JPH0640522B2 - 薄膜抵抗体 - Google Patents
薄膜抵抗体Info
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- JPH0640522B2 JPH0640522B2 JP60236653A JP23665385A JPH0640522B2 JP H0640522 B2 JPH0640522 B2 JP H0640522B2 JP 60236653 A JP60236653 A JP 60236653A JP 23665385 A JP23665385 A JP 23665385A JP H0640522 B2 JPH0640522 B2 JP H0640522B2
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Landscapes
- Electronic Switches (AREA)
- Physical Vapour Deposition (AREA)
- Apparatuses And Processes For Manufacturing Resistors (AREA)
- Non-Adjustable Resistors (AREA)
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ようとする発熱体セグ
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
耐摩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ようとする発熱体セグ
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
耐摩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。
問題点を解決するための手段 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Ｓｉ，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Ｓｉ，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、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：２KW／２０cm直径ターゲット スパッタガスとガス圧：Ａｒ，３×１０-2Torr 基板温度：４００℃ 基板−ターゲット距離：６cm 上記条件でたとえばＴｉＮ：ＳｉＣ＝１：２重量比のタ
ーゲットを１０分間スパッタした場合、０．９５μｍ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３５０℃を考慮して、スパッタ時の基
板温度はそれより少し高い４００℃としたが、２００〜
７００℃の範囲で変化させても金属光沢のある同様な薄
膜を得ることができた。薄膜とターゲットの組成はオー
ジェ分光分折と原子吸光分折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，Ｓｉ３
Ｎ４，ＳｉＣおよびＴｉＳｉ２等の結合を有する複合合
金薄膜と考えられる。
ーゲットを１０分間スパッタした場合、０．９５μｍ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３５０℃を考慮して、スパッタ時の基
板温度はそれより少し高い４００℃としたが、２００〜
７００℃の範囲で変化させても金属光沢のある同様な薄
膜を得ることができた。薄膜とターゲットの組成はオー
ジェ分光分折と原子吸光分折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，Ｓｉ３
Ｎ４，ＳｉＣおよびＴｉＳｉ２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。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。
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。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。
ＴｉＮのみの組成では１×１０-4Ω・cm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を従来よ
り大きくすることができない。少くとも１×１０-3Ω・
cm以上の値が必要である。そのためには図よりＳｉＣの
含量を０．３５重量比以上にすればよいことが判る。Ｓ
ｉＣの含量が増すと抵抗率が増加し、０．８重量比のＳ
ｉＣを含んだ場合には１×１０-1Ω・cm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り、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。
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を従来よ
り大きくすることができない。少くとも１×１０-3Ω・
cm以上の値が必要である。そのためには図よりＳｉＣの
含量を０．３５重量比以上にすればよいことが判る。Ｓ
ｉＣの含量が増すと抵抗率が増加し、０．８重量比のＳ
ｉＣを含んだ場合には１×１０-1Ω・cm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り、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ヘッドの
発熱体薄膜の厚さが数μｍ以上となり、エッチング加工
に対する困難さがででくる。一般に組成的にもＳｉＣが
多い程エッチングがしずらい。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。
発熱体薄膜の厚さが数μｍ以上となり、エッチング加工
に対する困難さがででくる。一般に組成的にもＳｉＣが
多い程エッチングがしずらい。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。
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。一対の金電極
膜をつけたＡ２Ｏ３基板上に３０００Å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、優れた耐酸化性を持
つ材質であることが判る。
で耐酸化性のエージングテストを行った。一対の金電極
膜をつけたＡ２Ｏ３基板上に３０００Å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、優れた耐酸化性を持
つ材質であることが判る。
更にＳｉＣ−ＺｒＮ系について上記ＳｉＣ−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
回折パターンもハローピークであり、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。ＺｒＮ
単体では１．２×１０-4Ω・cm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Ｓｉ
Ｃ−ＴｉＮ系の組成対抵抗率変化に近づく。１×１０-3
Ω・cm以上の抵抗率がやはりＳｉＣ含量で０．３５重量
比以上で確集に得られる。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
回折パターンもハローピークであり、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。ＺｒＮ
単体では１．２×１０-4Ω・cm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Ｓｉ
Ｃ−ＴｉＮ系の組成対抵抗率変化に近づく。１×１０-3
Ω・cm以上の抵抗率がやはりＳｉＣ含量で０．３５重量
比以上で確集に得られる。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、１×１０-3〜１×１０-1Ω・cm
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。上記抵抗率により、例えば１０
００Å〜数μｍの従来より厚いサーマルヘッド用発熱体
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ヘッドが作成でき
る。他の薄膜抵抗体を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。
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。上記抵抗率により、例えば１０
００Å〜数μｍの従来より厚いサーマルヘッド用発熱体
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ヘッドが作成でき
る。他の薄膜抵抗体を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。
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。
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。
Claims (2)
- 【請求項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。 - 【請求項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 JPS6295802A (ja) | 1987-05-02 |
| JPH0640522B2 true 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) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7736099B2 (en) * | 2005-12-16 | 2010-06-15 | Cole Carbide Industries, Inc. | Gear milling tool with replaceable cutting inserts |
| JP7538663B2 (ja) | 2020-09-03 | 2024-08-22 | 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
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6295802A (ja) | 1987-05-02 |
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