DE10245313A1

DE10245313A1 - Dünnfilm-Thermistor und Verfahren zum Einstellen des Widerstands desselben

Info

Publication number: DE10245313A1
Application number: DE10245313A
Authority: DE
Inventors: Kenji Ito; Yasutaka Tanaka; Tadashi Toyoda; Shouichi Tamura
Original assignee: Ishizuka Electronics Corp
Current assignee: Ishizuka Electronics Corp
Priority date: 2001-09-28
Filing date: 2002-09-27
Publication date: 2003-05-08
Also published as: US20030062984A1; CN1409329A

Abstract

In einem Dünnfilm-Thermistor mit einem Schneidebereich für ein metallisches Muster zur Einstellung des Widerstandswertes wird anfangs der Widerstandswert grob durch Einstellen der Filmdicke eines zweiten wärmeempfindlichen Filmes eingestellt und darauf folgend durch Trimmen des Schneideteils mit Laserstrahlung fein eingestellt. Damit kann der Dünnfilm-Thermistor mit einem genau eingestellten Widerstandswert hergestellt werden.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

1. Bereich der Erfindung

Diese Erfindung bezieht sich auf die Struktur eines Dünnfilm-Thermistors, welcher z. B. für einen Temperaturausgleichsschaltkreis und ein Temperaturdetektierbauelement benutzt wird.

2. Beschreibung des Standes der Technik

Bei einem herkömmlichen temperaturempfindlichen Widerstand, welcher einen Dünnfilm-Thermistor beinhaltet, um die Genauigkeit eines Widerstandes zu verbessern, wurde der temperaturempfindliche Film direkt einer Laserabstimmung bzw. -trimmung unterzogen. In JP-A-5-347205 wird z. B. ein Verfahren zum Einstellen des Widerstandswertes des Widerstandes beschrieben, welcher einen Dünnfilmwiderstand wie z. B. einen temperaturempfindlichen Widerstand beinhaltet, bei welchem ein Widerstandsmuster zur Einstellung des Widerstandswertes und ein isolierender Schutzfilm mit hoher Durchlässigkeit für einen Laserstrahl eingearbeitet ist, welche auf einem Isoliersubstrat gebildet sind. Um den Widerstandswert einzustellen, wird bei diesem Verfahren der isolierende Schutzfilm mit einem Laser bestrahlt, um das Widerstandsmuster zu trimmen bzw. anzupassen.

Da bei diesem Verfahren das Widerstandsmuster, welches aus dem Widerstandsdünnfilm hergestellt wird, direkt dem Lasertrimmen ausgesetzt wird, erzeugt der Widerstandsdünnfilm Wärme, welche zu verdampfen ist, welche auf Wärme aufgrund der Laserbestrahlung beruht. Dadurch reagiert der dünne Widerstandsdünnfilm in der Nähe der mit Laser bestrahlten Region mit dem Schutzfilm wie z. B. Glas und daher wird dessen elektrische Eigenschaft teilweise verändert.

Da der Widerstandsfilm direkt auf dem isolierenden Substrat gebildet wird, wird bei dem konventionellen Verfahren in einem Wärmebearbeitungsprozess am Widerstandsfilm und Schutzfilm ein Teil der Komponente, aus dem der Widerstandsfilm besteht, in das isolierende Substrat gestreut, so dass die Zusammensetzung des Widerstandsfilms z. B. verändert würde.

Um ein derartiges Problem zu lösen, wird in JP-A-2001-35705 ein Dünnfilm-Thermistor vorgeschlagen, welcher einen wärmeempfindlichen Film beinhaltet, der auf einem isolierenden Substrat gebildet wird und ein Paar von Extraktionselektroden und kammähnliche Elektroden beinhaltet, welche im Wechsel zu dem Paar von Extraktionselektroden herausragen, wobei eine Trimmelektrode, welche aus der Extraktionselektrode herausragt, auf einem isolierenden Film gebildet wird, welcher auf einem Teil des wärmeempfindlichen Films gebildet ist. Das hier vorgeschlagene Verfahren zum Einstellen des Widerstandswertes besteht darin, einen Teil des metallischen Musters der trimmenden Elektrode durch Laserstrahlung abzuschneiden.

In diesem Fall wird bei der Trimmtechnik mit der Laserstrahlung der wärmeempfindliche Film nicht direkt getrimmt, sondern das metallische Muster, welches durch den Isolierfilm auf dem wärmeempfindlichen Film gebildet ist, wird so getrimmt, dass die Wärme durch die Laserstrahlung auch zum wärmeempfindlichen Film durch den Isolierfilm hindurch durchgelassen wird. Darauf beruhend wird die elektrische Charakteristik des wärmeempfindlichen Films, welcher einen großen Temperaturkoeffizienten ähnlich einem Dünnfilm- Thermistor besitzt, im Trimmen verändert und deshalb kann der Widerstandswert nicht genau eingestellt werden.

