JPH047561B2 - - Google Patents
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- JPH047561B2 JPH047561B2 JP58225208A JP22520883A JPH047561B2 JP H047561 B2 JPH047561 B2 JP H047561B2 JP 58225208 A JP58225208 A JP 58225208A JP 22520883 A JP22520883 A JP 22520883A JP H047561 B2 JPH047561 B2 JP H047561B2
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Landscapes
- Non-Adjustable Resistors (AREA)
Description
本発明は、タンタル（Ta）、クロム（Cr）およ
びシリコン（Si）の３成分よりなる合金薄膜を用
いた金属薄膜抵抗体に関する。 近年薄膜抵抗体の進歩は目ざましいものがあり
安定度の高い抵抗体として窒化タンタル薄膜抵抗
体が開発され、また、高い固有抵抗をもつ抵抗体
としてCr−SiOサーメツトが実用化されている。
また、窒化タンタル薄膜抵抗体は良好な抵抗温度
係数と優れた安定性をもつている。窒化タンタル
薄膜を生成するには通常活性スパツタリング法が
用いられ、真空槽内に微量の活性ガスの導入とそ
の制御に厳密な管理を必要とする。またCr−SiO
サーメツト抵抗体は安定度が低く、再現性が悪い
などの製造技術上の問題も多い。 ところで、さきに発明されたシリコンと、タン
タル、ニオブ、チタン、ジルコン、モリブデン、
タングステン等の中の１つとの２成分系薄膜抵抗
体は一応上記の欠陥を補い、現状では最もすぐれ
た薄膜抵抗体として高く評価できるものである。
すなわち、熱処理温度を調整することにより広い
固有抵抗範囲に亘り低い抵抗温度係数をもつこと
ができるものである。 しかしながら抵抗体の安定度は熱処理温度に関
係し、高い安定度を求めようとすれば熱処理温度
も高くなり、その時の低い抵抗温度係数に対応す
る組成または固有抵抗は自ら決定されて選択の自
由はなくなる。すなわち、２成分系合金薄膜抵抗
体においては最も安定な熱処理を行ない、小さい
抵抗温度係数を求めると固有抵抗と組成は自から
定まつてしまい、そのため薄膜集積回路の設計お
よび個別抵抗器の製造上大きな制約を受けるとい
う難点がある。 また、タンタルとクロムの二元系金属薄膜につ
いていえば、第１図に示すように、タンタル組成
比15〜20％付近で抵抗温度係数が正から負へ急激
に変化することにより、抵抗温度係数が0ppm／
℃に近い金属薄膜抵抗体を再現性よく製造するこ
とが難しいという難点がある。 本発明は上記従来の難点に鑑みなされたもの
で、タンタル・クロム・シリコンの３成分よりな
る合金薄膜を用いて構成し、適宜熱処理を施すこ
とによつて、抵抗温度係数が0ppm／℃の抵抗体
を容易に製造でき、且つ耐湿負荷寿命特性および
高温負荷寿命特性の優れた安定性の高い金属薄膜
抵抗体を提供することを目的とする。 このような目的を達成するために本発明によれ
ば、タンタル40原子％以下、クロム95原子％以下
およびシリコン80原子％以下の３成分よりなる合
金薄膜を用い、この合金薄膜を好ましくは400℃
以上で熱処理した金属薄膜抵抗体を構成する。 以下、本発明の好ましい実施例を図面により説
明する。 第２図はタンタル、クロム、シリコンの三元系
からなる合金薄膜の未処理における組成比と抵抗
温度係数を示したものである。第２図中ａは抵抗
温度係数が＋100ppm／℃の曲線、ｂは0ppm／℃
の曲線、ｃは−100ppm／℃の曲線を示している。
即ち、第１図と比較するに、±100ppm／℃の範囲
が大きくなり、とりわけ0ppm／℃の取り得る組
成比の幅が広くなつていることを示しており、こ
れは第１図に比べて抵抗温度係数0ppm／℃の合
金薄膜を再現性をよく製造できることを意味して
いる。 第３図は、さらに600℃の温度で熱処理したと
きの組成比と抵抗温度係数を示したもので、a′は
＋100ppm／℃の曲線、b′は0ppm／℃の曲線、
c′は−100ppm／℃の曲線を示している。第３図
