JPS6092473A - 酸化膜の形成方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 １、産業上の利用分野 本発明は酸化膜、例えば感熱記録ヘラ）°における発熱
体（又は抵抗体）上を保護のために被覆する酸化膜の形
成方法に関するものである。

２、従来技術 例えば、感熱記録ヘッド（以下、単にヘッドと略す。）
線、被記録紙又は感熱紙等の被記録体に対して直接的に
着しくけインクフィルムを介して当接された状態で、記
録用の電気信号によって発熱部がドツト状に選択加熱さ
れ、これＫよって被記録体に画像等を記録できるように
構成されているＯ 従来のヘッドでは一般に、例えばセラミック基板上に窒
化タンタルからなる発熱体層を設け、この上に多数の対
向電極を形成して発熱部を構成し、更にこの上を保護用
の５ｉ０１膜で被覆している。

そして各対向（（１号）電極に対し集積回路（以下、Ｉ
Ｃと称する。）部から目的とする画像パターンに対応し
た信号を与えるようＫしている。　従来のヘッドとして
は、例えば特開昭５７−８１７７号、５７−８１７８号
、５７−８１７９号、５７−８１８０号、５７−４３８
８３号、５７−４３８８４号、５７−１０７８６６号、
５７−１０７８６７号、５７−１０７８６８号等各公報
に開示されたものがある。

こうしたヘッドにおいて、発熱体の保護膜としてのＳｔ
Ｏ，膜を形成するＫはスパッタ法、蒸着法、プラズーｒ
ＣＶＤ法等が採用可能であり、これらの方法では一般に
１酸素ガスを製膜室に導入しながら（更に緻密ａｓｔｏ
ｔ膜を得るにはセラミック基板を加熱して酸化反応を促
進しながら）製膜する。　ところが、発熱体を構成する
下地の窒化タンタル膜は、酸素ガスの導入によって（Ｍ
に導入量が正確に制御されていない場合には）表面から
酸化が不均一に進行してしまい、この結果窒化タンタル
膜の電気抵抗値が各ヘッド間若しくはロット間、ロフト
内で大きくばらつくことが判明した。　また、基板を加
熱してｌＩ！膜するときには、上記した酸化が早く進行
するためＩｃ窒化タンタル膜の酸化の程度が更にばらつ
き易くなることも分った。　特に、窒化タンタル膜の幅
が３０μｍ以下と細い場合には、上記の酸化による抵抗
値のばらつきは致命的であシ、数１０％にもなることが
確認されている。

３、発明の目的 本発明の目的は、窒化タンタル等からなる所定の層の酸
化を可能な限シ抑制した状態で酸化膜を製膜できる方法
を提供することにある。

４、−１発明の構成 即ち、本発明は、製膜室内にて酸化性ガス（例えばＯ，
ガス）を導入しながら所定の層（例えば窒化タンタル膜
）上に酸化膜（例えばＳｔＯ，膜）を形成するに際し、
前記製膜室への前記酸化性ガスの導入時点から５分以内
に前記酸化膜の製膜を開始することを特徴とする酸化膜
の形成方法に係るものである。

５、実施例 以下、本発明を実施例について詳細に説明する。

まず、第１図につき、本実施例による方法で作成された
ヘッドの基本的構成を説明する。

このヘッド２０によれば、共通の基体（例えばアルミニ
ウム基板）１上に１発熱部２を設けた抵抗体基板（例え
ばアルミナ等のセラミックス基板）３と、多数（例えば
６個）のＩＣチップ４を固定したプリント基板（例えば
ガラス・エポキシ又はセラミックス板）５とが一定の間
隙６を置いて対向して固定されている。　ＩＣチップ４
と発熱部２との電気的接続は、上記間隙６上にてプリン
ト基板５と抵抗体基板３との間に架は渡されたフィルム
キャリアチーグアによって行なわれている。