Bei der Struktur, bei welcher das metallische Muster direkt auf dem isolierenden Film gebildet wird, wird die Wärme aufgrund der Laserbestrahlung durch das isolierende Substrat, welches eine hohe Wärmekapazität besitzt, während des Trimmens absorbiert. Deshalb muss die Laserausgangsleistung angehoben werden, andernfalls ist die Zeit für das Trimmen zu verlängern. Auf diese Weise würde aufgrund der Wärme durch die Laserstrahlung der Widerstandswert des wärmeempfindlichen Films verändert werden oder seine Charakteristik würde zerstört werden.

Da ein Teil der Komponente, aus welcher der wärmeempfindliche Film besteht, bei dem Wärmebehandlungsprozess in das isolierende Substrat gestreut wird, wird die Charakteristik des wärmeempfindlichen Films verändert. Aufgrund dessen wird die Dispersion bzw. Streuung im Widerstandswert groß. Damit war es schwierig, ein Produkt mit einer geringen Toleranz mithilfe des Lasertrimmens herzustellen. Zusätzlich macht eine Reduktion der Kontaktkraft zwischen dem wärmeempfindlichen Film und dem isolierenden Substrat die elektrische Charakteristik des wärmeempfindlichen Filmes unstabil.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Eine Aufgabe dieser Erfindung ist es, einen Thermistor zu liefern, welcher eine kleine Verschlechterung in der Charakteristik und eine kleine Veränderung im Widerstandswert eines wärmeempfindlichen Filmes besitzt, welcher eine Struktur besitzt, bei welcher ein metallisches Muster jedoch kein Widerstandsmuster als Fläche zum Einstellen des Widerstandes mithilfe des Lasertrimmens benutzt wird und welcher auf einer isolierenden Beschichtung nicht so angeordnet ist, dass er mit dem wärmeempfindlichen Film überlappt.

Um diese obige Aufgabe, entsprechend einem Gesichtspunkt dieser Erfindung, zu erreichen, wird ein Dünnfilm-Thermistor geliefert, welcher aufweist:
ein isolierendes Substrat;
eine isolierende Beschichtung, welche auf einer Hauptfläche des isolierenden Substrates gebildet ist;
ein Paar von kammähnlichen Elektroden, welche gegenüber voneinander auf der isolierenden Beschichtung gebildet sind;
ein Paar von Extraktionselektroden, welche mit dem Paar der kammähnlichen Elektroden verbunden sind;
ein metallisches Muster zur Einstellung des Widerstandswertes, welches sich wenigstens von einem der Paare der Extraktionselektroden erstreckt, wobei das metallische Muster einen Schneidebereich zum Trimmen besitzt;
einen wärmeempfindlichen Film, welcher gebildet ist, um über dem Paar der kammähnlichen Elektroden und einem Teil des Abschnittsbereiches zum Trimmen zu liegen; und
einen Schutzfilm, welcher über dem wärmeempfindlichen Film liegt.

Außerdem wird ein Dünnfilm-Thermistor geliefert, welcher aufweist:
ein isolierendes Substrat;
eine isolierende Beschichtung, welche auf einer Hauptfläche des isolierenden Substrats gebildet ist;
ein Paar von kammähnlichen Elektroden, welche gegenüber zueinander auf der isolierenden Beschichtung gebildet sind;
ein Paar von Extraktionselektroden, welche mit dem Paar der kammähnlichen Elektroden verbunden sind;
ein metallisches Muster zur Einstellung des Widerstandswertes, welches sich von wenigstens einem der Paare der Extraktionselektroden erstreckt, wobei das metallische Muster einen Schneidebereich zum Trimmen besitzt;
einen ersten wärmeempfindlichen Film, welcher gebildet wird, um über dem Paar der kammähnlichen Elektroden und einem Teil des Schneidebereichs zum Trimmen zu liegen;
einen zweiten wärmeempfindlichen Film, welcher auf dem ersten wärmeempfindlichen Film gestapelt bzw. geschichtet ist; und
einen Schutzfilm, welcher über dem ersten und zweiten wärmeempfindlichen Film liegt.

Außerdem ist ein Dünnfilm-Thermistor vorgesehen, welcher aufweist:
ein isolierendes Substrat;
eine isolierende Beschichtung, welche aus einer Hauptoberfläche des isolierenden Substrates gebildet ist;
einen ersten wärmeempfindlichen Film, welcher auf der isolierenden Beschichtung gebildet ist;
ein Paar von kammähnlichen Elektroden, welche gegenüber voneinander auf der isolierenden Beschichtung gebildet sind;
ein Paar von Extraktionselektroden, welche mit dem Paar der kammähnlichen Elektroden verbunden sind;
ein metallisches Muster zur Einstellung des Widerstandswertes, welches sich von wenigstens einem der Paare der Extraktionselektroden erstreckt, wobei das metallische Muster einen Schneidebereich zum Trimmen hat;
einen zweiten wärmeempfindlichen Film, welcher gebildet ist, um über einem Teil des Paares der kammähnlichen Elektroden und dem Schneidebereich zum Trimmen zu liegen; und
einen Schutzfilm, welcher über dem ersten und zweiten wärmeempfindlichen Film liegt.