と第２図を比較すると抵抗温度係数±100ppm／
℃の範囲はあまり変化はないが、第３図において
0ppm／℃の取り得る組成比の幅が広くなつてい
るのが顕著であり、より容易に抵抗温度係数
0ppm／℃の合金薄膜を製造できることを意味し
ている。 これらの実施例は第１表に示される。第１表か
らもわかるように熱処理温度により抵抗温度係数
が可変できるものである。
びシリコン（Si）の３成分よりなる合金薄膜を用
いた金属薄膜抵抗体に関する。 近年薄膜抵抗体の進歩は目ざましいものがあり
安定度の高い抵抗体として窒化タンタル薄膜抵抗
体が開発され、また、高い固有抵抗をもつ抵抗体
としてCr−SiOサーメツトが実用化されている。
また、窒化タンタル薄膜抵抗体は良好な抵抗温度
係数と優れた安定性をもつている。窒化タンタル
薄膜を生成するには通常活性スパツタリング法が
用いられ、真空槽内に微量の活性ガスの導入とそ
の制御に厳密な管理を必要とする。またCr−SiO
サーメツト抵抗体は安定度が低く、再現性が悪い
などの製造技術上の問題も多い。 ところで、さきに発明されたシリコンと、タン
タル、ニオブ、チタン、ジルコン、モリブデン、
タングステン等の中の１つとの２成分系薄膜抵抗
体は一応上記の欠陥を補い、現状では最もすぐれ
た薄膜抵抗体として高く評価できるものである。
すなわち、熱処理温度を調整することにより広い
固有抵抗範囲に亘り低い抵抗温度係数をもつこと
ができるものである。 しかしながら抵抗体の安定度は熱処理温度に関
係し、高い安定度を求めようとすれば熱処理温度
も高くなり、その時の低い抵抗温度係数に対応す
る組成または固有抵抗は自ら決定されて選択の自
由はなくなる。すなわち、２成分系合金薄膜抵抗
体においては最も安定な熱処理を行ない、小さい
抵抗温度係数を求めると固有抵抗と組成は自から
定まつてしまい、そのため薄膜集積回路の設計お
よび個別抵抗器の製造上大きな制約を受けるとい
う難点がある。 また、タンタルとクロムの二元系金属薄膜につ
いていえば、第１図に示すように、タンタル組成
比15〜20％付近で抵抗温度係数が正から負へ急激
に変化することにより、抵抗温度係数が0ppm／
℃に近い金属薄膜抵抗体を再現性よく製造するこ
とが難しいという難点がある。 本発明は上記従来の難点に鑑みなされたもの
で、タンタル・クロム・シリコンの３成分よりな
る合金薄膜を用いて構成し、適宜熱処理を施すこ
とによつて、抵抗温度係数が0ppm／℃の抵抗体
を容易に製造でき、且つ耐湿負荷寿命特性および
高温負荷寿命特性の優れた安定性の高い金属薄膜
抵抗体を提供することを目的とする。 このような目的を達成するために本発明によれ
ば、タンタル40原子％以下、クロム95原子％以下
およびシリコン80原子％以下の３成分よりなる合
金薄膜を用い、この合金薄膜を好ましくは400℃
以上で熱処理した金属薄膜抵抗体を構成する。 以下、本発明の好ましい実施例を図面により説
明する。 第２図はタンタル、クロム、シリコンの三元系
からなる合金薄膜の未処理における組成比と抵抗
温度係数を示したものである。第２図中ａは抵抗
温度係数が＋100ppm／℃の曲線、ｂは0ppm／℃
の曲線、ｃは−100ppm／℃の曲線を示している。
即ち、第１図と比較するに、±100ppm／℃の範囲
が大きくなり、とりわけ0ppm／℃の取り得る組
成比の幅が広くなつていることを示しており、こ
れは第１図に比べて抵抗温度係数0ppm／℃の合
金薄膜を再現性をよく製造できることを意味して
いる。 第３図は、さらに600℃の温度で熱処理したと
きの組成比と抵抗温度係数を示したもので、a′は
＋100ppm／℃の曲線、b′は0ppm／℃の曲線、
c′は−100ppm／℃の曲線を示している。第３図
と第２図を比較すると抵抗温度係数±100ppm／
℃の範囲はあまり変化はないが、第３図において
0ppm／℃の取り得る組成比の幅が広くなつてい
るのが顕著であり、より容易に抵抗温度係数
0ppm／℃の合金薄膜を製造できることを意味し
ている。 これらの実施例は第１表に示される。第１表か
らもわかるように熱処理温度により抵抗温度係数
が可変できるものである。
【表】
【表】
ここでこの発明の試料の作製方法について説明
する。DCスパツタリング条件はあらかじめベル
ジヤ内を３×10-7Torr.に排気した後、高純度ア
