JPS6038005B2 - thermal head - Google Patents
thermal headInfo
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- JPS6038005B2 JPS6038005B2 JP52160144A JP16014477A JPS6038005B2 JP S6038005 B2 JPS6038005 B2 JP S6038005B2 JP 52160144 A JP52160144 A JP 52160144A JP 16014477 A JP16014477 A JP 16014477A JP S6038005 B2 JPS6038005 B2 JP S6038005B2
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は棚化ランタンと酸素とからなる薄膜発熱抵抗体
を有するサーマルヘッドさらにはその製造方法に関する
。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a thermal head having a thin film heating resistor made of shelved lanthanum and oxygen, and also to a method for manufacturing the same.
熱印字記録に用いられるサーマルヘッドは例えばガラス
のような電気的な絶縁性と平滑面とを有する基板上に複
数個の発熱抵抗体と、この発熱抵抗体に電力を供給する
ための電気導体とを設け、記録すべき情報に従って必要
な熱パターンが得られるように、対応する発熱抵抗体に
電気導体を介して電流を流して発熱させ、記録媒体に接
触することにより記録を行なうものである。A thermal head used for thermal print recording includes a plurality of heating resistors on a substrate having electrical insulation and a smooth surface, such as glass, and an electric conductor for supplying power to the heating resistors. Recording is performed by applying a current to the corresponding heat-generating resistor through an electric conductor to generate heat so as to obtain a necessary thermal pattern according to the information to be recorded, and bringing the heat-generating resistor into contact with the recording medium.
そこに用いられる発熱抵抗体としては、従来窒化タンタ
ル、ニクロム酸化錫等の薄膜発熱抵抗体、銀−パラジウ
ム等を用いた厚勝発熱抵抗体、シリコン半導体を用いた
半導体発熱抵抗体がある。このうち薄膜発熱抵抗体を用
いたサーマルヘッド‘ま厚膜発熱抵抗体、半導体発熱抵
抗体等と比較して熱応答性がよく耐熱性、耐熱衝撃性に
優れ、寿命が長く、信頼性が高い等の特徴を有している
。この薄膜発熱抵抗体としては、従来、窒化タンタルが
耐熱性に優れ、信頼性も高く、又固有抵抗値も250〜
300ム○肌と比較的高い値で製造の制御性もよいため
、特に多く用いられている。しかるに窒化タンタルは約
300qC以上の高温に於ては急激に酸化されその抵抗
値が急激に増加し、記録紙に印字する場合、印字濃度を
劣化させる欠点がある。Heat generating resistors used therein include conventional thin film heat generating resistors made of tantalum nitride, dichrome tin oxide, etc., thick heat generating resistors using silver-palladium, etc., and semiconductor heat generating resistors using silicon semiconductor. Among these, thermal heads using thin-film heating resistors have better thermal response, superior heat resistance and thermal shock resistance, longer lifespan, and higher reliability than thick-film heating resistors, semiconductor heating resistors, etc. It has the following characteristics. Conventionally, tantalum nitride has been used for this thin film heating resistor, which has excellent heat resistance, high reliability, and has a specific resistance value of 250~250.
It is particularly widely used because it has a relatively high value of 300 mm○ skin and has good controllability in production. However, tantalum nitride is rapidly oxidized at high temperatures of about 300 qC or higher, resulting in a rapid increase in its resistance value, which has the disadvantage of deteriorating print density when printing on recording paper.
一般にはこの欠点を補うために酸化シリコン(Si02
)の耐酸化保護層を設け更にその上に酸化タンタル(T
a24)の耐摩耗層を設けてサーマルヘッドとして使用
しているが、サーマルヘッドを長時間駆動させた時の抵
抗変化はなお十分満足できるものではなかった。特に近
年、高速サーマルヘッドの要求が増加しつつあるためヘ
ッドの通電パルス中を短かくして感熱紙を発色させる必
要があり、従って電力は従来より増加することになり、
発熱抵抗体はさらに高温になるから寿命はより短くなる
。そのためさらに耐熱性のある発熱抵抗体が要求されて
いる。また、窒化タンタルの面積抵抗は、通常500/
口前後で、サーマルヘッドとして特に大きくした場合で
も1000/0程度であり更に抵抗値を大きくするため
にはトリミングを行なったり、膜厚を薄くする等の方法
を用いるが、その際製造工程が複雑になったり、寿命に
対して悪影響を生じたりする等の欠点が発生する。Generally, silicon oxide (Si02) is used to compensate for this drawback.
