JPS6016087B2 - Manufacturing method of particulate resistive film element - Google Patents
Manufacturing method of particulate resistive film elementInfo
- Publication number
- JPS6016087B2 JPS6016087B2 JP51059238A JP5923876A JPS6016087B2 JP S6016087 B2 JPS6016087 B2 JP S6016087B2 JP 51059238 A JP51059238 A JP 51059238A JP 5923876 A JP5923876 A JP 5923876A JP S6016087 B2 JPS6016087 B2 JP S6016087B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- particulate
- resistance
- film
- resistive film
- resistance value
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 16
- 239000010419 fine particle Substances 0.000 claims description 27
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 26
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 claims description 25
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims description 24
- 238000007733 ion plating Methods 0.000 claims description 21
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 13
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 11
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 7
- 239000010408 film Substances 0.000 description 67
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 31
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 12
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 10
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 10
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 9
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 8
- 239000011241 protective layer Substances 0.000 description 7
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 6
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 5
- 229910052573 porcelain Inorganic materials 0.000 description 5
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 4
- 239000011859 microparticle Substances 0.000 description 4
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 description 4
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 3
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 3
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 3
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 3
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 3
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 3
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 2
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 2
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 2
- 229910052839 forsterite Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 2
- HCWCAKKEBCNQJP-UHFFFAOYSA-N magnesium orthosilicate Chemical compound [Mg+2].[Mg+2].[O-][Si]([O-])([O-])[O-] HCWCAKKEBCNQJP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 2
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 2
- 238000007738 vacuum evaporation Methods 0.000 description 2
- MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N Dioxygen Chemical compound O=O MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910018487 Ni—Cr Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000011195 cermet Substances 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 229910052681 coesite Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 229910052906 cristobalite Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 1
- 238000010849 ion bombardment Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000001552 radio frequency sputter deposition Methods 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 1
- 229910052682 stishovite Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052905 tridymite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000001771 vacuum deposition Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Apparatuses And Processes For Manufacturing Resistors (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、絶縁基板上に微粒子抵抗膜を形成した抵抗素
子の製造方法に関し、抵抗値を容易にかつ正確に調整す
ることのできる製造方法を提供しようとするものである
。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a method of manufacturing a resistance element in which a fine particle resistance film is formed on an insulating substrate, and an object of the present invention is to provide a manufacturing method that allows the resistance value to be easily and accurately adjusted. be.
薄膜回路用の抵抗素子あるいは個別抵抗器用の抵抗素子
として、形状を小さくするために面積抵抗の大きな抵抗
体薄膜からなる抵抗素子の実現が望まれている。It is desired to realize a resistor element made of a resistor thin film with a large sheet resistance in order to reduce the size of the resistor element as a resistor element for a thin film circuit or a resistor element for an individual resistor.
従来より高面積抵抗を有する薄膜抵抗材料として知られ
ているものには、30〜10000/口の面積抵抗を有
するCr−Sj○サーメツトや1000/口〜100K
Q/□の面積抵抗を有するTaーガラスサーメツトがあ
るが、これらでは未だ不充分であった。そこで、本発明
に先立ち、これら従来のものよりも面積抵抗を大きくす
ることのできる新規な高面積抵抗の抵抗素子が考案され
た。Thin film resistive materials conventionally known to have high sheet resistance include Cr-Sj○cermet, which has a sheet resistance of 30 to 10,000/piece, and 1,000/piece to 100K.
Although there are Ta-glass cermets having a sheet resistance of Q/□, these are still insufficient. Therefore, prior to the present invention, a new high-area resistance element was devised that could have a larger area resistance than those of the conventional ones.
その抵抗素子は、不活性ガス中において蒸発法で導電性
物質を蒸発させる等して作った微粒子を、絶系該基板上
に付着させて微粒子抵抗膜を形成することにより、作製
されるものである。不活性ガス中で、導電性物質、たと
えば金属を蒸発させた場合には、通常の真空蒸着法の場
合よりも粒径が非常に大きい微粒子が得られることが、
「応用物理」1972王11月号第1067〜1085
頁等により知られている。The resistive element is manufactured by depositing fine particles made by evaporating a conductive material in an inert gas onto the substrate to form a fine particle resistive film. be. When a conductive substance, such as a metal, is evaporated in an inert gas, fine particles with a much larger particle size than in the case of normal vacuum evaporation can be obtained.
"Applied Physics" 1972 Wang November issue No. 1067-1085
It is known from pages etc.
発明者らは、このようにして得られた微粒子を、絶縁基
板上に付着させることにより、面積抵抗の充分に大きい
微粒子抵抗膜を作ることに成功した。かかる微粒子膜が
何故高面積抵抗を有するかについては現在のところ充分
に解明されていないが、微粒子が絶瀞菱基板上に付着さ
れたときに微粒子同志の接触界面において抵抗性が生じ
、これと微粒子自体の抵抗とが等価的に直列接続された
ものとなって、全体として高面積抵抗を示すのではない
かと考えられる。The inventors succeeded in producing a microparticle resistance film with a sufficiently large sheet resistance by depositing the microparticles thus obtained on an insulating substrate. At present, it is not fully understood why such a fine particle film has a high area resistance, but when the fine particles are deposited on a Zetsurishi substrate, resistance occurs at the contact interface between the fine particles, and this It is thought that the resistance of the fine particles themselves are equivalently connected in series, and the whole shows a high area resistance.
そして、かかる微粒子抵抗膜においては、付着させる微
粒子の径を変化させることにより、面積抵抗値を設定す
ることができる。In such a particulate resistance film, the sheet resistance value can be set by changing the diameter of the deposited particulates.
