JP2976924B2 - 薄膜感温抵抗材料およびその製造方法 - Google Patents
薄膜感温抵抗材料およびその製造方法Info
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- G—PHYSICS
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- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
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-
- H—ELECTRICITY
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、温度計測や赤外線
検出などに用いられる薄膜感温抵抗材料およびその製造
方法に関する。
検出などに用いられる薄膜感温抵抗材料およびその製造
方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、薄膜感温抵抗材料を用いた温
度計測器や赤外線センサ等が知られている。図７は、薄
膜感温抵抗材料を用いた赤外線センサの構造を例示する
模式図である。この赤外線センサは、支持膜１４上の電
極１１間に薄膜感温抵抗材料８を備え、その上に保護膜
１０および赤外線吸収層９が積層され、また支持膜１４
の下部には空隙１２を介して赤外線反射膜１３を設けて
成るものである。図の上側より入射する赤外線エネルギ
ーは、赤外線吸収層９で熱に変換され、その温度上昇を
受けて薄膜感温抵抗材料８の抵抗が変化し、電極１１か
ら薄膜感温抵抗材料８に電流ないしは電圧をかけてその
変化分を読み出すことにより、赤外線を検出できる。
度計測器や赤外線センサ等が知られている。図７は、薄
膜感温抵抗材料を用いた赤外線センサの構造を例示する
模式図である。この赤外線センサは、支持膜１４上の電
極１１間に薄膜感温抵抗材料８を備え、その上に保護膜
１０および赤外線吸収層９が積層され、また支持膜１４
の下部には空隙１２を介して赤外線反射膜１３を設けて
成るものである。図の上側より入射する赤外線エネルギ
ーは、赤外線吸収層９で熱に変換され、その温度上昇を
受けて薄膜感温抵抗材料８の抵抗が変化し、電極１１か
ら薄膜感温抵抗材料８に電流ないしは電圧をかけてその
変化分を読み出すことにより、赤外線を検出できる。
【０００３】従来の薄膜感温抵抗材料としては、金属酸
化物が主として利用されている。この中でも、遷移金属
のバナジウム（Ｖ）とさらに別種の金属によるバナジウ
ム金属酸化物（ＶＭＯｘ：Ｍは金属種、ｘは酸化数）が
比較的抵抗温度係数の高い材料として使用されてきた
（例えば特開昭６０−２５３２０１号、同５７−９５６
０１号、特開平１−５２８８２号公報など）。
化物が主として利用されている。この中でも、遷移金属
のバナジウム（Ｖ）とさらに別種の金属によるバナジウ
ム金属酸化物（ＶＭＯｘ：Ｍは金属種、ｘは酸化数）が
比較的抵抗温度係数の高い材料として使用されてきた
（例えば特開昭６０−２５３２０１号、同５７−９５６
０１号、特開平１−５２８８２号公報など）。
【０００４】また、薄膜感温抵抗材料の従来の製造方法
としては、バナジウムまたはバナジウムと別種の金属と
をターゲットとしてアルゴンガスでスパッタリングし、
これに混合した酸素ガスと反応させて、基板上に成膜す
る方法がある。またその他、金属アルコール物を基板に
塗布し、有機残渣を熱処理で分解除去するゾルゲル法な
どの方法もある。図５は、この従来のスパッタ法による
薄膜感温抵抗材料の製造方法を例示する模式図である。
この図５に示す様にガス導入口１、２と排気口７を備え
たスパッタ室４の中に、基板５とターゲット６とを配
し、ガス導入口１からアルゴンガスを導入し、ガス導入
口２からはアルゴン酸素混合ガスを導入して、ターゲッ
ト６をスパッタリングすることにより、基板５上に所望
の薄膜感温抵抗材料を成膜できる。
としては、バナジウムまたはバナジウムと別種の金属と
をターゲットとしてアルゴンガスでスパッタリングし、