) is provided with an oxidation-resistant protective layer of tantalum oxide (T
A24) A wear-resistant layer was provided and used as a thermal head, but the change in resistance when the thermal head was driven for a long time was still not fully satisfactory. In particular, in recent years, the demand for high-speed thermal heads has increased, so it is necessary to shorten the energizing pulse of the head to color the thermal paper, which means that the power consumption is higher than before.
Since the heating resistor becomes even hotter, its life becomes shorter. Therefore, there is a demand for a heating resistor with even higher heat resistance. Also, the sheet resistance of tantalum nitride is usually 500/
Even if the thermal head is made particularly large before and after the mouth, the resistance is about 1000/0. In order to further increase the resistance value, methods such as trimming or thinning the film are used, but the manufacturing process is complicated. However, disadvantages may occur, such as damage to the product or an adverse effect on the service life.
このように窒化タンタル薄膜発熱抵抗体では面積抵抗を
大きくとれないため、抵抗体を加熱するだけの電力を供
給するためには必然的に電流が大きくなり、電気導体の
抵抗値が問題になる。As described above, the tantalum nitride thin film heating resistor cannot have a large sheet resistance, so in order to supply enough power to heat the resistor, a large current is inevitably required, and the resistance value of the electric conductor becomes a problem.
即ち、薄膜発熱抵抗体の抵抗値に対して電気導体の抵抗
値が無視できなくなるから、抵抗体に接続された各電気
導体の距離の差異により各抵抗体の発熱量が異ってしま
い、記録パターンに濃度差が生じ記録品質が劣る。更に
記録密度を上げるため、薄膜発熱抵抗体の大きさを小さ
くすると、薄膜発熱抵抗体の面積抵抗値は不変で電気導
体の抵抗値のみ増大するから、電気導体における電力消
費が問題になるし、又これを避けるために電気導体の厚
さを極端に大きくすること多層配線の場合に表面の凹凸
が激しくなり摩耗にも弱くなるなど構造上大きな不都合
が生じることになる。又電流が大きいことは加熱用電源
、スイッチング回路等の容量を大きくしなければならな
い等の不都合も生じる。本発明は上記の点を改良し、酸
化されにくく抵抗値が安定で、比抵抗を高い値まで選択
できる薄膜発熱抵抗体を用いたサーマルヘッドを提供し
、その特徴とするところは棚化ランタと酸素とからなる
発熱抵抗体にある。In other words, since the resistance value of the electrical conductor cannot be ignored compared to the resistance value of the thin-film heating resistor, the amount of heat generated by each resistor will differ due to the difference in the distance between each electrical conductor connected to the resistor, and the recording Differences in density occur in the pattern, resulting in poor recording quality. Furthermore, if the size of the thin film heating resistor is reduced in order to increase the recording density, the sheet resistance value of the thin film heating resistor remains unchanged and only the resistance value of the electrical conductor increases, so power consumption in the electrical conductor becomes a problem. Furthermore, if the thickness of the electrical conductor is made extremely large in order to avoid this, in the case of multilayer wiring, the surface becomes extremely uneven and becomes susceptible to abrasion, resulting in major structural problems. In addition, the large current also causes disadvantages such as the need to increase the capacity of the heating power source, switching circuit, etc. The present invention improves the above points and provides a thermal head using a thin film heating resistor that is resistant to oxidation, has a stable resistance value, and allows selection of specific resistance up to a high value. The heating resistor consists of oxygen.
この発熱抵抗体においては、棚化ランタンと酸素とが原
子的なスケールで混在している。以下、図面を参照しな
がら詳細に説明する。In this heating resistor, shelved lanthanum and oxygen coexist on an atomic scale. A detailed description will be given below with reference to the drawings.
第1図は本発明に適用するサーマルヘッドの形状例の要
部断面図である。同図中の1はセラミックス、ガラスあ
るいは、グレーズドセラミツクスのような電気的な絶縁
物で形成された基板である。2は棚化ランタンと酸素と
からなる本発明に係る薄膜発熱抵抗体である。FIG. 1 is a sectional view of a main part of an example of the shape of a thermal head applied to the present invention. 1 in the figure is a substrate made of an electrical insulator such as ceramics, glass, or glazed ceramics. 2 is a thin film heating resistor according to the present invention, which is made of a shelf-shaped lanthanum and oxygen.
3は該薄膜発熱抵抗体に電力を供給するための電気導体
で、アルミニウム、金等の電気良導体で、形成されてい
る。Reference numeral 3 denotes an electric conductor for supplying power to the thin film heating resistor, which is made of a good electric conductor such as aluminum or gold.
