JPS6222401A - 感温素子 - Google Patents
感温素子Info
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- JPS6222401A JPS6222401A JP16127385A JP16127385A JPS6222401A JP S6222401 A JPS6222401 A JP S6222401A JP 16127385 A JP16127385 A JP 16127385A JP 16127385 A JP16127385 A JP 16127385A JP S6222401 A JPS6222401 A JP S6222401A
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Landscapes
- Thermistors And Varistors (AREA)
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。
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Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、感温素子に関する。更に詳しくは、応答性に
すぐれかつ耐環境性の良好な感温素子に関する。
すぐれかつ耐環境性の良好な感温素子に関する。
現在使用されている感温素子には多くの種類があり、そ
れぞれに特徴を有している。特に、最近のエレクトロニ
クス化の動きから、感温素子も人間の目でみて読みとれ
るだけのものではなく、温度制御や他の機器制御に使え
る電気的な信号を出せるようなものが望まれている。か
かる用途に現在使用されている素子には、炭化けい素薄
膜サーミスタがあるが、炭化けい素薄膜は熱衝撃によっ
て基板から剥離する現象（チッピング）がよくみら。
れぞれに特徴を有している。特に、最近のエレクトロニ
クス化の動きから、感温素子も人間の目でみて読みとれ
るだけのものではなく、温度制御や他の機器制御に使え
る電気的な信号を出せるようなものが望まれている。か
かる用途に現在使用されている素子には、炭化けい素薄
膜サーミスタがあるが、炭化けい素薄膜は熱衝撃によっ
て基板から剥離する現象（チッピング）がよくみら。
れるため、製品の不良率が高いなどの欠点を有している
。
。
本発明者は先に、チッピング現象などを生ずることなく
、耐久性にすぐれ、かつ温度に対する比例性、応答性が
よく、室温付近から高温領域迄の広い温度範囲にわたっ
ての測定に好適に使用し得る感温素子として、絶縁性の
感温素子基板の上に炭化けい素合金抵抗体よりなる薄膜
を形成させたものを提案している（特願昭５９−７７４
３４号）。
、耐久性にすぐれ、かつ温度に対する比例性、応答性が
よく、室温付近から高温領域迄の広い温度範囲にわたっ
ての測定に好適に使用し得る感温素子として、絶縁性の
感温素子基板の上に炭化けい素合金抵抗体よりなる薄膜
を形成させたものを提案している（特願昭５９−７７４
３４号）。
上述の如く、炭化けい製薄膜サーミスタにはチッピング
現象がみられ、また耐環境性などの問題からガラス容器
に封入した構造のものとして用いられている。このため
応答性が悪く、３００℃迄の９０％応答には約５０〜６
０砂径度を要しており、従って急激な温度変化には追随
できないという欠点を有している。
現象がみられ、また耐環境性などの問題からガラス容器
に封入した構造のものとして用いられている。このため
応答性が悪く、３００℃迄の９０％応答には約５０〜６
０砂径度を要しており、従って急激な温度変化には追随
できないという欠点を有している。
そこで、本発明者は、前述の炭化けい素合金抵抗体薄膜
を用いる解決法とは別に、炭化けい素それ自体の薄膜を
用いて、応答性および耐環境性にすぐれた感温素子が得
られる解決手段を求めて種々の検討を行なった結果、絶
縁化されたシリコン基板上に形成された炭化けい製薄膜
を含フッ素高分子薄膜で覆うことにより、かかる課題が
効果的に解決されることを見出した。
を用いる解決法とは別に、炭化けい素それ自体の薄膜を
用いて、応答性および耐環境性にすぐれた感温素子が得
られる解決手段を求めて種々の検討を行なった結果、絶
縁化されたシリコン基板上に形成された炭化けい製薄膜
を含フッ素高分子薄膜で覆うことにより、かかる課題が
効果的に解決されることを見出した。
