JPH077722B2 - 抵抗体 - Google Patents
抵抗体Info
- Publication number
- JPH077722B2 JPH077722B2 JP1024560A JP2456089A JPH077722B2 JP H077722 B2 JPH077722 B2 JP H077722B2 JP 1024560 A JP1024560 A JP 1024560A JP 2456089 A JP2456089 A JP 2456089A JP H077722 B2 JPH077722 B2 JP H077722B2
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- resistor
- carbon
- boron carbide
- temperature
- resistivity
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- Electronic Switches (AREA)
- Resistance Heating (AREA)
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
- Non-Adjustable Resistors (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明はサーマルヘッド等における発熱抵抗体に関す
る。
る。
この発明は、サーマルヘッド等に用いる発熱抵抗体にお
いて、抵抗体材料として、炭化ホウ素と炭素からなる複
合材料を用いることにより、高性能の抵抗体を提供する
ものである。
いて、抵抗体材料として、炭化ホウ素と炭素からなる複
合材料を用いることにより、高性能の抵抗体を提供する
ものである。
従来、サーマルヘッド等に用いる抵抗体として、気相め
っきや印刷・焼成による薄膜抵抗体が用いられている
が、これらの薄膜抵抗体材料として、窒化タンタル，ニ
クロム，酸化ルテニウムなどが用いられていた。
っきや印刷・焼成による薄膜抵抗体が用いられている
が、これらの薄膜抵抗体材料として、窒化タンタル，ニ
クロム，酸化ルテニウムなどが用いられていた。
サーマルヘッド等における発熱抵抗体においても、近年
の電子工業の発展とともに、その精度、安定性の向上が
望まれている。しかしながら、従来から用いられている
抵抗体材料においては、比抵抗率そのものや温度による
比抵抗率の変化、さらに再現性，信頼性などにも問題が
あった。たとえば、ニクロム，タンタルなどの金属ある
いは窒化タンタル，炭化チタンなどの浸入型金属化合物
では、金属型の電気伝導を示すため、比抵抗率が低く薄
膜抵抗として用いる場合、膜厚を薄くするか、または、
配線を細く、長くする必要があった。このため、抵抗体
を作製する場合における歩留まりの低下をきたし、信頼
性をも低下させていた。さらに、このような抵抗体材料
では、電力を加えることによる温度上昇のために生じる
比抵抗率の大きな上昇が本来目的とする抵抗値からのず
れを生じていた。
の電子工業の発展とともに、その精度、安定性の向上が
望まれている。しかしながら、従来から用いられている
抵抗体材料においては、比抵抗率そのものや温度による
比抵抗率の変化、さらに再現性，信頼性などにも問題が
あった。たとえば、ニクロム，タンタルなどの金属ある
いは窒化タンタル，炭化チタンなどの浸入型金属化合物
では、金属型の電気伝導を示すため、比抵抗率が低く薄
膜抵抗として用いる場合、膜厚を薄くするか、または、
配線を細く、長くする必要があった。このため、抵抗体
を作製する場合における歩留まりの低下をきたし、信頼
性をも低下させていた。さらに、このような抵抗体材料
では、電力を加えることによる温度上昇のために生じる
比抵抗率の大きな上昇が本来目的とする抵抗値からのず
れを生じていた。
また、酸化ルテニウムやタンタルとケイ素の酸化物系抵
抗体では、酸素欠陥による電気伝導のため、非常に不安
定な抵抗率を示すためには高信頼性を必要とする物には
適用ができなかった。
抗体では、酸素欠陥による電気伝導のため、非常に不安
定な抵抗率を示すためには高信頼性を必要とする物には
適用ができなかった。
上記の問題点を解決するために、本発明では炭化ホウ素
と炭素からなる複合材料を抵抗体として用いた。