微粒子の径を変化させる手段としては、蒸発温度を変化
させたり、雰囲気ガスとしての不活性ガスの種類あるい
は組成(重いガスほど粒径が大きくなる)、さらにはガ
ス圧を変化させる等、種々のものが考えられる。その中
で特に有効な手段は、不活性ガスのガス圧を変化させる
ことである。一例として、アルゴン(Ar)ガスを用い
たガス中蒸発法によりニッケル(Ni)を微粒子化した
ときの平均粒径を、透過形電子顕微鏡で観察した結果で
は、Arガスのガス圧がITomのときのNi微粒子の
粒蓬doと、ガス圧がPTomのときのNi微粒子の粒
径dとの間には0.8≦p≦20の範囲でき=1十10
&の
なる関係があることが認められ、ガス圧を適当に調節す
ることで、所望の粒径の微粒子が得られることが確認さ
れた。There are various ways to change the diameter of fine particles, such as changing the evaporation temperature, the type or composition of the inert gas as the atmospheric gas (the heavier the gas, the larger the particle size), and even changing the gas pressure. I can think of things. Among these, a particularly effective means is to change the gas pressure of the inert gas. As an example, when the average particle size of nickel (Ni) made into fine particles by an in-gas evaporation method using argon (Ar) gas was observed using a transmission electron microscope, it was found that when the gas pressure of Ar gas is ITom, There is a range of 0.8≦p≦20 between the particle size do of the Ni fine particles and the particle size d of the Ni fine particles when the gas pressure is PTom = 110
It was recognized that there was a relationship of &, and it was confirmed that fine particles with a desired particle size could be obtained by appropriately adjusting the gas pressure.
そして、このようにしてガス圧を変化させたときには、
微粒子抵抗膜の面積抵抗値は、たとえば後述する実施例
で得た抵抗素子では第5図のような特性で変化し、Aて
ガスのガス圧を0.1〜2中omの範囲で変化させるこ
とによって、抵抗値を1ぴ〜1び3Qに変化させること
でき、このときの面積抵抗値も10‐3〜1びQ′□と
lq桁の範囲にわたって変化させることができる。When the gas pressure is changed in this way,
The area resistance value of the particulate resistive film, for example, in the resistive element obtained in the example described later, changes according to the characteristics shown in Fig. By doing so, the resistance value can be changed from 1 to 1 to 3Q, and the area resistance value at this time can also be changed over a range of 10-3 to 1 to Q'□ and 1q orders of magnitude.
このように、ガス圧によって制御するようにすれば、、
面積抵抗値の制御範囲を充分広くすることでき、しかも
不活性ガスのガス圧を変化させるだけの簡易な操作で、
面積抵抗値を比較的容易に制御することができるという
利点がある。次に、本発明にかかる局面積抵抗抵抗素子
の製造方法の一実施例について詳細に説明する。In this way, if you control it by gas pressure,
The control range of the area resistance value can be widened sufficiently, and the simple operation of just changing the gas pressure of the inert gas makes it possible to
There is an advantage that the sheet resistance value can be controlled relatively easily. Next, an embodiment of the method for manufacturing a localized area resistance element according to the present invention will be described in detail.
まず第1図はその構造の一例を示し、図において、1は
所定パターンの電極2が形成された絶縁基板であり、た
とえば、ガラス、フオルステライト磁器、アルミナ磁器
、グレーズドアルミナ磁器、ベリリャ等からなる。また
電極2は、後述するような方法のうち、任意の方法で絶
系該基板1上に選択的に形成することができる。(ィー
ガラス基板上に、AI薄膜あるいはTa−Au薄膜を
、約3000Aの厚さ‘こなるように、マスクを通して
直流スパッタリングによって形成する。First, FIG. 1 shows an example of its structure, and in the figure, 1 is an insulating substrate on which a predetermined pattern of electrodes 2 are formed, and is made of, for example, glass, forsterite porcelain, alumina porcelain, glazed alumina porcelain, Berilla, etc. . Further, the electrode 2 can be selectively formed on the insulated substrate 1 by any method among the methods described below. (A) An AI thin film or Ta-Au thin film is formed on a glass substrate to a thickness of about 3000 Å by direct current sputtering through a mask.
‘o} ガラス基板上に、CrとAuの2層の薄膜を抵
抗加熱蒸着法により形成する。し一 アルミナ磁器基板
上にAg−Pd系導電ペーストを印刷焼成して形成する
。'o} A two-layer thin film of Cr and Au is formed on a glass substrate by resistance heating vapor deposition. First, an Ag-Pd based conductive paste is printed and fired on an alumina ceramic substrate.
0 ァルミナ磁器基板の端子部をフリット銀で形成した
のち、その一部にまたがってAu端子を形成する。0 After forming the terminal portion of the alumina ceramic substrate using frit silver, an Au terminal is formed over a part of the terminal portion.
【村 グレーズドアルミナ磁器基板、あるいはガラス基
板の絶縁基板上に、Ni−Cr(300A)とAu(3
000A)の2層薄膜を真空蒸着により形成する。[Mura] Ni-Cr (300 A) and Au (3
A two-layer thin film of 000A) is formed by vacuum evaporation.
N ガラス基板あるいはグレーズドアルミナ磁器上に、
CでとPdの2層の薄膜を形成する。N On a glass substrate or glazed alumina porcelain,
A two-layer thin film of C and Pd is formed.
