JPS6044802B2 - 薄膜サ−ミスタの製造方法 - Google Patents
薄膜サ−ミスタの製造方法Info
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- JPS6044802B2 JPS6044802B2 JP8693580A JP8693580A JPS6044802B2 JP S6044802 B2 JPS6044802 B2 JP S6044802B2 JP 8693580 A JP8693580 A JP 8693580A JP 8693580 A JP8693580 A JP 8693580A JP S6044802 B2 JPS6044802 B2 JP S6044802B2
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- Apparatuses And Processes For Manufacturing Resistors (AREA)
- Thermistors And Varistors (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、薄膜サーミスタ、特にＳｉＣ感温抵抗体膜を
用いた薄膜サーミスタの製造方法に関するものである。
用いた薄膜サーミスタの製造方法に関するものである。
従来ＳｉＣ感温抵抗体膜は、ＳｉＣ焼結体ターゲットを
Ａｒガス中もしくは不純物を一定量含むＡｒガス中で、
基板を一定温に加熱保持して、スパッタリング蒸着によ
り基板上に形成されていた。しかし、このようにして形
成されたＳｉＣ感温抵抗体膜を用いたサーミスタには、
次に示す如き欠点があつた。すなわち、この相βＩＣ感
温抵抗体膜から成るサーミスタを、第１図に示す電気回
路の回路素子として用い、電気的に温度を検出する場合
、出力電圧が温度に対して直線的に変化しない、あるい
は検出感度が温度によつて大巾に変動するという欠点が
あつた。
Ａｒガス中もしくは不純物を一定量含むＡｒガス中で、
基板を一定温に加熱保持して、スパッタリング蒸着によ
り基板上に形成されていた。しかし、このようにして形
成されたＳｉＣ感温抵抗体膜を用いたサーミスタには、
次に示す如き欠点があつた。すなわち、この相βＩＣ感
温抵抗体膜から成るサーミスタを、第１図に示す電気回
路の回路素子として用い、電気的に温度を検出する場合
、出力電圧が温度に対して直線的に変化しない、あるい
は検出感度が温度によつて大巾に変動するという欠点が
あつた。
第１図において、１はサーミスタで、その抵抗温度特性
Ｒ（Ｔ）で示す。
Ｒ（Ｔ）で示す。
２は抵抗値Ｒｏ（一定）の固定抵抗器、３は電圧ＥａＶ
の電源、４は出力電圧で、その値をＥｇで示す。
の電源、４は出力電圧で、その値をＥｇで示す。
これ等の間には、次式が成立する。顯−Ｒｏ
Ｅａ−Ｒｏ＋Ｒ（Ｔ）
以下では簡単化のためにＥａ■ ＩＶとして扱うが、Ｅ
ａ：ＩＶの場合に、本質的な相違が生じないことは明ら
かであろう。
ａ：ＩＶの場合に、本質的な相違が生じないことは明ら
かであろう。
Ｒｏは、ある一定温度Ｔｏでのサーミスタ抵抗値Ｒ（Ｔ
ｏ）と同じ値になるように選ばれる。Ｔｏは検出温度範
囲、出力電圧Ｅｇを電気的に処理する電気回路の特性な
どによつて決められる。第２図、第３図に従来のＳｉＣ
感温抵抗体膜について代表的な出力電圧セｇと温度Ｔの
関係、検出感度ＤＥｇ／ＤＴと温度Ｔの関係をＴＯ＝１
５０℃とした場合について示す。
ｏ）と同じ値になるように選ばれる。Ｔｏは検出温度範
囲、出力電圧Ｅｇを電気的に処理する電気回路の特性な
どによつて決められる。第２図、第３図に従来のＳｉＣ
感温抵抗体膜について代表的な出力電圧セｇと温度Ｔの
関係、検出感度ＤＥｇ／ＤＴと温度Ｔの関係をＴＯ＝１
５０℃とした場合について示す。
曲線５に示すように、出力電圧Ｅｇは温度Ｔに対して曲
