガスを流出させ、出口
圧ゲージ1127.1128(7)圧力を1kg/cm
’に調整し、次に流入バルブ1112.1113を徐々
に開いてマスフローコントローラ1107.1108内
に流入させておく、続いて、流出バルブ1117.11
18、補助バルブ1132を徐々に開いてCF</Ar
ガスとSiH4/Arガスとを堆積室]、 101内に
導入する。この時、CF4/Arガスの流量とS i 
H4/ A rガスの流量との比が所望の値になる様に
マスフローコントローラ1107.1118を51整し
、また堆積室ttot内の圧力が所望の値になる様に真
空計1136の読みを見ながらメインバルブ1134の
開度を調整する。そして、堆積室1101内の支持体1
139により支持されている基体1137の温度が所望
の温度になる様にヒータ1138により加熱した上で、
シャッタ1142を開き堆積室1tot内にてグロー放
電を生起させる。
Open the valve 1122 and discharge CF4 from the gas pump 1102.
/Ar gas flows out, valve 1123 is opened to flow out SiH4/At gas from gas cylinder 1103, and outlet pressure gauge 1127.1128 (7) pressure is set to 1 kg/cm.
', then gradually open the inlet valves 1112.1113 to allow flow into the mass flow controllers 1107.1108, then the outlet valves 1117.11.
18. Gradually open the auxiliary valve 1132 to release CF</Ar
gas and SiH4/Ar gas are introduced into the deposition chamber 101. At this time, the flow rate of CF4/Ar gas and Si
Adjust the mass flow controllers 1107 and 1118 so that the ratio with the flow rate of H4/Ar gas reaches the desired value, and check the reading on the vacuum gauge 1136 so that the pressure in the deposition chamber ttot reaches the desired value. while adjusting the opening degree of the main valve 1134. Then, the support 1 in the deposition chamber 1101
After heating the base 1137 supported by the heater 1138 to a desired temperature,
The shutter 1142 is opened to generate glow discharge within the deposition chamber 1tot.

次に、以上の装置を用いてスパッタリング法によって本
発明抵抗体を製造する場合の手順の一例について説明す
る。高圧電源1140により高電圧が印加される電極1
141上には予め高純度グラファイト1142−1をタ
ーゲットとしてffR1しておく、グロー放電法の場合
と同様にして、ガスポンベ1102からCF4/Arガ
スをガスボンベ1103からS i H4/ A rガ
スをそれぞれ所望の流量にて堆積室1101内に導入さ
せる。
Next, an example of a procedure for manufacturing a resistor of the present invention by a sputtering method using the above-described apparatus will be described. Electrode 1 to which high voltage is applied by high voltage power supply 1140
141 is preliminarily subjected to ffR1 using high-purity graphite 1142-1 as a target. Similarly to the glow discharge method, CF4/Ar gas from gas cylinder 1102 and S i H4/Ar gas from gas cylinder 1103 are applied as desired, respectively. is introduced into the deposition chamber 1101 at a flow rate of .

シャッタ1142を開いて、高圧電源1140を投入す
ることによりターゲットl 142−1をスパッタリン
グする。尚、この際ヒータエ138により基体1137
を所望の温度に加熱し、メインバルブ1134の開度を
調整することにより堆積室tioi内を所望の圧力とす
ることはグロー放電法の場合と同様である。
The target 142-1 is sputtered by opening the shutter 1142 and turning on the high voltage power supply 1140. At this time, the base 1137 is heated by the heater 138.
As in the case of the glow discharge method, the deposition chamber tioi is heated to a desired temperature and the pressure inside the deposition chamber tioi is set to a desired value by adjusting the opening degree of the main valve 1134.

以下に、本発明発熱抵抗体の具体的実施例を示す。Specific examples of the heating resistor of the present invention are shown below.

実施例1: 基体としてアルミナセラミック板を用いて、該基体の表
面上に機能S膜である発熱抵抗層を形成した0発熱抵抗
層の堆積は第3図に示される装δを用いてグロー放電法
により行なわれた。原料ガスとしてcF4/Ar=0.
5 (容量比)及びSiH4/Arガス、l (容量比
)を用いた。堆積の際の条件は第1表の通りとした。尚
、堆積中においては各バルブの開度及びその他の条件に
ついては一定に保ち、第1表に示される厚さの発熱抵抗
層を形成した。
Example 1: An alumina ceramic plate was used as a base, and a heat generating resistor layer, which was a functional S film, was formed on the surface of the base. It was done by law. cF4/Ar=0.
5 (volume ratio) and SiH4/Ar gas, 1 (volume ratio) were used. The conditions during the deposition were as shown in Table 1. During the deposition, the opening degree of each valve and other conditions were kept constant, and a heat generating resistor layer having the thickness shown in Table 1 was formed.

形成された抵抗層上に電子ビーム蒸着法によりA1層を
形成した後、フォトリソグラフィー技術によって該A1
層を所望の形状となる様にエツチングし、複数対の電極
を形成した。
After forming an A1 layer on the formed resistance layer by electron beam evaporation, the A1 layer is formed by photolithography.
The layer was etched into the desired shape to form multiple pairs of electrodes.

