JPS62291003A - 薄膜サ−ミスタの製造方法 - Google Patents
薄膜サ−ミスタの製造方法Info
- Publication number
- JPS62291003A JPS62291003A JP13462086A JP13462086A JPS62291003A JP S62291003 A JPS62291003 A JP S62291003A JP 13462086 A JP13462086 A JP 13462086A JP 13462086 A JP13462086 A JP 13462086A JP S62291003 A JPS62291003 A JP S62291003A
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- JP
- Japan
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- thermistor
- thin film
- temperature
- composite oxide
- substrate
- Prior art date
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- 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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
３、発明の詳細な説明
（産業上の利用分野）
本発明は、例えば複写機のトナ一定着ローラやオフィス
・オートメジョン（ＯＡ’）機器の感熱部等に適用して
好適な薄膜サーミスタの製造方法の数層に関する。
・オートメジョン（ＯＡ’）機器の感熱部等に適用して
好適な薄膜サーミスタの製造方法の数層に関する。
（従来の技術）
従来、複写機のトナ一定着ローラや前記ＯＡ機器等にお
いては、その温度を検出すべき対象物にサーミスタを機
械的に接触させ、１００’ｃ〜３００″Ｃの温度範囲で
温度を検出している。
いては、その温度を検出すべき対象物にサーミスタを機
械的に接触させ、１００’ｃ〜３００″Ｃの温度範囲で
温度を検出している。
ところで、この種のサーミスタは、成分および製造方法
等から種々のものが開発されており、例えば金属複合酸
化物焼結サーミスタ、 Ｓｉ ｃＷＪＨサーミスタ、金
属複合酸化物簿膜サーミスタ等が挙げられる。
等から種々のものが開発されており、例えば金属複合酸
化物焼結サーミスタ、 Ｓｉ ｃＷＪＨサーミスタ、金
属複合酸化物簿膜サーミスタ等が挙げられる。
■、金属複合酸化物焼結サーミスタは、マンガンＭｎ、
コバルトＣｏ、ニッケルＮ１またはＭｎ。
コバルトＣｏ、ニッケルＮ１またはＭｎ。
ＣＯ２Ｎｉを主成分としこれに銅ＣＵまたは鉄Ｆｅ等を
加えた金属複合酸化物を混合して成型するとともに、１
２００″ｃ〜１３００°Ｃの高温で焼結して作ったもの
である。
加えた金属複合酸化物を混合して成型するとともに、１
２００″ｃ〜１３００°Ｃの高温で焼結して作ったもの
である。
■、 Ｓ ｉ ｃ薄膜サーミスタは、Ｓｉｃ焼結体をタ
ーゲットとし、アルゴンＡｒガス雰囲気中で高周波スパ
ッタリングにより、アルミナ基板上にＳａｃ薄膜を形成
させたものである。スパッタリレグ中の基板温度は６５
０’Ｃ〜７５０’Ｃである。
ーゲットとし、アルゴンＡｒガス雰囲気中で高周波スパ
ッタリングにより、アルミナ基板上にＳａｃ薄膜を形成
させたものである。スパッタリレグ中の基板温度は６５
０’Ｃ〜７５０’Ｃである。
■、金属複合酸化物薄膜サーミスタには２種類あり、そ
の１つは、Ｍｎ、Ｃｏ、Ｎ ｉの中の２〜３成分中にク
ロムＣｒまたはＦｅ等を加えたサーミスタ材料を用いて
焼結ターゲットを作製する。
の１つは、Ｍｎ、Ｃｏ、Ｎ ｉの中の２〜３成分中にク
ロムＣｒまたはＦｅ等を加えたサーミスタ材料を用いて
焼結ターゲットを作製する。
さらに、この焼結ターゲットを用いてＡｒガス雰囲気中
でスパッタによりアルミナ基板上に薄膜を形成する。次
