JPS6255712B2 - - Google Patents

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JPS6255712B2
JPS6255712B2 JP55093971A JP9397180A JPS6255712B2 JP S6255712 B2 JPS6255712 B2 JP S6255712B2 JP 55093971 A JP55093971 A JP 55093971A JP 9397180 A JP9397180 A JP 9397180A JP S6255712 B2 JPS6255712 B2 JP S6255712B2
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JP
Japan
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sio
film
sputtering
thin film
resistance
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Application number
JP55093971A
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English (en)
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JPS56150575A (en
Inventor
Mitsuhiko Tashiro
Shozo Takeno
Kakuo Mihara
Tadayoshi Kinoshita
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Marcon Electronics Co Ltd
Toshiba Corp
Original Assignee
Marcon Electronics Co Ltd
Toshiba Corp
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Publication date
Application filed by Marcon Electronics Co Ltd, Toshiba Corp filed Critical Marcon Electronics Co Ltd
Priority to JP9397180A priority Critical patent/JPS56150575A/ja
Publication of JPS56150575A publication Critical patent/JPS56150575A/ja
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Description

【発明の詳細な説明】 この発明は感熱印刷用薄膜サーマル・ヘツドの
製造方法に関する。
感熱印刷用サーマルヘツドとしては、厚膜ヘツ
ド,薄膜ヘツド,半導体ヘツドなどがあり、それ
ぞれの利点、欠点をもつている。
薄膜ヘツドは厚膜ヘツドに比べドツトの高密度
化、及び低電力化が可能なこと、熱応答性が速く
印字速度の高速化が可能なことなどの利点がある
一方、コスト、耐電力性等に問題がある。
発熱抵抗体を一列、あるいはマトリツクス状に
並べて選択的に電流を流し、加熱して感熱紙に印
字する感熱印刷装置に於いては、発熱体のドツト
サイズを小さくしかつドツト密度を上げることが
鮮明な画像を得るために必要となる薄膜サーマル
ヘツドに於ては現在、製造技術上の問題、駆動回
路及び駆動回路との接続等の種々な要因を検討
し、5ドツト/mm〜8ドツト/mm程度にドツトが
並ぶ様に作られているものが多い。ドツトの形状
は多少の変化はあるが、正方形から縦横の比が
2:1程度迄の長方形が多く使われる。
一方、感熱紙を発色させるに必要な温度まで、
発熱抵抗体を発熱させるには、1つの抵抗体当り
0.1〜1.6W程度の電力が必要であり、ドツト密度
が高くなるに従つて発熱抵抗体の面積が小さくな
り、電力密度が上るため耐電力性が悪くなる。
又、発熱抵抗体の抵抗値は、駆動回路、電源等に
よる制約もあり、回路設計によりかなりの巾があ
るが、抵抗値が低すぎると電流容量が大きくな
り、又、リード線、回路等の抵抗値が無視出来な
くなる等の問題が生ずる。逆に抵抗値が高すぎる
とヘツド電圧が高くなるため、普通は数10〜数
100Ωの範囲で使われる。
通常の薄膜ヘツド用抵抗膜としては、Ta―N
系すなわちタンタルTaおよびチツソNを主成分
とし両者の組成比が異なる一連の化合物の膜が用
いられる。Ta―N系の膜は、窒素雰囲気中での
Taの反応性スパツタにより生成され、Nの含有
量が多くなる程比抵抗が大きくなるが、発熱抵抗
体として用いる場合は、信頼性、安定性の良いチ
ツ化タンタルTa2Nが用いられる。
Ta2Nの比抵抗は約200μΩ―cmであり、抵抗値
は膜厚と形状により決まる。抵抗値を上げるため
には膜厚を薄くし、形状を細長くする必要があ
り、限界がある。
Ta2Nで前記の形状及び抵抗値を満足させるた
めには膜厚を数100Åにおさえなければならな
い。例えば、縦と横の比が2:1の細長い形状で
200Ωの抵抗値にするには、計算上では200Aとな
る。
この様に膜厚を薄くすると製造上の問題点とし
て膜厚コントロールがしにくく、抵抗値の再現
性、均一性が悪くなり、特性上では電力密度が上
るため、破壊しやすくなる。
