JPS625602A - 薄膜抵抗体 - Google Patents

薄膜抵抗体

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JPS625602A
JPS625602A JP60146090A JP14609085A JPS625602A JP S625602 A JPS625602 A JP S625602A JP 60146090 A JP60146090 A JP 60146090A JP 14609085 A JP14609085 A JP 14609085A JP S625602 A JPS625602 A JP S625602A
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厚生 千田
沼田 外志
卓二 中川
美文 小木曽
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Murata Manufacturing Co Ltd
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Murata Manufacturing Co Ltd
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) この発明は金属酸化物からなる薄膜抵抗、特に高温使用
時においても抵抗変化の小さい高信頼性の金属酸化物か
らなる薄膜抵抗体に関する。
(従来の技術) 金属酸化物を抵抗体とする薄膜抵抗体は大きく分類する
と、 (1)3n 02やTa2’5に代表される金属酸化物
抵抗、 (2) Cr −3i OやTa −8i Oに代表さ
れる、いわゆるサーメッ1〜抵抗、 (3)Ni−Crを熱酸化することにより、化学的に金
EM化物としたもの、 がある。
そして、これらの薄膜抵抗体には外部接続用電極が形成
される。
該外部接続用電極としては、たとえば0r−Cu、Cr
 −Au 1Ni −Cu 、 Ni −Au 、 N
i −AG 、 Ni Cr −Au 、 Ti −P
d −Au 、 Ti −W−Allなどの多層電極が
用いられている。多苦格造からなる外部接続用電極のう
ち、第1層のCr、Ni、NiCr、Tiは薄膜抵抗と
の密着層どして働らき、CuSAu、△qは半田付は層
として働らくものである。
〈発明が解決しようとする問題) 上記した金属酸化物薄膜からなる抵抗体を寿命試験、た
とえば室温での湿中負荷試験を行うだけでは特性に変化
は見られないが、高温下、たとえば150℃で放置した
場合、あるいは70℃での定格電圧負荷前会試験を実施
すると抵抗値に変化が認められた。この現象は抵抗体を
絶縁樹脂で被覆してもあるいは被覆しなくても、さらに
はハーメチックシールした場合にも認められ、しかも抵
抗値の変化率はいずれの場合も等しい値を示した。
これは高温下において抵抗膜が変化していることを示し
ている。そしてその原因を究明した結果、金属酸化物を
抵抗体とする薄膜抵抗の抵抗値変化は、高温状態で抵抗
膜と外部接続用電極との接触部において、抵抗膜中の酸
素の一部が解離して電極を構成する金属に移行すること
によるものと判明した。たとえば、金属酸化物からなる
薄膜抵抗をクロム−酸化ケイ素(Cr −3i O)で
構成し、外部接続用電極として第1層をNlCr、第2
層を△Uで形成した抵抗体について、150℃の温度に
放置すると、時間の経過とともに外部接続用型極近(力
のcr −s; o薄膜の色調に変化が起り、褐色から
次第に無色透明な膜へと変化してゆく。
この現象をESC△あるいはEMXなどの手段を用いて
分析すると、Cr −8i O薄膜中の酸素が次第に1
1(1離し、外部接続用電極のNi Crに移行してゆ
き、この酸素の電極への移行が抵抗膜の変色、さらには
抵抗値への変化の原因となっていることが判明した。
すなわら、金属酸化物からなる薄膜抵抗と外部接続用電
極の金属の接触部において、次式に示すような反応が起
っていることになる。
Me’O+  Me +MeO+−x+MeOx(金属
酸化物か く外部接続 らイにる薄膜抵抗) 用電極) これは外部接続用電極が金属で構成されるため、高温負
荷時において外部接続用電極の金属が金属酸化物からな
る薄膜抵抗の酸素を奪ってこの電極が酸化される反応が
進むことになる。
発明者等はこのような現象を防止するために検討を加え
た結果、金属酸化物からなる薄膜抵抗と外部接続用電極
との間に安定な金属酸化物層、すなわち中間層を介在さ
せることにより、上記した反応を防止することを見い出
した。
(発明の目的) したがって、この発明は抵抗膜が金属酸化物からなる薄
膜抵抗からなる抵抗体について、高温時において抵抗値
の変化の小さいものを提供することを目的とする。
(発明の構成) すなわち、この発明の要旨とするどころは、金属酸化物
からなる薄膜抵抗と外部接続用電極の間に導電性を有す
る金属酸化物層すなわち中間層が介在されていることを