続いて、フォトリソグラフィー技術によってHF系エツ
チング液を用いて所定の部分の抵抗層を除去した。尚1
本実施例においては、前記電極対間にある抵抗層の大き
さは100p、mmX100ALとされた0本実施例に
おいては、電極対間に形成された発熱要素がピッチ8個
/ m mで配列される様に同一基板上に複数の発熱抵
抗素子を作製した。かくして作製された発熱抵抗素子の
部分断面図を第4図に示す0図において、2は基体であ
り、4は発熱抵抗層であり、6.7は1対の電極である
Subsequently, predetermined portions of the resistive layer were removed by photolithography using an HF-based etching solution. Sho 1
In this example, the size of the resistance layer between the electrode pairs is 100p, mm x 100AL. In this example, the heat generating elements formed between the electrode pairs are arranged at a pitch of 8/mm. A plurality of heat-generating resistor elements were fabricated on the same substrate so that the heat-generating resistance elements could be fabricated on the same substrate. In FIG. 4, which shows a partial cross-sectional view of the heating resistor element thus produced, 2 is a base, 4 is a heating resistor layer, and 6.7 is a pair of electrodes.

かくして得られた各発熱抵抗素子の電気抵抗を測定した
ところ80Ωであった。
The electrical resistance of each heating resistor element thus obtained was measured and found to be 80Ω.

また、本実施例により得られた発熱抵抗素子に対し、電
気的パルス信号を入力して、該発熱抵抗素子の耐久性を
測定した。尚、電気的パルス信号のデユーティ50%、
印加電圧20V、駆動周波数0.5kHz、1.okH
z、2.0kHzとした。
Furthermore, an electrical pulse signal was input to the heating resistor element obtained in this example to measure the durability of the heating resistor element. In addition, the duty of the electrical pulse signal is 50%,
Applied voltage 20V, drive frequency 0.5kHz, 1. okH
z, 2.0kHz.

その結果、異なった駆動周波数で駆動したいづれの場合
においても電気的パルス信号入力が1×101O回に達
しても発熱抵抗素子は破壊されることなく、またその抵
抗値もほとんど変化しなかった。
As a result, in all cases of driving at different driving frequencies, the heating resistor element was not destroyed even when the electrical pulse signal input reached 1×10 10 times, and its resistance value hardly changed.

実施例2: 原料ガスをC2Fe/Ar=0.5 (容量比)及びS
 12Ha /Ar=0.1 (容量比)とした以外は
実施例1と同様にして、同じ膜厚の発熱抵抗層を堆積し
た。
Example 2: The raw material gas was C2Fe/Ar=0.5 (capacity ratio) and S
A heating resistor layer having the same thickness was deposited in the same manner as in Example 1 except that 12Ha/Ar=0.1 (capacitance ratio).

次に、実施例1と同様にして発熱抵抗素子を作製し電気
的パルス信号を入力したところ、電気的パルス信号入力
がlX1010回に達しても発熱抵抗素子は破壊するこ
とがなかった。また、抵抗値の変化も認められなかった
Next, when a heating resistor element was prepared in the same manner as in Example 1 and an electrical pulse signal was input, the heating resistor element was not destroyed even when the electrical pulse signal input reached 1010 times. Further, no change in resistance value was observed.

実施例3: 基体をコーニング社製#7059ガラスに変えた以外は
実施例1と同様にして発熱抵抗層を堆積し発熱抵抗素子
を作製した。
Example 3: A heat generating resistor layer was deposited in the same manner as in Example 1 except that the substrate was changed to #7059 glass manufactured by Corning Incorporated to produce a heat generating resistor element.

かくして得られた発熱抵抗素子を実施例1と同様にして
駆動したところ、実施例1と同様に十分な耐久性を有し
ていることが確認された。
When the heating resistor element thus obtained was driven in the same manner as in Example 1, it was confirmed that it had sufficient durability as in Example 1.

実施例4: 基体をコーニング社製#7059ガラスに変えた以外は
実施例2と同様にして発熱抵抗層を堆積し発熱抵抗素子
を作製した。
Example 4: A heat generating resistor layer was deposited in the same manner as in Example 2 except that the substrate was changed to #7059 glass manufactured by Corning Incorporated to produce a heat generating resistor element.

かくして得られた発熱抵抗素子を実施例2と同様にして
駆動したところ、実施例2と同様に十分な耐久性を有し
ていることが確認された。
When the heating resistor element thus obtained was driven in the same manner as in Example 2, it was confirmed that it had sufficient durability as in Example 2.

実施例5: 基体としてアルミナセラミック板を用いて、該基体の表
面上に機能薄膜である発熱抵抗層を形成した0発熱抵抗
層の堆積は第3図に示される装置を用いてスパッタリン
グ法により行なわれた。スパッタリングターゲットとし
ては純度99.9%以上のグラファイトを用い、原料ガ
スとしてCF 4 / A r ” 0 、5 (容量
比)及びSiH+/Ar=0.1(容量比)を用いた。
Example 5: An alumina ceramic plate was used as the substrate, and a heating resistance layer, which was a functional thin film, was formed on the surface of the substrate. The heating resistance layer was deposited by sputtering using the apparatus shown in FIG. It was. Graphite with a purity of 99.9% or more was used as a sputtering target, and CF 4 /Ar''0,5 (capacity ratio) and SiH+/Ar=0.1 (capacity ratio) were used as raw material gases.

