JPS61218113A - Heating resistor - Google Patents

Heating resistor

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JPS61218113A
JPS61218113A JP60058845A JP5884585A JPS61218113A JP S61218113 A JPS61218113 A JP S61218113A JP 60058845 A JP60058845 A JP 60058845A JP 5884585 A JP5884585 A JP 5884585A JP S61218113 A JPS61218113 A JP S61218113A
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JP
Japan
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thin film
heating resistor
gas
functional thin
substrate
Prior art date
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Pending
Application number
JP60058845A
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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Publication date
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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】 Isl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filIII5i発熱
抵抗体に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Application in Isl Industry] The present invention relates to a heat generating resistor, and more particularly to a filIII5i heat generating 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して用いられている発熱抵
抗体には薄膜型のもの、厚S型のもの及び半導体型のも
のがある。なかでも薄S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] Heating resistors conventionally used as relatively small electric-to-thermal energy conversion elements in electronic or electrical equipment include thin film type, thick S type, and semiconductor type. . Among them, thin S-type ones consume less power than other types and have relatively good thermal response, 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 type heat generating resistor, the above-mentioned performance is not necessarily satisfactory, and further improvement of the characteristics is desired.

[発明の目的] 以上の如き従来技術に鑑みて1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。
[Object of the Invention] In view of the above-mentioned prior art, one of the objects of the present invention is
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ms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 ms 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簿膜発熱
抵抗体を提供することにある。
Another object of the present invention is to provide a film 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
としハロゲン原子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おり、該機能薄膜においてハロゲン
原子が膜厚方向に不均一に分布していることを特徴とす
る。
In the thin film heating resistor of the present invention, a functional thin film made of an amorphous material containing carbon atoms as a matrix and halogen atoms is formed on a substrate, and in the functional thin film, halogen atoms are arranged in the thickness direction. It is characterized by uneven distribution.

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。
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[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 by the functional thin film 4, and the base 2 preferably has a higher electrical resistance than the functional thin film [4] formed on the surface thereof. In this case, depending on the purpose of use of the resistor, a substrate 2 having low thermal conductivity or a substrate having high thermal conductivity can be used.

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1機能薄膜4中炭素原子を母体としハ
ロゲン原子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。
In the present invention, the monofunctional thin film 4 is made of an amorphous material containing carbon atoms as a host and halogen atoms. Halogen atoms include F%Cl, Br.

■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。
(3) 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中におけるハロゲン原子の含有率は、抵抗体
の使用目的の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.

1〜30原子%であり、更に好ましくは0.0005〜
20原子%であり、好適にはo、ooi〜10原子%で
ある。
1 to 30 atomic%, more preferably 0.0005 to 30%
It is 20 atomic %, preferably o, ooi to 10 atomic %.

本発明においぞは、機能薄膜4中におけるハロゲン原子
の分布が膜厚方向に不均一となっている。
An advantage of the present invention is that the distribution of halogen atoms in the functional thin film 4 is non-uniform in the film thickness direction.

機能薄膜4中における膜厚方向でのハロゲン原子の含有
率変化は基体2側から表面側へと次第に含有率が増加す
る様なものでもよいし、逆に含有率が減少する様なもの
でもよい、更に、ハロゲン原子含有率変化は薄膜4中に
おいて極大値あるいは極小値をもつ様なものでもよい、
これら機能薄膜4中における膜厚方向でのハロゲン原子
の含有率変化は発熱抵抗体の用途に応じて所望の特性が
得られる様に適宜選択される。
The change in the content of halogen atoms in the functional thin film 4 in the film thickness direction may be such that the content gradually increases from the base 2 side to the surface side, or may be such that the content decreases conversely. Furthermore, the change in the halogen atom content may have a maximum value or a minimum value in the thin film 4.
The change in the content of halogen atoms in the functional thin film 4 in the film thickness direction is appropriately selected so as to obtain desired characteristics depending on the use of the heating resistor.