Bei den obigen Dünnfilm-Thermistoren weist vorzugsweise der Dünnfilm-Thermistor ein Paar von darunter liegenden Elektroden auf, welche auf dem isolierenden Substrat gebildet sind, zwischen welchen der wärmeempfindliche Film oder die ersten und zweiten wärmeempfindlichen Filme auf der isolierenden Beschichtung gebildet werden.

Bei letzterem Dünnfilm-Thermistor wird das Paar der Extraktionselektroden vorzugsweise auf dem isolierenden Substrat durch die darunter liegenden Elektroden gebildet.

Bei den Dünnfilm-Thermistoren, wie sie oben beschrieben werden, wird die isolierende Beschichtung vorzugsweise aus SiO₂, Si₃N₄ oder Zirkonoxyd gebildet.

Bei den Dünnfilm-Thermistoren wie oben beschrieben, wird der Schutzfilm aus Bleiborsilikatglas oder einer isolierenden wärmeresistenten Schicht herstellt.

Entsprechend einer anderen Aufgabe dieser Erfindung wird ein Verfahren zum Einstellen eines Widerstandswertes eines Dünnfilm-Thermistors geliefert, welches die Schritte aufweist:
Berechnen einer Filmdicke des zweiten wärmeempfindlichen Filmes, welcher auf der Grundlage des Widerstandswertes zu bilden ist, welcher gemessen wurde, nachdem der erste wärmeempfindliche Film gebildet wurde;
Bilden des zweiten wärmeempfindlichen Filmes, welcher die so berechnete Dicke aufweist, wodurch grob der Widerstandswert eingestellt wird;
Festlegen einer Fläche, welche auf dem Schneidebereich aus dem Widerstandswert zu trimmen ist, nachdem der Schutzfilm auf der Grundlage der Trimmdaten gebildet wurde, welche zuvor durch Simulation erhalten wurden; und
Trimmen der so bestimmten Fläche mit Laserstrahlung von oberhalb des Schutzfilms, wobei dadurch schließlich der Widerstandswert auf einen gewünschten Wert eingestellt wird.

Außerdem wird ein Verfahren zum Einstellen eines Widerstandswertes des Dünnfilm-Thermistors geliefert, welches die Schritte aufweist:
Berechnen einer Filmdicke des zweiten wärmeempfindlichen Filmes, welcher auf der Grundlage des Widerstandswertes gebildet wird, welcher gemessen wird, nachdem das Paar von kammähnlichen Elektroden und das metallische Muster gebildet wurden;
Bilden des zweiten wärmeempfindlichen Filmes, welcher die so berechnete Dicke besitzt, wodurch der Widerstandswert grob eingestellt wird;
Bestimmen einer Fläche, welche auf dem abgeschnittenen Bereich aus dem Widerstandswert zu trimmen ist, nachdem der Schutzfilm auf der Grundlage der vorher durch Simulation erhaltenen Trimmdaten gebildet wurde; und
Trimmen der so bestimmten Fläche mit Laserstrahlung von oberhalb des Schutzfilmes, wodurch schließlich der Widerstandswert auf einen gewünschten Wert eingestellt wird.

Da entsprechend der Erfindung eine thermisch stabile Isolierbeschichtung, welche selektiv auf dem Substrat gebildet ist, als eine Grenze dient, wird eine Komponente, welche Bestandteil des wärmeempfindlichen Films ist, nicht in ein isolierendes Substrat gestreut, wodurch verhindert wird, dass sich die Zusammensetzung des wärmeempfindlichen Films ändert und deshalb ein Dünnfilm-Thermistor mit stabiler Charakteristik mit kleiner Abweichung bzw. Streuung derselben geliefert werden kann.

Da ein Isolierfilm Vorgesehen ist, wird die Wärme durch Laserbestrahlung nicht von dem isolierenden Substrat, welches eine große Wärmekapazität aufweist, absorbiert, so dass die Wärme genau zur Fläche zum Trimmen durchgelassen werden kann. Dadurch kann das Trimmen nach einer kurzen Zeit durchgeführt werden, wodurch eine Struktur geliefert wird, bei welcher die Charakteristik des wärmeempfindlichen Films während des Trimmens schwer zu verschlechtern oder zu verändern ist. Damit kann der Widerstandswert des Dünnfilm-Thermistors genauer eingestellt werden.