堆積の際の条件は第1表の通りとした。また、スパッタ
中における堆積室内のガス圧力は4XlO−2Torr
であった。尚、堆積中においては各バルブの開度及びそ
の他の条件については一定に保ち第1表に示される厚さ
の発熱抵抗層を形成した。
The conditions during the deposition were as shown in Table 1. Also, the gas pressure in the deposition chamber during sputtering was 4XlO-2Torr.
Met. During the deposition, the opening degree of each valve and other conditions were kept constant to form a heating resistor layer having the thickness shown in Table 1.

かくして形成された抵抗層を用いて、実施例1と同様に
して発熱抵抗素子を作製し、更に実施例1と同様にして
該発熱抵抗素子に電気的パルス信号を入力したところ、
実施例1と同様に耐久性が優れていることが確認された
Using the resistance layer thus formed, a heating resistor element was produced in the same manner as in Example 1, and an electrical pulse signal was input to the heating resistor element in the same manner as in Example 1.
As with Example 1, it was confirmed that the durability was excellent.

[発明の効果] 以上の様な本発明によれば、機能薄膜として炭素原子を
母体としシリコン原子とハロゲン原子と水素原子とを含
有してなる非晶質材料を用いていることにより、熱応答
性、熱伝導性、耐熱性及び/または耐久性、更には機械
的強度の著しく良好な発熱抵抗体が提供される。
[Effects of the Invention] According to the present invention as described above, thermal response is improved by using an amorphous material containing carbon atoms as a matrix and silicon atoms, halogen atoms, and hydrogen atoms as a functional thin film. A heat generating resistor having extremely good properties, thermal conductivity, heat resistance and/or durability as well as mechanical strength is provided.

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

第1図及び第2図は本発明発熱抵抗体の部分断面図であ
る。 第3図は本発明発熱抵抗体の製造に用いられる装置を示
す図である。 第4図は本発明実施例において作製された発熱抵抗素子
の部分断面図である。 2:基体    4:機能薄膜 6.7:電極 1101:堆積室 1137:基体
1 and 2 are partial cross-sectional views of the heating resistor of the present invention. FIG. 3 is a diagram showing an apparatus used for manufacturing the heating resistor of the present invention. FIG. 4 is a partial cross-sectional view of a heating resistor element manufactured in an example of the present invention. 2: Substrate 4: Functional thin film 6.7: Electrode 1101: Deposition chamber 1137: Substrate

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)基体上に、炭素原子を母体としシリコン原子とハ
ロゲン原子と水素原子とを含有してなる非晶質材料から
なる機能薄膜が形成されていることを特徴とする、発熱
抵抗体。
(1) A heating resistor characterized in that a functional thin film made of an amorphous material having carbon atoms as a matrix and containing silicon atoms, halogen atoms, and hydrogen atoms is formed on a substrate.
(2)機能薄膜におけるシリコン原子の含有率が0.0
001〜40原子%である、特許請求の範囲第1項の発
熱抵抗体。
(2) The content of silicon atoms in the functional thin film is 0.0
The heating resistor according to claim 1, wherein the heating resistor has a content of 0.001 to 40 atomic %.
(3)機能薄膜におけるハロゲン原子の含有率が0.0
001〜30原子%である、特許請求の範囲第1項の発
熱抵抗体。
(3) The content of halogen atoms in the functional thin film is 0.0
The heating resistor according to claim 1, wherein the heating resistor has a content of 0.001 to 30 atom %.
(4)機能薄膜における水素原子の含有率が0.000
1〜30原子%である、特許請求の範囲第1項の発熱抵
抗体。
(4) Hydrogen atom content in the functional thin film is 0.000
The heating resistor according to claim 1, wherein the heating resistor has a content of 1 to 30 atom %.
(5)機能薄膜におけるシリコン原子の含有率とハロゲ
ン原子の含有率と水素原子の含有率との和が0.000
1〜40原子%である、特許請求の範囲第1項の発熱抵
抗体。
(5) The sum of the silicon atom content, halogen atom content, and hydrogen atom content in the functional thin film is 0.000.
The heating resistor according to claim 1, wherein the heating resistor has a content of 1 to 40 atom %.
(6)ハロゲン原子がFまたはClである、特許請求の
範囲第1項の発熱抵抗体。
(6) The heating resistor according to claim 1, wherein the halogen atom is F or Cl.
(7)基体が機能薄膜形成面側に炭素原子を母体とする
非晶質材料からなる表面層を有する、特許請求の範囲第
1項の発熱抵抗体。
(7) The heating resistor according to claim 1, wherein the base has a surface layer made of an amorphous material containing carbon atoms as a matrix on the side on which the functional thin film is formed.
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