JPS6295802A - 薄膜抵抗体 - Google Patents
薄膜抵抗体Info
- Publication number
- JPS6295802A JPS6295802A JP60236653A JP23665385A JPS6295802A JP S6295802 A JPS6295802 A JP S6295802A JP 60236653 A JP60236653 A JP 60236653A JP 23665385 A JP23665385 A JP 23665385A JP S6295802 A JPS6295802 A JP S6295802A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- thin film
- sic
- resistivity
- tin
- resistance
- Prior art date
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- Granted
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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。
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
本発明は薄膜抵抗体、特に、ファクシミリの感熱記録装
置のサーマルヘッド用発熱抵抗体や混成集積回路用抵抗
体および他の薄膜抵抗体を利用したデバイスに応用され
得る薄膜抵抗体に関する。
置のサーマルヘッド用発熱抵抗体や混成集積回路用抵抗
体および他の薄膜抵抗体を利用したデバイスに応用され
得る薄膜抵抗体に関する。
従来の技術
これまでのサーマルヘッドや混成集積回路には窒化タン
タル薄膜抵抗体が多く用いられてきたが、抵抗値が低い
ことが主因となり、長寿命化に限界があった。特にサー
マルヘッド用薄膜抵抗体に関しては、使用条件が厳しい
ので、高抵抗で耐酸化性に優れた熱的に安定な薄膜抵抗
体が要望されている。
タル薄膜抵抗体が多く用いられてきたが、抵抗値が低い
ことが主因となり、長寿命化に限界があった。特にサー
マルヘッド用薄膜抵抗体に関しては、使用条件が厳しい
ので、高抵抗で耐酸化性に優れた熱的に安定な薄膜抵抗
体が要望されている。
発明が解決しようとする問題点
より高精細度と高速（高効率）印字ができる信頼性の高
い感熱記録用サーマルヘッドが望まれているが、従来そ
れに用いられてきた窒化タンタル発熱抵抗体は抵抗率が
低いために所定の電気抵抗値を得各ようとすると発熱体
セグメントの膜厚を１０００Å以下と薄くする必要があ
り、良質安定な薄膜が得られ難かった。薄い膜厚が一因
となって耐酸化性が劣り、抵抗の経時変化が大きいので
信頼性が低かった。また上記酸化を防ぐためと発熱体表
面の耐磨耗性を向上させるために硬質の厚い保護膜層を
必要とし、これが熱効率を悪くする原因の１つになって
いた。
い感熱記録用サーマルヘッドが望まれているが、従来そ
れに用いられてきた窒化タンタル発熱抵抗体は抵抗率が
低いために所定の電気抵抗値を得各ようとすると発熱体
セグメントの膜厚を１０００Å以下と薄くする必要があ
り、良質安定な薄膜が得られ難かった。薄い膜厚が一因
となって耐酸化性が劣り、抵抗の経時変化が大きいので
信頼性が低かった。また上記酸化を防ぐためと発熱体表
面の耐磨耗性を向上させるために硬質の厚い保護膜層を
必要とし、これが熱効率を悪くする原因の１つになって
いた。
本発明は抵抗率が高く、硬度も大きい熱的に安定な薄膜
を得ようとするものである。
を得ようとするものである。
問題点を解決するだめの手段
ＳｉＣと、ＴｉＣまたはＺｒＣとの混合ターゲットを用
い、スパッタリング法で形成した薄膜を抵抗体とする。
い、スパッタリング法で形成した薄膜を抵抗体とする。
作 用
周期律表第４〜第６族の遷移元素と原子半径の小さい非
金属原子ＳＬ、Ｂ、ＣおよびＮの化合物は硬質合金とし
て知られ、高い硬度と低い抵抗率を有する。熱力学的安
定性は第４族の遷移元素たとえばＴｉ やＺｒ を含む
ものが一般に高い。
金属原子ＳＬ、Ｂ、ＣおよびＮの化合物は硬質合金とし
て知られ、高い硬度と低い抵抗率を有する。熱力学的安
定性は第４族の遷移元素たとえばＴｉ やＺｒ を含む
ものが一般に高い。
これら化合物はサーマルヘッド用抵抗体薄膜としては一
般に抵抗が低すぎる。従って他の硬質、高抵抗率化合物