ルゴンガスを18〜20×10-3Torr.導入し、陰極電
圧−5.7〜−6.5KV、電流密度0.08ｍＡ／cm2で２極
スパツタリングにより行なつた。成膜速度は50〜
150〓／minである。膜組成は、タンタル、クロ
ム、シリコンの金属を用い、その面積比を変える
ことにより決定した。また、熱処理は大気中で所
定の温度にて３分間加熱した。一方、真空中でも
所定の温度にして数分間加熱するかあるいはスパ
ツタリング中に抵抗基体を加熱することによつて
ほぼ同様な効果を得ることができた。 次に上記合金薄膜の抵抗器としての安定性を示
すため第４図および第５図に耐湿負荷寿命試験お
よび高温負荷寿命試験の結果を示す。この時の試
料は、円柱状フオルステライトの基体ヘタンタル
16.7原子％、クロム53原子％、シリコン30.3原子
％の合金薄膜を着膜して、これをスパイラルカツ
トして抵抗値3kΩの抵抗体としたものである。 第４図は耐湿負荷寿命試験結果のグラフであ
り、周囲温度40±２℃、相対湿度90〜95％の雰囲
気中で、定格電圧を1.5時間負荷、0.5時間無負荷
のサイクルにおいて1000時間繰り返したときの抵
抗値変化率を示したものである。グラフ中、ｄは
未処理における特性、ｅ、ｆ、ｇはそれぞれ400
℃、500℃、600℃の温度で熱処理をした場合の特
性である。グラフからも明らかなように、未処理
の場合でさえも0.7％以下と低く、熱処理温度が
増す毎に、特に600℃の熱処理においては0.03％
以下という優れた結果を得ることができる。 第５図は高温負荷寿命試験結果のグラフであ
る。周囲温度70±２℃の雰囲気中で、定格電圧
1.5時間負荷、0.5時間無負荷のサイクルにおいて
1000時間繰り返したときの抵抗値変化率を示した
ものであり、グラフ中d′は未処理における特性、
e′、f′、g′はそれぞれ400℃、500℃、600℃の温度
で熱処理をした場合の特性である。グラフからも
明らかなように、未処理のものでも0.7％以下、
熱処理したものは総て0.03％以下という優れた結
果を得ることができる。 このように、耐湿負荷寿命特性および高温負荷
寿命特性において、未処理の場合でも安定性が優
れ、特に高温で熱処理を行うほど安定性が増して
極めて優れたものとすることができる。 以上の実施例からも明らかなように本発明によ
れば、タンタル、クロム、シリコンの３成分より
なる合金薄膜を用いて構成し適宜熱処理を施すこ
とによつて、抵抗温度係数が0ppm／℃の抵抗体
を再現性よく容易に製造でき、且つ耐湿負荷寿命
特性および高温負荷寿命特性に優れ安定性を高く
することができる。
する。DCスパツタリング条件はあらかじめベル
ジヤ内を３×10-7Torr.に排気した後、高純度ア
ルゴンガスを18〜20×10-3Torr.導入し、陰極電
圧−5.7〜−6.5KV、電流密度0.08ｍＡ／cm2で２極
スパツタリングにより行なつた。成膜速度は50〜
150〓／minである。膜組成は、タンタル、クロ
ム、シリコンの金属を用い、その面積比を変える
ことにより決定した。また、熱処理は大気中で所
定の温度にて３分間加熱した。一方、真空中でも
所定の温度にして数分間加熱するかあるいはスパ
ツタリング中に抵抗基体を加熱することによつて
ほぼ同様な効果を得ることができた。 次に上記合金薄膜の抵抗器としての安定性を示
すため第４図および第５図に耐湿負荷寿命試験お
よび高温負荷寿命試験の結果を示す。この時の試
料は、円柱状フオルステライトの基体ヘタンタル
16.7原子％、クロム53原子％、シリコン30.3原子
％の合金薄膜を着膜して、これをスパイラルカツ
トして抵抗値3kΩの抵抗体としたものである。 第４図は耐湿負荷寿命試験結果のグラフであ
り、周囲温度40±２℃、相対湿度90〜95％の雰囲
気中で、定格電圧を1.5時間負荷、0.5時間無負荷
のサイクルにおいて1000時間繰り返したときの抵
抗値変化率を示したものである。グラフ中、ｄは
未処理における特性、ｅ、ｆ、ｇはそれぞれ400
℃、500℃、600℃の温度で熱処理をした場合の特
性である。グラフからも明らかなように、未処理
の場合でさえも0.7％以下と低く、熱処理温度が
増す毎に、特に600℃の熱処理においては0.03％
以下という優れた結果を得ることができる。 第５図は高温負荷寿命試験結果のグラフであ
る。周囲温度70±２℃の雰囲気中で、定格電圧