これに混合した酸素ガスと反応させて、基板上に成膜す
る方法がある。またその他、金属アルコール物を基板に
塗布し、有機残渣を熱処理で分解除去するゾルゲル法な
どの方法もある。図５は、この従来のスパッタ法による
薄膜感温抵抗材料の製造方法を例示する模式図である。
この図５に示す様にガス導入口１、２と排気口７を備え
たスパッタ室４の中に、基板５とターゲット６とを配
し、ガス導入口１からアルゴンガスを導入し、ガス導入
口２からはアルゴン酸素混合ガスを導入して、ターゲッ
ト６をスパッタリングすることにより、基板５上に所望
の薄膜感温抵抗材料を成膜できる。
【０００５】この薄膜感温抵抗材料の性能は、温度変化
１度当たりの抵抗変化率である抵抗温度係数α（％／
Ｋ）で表される。図６は、バナジウムをアルゴンと酸素
ガスでスパッタして形成した酸化バナジウムから成る従
来の薄膜感温抵抗材料の抵抗の温度特性を例示するグラ
フである。更に、この様な薄膜感温抵抗材料の抵抗の温
度特性は、特開昭６０−２５３２０１号公報の第３頁第
１図や第２図、ジェロミネクら、オプチィカルエンジニ
アリング１９９３年３２巻２０９４頁ＦＩＧ．１にも記
載されている。
１度当たりの抵抗変化率である抵抗温度係数α（％／
Ｋ）で表される。図６は、バナジウムをアルゴンと酸素
ガスでスパッタして形成した酸化バナジウムから成る従
来の薄膜感温抵抗材料の抵抗の温度特性を例示するグラ
フである。更に、この様な薄膜感温抵抗材料の抵抗の温
度特性は、特開昭６０−２５３２０１号公報の第３頁第
１図や第２図、ジェロミネクら、オプチィカルエンジニ
アリング１９９３年３２巻２０９４頁ＦＩＧ．１にも記
載されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】薄膜感温抵抗材料を、
室温付近（２０〜３０℃）の温度計測や赤外線検出に用
いようとする場合は、室温付近で高い抵抗温度係数を示
す必要がある。しかし、上述した薄膜感温抵抗材料は、
図６に示した様に、室温付近の抵抗温度係数がおよそ−
２％／Ｋと低く、感度が不十分である。
室温付近（２０〜３０℃）の温度計測や赤外線検出に用
いようとする場合は、室温付近で高い抵抗温度係数を示
す必要がある。しかし、上述した薄膜感温抵抗材料は、
図６に示した様に、室温付近の抵抗温度係数がおよそ−
２％／Ｋと低く、感度が不十分である。
【０００７】また、室温付近の抵抗温度係数が高い材料
の場合、例えばジェロミネクら、オプチィカルエンジニ
アリング１９９３年３２巻２０９４頁ＦＩＧ．１に示さ
れる様な、室温付近での抵抗温度係数が−２％／Ｋより
も高い材料の場合は、その材料の比抵抗値も０．１Ωｃ
ｍを越えて高くなってしまう。薄膜感温抵抗材料は、通
常は厚みを１０００Åよりも厚くできないので、比抵抗
値が高いということは抵抗自体が高いということにな
り、その材料で発生する雑音レベルも高くなってしま
う。このため、室温付近の抵抗温度係数は高くなって
も、雑音レベルも上がってしまい、結局、感度は改善で
きない。
の場合、例えばジェロミネクら、オプチィカルエンジニ
アリング１９９３年３２巻２０９４頁ＦＩＧ．１に示さ
れる様な、室温付近での抵抗温度係数が−２％／Ｋより
も高い材料の場合は、その材料の比抵抗値も０．１Ωｃ
ｍを越えて高くなってしまう。薄膜感温抵抗材料は、通
常は厚みを１０００Åよりも厚くできないので、比抵抗
値が高いということは抵抗自体が高いということにな
り、その材料で発生する雑音レベルも高くなってしま
う。このため、室温付近の抵抗温度係数は高くなって
も、雑音レベルも上がってしまい、結局、感度は改善で
きない。
【０００８】この様に、金属酸化物から成る従来の薄膜
感温抵抗材料では、温度係数を大きくし、かつ比抵抗値
を小さくするという条件を満たすことは困難であった。
感温抵抗材料では、温度係数を大きくし、かつ比抵抗値
を小さくするという条件を満たすことは困難であった。
【０００９】本発明は、上述の従来技術の課題を解決す
るためになされたものであり、室温付近（２０〜３０
℃）での高い抵抗温度係数と低い比抵抗値を同時に示
し、室温付近での感度に優れた薄膜感温抵抗材料および