いで、大気中で熱処理して薄膜サーミスタを完成する。
でスパッタによりアルミナ基板上に薄膜を形成する。次
いで、大気中で熱処理して薄膜サーミスタを完成する。
他のもう１つは、Ｍｎ３Ｃ。
２Ｎｉ１よりなる酸化物の焼結ターゲットを使用し、Ａ
ｒに体積比で３％以上の酸素を混合させたスパッタガス
中で４００°Ｃ〜５００°Ｃに加熱した＾融点ガラス基
板上にサーミスタ薄膜を形成したものである。
ｒに体積比で３％以上の酸素を混合させたスパッタガス
中で４００°Ｃ〜５００°Ｃに加熱した＾融点ガラス基
板上にサーミスタ薄膜を形成したものである。
（発明が解決しようとする問題点）
しかし、以上のようなサーミスタには次に述べる様な種
々の問題点がある。
々の問題点がある。
■、金属複合酸化物焼結サーミスタは、小型化に不向き
であり、かつ、熱応答時定数を短くするのが困難である
。
であり、かつ、熱応答時定数を短くするのが困難である
。
■０次に、Ｓｉｃ簿膜サーミスタは、結晶性によい安定
なＳｉｃ膜を得るためには基板の温度を６５０°Ｃ〜７
５０°Ｃと高くすることが必要であり、生産性の低下が
否めない。また、サーミスタ定数が約２０００にと小さ
く、温度変化による抵抗値の変化が少ないために高精度
に温度を検出できない。また、サーミスタ定数が温度に
依存して変化する。この結果、広範囲にわたって温度を
検出する場合、その直線性が劣る。また、スパッタガス
中に微量の窒素が混入すると抵抗値が大きく変化し、一
定の品質のものを得るのが困難である。
なＳｉｃ膜を得るためには基板の温度を６５０°Ｃ〜７
５０°Ｃと高くすることが必要であり、生産性の低下が
否めない。また、サーミスタ定数が約２０００にと小さ
く、温度変化による抵抗値の変化が少ないために高精度
に温度を検出できない。また、サーミスタ定数が温度に
依存して変化する。この結果、広範囲にわたって温度を
検出する場合、その直線性が劣る。また、スパッタガス
中に微量の窒素が混入すると抵抗値が大きく変化し、一
定の品質のものを得るのが困難である。
■、金属複合酸化物薄膜サーミスタのうち前者のものは
、スパッタのままであるので熱的に不・安 ′定で
あってサーミスタとして使用し難い。このため１０００
’ｃ前後の高温で熱処理する必要がある。また、サーミ
スタの特性は熱処理温度に依存し、条件設定が困難であ
る。また、高温による熱処理であるために、基板および
電極材料が限定され、低価格化が困難である。
、スパッタのままであるので熱的に不・安 ′定で
あってサーミスタとして使用し難い。このため１０００
’ｃ前後の高温で熱処理する必要がある。また、サーミ
スタの特性は熱処理温度に依存し、条件設定が困難であ
る。また、高温による熱処理であるために、基板および
電極材料が限定され、低価格化が困難である。
一方、後者のものは、結晶性のよい熱的に安定な複合酸
化物薄膜サーミスタを得るためには、基板の温度を高温
度（例えば４００’ Ｇ〜５００°Ｃ程度）に設定して
サーミスタ薄膜を形成することが必要であり、このため
生産性が低下する。
化物薄膜サーミスタを得るためには、基板の温度を高温
度（例えば４００’ Ｇ〜５００°Ｃ程度）に設定して
サーミスタ薄膜を形成することが必要であり、このため
生産性が低下する。
本発明は上記実情に鑑みてなされたもので、サーミスタ
定数が大きく、熱安定性に優れ、熱応答時定数が極めて
短い薄膜サーミスタの製造方法を提供することを目的と
する。
定数が大きく、熱安定性に優れ、熱応答時定数が極めて
短い薄膜サーミスタの製造方法を提供することを目的と
する。
（問題点を解決するための手段）
本発明による薄膜サーミスタの製造方法は、絶縁性基板
上に、Ｍｎ、Ｃｏ、Ｎ ｉの複合酸化物またはＭｎ、Ｃ
ｏ、Ｎ ｉの２〜３成分にＡＩ、Ｆｅ。
上に、Ｍｎ、Ｃｏ、Ｎ ｉの複合酸化物またはＭｎ、Ｃ
ｏ、Ｎ ｉの２〜３成分にＡＩ、Ｆｅ。
ｃｒ、ｃｕの中の１つ以上の成分を加えた複合酸化物の
焼結体をターゲットとして使用し、かつ、Ａｒガス雰囲
気中で前記基板側に高周波のバイアス電圧を印加した状
態で高周波スパッタリングにより前記成分による複合酸
