JPH02170401A - thin film thermistor - Google Patents

thin film thermistor

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JPH02170401A
JPH02170401A JP32219188A JP32219188A JPH02170401A JP H02170401 A JPH02170401 A JP H02170401A JP 32219188 A JP32219188 A JP 32219188A JP 32219188 A JP32219188 A JP 32219188A JP H02170401 A JPH02170401 A JP H02170401A
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JP
Japan
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thin film
thermistor
thermistors
film
resistance
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Application number
JP32219188A
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Japanese (ja)
Inventor
Takeo Yamada
健夫 山田
Masaru Yoshida
優 吉田
Mitsuya Otonari
光哉 音成
Shinichiro Otaka
大高 晋一郎
Shuichi Takano
秀一 高野
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JFE Engineering Corp
Original Assignee
NKK Corp
Nippon Kokan Ltd
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Publication date
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  • Thermistors And Varistors (AREA)

Abstract

PURPOSE:To expand the range of temperature measurement by the use of one chip with high precision by a method wherein multiple thin film thermistors are formed by the same process. CONSTITUTION:Electrode patterns 13a-13c as well as thermistor thin films 14a-14c are provided on an SiO2 film 12 on the surface of the same chip substrate of an Si water. Thus, the temperature characterisitics of the produced thermistors are made even. Accordingly, when multiple thermistors are used in pairs, required range of temperature measurement can be expanded only by the thermistors provided in the same chip so as to maintain the precision of temperature measurement in case of changing over applications. Furthermore, the specific resistance of the thermistors can be set up at an arbitrary value with high precision by changing the dimensions of electrodes 14a-14c especially those of patterns 13a-13c (interval, length and width of patterns) so that the dimensions may be controlled using photolithography in high reproducibility and with high precision.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野コ この発明は、温度センサとして使用されるサーミスタの
うちのとくに薄膜サーミスタに関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a thermistor used as a temperature sensor, and particularly to a thin film thermistor.

[従来の技術] サーミスタは、民生用、産業用、OA機器、自動車など
の広い範囲で使用されている。サーミスタは熱電対や測
温抵抗体と異なり、出力特性が非線形のため狭い範囲の
1111 mの場合は高感度で測定できるというと特徴
を有し、抵抗値が大きく変化量も大きいので、簡単な回
路で計測が可能である。
[Prior Art] Thermistors are used in a wide range of applications such as consumer products, industrial products, OA equipment, and automobiles. Unlike thermocouples and resistance thermometers, thermistors have nonlinear output characteristics, so they can be measured with high sensitivity in narrow ranges of 1111 m. Measurement is possible using a circuit.

また製造方法も多量生産に向いており、素子の価格は他
のセンサと比較し安いため、大量に使用されている。
Furthermore, the manufacturing method is suitable for mass production, and the price of the element is low compared to other sensors, so it is used in large quantities.

従来のサーミスタは、焼結体を加工したバルク型や焼結
粉を焼き固めたビーズ型が多く利用されていたが、最近
、スパッタ技術を応用した薄膜サーミスタも開発され使
用されている。いずれのタイプも、先にのべた出力特性
は同じである。
Conventional thermistors have often been bulk types made from processed sintered bodies or bead types made from sintered powder, but recently thin film thermistors using sputtering technology have also been developed and used. Both types have the same output characteristics as described above.

第2図(a) 、(b)は従来の薄膜サーミスタの1チ
ップ分の模式構成図であり、第2図(a)はそのち平面
図、第2図(b)は(a)のA−A線に沿う断面図であ
る。
FIGS. 2(a) and 2(b) are schematic configuration diagrams of one chip of a conventional thin film thermistor, FIG. 2(a) is a plan view thereof, and FIG. 2(b) is a - It is a sectional view along the A line.