Bei dem Dünnfilm-Thermistor entsprechend dieser Erfindung, im Gegensatz zum Stand der Technik, wird der Widerstandsfilm nicht direkt getrimmt, sondern das metallische Muster zur Einstellung des Widerstandswertes wird getrennt und im(n) wärmeempfindlichen Film(en) geliefert und die Schneidebereiche desselben zum Trimmen werden an einer Position gebildet, welche getrennt von den wärmeempfindlichen Filmen liegt, und werden vom Laser geschnitten, um den Widerstandswert einzustellen. Aus diesem Grund werden die wärmeempfindlichen Filme nicht direkt mit Laserlicht bestrahlt. Deshalb wird keine Veränderung im Widerstandswert des wärmeempfindlichen Filmes oder eine Verschlechterung seiner Charakteristik auftreten, welche auf der Wärme durch die Laserbestrahlung beruht, so dass der Dünnfilm-Thermistor mit verbesserter Zuverlässigkeit geliefert wird.

Da die isolierende Beschichtung, welche thermisch stabil ist, selektiv auf dem isolierenden Substrat gebildet wird und der wärmeempfindliche Film auf der isolierenden Schicht angeordnet ist, tritt es auch niemals ein, dass ein Teil der Komponente des wärmeempfindlichen Films thermisch in das isolierende Substrat streut bzw. diffundiert und sich die elektrische Charakteristik des wärmeempfindlichen Films verändert. Deshalb ist eine Veränderung im Widerstandswert, welche auf diesen Grund zurückzuführen ist, klein und deshalb kann der Widerstandswert leicht durch Trimmen eingestellt werden, wodurch die Produktionsgüte der Produkte der Dünnfilm-Thermistoren angehoben wird. Da ferner der wärmeempfindliche Film zwischen der isolierenden Beschichtung und dem Schutzfilm abgedichtet ist, ist der Dünnfilm-Thermistor stabil gegenüber der Umwelt. Dies erhöht die Zuverlässigkeit des Thermistors entsprechend dieser Erfindung.

Da außerdem das metallische Muster zur Einstellung des Widerstandswertes auf der isolierenden Beschichtung angeordnet ist, ist die Wärme aufgrund der Laserbestrahlung schwierig in dem isolierenden Substrat zu absorbieren, welches eine große thermische Kapazität besitzt. Aus diesem Grund kann die Ausgangsenergie des Lasers während des Trimmvorgangs so unterdrückt werden, dass sogar wenn die Trimmzeit verkürzt wird, die thermische Energie zu dem Teil, welcher zu trimmen ist, durchgelassen wird. Damit kann das Trimmen in einer kürzeren Zeit ausgeführt werden als entsprechend dem Stand der Technik. Als Ergebnis wird der Einfluss der Wärme aufgrund der Laserbestrahlung auf den wärmeempfindlichen Film unterdrückt, so dass die Verschlechterung des wärmeempfindlichen Films und ein Ändern im Widerstandswert verschwinden, wodurch die Zuverlässigkeit des Dünnfilm-Thermistors verbessert wird.

Der zweite wärmeempfindliche Film zur Grobeinstellung des Widerstandswertes wird auf dem ersten wärmeempfindlichen Film gebildet. In diesem Fall wird anfangs der Widerstandswert grob durch Justieren der Filmdicke des zweiten wärmeempfindlichen Filmes eingestellt und als Nächstes wird er schließlich durch Trimmen der Schneidefläche zum Trimmen des metallischen Musters zur Einstellung des Widerstandswertes fein eingestellt, wodurch ein Dünnfilm-Thermistor geliefert wird, welcher eine kleine Toleranz bzw. Abweichung von einem Ziel- bzw. Sollwiderstandswert hat. Auf der Grundlage des ausgeführten experimentellen Ergebnisses können Dünnfilm-Thermistoren, welche eine Toleranz von ±1% haben, mit einem Produktionsergebnis von 95% gefertigt werden.

Beim Fertigen der Dünnfilm-Thermistoren entsprechend dieser Erfindung werden ihre Widerstandswerte aufeinander folgend gemessen, bevor eine große Anzahl von Dünnfilm-Thermistoren, welche auf einem einzelnen isolierenden Substrat gebildet werden, in einzelne Chips aufgeteilt werden. Außerdem werden die Position und der Widerstandswert jedes Dünnfilm-Thermistors in einer Verarbeitungseinheit als Adressdaten und Daten des Widerstandswertes gespeichert. Auf der Grundlage der Trimmdaten, welche vorher durch Simulation erhalten wurden, wird das Bearbeiten zum Bestimmen bzw. Berechnen der Fläche, die zu trimmen ist, aus dem gemessenen Widerstandswert ausgeführt. Diese Schritte werden automatisch von der Bearbeitungseinheit ausgeführt. Aus diesem Grund kann jeder der Widerstandswerte des Dünnfilm-Thermistors in kurzer Zeit eingestellt werden. Außerdem kann der Widerstandswert des Widerstandsfilmes, welcher einen hohen Temperaturkoeffizienten besitzt, wie z. B. der Dünnfilm-Thermistor, genau eingestellt werden, ohne durch die Wärme aufgrund der Laserbestrahlung beeinträchtigt zu werden. Damit können die Dünnfilm-Thermistoren, welche eine kleine Toleranz besitzen, mit verbessertem Produktionsergebnis hergestellt werden.