その製造方法を提供することを目的とする。
るためになされたものであり、室温付近（２０〜３０
℃）での高い抵抗温度係数と低い比抵抗値を同時に示
し、室温付近での感度に優れた薄膜感温抵抗材料および
その製造方法を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明の薄膜感温抵抗材
料は、感温抵抗部が、遷移金属による窒化物と酸化物の
混晶から成ることを特徴とする。
料は、感温抵抗部が、遷移金属による窒化物と酸化物の
混晶から成ることを特徴とする。
【００１１】また、本発明の薄膜感温抵抗材料の製造方
法は、上記薄膜感温抵抗材料を製造するための方法であ
って、遷移金属ターゲットを、窒素ガスを主成分として
含む雰囲気ガスでスパッタリングして、遷移金属による
窒化物と酸化物の混晶を形成することを特徴とする。
法は、上記薄膜感温抵抗材料を製造するための方法であ
って、遷移金属ターゲットを、窒素ガスを主成分として
含む雰囲気ガスでスパッタリングして、遷移金属による
窒化物と酸化物の混晶を形成することを特徴とする。
【００１２】本発明においては、遷移金属酸化物が金属
−非金属的性質を持ち合わせ、固有の温度を境界にして
金属と非金属的特性に分かれることを利用し、金属窒化
物は含有窒素量により容易にその電気特性を制御できる
という性質を利用し、さらには遷移金属はその酸化物と
窒化物の混晶を容易に作製できるという性質を利用して
いる。
−非金属的性質を持ち合わせ、固有の温度を境界にして
金属と非金属的特性に分かれることを利用し、金属窒化
物は含有窒素量により容易にその電気特性を制御できる
という性質を利用し、さらには遷移金属はその酸化物と
窒化物の混晶を容易に作製できるという性質を利用して
いる。
【００１３】一般に、遷移金属酸化物における全属−非
金属の遷移温度は、金属に結合した酸素の価数で決ま
る。本発明においては、これを窒化物との混晶とするこ
とで、結合した窒素と酸素の比によりさらに詳しく遷移
温度を変えることができ、この結果、室温付近での高い
抵抗温度係数と低い比抵抗値を同時に満足する薄膜感温
抵抗材料が得られるのである。
金属の遷移温度は、金属に結合した酸素の価数で決ま
る。本発明においては、これを窒化物との混晶とするこ
とで、結合した窒素と酸素の比によりさらに詳しく遷移
温度を変えることができ、この結果、室温付近での高い
抵抗温度係数と低い比抵抗値を同時に満足する薄膜感温
抵抗材料が得られるのである。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施形態に
ついて説明する。
ついて説明する。
【００１５】本発明の薄膜感温抵抗材料の感温抵抗部
は、遷移金属による窒化物と酸化物の混晶から成る。こ
の遷移金属としては、バナジウムが好ましい。ただしバ
ナジウム以外でも、金属−非金属の転移を示す遷移金属
酸化物の材料になり得るもの、例えばクロム、マンガ
ン、鉄、コバルト等の遷移金属も使用可能である。遷移
金属による窒化物と酸化物の混晶の組成は、ＭＮｘＯｙ
（Ｍは遷移金属）で表した場合、０＜ｘ＜１、２≦ｙ≦
１３／６であることが好ましい。この薄膜感温抵抗材料
の膜厚は、用途等に応じて適宜決定すればよいが、１０
０〜１０００Å程度が好ましい。
は、遷移金属による窒化物と酸化物の混晶から成る。こ
の遷移金属としては、バナジウムが好ましい。ただしバ
ナジウム以外でも、金属−非金属の転移を示す遷移金属
酸化物の材料になり得るもの、例えばクロム、マンガ
ン、鉄、コバルト等の遷移金属も使用可能である。遷移
金属による窒化物と酸化物の混晶の組成は、ＭＮｘＯｙ
（Ｍは遷移金属）で表した場合、０＜ｘ＜１、２≦ｙ≦
１３／６であることが好ましい。この薄膜感温抵抗材料
の膜厚は、用途等に応じて適宜決定すればよいが、１０
０〜１０００Å程度が好ましい。
【００１６】この混晶ＭＮｘＯｙは、組成的には酸化物
的なものであるが、窒化物との混晶であるため酸化や還
元が進行することはほとんどない。ただし、少なくとも
その感温抵抗部をシリコン窒化膜で保護して、材料の特