第2図(a) 、 (b)において、1はチップ基板で
あり、2はチップ基板1上に形成された絶縁体膜である
。なお、チップ基板1は絶縁物であってもよく、その場
合は絶縁体膜を形成する必要はないが、一般に熱伝導性
がよい、すなわち測温時の熱応答“性のよい金属又は半
導体を用いる方が薄膜サーミスタの特長を生かせるので
都合がよい。絶縁体膜2の上にほぼ同一形状の、例えば
櫛形状のパターンを櫛の部分を向かい合わせるようにし
て構成して一対の金属からなる電極パターン3a、3b
を形成し、この上に電極パターン3a、3bの各パター
ン部分(櫛状部)を覆うようにサーミスタ薄膜5をスパ
ッタなどのPVD法等により均一に堆積して、薄膜サー
ミスタを形成している。そして電極パターン3a、3b
の露出部分4a、4bから図示しない電極リードを接続
して配線を行い、薄膜サーミスタの基本部分が形成され
る。
In FIGS. 2(a) and 2(b), 1 is a chip substrate, and 2 is an insulating film formed on the chip substrate 1. In FIG. Note that the chip substrate 1 may be an insulator, and in that case, it is not necessary to form an insulator film, but it is generally made of a metal or semiconductor that has good thermal conductivity, that is, a good thermal response during temperature measurement. It is more convenient to use thin film thermistors because they can take advantage of their features.A pair of metal electrodes is formed by forming a pattern of almost the same shape, for example a comb shape, on the insulating film 2 with the comb portions facing each other. Pattern 3a, 3b
A thermistor thin film 5 is uniformly deposited thereon by a PVD method such as sputtering so as to cover each pattern portion (comb-shaped portion) of the electrode patterns 3a and 3b, thereby forming a thin film thermistor. And electrode patterns 3a, 3b
Wiring is performed by connecting electrode leads (not shown) from the exposed portions 4a and 4b, thereby forming the basic portion of the thin film thermistor.

以上の構成において、一対の電極パターン3a。In the above configuration, the pair of electrode patterns 3a.

3bの間のサーミスタ抵抗の温度特性を利用して、通常
のサーミスタと同様に広く温度センサとして用いられて
いる。とくに薄膜サーミスタは、一般のサーミスタのニ
ーズとして最近高まってきた応答性及び表面実装性の向
上に対応するものとして開発されてきたものである。
Utilizing the temperature characteristics of the thermistor resistance between 3b and 3b, it is widely used as a temperature sensor like a normal thermistor. In particular, thin film thermistors have been developed to meet the recently increasing needs of general thermistors for improved responsiveness and surface mountability.

[発明が解決しようとする課題] 上記のような従来の薄膜サーミスタでは、通常のサーミ
スタと同様に感度は大きいが特性が非線形のため、広い
温度範囲の測定には適していない。
[Problems to be Solved by the Invention] The conventional thin film thermistor as described above has high sensitivity like a normal thermistor, but its characteristics are nonlinear, so it is not suitable for measurement over a wide temperature range.

最も狭い範囲の測定器の例として電子体温計がある。温
度範囲は35〜42℃で十分である。薄膜サーミスタの
B定数が4000にのとき、変化率は約5%/℃程度と
極めて大きい。しかし、この薄膜サーミスタを用いると
、たとえば0〜100℃の測温をする場合、抵抗値は0
℃の抵抗に対し100℃では約1/60と小さく、また
200℃では17800と著しく小さくなる。従って、
薄膜サーミスタを使用する場合の温度範囲は、回路にも
よるがおよそ100℃が限度と言われている。
An example of the narrowest range measuring device is an electronic thermometer. A temperature range of 35 to 42°C is sufficient. When the B constant of the thin film thermistor is 4000, the rate of change is extremely large, about 5%/°C. However, when using this thin film thermistor, for example, when measuring temperatures from 0 to 100 degrees Celsius, the resistance value is 0.
The resistance at 100° C. is about 1/60 of the resistance at 100° C., and at 200° C. it is significantly smaller than 17,800. Therefore,
The temperature range when using a thin film thermistor is said to be limited to about 100°C, although it depends on the circuit.

回路系を工夫することも一つの方法であるが、抵抗値の
変化範囲が大きいため、安価な回路で実現することは困
難と言われている。そこで次の手段として2個の抵抗値
の異なる薄膜サーミスタを対にして用い、電子回路の方
で自動的にレンジ変更を行って測温範囲を拡大する方法
が考えられる。
One way is to devise a circuit system, but it is said to be difficult to implement with an inexpensive circuit because the range of resistance value variation is large. Therefore, the next possible method is to use a pair of thin film thermistors with different resistance values and automatically change the range using an electronic circuit to expand the temperature measurement range.