川 フオルステラィト磁器基板上にAu導電ペーストを
塗布し、焼成して形成する。さらに、3は微粒子抵抗膜
で、不活性ガス中蒸発法等により作ったNi等の導電性
物質の微粒子を絶縁基板1上に付着させて形成したもの
で、その端部が電極2の端部にまたがるように作られて
、抵抗素子を構成している。Kawa: It is formed by applying an Au conductive paste onto a forsterite porcelain substrate and firing it. Further, reference numeral 3 denotes a particulate resistance film, which is formed by adhering particulates of a conductive substance such as Ni, made by evaporation in an inert gas, etc., onto the insulating substrate 1, and the end thereof is the end of the electrode 2. It is made so as to straddle the resistive element, forming a resistive element.
次に、かかる抵抗素子の製造方法の一例を、第2図、お
よび第3図を参照して説明する。第2図は製造工程を説
明するための図であり、第3図は制造装置の構成をそれ
ぞれ示す。Next, an example of a method for manufacturing such a resistance element will be described with reference to FIGS. 2 and 3. FIG. 2 is a diagram for explaining the manufacturing process, and FIG. 3 shows the configuration of the manufacturing apparatus.
まず、絶縁基板1を用意し(第2図A)の表面に上記の
ような手段で所定のパターンの電極2を形成する(第2
図B)。First, an insulating substrate 1 is prepared, and electrodes 2 of a predetermined pattern are formed on the surface of the insulating substrate 1 (FIG. 2A) by the above-mentioned means (a second
Figure B).
この基板1をベルジャ4中の上部に固定し、電極2の端
部にまたがって微粒子抵抗膜3を形成するように、絶縁
基板1の露出面と電極2の端部にまたがって透孔5を形
成し0たしやへし、板6を取り付ける(第2図C)。ま
た、ベルジャ4中の下部には加熱用のボード7を設け、
導電材料8たとえばNiを載層する。絶縁基板1と導電
材料8との間にはシャツ夕9を設け、閉じておく。真空
ポンプを用いて排気口10夕から排気し、ボード7に通
電して発熱させ、各部のガス出しをしてから、不活性ガ
ス導入口11より不活性ガスたとえば〜ガスを供給して
洗浄し、さらに排気口10から排気する。この段階では
ベルジャ4中を10‐7Ton以上の真空度にする0よ
うに排気する。次いで、不活性ガス導入口1 1から9
9.9999%以上のアルゴン等の高純度不活性ガスを
所定のガス圧になるまで、供給し、封入する。This substrate 1 is fixed to the upper part of the belljar 4, and a through hole 5 is formed across the exposed surface of the insulating substrate 1 and the end of the electrode 2 so as to form a particulate resistance film 3 over the end of the electrode 2. Form it, remove it, and attach the plate 6 (Fig. 2C). In addition, a heating board 7 is provided at the bottom of the bell jar 4,
A conductive material 8 such as Ni is layered. A shirt cover 9 is provided between the insulating substrate 1 and the conductive material 8 and kept closed. Exhaust air from the exhaust port 10 using a vacuum pump, energize the board 7 to generate heat, and release gas from each part, and then supply an inert gas, for example ~ gas, from the inert gas inlet 11 for cleaning. , and further exhaust the air through the exhaust port 10. At this stage, the inside of the bell jar 4 is evacuated to a degree of vacuum of 10-7 tons or more. Next, inert gas inlet 1 1 to 9
A high purity inert gas such as argon of 9.9999% or more is supplied and sealed until a predetermined gas pressure is reached.
このときのガス圧は、後述する第4図のような特性に従
つて、所望の面積抵抗値にあわせて決定する。その後、
ボード7に加熱用電源12から通電して加熱し、導電材
料8を加熱して、その微粒子13を発生させる。発生状
態が安定してからシャツ夕9を開き、しやへし、板6の
透孔5から絶縁基板1および電極2の端部に微粒子13
を付着させて微粒子抵抗膜3を形成する(第2図D)。
所定の付着時間が終了すれば再びシャツ夕9を閉じ、電
源12を切断してボード7への通電を停止する。それか
ら、不活性ガス導入口11より不活性ガスZをさらに供
給して冷却をして、微粒子抵抗膜3を形成する。このよ
うな製造工程において、不活性ガスとしてArガスを、
導電材料8としてNiを、加熱用のボード7として抵抗
値が約10mQのタングステンZボートを、加熱用電源
12として最大電圧Wのものを、それぞれ用いて、シャ
ツ夕9を開放して微粒子13を付着させる微粒子抵抗膜
形成時間を約15の妙こして、作製した抵抗素子の抵抗
値の実測例を第4図に示す。The gas pressure at this time is determined in accordance with the desired sheet resistance value in accordance with the characteristics shown in FIG. 4, which will be described later. after that,
Electricity is applied to the board 7 from a heating power source 12 to heat the board 7, thereby heating the conductive material 8 and generating fine particles 13 thereof. After the generation condition stabilizes, open the shirt cover 9, dry it, and pour the fine particles 13 through the through hole 5 of the plate 6 onto the ends of the insulating substrate 1 and the electrode 2.
is deposited to form a particulate resistance film 3 (FIG. 2D).
When the predetermined adhesion time ends, the shirt cover 9 is closed again, the power supply 12 is cut off, and the power supply to the board 7 is stopped. Then, an inert gas Z is further supplied from the inert gas inlet 11 for cooling, and the particulate resistance film 3 is formed. In such a manufacturing process, Ar gas is used as an inert gas,
Using Ni as the conductive material 8, a tungsten Z boat with a resistance value of about 10 mQ as the heating board 7, and a maximum voltage W as the heating power source 12, the shirt cover 9 is opened to release the particles 13. FIG. 4 shows an example of actual measurement of the resistance value of a resistor element manufactured by increasing the deposition time of the particulate resistive film to about 15 minutes.