性経時変化を良好に防止することが好ましい。この保護
膜は、例えばプラズマ化学気相堆積法により、ＳｉＨ 4
ガス、ＮＨ3ガス、窒素ガスを用いて形成できる。
的なものであるが、窒化物との混晶であるため酸化や還
元が進行することはほとんどない。ただし、少なくとも
その感温抵抗部をシリコン窒化膜で保護して、材料の特
性経時変化を良好に防止することが好ましい。この保護
膜は、例えばプラズマ化学気相堆積法により、ＳｉＨ 4
ガス、ＮＨ3ガス、窒素ガスを用いて形成できる。
【００１７】本発明の薄膜感温抵抗材料は、遷移金属タ
ーゲットを、窒素ガスを主成分として含む雰囲気ガスで
スパッタリングして、遷移金属による窒化物と酸化物の
混晶を形成する高周波スパッタ法により、簡易かつ良好
に製造できる。
ーゲットを、窒素ガスを主成分として含む雰囲気ガスで
スパッタリングして、遷移金属による窒化物と酸化物の
混晶を形成する高周波スパッタ法により、簡易かつ良好
に製造できる。
【００１８】図１は、高周波スパッタ法による本発明の
薄膜感温抵抗材料の製造方法を例示する模式図である。
この図１に示す装置の構成は、窒素ガスを導入するため
のガス導入口３を設けた点以外は、図５に示したものと
同様である。
薄膜感温抵抗材料の製造方法を例示する模式図である。
この図１に示す装置の構成は、窒素ガスを導入するため
のガス導入口３を設けた点以外は、図５に示したものと
同様である。
【００１９】例えば、図１に示す様にスパッタ室４内に
基板５とターゲット６を配し、スパッタ室４内を排気
し、基板５を加熱し、ガス導入口１からアルゴンガス
を、ガス導入口２からアルゴン酸素混合ガスを、ガス導
入口３から窒素ガスを導入し、放電を開始してターゲッ
ト６をスパッタリングすることにより、基板５上にバナ
ジウム酸窒化膜を形成できる。堆積速度は、投入電力
と、基板５−ターゲット６間の間隔などで調節可能であ
る。
基板５とターゲット６を配し、スパッタ室４内を排気
し、基板５を加熱し、ガス導入口１からアルゴンガス
を、ガス導入口２からアルゴン酸素混合ガスを、ガス導
入口３から窒素ガスを導入し、放電を開始してターゲッ
ト６をスパッタリングすることにより、基板５上にバナ
ジウム酸窒化膜を形成できる。堆積速度は、投入電力
と、基板５−ターゲット６間の間隔などで調節可能であ
る。
【００２０】このスパッタ用ガスは、上述の様に窒素、
アルゴンおよび酸素の混合雰囲気ガスであることが好ま
しく、さらに窒素と酸素の流量比率（窒素／酸素）が１
４／１から２３／１の範囲内であることが好ましい。ア
ルゴンガスはターゲット６のスパッタリングにのみ寄与
し、膜にはほとんど取り込まれず、膜の組成比の窒素／
酸素比には寄与しない。したがって、窒素／酸素の流量
比により膜の組成比が決まる。また、アルゴン酸素混合
ガス中の酸素含有量は、雰囲気ガス全体の窒素濃度（窒
素ガス流量）等に応じて適宜決定すればよい。
アルゴンおよび酸素の混合雰囲気ガスであることが好ま
しく、さらに窒素と酸素の流量比率（窒素／酸素）が１
４／１から２３／１の範囲内であることが好ましい。ア
ルゴンガスはターゲット６のスパッタリングにのみ寄与
し、膜にはほとんど取り込まれず、膜の組成比の窒素／
酸素比には寄与しない。したがって、窒素／酸素の流量
比により膜の組成比が決まる。また、アルゴン酸素混合
ガス中の酸素含有量は、雰囲気ガス全体の窒素濃度（窒
素ガス流量）等に応じて適宜決定すればよい。
【００２１】なお、膜に酸素を添加するには、酸素ガス
を導入しただけではスパッタ粒子が既に窒化しているの
で困難である。そこで、上述の様に不活性のアルゴンガ
スも酸素と一緒に混合してバナジウムをスパッタすれ
ば、良好に窒化バナジウムに酸素を添加できるので好ま
しい。
を導入しただけではスパッタ粒子が既に窒化しているの
で困難である。そこで、上述の様に不活性のアルゴンガ
スも酸素と一緒に混合してバナジウムをスパッタすれ
ば、良好に窒化バナジウムに酸素を添加できるので好ま
しい。
【００２２】他のスパッタ条件は、得られる膜に求めら
れる性能に応じて適宜決定すればよい。例えばスパッタ
圧力は、膜の抵抗温度係数や比抵抗値に影響を与えるの
