JPS62159401A - 測温抵抗体 - Google Patents
測温抵抗体Info
- Publication number
- JPS62159401A JPS62159401A JP158786A JP158786A JPS62159401A JP S62159401 A JPS62159401 A JP S62159401A JP 158786 A JP158786 A JP 158786A JP 158786 A JP158786 A JP 158786A JP S62159401 A JPS62159401 A JP S62159401A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- platinum
- resistance
- thin film
- temperature
- sputtering
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- Thermistors And Varistors (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
く技術分野〉
本発明は温度センサとして用いられる白金を主成分とす
る測温抵抗体に関する。
る測温抵抗体に関する。
〈従来技術〉
白金は化学的に安定で高純度のものが得られやすく、し
かも電気抵抗の温度依存性が大きいという理由で、温度
センサ材料として古くから用いられている。極細の白金
線をマイカなどの絶縁体に螺旋状に巻きつけた状態で保
護管に挿入した形のものは、広く：ｌＢ温抵抗抵抗体て
実用され、Ｔｌ５Ｃ−１６０４に詳細に規格が決められ
ている。この種の白金測温抵抗体は、高精度である反面
、＋１１ 機械的強度が弱い （２）製造上の手間がかかる （３）形状が大きい （４） 高価である など多くの欠点を有していた。
かも電気抵抗の温度依存性が大きいという理由で、温度
センサ材料として古くから用いられている。極細の白金
線をマイカなどの絶縁体に螺旋状に巻きつけた状態で保
護管に挿入した形のものは、広く：ｌＢ温抵抗抵抗体て
実用され、Ｔｌ５Ｃ−１６０４に詳細に規格が決められ
ている。この種の白金測温抵抗体は、高精度である反面
、＋１１ 機械的強度が弱い （２）製造上の手間がかかる （３）形状が大きい （４） 高価である など多くの欠点を有していた。
これらの欠点をなくしたものが、厚膜もしくは薄膜の白
金を用いた測温抵抗体で、近年盛んに開発され、一部市
販されている。しかし、厚膜白金？Ｍ温低抵抗体、スク
リーン印刷技術によるため１００μｍ以下の微細パター
ンが困難で、製造上のバラツキが大きいなどの欠点も有
している。一方、薄膜白金測温抵抗体は、 ［１） パターンの微細化が容易なため、小型化を計
ることができ、また高抵抗化による高感度化を達成する
ことができる。
金を用いた測温抵抗体で、近年盛んに開発され、一部市
販されている。しかし、厚膜白金？Ｍ温低抵抗体、スク
リーン印刷技術によるため１００μｍ以下の微細パター
ンが困難で、製造上のバラツキが大きいなどの欠点も有
している。一方、薄膜白金測温抵抗体は、 ［１） パターンの微細化が容易なため、小型化を計
ることができ、また高抵抗化による高感度化を達成する
ことができる。
（２）機械的強度が強い。
（３）ウェハー処理によってバラツキを小さくすること
ができ、量産に適し、低価格化が可能である。
ができ、量産に適し、低価格化が可能である。
などの利点を有する。
薄膜白金による測温抵抗体の製造方法としては、まず、
真空蒸着法、スパッタリング法などにより絶縁基板上に
数千オングストローム膜厚の白金薄膜を付着させ、湿式
エツチング法、スパッタエツチング法などの方法でこの
白金薄膜を微細パターン化し、大気中で８００〜１４０
０℃の高温熱処理を施すのが一般的である。その後、ト
リミングによる抵抗調整、チップ化、リード出しを行な
って測温抵抗体とする。各種白金薄膜の形成方法のうち
で、スパッタリング法を用いる場合には、スパッタリン
グガスとしてアルゴンガス等の不活性ガスを用いるのが
一般的である。しかしこの方法で作製した白金薄膜の抵
抗温度係数は、バルクの抵抗温度係数に比べてかなり小
さな値を示す。その理由としては以下の様なことが考え
られる。即ち、このような薄膜の材料としての特徴の中
で物性に大きく影響するものに、サイズ効果と構造欠陥
がある。サイズ効果とは、薄膜の中の電子の非弾性散乱
により、実効的に電子の平均自由行程が減少したことに
起因するあらゆる電子の輸送現象に現われる影響である
。特に膜厚が電子の平均自由行程と同程度かそれ以下で
あるとき影響は顕著になる。一方、薄膜の生成過程は、
多かれ少なかれ薄膜物質とは無関係な気体分子やイオン
が存在している空間中で、気相から固相への急激な凝集
を伴うことが多いため、薄膜中には、空孔、格子間原子
、各種の転位、積層欠陥、結晶粒界など結晶に固有のあ
らゆる構造欠陥が導入されるとともに、異種原子や異種
分子が不純物として混入し電子の散乱原因となる。
真空蒸着法、スパッタリング法などにより絶縁基板上に