ここで、機軸は微粒子抵抗膜3の形成時にベルジヤ4内
に封入するArガスのガス圧、縦軸は抵抗値である。こ
の特性図から明らかなように、導電材料8を蒸発させて
微粒子14にするときに、封入しておく不活性ガスのガ
ス圧を調節することによって、抵抗素子の面積抵抗値を
任意に広範囲に選択することできる。また、この抵抗素
子の面積抵抗値は、ガス圧によってほぼ10‐3〜10
70/□にまで選定でき、従来のものに比してはるかに
大きい面積抵抗値を得ることができ、薄膜回路やその他
の用途の抵抗素子の小形化に大きく貢献することができ
る。また、小さい面積抵抗値のものも作ることができ、
応用範囲をきわめて広くすることができる。なお、Ni
の他にも各種の導電性物質を蒸発材料として用いて、微
粒子抵抗膜3を作ることができ、また、Arガス以外の
任意の不活性ガスを雰囲気ガスとして用いることができ
ることはいうまでもない。Here, the axis is the gas pressure of Ar gas sealed in the bell gear 4 when forming the particulate resistance film 3, and the vertical axis is the resistance value. As is clear from this characteristic diagram, by adjusting the gas pressure of the inert gas sealed when the conductive material 8 is evaporated into the fine particles 14, the area resistance value of the resistance element can be arbitrarily changed over a wide range. You can choose. Also, the area resistance value of this resistance element is approximately 10-3 to 10-10 depending on the gas pressure.
70/□, it is possible to obtain a much larger area resistance value than conventional ones, and it can greatly contribute to the miniaturization of resistive elements for thin film circuits and other applications. Also, it is possible to make products with small area resistance values.
The range of application can be extremely widened. In addition, Ni
It goes without saying that the particulate resistive film 3 can be made using various other conductive substances as the evaporation material, and any inert gas other than Ar gas can be used as the atmospheric gas. .
以上のようにして、微粒子抵抗膜素子が作製されるので
あるが、電極2の端部に重ね合わせるように微粒子抵抗
膜3を付着させるだけでは、特に高抵抗の素子において
両者の接触抵抗が問題となることがある。As described above, a particulate resistive film element is fabricated. However, simply attaching the particulate resistive film 3 to the end of the electrode 2 in such a way as to overlap it will result in a problem of contact resistance between the two, especially in high-resistance elements. It may become.
そのような場合には、この両者の重なり合っている部分
に同種または異種の導電物質をイオンプレーティングに
よって充分に付加し、この部分の微粒子抵抗膜13を完
全に導通させ、かつ電極2に密着させるようにすればよ
い。第3図において、15は高周波励起方式イオンプレ
ーティングを行うための陰極、16はリング状の高周波
蟹極、1 7はたとえば13.5母 M批のイオンプレ
ーテイング用の高周波電源、18はイオン加速用の電源
、19はイオンプレーティング位置規制用のしやへし、
板である。このような構成で、リング状の高周波電極1
6を導電材料8の上方に設け、かつしやへし、板19を
設置し、Arガスを導入して高周波グロー放電を起こし
、これによってプラズマを保持し、タングクテンのボー
ト7で加熱した蒸発材料8をイオン化して蒸発材料イオ
ン20とし、しやへし、板19を通して抵抗膜4に付加
し導電領域3′を形成する(第2図E)。In such a case, a conductive material of the same type or different type is sufficiently added to the overlapping portion of the two by ion plating to make the particulate resistive film 13 in this portion completely conductive and to bring it into close contact with the electrode 2. Just do it like this. In FIG. 3, 15 is a cathode for performing high-frequency excitation type ion plating, 16 is a ring-shaped high-frequency crab pole, 17 is a high-frequency power source for ion plating of, for example, 13.5 mm, and 18 is a high-frequency power source for ion plating. Power source for acceleration, 19 is a shield for regulating the ion plating position,
It is a board. With this configuration, the ring-shaped high frequency electrode 1
6 is placed above the conductive material 8, a plate 19 is placed above the conductive material 8, Ar gas is introduced to generate a high-frequency glow discharge, thereby maintaining plasma, and the evaporation material is heated by a tungsten boat 7. 8 is ionized to form evaporation material ions 20, which are then applied to the resistive film 4 through the plate 19 to form a conductive region 3' (FIG. 2E).
このイオンプレーティングは〜ガス等の不活性ガスの1
0‐3〜10‐4Tom程度の比較的低ガス圧中で安定
に動作する。真空蒸着法ではボート7の温度が230ぴ
Kでも蒸発したNiの持つエネルギーは約0.2Vであ
り、スバツタ蒸着法でも数eV〜10$Vであるのに対
して、イオンプレーティング法では蒸発したイオン20
に数1企V〜郎eVと大きなエネルギーを与えることが
できるので、このような高エネルギーの導電物質のイオ
ンを抵抗膜3に付加することによって導電領域3′を形
成し、非常に密着性よく抵抗膜3を電極2に接着させる
ことができる。This ion plating is one of the inert gases such as gases.
It operates stably at relatively low gas pressures of about 0-3 to 10-4 Tom. In the vacuum evaporation method, even if the temperature of the boat 7 is 230 pK, the energy of the evaporated Ni is about 0.2V, and even in the sputtering evaporation method, it is several eV to 10$V, whereas in the ion plating method, the energy of evaporated Ni is about 0.2V. AEON 20
Since it is possible to give a large energy of several 1 to 2 eV to the resistive film 3, by adding ions of such a high-energy conductive material to the resistive film 3, the conductive region 3' is formed, and the conductive region 3' is formed with very good adhesion. The resistive film 3 can be adhered to the electrode 2.