との複合により高抵抗化を図ることができる。
般に抵抗が低すぎる。従って他の硬質、高抵抗率化合物
との複合により高抵抗化を図ることができる。
上記硬質合金のうち一熱力学的安定性の高いＴｉＮとＺ
ｒＮを用い、この各々と高抵抗、高硬質で耐酸化性の優
れたＳｉＣとの複合体薄膜をスパッタリング法にて形成
して作成された薄膜抵抗体は、抵抗率が従来よりも高く
、高硬質の熱的に安定なものであり、材質と共に薄膜の
厚さ効果により耐酸化性に優れている。
ｒＮを用い、この各々と高抵抗、高硬質で耐酸化性の優
れたＳｉＣとの複合体薄膜をスパッタリング法にて形成
して作成された薄膜抵抗体は、抵抗率が従来よりも高く
、高硬質の熱的に安定なものであり、材質と共に薄膜の
厚さ効果により耐酸化性に優れている。
実施例
ＳｉＣとＴｉＮ粉末を出発原料にし、各種重量比で混合
した。成形し熱処理することによってセラミック板とし
、スパッタリング用ターゲットを作成した。
した。成形し熱処理することによってセラミック板とし
、スパッタリング用ターゲットを作成した。
高周波マグネトロンスパッタ装置を用い、上記ターゲッ
トをスパッタして、グレーズドアルミナ基板上に薄膜を
形成した。代表的スパッタ条件を以下記す。
トをスパッタして、グレーズドアルミナ基板上に薄膜を
形成した。代表的スパッタ条件を以下記す。
スパッタパワー ： ２ＫＷ７２０ロ直径ター
ゲツトスパツタガスとガス圧 ：Ａｒ、３Ｘ１σ”ｒｏ
ｒｒ基 板 温 度 ：４ｏｏ℃ 基板−ターゲット距離 ：６備 上記条件でたとえばＴｉＮ ： Ｓ ｉｃ＝ １ ：
２重量比のターゲットを１０分間スパッタした場合、０
．９６μｍの膜厚の金属光沢を有す薄膜が得られた。サ
ーマルヘッドの一般の使用温度３５０１１：を考慮して
、スパッタ時の基板温度はそれより少し高い４ｏｏ℃と
したが、２００〜７００℃の範囲で変化させても金Ｍ″
ｌｔ、沢のある同様な薄膜を得ることができた。
ゲツトスパツタガスとガス圧 ：Ａｒ、３Ｘ１σ”ｒｏ
ｒｒ基 板 温 度 ：４ｏｏ℃ 基板−ターゲット距離 ：６備 上記条件でたとえばＴｉＮ ： Ｓ ｉｃ＝ １ ：
２重量比のターゲットを１０分間スパッタした場合、０
．９６μｍの膜厚の金属光沢を有す薄膜が得られた。サ
ーマルヘッドの一般の使用温度３５０１１：を考慮して
、スパッタ時の基板温度はそれより少し高い４ｏｏ℃と
したが、２００〜７００℃の範囲で変化させても金Ｍ″
ｌｔ、沢のある同様な薄膜を得ることができた。
薄膜とターゲットの組成はオージェ分光分析と原子吸光
分析でほぼ同一であることが判ったが、Ｘ線回折で薄膜
はハローピークを示し、結晶相の同定はできない。しか
し、Ｔｉ、Ｎ、ＳｉおよびＣの４元素からなる種々の硬
質合金ＴｉＮ、Ｔｉｃ、Ｓｉ３Ｎ４゜ＳｉＣおよびＴｉ
Ｓｉ２ 等の結合を有する複合合金薄膜と考えられる
。
分析でほぼ同一であることが判ったが、Ｘ線回折で薄膜
はハローピークを示し、結晶相の同定はできない。しか
し、Ｔｉ、Ｎ、ＳｉおよびＣの４元素からなる種々の硬
質合金ＴｉＮ、Ｔｉｃ、Ｓｉ３Ｎ４゜ＳｉＣおよびＴｉ
Ｓｉ２ 等の結合を有する複合合金薄膜と考えられる
。
薄膜の硬度を測定した結果、組成に対する依存性が少く
、ヌープ硬度２０００を得、ＳｉＣ単体と同一で非常に
硬いことが明らかになった。このことは従来発熱抵抗体
上に設けていた保護膜層を抵抗体に耐酸化性があれば無
くすか、極力薄くできることを意味し、サーマルヘッド
を高効率化できる。
、ヌープ硬度２０００を得、ＳｉＣ単体と同一で非常に
硬いことが明らかになった。このことは従来発熱抵抗体
上に設けていた保護膜層を抵抗体に耐酸化性があれば無
くすか、極力薄くできることを意味し、サーマルヘッド
を高効率化できる。
ターゲットの組成を種々変えて薄膜を作成し、その抵抗
率の測定を行った。その結果を図に示した。
率の測定を行った。その結果を図に示した。
ＴｉＮのみの組成では１ Ｘ １０”−’Ω・（７）の
抵抗率を持った薄膜が得られた。この抵抗率では従来の
抵抗体薄膜の値とほとんど同一で、発熱′体セグメント
の厚さ全従来より大きくすることができない。
抵抗率を持った薄膜が得られた。この抵抗率では従来の
抵抗体薄膜の値とほとんど同一で、発熱′体セグメント
の厚さ全従来より大きくすることができない。
少くともＩ Ｘ １０””Ω・鋸板上の値が必要である
・そのためには図よ！１ｌＳＩＣの含量をｏ、３５重量
比以上にすればよいことが判る。ＳｉＣの含量が増すと
抵抗率が増加し、０．８重量比のＳｉＣを含んだ場合に