又4は薄膜発熱抵抗体及び電気導体の保護層で、例えば
電子ビーム蒸着、スバッター等によって作製した酸化シ
リコン、酸化マグネシウム、酸化アルミニウム、酸化タ
ンタルあるいはこれらを組合せた多層構成が用いられ、
これによってサーマルヘッドの寿命を一層長くすること
ができる。本発明の棚化ランタンと酸素とからなる薄膜
発熱抵抗体の製造はスパッタリング、電子ビーム蒸着い
ずれも可能であり、スパッタリングによって製造する方
法としては、アルゴンと酸素の混合雰囲気中で棚化ラン
タンのターゲットをスパッタリングする方法、棚素と金
属ランタンを同時にターゲットする方法、金属ランタン
のみをターゲットとしてアルゴン、酸素、ジボランを含
む雰囲気中で活性スパッタリング方法等がある。4 is a protective layer for the thin film heating resistor and electric conductor, for example, silicon oxide, magnesium oxide, aluminum oxide, tantalum oxide, or a multilayer structure made of a combination of these, manufactured by electron beam evaporation, sputtering, etc., is used;
This makes it possible to further extend the life of the thermal head. The thin-film heating resistor of the present invention made of lanthanum shelving and oxygen can be manufactured by either sputtering or electron beam evaporation, and a method for manufacturing by sputtering involves using a lanthanum shelving target in a mixed atmosphere of argon and oxygen. There are methods of sputtering, methods of simultaneously targeting shelf elements and metallic lanthanum, and active sputtering methods of targeting only metallic lanthanum in an atmosphere containing argon, oxygen, and diborane.
棚化ランタンをターゲットとする場合、例えば石英皿等
の上に棚化ランタンを粉末の状態もしくはプレスした状
態で置くことによりターゲットとして用いることもでき
るが、あらかじめ1100qo以上の真空ホットプレス
により焼結させたターゲットを使用する方が、スパッタ
リングの制御は行いやすい。When using shelved lanthanum as a target, for example, it can be used as a target by placing the shelved lanthanum in a powder state or pressed state on a quartz dish, etc., but it is possible to use it as a target by placing the shelving lanthanum in a powdered or pressed state on a quartz plate, etc. It is easier to control sputtering if a target is used.
また棚素と金属ランタンを同時にターゲットとする場合
には棚素と金属ランタンを混合するか、又は一方を他方
に埋め込んだり表面の一部に配置したりして、行うこと
ができる。いずれの場合にも1×10‐汀on〜5 ×
10‐ITorrのアルゴンと酸素との混合雰囲気で行
うのが良く、好ましくは1×10‐勿on〜1×10‐
ITorrがよい。In addition, when shelving elements and metal lanthanum are targeted at the same time, the shelving elements and metal lanthanum can be mixed, or one can be embedded in the other or placed on a part of the surface. In either case, 1×10-Tei on ~ 5 ×
It is best to carry out in a mixed atmosphere of argon and oxygen at 10-ITorr, preferably 1 x 10 - 1 x 10 -
ITorr is good.
また、金属ランタンをターゲットとして、アルゴン、酸
素、ジポランの混合雰囲気中で活性スパッタリングを行
う場合には全ガス圧1×10‐汀orr〜5×10‐I
Tort、好ましくはlxlo‐2rorr〜5×10
‐2Ton、3のなかでジボランの分圧は全力の1〜1
0%、好ましくは2〜6%である。In addition, when active sputtering is performed in a mixed atmosphere of argon, oxygen, and diporan using metallic lanthanum as a target, the total gas pressure is 1 × 10-orr to 5 × 10-I.
Tort, preferably lxlo-2rorr~5x10
-2Ton, the partial pressure of diborane is 1 to 1 of the full force in 3
0%, preferably 2-6%.
上記のいずれのスパッタリング工程中においても、雰囲
気中の酸素分圧を0.1〜10%で選択することにより
、発熱抵抗体中に酸素を原子比でランタンの0.005
以上含有させることができる。During any of the above sputtering steps, by selecting the oxygen partial pressure in the atmosphere from 0.1 to 10%, oxygen is added to the heating resistor at an atomic ratio of 0.005 to lanthanum.
or more.
酸素含有量は少なすぎては効果がなく、逆に多すぎると
比抵抗の制御が驚かし〈、耐熱性も悪くなるのでモリブ
デンの0.01〜1.0(原子比)が適当であり、0.