さらに、イオンプレーティング法では、イオン衝撃によ
るスパッタリングによって表面の清浄化が行なわれるの
で、このことも両者の導電性、密着性の向上に寄与して
いるものと考えられる。このようなイオンプレーテイン
グを行なうための蒸発材料は、微粒子抵抗膜3を形成す
るための蒸発材料としての導電材料8と同一であっても
、異なる材料を用いてもよいことはいうまでもない。ま
た、イオンプレーティングを行う際しては、導電物質の
イオン20を微粒子抵抗膜3と電極2と重なり合ってい
る領域に有効に付加するように、陰極20の構造・配置
を変更しておけばさらによい。また、このようなイオン
プレーテイングで導電物質を付加すると、その付加され
た部分の微粒子抵抗膜3は抵抗性が少なくなって、つい
には導電性をもった導電領域3′になってしまい、抵抗
として動作する部分と電極2との接触抵抗を著しく低減
し、良好な接続が実現される。Furthermore, in the ion plating method, the surface is cleaned by sputtering due to ion bombardment, and this is considered to also contribute to improving the conductivity and adhesion between the two. It goes without saying that the evaporation material for performing such ion plating may be the same as the conductive material 8 used as the evaporation material for forming the particulate resistive film 3, or a different material may be used. . Furthermore, when performing ion plating, it is necessary to change the structure and arrangement of the cathode 20 so that the ions 20 of the conductive material are effectively added to the area where the particulate resistive film 3 and the electrode 2 overlap. Even better. Furthermore, when a conductive substance is added by such ion plating, the resistance of the particulate resistive film 3 to which it has been added decreases, and it eventually becomes a conductive region 3', which increases the resistance. The contact resistance between the electrode 2 and the portion that operates as a contact electrode is significantly reduced, and a good connection is achieved.
その後、空気導入口14から空気を導入し、しやへし、
板6,19を除去し、絶縁基板1等を取り出すことによ
り、抵抗素子膜自体の形成工程を完了する。このように
して、微粒子抵抗膜による抵抗素子を作製することがで
きるのであるが、上述のような製造方法においても各種
の条件を所定の設定状態に保つことはかなり困難である
。After that, air is introduced from the air introduction port 14 and cooled,
By removing the plates 6 and 19 and taking out the insulating substrate 1 and the like, the process of forming the resistive element film itself is completed. In this way, it is possible to fabricate a resistive element using a particulate resistive film, but it is quite difficult to maintain various conditions at predetermined settings even with the above-described manufacturing method.
特に不活性ガス雰囲気中で導電材料8を蒸発させて微粒
子13にし、絶縁基板1に付着させて微粒子抵抗膜3を
形成する工程において、ガス圧を所定の値に保っておく
ことが困難で、作製した微粒子抵抗膜3の抵抗値はかな
り誤差を生じることがある。そこで本発明は、かかる微
粒子抵抗膜により構成した抵抗素子の抵抗値を、容易に
、かつ正確に調整することのできる製造方法を提供する
ことを目的とするものである。In particular, it is difficult to maintain the gas pressure at a predetermined value in the process of evaporating the conductive material 8 into fine particles 13 in an inert gas atmosphere and adhering them to the insulating substrate 1 to form the fine particle resistance film 3. The resistance value of the produced particulate resistive film 3 may have a considerable error. SUMMARY OF THE INVENTION Therefore, an object of the present invention is to provide a manufacturing method that can easily and accurately adjust the resistance value of a resistive element made of such a particulate resistive film.
このため、本発明では抵抗値調整の手段として導電物質
のイオンプレーティングを用いることを特徴とする。以
下、本発明の方法の一実施例について、第2図および第
3図を用いてともに説明する。なお、以下の調整工程は
導電領域を形成した、第2図Eに示す工程の次に行なう
。まず、第3図において、しやへし、板6を金属で作製
し、かつ絶縁基板1上の電極2に接触させておくなどし
て、電極2を外部に電気的に引き出し、絶落慶基板1等
をベルジャ4内に設置したままで、適当な抵抗計21に
接続して、微粒子抵抗膜3の抵抗値を測定する。この抵
抗値測定は調整終了まで引き続いて行なう。導電領域作
製工程用のしやへし、板19は除去しておく。次いで、
排気口10から不活性ガスを排気し、イオンプレーティ
ングに適した10‐3〜1げ4Torr程度のガス圧の
不活性ガスを封入する。その後、高周波電源17および
高圧電源18を接続し、かつボード7に通電して導電材
料8を加熱し、蒸発させて、導電材料8のイオン20を
作る。そして、シャツ夕9を開いて、これを微粒子抵抗
膜3に付加し、イオンプレーテイングを行なう(第2図
F)。イオンプレーティングによってイオン20を付加
すると、微粒子抵抗膜3の抵抗値は徐々に低下するので
、抵抗計21によって測定している抵抗値が所定の値に
達すれば、シャツ夕9を閉じ、ボード7の加熱および高
周波電源17、高圧電源18による給電を停止して、イ
オンプレーテイングを停止する。上記微粒子抵抗膜は、
同一材料を用いて形成しても、その形成時の不活性ガス
の圧力によって、抵抗値が異なるものである。Therefore, the present invention is characterized in that ion plating of a conductive material is used as a means for adjusting the resistance value. An embodiment of the method of the present invention will be described below with reference to FIGS. 2 and 3. Note that the following adjustment step is performed after the step shown in FIG. 2E in which the conductive region is formed. First, as shown in FIG. 3, the plate 6 is made of metal and brought into contact with the electrode 2 on the insulating substrate 1, and the electrode 2 is electrically drawn out to the outside. The resistance value of the particulate resistance film 3 is measured by connecting it to a suitable resistance meter 21 while the particulate resistive film 3 remains installed in the bell jar 4. This resistance value measurement is continued until the adjustment is completed. The shield and plate 19 for the conductive region manufacturing process are removed. Then,
The inert gas is exhausted from the exhaust port 10, and the inert gas is filled with a gas pressure of about 10-3 to 4 Torr, which is suitable for ion plating. Thereafter, the high frequency power source 17 and the high voltage power source 18 are connected, and the board 7 is energized to heat and evaporate the conductive material 8 to form ions 20 of the conductive material 8. Then, the shirt plate 9 is opened, this is added to the particulate resistance film 3, and ion plating is performed (FIG. 2F). When ions 20 are added by ion plating, the resistance value of the particulate resistive film 3 gradually decreases, so when the resistance value measured by the resistance meter 21 reaches a predetermined value, the shirt cover 9 is closed and the board 7 is closed. heating and power supply by the high frequency power source 17 and high voltage power source 18 are stopped to stop ion plating. The above particulate resistance film is
Even when formed using the same material, the resistance value differs depending on the pressure of the inert gas at the time of formation.