この様な欠点を改善するため工夫した例を第2
図A,Bに、通常のヘツドの形状を第1図に示
す。図において1は発熱抵抗体、2は個別電極、
3は共通電極である。これらの構造はいずれも膜
厚を極端に薄くすることなく、抵抗値を大きくし
ようと試みたものである。この様な方法はドツト
密度が上る程、又大きな抵抗値が必要となる程高
度のパターニング技術を必要とし、歩留り低下の
原因となる。
本発明は薄膜サーマル・ヘツド用抵抗材料とし
て、Ta―N系材料の欠点を克服するためTa―N
系薄膜に二酸化ケイ素SiO2を混入し、比抵抗を
高くすると共に、SiO2の量をコントロールする
ことにより比抵抗のコントロールを自由に出来る
様にしたものである。比抵抗をコントロールする
ことにより、形状及び膜厚をドツトサイズ、電力
密度に応じて自由に選択しながら、希望の抵抗値
に設定することが可能となる。
この膜の製造方法は第3図に示すようにSiO2
の板5の上にTa6を格子状にはりつけたターゲ
ツト7をアルゴンAr中あるいはアルゴンおよび
チツソ雰囲気Ar+N2中でスパツタすることによ
り、Ta―SiO2あるいはTa―N―SiO2を得るもの
で、ターゲツトのTaとSiO2の面積比を変えるこ
とによりSiO2の量をコントロールし、簡便かつ
自由に膜の比抵抗を変えることが出来る。
ターゲツトとしては、この他に、TaとSiO2
焼結体を使用しても良い。但し、焼結体を使用す
る場合は、再現性は良くなるが、組成のコントロ
ールが出来なくなるため、同一条件で量産をする
場合に適応される。
第4図にターゲツト7のTaとSiO2との面積比
と、膜の比抵抗の関係を示す。面積比を変えるこ
とにより104μΩ―cmまで比抵抗をコントロール
出来るが、これ以上の高抵抗になるとSiO2の面
積比が大きくなるに従つて急激に比抵抗が大きく
なりコントロールが困難となる。
なお、TaとSiO2はスパツタ率が異ねるため、
Ar圧、スパツタ電圧を変えることはよつてもか
なりの範囲で比抵抗を変えることが出来る。これ
らの条件は装置依存性があり、一律に限定するこ
とは出来ない。いずれにしても薄膜サーマルヘツ
ド用抵抗膜の比抵抗としては、500μΩ―cmから
8000μΩ―cmの範囲での使用が適しており、装置
の特性、試料の形状等により適切な条件を選定す
ることが重要である。
以下に本発明の実施例を示す。
実施例 1 50mm×50mm×1mmのグレーズドアルミナ基板上
にTaを通常のDCあるいはRFスパツタ装置で約
500Åスパツタし、大気中で550℃2時間の熱処理
をほどこしてTa2O5を形成する。その后、巾3mm
厚さ100μmのタンタル・リボンを格子状に組み
合せて、直径5インチのSiO2板に張り合せ、か
つSiO2とTaのターゲツトに占める面積比を5.5:
4.5とした第3図に示す様なターゲツトを用い、
通常の2極rfスパツタ装置で、例えば電極間距離
3cmPAr=3×10-5トール(torr),PN2=3×
10-5torrスパツタ電圧1.8KVで25分間スパツタを
行い、ρ=6000μΩ―cmのTa―N―SiO2系抵抗
膜3000Åを得る。さらに電極層としてCr5000
Å,Pd1000Å,Au1μを次々に重ねて蒸着し、そ
の后通常のフオト・レジストを用いた写真蝕刻法
で、Cr,Pd,Auをエツチングすることにより巾
160μm、長さ40mmの細長い窓をあけ、抵抗膜を
露出させる。その后、通常のフオト・レジストを
用いた写真蝕刻法により細長く抵抗体の露出した
部分がヘツドの発熱部になる様に、共通電極から
巾130μm、電極間のギヤツプ36μmの個別電極
が突き出したくし形電極パターンをマスク合せし
て、Au,Pd,Cr及びTa―N―SiO2の膜を順次エ
ツチングする。さらに、この上に外部の配線と接
続する電極の部分に耐摩耗膜が付着しない様に被
覆した后、耐摩耗膜としてTa2O5を約6〜10μm
スパツタする。
この様にして得た薄膜サーマル・ヘツドは発熱
抵抗体の抵抗値約250Ω、劣化電圧11V、巾が
5mSでサイクルタイム10mSのパルスを9Vで108
印加后の抵抗値変化が±2%以内と良好な特性を
示した。
実施例 2 50mm×50mm×1mmのグレーズド・アルミナ基板
上にTaを通常のDCあるいはRFスパツタ装置で
約500Åスパツタし、大気中で550℃2時間の熱処
理をほどこしてTa2O5を形成する。その后、巾3
mm、厚さ100μmのタンタル・リボンを格子状に
組み合せて、直径5インチのSiO2板に張り合
せ、かつ、SiO2とTaのターゲツトに占める面積
比を1:1とした第3図に示す様なターゲツトを
用い、通常の2極r・fスパツタ装置で、例えば
電極間距離3cmPAr=2×10-2torr,スパツタ電
圧1.8KVで15分間スパツタを行い、ρ=3600μΩ
―cmのTa―SiO2系抵抗膜2000Åを得る。さらに
電極層としてCr500Å,Pd1000Å,Au1μを次々
に重ねて蒸発し、その后、通常のフオトレジスト
を用いた写真蝕刻法でCr,Pd,Auをエツチング
することにより巾160μm長さ40mmの細長い窓を
あけ、抵抗膜を露出させる。その后、通常のフオ
ト・レジストを用いた写真蝕刻法により、細長く
抵抗体の露出した部分がヘツドの発熱部になる様
に、共通電極から巾130μm、電極間のギヤツプ
36μmの個別電極がつき出した、くし形電極パタ
ーンをマスク合せして、Au,Pd,Cr及びTa―
SiO2の膜を順次エツチングする。さらにこの上
に、外部の配線と接続する電極の部分に耐摩耗膜
が付着しない様にカバーした后、耐摩耗膜として