第2図〜第7図に1本発明発熱抵抗体の機能薄膜4中に
おける膜厚方向に関するハロゲン原子の含有率の変化の
具体例を示す、これらの図において、縦軸は基体2との
界面からの膜厚方向の距離Tを表わし、tは機簡薄lI
4の膜厚を表わす、また、横軸はハロゲン原子の含有率
Cを表わす、尚、各図において、縦軸T及び横軸Cのス
ケールは必ずしも均一ではなく、各図の特徴が出る様に
変化せしめられている。従って、実際の適用に当っては
各図につき具体的数値の差異にもとづく種々の分布が用
いられる。
2 to 7 show specific examples of changes in the content of halogen atoms in the film thickness direction in the functional thin film 4 of the heating resistor of the present invention. In these figures, the vertical axis represents the interface with the base 2. represents the distance T in the film thickness direction from
The horizontal axis represents the halogen atom content C. In each figure, the scales of the vertical axis T and horizontal axis C are not necessarily uniform, and the scales are adjusted to bring out the characteristics of each figure. It is being forced to change. Therefore, in actual application, various distributions are used for each diagram based on the differences in specific numerical values.

本発明発熱抵抗体における炭素を母体としハロゲン原子
を含有してなる非晶質材料(以下、「a−C:XJと略
記することがある。ここで又はハロゲン原子を表わす、
)からなる機能薄M4は。
In the heating resistor of the present invention, an amorphous material made of carbon as a matrix and containing a halogen atom (hereinafter sometimes abbreviated as "a-C:XJ", or a halogen atom),
) is the functional thin M4.

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。
For example, it is formed by 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:X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ハロゲン原子(x)を供給し得
るX供給用の原料ガスとを導入し、この際X供給用原料
ガスの導入量を変化させながら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:Xからなる暦を形成させればよい。
For example, to form a thin film 4 made of a-C:X by a glow discharge method, the base 2 is basically placed in a deposition chamber under reduced pressure, and carbon atoms (C) can be supplied into the deposition chamber. A raw material gas for C supply and a raw material gas for X supply that can supply halogen atoms (x) are introduced, and at this time, high frequency or microwave radiation is applied in the deposition chamber while changing the amount of the raw material gas introduced for X supply. It is only necessary to generate a glow discharge using the above to form a calendar consisting of a-C:X on the surface of the substrate 2.

また、スパッタリング法によってa−C:X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Ihj室内にX供給用の原料ガスを導入し
、この際導入量を変化させればよい。
Furthermore, in order to form the thin film 4 made of a-C:X by sputtering, the substrate 2 is basically placed in a deposition chamber under reduced pressure, and an inert gas such as Ar or He is used in the deposition chamber. Alternatively, when sputtering a target made of C in an atmosphere of a mixed gas based on these gases, a source gas for supplying X may be introduced into the chamber Ihj, and the amount introduced may be varied at this time.

上記方法において、C供給用の原料ガス及びX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 and the raw material gas for X supply, in addition to those in a gaseous state at room temperature and normal pressure, substances that can be gasified under reduced pressure 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(C2H6)、プロパン(C3Ha)、n−ブタン
(n −C4HIO) 、ペンタン(C5H12) 、
エチレン系炭化水素としてはエチレン(C21(4) 
、プロピレン(C3Ha ) 、ブテン−1(C4H8
)、ブテン−2(C4H8) 、  インブチレン(C
4H8)、ペンテン(C5HIO) 、’7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(C3H4)、ブチン(C4Ha)、芳香族
炭化水素としてはベンゼン(C8Hs )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 (C2H6), propane (C3Ha), n-butane (n-C4HIO), pentane (C5H12),
Ethylene hydrocarbons include ethylene (C21(4)
, propylene (C3Ha), butene-1 (C4H8
), butene-2 (C4H8), inbutylene (C
4H8), pentene (C5HIO), '7 Cetylenic hydrocarbons include acetylene (C2H2), methylacetylene (C3H4), butyne (C4Ha), and aromatic hydrocarbons include benzene (C8Hs).

X供給用の原料としては、たとえばハロゲン。As a raw material for supplying X, for example, halogen.

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 、C:
I2 、Br2.12 、 ハロゲン化物としてはHF
、HCl、HBr、HI、ハロゲン間化合物としてはE
rF、ClF、ClF3 、BrF5 、BrF3.I
F3 、IF7 、ICl、よりr、ハロゲン置換炭化
水素誘導体としてはCF4 、CHF3 、Cl(2F
2 、CH3F、CCl4.CHCl3 、CH2C1
2、CH2O1,CBr4 、CHBr3 、CH2B
r2、CH3Br、Cl4 、CHI3 、CH2I2
、CH3I等があげられる。
Halides, interhalogen compounds, halogen-substituted hydrocarbon derivatives, etc. Specifically, halogens include F2, C:
I2, Br2.12, HF as halide
, HCl, HBr, HI, E as an interhalogen compound
rF, ClF, ClF3, BrF5, BrF3. I
F3, IF7, ICl, more r, halogen-substituted hydrocarbon derivatives include CF4, CHF3, Cl (2F
2, CH3F, CCl4. CHCl3, CH2C1
2, CH2O1, CBr4, CHBr3, CH2B
r2, CH3Br, Cl4, CHI3, CH2I2
, CH3I, etc.