で、特に４〜３０ｍＴｏｒｒ程度にすることが好まし
い。
れる性能に応じて適宜決定すればよい。例えばスパッタ
圧力は、膜の抵抗温度係数や比抵抗値に影響を与えるの
で、特に４〜３０ｍＴｏｒｒ程度にすることが好まし
い。
【００２３】また、上述のスパッタリングを行う前に、
ターゲット６を、適当な時間予め仮スパッタリングする
ことも好ましい。
ターゲット６を、適当な時間予め仮スパッタリングする
ことも好ましい。
【００２４】
【実施例】以下、本発明を実施例により更に詳細に説明
する。
する。
【００２５】＜実施例１〜４＞図１に示した様にスパッ
タ室４内にターゲット６としてバナジウム金属、基板５
としてシリコン基板を配した。スパッタ室４を１０-6Ｔ
ｏｒｒ以下まで排気した後、基板５を約３００℃に加熱
し、スパッタ用ガスとして、ガス導入口１からアルゴン
ガス、ガス導入口２からアルゴン酸素混合ガス（酸素含
有量２０％）、ガス導入口３から窒素ガスを別々に導入
した。
タ室４内にターゲット６としてバナジウム金属、基板５
としてシリコン基板を配した。スパッタ室４を１０-6Ｔ
ｏｒｒ以下まで排気した後、基板５を約３００℃に加熱
し、スパッタ用ガスとして、ガス導入口１からアルゴン
ガス、ガス導入口２からアルゴン酸素混合ガス（酸素含
有量２０％）、ガス導入口３から窒素ガスを別々に導入
した。
【００２６】次に、これらのガスを同時にスパッタ室４
内に導入し、放電を開始してターゲット６の表面を３０
分間仮スパッタした後、基板５上へバナジウム酸窒化膜
の形成を開始した。各実施例における成膜条件を表１に
示す。特に、ガス流量の比率（窒素／アルゴン／酸素）
については、窒素流量を変化させることにより、その比
率を１４／４／１から２３／４／１の範囲内で変化させ
た。
内に導入し、放電を開始してターゲット６の表面を３０
分間仮スパッタした後、基板５上へバナジウム酸窒化膜
の形成を開始した。各実施例における成膜条件を表１に
示す。特に、ガス流量の比率（窒素／アルゴン／酸素）
については、窒素流量を変化させることにより、その比
率を１４／４／１から２３／４／１の範囲内で変化させ
た。
【００２７】この様にして作製した膜厚１０００Åのバ
ナジウム酸窒化膜に電極を取付け、抵抗の温度特性を測
定した。各実施例における測定温度での抵抗値を表２〜
表５に示す。また、図２はこれら測定結果をまとめたも
のであり、各実施例のバナジウム酸窒化膜から成る薄膜
感温抵抗材料の抵抗の温度特性を示すグラフである。さ
らに表６には、各実施例の薄膜感温抵抗材料の抵抗温度
係数を示す。
ナジウム酸窒化膜に電極を取付け、抵抗の温度特性を測
定した。各実施例における測定温度での抵抗値を表２〜
表５に示す。また、図２はこれら測定結果をまとめたも
のであり、各実施例のバナジウム酸窒化膜から成る薄膜
感温抵抗材料の抵抗の温度特性を示すグラフである。さ
らに表６には、各実施例の薄膜感温抵抗材料の抵抗温度
係数を示す。
【００２８】従来の薄膜感温抵抗材料で用いられている
バナジウム酸化膜は、２５℃における比抵抗値が約０．
１Ωｃｍ、抵抗温度係数は−２．３％／Ｋである。一
方、実施例１〜４のバナジウム酸窒化膜から成る薄膜感
温抵抗材料は、２５℃における比抵抗値が０．００２６
〜０．０７７Ωｃｍと小さく、図２に示す様に室温付近
での抵抗温度変化が非常に大きく、その抵抗温度係数は
表６に示す様に−３．９〜−７．２％／Ｋと高かった。
すなわち実施例１〜４の薄膜感温抵抗材料は、従来のも
のに比べて室温付近で約２倍以上の感度を有する良好な
ものであった。
バナジウム酸化膜は、２５℃における比抵抗値が約０．
１Ωｃｍ、抵抗温度係数は−２．３％／Ｋである。一
方、実施例１〜４のバナジウム酸窒化膜から成る薄膜感
温抵抗材料は、２５℃における比抵抗値が０．００２６
〜０．０７７Ωｃｍと小さく、図２に示す様に室温付近
での抵抗温度変化が非常に大きく、その抵抗温度係数は
表６に示す様に−３．９〜−７．２％／Ｋと高かった。
すなわち実施例１〜４の薄膜感温抵抗材料は、従来のも
のに比べて室温付近で約２倍以上の感度を有する良好な
ものであった。
【００２９】次に、オージェ電子分光で、実施例１のバ