と炭素からなる複合材料を抵抗体として用いた。
上記のように、抵抗体材料として炭化ホウ素と炭素から
成る複合材料を用いることにより、金属的電気伝導に比
べ高比抵抗率で、かつ、温度変化に対する比抵抗率変化
の小さな抵抗体とすることができる。一般に炭素（グラ
ファイト）の室温における比抵抗率は10°Ωcmオーダー
であり、発熱薄膜抵抗体として好ましい値を示すが、そ
の製法により物性が大きくかわる。また、物理蒸着（PV
D）や化学蒸着（CVD）により作られた炭素（グラファイ
ト）の薄膜は膜質や基板との密着性が極めて悪い。しか
しながら、炭化ホウ素中に分子レベルの大きさで導電性
の炭素（グラファイト）を分散することにより出来る複
合材料は、炭化ホウ素の温度と電気抵抗の関係が半導体
的挙動を示すにもかかわらず、ほとんど電気抵抗が温度
の影響を受けないものとなり、しかも比抵抗値は従来、
多用されていた侵入型金属窒化物や炭化物のそれに比べ
１〜３ケタ程度高いものとなるため、薄膜抵抗体として
用いる場合、配線の長さ、太さ、さらに膜厚を信頼性の
高い範囲のものとすることが出来るため、薄膜抵抗体と
して極めて優れたものとなる。
成る複合材料を用いることにより、金属的電気伝導に比
べ高比抵抗率で、かつ、温度変化に対する比抵抗率変化
の小さな抵抗体とすることができる。一般に炭素（グラ
ファイト）の室温における比抵抗率は10°Ωcmオーダー
であり、発熱薄膜抵抗体として好ましい値を示すが、そ
の製法により物性が大きくかわる。また、物理蒸着（PV
D）や化学蒸着（CVD）により作られた炭素（グラファイ
ト）の薄膜は膜質や基板との密着性が極めて悪い。しか
しながら、炭化ホウ素中に分子レベルの大きさで導電性
の炭素（グラファイト）を分散することにより出来る複
合材料は、炭化ホウ素の温度と電気抵抗の関係が半導体
的挙動を示すにもかかわらず、ほとんど電気抵抗が温度
の影響を受けないものとなり、しかも比抵抗値は従来、
多用されていた侵入型金属窒化物や炭化物のそれに比べ
１〜３ケタ程度高いものとなるため、薄膜抵抗体として
用いる場合、配線の長さ、太さ、さらに膜厚を信頼性の
高い範囲のものとすることが出来るため、薄膜抵抗体と
して極めて優れたものとなる。
炭化ホウ素と炭素から成る複合材料は、炭化ホウ素が50
mol％以上では、半導体化してしまい被膜の比抵抗は、
第４図（炭化ホウ素:49mol％、炭素:51mol％）に示す様
に温度依存性が大きく、又、炭化ホウ素が10mol％未満
では、炭素含有量が増加し、耐酸化性が劣化することか
ら、炭化ホウ素を10〜45mol％とすることが適当であ
る。
mol％以上では、半導体化してしまい被膜の比抵抗は、
第４図（炭化ホウ素:49mol％、炭素:51mol％）に示す様
に温度依存性が大きく、又、炭化ホウ素が10mol％未満
では、炭素含有量が増加し、耐酸化性が劣化することか
ら、炭化ホウ素を10〜45mol％とすることが適当であ
る。
更に、炭化ホウ素と炭素との組成比をかえることによ
り、比抵抗値を任意に設定でき、抵抗体設計上非常に有
効な抵抗体材料である。
り、比抵抗値を任意に設定でき、抵抗体設計上非常に有
効な抵抗体材料である。
以下、本発明による実施例を図面に基づいて説明する。
〔実施例−１〕 本発明の実施例として、直接通電加熱方式，化学蒸着法
（CVD）により作製した複合膜について説明する。
（CVD）により作製した複合膜について説明する。
第１図は本発明における抵抗体の製造装置の一例である
CVD装置の縦断面図である。
CVD装置の縦断面図である。
まず、真空槽１を10-3Torrまで真空排気した後、真空槽
１内の圧力が100Torrになるように水素、メタン及び三
塩化ホウ素を導入した。この時の各々のガス流量は下記
の通りとした。また、基板であるカーボン基板２には、
温度が1400℃になるように交流電流をながした。
１内の圧力が100Torrになるように水素、メタン及び三
塩化ホウ素を導入した。この時の各々のガス流量は下記
の通りとした。また、基板であるカーボン基板２には、
温度が1400℃になるように交流電流をながした。
（ガス流量条件） 水素 ・・・100cc/min メタン ・・・100cc/min 三塩化ホウ素 ・・・300cc/min 成膜を１時間行ったところ、カーボン基板２上に膜厚0.
