JPH01208809A - 薄膜温度センサ - Google Patents

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】 産業上の利用分野 本発明は温度変化と抵抗値変化の間に相関をもった薄膜
温度センサに関するものである。

従来の技術 金属固有の抵抗温度特性（ＴＣＲ）を利用して抵抗値変
量を温度変量に変換し、温度検知をするところの金属温
度センサには、金属ａを利用したものと薄膜を利用した
ものの２種類がある。このうち金属線を利用したものは
金属細線をそのまま張り渡したり、絶縁基体上に金属線
をらせん状に巻きつける等の処置により固定されたもの
が温度センナとして用いられている。

また金属温度センサの中で、測定精度の向上。

長期安定性の向上環、信頼性を確保する目的としたもの
には特に貴金属が用いられている。

発明が解決しようとする課題 上記のような温度センサにおいて、金属線を利用したも
のは、細線化にも限界があるので、数１００Ω程度の抵
抗値を得ようとすると、金属線の長さを充分に増す必要
があり、形状０寸法が大きくなるという欠点を有してい
た。そして、形状。

寸法が大きくなると熱応答性が大きくなることから、温
度センサとして支障の生ずる場合もあった。

一方、形状９寸法を小さくすると熱応答性は良くなるが
、金属線が短かくなるので得られる抵抗値が低くなり、
温度変化に対する抵抗値変化量が小さく、温度センナと
して使用するための信号量としては不充分なものであっ
た。

また薄膜を利用して作ったものは、同じ抵抗値で比較す
ると、金属線を利用して作ったものより。

小さな形状９寸法で作成することができるので熱応答性
は小さくなり、あるいは数にΩ程度までの比較的高い抵
抗値を作ることも容易である等、多くの長所を有してい
る。しかしながら、膜状であると膜面における伝導電子
の散乱が増大し、この散乱の温度依存性が小さいことか
らＴＯＲが金属固有の値よりも小さくなるという傾向が
あった。

この対策として、膜厚を厚くする等の処置が施されたが
、製品コストが高くなり、安価な製品を提供することが
困難であった。

本発明は、上述した従来技術の問題点に鑑み二安価で特
性の優れた貴金属温度センサを提供することを目的とす
るものである。

課題を解決するための手段 上記の課題を解決するために本発明は、セラミックス等
の絶縁性基体上に着膜した後、大気中で７５０℃以上９
００℃未満で加熱した下地膜の上部にその下地膜と同一
の貴金属からなる薄膜を形成したものである。

作用 絶縁性基体上に着膜した後、大気中で７５０℃以上、９
００℃未満で加熱した下地膜は、部分的に塊状となり、
平面でみると島状構造をとり、部分的には不連続状態と
なり電気的接続は連続状態のものに比べて不充分である
。しかし塊状部分では膜面における伝導電子の散乱の増
大といった現象はないから、ＴＣＲは金属固有の値とは
ソ同じ値が得られる。次にこの下地膜と同一の貴金属か
らなる薄膜をこの下地膜上に作成することにより。

塊状、島状部分間の電気的接続を増やすことにより金属
固有とはソ同じ値のＴＯＲを有し、かつ電気的接続も連
続状態となった良好な貴金属温度センサを容易に作成す
ることができる。また薄膜を利用したものであるから小
さな形状９寸法で作ることができ、熱応答性が小さく、
高い抵抗値を作ることができる。

実施例 以下、本発明の詳細な説明する。

薄膜の作成は抵抗加熱式真空蒸着法によって行みモニタ
ーにより着膜時監視により制御した。下地膜、上部薄膜
は同一の貴金属で、いずれの実施例、比較例とも白金と
した。下地膜、上部薄膜の着膜時加熱はハロゲンヒータ
による輻射加熱とし、基板表面温度を測定し、加熱を制
御した。下地膜。

上部薄膜着膜時の加熱はいずれの実施例、比較例とも基
板表面温度で３ｏｏ℃とした。次に大気中で加熱を行っ
たが、加熱温度は比較例１で７１０℃、実施例１で７５
０℃，実施例２で８００℃。

実施例３で８９０℃，比較例２で９６０℃とした。

上部薄膜の厚みはいずれの実施例、比較例とも１０ｏｏ
オングストロームとした。基体には平坦度０．２ミクロ
ンＲａであるアルミナ基板を使用した。なお、従来例と
して、上部薄膜の存在を除いて実施例２と同じ条件で作
成したものを示す。各別による特性を表１に示す。また
、これらの例により得られたセンサの模式断面を第１図
〜第４図に示しており、１はアルミナ基板、２は下地膜
。

３は上部薄膜である。

なお実施例として貴金属に白金を用いたが、その他の貴
金属１例えばパラジウム等を使用することができる。ま
た、基体としてアルミナ基板を用いたが、その他の絶縁
性基体例えば、石英円筒を使用することができる。

（以下余　白） このように比較例１においては、第２図のように下地膜
２０着膜温度が低いため貴金属の塊状部分４　の存在が
小さく、膜面に訃ける伝導電子の散乱が太き（ＴＣＲが
小さくなっていると考えられる。

比較例２においては第３図のように塊状部分が大きくな
りすぎ、下地膜２の塊状部分間の電気的接続が上部薄膜
３に依存しているため、上部薄膜２のＴＣＨの影響が大
きいと考えられる。

実施例１〜３においては、第１図のように下地膜２の塊
状、島状部分の電気的接続が上部薄膜３により良好にな
されているため、金属固有のＴＣＲ約３ｃｓｏｏｐｐｍ
／℃と近似した値が得られている。従来例で示すように
実施例２と同条件で作成した下地膜２も、上部薄膜３に
よる電気的接続が得られないため、良好なＴＣＨに達し
ておらず、上部薄膜の効果を示すものと考えられる。

発明の効果 以上のように本発明によれば、金属固有のＴｃＲと近似
した値を持つ薄膜が形成でき、安価で特性の優れた薄膜
温度センサを得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例１〜３を示す断面模式図、第２
図は下地膜の加熱温度が低い状態でのｉ面模式図、第３
図は下地膜の加熱温度が高い状ｉでの断面模式図、第４
図は上部薄膜のない従来１を示す断面模式図である。 １・・・・・・アルミナ基板、２・・・・・・下地膜、
３・・・・・・上部薄膜。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名第１
図 第２図 第４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. セラミックス等の絶縁性基体上に形成して大気中で基体
   温度７５０℃以上９００℃未満で加熱した下地膜の上に
   、その下地膜と同一の貴金属からなる薄膜を形成した薄
   膜温度センサ。