は１Ｘ１００・備になる。このように抵抗膜の抵抗率を
組成を変化させることによシ、アナログ的に変えられる
ことは、サーマルヘッドの発熱体を設計する上で非常に
有利である。このことも本発明の薄膜抵抗体の特徴の１
つになっている。
・そのためには図よ！１ｌＳＩＣの含量をｏ、３５重量
比以上にすればよいことが判る。ＳｉＣの含量が増すと
抵抗率が増加し、０．８重量比のＳｉＣを含んだ場合に
は１Ｘ１００・備になる。このように抵抗膜の抵抗率を
組成を変化させることによシ、アナログ的に変えられる
ことは、サーマルヘッドの発熱体を設計する上で非常に
有利である。このことも本発明の薄膜抵抗体の特徴の１
つになっている。
ＳｉＣが０．８重量比より多くなるとサーマルへ、ノド
の発熱体薄膜の厚さが数μｍ以上となり、エツチング加
工に対する困難さがででくる。一般に組成的にもＳｉＣ
が多い程エツチングがしすらい。
の発熱体薄膜の厚さが数μｍ以上となり、エツチング加
工に対する困難さがででくる。一般に組成的にもＳｉＣ
が多い程エツチングがしすらい。
従って適当な組成範囲はＳｉＣの重量比で０．３５〜０
．８ がサーマルヘッド用抵抗体薄膜として適当であ
る。
．８ がサーマルヘッド用抵抗体薄膜として適当であ
る。
つぎにサーマルヘッドの発熱体最高温度である４００℃
で耐酸化性のエージングテストを行った。
で耐酸化性のエージングテストを行った。
１対の金電極膜をつけたＡＩ！２０３基板上に３０００
人の厚さの薄膜を形成し、それを４００℃の温度で空気
中に保持し、抵抗の変化を時間と共に調べた。
人の厚さの薄膜を形成し、それを４００℃の温度で空気
中に保持し、抵抗の変化を時間と共に調べた。
その結果、各種組成膜で２０００時間後２０％以内の抵
抗上昇が見られた。一方同じ構成で作成した窒化タンタ
ル膜では２４時間後抵抗が２倍に増加していた。このこ
とから本発明の抵抗体薄膜は従来の窒化タンタル膜に比
べ、優れた耐酸化性金持つ材質であることが判る。
抗上昇が見られた。一方同じ構成で作成した窒化タンタ
ル膜では２４時間後抵抗が２倍に増加していた。このこ
とから本発明の抵抗体薄膜は従来の窒化タンタル膜に比
べ、優れた耐酸化性金持つ材質であることが判る。
更に５ｉＣ−ＺｒＮ系について上記５ｉＣ−ＴｉＮ系と
ほとんど同様な手法で検討を行った。ＺｒＮはＴｉＮ、
と電気的および化学的性質はよく似ている。ＴｉＮの場
合と同様に各種組成で金属光沢のある薄膜が得られ、Ｘ
線回折パターンも・・ロービークであり、硬度もＴｉＮ
の場合と同じであった。ただ組成に対する抵抗率が多少
高めであり、その変化を同じく図中に破線で示した。Ｚ
ｒＮ単体では１．２Ｘ１０’Ω・伽でＴｉＮの場合より
２０％増しの抵抗率であるが、ＳｉＣ含量が多くなると
５ｉＣ−ＴｉＮ系の組成対抵抗率変化に近づく。１×１
０ Ω・備 以上の抵抗率がやはりＳｉＣ含量でＱ、３
６重量比以上で確実に得られる。耐酸化性のエージング
テストもＳｉＣ−ＴｉＮ系と同等の結果が得られた。
ほとんど同様な手法で検討を行った。ＺｒＮはＴｉＮ、
と電気的および化学的性質はよく似ている。ＴｉＮの場
合と同様に各種組成で金属光沢のある薄膜が得られ、Ｘ
線回折パターンも・・ロービークであり、硬度もＴｉＮ
の場合と同じであった。ただ組成に対する抵抗率が多少
高めであり、その変化を同じく図中に破線で示した。Ｚ
ｒＮ単体では１．２Ｘ１０’Ω・伽でＴｉＮの場合より
２０％増しの抵抗率であるが、ＳｉＣ含量が多くなると
５ｉＣ−ＴｉＮ系の組成対抵抗率変化に近づく。１×１
０ Ω・備 以上の抵抗率がやはりＳｉＣ含量でＱ、３
６重量比以上で確実に得られる。耐酸化性のエージング
テストもＳｉＣ−ＴｉＮ系と同等の結果が得られた。
以上説明した高抵抗率、高硬度および耐酸化性に優れた
抵抗体薄膜は、上記サーマルヘッドのみならず、他の応
用たとえば混成集積回路用抵抗体や薄膜ヒータを利用し
たデバイスにも当然応用し得るものである。
抵抗体薄膜は、上記サーマルヘッドのみならず、他の応
用たとえば混成集積回路用抵抗体や薄膜ヒータを利用し
たデバイスにも当然応用し得るものである。
発明の効果
本発明の抵抗体薄膜は、１×１０〜ｌＸ１０ Ｋｌｖ
ｍの抵抗率を有し、組成を変えることによって所望の抵
抗値を選ぶことができる。上記抵抗率によシ、１０００
Ａ〜数μｍの従来より厚いサーマルへ。
ｍの抵抗率を有し、組成を変えることによって所望の抵
抗値を選ぶことができる。上記抵抗率によシ、１０００
Ａ〜数μｍの従来より厚いサーマルへ。