数千オングストローム膜厚の白金薄膜を付着させ、湿式
エツチング法、スパッタエツチング法などの方法でこの
白金薄膜を微細パターン化し、大気中で８００〜１４０
０℃の高温熱処理を施すのが一般的である。その後、ト
リミングによる抵抗調整、チップ化、リード出しを行な
って測温抵抗体とする。各種白金薄膜の形成方法のうち
で、スパッタリング法を用いる場合には、スパッタリン
グガスとしてアルゴンガス等の不活性ガスを用いるのが
一般的である。しかしこの方法で作製した白金薄膜の抵
抗温度係数は、バルクの抵抗温度係数に比べてかなり小
さな値を示す。その理由としては以下の様なことが考え
られる。即ち、このような薄膜の材料としての特徴の中
で物性に大きく影響するものに、サイズ効果と構造欠陥
がある。サイズ効果とは、薄膜の中の電子の非弾性散乱
により、実効的に電子の平均自由行程が減少したことに
起因するあらゆる電子の輸送現象に現われる影響である
。特に膜厚が電子の平均自由行程と同程度かそれ以下で
あるとき影響は顕著になる。一方、薄膜の生成過程は、
多かれ少なかれ薄膜物質とは無関係な気体分子やイオン
が存在している空間中で、気相から固相への急激な凝集
を伴うことが多いため、薄膜中には、空孔、格子間原子
、各種の転位、積層欠陥、結晶粒界など結晶に固有のあ
らゆる構造欠陥が導入されるとともに、異種原子や異種
分子が不純物として混入し電子の散乱原因となる。
これらの影響のために、薄膜の比抵抗はバルクに比べて
大きくなるなどの特徴が現われ、従って白金薄膜の抵抗
温度係数は、バルクに比べて低くなり、薄膜白金の測温
抵抗体としての感度が低下する原因となっている。
大きくなるなどの特徴が現われ、従って白金薄膜の抵抗
温度係数は、バルクに比べて低くなり、薄膜白金の測温
抵抗体としての感度が低下する原因となっている。
上記問題点を解決するため、本発明者らは、絶縁支持基
板上もしくは絶縁物をコートした導体又は半導体からな
る支持基板上に、スパッタリング法により白金膜を形成
することを基本とし、スパッタリングに際してのスパッ
タリングガスに酸素を含有させた白金測温抵抗体の製造
方法を開発した。この白金測温抵抗体の製造方法では、
大気中で８００〜１４００℃の高温熱処理を施す一般的
な熱処理方法を用いており、消費エネルギーが大きいと
いう欠点を有する。従って８００℃以下の低温熱処理で
も高い抵抗温度係数を得ることのできる白金測温抵抗体
の開発が切望されている。
板上もしくは絶縁物をコートした導体又は半導体からな
る支持基板上に、スパッタリング法により白金膜を形成
することを基本とし、スパッタリングに際してのスパッ
タリングガスに酸素を含有させた白金測温抵抗体の製造
方法を開発した。この白金測温抵抗体の製造方法では、
大気中で８００〜１４００℃の高温熱処理を施す一般的
な熱処理方法を用いており、消費エネルギーが大きいと
いう欠点を有する。従って８００℃以下の低温熱処理で
も高い抵抗温度係数を得ることのできる白金測温抵抗体
の開発が切望されている。
〈発明の目的〉
本発明は、上記従来技術の欠点を解消し、低温熱処理で
も抵抗体としての長所を損うことなく抵抗温度係数のよ
り高い薄膜白金測温抵抗体を提供することを目的とする
。
も抵抗体としての長所を損うことなく抵抗温度係数のよ
り高い薄膜白金測温抵抗体を提供することを目的とする
。
〈発明の構成〉
本発明は絶縁支持基板上もしくは絶縁物をコートした導
体又は半導体からなる支持基板上に、スパッタリングガ
スが酸素を含むスパッタリング法により白金膜を形成す
ることを基本としており、熱処理の温度が４０−０〜８
００℃の範囲であることを特徴とする。酸素を含むスパ
ッタリングガスを用いれば、スパッタリング中に白金薄
膜内に酸素が混入することになり、堆積された白金薄膜
は、アルゴン等の不活性ガスのみの場合とは異なる結晶
性を示し、その結果として低温熱処理でも、測温抵抗体
に適した抵抗温度係数を得ることができる。
体又は半導体からなる支持基板上に、スパッタリングガ
スが酸素を含むスパッタリング法により白金膜を形成す
ることを基本としており、熱処理の温度が４０−０〜８
００℃の範囲であることを特徴とする。酸素を含むスパ
ッタリングガスを用いれば、スパッタリング中に白金薄
膜内に酸素が混入することになり、堆積された白金薄膜
は、アルゴン等の不活性ガスのみの場合とは異なる結晶
性を示し、その結果として低温熱処理でも、測温抵抗体
に適した抵抗温度係数を得ることができる。
〈実施例〉
上表は本発明の詳細な説明に供する白金測温抵抗体の熱
処理温度と抵抗温度係数との関係である。表に示すよう
にスパッタリングガスが不活性ガスのみの場合の抵抗温
度係数に比べて、スパッタリングガスに酸素を若干量含
む白金スパッタリング膜の抵抗温度係数は、４ｏｏ〜ｓ
ｏｏ°ｃの範囲の低温熱処理でも高い値が得られること
が確かめられた。
処理温度と抵抗温度係数との関係である。表に示すよう
にスパッタリングガスが不活性ガスのみの場合の抵抗温
度係数に比べて、スパッタリングガスに酸素を若干量含
む白金スパッタリング膜の抵抗温度係数は、４ｏｏ〜ｓ
ｏｏ°ｃの範囲の低温熱処理でも高い値が得られること