この接続方式を第２図〜第４図で詳述する。

抵抗体基板３上に下地となるＳｔＯ，膜１６が設けられ
、この上に発熱体（例えば窒化タンタル）膜８が形成さ
れ、更にこの上に、例えばアルミニウム製の共通の接地
電極９と、同発熱体層８上において接地電極９の長さ方
向に多数本配列せしめられている例えばアルミニウム製
の信号電極１０とが設けられている。　これら両電極９
と１０との各対向部分１１によって発熱部２が形成され
ている。

一方、ＩＣチップ４は一定個数毎に、３ｏで示した分離
ラインで互いに接合された別々のプリント基板５上にマ
ウントされ、プリント基板５上に所定パターンに設けら
れた例えばアルミニウム製の配線１２に対し、Ａｕ又は
ＡＬｍのワイヤ１３によってワイヤボンディングされて
いる。なお、上記の各配線ハターンは簡略図示されてい
る。

フィルムキャリアテープ７は、例えばポリイミド基板１
４上に１上記信号電極１ｏ及び配線１２に対応した本数
（例えば６４本）の例えば銅箔製のり一ド１５が接着さ
れたもの少らなっている。　これらのり一ド１５と信号
電極１０及び配線１２との接続はいわゆるビームリード
方式で行なってよく、リード１５の両端部を予め幾分張
出させておき、ここを熱圧着して接続を行なうことがで
きる。

なお、上記した各電極又は配線の形成、ＩＣチップのマ
ウント及びワイヤボンディングは、公知の半導体装技術
によって行なえるので、それらの詳細な説明は省略する
。　また、図示省略したが、第３図において抵抗体板３
上には更に、ＳｔＯ。

膜及び酸化タンタル膜（耐摩耗被膜）が順次被着される
。

上記したヘッドの発熱部２においては、第５図及び第６
図に拡大図示する如く、実際には膜３０μｍ以下の窒化
タンタル発熱体（抵抗体）膜８上は配線９．１０上も含
めて５ｉ０２膜１７で破傷、護膜されておシ、更にこの
５ｉ０１膜１７は酸化タンタル膜１８で覆われている。

次に、発熱体膜８の保護膜としての５ｉ０１膜１７の製
膜方法を第７図について説明する。

この方法は図示したスパッタ装置で実施するが、この装
置によれば、真空槽４０内にＳｉターゲット１１とセラ
ミック基板３（但、その上の各層は図示省略）とが対向
配置され、ターゲット４１と基板３のホルダー２７との
間には高周波又は直流の高電圧２８が印加され、かつホ
ルダー２７は内蔵ヒーター（図示せず）Ｋよって基板３
を所定温度（１５０−３００℃）に加熱できるように構
成されている。　また、真空槽４０には、ＡｒとＯｌと
の混合ガス２９の導入管４３と排ガス４４の導出管４５
とが設けられ、導出管４５を真空ポンプ（図示せず）に
接続することによって槽内を所定の真空度に保持してい
る。

次に、第７図のスパッタリング装置を用いて基板３上に
上述したＳｔＯ，膜１７を形成する具体的条件を説明す
る。　まず真空槽４０内を例えばｌＸｌ０Ｔｏｒｒまで
排気し、基板３を例えば２００℃に加熱しなからＡｒと
Ｏ３とを例えば１０　：　１　（Ａｒ　２　ＸＩＯ”−
”Ｔｏｒｒ、　ＯＨ２Ｘ１０　’Ｉ’ｏｒｒ　）の比率
で導入し、ターゲット４１（例えば高純度８１ターゲツ
ト）に例えば１３．５６　ＭＨｚ　、　７５０　Ｗの高
周波の高電圧を印加する。