たとえば、アルゴンガス圧を0.1〜2monと20ぴ
音程度変化させるだけで、得られる微粒子抵抗膜の面積
抵抗値は10‐3〜1070/口と、低面積抵抗値から
これまで得られていないような高面積抵抗値で1びo倍
変化する。これは、微粒子抵抗膜を構成する微粒子の平
均粒径を制御することによって、微粒子抵抗膜の面積抵
抗値を制御できるという事実に基く。微粒子抵抗膜の構
造も、不活性ガス圧を0.1〜2舵orrと変化させて
行くと、柱状から多孔性柱状そして海綿状と変化する。For example, by simply changing the argon gas pressure by about 20 pm to 0.1 to 2 mon, the area resistance value of the particulate resistive film obtained is 10-3 to 1070/mouth, which is unlike anything previously obtained from a low area resistance value. The resistance value changes by a factor of 1 and 10 at a high area resistance value. This is based on the fact that the area resistance value of a particulate resistive film can be controlled by controlling the average particle diameter of the particulates constituting the particulate resistive film. The structure of the particulate resistance film also changes from columnar to porous columnar to cavernous as the inert gas pressure is varied from 0.1 to 2 orr.
このように微粒子抵抗膜は、従来得られているような薄
膜や厚膜とはまったく異なった性質を持っている。In this way, particle resistive films have properties that are completely different from conventional thin and thick films.
そして、その膜密度は従来の繊密な膜に比べて2〜3桁
も小さい。膿密度が小さいと、微粒子同士の接触界面も
少なくなるので、面積抵抗が高くなる。本発明における
微粒子膜構造は、上述から明らかであるようにその膜の
製造条件に著しく依存し、蒸発材料や不活性ガスの種類
にかかわらず同一の抵抗値に制御できることが実験によ
って確認されている。The film density is two to three orders of magnitude smaller than that of conventional dense films. When the pus density is low, there are fewer contact interfaces between fine particles, so the sheet resistance becomes higher. As is clear from the above, the fine particle film structure of the present invention is significantly dependent on the manufacturing conditions of the film, and it has been confirmed through experiments that the resistance can be controlled to the same value regardless of the type of evaporation material or inert gas. .
多孔性の微粒子抵抗膜に導電物質のイオンプレーティン
グをすると、その抵抗が低下する。When a porous microparticle resistance film is ion-plated with a conductive material, its resistance decreases.
多孔性の膜であるので、導電物質が膜表面だけでなく、
内部にまで導入される。どの導入深さはイオンプレーテ
イングの加速エネルギーとも関係する。上述したように
、微粒子膜の抵抗値を決定する主な要因は、膜を構成す
る微粒子の接触界面であるので、ここに導電物質を付着
させると、面積抵抗が変化する。その付着量によって、
面積抵抗値が変化する。このようにして、イオンプレー
テイングによって抵抗値を調整するようにすれば、その
調整をきわめて容易に行なうことができ、しかも正確な
抵抗値にすることができる。Because it is a porous membrane, the conductive material is not only on the membrane surface.
It is even introduced inside. The depth of introduction is also related to the acceleration energy of ion plating. As mentioned above, the main factor that determines the resistance value of a particulate film is the contact interface between the particulates that make up the film, so when a conductive substance is attached thereto, the sheet resistance changes. Depending on the amount of adhesion,
The sheet resistance value changes. If the resistance value is adjusted by ion plating in this manner, the adjustment can be performed extremely easily, and moreover, an accurate resistance value can be obtained.
また、ベルジャ4から外部に取り出すことなく調整を行
なうことができるので、工程を簡単化することもできる
ものである。なお、このようにしてイオンプレーテイン
グによる抵抗値を行なう際に抵抗値を小さくし過ぎたり
、あるいは最初から抵抗値が小さ過ぎて製造されている
場合には、第3図に示すように微粒子抵抗膜3を加熱す
ることのできるヒータ22とその電源23とを設けてお
き、ベルジャ4内に少量の酸素を封入した雰囲気中で微
粒子抵抗膜3を加熱して酸化させる。Furthermore, since adjustments can be made without taking the bell jar 4 out, the process can also be simplified. In addition, if the resistance value is made too small when performing the resistance value by ion plating in this way, or if the resistance value is manufactured with too small a value from the beginning, the particulate resistance value will be reduced as shown in Figure 3. A heater 22 capable of heating the film 3 and its power supply 23 are provided, and the particulate resistance film 3 is heated and oxidized in an atmosphere containing a small amount of oxygen in the bell jar 4.