化物のサーミスタＳ＊を形成するものである。
焼結体をターゲットとして使用し、かつ、Ａｒガス雰囲
気中で前記基板側に高周波のバイアス電圧を印加した状
態で高周波スパッタリングにより前記成分による複合酸
化物のサーミスタＳ＊を形成するものである。
（作用）
従って、以上のような手段によるＷＪ膜ササ−ミスタ製
造方法によれば、絶縁性基板上に該基板側に高周波バイ
アス電圧を印加した状態で金属複合酸化物薄膜を形成す
るために、基板温度が低く設定できてサーミスタ定数を
大きくシ得、熱的安定性に優れ、かつ、熱応答時定数の
短いものを作製することができる。
造方法によれば、絶縁性基板上に該基板側に高周波バイ
アス電圧を印加した状態で金属複合酸化物薄膜を形成す
るために、基板温度が低く設定できてサーミスタ定数を
大きくシ得、熱的安定性に優れ、かつ、熱応答時定数の
短いものを作製することができる。
（実施例）
以下、本発明の実施例について図面を参照して説明する
。第１図は薄膜サーミスタの断面を示す図であって、１
は絶縁性基板であって、これは例えば単結晶シリコン基
板上に、例えば熱酸化。
。第１図は薄膜サーミスタの断面を示す図であって、１
は絶縁性基板であって、これは例えば単結晶シリコン基
板上に、例えば熱酸化。
ＣＶＤ法またはスパッタ法を用いて酸化シリコン。
窒化シリコンアルミナ等の絶縁層を施したものを使用す
る。この絶縁性基板１の上側にサーミスタ材料膜２が形
成される。このサーミスタ材料膜２の形成にあっては、
Ｍｎ、Ｃｏ、Ｎ ｉの金属複合酸化物またはｖｎ、Ｃｏ
、Ｎ ＋の中に２〜３成分にＡ１．Ｃｒ、 Ｃｕ、ＦＩ
ＥＩ等の中の１つ以上の成分を加えた金属複合酸化物を
焼結してターゲットとする。この焼結ターゲットは通常
のサーミスタ材料の一般的製造方法により製作したもの
でもよい。
る。この絶縁性基板１の上側にサーミスタ材料膜２が形
成される。このサーミスタ材料膜２の形成にあっては、
Ｍｎ、Ｃｏ、Ｎ ｉの金属複合酸化物またはｖｎ、Ｃｏ
、Ｎ ＋の中に２〜３成分にＡ１．Ｃｒ、 Ｃｕ、ＦＩ
ＥＩ等の中の１つ以上の成分を加えた金属複合酸化物を
焼結してターゲットとする。この焼結ターゲットは通常
のサーミスタ材料の一般的製造方法により製作したもの
でもよい。
勿論、前記成分の金属複合酸化物焼結体であれば、他の
方法で製造したものでもよい。そして、以上のようなタ
ーゲットを用いてＡｒガス雰囲気中で高周波スパッタリ
ングを行い、前記絶縁基板上に前記成分の金属複合酸化
物のサーミスタ薄膜２を形成する。このスパッタリング
中、絶縁性基板１側にはバイアスとして５０Ｗ以下の高
周波電力を印加する。このバイアス電圧に印加により、
成膜中の基板表面はスパッタ粒子よりもエネルギーの大
きいＡｒイオン等によって衝撃を受けることになる。そ
の結果、基板表面は加熱を受けたと同様の現象を呈する
。また、イオンの存在下では核生成が促進され、サーミ
スタ薄膜の結晶性を向上させるのに寄与する。
方法で製造したものでもよい。そして、以上のようなタ
ーゲットを用いてＡｒガス雰囲気中で高周波スパッタリ
ングを行い、前記絶縁基板上に前記成分の金属複合酸化
物のサーミスタ薄膜２を形成する。このスパッタリング
中、絶縁性基板１側にはバイアスとして５０Ｗ以下の高
周波電力を印加する。このバイアス電圧に印加により、
成膜中の基板表面はスパッタ粒子よりもエネルギーの大
きいＡｒイオン等によって衝撃を受けることになる。そ
の結果、基板表面は加熱を受けたと同様の現象を呈する
。また、イオンの存在下では核生成が促進され、サーミ
スタ薄膜の結晶性を向上させるのに寄与する。
なお、スパッタリング中の基板温度は２５０°Ｃ〜６０
０°Ｇ、望ましくは３００’ ｃｍ５００°Ｃが適当で
ある。このサーミスタ薄膜形成方法はこのままでは低温
用薄膜ザーミスタとして使用することができる。高温用
としては大気中で使用温度よりもやや高い温度で熱処理
すればよいが、低温用では必ずしも基板の加熱は必要と
しない。さらに、成膜後の熱処理は比較的短時間で充分
な効果が得られる。図中３は電極を示す。
０°Ｇ、望ましくは３００’ ｃｍ５００°Ｃが適当で