線的に変化する。また曲線６に示すように、検出感度Ｄ
Ｅｇ／ＤＴは、温度Ｔに対して大巾に変動する。このよ
うな温度Ｔに対する出力電圧特性、検出感度特性のため
に、出力電旺ｇを処理する電子回路が複雑になる、回路
設計も難かしくなるなどの欠点が派生した。
線的に変化する。また曲線６に示すように、検出感度Ｄ
Ｅｇ／ＤＴは、温度Ｔに対して大巾に変動する。このよ
うな温度Ｔに対する出力電圧特性、検出感度特性のため
に、出力電旺ｇを処理する電子回路が複雑になる、回路
設計も難かしくなるなどの欠点が派生した。
さらにサーミスタで温度を検出し、それと設定温度とを
比較して熱源の発熱量を制御したい場合、通常、設定温
度は可変抵抗器の回転軸の回転角度に対応するように電
気回路が構成される。
比較して熱源の発熱量を制御したい場合、通常、設定温
度は可変抵抗器の回転軸の回転角度に対応するように電
気回路が構成される。
この際、前述の如き出力電圧特性、検出感度特性のため
に、回転角度に対して設定温度を直線的に決められない
という欠点があつた。検出感度の小さな領域では、温度
Ｔに対する出力電圧Ｅｇの変化が平坦になる領域である
ので、可変抵抗器の設定回転角度に微少な変化が発生し
た場合、すなわち設定出力電圧Ｅｇに微少な変化が発生
した場合、大きな温度変動が生じ、他方検出感度の大き
な領域では、逆のことが成り立つ。このように設定温度
によつて、設定温度精度がばらつくと言う欠点があつた
。このような欠点を解消するには、抵抗温度特性を変更
しなければならない。
に、回転角度に対して設定温度を直線的に決められない
という欠点があつた。検出感度の小さな領域では、温度
Ｔに対する出力電圧Ｅｇの変化が平坦になる領域である
ので、可変抵抗器の設定回転角度に微少な変化が発生し
た場合、すなわち設定出力電圧Ｅｇに微少な変化が発生
した場合、大きな温度変動が生じ、他方検出感度の大き
な領域では、逆のことが成り立つ。このように設定温度
によつて、設定温度精度がばらつくと言う欠点があつた
。このような欠点を解消するには、抵抗温度特性を変更
しなければならない。
しかしＳｉＣ感温抵抗体膜の従来のスパツタリング蒸着
法では、これは困難であつた。すなわち特定条件下でス
パツタリング蒸着により形成されたＳｉＣ感温抵抗体膜
は、その特定形成条件で決められる固有の抵抗温度特．
性を有し、前述の如き欠点を解消できなかつた。本発明
は、これら従来のＳｊＣ感温抵抗体膜の欠点を解消した
新規なＳｉＣ感温抵抗体膜の製造方法を提供するもので
ある。本発明の要旨は、ＳｉＣ感温抵抗体膜をスパツタ
．リング蒸着によに基板上に形成する方法におてい、少
なくとも基板を一定温度に加熱保持し、かつ、一定量の
不純ガスＩを含むＡｒガス中でＳｉＣ焼結体ターゲツト
を一定時間スパツタし、さらに前記不純ガスと同種の不
純ガスＩを前記一定量と異・なる一定量を含むＡｒガス
もしくは前記不純ガスと異なる不純ガスを一定量含むＡ
ｒガス中で前記ターゲツトを一定時間スパツタしてＳｉ
Ｃ感温抵抗体膜を形成する点にある。
法では、これは困難であつた。すなわち特定条件下でス
パツタリング蒸着により形成されたＳｉＣ感温抵抗体膜
は、その特定形成条件で決められる固有の抵抗温度特．
性を有し、前述の如き欠点を解消できなかつた。本発明
は、これら従来のＳｊＣ感温抵抗体膜の欠点を解消した
新規なＳｉＣ感温抵抗体膜の製造方法を提供するもので
ある。本発明の要旨は、ＳｉＣ感温抵抗体膜をスパツタ
．リング蒸着によに基板上に形成する方法におてい、少
なくとも基板を一定温度に加熱保持し、かつ、一定量の
不純ガスＩを含むＡｒガス中でＳｉＣ焼結体ターゲツト
を一定時間スパツタし、さらに前記不純ガスと同種の不
純ガスＩを前記一定量と異・なる一定量を含むＡｒガス
もしくは前記不純ガスと異なる不純ガスを一定量含むＡ
ｒガス中で前記ターゲツトを一定時間スパツタしてＳｉ
Ｃ感温抵抗体膜を形成する点にある。
