JPS63229802A

JPS63229802A - 非晶質２元合金薄膜抵抗体の製造方法

Info

Publication number: JPS63229802A
Application number: JP62065320A
Authority: JP
Inventors: 平井　平八郎; 淳一児玉
Original assignee: Kamaya Electric Co Ltd
Current assignee: Kamaya Electric Co Ltd
Priority date: 1987-03-19
Filing date: 1987-03-19
Publication date: 1988-09-26
Anticipated expiration: 2010-12-20
Also published as: JPH07120573B2

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】（イ）産業上の利用分野この発明は、薄膜抵抗体、特に広い温度範囲に亘って抵
抗温度係数の掻めて小さい薄膜抵抗体の製造方法に関す
る。

（ロ）従来の技術従来、抵抗温度係数の小さい薄膜抵抗体として、例えば
Ｎｉ、Ｓｉ、Ｂからなる母合金を用い、絶縁基板上にス
パッタリング法等によりアモルファス金属を付着させる
、いわゆる三元合金を用いたものが堤案されている。

（ハ）発明が解決しようとする問題点三元合金を用いる方法では、抵抗温度係数の小さなもの
が得られるにしても、三種の金属を適正な比率で一様に
混合するのが大変であり、かつ広い温度範囲に亘り、所
定値以下の小さな抵抗温度係数の薄膜抵抗体が得られる
かどうか、またそれの長期安定性が確保されるか否かと
いうことは不明である。

この発明は、上記に鑑み、二元合金により広い温度範囲
に亘り小さな抵抗温度係数のものが得られ、かつ長期安
定性に優れた薄膜抵抗体の製造方法を提供することを目
的としている。

（ニ）問題点を解決するための手段及び作用この発明は
、発明者等による研究の成果として、抵抗温度係数が正
のメタルと負のメタロイドが適当な割合で混ざり合った
非晶質の薄膜の抵抗温度係数が極めて小さくなることに
着目して創出されたものである。

この発明の薄膜抵抗体の製造方法は、各種のメタルの粉
末に各種のメタロイドの粉末を３５〜７０％の割合で混
合し、この混合物を蒸発源とし、低温に保持した絶縁基
板上に真空蒸着し、大気中で適切な構造緩和を起こさせ
るための熱処理を行うものである。

ここで使用されるメタルとして、Ｎｉ　　にッケル）、
Ｃｒ（クローム）、Ｃｕ（銅）等が、メタロイドとして
はＳｉ（シリコン）、Ｇｅ　（ゲルマニウム）、等が挙
げられる。

メタロイドの重量比が上記の範囲外で、メタルが多くな
ると正の抵抗温度係数になり、逆にメタロイドが多くな
ると負の抵抗温度係数となる。故に、正と負の抵抗温度
係数を持つメタルとメタロイドが適正に混合され、かつ
非晶質とすることが重要である。

混合粉末の絶縁基板への真空蒸着は、各元素の結晶成長
を抑制するために、低温で可及的迅速に行うことが必要
である。ここでの低温とは、室温程度を含むものであり
、特に寒剤等で冷却する必要はない。もちろん、冷却し
ても差支えない。

熱処理前の蒸着されたままの薄膜は、Ｘ線回折で観察す
ると、非晶質であるが、膜の抵抗値は、温度変化に対し
て負特性で、かつ抵抗温度係数は、数１００〜１６００
ｐｐｍ程度のかなり大きい値を示す。

このようにして形成された薄膜を、２５０℃前後に保持
した炉で１〜２時間熱処理すると、初期の段階で、抵抗
値は大きく変化する。これは、膜の内部組織が急激に変
化したことを示している。

しかし、この変化は漸次緩やかになり、一定値に近づく
。この段階では、温度の上昇・下降に対して抵抗値の変
化はヒステリシスを示さず、また抵抗温度係数も広い温
度範囲に亘って極めて小さくなり、かつ抵抗特性が経時
的に変化せず、安定なものとなる。

上記熱処理は、抵抗温度係数を小さくする、つまり本発
明にとって不可欠なプロセスである。

次に、最適な熱処理条件の決定方法について説明する。

組成が同一の試料を、同一処理温度で時間を変えた場合
、抵抗温度係数（ｐ　ｐ　ｍ）と抵抗値変化率（％）の
関係は、定性的には、第１図に示す■のようになる。従
って、熱処理の過程で抵抗値変化率を観測し、特性■で
は抵抗値変化率がＲ。ｌとなる点までの熱処理を行えば
よい、もっとも、実際には、同一条件で成膜しても、試
料の熱処理前の初期抵抗値にバラツキがあるため、抵抗
温度係数−抵抗値変化率特性は、例えば第１図に示す特
性■、■のように、ロフト毎に相違する。そのため、特
性■のロットの場合は抵抗値変化率がＲＤｔ、特性■の
ロットの場合は抵抗値変化率がＲＤ３となる時点で熱処
理を停止すればよい。