微粒子抵抗膜3は酸化されると徐々に抵抗値が増大する
ので、やはり抵抗計21で測定しながら、抵抗値が所定
値になったときに、加熱を停止させればよい。ヒータ2
2は、陰極15を取り付けている絶縁基板ホルダー24
に組み込むなどしてお仇まよく、また、酸素を導入する
には、純粋な酸素を導入してもあるいは酸素を含む空気
を導入してもよい。なおまた、以上のようにして作った
微粒子抵抗膜3は、そのままの状態で空気中で使用され
た場合には、空気や水分によって酸化されて経時劣化を
生じるおそれがある。Since the resistance value of the particulate resistive film 3 gradually increases when it is oxidized, heating may be stopped when the resistance value reaches a predetermined value while being measured using the resistance meter 21. Heater 2
2 is an insulating substrate holder 24 to which the cathode 15 is attached;
In addition, to introduce oxygen, pure oxygen or air containing oxygen may be introduced. Furthermore, if the particulate resistance film 3 produced as described above is used in the air as it is, there is a risk that it will be oxidized by air and moisture and deteriorate over time.
かかる劣化を防止するためには、第5図に示すように、
少なくとも微粒子抵抗膜3の表面に、絶縁性の保護層2
5を設けておけばよい。この保護層25としては、Si
○の蒸着膜、シリコンレジンの塗布膜、Si0蒸着膜と
シリコンレジン塗布膜との2重膜、RFスパッタにより
形成したSi02膜、さらには樹脂膜等を用いることが
できる。たとえば保護層25としてSi○等の蒸着膜を
用い、抵抗素子の工程途中でその蒸着を行なう場合には
、第3図に示した装置において、ボート7、導電材料8
とは別個に、これと同様にしてSi○等の絶縁物蒸着材
料を載層したボードを設けておき(図示は省略している
)、上述の取り出しのための空気導入工程の前において
、排気口10から排気して真空にし、保護層25を作製
する場所を決めるためのしやへし、板を取り付け、その
後絶縁物蒸着材料を敷遣したボートに通電し加熱して微
粒子抵抗膜3の表面にSi○等の絶縁物を蒸着させて保
護層25を形成し、しかる後にしやへし・板を除去し、
排気を停止して、空気を導入すればよい。In order to prevent such deterioration, as shown in Figure 5,
An insulating protective layer 2 is formed on at least the surface of the particulate resistive film 3.
5 should be set. As this protective layer 25, Si
A vapor deposited film of ◯, a silicon resin coating film, a double film of an SiO vapor deposition film and a silicon resin coating film, an SiO2 film formed by RF sputtering, a resin film, etc. can be used. For example, when using a vapor deposited film such as Si○ as the protective layer 25 and performing the vapor deposition during the process of forming the resistor element, in the apparatus shown in FIG. 3, the boat 7, the conductive material 8
Separately, a board on which an insulating material such as Si○ is layered is prepared in the same way (not shown), and before the above-mentioned air introduction step for extraction, an exhaust The air is evacuated from the port 10 to create a vacuum, a shield and a board are attached to determine the location where the protective layer 25 is to be formed, and then the boat on which the insulator vapor deposition material is spread is energized and heated to form the particulate resistive film 3. A protective layer 25 is formed by depositing an insulating material such as Si○ on the surface, and then the shield and plate are removed.
All you have to do is stop the exhaust and introduce air.
以上のように本発明によれば、高面積抵抗を得ることの
できる新規な微粒子抵抗膜素子の抵抗値を、容易にしか
も正確に調整して製造することができるものである。As described above, according to the present invention, the resistance value of a novel particulate resistive film element capable of obtaining a high area resistance can be easily and accurately adjusted and manufactured.
第1図は本発明に先立って考案された抵抗膜素子の断面
図、第2図A,B,C,D,E,Fは本発明の微粒子抵
抗膜素子の製造方法を実施した一例の工程途中の抵抗膜
素子の断面図、第3図は同工種に用いる装置の断面図、
第4図は同工程で製造した抵抗膜素子のガス庄一抵抗値
特性を示す特性図、第5図は保護層を設けた抵抗膜素子
の断面図である。
1・・・・・・絶系霧基板、2……電極、3・・・・・
・微粒子抵抗膜、4・・・・・・ベルジヤ、5・・・・
・・透孔、6…・・・しやへい板、7・・・・・・ボー
ト、8・・・・・・導電材料、9・・・・・・シャツ夕
、10・・・・・・排気口、11・・・・・・不活性ガ
ス導入口、12・・…・加熱用電源、13・・・・・・
微粒子、14・・・・・・空気導入口、15・・・・・
・陰極、16・・・・・・高周波電極、17・・・・・
・高周波電源、18…・・・高圧電源、19……しやへ
い板、20…・・・イオン、21・・・・・・抵抗計、
22・…・・ヒータ、23・・・・・・電源、24・・
・・・・絶案粛基板ホルダー、25・・・・・・保護層
。
第1図第5図
第2図
第3図
第4図Fig. 1 is a cross-sectional view of a resistive film element devised prior to the present invention, and Fig. 2 A, B, C, D, E, and F are steps of an example of implementing the method for manufacturing a microparticle resistive film element of the present invention. A cross-sectional view of the resistive film element in the middle, Figure 3 is a cross-sectional view of the equipment used for the same type of work,
FIG. 4 is a characteristic diagram showing the gas Shoichi resistance value characteristics of a resistive film element manufactured in the same process, and FIG. 5 is a cross-sectional view of the resistive film element provided with a protective layer. 1... Insulated fog substrate, 2... Electrode, 3...