ド用発熱体を作成することができる。従って安定な材質
自身の特性と共に厚さ効果によって耐酸化性の優れた、
すなわち高信頼性の薄膜発熱抵抗体が得られる。また硬
度がＳｉＣと同じであるので発熱抵抗体表面の保護層を
無くすか、極力薄くして熱効率の高いサーマルへ・ンド
が作成できる。
自身の特性と共に厚さ効果によって耐酸化性の優れた、
すなわち高信頼性の薄膜発熱抵抗体が得られる。また硬
度がＳｉＣと同じであるので発熱抵抗体表面の保護層を
無くすか、極力薄くして熱効率の高いサーマルへ・ンド
が作成できる。
他の薄膜抵抗体全利用したデバイスに対しても安定な種
々の抵抗率を持つ抵抗体を提供し得る。
々の抵抗率を持つ抵抗体を提供し得る。
図は、ＳｉＣとＴｉＮおよびＳｉＣとＺｒＮの混合比を
変えたターゲットから作成した薄膜抵抗体の抵抗率の組
成変化を示すグラフである・ 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名流
Ａ （δｉＣのｔｔ尾）
変えたターゲットから作成した薄膜抵抗体の抵抗率の組
成変化を示すグラフである・ 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名流
Ａ （δｉＣのｔｔ尾）
Claims (2)
- （１）ＳｉＣと、ＴｉＮまたはＺｒＮの混合ターゲット
を用い、スパッタリング法にて形成したことを特徴とす
る薄膜抵抗体。 - （２）ＳｉＣと、ＴｉＮまたはＺｒＮの重量比が３．５
：６．５から８：２の範囲にあることを特徴とする特許
請求の範囲第１項記載の薄膜抵抗体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60236653A JPH0640522B2 (ja) | 1985-10-23 | 1985-10-23 | 薄膜抵抗体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60236653A JPH0640522B2 (ja) | 1985-10-23 | 1985-10-23 | 薄膜抵抗体 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6295802A true JPS6295802A (ja) | 1987-05-02 |
| JPH0640522B2 JPH0640522B2 (ja) | 1994-05-25 |
Family
ID=17003798
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60236653A Expired - Lifetime JPH0640522B2 (ja) | 1985-10-23 | 1985-10-23 | 薄膜抵抗体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0640522B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4768825B2 (ja) * | 2005-12-16 | 2011-09-07 | コール カーバイド インダストリーズ，インコーポレイテッド | 交換可能な切削インサートを有する歯車切削工具 |
| WO2022049935A1 (ja) * | 2020-09-03 | 2022-03-10 | Ｊｘ金属株式会社 | スパッタリングターゲット、その製造方法、及び磁気記録媒体の製造方法 |
-
1985
- 1985-10-23 JP JP60236653A patent/JPH0640522B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4768825B2 (ja) * | 2005-12-16 | 2011-09-07 | コール カーバイド インダストリーズ，インコーポレイテッド | 交換可能な切削インサートを有する歯車切削工具 |
| WO2022049935A1 (ja) * | 2020-09-03 | 2022-03-10 | Ｊｘ金属株式会社 | スパッタリングターゲット、その製造方法、及び磁気記録媒体の製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0640522B2 (ja) | 1994-05-25 |
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