これによって、ターゲット４１と基板３との間にグ買−
放電を生ぜしめ、Ａｒ　により陰極のターゲラＳφ ト４１中の８１を叩き出して基板ｌ上ａ−８ｉとして付
着せしめ、かつこれと同時に上記グロー放電で０、の分
解によシ生じたイオン化又は活性化された酸素をＳｔと
反応させて５ｉ０２膜を基板３上に堆積させる。　真空
槽に導入する０、は未だ活性化又はイオン化されていな
い状態であるが、導入管４３にガス放電管（図示せず）
を接続し、予め活性化又はイオン化した状態で０．を導
入してもよい。

このスパッタによる５ｉ０１ｉ１７の製膜について本発
明者が検討を加えた結果、製膜以前にはなるべく酸素又
は酸化性ガスをペルジャー内に供給せず、製膜開始直前
に供給することが、上述した窒化タンタル膜の酸化反応
による抵抗値のばらつきを防止できること（特に基板３
を加熱するときに顕著である）をつき止めたのである。

　本発明者は種々検討を重ねたところ、酸化性ガスの導
入時点と製膜開始時点との間の間隔を５分以内（望まし
くは１分以内）とすれば、窒化タンタル膜の抵抗値のば
らつきを大きく減少させ得ることをはじめて見出し、そ
うした範囲に上記間隔をコントロールすることがヘッド
性能にとって極め°Ｃ重要であシ、厳密に実行されねば
ならないことをつき止めた。　こうした認識は、これま
での技術で社製膜開始を酸化性ガスの導入との関係で考
慮されていなかったために１予想もつかないことである
。

即ち、本発明が鋭意実験を重ねたところ、窒化タンタル
膜８が１ｖｉＩ３０ｚ＋＋ｎ±１　ｐｍ、膜厚１５００
Ａであるとき、０２圧２Ｘｌ（Ｔ”Ｉ’ｏｒｒ、　Ａｒ
圧２　Ｘ　１０−”　Ｔｏ　ｒ　ｒ１基板３の温度２０
０℃とした場合、酸素ガス導入時点から製膜開始までの
時間（１）によりて次の如くに窒化タンタル膜の抵抗値
が変化した。

製膜ｕト１始までの時間　抵抗値変化量１０秒　１．０
×ρ。±５チ ４　分　１．２Ｘρ０　±８，５チ ５　分　１．３Ｘ／ｌ）。±１０％ ６　分　１．４Ｘρ。±１３％ １０分　１．７Ｘｐ。１２０％ 但、上記のρ。は酸化性ガス導入前の抵抗値を示す。　
また、上記データを含めて種々実験した場合の抵抗値の
ばらつきを第８図に示したが、これによれば、製膜開始
までの時間を５分以内とすることによって、抵抗値のば
らつきがかなル減少し、特に１分以内であると更にばら
つきを少なくできることが分る。なお、上記製膜時に１
タイマーのついた自動制御方式のガス導入管（第７図の
４３）を用いれば、上記の製膜開始までの時間を正確に
制御でき、１０秒以内でガス圧を安定にし、製膜を開始
することができる。　ガス圧は製膜開始までの時間が長
い程安定となる。

第９図は、上記５ｉＯ１膜１７を真空蒸着方法で形成す
る装置を示す。

この蒸着装置のペルジャー５３は、バタフライバルブ（
図示せず）を有する排気管４８を介して真空ポンプ（図
示せず）に接続し、これにより当該ペルジャー５３内を
例えば１０−”〜１ｏ寺ｏｒｒ　（例えば１ｏ−６Ｔｏ
ｒｒ　）の高真空状態とする。　当該ペルジャー５３内
には上述の基板３（但、その上の各層は図示省略）を配
置してこれをヒーター５４で１５０〜３００−５３内に
導入する。　一方、蒸発源５２からは１Ｏ−４Ｔｏｒｒ
オーダー（例えば２　ＸＩＯＴｏｒｒ　）でシリコンを
蒸発させ、このシリコンを上記放電管５７で活性化若し
くはイオン化された酸素と反応させ、基板３上にｓｉｏ
、として堆積させる。　これと同時に、基板３に電源５
５から負電位の電圧を与え、基板３上へ導入管５６から
の活性酸素ガスを吸引してＳｉｎ、の堆積効率を上げる
ことができる。　この際にも、上述したと同様に、酸素
ガス導入時点から蒸着（製膜）開始時までの時間を５分
以内、特に１分以内とすれば、基板３上の窒化タンタル
膜の酸化（従って抵抗値）のばらつきを著しく減少させ
ることができる。