Ta2O5を約6〜10μmスパツタする。
この様にして得た薄膜サーマル・ヘツドは発熱
抵抗体の抵抗約230Ω、劣化電圧10.5V、巾が5mS
でサイクルタイム10mSのパルスを9Vで108回印
加后の抵抗値変化が±7%以内という特性を示し
た。
第5図第6図にはドツト密度6ドツト/mm、抵
抗体の形状160μm×130μm、抵抗値200Ωのサ
ーマルヘツドをTa―N及びTa―N―SiO2で実施
例2に示すようにして試作したものについて、耐
電力特性(第5図)及び印字濃度(第6図)を測
定した結果を示す。耐電力特性は5mSON、5m
SOFFのパルスで負荷をかけ、ステツプストレス
テストを行つた結果である。抵抗体の膜厚はTa
―Nが400A以下、Ta―N―SiO2が3500Aで比抵
抗を計算すると各々約650μΩ―cm、5700μΩ―
cmとなる。
耐電力特性、印字濃度、ヘツド電圧のマージン
等、いずれもTa―Nに比べTa―N―SiO2がはる
かに良くなつており、比抵抗を高くして膜厚を厚
くした効果が表われている。Ta―Nは膜厚が非
常に薄いため、みかけの比抵抗は実際より大きく
なつていると思われるが、Ta2NよりもやゝNの
多い膜と考えられる。Ta2Nを使うには、さらに
膜厚を薄くしなければならず、実際には使用出来
ないと思われる。
第7図にTa―SiO2とTa―N―SiO2膜の経時変
化テストの結果を示す。Ta―SiO2膜はTa―N―
SiO2膜に比べ、スパツタ時にN2ガスが不要のた
め、スパツタ条件のコントロールがし易く再現性
が良くなるという利点がある反面、信頼性、安定
性で劣つている。しかし10%以内の抵抗変化であ
れば印字濃度への影響も比較的少く、通常の感熱
印刷装置用としては充分使用が可能である。
以上説明した様に、本発明では薄膜サーマルヘ
ツド用抵抗材料としてTa―SiO2,Ta―N―SiO2
をスパツタリングにより製造することにより、従
来の方法に比べすぐれた特性の薄膜サーマルヘツ
ドを得ることが出来る。
【図面の簡単な説明】
第1図乃至第2図は従来のサーマルヘツドの構
成を示す概略図、第3図は本発明のサーマルヘツ
ドの製造に使用するスパツタリング用ターゲツト
の正面図、第4図は本発明方法により製造された
サーマルヘツド抵抗膜の比抵抗とターゲツトの構
成との関係を示すグラフ、第5図は本発明方法に
より製造されたサーマルヘツドのステツプストレ
ステストによる抵抗膜の抵抗変化を示すグラフ、
第6図は本発明方法により製造されたサーマルヘ
ツドの印字濃度特性を従来のヘツドと対比して示
すグラフ、第7図は本発明方法によるサーマルヘ
ツドの抵抗膜の経時変化特性を示すグラフであ
る。 1…発熱抵抗体、2…個別電極、3…共通電
極、5…SiO2板、6…Ta格子、7…ターゲツ
ト。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 タンタル及びシリコン酸化物を含み窒素を含
    まないターゲツトを、アルゴンもしくはこれに窒
    素を混入したガス雰囲気でスパツタリングして、
    Ta―SiO2系又はTa―N―SiO2系発熱抵抗体薄膜
    を得、この薄膜に電極を設けることを特徴とする
    薄膜サーマルヘツドの製造方法。 2 ターゲツトはタンタルと二酸化ケイ素の焼結
    体であることを特徴とする特許請求の範囲第1項
    に記載した薄膜サーマルヘツドの製造方法。
JP9397180A 1980-07-11 1980-07-11 Production of thin film thermal head Granted JPS56150575A (en)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0770371B2 (ja) * 1985-07-25 1995-07-31 京セラ株式会社 サ−マルヘツド
GB2179007B (en) * 1985-08-12 1990-09-12 Mitsubishi Electric Corp Thermal head for printer

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4922949A (ja) * 1972-06-19 1974-02-28
JPS5144297A (ja) * 1974-10-14 1976-04-15 Taisei Denshi Kk Kinzokuhakumakukahenteikososhino seizohoho
JPS52109947A (en) * 1976-03-11 1977-09-14 Matsushita Electric Ind Co Ltd Thermal head and its preparation

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4922949A (ja) * 1972-06-19 1974-02-28
JPS5144297A (ja) * 1974-10-14 1976-04-15 Taisei Denshi Kk Kinzokuhakumakukahenteikososhino seizohoho
JPS52109947A (en) * 1976-03-11 1977-09-14 Matsushita Electric Ind Co Ltd Thermal head and its preparation

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