05〜0.6がより好ましく、0.1〜0.3が最も好
ましい。このように作成した発熱抵抗体の固有抵抗値は
200仏Q伽〜5000仏○仇まで選択可能である。発
熱抵抗体を電子ビーム蒸着で製造する場合には、棚化ラ
ンタンの粉末を約100k9/泳以上の圧力でプレスし
てタブレットを作り1×10‐4Ton以上の高真空度
であらかじめ一定温度に保った基板上に蒸着させること
ができる。If the oxygen content is too low, it will not be effective, and if it is too high, the control of resistivity will be affected and the heat resistance will also deteriorate, so a molybdenum content of 0.01 to 1.0 (atomic ratio) is appropriate ..
05 to 0.6 is more preferable, and 0.1 to 0.3 is most preferable. The specific resistance value of the heating resistor thus prepared can be selected from 200 to 5,000 F. When manufacturing a heating resistor by electron beam evaporation, tablets are made by pressing lanthanum powder at a pressure of about 100 k9/m or more, and the temperature is kept at a constant temperature in advance at a high vacuum of 1 x 10-4 tons or more. It can be deposited on a substrate.
この時、ニードルバルブ等によって酸素を含む気体を電
子ビーム蒸着中に導入することによって発熱抵抗体中の
酸素含有量をモリブデンの0.005〜1.0(原子比
)とすることができる。このようにして作成された薄膜
発熱抵抗体は棚化ランタンと酸素より成り(但し不純物
としてC.Nなどを含有)、固有抵抗値を高く設定すれ
ば、電極部の抵抗値がある程度高くても良いから製造工
程が容易になり、電極を薄くすることにより表面の凹凸
が少くなった耐摩耗性が改良される。At this time, the oxygen content in the heating resistor can be adjusted to 0.005 to 1.0 (atomic ratio) of molybdenum by introducing a gas containing oxygen during electron beam evaporation using a needle valve or the like. The thin film heating resistor created in this way is made of shelved lanthanum and oxygen (contains impurities such as C.N.), and if the specific resistance value is set high, even if the resistance value of the electrode part is high to some extent. This makes the manufacturing process easier, and by making the electrode thinner, the wear resistance is improved due to fewer surface irregularities.
また電極部での電圧降下が無視できる程度であることか
ら、薄膜発熱抵抗体の発熱ムラによる発色濃度ムラも小
さくなり、マトリクス配線などの電極パターンの設計が
自由になる。またスパッタリング中あるいは電子ビーム
蒸着中に於いて200つ0〜500ooの基板加熱を行
うことによって、基板と薄膜発熱抵抗体との密着性が向
上し、膜の安定性に効果がある。In addition, since the voltage drop at the electrode portion is negligible, uneven color density due to uneven heating of the thin film heating resistor is also reduced, and electrode patterns such as matrix wiring can be designed more freely. Furthermore, by heating the substrate to 200° to 500° during sputtering or electron beam evaporation, the adhesion between the substrate and the thin film heating resistor is improved, which is effective in improving the stability of the film.
次に実施例に基づいて説明する。Next, an explanation will be given based on an example.
(実施例 1)
1100qoでホットプレスした5インチ径の棚化ラン
タンいB6〔米国Research社製、純度99.9
%〕のターゲットを用いて、充分に洗浄ミれたガラス厚
50〃mのグレーズドアルミナ基板を300oCに基板
加熱しながらアルゴン圧力4×10‐2Ton、酸素圧
3×10‐3Ton、混合ガス雰囲気中で高周波2極ス
パッタリングを行った。(Example 1) 5-inch diameter shelf lantern B6 hot-pressed at 1100 qo [manufactured by Research, USA, purity 99.9]
%] target, a well-cleaned glazed alumina substrate with a glass thickness of 50 mm was heated to 300 oC under an argon pressure of 4 x 10-2 Ton and an oxygen pressure of 3 x 10-3 Ton in a mixed gas atmosphere. High frequency bipolar sputtering was performed.
スパッタ率は200A/分、投入パワーは3.0W/の
で5分間スパッタしたところ、1000Aの膜厚の薄膜
発熱抵抗体が得られた。比抵抗は1200仏○肌、面積
抵抗は1200/口であった。この膜の組成をイオンマ
イクロアナラィザで調べたところ酸素がランタンの0.