なお、上記した方法で製膜され九ＳｔＯ，膜１７で保護
された発熱部を有するヘッド２０（第１図、第２図参照
）は、プリント基板５と抵抗体基板３とを別々に固定し
ているが、そのように構成することによって抵抗体基板
３自体の幅を狭くできる（即ち小幅で長尺状の抵抗体板
にできる）から、発熱体層８、ＳｔＯ，膜１７（更には
酸化タンタル膜１８）を例えばスパッタ法で形成する際
に抵抗体基板３をスパッタ装置内へ装入し易く、また一
度に処理される抵抗体基板の個数も増やせるために量産
性が向上すること忙なる。

以上、本発明を例示したが、上述の例は本発明の技術的
思想に基いて更に変形が可能である。

例えば、使用する酸化性ガスの種類、導入量、製膜方法
、製膜すべき酸化膜の材質、酸化膜で保護すべき下地層
の材質等は種々変更することができる。　また、酸化膜
を有する装置μｍ上述のヘッド以外のものであってよい
。

６、発明の作用効果 本発明社上述の如く、酸化性ガス導入時点から５分以内
に製膜を開始しているので、酸化性ガスによる下地層の
酸化のばらつきを充分に抑制し、下地層の例えば抵抗値
変化を減少させることができるＯ

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示すものであって、第１図は感
熱記録ヘッドの一部分の概略斜視図、第２図は第１図の
拡大平面図、 第３図は第２図のｘ−ｘｍ拡大断面図、第４図は第２図
のＹ−Ｙ線一部拡大断面図、第５図は発熱部の一部拡大
平面図、 第６図は第５図のｚ−２線断面図（但、保護用のＳｉｎ
、膜等も含む。）、 第７図はスパッタ装置の概略断面図、 第８図は酸化性ガス導入から製膜開始までの時間による
窒化タンタル膜の抵抗値ばらつき量を示すグラフ、 第９図は真空蒸着装置の概略断面図 である。 なお、図面に示された符号において、 ｌ・・・・・・・・・・・・基体 ２・・・・・・・・・・・・発熱部 ３・・・・・・・・・・・・抵抗体基板４・・・・・・
・・・・・・ＩＣチップ５・・・・・・・・・・・・プ
リント基板７・・・・・・・・・・・・フィルムキャリ
アテープ８・・・・・・・・・・・・発熱体層 ９・・・・・・・・・・・・接地電極 １０・・・・・・・・・・・・信号電極１２・・・・・
・・・・・・・配線 １３・・・・・・・・・・・・ワイヤ １５・・・・・・・・・・・・・・リード１６．１７・
・・・・・・・ＳｔＯ，膜１８・・・・・・・・・・・
・酸化タンタル膜２８・・・・・・・・・・・・高周波
電源２９・・・・・・・・・・・・酸化性ガス＋Ａｒ４
１・・・・・・・・・・・・ターゲット４９・・・・・
・・・・・・・酸化性ガス５２・・・・・・・・・・・
・蒸発源 である。 代理人　弁理士　逢　坂　宏　（他１名）第５図 Ｑ 第７図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １．１１膜室内にて酸化性ガスを導入しながら所定の層
   上に酸化膜を形成するに際し、前記製膜室への前記酸化
   性ガスの導入時点から５分以内に前記酸化膜の製膜を開
   始することを特徴とする酸化膜の形成方法。