Obige und andere Aufgaben und Merkmale der Erfindung werden aufgrund der folgenden Beschreibung deutlicher, welche in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen gegeben werden.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 ist eine Ansicht zum Erklären des Aufbaus eines Thermistors entsprechend einer Ausführungsform dieser Erfindung;
Fig. 2A und 2B sind Schnittansichten des Dünnfilm- Thermistors, welche jeweils entlang der Linie B-B und der Linie C-C durchgeführt wurden;
Fig. 3A bis 3C sind Ansichten zum Erklären des Herstellprozesses des Dünnfilm-Thermistors, welcher in Fig. 1 gezeigt wird; und
Fig. 3D ist eine teilweise vergrößerte Ansicht des metallischen Musters zur Einstellung des Widerstandswertes, welche in Fig. 1 gezeigt wird;
Fig. 4 ist eine Ansicht zum Erklären des Aufbaus eines Thermistors entsprechend einer anderen Ausführungsform dieser Erfindung;
Fig. 5 ist eine Schnittansicht des Dünnfilm-Thermistors, welche entlang der Linie D-D in Fig. 4 erstellt wurde.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN

Nun wird in Bezug auf die Zeichnungen eine Erklärung für verschiedene Ausführungsformen des Dünnfilm-Thermistors entsprechend dieser Erfindung gegeben. In den Fig. 1 und 2 bezeichnet die Referenznummer 10 einen Dünnfilm-Thermistor. Der Dünnfilm- Thermistor 10 beinhaltet ein isolierendes Substrat 11; ein Paar von gegenüber untereinander liegenden Elektroden 12A und 12B, welche auf dem isolierenden Substrat 11 gebildet werden, eine isolierende Beschichtung 13, welche zwischen den untereinander liegenden Elektroden 12A und 12B gebildet ist, Extraktionselektroden 14 und 15, kammähnliche Elektroden 14A und 15A, welche sich von den Extraktionselektroden 14 und 15 auf die isolierende Beschichtung hin erstrecken, ein metallisches Muster 16 zur Einstellung des Widerstandswertes, welches Schneidebereiche 16A, 16B und 16C zum Trimmen besitzt, welche elektrisch mit den Extraktionselektroden 14 verbunden sind, einen ersten wärmeempfindlichen Film 17A, welcher auf den kammähnlichen Elektroden 14A und 15A gebildet wird, einen zweiten wärmeempfindlichen Film 17B, welcher auf dem ersten wärmeempfindlichen Film 17A gebildet wird und einen Schutzfilm 18.
Mit Bezug auf Fig. 3 wird eine Erklärung für ein Verfahren zum Herstellen des Dünnfilm-Thermistors 10 entsprechend dieser Erfindung gegeben.
Zuerst wird auf der Hauptoberfläche des isolierenden Substrates 11 aus Keramik wie z. B. Aluminiumoxyd, Quarz, Mullite, Steatite etc., wie in Fig. 3A gezeigt, durch z. B. Sputtern, ein erster metallischer Film aus Titan (Ti), Molybdän (Mo) oder Chrom (Cr), wodurch eine darunter liegende Elektrode gebildet wird, aufgebracht. Danach wird auf dem ersten metallischen Film durch Sputtern ein zweiter metallischer Film aus Platin (Pt), Palladium (Pd) oder Tantal (Ta) aufgebracht, welcher auch die darunter liegende Elektrode bildet.
Durch Gebrauchen des bekannten Fotoätzens werden unnötige Teile entfernt, die darunter liegenden Elektroden 12A und 12B werden auf dem isolierenden Substrat 11 gebildet.
Wie aus Fig. 3A und auch aus Fig. 2A zu sehen ist, wird die isolierende Beschichtung 13 aus SiO₂, Si₃N₄ oder Zirkonoxyd, welche eine Dicke von 0,1 µm bis 1,0 µm besitzt, auf dem isolierenden Substrat 11 gemustert bzw. als Muster aufgebracht.
Durch Sputtern wird ein metallischer Film aus Platin (Pt), Palladium (Pd) oder Tantal (Ta) auf dem isolierenden Substrat aufgebracht, für die Anordnung der Extraktionselektrode 14, 15, der kammähnlichen Elektroden 14A, 15A und des metallischen Musters 16 zur Widerstandswerteinstellung.