特徴とする薄膜抵抗体である。
上記した中間層を構成するとしては、酸化マンガン、酸
化鉄、酸化コバルト、酸化ニッケル、酸化亜鉛、酸化イ
ンジウム、酸化錫、インジウム錫酸化物のうち少なくと
も1種がある。
このうち、酸化亜鉛は酸化鉄、酸化ジルコニウム、酸化
インジウム、酸化錫、酸化鉛のうち少なくとも1種を0
.5〜99.9モル%含有するもので構成される。
抵抗要素である金属酸化物からなる薄膜抵抗としてはす
でに従来技術で説明したすべてのものが対象となるが、
中間層としてどのような導電性を有する金属酸化物層を
採用するかについては、その選択基準どして金Ii!酸
化物からなる薄膜抵抗より固有抵抗の低いより安定な金
属酸化物層を選ぶことが好ましい。
具体的には、たとえば金属酸化物からなる薄膜抵抗がC
r −8i Oの場合、中間層は酸化錫が選択される。
また金属酸化物からなる薄膜抵抗がSnO2の場合、中
間層はインジウム錫酸化物が選択される。
中間層は一般的にスパッタリング法により形成される場
合が多く、上記した各種金属酸化物からなる中間層を形
成するに当っては、各種金属のターゲットあるいは各種
金属酸化物のターゲットが用いられる。いずれの場合も
、スパッタ時においてスパッタ雰囲気を酸素を含む雰囲
気に設定して行えばよい。このうち酸化錫の中間層を形
成するに当っては、有機錫を噴霧、塗布などの手段で付
与し、加熱して熱分解することにより酸化錫を形成して
もよい。また、中間層として薄膜抵抗と同一の中間層を
選んでもよい。この場合、たとえば、Sn 02を薄膜
抵抗とする場合、中間層としてSnO2を形成しても後
述する効果と同様の効果が得られる。すなわち、薄膜抵
抗と外部接続用電極との間に3n○2を介在させれば、
薄膜抵抗と外部接続用電極との間の直接的な酸素の授受
が防止され、高温時における抵抗値の変化を抑制するこ
とができる。
上記した例は中間層をスパッタリング法にて形成した場
合について説明したものであるが、その他真空蒸着法、
イオンブレーティング法などの乾式薄膜形成手段につい
ても同様に当て嵌まる技術的事項である。
この発明において、外部接続用電極としては、従来例に
おいて説明した多層溝造のもののほか、Cu 、 AI
J 、八〇などの金属層が用いられる。
(実施例) 実施例1゜ アルミナ基板の上に、金属錫をターゲットとして、酸素
とアルゴンの混合ガス中で下記の条件によりリアクティ
ブスパッタを実施し1.厚み1500Aの酸化錫の薄膜
抵抗を形成した。
基板温度:200℃ 混合ガス比:酸素/アルゴン=20/80(容量比)導
入ガス圧:IK(1/Ctl12 導入ガス流岱: 20cc/分 DC出カニ  400W (3,0W/cm2 )ガス
圧:  7,5xlO−4〜2.0xlO−2Torr
その後、アルミナ基板にマスクを置き、酸化錫の77I
J膜抵抗の上に形成する中間層の個所を露出させた。そ
してインジウム錫酸化物をターゲットとして下記の条件
によりリアクティブスパッタを行い、インジウム錫酸化
物からなる厚み5oooAの中間層を形成した。
基板温度=200℃ 混合ガス比:酸素/アルゴン=40/60(容量比)導
入ガス圧:  IKO/cm2 導入ガス流量: 100CC/分 DC出カニ  500W (4,OW/Cm2 >ガス
圧:  5x10−3 Torr ざらに、このインジウム錫酸化物の上に半田付けのため
の金属層、つまり、外部接続用電極としてN1Cr(第
1層)−CI(第2層)を真空蒸着法により形成した。
このようにして得られた薄膜抵抗体のQuにリード線を
半田付けし、さらに全体をエポキシ樹脂で被覆した。こ
の状態で150℃の温度に1000時間設置した後の抵
抗値の変化を初期抵抗値と比較したところ、その変化率
はわずか0.01%以下であった。また薄膜抵抗の色調
についても変化は認められなかった。
実施例2 実施例1に記載した同様の方法により、アルミナ基板の
上に0r−8i○の薄膜抵抗を形成した。
次に、アルミナ基板にマスクを置き、Cr −5ioの
薄膜抵抗の上に形成する中間層の個所を露出させた。そ
して酸化錫をターゲットとして下記の条件によりリアク
ティブスパッタを行い、酸化錫からなる中間層を形成し
た。
基板温度:200°C 混合ガス比:酸素/アルゴン=10/90(容量 1−
1. )導入ガス圧:  IKq/cm2 導入ガス流量: 100CG /分 DC出カニ  500W (4,OW/cl′l12)
ガス圧:  5x10− OTorr さらに、この酸化錫の上に半田付けのための金属層、つ
まり、外部接続用電極としてNiCr〈第1層)−CL
I(第2層)を真空蒸着法により形成した。
1!1られた薄膜抵抗体を実施例1と同様に処理し、1
50℃の温度に1000時間設置した後の抵抗値の変化
を初期抵抗(直と比較したところ、その変化率は実施例
1ど同様0.01%以下であった。また薄膜抵抗の色調
についても変化は認められなかった。
実施例3 アルミナ基板の上に、Taと810の焼結体をターゲッ