このような方法を採用するときに、従来の薄膜サーミス
タをそのまま使用したのでは、良い結果を得ることは期
待できない。すなわち、別々に作った薄膜サーミスタで
は、特性を合わせる事が困難、一対のサーミスタに組み
立てることが困難、仮に組み立てても小形化は困難、安
価な薄膜サーミスタの製造は困難等の問題が多数残され
ている。
When adopting such a method, good results cannot be expected if conventional thin film thermistors are used as they are. In other words, with thin film thermistors made separately, there are many problems such as difficulty in matching the characteristics, difficulty in assembling them into a pair of thermistors, difficulty in downsizing even if they are assembled, and difficulty in manufacturing inexpensive thin film thermistors. ing.

この発明は上記のような課題を解決するためになされた
もので抵抗比の異なる複数個の薄膜サーミスタを同一プ
ロセスによって作成し、1チツプによってワイドレンジ
の測温を精度よく行うことのできる複合形の薄膜サーミ
スタを提供することを目的とするものである。
This invention was made in order to solve the above-mentioned problems, and it is a composite type that can accurately measure temperature over a wide range with one chip by creating multiple thin film thermistors with different resistance ratios using the same process. The purpose of the present invention is to provide a thin film thermistor.

[課題を解決するための手段] この発明に係る薄膜サーミスタは、チップ基板表面の絶
縁体膜上に形成した電極パターンと、この電極パターン
を覆うように堆積されたサーミスタ薄膜とからなる薄膜
サーミスタにおいて、抵抗値の異なる複数個のサーミス
タ膜素子を同一チップ上に形成したものである。そして
これら抵抗値の異なるサーミスタ膜素子は、各一対の電
解パターン間の間隔・長さ及び幅のうち1つ以上の要素
を変えることによって形成されるものである。
[Means for Solving the Problems] A thin film thermistor according to the present invention includes an electrode pattern formed on an insulating film on the surface of a chip substrate, and a thermistor thin film deposited to cover the electrode pattern. , a plurality of thermistor film elements having different resistance values are formed on the same chip. These thermistor film elements having different resistance values are formed by changing one or more of the spacing, length, and width between each pair of electrolytic patterns.

[作 用] この発明においては、同一チップ内に抵抗値の異なる薄
膜サーミスタ素子が同一プロセスによって形成されるか
ら、得られる複数個のサーミスタの温度特性を揃えるこ
とができる。このためこれらの複数個のサーミスタを組
合せて使用することにより、同一チップ内に形成された
サーミスタのみによって所望する測温範囲が拡大される
とともに、組合せにより切替えたときの測温精度が維持
される。さらに、複数個のサーミスタの抵抗比は、電極
、とくにパターンの寸法を変えることにより任意の値に
精度よく設定できる。とくに、このパターンの寸法制御
はホトリソグラフィの技術を使用することにより、再現
性、精度ともに高度化される。
[Function] In the present invention, since thin film thermistor elements having different resistance values are formed in the same chip by the same process, the temperature characteristics of the plurality of obtained thermistors can be made uniform. Therefore, by using a combination of these multiple thermistors, the desired temperature measurement range can be expanded using only thermistors formed in the same chip, and the temperature measurement accuracy can be maintained when switching between them. . Further, the resistance ratio of the plurality of thermistors can be accurately set to any value by changing the dimensions of the electrodes, especially the patterns. In particular, by using photolithography technology to control the dimensions of this pattern, both reproducibility and precision can be improved.

[実施例] 第1図(a) 、 (b)はこの発明の一実施例を示す
薄膜サーミスタの模式図による構造説明図であり、(a
)は平面図、(b)は(a)に示すB−B断面図である
[Example] FIGS. 1(a) and 1(b) are structural explanatory diagrams using schematic diagrams of a thin film thermistor showing an example of the present invention.
) is a plan view, and (b) is a BB sectional view shown in (a).