ある。このサーミスタ薄膜形成方法はこのままでは低温
用薄膜ザーミスタとして使用することができる。高温用
としては大気中で使用温度よりもやや高い温度で熱処理
すればよいが、低温用では必ずしも基板の加熱は必要と
しない。さらに、成膜後の熱処理は比較的短時間で充分
な効果が得られる。図中３は電極を示す。
次に、サーミスタ簿膜２の製造具体例およびその製造さ
れたＷＩＩＩＩサーミスタの特性について述べる。先ず
、Ｍｎ−１５Ｃｏ−５Ｎ ｉ （ｗｔ％）の金属酸化物
焼結体をターゲットとして用意し、このターゲットを用
いて圧力１ｍＴｏｒｒのＡｒガス雰囲気中で高周波スパ
ッタリングにより、前記絶縁性基板１上に複合酸化物の
サーミスタ薄膜２を形成した。このとき、高周波電力が
２００ｗ。
れたＷＩＩＩＩサーミスタの特性について述べる。先ず
、Ｍｎ−１５Ｃｏ−５Ｎ ｉ （ｗｔ％）の金属酸化物
焼結体をターゲットとして用意し、このターゲットを用
いて圧力１ｍＴｏｒｒのＡｒガス雰囲気中で高周波スパ
ッタリングにより、前記絶縁性基板１上に複合酸化物の
サーミスタ薄膜２を形成した。このとき、高周波電力が
２００ｗ。
成膜速度が０．８μｍ／時とした。なお、このスパッタ
リング中の基板１には高周波のバイアス電圧を印加した
。このバイアスの高周波電力は２０Ｗに設定するととも
に、基板それ自体（ま特に加熱を行わなかった。第２図
は以上の製造具体例により形成されたサーミスタ薄膜２
のＸ線回折結果の図を示すものである。しかして、以上
のように形成したサーミスタ薄膜２を大気中で３００°
Ｃ１４８時間熱処理した結果、サーミスタ定数が４４５
０に、比抵抗が４５０−ｃｍ （１５０’ ｃ）の薄膜
サーミスタが得られた。
リング中の基板１には高周波のバイアス電圧を印加した
。このバイアスの高周波電力は２０Ｗに設定するととも
に、基板それ自体（ま特に加熱を行わなかった。第２図
は以上の製造具体例により形成されたサーミスタ薄膜２
のＸ線回折結果の図を示すものである。しかして、以上
のように形成したサーミスタ薄膜２を大気中で３００°
Ｃ１４８時間熱処理した結果、サーミスタ定数が４４５
０に、比抵抗が４５０−ｃｍ （１５０’ ｃ）の薄膜
サーミスタが得られた。
従って、以上のような実施例の薄膜サーミスタの製造方
法によれば、サーミスタ薄膜２が例えば０．５〜数μｍ
の簿い膜厚に形成することができ、かつ、サーミスタ定
数が４４５０にと轟くできる。
法によれば、サーミスタ薄膜２が例えば０．５〜数μｍ
の簿い膜厚に形成することができ、かつ、サーミスタ定
数が４４５０にと轟くできる。
この結果、温度の検出精度が高く、熱応答時定数の短い
ｉ１ｍサーミスタを得ることができる。また、サーミス
タ簿膜２の結晶性がよく、そのまま低温用薄膜サーミス
タとして使用できる。また、高温用として熱処理後、使
用する場合でも比較的短時間で熱的に安定な１ｉｌｌＩ
サーミスタを得ることができる。また、以上のような特
性を持つサーミスタ薄ＩＩ！２を形成する時の基板温度
は従来よりも低い温度で充分であり、用途（低温用）に
よっては基板加熱を完全に省略できる。このため真空中
における加熱時間が大幅に短縮もしくは省略でき、生産
性の向上に大きく寄与する。
ｉ１ｍサーミスタを得ることができる。また、サーミス
タ簿膜２の結晶性がよく、そのまま低温用薄膜サーミス
タとして使用できる。また、高温用として熱処理後、使
用する場合でも比較的短時間で熱的に安定な１ｉｌｌＩ
サーミスタを得ることができる。また、以上のような特
性を持つサーミスタ薄ＩＩ！２を形成する時の基板温度
は従来よりも低い温度で充分であり、用途（低温用）に
よっては基板加熱を完全に省略できる。このため真空中
における加熱時間が大幅に短縮もしくは省略でき、生産
性の向上に大きく寄与する。
（発明の効果）
以上詳記したように本発明によれば、絶縁基板上に複合
酸化物のサーミスタ薄膜を形成する際、基板側に高周波
のバイアス電圧を印加したことにより、結晶性のよい、
熱的安定性に優れたものが得られ、かつ、熱応答時定数
を短くでき、生産性の向上に寄与し得る薄膜サーミスタ