18(原子比)含まれていた。この上にチタン10A、
アルミニウムをlrm電子ビーム蒸着で付け、選択エッ
チングで4本/側の分解能をもつサーマルヘッドパター
ンを形成し、これをサーマルヘッドA,とした。さらに
この上に保護層として酸化シリコン(Si02)を1仏
m、酸化タンタル(Ta205)を10山m連続的にス
パッタで穣層し、サーマルへッドんとした。比較の為に
、高周波2極の反応スパッタリングによってタンタルを
ターゲットとし、アルゴンと窒素の全圧力が8×10‐
2Ton、窒素分圧が1×1o‐4Torrの条件で1
000△の厚さの窒化タンタル薄膜発熱抵抗体のサーマ
ルヘッドB,を作成した。When sputtering was performed for 5 minutes at a sputtering rate of 200 A/min and an input power of 3.0 W/min, a thin film heating resistor with a thickness of 1000 A was obtained. The specific resistance was 1,200 French skin, and the area resistance was 1,200/mouth. The composition of this film was examined using an ion microanalyzer, and it was found that oxygen was 0.5% of lanthanum.
It contained 18 (atomic ratio). On top of this, titanium 10A,
Aluminum was applied by lrm electron beam evaporation, and a thermal head pattern with a resolution of 4 lines/side was formed by selective etching, and this was designated as thermal head A. Further, as a protective layer, one layer of silicon oxide (Si02) and 10 layers of tantalum oxide (Ta205) were continuously sputtered on top of this to form a thermal head. For comparison, tantalum was targeted by high-frequency bipolar reactive sputtering, and the total pressure of argon and nitrogen was 8 × 10-
1 under the conditions of 2Ton and nitrogen partial pressure of 1×1o-4Torr.
A thermal head B of a tantalum nitride thin film heating resistor with a thickness of 000Δ was fabricated.
この窒化タンタル薄膜発熱抵抗体は比抵抗が260仏○
肌で面積抵抗は260/口であった。サーマルヘッドB
,に対し、さらに保護膜として酸化シリコン(Si02
)を1仏m、酸化タンタル(Ta205)を10仏m連
続的にスパッタで穣層し、サーマルヘッド塁とした。こ
れらのサーマルヘッドに対して、50HZで8hsの矩
形波を30分ごとにIW/嫌ずつパワーアップしながら
加速テストを行った。This tantalum nitride thin film heating resistor has a specific resistance of 260F.
The area resistance of the skin was 260/mouth. Thermal head B
, silicon oxide (Si02
) and 10 meters of tantalum oxide (Ta205) were continuously sputtered to form a thermal head base. These thermal heads were subjected to an acceleration test using a rectangular wave of 8 hs at 50 Hz while increasing the power by IW/IW every 30 minutes.
この結果を第2図に示す。同図から明らかなように、本
発明にかかる製造方法で作成した薄膜発熱抵抗体を有す
るサーマルヘッドは高印加電力に耐えることができ、高
温での抵抗変化が少し、ことがわかつた。つまり、比較
例では保護膜なしでは実用するのが簸かしいのに対して
、本発明に係るサーマルヘッドは保護膜なしでも実用で
き、保護膜をつけた場合には非常に良い耐熱性が得られ
た。(実施例 2)
130000でホットプレスした6インチ径の棚化ラン
タン(LaB)のターゲットを用いて、充分に洗浄され
たガラス厚50仏mのグレーズドアルミナ基板を200
00に基板加熱して、アルゴン圧力4×10‐汀orr
、酸素圧4×10‐3Torrの混合ガス雰囲気中で高
周波2極スパッタリングを行った。The results are shown in FIG. As is clear from the figure, it was found that the thermal head having the thin film heating resistor produced by the manufacturing method according to the present invention could withstand high applied power and had little change in resistance at high temperatures. In other words, while the comparative example is difficult to put into practical use without a protective film, the thermal head according to the present invention can be put into practical use without a protective film, and when a protective film is attached, very good heat resistance can be obtained. Ta. (Example 2) Using a 6-inch diameter shelved lanthanum (LaB) target hot-pressed at 130,000 yen, a thoroughly cleaned glazed alumina substrate with a glass thickness of 50 mm was heated at 200 yen.
Heating the substrate to 0.00 and increasing the argon pressure to 4
, high-frequency bipolar sputtering was performed in a mixed gas atmosphere with an oxygen pressure of 4×10 −3 Torr.