Durch Fotoätzen werden die nicht notwendigen Flächen entfernt, um die kammähnlichen Elektroden 14A und 15A zu bilden, welche mit den Extraktionselektroden 14 und 15 verbunden sind, so dass sie gegenüber zueinander auf der isolierenden Beschichtung 13 sind und um das metallische Muster 16 zur Einstellung des Widerstandswertes zu bilden, wobei die Schneideteile 16A, 16B und 16C zum Trimmen mit der Extraktionselektrode 14 auf der isolierenden Beschichtung 13 verbunden sind.
Mit der bekannten Technik, wie z. B. Sputtern, welches einen gesinterten Körper aus der Zusammensetzung der Oxyde von Mangan (Mn), Kobalt (Co), Nickel (Ni) oder Eisen (Fe) als Target hat, wird ein wärmeempfindlicher Film, welcher eine Dicke von 0,1 km bis 2,0 km besitzt, auf der isolierenden Beschichtung 13 aufgebracht.
Wie aus Fig. 3C zu ersehen ist, wird ein nicht notwendiger Teil des abgelagerten wärmeempfindlichen Filmes durch Fotoätzen entfernt. Der verbleibende Teil desselben wird mit Wärme bei einer Temperatur von 500°C bis 1000°C so behandelt, dass seine Charakteristik stabilisiert wird, wodurch der erste wärmeempfindliche Film 17A gebildet wird. Der erste wärmeempfindliche Film 17A wird bemustert, um auf den Spitzen der Schneideteile 16A, 16B und 16C überlagert zu werden, um das metallische Muster für die Einstellung des Widerstandswertes zu trimmen.
Bei dieser Stufe bzw. in dieser Phase wird der Widerstandswert des ersten wärmeempfindlichen Filmes 17A gemessen. Auf der Grundlage der gemessenen Daten wird die Filmdicke eines zweiten wärmeempfindlichen Filmes, welcher zu bilden ist, wie nachfolgend beschrieben wird, bestimmt. Der zweite wärmeempfindliche Film 17B wird, wenn es erforderlich ist, hergestellt.
Um den zweiten wärmeempfindlichen Film 17B auf dem ersten wärmeempfindlichen Film 17 zu bilden, wird speziell zuerst der Widerstandswert des ersten wärmeempfindlichen Films 17A gemessen. Auf der Grundlage des gemessenen Widerstandswertes des ersten wärmeempfindlichen Films 17A, wird die Filmdicke des zweiten wärmeempfindlichen Films, welche zu bilden ist, berechnet, um grob den Widerstandswert des Thermistors auf einen gewünschten Wert einzustellen. Die erforderliche Zeit zum Sputtern wird auf der Grundlage der berechneten Filmdicke des zweiten wärmeempfindlichen Films 17B berechnet. Durch das Sputtern während der berechneten Zeit wird der zweite wärmeempfindliche Film 17B auf dem ersten wärmeempfindlichen Film 17A gebildet, wobei das gleiche Target benutzt wird wie für den ersten wärmeempfindlichen Film 17A. Der zweite wärmeempfindliche Film 17B wird danach mit einem vorgeschriebenen Muster bemustert. Nach dem Bemustern wird der zweite wärmeempfindliche Film 17B bei einer Temperatur von 500°C bis 1000°C wärmebehandelt.
Nebenbei bemerkt, falls der gemessene Widerstandswert des ersten wärmeempfindlichen Films 17A in der Nähe des gewünschten Widerstandswertes liegt, ist es nicht notwendig, den zweiten wärmeempfindlichen Film 17B zu bilden. Die wärmeempfindlichen Filme 17A und 17B können Schlitze zwischen den Schneideteilen 16A, 16B und 16C zum Trimmen besitzen, welche sich von dem metallischen Muster 16 zur Widerstandswerteinstellung erstrecken.
In dem oben beschriebenen Prozess, wie aus Fig. 3B zu ersehen ist, werden, nachdem die kammähnliche Elektrode 14A und das metallische Muster 16 gemustert bzw. als Muster aufgebracht wurden, die wärmeempfindlichen Filme 17A und 17B übereinander gereiht. Wie jedoch aus den Fig. 4 und 5 zu ersehen ist, wird bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung, zunächst, nachdem der erste wärmeempfindliche Film gemustert ist, und somit auf dem ersten wärmeempfindlichen Film so gemustert ist, die kammähnliche Elektrode 14A und das metallische Muster 16 zur Einstellung des Widerstandswertes gemustert. Der zweite wärmeempfindliche Film kann dann danach gebildet werden. In diesem Fall wird die kammähnliche Elektrode 14A und das metallische Muster 16 zur Einstellung des Widerstandswertes teilweise zwischen den ersten und den zweiten wärmeempfindlichen Film gelegt.