ＳｉＣ感温抵抗体膜の抵抗温度特性は、スパツタ雰囲気
（通常、Ａｒガス）中に含まれる不純ガスの種類、濃度
により大きな影響を受ける。
（通常、Ａｒガス）中に含まれる不純ガスの種類、濃度
により大きな影響を受ける。
不純ガスがＮ２，ＣＯ２の場合の一例を第４図に示す。
同図に示す如く、Ｎ２ガス、ＣＯ２ガスを添加すること
により抵抗値、Ｂ定数とも広い範囲にわたり制御できる
。実施例 １ Ａｕ−Ｐｔ厚膜電極膜を形成したアルミナ基板をｋ高周
波スパツタ装置に設置し、基板温度６５０℃で、かつ、
Ｎ２ガスを０．４Ｖ０１％含むｋガス中でＳｉＣ焼結体
ターゲツト（２２４薗角、厚さ６Ｔｎ！ｎ）を４時間ス
パツタし、さらに連続してＮ２ガス３Ｖ０１％含むｋガ
ス中でＳｉＣ焼結体ターゲツトを２紛間スパツタした。
同図に示す如く、Ｎ２ガス、ＣＯ２ガスを添加すること
により抵抗値、Ｂ定数とも広い範囲にわたり制御できる
。実施例 １ Ａｕ−Ｐｔ厚膜電極膜を形成したアルミナ基板をｋ高周
波スパツタ装置に設置し、基板温度６５０℃で、かつ、
Ｎ２ガスを０．４Ｖ０１％含むｋガス中でＳｉＣ焼結体
ターゲツト（２２４薗角、厚さ６Ｔｎ！ｎ）を４時間ス
パツタし、さらに連続してＮ２ガス３Ｖ０１％含むｋガ
ス中でＳｉＣ焼結体ターゲツトを２紛間スパツタした。
このときスパツタ電力は２ＫＷ１スパッタガス圧力は２
．５×１０−２ｔ（１）Ｒｒｌターゲツトと基板間距離
は約３０７ｍであつた。このようにして形成したＳｉＣ
抵抗体膜の出力電圧特性、検出感度特性を第２図、第３
図、曲線７，８に示す。
．５×１０−２ｔ（１）Ｒｒｌターゲツトと基板間距離
は約３０７ｍであつた。このようにして形成したＳｉＣ
抵抗体膜の出力電圧特性、検出感度特性を第２図、第３
図、曲線７，８に示す。
これらの図より明らかなように、出力電圧ＥｇはＯ〜２
４０℃の広い温度範囲にわたり温度Ｔに対して直線的に
変化した。また同温度範囲て検出感度は、１．９±０．
１３ｍＶ／℃であり、ほぼ一定であつた。本発明の製造
方法は、本実施例のようにＳｌＣ感温抵抗体膜をスパツ
タリング蒸着方法により形成する際、不純ガスを含むＮ
ガス中で前記ターゲツトをスパツタし、その不純ガス濃
度を途中で変更している。
４０℃の広い温度範囲にわたり温度Ｔに対して直線的に
変化した。また同温度範囲て検出感度は、１．９±０．
１３ｍＶ／℃であり、ほぼ一定であつた。本発明の製造
方法は、本実施例のようにＳｌＣ感温抵抗体膜をスパツ
タリング蒸着方法により形成する際、不純ガスを含むＮ
ガス中で前記ターゲツトをスパツタし、その不純ガス濃
度を途中で変更している。
従つて、基板上に形成されるＳｉＣ感温抵抗体膜は、抵
抗温度特性の異なるＳｌＣ感温抵抗体膜が２層に積層さ
れた構造となる。この結果、従来のスパツタリング蒸着
法では得られなかつた出力電圧特性、検出感度特性を得
ることができる。不純ガスＩ，としては、０２，Ｎ２，
Ｃ０，Ｃ０２の群から選ばれた１種もしくは２種以上の
混合ガスであればよい。
抗温度特性の異なるＳｌＣ感温抵抗体膜が２層に積層さ
れた構造となる。この結果、従来のスパツタリング蒸着
法では得られなかつた出力電圧特性、検出感度特性を得
ることができる。不純ガスＩ，としては、０２，Ｎ２，
Ｃ０，Ｃ０２の群から選ばれた１種もしくは２種以上の
混合ガスであればよい。
これ等不純ガスのＳｉＣ感温抵抗体膜の抵抗温度特性に
対する影響は、ガスの種類、濃度により異なるが、ＣＯ
，ＣＯ２の場合ほぼ類似の傾向を示し、Ｎ２，Ｏ２の場
合もほぼ類似の傾向を示す。実施例 ２ Ａｕ−Ｐｔ厚膜電極膜を形成した石英基板を高周波スパ
ツタ装置に設置して、基板温度７５０℃で、かつ、ＣＯ
２ガスを０．４Ｖ０１％含むＡｒガス中でＳｉＣ焼結体
ターゲツト（２２４瓢角、６７ｒ０ｎ厚さ）を７時間ス
パツタし、さらに連続してＣＯ２ガスを０ｖ０１％とし
、同時に０２：Ｎ２＝１：４（体積比）混合ガスを２Ｖ
０１％含むＮガス中でＳｉＣ焼結体ターゲツトを３紛間