スパッタ率は200A/分、投入パワーは3.0W/め
で3分間スパッタしたところ、600△の膜厚の本発明
薄膜発熱抵抗体が得られた。比抵抗は2100仏Q肌、
面積抵抗は350Q/口であった。この上にバナジウム
10△、アルミニウムを1〆m電子ビーム葵着で付け、
選択エッチングで4本/肋の分離能をもつサーマルヘッ
ドパターンを形成し、さらにこの上に保護層として酸化
シリコン(Si02)を2仏m、酸化アルミニウム(N
203)を5仏m連続的にスパッタで種層し、サーマル
ヘッドを作成した。このサーマルヘッドーこ対して実施
例1と同じ加速テストを施したところ、サーマルヘッド
〜と同様な結果が得られた。(実施例 3)
6インチ径の金属ランタン板上に、糠結した1′4ンチ
径のホウ素板を多数個おいて表面積比で金属ランタン:
棚素がおよそ1:2になるようにしたターゲットを用い
た。When sputtering was performed for 3 minutes at a sputtering rate of 200 A/min and an input power of 3.0 W/min, a thin film heating resistor of the present invention having a film thickness of 600Δ was obtained. Specific resistance is 2100 Buddha Q skin,
The sheet resistance was 350Q/mouth. On top of this, 10△ vanadium and aluminum were attached using a 1〆m electron beam Aoi bonding.
A thermal head pattern with a separation of 4 lines/rib was formed by selective etching, and on top of this, 2 m of silicon oxide (SiO2) and 2 m of aluminum oxide (N) were added as a protective layer.
203) was continuously applied as a seed layer by sputtering for 5 meters to create a thermal head. When this thermal head was subjected to the same acceleration test as in Example 1, results similar to those of the thermal head were obtained. (Example 3) A large number of brazed 1'4 inch diameter boron plates were placed on a 6 inch diameter metal lantern plate, and the surface area ratio was as follows:
A target with a shelf element ratio of approximately 1:2 was used.
充分に洗浄されたグレーズドセラミックス基板を500
00に基板加熱してアルゴン圧:3×1げびorr酸素
圧2×10‐3Tonで、R.F.2極でスパッタした
。スパッタ率は100A/分で8分間スパッタしたとこ
ろ800Aの膜厚、固有抵抗値1040仏Qの、面積抵
抗1300/口の薄膜発熱抵抗体が得られた。この上に
チタンを10△、アルミニウムをlAm電子ビームで蒸
着した後、選択エッチング4本/肌分解能をもつサーマ
ルヘッドパターンを形成した。次に保護膜として酸化マ
グネシウム(Mg0)10ムmをスパッタで積層した。
このサーマルヘッド‘こ対して実施例1と同じ加速テス
トを行ったところ、23W/柵まで抵抗変化率は±2%
以内で、窒化タンタルを用いたサーマルヘッドに比して
非常に良好な結果が得られた。500 thoroughly cleaned glazed ceramic substrates
The substrate was heated to R. 0.00 and the argon pressure: 3 x 1 orr oxygen pressure was 2 x 10-3 Ton. F. Sputtering was performed using two electrodes. When sputtering was performed for 8 minutes at a sputtering rate of 100 A/min, a thin film heating resistor with a film thickness of 800 A, a specific resistance value of 1040 French Q, and a sheet resistance of 1300/hole was obtained. After evaporating titanium at 10△ and aluminum using a lAm electron beam, a thermal head pattern having a resolution of 4 lines/skin was selectively etched. Next, 10 mm of magnesium oxide (Mg0) was deposited as a protective film by sputtering.
When this thermal head was subjected to the same acceleration test as in Example 1, the resistance change rate was ±2% up to 23W/fence.
Within a range of 100 to 100%, very good results were obtained compared to a thermal head using tantalum nitride.
(実施例 4)6インチ径の金属ランタン板をターゲッ
トとして用いた。(Example 4) A metal lanthanum plate with a diameter of 6 inches was used as a target.
充分に洗浄されたグレーズドセラミックス基板を400
つ0に基板加熱してアルゴン、ジボラン、酸素混合ガス
雰囲気中で活性スパッタリングをおこなった。アルゴン
十ジボラン+酸素の全圧力は3.5×10‐2Torr
、ジボラン分圧は1.5×10‐4Torr、酸素分圧
は1×10‐4Torrで高周波2極スパッタにて10
00Aの膜厚をつけた。面積抵抗は500/口の(固有
抵抗値は500山Q肌)であった。この上にバナジウム
を100A、金をlAm電子ビームで蒸着した後、選択
エッチングで4本/職分解能をもつサーマルヘッドパタ
ーンを形成した。次いで保護膜として酸化アルミニウム
(N203)loAmをスパッタで競層した。400 thoroughly cleaned glazed ceramic substrates
The substrate was heated to zero, and active sputtering was performed in an atmosphere of a mixed gas of argon, diborane, and oxygen. The total pressure of argon diborane + oxygen is 3.5 x 10-2 Torr
, diborane partial pressure was 1.5 × 10-4 Torr, oxygen partial pressure was 1 × 10-4 Torr, and 10% by high-frequency bipolar sputtering.