2mm、炭化ホウ素38.7mol％、炭素61.3mol％の組成の複
合膜が生成された。
2mm、炭化ホウ素38.7mol％、炭素61.3mol％の組成の複
合膜が生成された。
カーボンを削り取ることにより、生成物を板状にし、温
度に対する比抵抗率の変化を測定した結果を第２図に示
すが、比抵抗率として、一般的に用いられている侵入型
金属炭化物や窒化物のそれに比べ約100倍、温度に対す
る比抵抗率の変化も極めて小さく、サーマルヘッド等の
発熱抵抗体として最適なものであることがわかった。
度に対する比抵抗率の変化を測定した結果を第２図に示
すが、比抵抗率として、一般的に用いられている侵入型
金属炭化物や窒化物のそれに比べ約100倍、温度に対す
る比抵抗率の変化も極めて小さく、サーマルヘッド等の
発熱抵抗体として最適なものであることがわかった。
〔実施例−２〕 本発明の他の実施例として、反応性イオンプレーティン
グにより作製した炭化ホウ素と炭素の複合膜をあげて説
明する。
グにより作製した炭化ホウ素と炭素の複合膜をあげて説
明する。
第３図は本発明における抵抗体の製造装置の一例である
反応性イオンプレーティング装置の縦断面図である。
反応性イオンプレーティング装置の縦断面図である。
まず、真空槽３を10-6Torrまで真空排気した後、アセチ
レン（C2H2）分圧７×10-4Torrの雰囲気状態でホウ素４
をホローカソード型電子ビーム蒸発装置５により加熱・
蒸発さらにイオン化し、放電プラズマを形成した。安定
後、シャッター６を開け、５分間、反応性イオンプレー
ティングを行ったところ、アルミナ基板７上には、5000
Åの炭化ホウ素と炭素の複合膜が形成された。
レン（C2H2）分圧７×10-4Torrの雰囲気状態でホウ素４
をホローカソード型電子ビーム蒸発装置５により加熱・
蒸発さらにイオン化し、放電プラズマを形成した。安定
後、シャッター６を開け、５分間、反応性イオンプレー
ティングを行ったところ、アルミナ基板７上には、5000
Åの炭化ホウ素と炭素の複合膜が形成された。
この試料の温度と比抵抗率の関係を調べたところ、実施
例−１と同様の傾向を示し、サーマルヘッド等における
精密な発熱抵抗体として、使用可能であることが確認で
きた。
例−１と同様の傾向を示し、サーマルヘッド等における
精密な発熱抵抗体として、使用可能であることが確認で
きた。
〔実施例−３〕 次に、作製方法として反応性高周波スパッタリング法を
用いた例について実施例をあげて本発明を説明する。
用いた例について実施例をあげて本発明を説明する。
まず、真空槽を１×10-6Torrまで真空排気したのち、５
×10-3Torrになるようにアルゴンガスを導入し、ホウ素
の表面を十分プリスパッタすることにより、ターゲット
表面の清浄化を行い、さらに、基板であるガラス基板を
逆スパッタすることによりこれの清浄化を行った。
×10-3Torrになるようにアルゴンガスを導入し、ホウ素
の表面を十分プリスパッタすることにより、ターゲット
表面の清浄化を行い、さらに、基板であるガラス基板を
逆スパッタすることによりこれの清浄化を行った。
次に、アルゴン分圧を１×10-3Torrとし、アセチレン
（C2H4）の分圧が１×10-3Torrとなるようにガスを導入
した。このとき、放電を維持するために300Wの高周波電
力をターゲットに印加しておいた。安定後、シャッター
を開き、基板であるガラス基板上に成膜をおこない2000
Åの炭化ホウ素と炭素の複合膜を形成した。
（C2H4）の分圧が１×10-3Torrとなるようにガスを導入
した。このとき、放電を維持するために300Wの高周波電
力をターゲットに印加しておいた。安定後、シャッター
を開き、基板であるガラス基板上に成膜をおこない2000
Åの炭化ホウ素と炭素の複合膜を形成した。
実施例−１と同様、この方法で作製したものも、比抵抗
の温度依存性が小さく、かつ、高比抵抗値を示した。
の温度依存性が小さく、かつ、高比抵抗値を示した。
〔発明の効果〕 この発明によれば、炭化ホウ素と炭素の複合材料を用い
ることにより、従来の侵入型金属炭化物や窒化物に比
べ、比抵抗率を高めることを可能にし、かつ、温度に対
する比抵抗率の依存性を小さくすることが可能になっ
た。これにより、サーマルヘッド等の微細な発熱抵抗体
に対して、極めて信頼性が高く、かつ、安定した抵抗体
材料として適用することが出来る。すなわち、比抵抗率
を高くなったことにより、発熱部である薄膜抵抗体の薄
厚を厚く、また、配線幅を故意に細くする必要がなくな
り、信頼性を高めることが出来るのに加え、量産面にお
いても従来に比べ、フォトリソグラフィー工程などにお
いて格段の歩留まりの向上を図ることを可能にできる。
さらに、比抵抗率の温度依存性が小さいので、高速の温
度制御を可能にすることが出来る。
ることにより、従来の侵入型金属炭化物や窒化物に比
べ、比抵抗率を高めることを可能にし、かつ、温度に対
する比抵抗率の依存性を小さくすることが可能になっ
た。これにより、サーマルヘッド等の微細な発熱抵抗体
に対して、極めて信頼性が高く、かつ、安定した抵抗体
材料として適用することが出来る。すなわち、比抵抗率
を高くなったことにより、発熱部である薄膜抵抗体の薄
厚を厚く、また、配線幅を故意に細くする必要がなくな
り、信頼性を高めることが出来るのに加え、量産面にお
いても従来に比べ、フォトリソグラフィー工程などにお