スパツタした。
対する影響は、ガスの種類、濃度により異なるが、ＣＯ
，ＣＯ２の場合ほぼ類似の傾向を示し、Ｎ２，Ｏ２の場
合もほぼ類似の傾向を示す。実施例 ２ Ａｕ−Ｐｔ厚膜電極膜を形成した石英基板を高周波スパ
ツタ装置に設置して、基板温度７５０℃で、かつ、ＣＯ
２ガスを０．４Ｖ０１％含むＡｒガス中でＳｉＣ焼結体
ターゲツト（２２４瓢角、６７ｒ０ｎ厚さ）を７時間ス
パツタし、さらに連続してＣＯ２ガスを０ｖ０１％とし
、同時に０２：Ｎ２＝１：４（体積比）混合ガスを２Ｖ
０１％含むＮガス中でＳｉＣ焼結体ターゲツトを３紛間
スパツタした。
このとき、スパツタ電力は２ＫＷ１スパツタガス圧力は
約２．５×１０−２ｔ０ｒｒ１ターゲツトと基板間距離
は約３『であつた。このようにして形成したＳｉＣ抵抗
体膜の出力電圧特性、検出感度特性は第２図、第３図、
曲線７，８と同様であつた。本実施例におけるＳｉＣ感
温抵抗体の構造は、実施例１と同様である。本実施例に
示す如く不純ガスＩ，のガスの種類、濃度が互いに異な
つてもよいことは当然である。
約２．５×１０−２ｔ０ｒｒ１ターゲツトと基板間距離
は約３『であつた。このようにして形成したＳｉＣ抵抗
体膜の出力電圧特性、検出感度特性は第２図、第３図、
曲線７，８と同様であつた。本実施例におけるＳｉＣ感
温抵抗体の構造は、実施例１と同様である。本実施例に
示す如く不純ガスＩ，のガスの種類、濃度が互いに異な
つてもよいことは当然である。
また不純ガスの濃度は、５Ｖ０１％以下が望ましい。
これは５ｖ０１％以上の不純ガス量の領域では、ＳｉＣ
感温抵抗体の比抵抗値、Ｂ定数とも急激に増大し、もは
や抵抗体として実用上利用できなくなるからである。こ
の原因の詳細は不明であるが、この領域では不純ガスと
スパツタリング蒸着過程にあるＳｉＣとが反応する結果
、形成されたＳｉＣ感温抵抗体中にその反応物、たとえ
ばＳｉ酸化物、Ｓｉ窒化物など、が混入するためと考え
られる。またＳｉＣ感温抵抗体をスパツタリング蒸着す
る際、基板温度は５００℃以上であることが望ましい。
これは、この基板温度以上であれば、ＳｉＣ感温抵抗体
の長期的耐熱性を２５０℃以上にすることが実用上容易
であるという理由に依る。以上の説明で明らかなように
、本発明の製造方法は、従来の製造方法では困難であつ
た特徴的ＳｉＣ感温抵抗体膜を容易に形成できる。
感温抵抗体の比抵抗値、Ｂ定数とも急激に増大し、もは
や抵抗体として実用上利用できなくなるからである。こ
の原因の詳細は不明であるが、この領域では不純ガスと
スパツタリング蒸着過程にあるＳｉＣとが反応する結果
、形成されたＳｉＣ感温抵抗体中にその反応物、たとえ
ばＳｉ酸化物、Ｓｉ窒化物など、が混入するためと考え
られる。またＳｉＣ感温抵抗体をスパツタリング蒸着す
る際、基板温度は５００℃以上であることが望ましい。
これは、この基板温度以上であれば、ＳｉＣ感温抵抗体
の長期的耐熱性を２５０℃以上にすることが実用上容易
であるという理由に依る。以上の説明で明らかなように
、本発明の製造方法は、従来の製造方法では困難であつ
た特徴的ＳｉＣ感温抵抗体膜を容易に形成できる。
なお実施例を通して詳細な説明をしたが、本発明の要旨
および範囲内にあれば、実施例以外の不純ガスの種類、
濃度および基板温度でもよいことは当然である。
および範囲内にあれば、実施例以外の不純ガスの種類、
濃度および基板温度でもよいことは当然である。
第１図はサーミスタを用い、電気的に温度を検出する電
気回路の一例を示す回路図、第２図は第１図に示した電
気回路の温度と出力との関係を示す特性図、第３図は同
じ電気回路の温度と検出感度との関係を示す特性図、第
４図はスパツタ時の・不純ガス濃度と抵抗値・Ｂ定数の
関係を示す図である。 １・・・・・・サーミスタ、２・・・・・・固定抵抗器
、３・・・・電源。
気回路の一例を示す回路図、第２図は第１図に示した電
気回路の温度と出力との関係を示す特性図、第３図は同