の製造方法を提供できる。
酸化物のサーミスタ薄膜を形成する際、基板側に高周波
のバイアス電圧を印加したことにより、結晶性のよい、
熱的安定性に優れたものが得られ、かつ、熱応答時定数
を短くでき、生産性の向上に寄与し得る薄膜サーミスタ
の製造方法を提供できる。
第１図および第２図は本発明の詳細な説明するために示
したもので、第１図は薄膜サーミスタの断面図、第２図
はサーミスタ薄膜のＸ線回折図形を示す図である。 １・・・絶縁性基板、２・・・複合酸化物のサーミスタ
薄膜、３・・・電極。
したもので、第１図は薄膜サーミスタの断面図、第２図
はサーミスタ薄膜のＸ線回折図形を示す図である。 １・・・絶縁性基板、２・・・複合酸化物のサーミスタ
薄膜、３・・・電極。
Claims (1)
- 絶縁性基板上に、Ｍｎ、Ｃｏ、Ｎｉの複合酸化物また
はＭｎ、Ｃｏ、Ｎｉの２〜３成分にＡｌ、Ｆｅ、Ｃｒ、
Ｃｕの中の１つ以上の成分を加えた複合酸化物の焼結体
をターゲットとして使用し、かつ、Ａｒガス雰囲気中で
前記基板側に高周波のバイアス電圧を印加した状態で高
周波スパッタリングにより前記成分による複合酸化物の
サーミスタ薄膜を形成したことを特徴とする薄膜サーミ
スタの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13462086A JPS62291003A (ja) | 1986-06-10 | 1986-06-10 | 薄膜サ−ミスタの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13462086A JPS62291003A (ja) | 1986-06-10 | 1986-06-10 | 薄膜サ−ミスタの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62291003A true JPS62291003A (ja) | 1987-12-17 |
| JPH0354843B2 JPH0354843B2 (ja) | 1991-08-21 |
Family
ID=15132641
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13462086A Granted JPS62291003A (ja) | 1986-06-10 | 1986-06-10 | 薄膜サ−ミスタの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62291003A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04170001A (ja) * | 1990-10-09 | 1992-06-17 | Mitsubishi Materials Corp | 薄膜サーミスタ及びその製造方法 |
| JPH04170003A (ja) * | 1990-10-09 | 1992-06-17 | Mitsubishi Materials Corp | 薄膜サーミスタ及びその製造方法 |
-
1986
- 1986-06-10 JP JP13462086A patent/JPS62291003A/ja active Granted
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04170001A (ja) * | 1990-10-09 | 1992-06-17 | Mitsubishi Materials Corp | 薄膜サーミスタ及びその製造方法 |
| JPH04170003A (ja) * | 1990-10-09 | 1992-06-17 | Mitsubishi Materials Corp | 薄膜サーミスタ及びその製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0354843B2 (ja) | 1991-08-21 |
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