第1図(a) 、 (b)において、11はシリコン(
Sl)ウェーハからなるチップ基板であり、12はチッ
プ基板11の上面全部を酸化して形成したS10゜の絶
縁体膜である。絶縁体膜12上に電極パターン13aを
備えた共通電極14a、電極パターン13bを備えた電
極14b、電極パターン13cを備えた電極14cをそ
れぞれ電極パターン13aと13b 、電極パターン1
3aと13cが対向するように、バターニングされたホ
トレジスト等によるマスク(図示せず)を用いて、スパ
ッタにより形成されたものである。
In FIGS. 1(a) and (b), 11 is silicon (
12 is an insulator film of S10° formed by oxidizing the entire upper surface of the chip substrate 11. A common electrode 14a having an electrode pattern 13a on the insulating film 12, an electrode 14b having an electrode pattern 13b, and an electrode 14c having an electrode pattern 13c are formed on the insulating film 12, respectively.
It is formed by sputtering using a patterned photoresist mask (not shown) so that 3a and 13c face each other.

これらの電極及び電極パターンの材料はすべて同一の金
属、例えばPt、 Au、  Al 、 Cr等のうち
1つの金属が用いられ、第2図の従来例と同様に電極パ
ターンは櫛状に形成されるが、とくにはっきりとした櫛
形状に限る必要はない。
All of these electrodes and electrode patterns are made of the same metal, such as one of Pt, Au, Al, Cr, etc., and the electrode patterns are formed in a comb shape as in the conventional example shown in FIG. However, it is not necessary to limit the shape to a particularly clear comb shape.

上記のように配設された例えば電極パターン13a及び
13bと、13a及び13cとが形成する領域上に、サ
ーミスタ材料が堆積されてそれぞれサーミスタ薄膜15
a及び15bが形成されている(形成方法については後
述する)。すなわち、この実施例の場合、サーミスタ薄
膜15a及びサーミスタ薄膜15bとが構成する異なる
抵抗値を有する2個の薄膜サーミスタが共通電極14a
を中心に左・右側に形成される。
A thermistor material is deposited on the regions formed by, for example, the electrode patterns 13a and 13b and 13a and 13c arranged as described above, and the thermistor thin film 15 is deposited, respectively.
a and 15b are formed (the formation method will be described later). That is, in the case of this embodiment, two thin film thermistors having different resistance values constituted by the thermistor thin film 15a and thermistor thin film 15b are connected to the common electrode 14a.
It is formed on the left and right sides of the center.

以上のように第1図(a)、(b)の実施例では2個の
薄膜サーミスタを同一チップ基板上に形成したが、この
発明による薄膜サーミスタではN個の薄膜サーミスタを
構成するのに(N+1)個の電極とN個のサーミスタ薄
膜を同一チップ上に直列に配置することで形成される。
As described above, in the embodiments shown in FIGS. 1(a) and 1(b), two thin film thermistors are formed on the same chip substrate, but in the thin film thermistor according to the present invention, although N thin film thermistors are configured ( It is formed by arranging N+1) electrodes and N thermistor thin films in series on the same chip.

第1図の実施例ではN−2の場合を示している。この場
合、測定には(N+1)個の電極(例えば14a、14
b、14c )からリード線を引き出し、N個の薄膜サ
ーミスタの抵抗を電気的に個別に又は切替えて測定を行
うようにすることができる特徴を有するものである。な
お、2つの薄膜サーミスタの各抵抗は、電極を含む電極
パターン間の寸法、すなわちパターン間の間隔1幅、長
さを所定の寸法に設定し、かつ、サーミスタ薄膜の膜厚
を一定に形成することにより容品に得られる。
The embodiment shown in FIG. 1 shows the case of N-2. In this case, (N+1) electrodes (for example, 14a, 14
This device has a feature that the resistances of the N thin film thermistors can be electrically measured individually or by switching the resistances of the N thin film thermistors by pulling out lead wires from the terminals (b, 14c). In addition, for each resistor of the two thin film thermistors, the dimensions between the electrode patterns including the electrodes, that is, the distance between the patterns (one width and the length), are set to predetermined dimensions, and the thermistor thin film is formed to have a constant thickness. This allows the product to be obtained in a container.