Um einen Schutzfilm 18 zum Schützen der wärmeempfindlichen Filme 17A und 17B zu bilden, wird eine Glaspaste, welche Bleiborsilikat als Hauptkomponente besitzt (oder eine isolierende wärmeempfindliche Schicht) auf die wärmeempfindlichen Filme 17A und 17B durch Maskendrucken aufgedruckt, wodurch eine Bleiborsilikatglasschicht gebildet wird. Die so gebildete Glasschicht wird eingebrannt, um den Schutzfilm 18 zu bilden, um damit den Dünnfilm-Thermistor zu vervollständigen. Gegebenenfalls werden eine Reihe von jeweiligen Schritten, welche oben beschrieben wurden, durch Mustern ausgeführt, um eine große Anzahl von Dünnfilm-Thermistoren, welche auf einem einzelnen Blatt eines isolierenden Substrates gebildet werden, zu liefern. Abschließend wird der obige Schutzfilm gebildet. Zu dieser Zeit wurde die große Anzahl der Dünnfilm-Thermistoren auf dem einzelnen isolierenden Substrat platziert.
Vor dem Schreiben wird der Widerstandswert auf jeden der Dünnfilm-Thermistoren, welche auf dem isolierenden Substrat 11 gebildet werden, fein eingestellt. Die Feineinstellung des Widerstandswertes wird in einer derartigen Weise ausgeführt, dass ein beträchtlicher Teil der Schneideteile 16A, 16B und 16C zum Trimmen des metallischen Musters 16 zur Widerstandswerteinstellung durch die Laserbestrahlung geschnitten wird.
Als Erstes werden die Widerstandswerte der großen Anzahl von Dünnfilm-Thermistoren 10, welche auf dem isolierenden Substrat gebildet sind, nacheinander gemessen. Außerdem wird die Position und der Widerstandswert jedes Dünnfilm-Thermistors in einer Verarbeitungseinheit (nicht gezeigt) als Adressdaten und Widerstandswertdaten gespeichert. Auf der Grundlage der Trimmdaten, welche zuvor durch Simulation erhalten wurden, wird das Bearbeiten zum Bestimmen der Fläche, welche zu trimmen ist, aus dem gemessenen Widerstandswert durchgeführt. Dadurch wird bestimmt, welcher Teil der Schneideteile 16A, 16B und 16C zu schneiden ist.
Entsprechend dem vorgeschriebenen Zustand werden einer oder eine Vielzahl von Schneideteilen 16A, 16B und 16C durch Bestrahlung des Schutzfilms 17 mit Laserlicht bei einer Wellenlänge von 900 nm bis 1400 nm geschnitten, wodurch Dünnfilm- Thermistoren erhalten werden, welche jeweils einen gewünschten Widerstandswert aufweisen.
Fig. 3D ist eine vergrößerte Ansicht der Schneideteile zum Trimmen, wobei das Schneideteil 16A geschnitten wird. Die Form, Größe und Anordnung der Fläche, welche zu schneiden ist, sollte nicht auf das Beispiel der Fig. 3D begrenzt sein. Wenn man den Bereich des Widerstandswertes, welcher fein zu justieren ist, und den Widerstand der wärmeempfindlichen Filme betrachtet, werden die Kontaktfläche der Schneideteile mit den wärmeempfindlichen Filmen, die Form derselben und der Abstand derselben von der gegenüberliegenden Elektrode (die kammähnliche Elektrode 15A in dieser Ausführungsform) bestimmt. In dieser Ausführungsform wurden die wärmeempfindlichen Filme als zwei übereinander gereihte Schichten geliefert bzw. vorgesehen. Es können jedoch drei oder mehrere wärmeempfindliche Schichten vorgesehen werden, um einer groben Einstellung des Widerstands des Dünnfilm-Thermistors zu dienen.
Schließlich wird die große Anzahl der Dünnfilm-Thermistoren, welche auf dem isolierenden Substrat gebildet werden, beschrieben und mit einem Schneidmittel geschnitten, so dass dadurch einzelne Produkte von Dünnfilm-Thermistoren geliefert werden.
Übrigens wird auf den Inhalt des japanischen Patents Nr. 2001- 301196 vom 28. September 2001 hingewiesen, welches hier als Referenz aufgeführt wird.