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、形成される薄膜4中に
含まれるハロゲン原子の量や薄@4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、堆積室内
の圧力等を適宜設定する。
In the above thin film forming method, in order to control the amount of halogen atoms contained in the thin film 4 to be formed and the characteristics of the thin film 4, it is necessary to control the substrate temperature, the supply amount of source gas, the discharge power, the pressure in the deposition chamber, etc. etc., as appropriate.

特に、本発明の膜厚方向にハロゲン原子の分布が不均一
な機能薄膜4を得るためには、堆積室内へのハロゲン原
子の導入量をたとえばバルブコントロール等により経時
的に変化させるのが好ましい。
In particular, in order to obtain the functional thin film 4 of the present invention in which the distribution of halogen atoms is non-uniform in the film thickness direction, it is preferable to change the amount of halogen atoms introduced into the deposition chamber over time, for example, by controlling a valve.

基体温度は好ましくは20〜1500℃、更に好ましく
は3ON1200℃、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 3ON1200°C, and optimally 50 to 1100°C.

原料ガスの供給量は目的とするN膜性能や目標とするf
ItII!速度に応じ適宜法められる。
The supply amount of raw material gas depends on the desired N film performance and the target f.
ItII! Laws are applied as appropriate depending on the speed.

放電電力は好ましくは0.001〜20W/crn’、
より好ましくは0 、01−15W/crn’、最適に
は0.05〜IOW/cゴのうちから選ばれる。
The discharge power is preferably 0.001 to 20 W/crn',
More preferably, it is selected from 0,01-15W/crn', optimally from 0.05 to IOW/crn'.

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

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
 、3〜2 c a l / c m m5ect d
eg、抵抗率10−3〜106Ω舎cmの性質を有し、
またハロゲン原子を含有するので化学的安定性及び熱的
安定性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
, 3~2 c a l / cm m5ect d
eg, has a resistivity of 10-3 to 106Ωcm,
Furthermore, since it contains a halogen atom, it can be obtained with extremely excellent chemical stability and thermal stability.

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8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
た基体材料査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[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2a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1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 of a material formed thereon. The surface layer 2b can be made of, for example, an amorphous material having carbon atoms as a matrix or a conventionally known oxide. . Such a surface layer 2b can be obtained by depositing an appropriate raw material on the base 2a by a method similar to the thin film forming method described above. Further, the first surface layer 2b may be a normal glassy glaze layer.

次に1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, an outline of a method for manufacturing a heating resistor according to the present invention will be explained.

第9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はガスボンベであり、1107〜
1lllはマスク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、1122〜112B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、113B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. 9 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, and 1107 to 1106 are gas cylinders;
1lll is a mask row controller, and 1112~
1116 is an inflow valve, 1117-1121 is an outflow valve, 1122-112B is a gas cylinder valve, 1127-1131 is an outlet pressure gauge, 1132 is an auxiliary valve, 1133 is a lever, 1134 is the main valve, 1135 is the leak valve, 113B is the vacuum gauge, 1137 is the base material of the resistor to be manufactured, 1138 is the heater, 1139 is the base support, 1140 is the high temperature It is a 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C2F6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11
02〜1106のバルブ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1112〜1tis、流出バルブ1117〜1
121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11
01及びガス配管内を排気する0次に真空計1136の
読みが約1.5X10−6Torrになった時点で、補
助バルブ1132、流入バルブ1112〜1116及び
流出バルブ1117〜1121を閉じる。その後、堆積
室1101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110
1内に導入する。
For example, 1102 is sealed with CF4 gas (99.9% purity or higher) diluted with Ar gas, and 1103
C2F6 gas (purity 99.9
% or more) are sealed. Before the gas in these cylinders flows into the deposition chamber 1101, each gas cylinder 11
Confirm that the valves 1122-1126 and leak valve 1135 of 02-1106 are closed, and also that the inlet valve 1112-1tis and the outlet valve 1117-1
121 and the auxiliary valve 1132 are opened, first open the main valve 1134 to close the deposition chamber 11.
When the reading on the vacuum gauge 1136 reaches approximately 1.5×10 −6 Torr, the auxiliary valve 1132, inlet valves 1112 to 1116, and outlet valves 1117 to 1121 are closed. After that, the valve of the gas pipe connected to the cylinder of the gas to be introduced into the deposition chamber 1101 is opened to introduce the desired gas into the deposition chamber 1101.
Introduced within 1.