以下、具体的な数値例をもとに、このワイドレンジ用の
薄膜サーミスタの特性及び動作を第1図の実施例の場合
について説明する。
The characteristics and operation of this wide range thin film thermistor will be described below with reference to specific numerical examples in the case of the embodiment shown in FIG.

まず、サーミスタ薄膜15aにより形成される薄膜サー
ミスタの抵抗をR1とし、サーミスタ薄膜15bによる
薄膜サーミスタの抵抗をR2としたとき、R(25℃)
−50にΩ、R2(25℃)−1,400kΩを形成し
て、R2とR1との抵抗比が28倍のツインの薄膜サー
ミスタを得た。このようにして、B定数がB 25〜1
oo−4285K 。
First, when the resistance of the thin film thermistor formed by the thermistor thin film 15a is R1, and the resistance of the thin film thermistor formed by the thermistor thin film 15b is R2, R (25°C)
-50 Ω and R2 (25°C) -1,400 kΩ to obtain a twin thin film thermistor with a resistance ratio of R2 and R1 of 28 times. In this way, the B constant becomes B25~1
oo-4285K.

825〜200 Kのサーミスタの抵抗表を表1に示す
Table 1 shows the resistance table of thermistors from 825 to 200 K.

表  1 従来法ではR1のみで測定するので、0〜75℃の範囲
でも抵抗値は175から6.46にΩと約1/30にに
なる。同一の回路で0〜200℃のΔFJ定をすると、
約1/80(lの抵抗を精度良く測定する必要があり実
現が難しい。そこで75〜200℃の測定を抵抗R2で
行う。R2の抵抗値の変化範囲は180〜8.02にΩ
で、R1の0〜75℃の抵抗変化範囲とほぼ等しくなる
ように設計する。このように2つの抵抗を温度レンジに
よって切り替えながら測定すれば、同一の回路で広い範
囲の測定が可能となる。ここでは抵抗が2個の場合につ
いて説明したが、3個以上にすれば更に温度範囲を拡大
できることは明らかである。抵抗を自動的に切り替えを
DI定することは、最近の電子回路技術では容易なこと
なので、ここでは説明を省く。このようにして、この発
明によるワイドレンジ用の薄膜サーミスタを用いれば、
温度変換を含めてICで処理ができる。
Table 1 In the conventional method, only R1 is measured, so even in the range of 0 to 75°C, the resistance value is reduced from 175 to 6.46, which is about 1/30 of Ω. When ΔFJ is determined from 0 to 200℃ using the same circuit,
It is difficult to achieve this because it is necessary to accurately measure the resistance of approximately 1/80 (l).Therefore, measurements at 75 to 200°C are performed using resistor R2.The range of change in the resistance value of R2 is 180 to 8.02Ω.
The resistance change range is designed to be approximately equal to the resistance change range of R1 from 0 to 75°C. By measuring the two resistances while switching between them depending on the temperature range in this way, it is possible to measure a wide range with the same circuit. Although the case where there are two resistors has been described here, it is clear that the temperature range can be further expanded by using three or more resistors. Since it is easy to automatically switch the resistance and set the DI with recent electronic circuit technology, the explanation will be omitted here. In this way, if the wide range thin film thermistor according to the present invention is used,
Processing including temperature conversion can be performed using an IC.

つぎに、第1図(a) 、 (b)にもとづいて、この
発明による薄膜サーミスタの製造方法を説明する。
Next, a method for manufacturing a thin film thermistor according to the present invention will be explained based on FIGS. 1(a) and 1(b).

(イ)単結晶シリコンウェーハのチップ基板11上に酸
化膜810□の絶縁体膜12を形成し、絶縁体膜12上
に図示しないレジストを塗布し、フォトリソグラフィ技
術により電極14a、14b、14cを含む電極パター
ン13a、13b、13eを形成する。各電極のパター
ンを構成する櫛間隔、櫛長さ、櫛数などは抵抗値及び抵
抗値の比を考慮して設定する。
(a) An insulator film 12 of an oxide film 810□ is formed on the chip substrate 11 of a single crystal silicon wafer, a resist (not shown) is applied on the insulator film 12, and electrodes 14a, 14b, 14c are formed by photolithography technology. Electrode patterns 13a, 13b, and 13e are formed. The comb spacing, comb length, number of combs, etc. that constitute the pattern of each electrode are set in consideration of the resistance value and the ratio of the resistance values.