〔問題点を解決するための手段〕および〔作用〕従って
１本発明は感温素子に係り、この感温素子は、絶縁化さ
れたシリコン基板表面上に電極に接触している炭化けい
製薄膜を形成させ、その炭化けい製薄膜を含フッ素高分
子薄膜で覆ってなる。
１本発明は感温素子に係り、この感温素子は、絶縁化さ
れたシリコン基板表面上に電極に接触している炭化けい
製薄膜を形成させ、その炭化けい製薄膜を含フッ素高分
子薄膜で覆ってなる。
シリコン基板の絶縁化は、厚さ約０．２〜０．５ｍｍ程
度のシリコンウェハから一般に形成されるシリコン基板
の表面を、酸化しまたは酸化けい素、窒化けい素などで
被覆することにより行われる。
度のシリコンウェハから一般に形成されるシリコン基板
の表面を、酸化しまたは酸化けい素、窒化けい素などで
被覆することにより行われる。
シリコン基板表面の酸化は、熱酸化、陽極酸化などによ
り行われ、一般には熱酸化法が用いられる。その場合に
は、シリコンウェハなどのシリコン基板を、酸素の流通
下に約８００〜１２５０℃に約１〜４時間加熱し、その
表面に酸化けい素（ＳｉＯ□）の絶縁膜を形成させる。
り行われ、一般には熱酸化法が用いられる。その場合に
は、シリコンウェハなどのシリコン基板を、酸素の流通
下に約８００〜１２５０℃に約１〜４時間加熱し、その
表面に酸化けい素（ＳｉＯ□）の絶縁膜を形成させる。
形成される絶縁膜の厚さは、熱酸化条件、主として加熱
温度および加熱時間によって左右されるが、一般には約
０．１〜０．５μｍ程度である。
温度および加熱時間によって左右されるが、一般には約
０．１〜０．５μｍ程度である。
こうした酸化法により酸化けい製薄膜を形成させる代り
に、シリコン基板の表面に、マグネトロ
□ンスパッタリング法、イオンブレーティング法などに
より、同じような程度の厚さの酸化けい製薄膜または窒
化けい製薄膜を形成させ、これらの被覆薄膜を絶縁膜と
させてもよい。
に、シリコン基板の表面に、マグネトロ
□ンスパッタリング法、イオンブレーティング法などに
より、同じような程度の厚さの酸化けい製薄膜または窒
化けい製薄膜を形成させ、これらの被覆薄膜を絶縁膜と
させてもよい。
次に、これらの各種方法によって形成させたシリコン基
板表面の絶縁膜上の一部分の面積に、やはリマグネトロ
ンスパッタリング法、イオンブレーティング法などによ
り、約０．５〜１μｍ程度の厚さの炭化けい製薄膜を形
成させる。そして、形成された炭化けい製薄膜の両端部
は、蒸着法などにより形成された電極、例えばアルミニ
ウム電極と接触している。
板表面の絶縁膜上の一部分の面積に、やはリマグネトロ
ンスパッタリング法、イオンブレーティング法などによ
り、約０．５〜１μｍ程度の厚さの炭化けい製薄膜を形
成させる。そして、形成された炭化けい製薄膜の両端部
は、蒸着法などにより形成された電極、例えばアルミニ
ウム電極と接触している。
このように形成された炭化けい製薄膜は、絶縁化された
シリコン基板上で露出する部分が存在しないように、含
フッ素高分子薄膜で覆われる。この含フッ素高分子薄膜
は、一般にフルオロカーボン化合物のプラズマ重合によ
るフッ素系プラズマ重合膜として形成される。
シリコン基板上で露出する部分が存在しないように、含
フッ素高分子薄膜で覆われる。この含フッ素高分子薄膜
は、一般にフルオロカーボン化合物のプラズマ重合によ
るフッ素系プラズマ重合膜として形成される。
プラズマ重合されるフルオロカーボン化合物としては１
例えばパーフルオロエタン、パーフルオロプロパン、パ
ーフルオロシクロブタンなどの飽和のフルオロカーボン
化合物あるいはパーフルオロエチレンなどの不飽和のフ
ルオロカーボン化合物が用いられる。これらのプラズマ
重合反応は、プラズマ重合反応装置内に炭化けい製薄膜
を表面に形成させたシリコン基板を収容し、反応容器内
の圧力を１０−４〜１０−’ Ｔｏｒｒにした後、フル
オロカーボン化合物を所定の圧力（約０．０１〜０．３
Ｔｏｒｒ）になる迄そこに導入し、高周波発振器により
一定の電力を印加し、プラズマを発生させることにより
行われ、そこに約Ｏ，ＯＳ〜０．５μｍ程度の厚さのプ
ラズマ重合膜を形成させる。
例えばパーフルオロエタン、パーフルオロプロパン、パ
ーフルオロシクロブタンなどの飽和のフルオロカーボン
化合物あるいはパーフルオロエチレンなどの不飽和のフ
ルオロカーボン化合物が用いられる。これらのプラズマ
重合反応は、プラズマ重合反応装置内に炭化けい製薄膜
を表面に形成させたシリコン基板を収容し、反応容器内