次に1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 one or more devices will be described.

バルブ1122を開いてガスボンベt 102からCF
4/Arガスを流出させ、出口圧ゲージ1127の圧力
を1kg/am″に調整し1次に流入バルブ1112を
徐々に開いてマスフローコントローラ1107内に流入
させておく、続いて、流出バルブ1117.補助パルプ
1132を徐々に開いてCF4/Arガスを堆積室l 
lot内に導入する。この時、CF4/Arガスの流量
が所望の値になる様にマスフローコントローラ1107
を調整し、また堆積室1101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1
134の開度を調整する。そして、堆積室ttot内の
支持体1139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1101内にて
グロー放電を生起させる。そして、手動または外部駆動
モータ等により流出バルブ1117の開度を変化させる
操作を行なってCF4/Atガスの流量を予め設計され
た変化率曲線に従って経時的に変化させ、これにより機
能薄膜4中におけるF原子の含有率を膜厚方向に変化さ
せる。
Open the valve 1122 to remove the CF from the gas cylinder t102.
4/Let the Ar gas flow out, adjust the pressure of the outlet pressure gauge 1127 to 1 kg/am'', and then gradually open the inflow valve 1112 to allow it to flow into the mass flow controller 1107.Subsequently, the outflow valve 1117. Gradually open the auxiliary pulp 1132 to introduce CF4/Ar gas into the deposition chamber l.
Introduce into lot. At this time, the mass flow controller 1107 controls the flow rate of CF4/Ar gas to the desired value.
while checking the reading on the vacuum gauge 1136 so that the pressure inside the deposition chamber 1101 reaches the desired value.
Adjust the opening degree of 134. Then, the temperature of the base 1137 supported by the support 1139 in the deposition chamber ttot is heated by the heater 1138 to a desired temperature, and then the shutter 1142 is opened to generate a glow discharge in the deposition chamber 1101. . Then, the flow rate of the CF4/At gas is changed over time according to a pre-designed rate of change curve by operating the opening degree of the outflow valve 1117 manually or by using an externally driven motor, etc. The content of F atoms is changed in the film thickness direction.

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
ーゲットとして設置しておく、グロー放電法の場合と同
様にして、ガスボンベ1102からCF4/Arガスを
所望の流量にて堆積室1101内に導入させる。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1142−1をスパッタリングする。
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
High purity graphite 1142-1 is placed as a target on 141 in advance, and CF4/Ar gas is introduced into deposition chamber 1101 from gas cylinder 1102 at a desired flow rate in the same manner as in the glow discharge method. The target 1142-1 is sputtered by opening the shutter 1142 and turning on the high voltage power supply 1140.

尚、この際ヒータ1138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1101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。そして、上記グロー
放電法の場合と同様に流出バルブ1117の開度を変化
させる操作を行なってCF4/Arガスの流量を予め設
計された変化率曲線に従って経時的に変化させ、これに
より機能薄膜4中におけるF原子の含有率を膜厚方向に
変化させる。
At this time, the substrate 1137 is heated to a desired temperature by the heater 1138, and the pressure inside the deposition chamber 1101 is set to a desired pressure by adjusting the opening degree of the main valve 1134, as in the case of the glow discharge method. Then, in the same way as in the case of the glow discharge method, the opening degree of the outflow valve 1117 is changed to change the flow rate of the CF4/Ar gas over time according to a pre-designed rate of change curve. The content of F atoms in the film is changed in the film thickness direction.

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9図に示される装置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ガス
、5 (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、堆積中においてはバルブの開度を連続
的に変化させてCF4/Arガスの流量を変化させ、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 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 a glow discharge method using the apparatus shown in FIG. It was done. CF4/Ar gas, 5 (capacity ratio), was used as the raw material gas. The conditions during the deposition were as shown in Table 1. Incidentally, during the deposition, the opening degree of the valve was continuously changed to change the flow rate of the CF4/Ar gas to form a heat generating resistor layer having the thickness shown in Table 1.