（ホ）実施例以下、実施例により、この発明をさらに詳細に説明する
。

実施例として、メタルとしてＮｉを、メタロイドとして
Ｓｉを用いた場合を説明する。なお、これまでは両者、
つまりＮｉとＳｉの固溶合金としての抵抗温度特性は報
告されているが、両者の非晶質薄膜の抵抗温度特性につ
いての検討報告は見当たらない。

先ず、純度９９．８％のＮｉ粉末と純度９９：９％のＳ
ｉ粉末を用意し、これらを６０　：　４０の重量比で混
合し、この混合物を蒸発源とする。この混合物を常温の
高融点ガラス基板に、例えば第２図に示す如きマスクを
載置し、その上から、マスクのパターン状に真空蒸着す
る（第２図において、■は電流端子部、■は電圧端子部
、■はＸ線回折用パターン部）。膜の厚さは約５００人
とする。このようにしてガラス基板上に形成した合金薄
膜を、Ｘ線回折で観測すると、第３図に示すように、非
晶質のものが得られる。

同一条件で成膜した２個の試料の熱処理前の抵抗温度特
性を、第４図に示す。この段階では、負の温度特性を有
している。

そこで、具体的なあるロフトａ、ｂの抵抗温度係数−抵
抗値変化率特性が、第５図に示すものである場合、熱処
理条件は、温度２３５℃で、ロットａについては抵抗値
変化率５２％、ロッ１−ｂについては抵抗値変化率５９
％で熱処理を停止すると、抵抗温度係数がほぼＯのもの
が得られることになる。

実際に、この条件で熱処理を行った結果は、第６図に示
す通りであり、広い温度範囲に亘り、抵抗温度係数の小
さなものが得られ、初期の目標を達成することが出来た
。なお、熱処理後の薄膜抵抗体についてＸ線回折による
観測を行ったところ、膜は、やはり第７図に示すようで
あり、非晶質であることが確認された。なお、これらの
試料は、大気中に６ケ月放置しても、その電気的特性は
変化しなかった。

また、上述した熱処理条件の決定方法の説明では、抵抗
温度係数を最小にする場合について説明したが、抵抗値
変化率を観測することにより、抵抗温度係数をどの程度
のものにするかをロフト毎に容易にコントロールするこ
とが出来るので、用途に応じ、所望の抵抗温度係数のも
のを得ることが可能である。

（へ）発明の効果この発明によれば、メタルの粉末にメタロイドの粉末を
３５〜７０％の割合で混合し、この混合物を蒸発源とし
、低温で絶縁基板上に真空蒸着し、適切な構造緩和を起
こさせるため、大気中で熱処理することにより、二元合
金の非晶質の薄膜抵抗体を形成するものであるから、広
い温度範囲に亘り、抵抗温度係数の小さいものが得られ
、しかも長期安定性に優れたものが得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、熱処理条件の決定方法を説明するための抵抗
値変化率−抵抗温度係数特性を示す図、第２図は、この
発明の一実施例に使用されるマスクを示す図、第３図は
、この発明の実施例における成膜後、熱処理前のＸ線回
折結果を示す図、第４図は、同成膜後、熱処理前の抵抗
値−周囲温度特性を示す図、第５図は、抵抗値変化率−
抵抗温度係数特性の具体例を示す図、第６図は、実施例
における熱処理後の周囲温度−抵抗値特性を示す図、第
７図は、同熱処理後のＸ線回折結果を示す図である。特許出願人　　　　　　　釜屋電機株式会社代理人　　
　　弁理士　　中　村　茂　信第　１　図第　２　図第３図２θＣｄｅＣ７）第４図周　囲　〕胤／’Ｗ　　（’Ｃ）第５図第６図周圓這席（０Ｃ）第７図２θ（ｄｅｇ）

Claims

【特許請求の範囲】

（１）Ｎｉ、Ｃｒ、Ｃｕ等のメタルの粉末とＳｉＧｅ等
のメタロイドの粉末を３５〜７０％の割合で混合し、こ
の混合物を蒸発源として、低温に保持した絶縁基板上に
真空蒸着し、これに適切な構造緩和を起こさせるための
大気中での熱処理を行って、広い温度範囲に亘って抵抗
温度係数が極めて小さく、かつ経時に対して安定な非晶
質２元合金薄膜抵抗を作成する方法。