トとして、酸素とアルゴンの混合ガス中で下記の条件に
よりリアクティブスパッタを実施し、面積抵抗が100
Ω/口のサーマルプリンタヘッド用のTa −3i o
からなる薄IIQ抵抗を形成した。
基板温度:200℃ 温合ガス比:酸素/アルゴン=5/95(容量化)導入
ガス圧:  IKq /cm2 導入ガス流量: 20cc/分 RF出カニ  400W ガス圧:  0.3〜2x10−2 Torrその後、
実施例2と同様、中間層として酸化銀膜を形成した。
さらに、中間層の上に半田付けのための金属層、つまり
、外部接続用電極としてN1Cr(第1層)−Cu  
(第2層)を真空蒸着法により形成し、それぞれλ9膜
抵抗体を作成した。
このようにして1qられた薄膜抵抗体のCuにリード線
を半田付すした。この状態ぐ150℃の温度に1000
時間設置した後の抵抗値の変化を初期抵抗値と比較した
どころ、その変化率はそれぞれ0.01%以下であった
実施例4〜8 アルミナ基板の上に、表に示す各種の金属酸化物からな
る薄膜抵抗を形成した。その後アルミナ基板の上にマス
クを買さ、金属酸化物からなる薄膜抵抗の上に形成する
中間層の個所を露出させた。
そしてこの個所に表に示す中間層を形成した。ざらに表
に示す半Ell (=lけ可能/よ金属層、つまり、外
部接続用電極を形成し、この金属層にリード線を半田付
けし、薄膜抵抗体を作成した。そしで、実施例1ど同様
に抵抗値変化率を測定し、その結果を表に併ぽて示した
比較例1 実施例1に記載の方法により酸化錫よりなる薄膜抵抗を
形成した。
その接、酸化錫の薄膜抵抗の上にマスクを介してNiC
r層を真空蒸着法により形成し、さらにその上に半田付
は可能なC0を真空蒸着法により形成して外部接続用電
極を形成した。
このようにして得られた薄膜抵抗体のC1lにリード線
を半田付けし、さらに全体をエポキシ樹脂で被覆した。
この状態で150℃の温度に250時間設置したところ
、酸化錫の薄膜抵抗が変色し、それにつれて抵抗値も初
期抵抗値にくらべ2%以上も変化した。
比較例2 実施例3に記載の方法によりCr−8i○よりなる薄膜
抵抗体を形成した。
その後、Cr −8i Oの薄膜抵抗の上にマスクを介
してNiCr層を真空蒸着法により形成し、さらにその
−にに半田付は可能なCuを真空蒸着法により形成して
外部1a続用電極を形成した。
このようにして得られた薄膜抵抗体を150℃の温度に
1000時間設置したところ、抵抗値は補則抵抗値にく
らべて10%変化した。
(効果) 以上この発明によれば、金属酸化物からなるi9膜抵抗
と外部接続用電極の間に導電性を有する金属酸化物層を
介在したものであるため、高温時での特性劣化、つまり
抵抗値の劣化の小さいものとなり、安定した特性を有す
る薄膜抵抗体が得られることになる。
特  許  出  願  人 株式会社村田製作所

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)金属酸化物からなる薄膜抵抗と外部接続用電極の
    間に導電性を有する金属酸化物層が介在されていること
    を特徴とする薄膜抵抗体。
  2. (2)前記金属酸化物からなる薄膜抵抗と外部接続用電
    極の間に介在されている導電性を有する金属酸化物層は
    、酸化マンガン、酸化鉄、酸化コバルト、酸化ニッケル
    、酸化亜鉛、酸化インジウム、酸化錫、インジウム錫酸
    化物のうち少なくとも1種である特許請求の範囲第(1
    )項記載の薄膜抵抗体。
  3. (3)前記酸化亜鉛は、酸化鉄、酸化ジルコニウム、酸
    化インジウム、酸化錫、酸化鉛のうち少なくとも1種を
    0.5〜99.9モル%含有するものである特許請求の
    範囲第(2)項記載の薄膜抵抗体。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6455802A (en) * 1987-08-27 1989-03-02 Seiko Instr & Electronics Thin film type thermal head
US5972527A (en) * 1992-12-15 1999-10-26 Idemitsu Kosan Co., Ltd. Transparent electrically conductive layer, electrically conductive transparent substrate and electrically conductive material
US7928946B2 (en) 1991-06-14 2011-04-19 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Electro-optical device and method of driving the same

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