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、フォトリングラフイー技術によってHF系エツ
チング液を用いて所定の部外の抵抗層を除去した。尚、
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100 ILmX 100 JLm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/mm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1O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, a predetermined portion of the resistive layer was removed using a photolithography technique using an HF-based etching solution. still,
In this example, the size of the resistance layer between the electrode pairs is 100 ILm x 100 JLm. In this example, the heat generating elements formed between the electrode pairs are arranged at a pitch of 8 pieces/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. FIG. 1O shows a partial cross-sectional view of the heat-generating resistor element thus produced, in which 2 is a base, 4 is a heat-generating 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85Ωであった。
The electrical resistance of each heating resistor element thus obtained was measured and found to be 85Ω.

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、1.0kH
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, 1.0kHz
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lX1010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 1010 times, and its resistance value hardly changed.

実施例2: 原料ガスをC2F8 /Ar=0 、2 (容量比)、
放電電力2W/crn’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: Source gas was C2F8/Ar=0, 2 (capacity ratio),
A heating resistor layer having the same thickness was deposited in the same manner as in Example 1 except that the discharge power was 2 W/crn'.

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1X1010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 1×10 10 times. Further, no change in resistance value was observed.

実施例3: 基体をコーニング社製#7059ガラスに変えて、CF
4/Arガス流量を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: Changing the substrate to Corning #7059 glass, CF
A heat generating resistor layer was deposited in the same manner as in Example 1 except that the 4/Ar gas flow rate was changed 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ガラスに変えて、C2
Fe/Arガス流量を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: Changing the substrate to Corning #7059 glass, C2
A heat generating resistor layer was deposited in the same manner as in Example 2 except that the Fe/Ar gas flow rate was changed 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9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CF4/Arガス、5(容量比)を用いた。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4X10−2Torrで
あった。尚、堆積中においてはバルブの開度を連続的に
変化させてCF4/Arガスの流量を変化させ、第1表
に示される厚さの発熱抵抗層を形成した。
Example 5: An alumina ceramic plate was used as the substrate, and a heating resistance layer was formed as a functional thin film 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 CF4/Ar gas, 5 (capacity ratio), was used as a raw material gas. The conditions during the deposition were as shown in Table 1. Further, the gas pressure in the deposition chamber during sputtering was 4×10 −2 Torr. Incidentally, during the deposition, the opening degree of the valve was continuously changed to change the flow rate of the CF4/Ar gas to form a heat generating 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
母体としハロゲン原子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、更には化学的安定性及び熱的安定性の著
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, by using an amorphous material made of carbon atoms as a matrix and containing halogen atoms as a functional thin film, thermal responsiveness, thermal conductivity, and heat resistance are improved. sex and/or
Alternatively, a heating resistor having extremely good durability, chemical stability, and thermal stability is provided.

更に、本発明によれば、機能薄膜中におけるハロゲン原
子の含有率を膜厚方向に不均一分布となしているので、
蓄熱性や放熱性や基体と機能薄膜との密着性等の種々の
特性を容易に実現することができる。
Furthermore, according to the present invention, the content of halogen atoms in the functional thin film is distributed unevenly in the film thickness direction.
Various properties such as heat storage, heat dissipation, and adhesion between the substrate and the functional thin film can be easily achieved.

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

第1図及び第8図は本発明発熱抵抗体の部分断面図であ
る。 第2〜7図は機能薄膜中におけるハロゲン原子の含有率
の分布を示すグラフである。 第9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10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 代理人  弁理士  山 下 積 子 弟1図 第8図 第1o図 第2図 第3図 第4図 第5図 第6図 第7図 OC
1 and 8 are partial cross-sectional views of the heating resistor of the present invention. 2 to 7 are graphs showing the distribution of halogen atom content in the functional thin film. FIG. 9 is a diagram showing an apparatus used for manufacturing the heating resistor of the present invention. FIG. 10 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 Agent Patent attorney Seki Yamashita Child 1 Figure 8 Figure 1 o Figure 2 Figure 3 Figure 4 Figure 5 Figure 6 Figure 7 OC

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)基体上に、炭素原子を母体としハロゲン原子を含
有してなる非晶質材料からなる機能薄膜が形成されてお
り、該機能薄膜においてハロゲン原子が膜厚方向に不均
一に分布していることを特徴とする、発熱抵抗体。
(1) A functional thin film made of an amorphous material containing carbon atoms as a matrix and halogen atoms is formed on a substrate, and the halogen atoms are unevenly distributed in the film thickness direction in the functional thin film. A heating resistor characterized by:
(2)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。
(2) 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 %.
(3)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。
(3) The heating resistor according to claim 1, wherein the halogen atom is F or Cl.
(4)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。
(4) The heat generating 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.
JP60058845A 1985-03-22 1985-03-23 Heating resistor Pending JPS61218113A (en)

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