ナジウム酸窒化膜から成る薄膜感温抵抗材料の膜厚方向
の組成を評価した。図３はその膜厚方向の組成分布を示
すグラフである。膜の組成（ＶＮｘＯｙ）は、０＜ｘ＜
１、ｙ＝２であった。また、実施例２〜４の薄膜感温抵
抗材料の組成についても、各流量比が１桁も変わらない
ので、ほとんど同じ測定結果であった。
ナジウム酸窒化膜から成る薄膜感温抵抗材料の膜厚方向
の組成を評価した。図３はその膜厚方向の組成分布を示
すグラフである。膜の組成（ＶＮｘＯｙ）は、０＜ｘ＜
１、ｙ＝２であった。また、実施例２〜４の薄膜感温抵
抗材料の組成についても、各流量比が１桁も変わらない
ので、ほとんど同じ測定結果であった。
【００３０】また、Ｘ線回折により、実施例１のバナジ
ウム酸窒化膜から成る薄膜感温抵抗材料の結晶性を調べ
た。図４は、そのＸ線回折を示すグラフである。測定さ
れたピークからＶＯ2ないしはＶ6Ｏ13に窒素が合有され
たものであることがわかる。したがって、組成は窒素０
＜ｘ＜１、酸素２≦ｙ≦１３／６の範囲にある。
ウム酸窒化膜から成る薄膜感温抵抗材料の結晶性を調べ
た。図４は、そのＸ線回折を示すグラフである。測定さ
れたピークからＶＯ2ないしはＶ6Ｏ13に窒素が合有され
たものであることがわかる。したがって、組成は窒素０
＜ｘ＜１、酸素２≦ｙ≦１３／６の範囲にある。
【００３１】次に、この薄膜感温抵抗材料に、プラズマ
化学気相堆積法により、基板温度２５０℃、圧力１００
ｐａ、ＳｉＨ4ガスとＮＨ3ガス、窒素ガスを用いて、シ
リコン窒化膜で膜厚３０００Åの保護膜１０（図７）を
形成した。この保護膜１０の形成により、薄膜感温抵抗
材料の特性経時変化を良好に防止できた。
化学気相堆積法により、基板温度２５０℃、圧力１００
ｐａ、ＳｉＨ4ガスとＮＨ3ガス、窒素ガスを用いて、シ
リコン窒化膜で膜厚３０００Åの保護膜１０（図７）を
形成した。この保護膜１０の形成により、薄膜感温抵抗
材料の特性経時変化を良好に防止できた。
【００３２】
【表１】
【００３３】
【表２】
【００３４】
【表３】
【００３５】
【表４】
【００３６】
【表５】
【００３７】
【表６】
【００３８】
【発明の効果】本発明の薄膜感温抵抗材料は、室温付近
での高い抵抗温度係数と低い比抵抗値を同時に示すの
で、室温付近での感度に優れるものであり、室温付近で
利用する赤外線センサ、温度検出器などの用途において
非常に有用である。
での高い抵抗温度係数と低い比抵抗値を同時に示すの
で、室温付近での感度に優れるものであり、室温付近で
利用する赤外線センサ、温度検出器などの用途において
非常に有用である。
【００３９】また、本発明の製造方法によれば、この様
な優れた薄膜感温抵抗材料を簡易かつ良好に製造でき
る。
な優れた薄膜感温抵抗材料を簡易かつ良好に製造でき
る。
【図１】本発明の薄膜感温抵抗材料の製造方法を例示す
る模式図である。
る模式図である。
【図２】実施例１〜４の薄膜感温抵抗材料の抵抗の温度
特性を示すグラフである。
特性を示すグラフである。
【図３】実施例１の薄膜感温抵抗材料のオージェ電子分
光による膜厚方向の組成分布を示すグラフである。
光による膜厚方向の組成分布を示すグラフである。
【図４】実施例１の薄膜感温抵抗材料のＸ線回折を示す
グラフである。
グラフである。
【図５】従来の薄膜感温抵抗材料の製造方法を例示する
模式図である。
模式図である。
【図６】従来の薄膜感温抵抗材料の抵抗の温度特性を示
すグラフである。
すグラフである。
【図７】薄膜感温抵抗材料を用いた赤外線センサの構造
を例示する模式図である。
を例示する模式図である。
１ アルゴンガス導入口 ２ アルゴン酸素混合ガス導入口 ３ 窒素ガス導入口 ４ スパッタ室 ５ 基板 ６ ターゲット ７ 排気口 ８ 薄膜感温抵抗材料 ９ 赤外線吸収層 １０ 保護膜 １１ 電極 １２ 空隙 １３ 赤外線反射膜 １４ 支持膜
Claims (6)
- 【請求項１】 感温抵抗部が、遷移金属による窒化物と
酸化物の混晶から成ることを特徴とする薄膜感温抵抗材
料。 - 【請求項２】 遷移金属による窒化物と酸化物の混晶の
組成は、ＭＮｘＯｙ（Ｍは遷移金属）で表した場合、０