いて格段の歩留まりの向上を図ることを可能にできる。
さらに、比抵抗率の温度依存性が小さいので、高速の温
度制御を可能にすることが出来る。
なお、実施例では本発明である炭化ホウ素と炭素の複合
材料抵抗体の製造方法として、PVD法、反応性イオンプ
レーティング法そして反応性スパッタリング法であげた
が、その他の方法、たとえばスパッタリング法において
ターゲット材として本発明である炭化ホウ素と炭素の複
合材料を用い抵抗体を形成したり、プラズマCVD法を用
いたり、この材料そのものの粉末をペースト状にし、印
刷・焼成を行い抵抗体とする方法などが考えられるが、
いずれも実施例にあげた方法と同様の効果を期待出来る
ことは言うまでもない。
材料抵抗体の製造方法として、PVD法、反応性イオンプ
レーティング法そして反応性スパッタリング法であげた
が、その他の方法、たとえばスパッタリング法において
ターゲット材として本発明である炭化ホウ素と炭素の複
合材料を用い抵抗体を形成したり、プラズマCVD法を用
いたり、この材料そのものの粉末をペースト状にし、印
刷・焼成を行い抵抗体とする方法などが考えられるが、
いずれも実施例にあげた方法と同様の効果を期待出来る
ことは言うまでもない。
第１図は本発明における抵抗体の製造装置の一例である
CVD装置の縦断面図、第２図は実施例−１で作製した抵
抗体の温度と比抵抗率の関係を示す図、第３図は本発明
における抵抗体の製造装置の一例である反応性イオンプ
レーティング法のイオンプレーティング装置の縦断面
図、第４図は炭化ホウ素（49mol％）と炭素（51mol％）
の複合膜の温度と比抵抗率の関係を示す図である。 １……真空槽 ２……カーボン基板 ３……真空槽 ４……ホウ素 ５……ホローカソード型電子ビーム蒸発装置 ６……シャッター ７……基板
CVD装置の縦断面図、第２図は実施例−１で作製した抵
抗体の温度と比抵抗率の関係を示す図、第３図は本発明
における抵抗体の製造装置の一例である反応性イオンプ
レーティング法のイオンプレーティング装置の縦断面
図、第４図は炭化ホウ素（49mol％）と炭素（51mol％）
の複合膜の温度と比抵抗率の関係を示す図である。 １……真空槽 ２……カーボン基板 ３……真空槽 ４……ホウ素 ５……ホローカソード型電子ビーム蒸発装置 ６……シャッター ７……基板
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鈴木 瑞明 東京都江東区亀戸６丁目31番１号 セイコ ー電子工業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭63−289801（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】炭化ホウ素と導電性炭素からなる発熱抵抗
体において、構成物質である炭化ホウ素の含有率がモル
比で10から45％であることを特徴とする抵抗体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1024560A JPH077722B2 (ja) | 1989-02-02 | 1989-02-02 | 抵抗体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1024560A JPH077722B2 (ja) | 1989-02-02 | 1989-02-02 | 抵抗体 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02205001A JPH02205001A (ja) | 1990-08-14 |
| JPH077722B2 true JPH077722B2 (ja) | 1995-01-30 |
Family
ID=12141547
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1024560A Expired - Lifetime JPH077722B2 (ja) | 1989-02-02 | 1989-02-02 | 抵抗体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH077722B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04292475A (ja) * | 1991-03-18 | 1992-10-16 | Shin Etsu Chem Co Ltd | 複層セラミックスヒ−タ− |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63289801A (ja) * | 1987-05-21 | 1988-11-28 | Ina Denshi Buhin Seizo Kyodo Kumiai | 炭素系皮膜抵抗器および炭素系皮膜抵抗器における着膜方法 |
-
1989
- 1989-02-02 JP JP1024560A patent/JPH077722B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02205001A (ja) | 1990-08-14 |
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