Claims

1. Dünnfilm-Thermistor, welcher aufweist:
ein isolierendes Substrat;
eine isolierende Beschichtung, welche auf einer Hauptoberfläche des isolierenden Substrates gebildet ist;
ein Paar von kammähnlichen Elektroden, welche auf einer isolierenden Schicht einander gegenüberliegend gebildet sind;
ein Paar von Extraktionselektroden, welche mit dem Paar von kammähnlichen Elektroden verbunden sind;
ein metallisches Muster zur Widerstandswerteinstellung, welches sich von wenigstens einem der Paare von Extraktionselektroden erstreckt, wobei das metallische Muster einen Schneidebereich bzw. Schnittbereich zum Trimmen besitzt;
einen wärmeempfindlichen Film, welcher gebildet ist, um über dem Paar von kammähnlichen Elektroden und einem Teil des Schneidebereichs zum Trimmen zu liegen; und
einen Schutzfilm, welcher über dem wärmeempfindlichen Film liegt.

2. Dünnfilm-Thermistor, welcher aufweist:
ein isolierendes Substrat;
eine isolierende Beschichtung, welche auf einer Hauptoberfläche des isolierenden Substrats gebildet ist;
ein Paar von kammähnlichen Elektroden, welche einander gegenüberliegend auf der isolierenden Beschichtung gebildet sind;
ein Paar von Extraktionselektroden, welche mit dem Paar von kammähnlichen Elektroden verbunden sind;
ein metallisches Muster zur Widerstandswerteinstellung, welches sich von wenigstens einem der Paare von Extraktionselektroden aus erstreckt, wobei das metallische Muster einen Schneidebereich zum Trimmen besitzt;
einen ersten wärmeempfindlichen Film, welcher gebildet ist, um über dem Paar von kammähnlichen Elektroden und einem Teil des Schneidebereichs zum Trimmen zu liegen;
einen zweiten wärmeempfindlichen Film, welcher auf dem ersten wärmeempfindlichen Film gestapelt bzw. aufgestockt ist; und
einen Schutzfilm, welcher über diesem ersten und zweiten wärmeempfindlichen Film liegt.

3. Dünnfilm-Thermistor, welcher aufweist:
ein isolierendes Substrat;
eine isolierende Beschichtung, welche auf einer Hauptoberfläche des isolierenden Substrats gebildet ist;
einen ersten wärmeempfindlichen Film, welcher auf der isolierenden Beschichtung gebildet ist;
ein Paar von kammähnlichen Elektroden, welche einander gegenüberliegend auf dem ersten wärmeempfindlichen Film gebildet sind;
ein Paar von Extraktionselektroden, welche mit dem Paar von kammähnlichen Elektroden verbunden sind;
ein metallisches Muster zur Widerstandswerteinstellung, welches sich von wenigstens einem der Paare von Extraktionselektroden aus erstreckt, wobei das metallische Muster einen Schneidebereich zum Trimmen besitzt;
einen zweiten wärmeempfindlichen Film, welcher gebildet ist, um über einem Teil des Paares von kammähnlichen Elektroden und dem Schneidebereich zum Trimmen zu liegen; und
einen Schutzfilm, welcher über diesem ersten und zweiten wärmeempfindlichen Film liegt.

4. Dünnfilm-Thermistor entsprechend einem der Ansprüche 1, 2 und 3, welcher ferner aufweist: ein Paar von darunter liegenden Elektroden, welche auf dem isolierenden Substrat gebildet sind, zwischen welchen der wärmeempfindliche Film oder erste und zweite wärmeempfindliche Film auf der isolierenden Beschichtung gebildet sind.

5. Dünnfilm-Thermistor nach Anspruch 4, wobei das Paar von Extraktionselektroden auf dem isolierenden Substrat durch die darunter liegenden Elektroden gebildet wird.

6. Dünnfilm-Thermistor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die isolierende Beschichtung aus SiO₂, Si₃N₄ oder Zirkonoxyd hergestellt wird.

7. Dünnfilm-Thermistor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Schutzfilm aus Bleiborsilikatglas oder isolierendem wärmebeständigem Kunststoff hergestellt wird.

6. Verfahren zum Einstellen eines Widerstandswertes des Dünnfilm-Thermistors nach Anspruch 2, welches die Schritte aufweist:
Berechnen einer Filmdicke des zweiten wärmeempfindlichen Filmes, welche auf der Grundlage des gemessenen Widerstandswertes zu bilden ist, nachdem der erste wärmeempfindliche Film gebildet wurde;
Bilden des zweiten wärmeempfindlichen Filmes, welcher die so berechnete Filmdicke besitzt, wodurch grob der Widerstandswert eingestellt wird;
Berechnen einer Fläche, welche aus dem Schneidebereich aus dem Widerstandswert zu trimmen ist, nachdem der Schutzfilm auf der Grundlage der Trimmdaten gebildet wurde, welche vorher durch Simulation erhalten wurden und
Trimmen der so berechneten Fläche von oberhalb des Schutzfilmes durch Laserstrahlung, wobei dadurch der Widerstandswert auf einen gewünschten Wert fein eingestellt wird.

9. Verfahren zum Einstellen eines Widerstandswertes des Dünnfilm-Thermistors nach Anspruch 3, welches die Schritte aufweist:
Berechnen einer Filmdicke des zweiten wärmeempfindlichen Filmes, welcher auf der Basis des Widerstandswertes zu bilden ist, welcher gemessen wurde, nachdem das Paar von kammähnlichen Elektroden und das metallische Muster gebildet wurden;
Bilden des zweiten wärmeempfindlichen Films, welcher die so berechnete Filmdicke besitzt, wodurch der Widerstandswert grob eingestellt wird;
Bestimmen einer Fläche, welche aus dem Schneideteil zu trimmen ist, aufgrund des Widerstandswertes, nachdem der Schutzfilm auf der Grundlage der vorher durch Simulation erhaltenen Trimmdaten gebildet wurde, und
Trimmen der so bestimmten Fläche durch Laserbestrahlung von oberhalb des Schutzfilmes, wobei dadurch der Widerstandswert auf einen gewünschten Wert fein eingestellt wird.