じ電気回路の温度と検出感度との関係を示す特性図、第
４図はスパツタ時の・不純ガス濃度と抵抗値・Ｂ定数の
関係を示す図である。 １・・・・・・サーミスタ、２・・・・・・固定抵抗器
、３・・・・電源。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ ＳｉＣ感温抵抗体膜をスパッタリング蒸着により基
板上に形成する方法において、少なくとも基板を一定温
度に加熱保持し、かつ一定量の不純ガスを含むＡｒガス
中でＳｉＣ焼結体ターゲットを一定時間スパッタし、さ
らに前記不純ガスと同種の不純ガスを前記一定量と異な
る一定量含むＡｒガスもしくは前記不純ガスと異なる不
純ガスを一定量含むＡｒガス中で前記ターゲットを一定
時間スパッタしてＳｉＣ感温抵抗体膜を形成することを
特徴とする薄膜サーミスタの製造方法。 ２ 少なくとも、不純ガスＯ＿２、Ｎ＿２、ＣＯ、ＣＯ
＿２の群から選ばれた１種もしくは２種以上の混合ガス
であることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の薄
膜サーミスタの製造方法。 ３ 少なくとも、不純ガス量はＯよりも多く５ｖｏｌ％
以下であることを特徴とする特許請求の範囲第２項記載
の薄膜サーミスタの製造方法。 ４ 少なくとも、基板温度５００℃以上でＳｉＣ感温抵
抗体膜を形成することを特徴とする特許請求の範囲第１
項記載の薄膜サーミスタの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8693580A JPS6044802B2 (ja) | 1980-06-25 | 1980-06-25 | 薄膜サ−ミスタの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8693580A JPS6044802B2 (ja) | 1980-06-25 | 1980-06-25 | 薄膜サ−ミスタの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5712503A JPS5712503A (en) | 1982-01-22 |
| JPS6044802B2 true JPS6044802B2 (ja) | 1985-10-05 |
Family
ID=13900717
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8693580A Expired JPS6044802B2 (ja) | 1980-06-25 | 1980-06-25 | 薄膜サ−ミスタの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6044802B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62218202A (ja) * | 1986-03-20 | 1987-09-25 | Sakae Riken Kogyo Kk | 予圧機構を有するホイ−ルカバ− |
-
1980
- 1980-06-25 JP JP8693580A patent/JPS6044802B2/ja not_active Expired
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62218202A (ja) * | 1986-03-20 | 1987-09-25 | Sakae Riken Kogyo Kk | 予圧機構を有するホイ−ルカバ− |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5712503A (en) | 1982-01-22 |
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