＜ｘ＜１、２≦ｙ≦１３／６である請求項１記載の薄膜
感温抵抗材料。 - 【請求項３】 遷移金属による窒化物と酸化物の混晶か
ら成る感温抵抗部がシリコン窒化膜で保護されている請
求項１または２記載の薄膜感温抵抗材料。 - 【請求項４】 請求項１記載の薄膜感温抵抗材料を製造
するための方法であって、遷移金属ターゲットを、窒素
ガスを主成分として含む雰囲気ガスでスパッタリングし
て、遷移金属による窒化物と酸化物の混晶を形成するこ
とを特徴とする薄膜感温抵抗材料の製造方法。 - 【請求項５】 雰囲気ガスが、窒素、アルゴンおよび酸
素の混合雰囲気ガスであり、窒素と酸素の流量比率（窒
素／酸素）が１４／１から２３／１の範囲内である請求
項４記載の薄膜感温抵抗材料の製造方法。 - 【請求項６】 遷移金属ターゲットを、窒素、アルゴン
および酸素の混合雰囲気ガスで、予め仮スパッタリング
する請求項４または５記載の薄膜感温抵抗材料の製造方
法。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9128757A JP2976924B2 (ja) | 1997-05-19 | 1997-05-19 | 薄膜感温抵抗材料およびその製造方法 |
| US09/081,138 US6127914A (en) | 1997-05-19 | 1998-05-19 | Thin-film temperature-sensitive resistor material and production process thereof |
| US09/617,030 US6413385B1 (en) | 1997-05-19 | 2000-07-14 | Thin-film temperature-sensitive resistor material and production process thereof |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9128757A JP2976924B2 (ja) | 1997-05-19 | 1997-05-19 | 薄膜感温抵抗材料およびその製造方法 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10318842A JPH10318842A (ja) | 1998-12-04 |
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Family
ID=14992721
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|---|---|---|---|
| JP9128757A Expired - Fee Related JP2976924B2 (ja) | 1997-05-19 | 1997-05-19 | 薄膜感温抵抗材料およびその製造方法 |
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| Country | Link |
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| US7473030B2 (en) * | 2002-04-01 | 2009-01-06 | Palo Alto Research Center Incorporated | Thermal sensing |
| US7473031B2 (en) * | 2002-04-01 | 2009-01-06 | Palo Alto Research Center, Incorporated | Resistive thermal sensing |
| US7754492B2 (en) | 2002-04-01 | 2010-07-13 | Palo Alto Research Center Incorporated | Thermal sensing device |