(ロ)レジストのパターンをマスクとして、スパッタ法
により電極用の材料(Pt、 ALI、  AN 、 
Crその他のうちの1種)を成膜したのちレジストを除
去することにより、電極14a、 14b、 14cと
ともに電極パターン13a、13b、13cがそれぞれ
櫛形電極として形成される。
(b) Using the resist pattern as a mask, electrode materials (Pt, ALI, AN,
By removing the resist after forming a film of Cr or one of the like, electrode patterns 13a, 13b, and 13c are formed as comb-shaped electrodes together with electrodes 14a, 14b, and 14c, respectively.

(ハ)ついで、再度図示しないレジストを塗布し、サー
ミスタのパターンをフォトリソグラフにより形成する。
(c) Next, a resist (not shown) is applied again, and a thermistor pattern is formed by photolithography.

(ニ)スパッタ法により、このレジストパターンをマス
クとしてMn、 N1. Coの酸化混合膜からなるサ
ーミスタ薄膜15a、 15bを成膜する。サーミスタ
のターゲット材料としてはMn、Ni、Coなどの酸化
物の混合物のはかSICその他のサーミスタ材料を用い
てもよい。サーミスタ薄膜15a、15b形成後、図示
しないが、保護膜として5IO2(SINでもよい)を
スパッタし、成膜したのちレジストを剥離する。櫛形パ
ターン上に形成されたサーミスタパターンにより、共通
電極14aの左右に2個の薄膜サーミスタ15a、 1
5bが形成される。
(d) Using this resist pattern as a mask, Mn, N1. Thermistor thin films 15a and 15b made of a Co oxide mixed film are formed. As the target material for the thermistor, SIC or other thermistor material may be used, which is a mixture of oxides such as Mn, Ni, and Co. After forming the thermistor thin films 15a and 15b, although not shown, 5IO2 (SIN may also be used) is sputtered as a protective film, and after the film is formed, the resist is peeled off. Due to the thermistor pattern formed on the comb pattern, two thin film thermistors 15a, 1 are placed on the left and right sides of the common electrode 14a.
5b is formed.

(ホ)以上でこのツイン形の薄膜サーミスタの基本構造
が製作されるが、サーミスタ膜の耐湿性が問題となる場
合は、サーミスタのパターンより少し大きめのパターン
でポリイミド膜などを塗布し、耐湿保護膜を形成するこ
とが効果的である。
(e) The basic structure of this twin-shaped thin film thermistor is fabricated in the above steps, but if the moisture resistance of the thermistor film is a problem, coat a polyimide film etc. in a pattern slightly larger than the thermistor pattern to protect it from moisture. Forming a film is effective.

(へ)シリコンウェーハをスクライブラインに沿ってダ
イシングし抵抗選別をすれば、所望のサーミスタチップ
を得ることができる。表1に示した2個のサーミスタの
例では、チップ寸法を4.5X1.6u+2程度と小さ
くできる。同一チップ上の薄膜サーミスタの膜厚は同じ
であり、抵抗選別はR又はR2を測定すれば良い。
(f) Desired thermistor chips can be obtained by dicing a silicon wafer along scribe lines and selecting resistance. In the example of two thermistors shown in Table 1, the chip size can be reduced to about 4.5×1.6u+2. The film thicknesses of the thin film thermistors on the same chip are the same, and resistance selection can be made by measuring R or R2.

最近のフォトリソグラフィ技術の精度制度は高いので、
電極寸法の変動は小さく、サーミスタの抵抗値変動とし
ては無視できる。
Since the accuracy of recent photolithography technology is high,
The variation in electrode dimensions is small and can be ignored as a variation in the resistance value of the thermistor.

上記のような製造方法は以下に列記するような特長を有
している。
The above manufacturing method has the following features.