・Particle resistance film, 4... Belgear, 5...
・・Through hole, 6 ・・Shiyahei plate, 7 ・・・Boat, 8 ・・・Conductive material, 9 ・・・Shirt cover, 10 ・・・・Exhaust port, 11...Inert gas inlet, 12...Heating power supply, 13...
Fine particles, 14...Air inlet, 15...
・Cathode, 16...High frequency electrode, 17...
・High frequency power supply, 18... High voltage power supply, 19... Shiyahei plate, 20... Ion, 21... Resistance meter,
22... Heater, 23... Power supply, 24...
・・・・・・Excellent board holder, 25・・・・・・Protective layer. Figure 1 Figure 5 Figure 2 Figure 3 Figure 4
Claims (1)
粒子抵抗膜に、イオンプレーテイングにより導電物質を
付加して抵抗値を調整することを特徴とする微粒子抵抗
膜素子の製造方法。 2 不活性ガス雰囲気中で導電物質を蒸発させて微粒子
を作り、この微粒子を絶縁基板上に付着させて微粒子抵
抗膜を形成した後、不活性ガスを減圧してイオンプレー
テイングにより上記導電物質を上記微粒子抵抗膜に付加
して抵抗値を調整することを特徴とする特許請求の範囲
第1項記載の微粒子抵抗膜素子の製造方法。 3 微粒子を作る導電物質と、イオンプレーテイング用
の導電物質とに同一の物質を用いることを特徴とする特
許請求の範囲第1項または第2項記載の微粒子抵抗膜素
子の製造方法。[Scope of Claims] 1. Manufacturing of a particulate resistive film element characterized in that the resistance value is adjusted by adding a conductive substance to a particulate resistive film made of fine particles of a conductive substance adhered to an insulating substrate by ion plating. Method. 2. Evaporate the conductive material in an inert gas atmosphere to create fine particles, deposit the fine particles on an insulating substrate to form a fine particle resistance film, and then reduce the pressure of the inert gas and ion plate the conductive material. 2. The method of manufacturing a particulate resistive film element according to claim 1, wherein the particulate resistive film element is added to the particulate resistive film to adjust the resistance value. 3. A method for manufacturing a fine particle resistive film element according to claim 1 or 2, characterized in that the same material is used as the conductive material for forming the fine particles and the conductive material for ion plating.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP51059238A JPS6016087B2 (en) | 1976-05-21 | 1976-05-21 | Manufacturing method of particulate resistive film element |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP51059238A JPS6016087B2 (en) | 1976-05-21 | 1976-05-21 | Manufacturing method of particulate resistive film element |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS52142295A JPS52142295A (en) | 1977-11-28 |
| JPS6016087B2 true JPS6016087B2 (en) | 1985-04-23 |
Family
ID=13107592
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP51059238A Expired JPS6016087B2 (en) | 1976-05-21 | 1976-05-21 | Manufacturing method of particulate resistive film element |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6016087B2 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2823590B2 (en) * | 1989-05-31 | 1998-11-11 | 北陸電気工業株式会社 | Metal thin film element |
-
1976
- 1976-05-21 JP JP51059238A patent/JPS6016087B2/en not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS52142295A (en) | 1977-11-28 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4021277A (en) | Method of forming thin film resistor | |
| US3477935A (en) | Method of forming thin film resistors by cathodic sputtering | |
| US4065370A (en) | Method of ion plating a thin metallic strip for flashlamp starting | |
| US6217722B1 (en) | Process for producing Ti-Cr-Al-O thin film resistors | |
| US4591417A (en) | Tandem deposition of cermets | |
| JPS5919190B2 (en) | Manufacturing method of lead film | |
| JP3615647B2 (en) | Method for producing transparent conductive film and transparent conductive film | |
| JPS6016087B2 (en) | Manufacturing method of particulate resistive film element | |
| JPH02280310A (en) | Manufacture of electrode material for electrolytic capacitor | |
| JPS634321B2 (en) | ||
| US3498832A (en) | Material and method for producing cermet resistors | |
| JPH03101033A (en) | Manufacture of thin film | |
| US3382100A (en) | Rhenium thin film resistors | |
| US3647662A (en) | Technique for the fabrication of hafnium nitride resistor | |
| US3644188A (en) | Anodizable cermet film components and their manufacture | |
| US3738919A (en) | Technique for adjusting temperature coefficient of resistance of tantalum aluminum alloy films | |
| WO2017020534A1 (en) | Silver/aluminium alloy crystal oscillation plate coating process | |
| JPS61292817A (en) | Formation of transparent conducting metal oxide film | |
| Schiller et al. | Cr Si resistive films produced by magnetron-plasmatron sputtering | |
| US6420826B1 (en) | Flat panel display using Ti-Cr-Al-O thin film | |
| JPS5853483B2 (en) | High-precision resistor element and its manufacturing method | |
| JP4053210B2 (en) | Plasma processing method | |
| US3575833A (en) | Hafnium nitride film resistor | |
| JPH06450Y2 (en) | Coil movable ion plating device | |
| JPH05190309A (en) | Pr0duction of resistance film |