の圧力を１０−４〜１０−’ Ｔｏｒｒにした後、フル
オロカーボン化合物を所定の圧力（約０．０１〜０．３
Ｔｏｒｒ）になる迄そこに導入し、高周波発振器により
一定の電力を印加し、プラズマを発生させることにより
行われ、そこに約Ｏ，ＯＳ〜０．５μｍ程度の厚さのプ
ラズマ重合膜を形成させる。
図面の第１図は、本発明に係る感温素子の一態様ψ平面
図（ａ）およびその中心線断面図（ｂ）であり、シリコ
ン基板１の表面に絶縁膜２が形成されており、その上に
炭化けい製薄膜３が電極４゜４′と接触するように形成
されており、その炭化けい素薄膜部分は含フッ素高分子
薄膜５によって覆われている。なお、符号６，６′は電
極上に設けられた銀ペーストであり、７，７′はそこか
ら引き出されたリード線である。
図（ａ）およびその中心線断面図（ｂ）であり、シリコ
ン基板１の表面に絶縁膜２が形成されており、その上に
炭化けい製薄膜３が電極４゜４′と接触するように形成
されており、その炭化けい素薄膜部分は含フッ素高分子
薄膜５によって覆われている。なお、符号６，６′は電
極上に設けられた銀ペーストであり、７，７′はそこか
ら引き出されたリード線である。
本発明に係る感温素子は、基板として熱伝導性の良好な
シリコンを用い、その表面絶縁膜上に形成させた炭化け
い製薄膜を含フッ素高分子の薄膜で覆うことにより、ガ
ラス封入タイプにみられた応答性の低下などがもたらさ
れず、良好な応答速度が得られている。しかも、炭化け
い製薄膜を覆っている含フッ素高分子薄膜は、含フッ素
高分子の特徴である耐汚染性を示して汚れが付着し難い
ばかりではなく、それをプラズマ重合法で形成させた場
合にはピンホールがなく、従って湿度などの影響を受は
難いなど耐環境性の点でもすぐれている。
シリコンを用い、その表面絶縁膜上に形成させた炭化け
い製薄膜を含フッ素高分子の薄膜で覆うことにより、ガ
ラス封入タイプにみられた応答性の低下などがもたらさ
れず、良好な応答速度が得られている。しかも、炭化け
い製薄膜を覆っている含フッ素高分子薄膜は、含フッ素
高分子の特徴である耐汚染性を示して汚れが付着し難い
ばかりではなく、それをプラズマ重合法で形成させた場
合にはピンホールがなく、従って湿度などの影響を受は
難いなど耐環境性の点でもすぐれている。
次に、実施例について本発明を説明する。
実施例
第１図に図示されたような感温素子を１次のようにして
製作した。
製作した。
シリコンウェハ基板上に、マグネトロンスパッタリング
法により酸化けい素の薄Ｍ（厚さ０．２μｍ）を形成さ
せ、その絶縁膜の余分な部分を覆いながらマグネトロン
スパッタリング法を適用することにより、絶縁膜の中央
部に３ｍｍＸ２ｍｍＸ０．５μｍの炭化けい製薄膜を形
成させた。この炭化けい製薄膜の両端部で接触するよう
に、蒸着法によりそれぞれ５■Ｘ４＋ｎｍＸ０．５μｍ
のアルミニウム電極を１対形成させた後、前記炭化けい
製薄膜部分を十分に覆う大きさのパーフルオロシクロブ
タンのプラズマ重合膜（厚さ０．３μｍ）を形成させた
。
法により酸化けい素の薄Ｍ（厚さ０．２μｍ）を形成さ
せ、その絶縁膜の余分な部分を覆いながらマグネトロン
スパッタリング法を適用することにより、絶縁膜の中央
部に３ｍｍＸ２ｍｍＸ０．５μｍの炭化けい製薄膜を形
成させた。この炭化けい製薄膜の両端部で接触するよう
に、蒸着法によりそれぞれ５■Ｘ４＋ｎｍＸ０．５μｍ
のアルミニウム電極を１対形成させた後、前記炭化けい
製薄膜部分を十分に覆う大きさのパーフルオロシクロブ
タンのプラズマ重合膜（厚さ０．３μｍ）を形成させた
。
この感温素子について、大気中での各温度における素子
抵抗を測定すると、第２図のグラフに示されるような結
果が得られた。また、この感温素子の応答性を９０％応
答時間として測定すると。
抵抗を測定すると、第２図のグラフに示されるような結
果が得られた。また、この感温素子の応答性を９０％応
答時間として測定すると。
１５０℃→２５℃については６秒、また２５℃→１５０
℃については５秒の値がそれぞれ得られ、市販の炭化け
い製薄膜サーミスタの値５０〜６０秒と比較して。
℃については５秒の値がそれぞれ得られ、市販の炭化け
い製薄膜サーミスタの値５０〜６０秒と比較して。
格段に性能が高められていることが分かる。
第１図は、本発明に係る感温素子の一態様の平面図（ａ
）およびその中心線断面図（ｂ）である。また、第２図
は本発明の感温素子の各温度における素子抵抗値を示す
グラフである。 （符号の説明） １・・・・・シリコン基板 ２・・・・・基板表面の絶縁膜 ３・・・・・炭化けい製薄膜 ４・・・・・電極