(1)シリコンウェハーを基板として用いる。薄膜サー
ミスタの基板としてアルミナなどのセラミック基板が用
いられる例もあるが、IC用のシリコンウェハーは次の
点で優れている。
(1) A silicon wafer is used as a substrate. Although there are examples of ceramic substrates such as alumina being used as substrates for thin film thermistors, silicon wafers for ICs are superior in the following points.

・表面が平坦で抵抗値のばらつきが小さい。・Surface is flat and variation in resistance value is small.

・熱伝導率が大きく熱拡散率が小さいので、温度センサ
の基板として適している。
・It has high thermal conductivity and low thermal diffusivity, making it suitable as a substrate for temperature sensors.

ICのフォトリソグラフィ装置を利用でき量産ができる
。例えば四角いアルミナ基板はIC製造装置にかからな
い。
It can be mass-produced using IC photolithography equipment. For example, a square alumina substrate does not require IC manufacturing equipment.

(2)フォトリソグラフィの技術を利用しているので微
細加工の制度が高い。第1図に示すワイドレンジサーミ
スタをスクリーン印刷法で作ることは不可能ではないが
、精度、微細化、等の点で実用的でない。
(2) Since photolithography technology is used, precision in microfabrication is high. Although it is not impossible to make the wide range thermistor shown in FIG. 1 by screen printing, it is not practical in terms of accuracy, miniaturization, etc.

(3)微細構造のため。N個の抵抗値の比率は一定であ
る。サーミスタが近接しているため膜厚を一定と見なせ
る。大形スパッタ装置では、膜厚分布を一定にすること
が課題である。ウェハー内では多少膜厚分布があっても
、比率が一定であれば歩留まりの低下を防ぐことができ
る。
(3) Because of the fine structure. The ratio of N resistance values is constant. Since the thermistors are close together, the film thickness can be considered constant. In large-scale sputtering equipment, it is a challenge to keep the film thickness distribution constant. Even if there is some thickness distribution within the wafer, as long as the ratio is constant, a decrease in yield can be prevented.

(4)サーミスタの成膜をスパッタで行なっており、膜
質が均一である。チップ上のサーミスタは同時に成膜さ
れており、B定数などに原理的に差を生じない製法であ
る。
(4) The thermistor film is formed by sputtering, so the film quality is uniform. The thermistor on the chip is formed at the same time, and the manufacturing method does not cause any difference in B constant etc. in principle.

[発明の効果] 以上のようにこの発明によれば、同一チップ上に抵抗値
の異なる複数のサーミスタ素子を形成してワイドレンジ
用の薄膜サーミスタを構成したので、下記に列挙する効
果が得られる。
[Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, a thin film thermistor for a wide range is constructed by forming a plurality of thermistor elements having different resistance values on the same chip, so that the following effects can be obtained. .

(1)サーミスタの測温範囲を高感度、高精度を維持し
たまま容易に拡大できる。サーミスタ用のディジタル式
温度計は既に広く使用されており、これらの回路にサン
プリング回路を付加する程度の改良で、この発明の薄膜
サーミスタを使用すれば、111 m範囲が拡大できる
ので工業的な効果は極めて大きい。
(1) The temperature measurement range of the thermistor can be easily expanded while maintaining high sensitivity and accuracy. Digital thermometers for thermistors are already in widespread use, and with the addition of a sampling circuit to these circuits, the thin film thermistor of the present invention can be used to expand the range to 111 m, making it industrially effective. is extremely large.

(2)同一チップ上に抵抗値の異なる複数個の薄膜サー
ミスタを成膜するので、構造が簡単で小形化ができる。
(2) Since a plurality of thin film thermistors having different resistance values are formed on the same chip, the structure is simple and the size can be reduced.

とくに表面実装性において優れている。It is particularly excellent in surface mounting properties.

(3)同時に、抵抗値の異なる複数個の薄膜サーミスタ
を同一チップ上に製造できるので、他の方法に比較し安
儲である。
(3) Since a plurality of thin film thermistors with different resistance values can be manufactured on the same chip at the same time, it is cheaper than other methods.