が確かめられた。
以上の実験データに基いて、本実施例ではガラス、セラ
ミック等の板状支持基板を表面洗浄した後、スパッタリ
ングして支持基板の面上に白金のターゲットより白金薄
膜を形成する。スパッタリングガスはアルゴンガス中に
酸素ガスが０．２〜２０％程度混入された混合ガスとす
る。本実施例ではこれを５％程度とした。白金薄膜は１
．０００〜ＩＯ，０００Ａ程度の膜厚になるまで堆積し
た後、エツチング等により微細パターンに成形する。次
に支持基板とともに白金薄膜を６００°Ｃ程度の低温で
１〜３時間時間熱処理して結晶性、膜質、密着性等の向
上を計った後、チップ化して温度センサの測温抵抗体と
する。
ミック等の板状支持基板を表面洗浄した後、スパッタリ
ングして支持基板の面上に白金のターゲットより白金薄
膜を形成する。スパッタリングガスはアルゴンガス中に
酸素ガスが０．２〜２０％程度混入された混合ガスとす
る。本実施例ではこれを５％程度とした。白金薄膜は１
．０００〜ＩＯ，０００Ａ程度の膜厚になるまで堆積し
た後、エツチング等により微細パターンに成形する。次
に支持基板とともに白金薄膜を６００°Ｃ程度の低温で
１〜３時間時間熱処理して結晶性、膜質、密着性等の向
上を計った後、チップ化して温度センサの測温抵抗体と
する。
得られた白金薄膜測温抵抗体の両端より電流を流すと、
白金薄膜は周囲温度に対応した抵抗値を示し、温度変化
に追従して抵抗値が変動する。従って周囲温度を電気抵
抗値の変化として検知することができる。
白金薄膜は周囲温度に対応した抵抗値を示し、温度変化
に追従して抵抗値が変動する。従って周囲温度を電気抵
抗値の変化として検知することができる。
〈発明の効果〉
以上の如く本実施例によって得られた白金薄膜は、従来
よりも、抵抗温度係数が高くなり、また基板との密着性
もよくなり、高感度の薄膜白金測温抵抗体が得られる。
よりも、抵抗温度係数が高くなり、また基板との密着性
もよくなり、高感度の薄膜白金測温抵抗体が得られる。
Claims (1)
- １、スパッタリングガス中に酸素ガスを若干量含むスパ
ッタリング法により支持基板上に測温抵抗体となる白金
膜を形成する測温抵抗体において、４００〜８００℃の
温度範囲で熱処理を施すことを特徴とする測温抵抗体。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP158786A JPS62159401A (ja) | 1986-01-07 | 1986-01-07 | 測温抵抗体 |
| DE3630393A DE3630393C2 (de) | 1985-09-10 | 1986-09-06 | Widerstandsthermometer |
| GB8621706A GB2181298B (en) | 1985-09-10 | 1986-09-09 | A resistance thermometer |
| US06/905,392 US4805296A (en) | 1985-09-10 | 1986-09-10 | Method of manufacturing platinum resistance thermometer |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP158786A JPS62159401A (ja) | 1986-01-07 | 1986-01-07 | 測温抵抗体 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62159401A true JPS62159401A (ja) | 1987-07-15 |
Family
ID=11505645
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP158786A Pending JPS62159401A (ja) | 1985-09-10 | 1986-01-07 | 測温抵抗体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62159401A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007091686A1 (ja) * | 2006-02-09 | 2007-08-16 | Mitsui Mining & Smelting Co., Ltd. | 積層体、薄膜センサ、薄膜センサモジュールおよび薄膜センサの製造方法 |
-
1986
- 1986-01-07 JP JP158786A patent/JPS62159401A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007091686A1 (ja) * | 2006-02-09 | 2007-08-16 | Mitsui Mining & Smelting Co., Ltd. | 積層体、薄膜センサ、薄膜センサモジュールおよび薄膜センサの製造方法 |
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