）およびその中心線断面図（ｂ）である。また、第２図
は本発明の感温素子の各温度における素子抵抗値を示す
グラフである。 （符号の説明） １・・・・・シリコン基板 ２・・・・・基板表面の絶縁膜 ３・・・・・炭化けい製薄膜 ４・・・・・電極
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、絶縁化されたシリコン基板表面上に電極に接触して
いる炭化けい素薄膜を形成させ、その炭化けい素薄膜を
含フッ素高分子薄膜で覆ってなる感温素子。 ２、絶縁化されたシリコン基板として表面が酸化された
シリコン基板が用いられた特許請求の範囲第１項記載の
感温素子。 ３、絶縁化されたシリコン基板として表面が酸化けい素
または窒化けい素で被覆されたシリコン基板が用いられ
た特許請求の範囲第１項記載の感温素子。 ４、含フッ素高分子薄膜がフッ素系プラズマ重合膜とし
て形成された特許請求の範囲第１項記載の感温素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16127385A JPS6222401A (ja) | 1985-07-23 | 1985-07-23 | 感温素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16127385A JPS6222401A (ja) | 1985-07-23 | 1985-07-23 | 感温素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6222401A true JPS6222401A (ja) | 1987-01-30 |
Family
ID=15731968
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16127385A Pending JPS6222401A (ja) | 1985-07-23 | 1985-07-23 | 感温素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6222401A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6517165B1 (en) | 1999-09-03 | 2003-02-11 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Structure of motor vehicle wheel |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5539006A (en) * | 1978-09-13 | 1980-03-18 | Hitachi Ltd | Water-proof thermister |
| JPS56122104A (en) * | 1980-02-28 | 1981-09-25 | Matsushita Electric Industrial Co Ltd | Method of manufacturing thermistor |
-
1985
- 1985-07-23 JP JP16127385A patent/JPS6222401A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5539006A (en) * | 1978-09-13 | 1980-03-18 | Hitachi Ltd | Water-proof thermister |
| JPS56122104A (en) * | 1980-02-28 | 1981-09-25 | Matsushita Electric Industrial Co Ltd | Method of manufacturing thermistor |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6517165B1 (en) | 1999-09-03 | 2003-02-11 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Structure of motor vehicle wheel |
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