1.5時間負荷、0.5時間無負荷のサイクルにおいて
1000時間繰り返したときの抵抗値変化率を示した
ものであり、グラフ中d′は未処理における特性、
e′、f′、g′はそれぞれ400℃、500℃、600℃の温度
で熱処理をした場合の特性である。グラフからも
明らかなように、未処理のものでも0.7％以下、
熱処理したものは総て0.03％以下という優れた結
果を得ることができる。 このように、耐湿負荷寿命特性および高温負荷
寿命特性において、未処理の場合でも安定性が優
れ、特に高温で熱処理を行うほど安定性が増して
極めて優れたものとすることができる。 以上の実施例からも明らかなように本発明によ
れば、タンタル、クロム、シリコンの３成分より
なる合金薄膜を用いて構成し適宜熱処理を施すこ
とによつて、抵抗温度係数が0ppm／℃の抵抗体
を再現性よく容易に製造でき、且つ耐湿負荷寿命
特性および高温負荷寿命特性に優れ安定性を高く
することができる。
第１図は二元系金属薄膜における組成比と抵抗
温度係数を示したグラフ、第２図はタンタル、ク
ロム、シリコンの３成分よりなる金属薄膜抵抗体
の組成比における未処理時の抵抗温度係数を示し
た三元合金図、第３図は第２図における600℃の
熱処理時の三元合金図、第４図は本発明の金属薄
膜抵抗体の耐湿負荷寿命試験結果を示したグラ
フ、第５図は本発明の金属薄膜抵抗体の高温負荷
寿命試験結果を示したグラフである。
温度係数を示したグラフ、第２図はタンタル、ク
ロム、シリコンの３成分よりなる金属薄膜抵抗体
の組成比における未処理時の抵抗温度係数を示し
た三元合金図、第３図は第２図における600℃の
熱処理時の三元合金図、第４図は本発明の金属薄
膜抵抗体の耐湿負荷寿命試験結果を示したグラ
フ、第５図は本発明の金属薄膜抵抗体の高温負荷
寿命試験結果を示したグラフである。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ タンタル40原子％以下、クロム95原子％以下
およびシリコン80原子％以下の３成分よりなる合
金薄膜を用いて構成したことを特徴とする金属薄
膜抵抗体。 ２ 前記合金薄膜を400℃以上の温度で熱処理し
たものを用いて構成したことを特徴とする特許請
求の範囲第１項記載の金属薄膜抵抗体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58225208A JPS60116104A (ja) | 1983-11-28 | 1983-11-28 | 金属薄膜抵抗体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58225208A JPS60116104A (ja) | 1983-11-28 | 1983-11-28 | 金属薄膜抵抗体 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60116104A JPS60116104A (ja) | 1985-06-22 |
| JPH047561B2 true JPH047561B2 (ja) | 1992-02-12 |
Family
ID=16825672
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58225208A Granted JPS60116104A (ja) | 1983-11-28 | 1983-11-28 | 金属薄膜抵抗体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60116104A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002141201A (ja) * | 2000-11-02 | 2002-05-17 | Koa Corp | 薄膜抵抗器及びその製造方法 |
-
1983
- 1983-11-28 JP JP58225208A patent/JPS60116104A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60116104A (ja) | 1985-06-22 |
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