A film thickness of 00A was applied. The sheet resistance was 500/mouth (specific resistance value was 500 peaks Q skin). After evaporating vanadium at 100 A and gold at 1 Am using an electron beam, selective etching was performed to form a thermal head pattern with a resolution of 4 lines/layer. Next, aluminum oxide (N203) loAm was formed as a protective film by sputtering.
このサーマルヘッドに対して実施例1と同じ加速テスト
をおこなったところ22.5W/磯まで抵抗変化率は士
2%以内であった。本例もまた前記比較例の窒化タンタ
ルを用いたサーマルヘッドより非常に良好な結果が得ら
れた。(実施例 5)
棚化ランタンの粉末を100kg/c鰭以上でプレスし
たタブレットを作成し、あらかじめ充分に洗浄されたグ
レーズドセラミックス基板上に基板加熱30000、真
空度2×10‐5Torrまで真空にひいた後、乾燥空
気をニードルバルブで導入しながら真空度5×10‐6
Torrで1000Aの厚さに電子ビームで蒸着した。When this thermal head was subjected to the same acceleration test as in Example 1, the resistance change rate was within 2% up to 22.5 W/shore. This example also gave much better results than the thermal head using tantalum nitride in the comparative example. (Example 5) Tablets were made by pressing powdered lanthanum at a pressure of 100 kg/c or more, and the tablets were placed on a glazed ceramic substrate that had been thoroughly cleaned in advance, heated to 30,000 yen, and vacuumed to a degree of vacuum of 2 x 10-5 Torr. After that, the vacuum level is 5 x 10-6 while introducing dry air with a needle valve.
Electron beam evaporation was performed to a thickness of 1000A at Torr.
この面積抵抗は約700/口(固有抵抗値は約700仏
○cの)であった。次にこの上にチタンを10A、アル
ミニウムを1.5仏m電子ビームにより蒸着した後、選
択エッチングにより4本/側の分解能をもったパターン
を形成した後酸化シリコン(Si02)を1〃m、酸化
タンタル(Ta205)を10仏m連続的にスパッタで
種層し、サーマルヘッドを作成した。このサーマルヘッ
ドに対して実施例1と同じ加速テストを施したところ、
サーマルへッドんと同様な良好な結果が得られた。The area resistance was about 700/mouth (specific resistance value was about 700 French c). Next, 10A of titanium and 1.5m of aluminum were deposited on top of this using an electron beam, and a pattern with a resolution of 4 lines/side was formed by selective etching. A thermal head was fabricated by continuously applying a seed layer of tantalum oxide (Ta205) by sputtering for 10 mm. When this thermal head was subjected to the same acceleration test as in Example 1,
Good results similar to those obtained with the thermal head were obtained.
この腰の組成をイオンマイクロアナラィザで調べたとこ
ろ酸素がランタンの0.15(原子比)含まれていた。When the composition of this waist was examined using an ion microanalyzer, it was found that it contained 0.15 (atomic ratio) of oxygen compared to lanthanum.
図面の簡単な説明第1図は本発明に係るサーマルヘッド
の形状例の要部断面図。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a sectional view of a main part of an example of the shape of a thermal head according to the present invention.
第2図は本発明の効果を示す特性図。1・・・・・・基
板、2・・・・・・薄膜発熱抵抗体、3・・・・・・電
気導体、4・・・・・・保護層。FIG. 2 is a characteristic diagram showing the effects of the present invention. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Substrate, 2... Thin film heating resistor, 3... Electric conductor, 4... Protective layer.
弟l図 第2図younger brother l figure Figure 2
Claims (1)
熱抵抗体に電力を供給する電気導体とを有するサーマル
ヘツドにおいて、発熱抵抗体が硼化ランタンと酸素とか
らなることを特徴とするサーマルヘツド。 2 発熱抵抗体において酸素の含有量がランタンの0.
005(原子比)以上である特許請求の範囲第1項記載
のサーマルヘツド。 3 発熱抵抗体において酸素の含有量がランタンの0.