(4)抵抗選別が簡単である。抵抗比は電極寸法で決ま
るので、チップ内の特定のサーミスタに着目して抵抗選
別すれば良い。
(4) Resistance selection is easy. Since the resistance ratio is determined by the electrode dimensions, the resistance can be selected by focusing on a specific thermistor within the chip.

(5)校正が容易である。抵抗の比率が一定であり、B
定数も同じなので校正のやりやすい温度での一点校正で
も全測定範囲の調整が可能である。
(5) Easy to calibrate. The ratio of resistance is constant and B
Since the constants are the same, the entire measurement range can be adjusted by single-point calibration at a temperature that is easy to calibrate.

以上のほか、温度センサは工業の範囲だけでなく民生機
器でも広く使用されている。特にサーミスタは安価で高
感度な測定ができるので、民生機器を中心に使用されて
きたが、測温範囲が狭いという欠点のため、使用上の限
界があった。この発明によりその課題が解消されたので
、今後は民生機器、工業機器の両分野での適用範囲拡大
が期待できる。
In addition to the above, temperature sensors are widely used not only in the industrial range but also in consumer equipment. In particular, thermistors have been used mainly in consumer equipment because they are inexpensive and can perform highly sensitive measurements, but their shortcomings are that they have a narrow temperature measurement range, which limits their use. Since this problem has been solved by this invention, it is expected that the scope of application will be expanded in the fields of both consumer equipment and industrial equipment in the future.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図(a)はこの発明の一実施例を示す薄膜サーミス
タの構造を説明する平面図、第1図(b)は第1図(a
)におけるB−B断面図、第2図(a)は従来の薄膜サ
ーミスタの構造を説明する平面図、第2図(b)は第2
図(a)におけるA−A断面図である。 第1図(a) 、 (b)において11はシリコンウェ
ハーからなるチップ基板、12はシリコン酸化物の絶縁
体膜、13a、 13b、 13cは電極パターン、1
4a、14b。 14cは電極、15a、15bはサーミスタ薄膜である
。 代理人 弁理士 佐々木 宗 治 第1図 第2図 (b) (b)
FIG. 1(a) is a plan view illustrating the structure of a thin film thermistor showing one embodiment of the present invention, and FIG.
), FIG. 2(a) is a plan view explaining the structure of a conventional thin film thermistor, and FIG. 2(b) is a cross-sectional view of the conventional thin film thermistor.
It is an AA sectional view in figure (a). In FIGS. 1(a) and 1(b), 11 is a chip substrate made of a silicon wafer, 12 is an insulating film of silicon oxide, 13a, 13b, and 13c are electrode patterns;
4a, 14b. 14c is an electrode, and 15a and 15b are thermistor thin films. Agent Patent Attorney Muneharu Sasaki Figure 1 Figure 2 (b) (b)

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)チップ基板表面の絶縁体膜上に形成した電極パタ
ーンと、この電極パターンの少なくともパターン部分を
覆って堆積された薄膜状のサーミスタ膜素子とからなる
薄膜サーミスタにおいて、抵抗値の異なる複数個の上記
サーミスタ膜素子を同一チップ上に形成したことを特徴
とする薄膜サーミスタ。
(1) In a thin film thermistor consisting of an electrode pattern formed on an insulating film on the surface of a chip substrate and a thin film thermistor film element deposited covering at least a portion of the electrode pattern, a plurality of thin film thermistors having different resistance values are used. A thin film thermistor characterized in that the thermistor film elements described above are formed on the same chip.
(2)上記抵抗値の異なる複数個のサーミスタ素子が各
一対の上記電極パターン間の少なくとも間隔,幅,長さ
のうちの1つ以上の要素を変えることにより抵抗比の異
なるサーミスタを形成したことを特徴とする請求項1記
載の薄膜サーミスタ。
(2) The plurality of thermistor elements having different resistance values form thermistors having different resistance ratios by changing at least one or more of the spacing, width, and length between each pair of the electrode patterns. The thin film thermistor according to claim 1, characterized in that:
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2006258520A (en) * 2005-03-16 2006-09-28 Ishizuka Electronics Corp Probe for electronic clinical thermometer
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