01〜1.0(原子比)である特許請求の範囲第1項記
載のサーマルヘツド。 4 発熱抵抗体が酸化シリコン薄膜で覆われている特許
請求の範囲第1項ないし第3項記載のサーマルヘツド。 5 酸化タンタルの保護膜を有する特許請求の範囲第1
項ないし第4項記載のサーマルヘツド。6 酸化アルミ
ニウムの保護膜を有する特許請求の範囲第1項ないし第
4項記載のサーマルヘツド。 7 酸化マグネシウムの保護膜を有する特許請求の範囲
第1項ないし第4項記載のサーマルヘツド。 8 硼化ランタンと酸素とからなる発熱抵抗体をスパツ
タリングで製造することを特徴とするサーマルヘツドの
製造方法。 9 アルゴン酸素とを含有する混合気体中でスパツタリ
ングする特許請求の範囲第8項記載の製造方法。 10 スパツタリングのターゲツトが硼化ランタンをホ
ツトプレスしたものである特許請求の範囲第8項または
第9項記載の製造方法。 11 金属ランタンと硼素とを同時にターゲツトするよ
うに配置した特許請求の範囲第8項または第9項記載の
製造方法。 12 アルゴンと酸素とジボランとを含有する混合気体
中でスパツタリングする特許請求の範囲第8項記載の製
造方法。 13 金属ランタンをターゲツトとする特許請求の範囲
第12項記載の製造方法。 14 200℃〜500℃の基板加熱を行いながらスパ
ツタリングを行う特許請求の範囲第8項ないし第13項
記載の製造方法。 15 硼化ランタンと酸素とからなる発熱抵抗体を電子
ビーム蒸着で製造することを特徴とするサーマルヘツド
の製造方法。 16 酸素を含む気体を導入しながら電子ビーム蒸着を
行う特許請求の範囲第15項記載の製造方法。 17 200℃〜500℃の基板加熱を行いながら電子
ビーム蒸着を行う特許請求の範囲第15項また第16項
記載の製造方法。[Scope of Claims] 1. A thermal head having a substrate, a heating resistor formed on the substrate, and an electric conductor for supplying power to the heating resistor, in which the heating resistor is made of lanthanum boride and oxygen. A thermal head characterized by comprising: 2. Oxygen content in the heating resistor is 0.0 that of lanthanum.
005 (atomic ratio) or more. 3. Oxygen content in the heating resistor is 0.0 that of lanthanum.
01 to 1.0 (atomic ratio). 4. The thermal head according to claims 1 to 3, wherein the heating resistor is covered with a silicon oxide thin film. 5 Claim 1 having a tantalum oxide protective film
The thermal head according to items 1 to 4. 6. The thermal head according to claims 1 to 4, which has a protective film of aluminum oxide. 7. The thermal head according to claims 1 to 4, which has a protective film of magnesium oxide. 8. A method for manufacturing a thermal head, characterized in that a heating resistor made of lanthanum boride and oxygen is manufactured by sputtering. 9. The manufacturing method according to claim 8, wherein sputtering is performed in a mixed gas containing argon and oxygen. 10. The manufacturing method according to claim 8 or 9, wherein the sputtering target is hot-pressed lanthanum boride. 11. The manufacturing method according to claim 8 or 9, wherein lanthanum metal and boron are arranged so as to be targeted at the same time. 12. The manufacturing method according to claim 8, wherein sputtering is performed in a mixed gas containing argon, oxygen, and diborane. 13. The manufacturing method according to claim 12, which targets lanthanum metal. 14. The manufacturing method according to claims 8 to 13, wherein sputtering is performed while heating the substrate at 200°C to 500°C. 15. A method for manufacturing a thermal head, characterized in that a heating resistor made of lanthanum boride and oxygen is manufactured by electron beam evaporation. 16. The manufacturing method according to claim 15, wherein electron beam evaporation is performed while introducing a gas containing oxygen. 17. The manufacturing method according to claim 15 or 16, wherein electron beam evaporation is performed while heating the substrate at 200°C to 500°C.
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP52160144A JPS6038005B2 (en) | 1977-12-28 | 1977-12-28 | thermal head |
| US05/906,359 US4296309A (en) | 1977-05-19 | 1978-05-15 | Thermal head |
| US06/552,013 US4545881A (en) | 1977-05-19 | 1983-11-16 | Method for producing electro-thermal transducer |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP52160144A JPS6038005B2 (en) | 1977-12-28 | 1977-12-28 | thermal head |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5492273A JPS5492273A (en) | 1979-07-21 |
| JPS6038005B2 true JPS6038005B2 (en) | 1985-08-29 |
Family
ID=15708810
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP52160144A Expired JPS6038005B2 (en) | 1977-05-19 | 1977-12-28 | thermal head |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6038005B2 (en) |
-
1977
- 1977-12-28 JP JP52160144A patent/JPS6038005B2/en not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5492273A (en) | 1979-07-21 |
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