| US7833800B2 (en) * | 2002-04-01 | 2010-11-16 | Palo Alto Research Center Incorporated | Thermal sensing with bridge circuitry |
| US7583586B2 (en) * | 2004-07-02 | 2009-09-01 | Samsung Electronics Co., Ltd | Apparatus and method for transmitting/receiving pilot signal in communication system using OFDM scheme |
| US7784173B2 (en) * | 2005-12-27 | 2010-08-31 | Palo Alto Research Center Incorporated | Producing layered structures using printing |
| US8637138B2 (en) | 2005-12-27 | 2014-01-28 | Palo Alto Research Center Incorporated | Layered structures on thin substrates |
| US7816146B2 (en) * | 2005-12-27 | 2010-10-19 | Palo Alto Research Center Incorporated | Passive electronic devices |
| KR100605289B1 (ko) | 2006-04-06 | 2006-07-28 | 송건화 | 이산화바나듐 막의 제조방법 및 그 막을 구비한 정온온도스위치 |
| WO2010085227A1 (en) | 2009-01-26 | 2010-07-29 | Hewlett-Packard Company, L.P. | Semiconductor memristor devices |
| US8455852B2 (en) | 2009-01-26 | 2013-06-04 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Controlled placement of dopants in memristor active regions |
| US8329002B1 (en) | 2009-03-10 | 2012-12-11 | 4Wave, Inc. | Thin films and methods and machines for forming the thin films |
| WO2011005266A1 (en) * | 2009-07-10 | 2011-01-13 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Memristive junction with intrinsic rectifier |
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| FR3077879B1 (fr) * | 2018-02-15 | 2021-08-27 | Commissariat Energie Atomique | Procede de fabrication d'un microbolometre a materiau sensible a base d'oxyde de vanadium |
| FR3077878B1 (fr) * | 2018-02-15 | 2022-02-04 | Commissariat Energie Atomique | Procede de fabrication d'un microbolometre a materiau sensible a base d'oxyde de vanadium |
| FR3099573B1 (fr) * | 2019-07-30 | 2021-07-23 | Commissariat Energie Atomique | Procédé de fabrication d’un microbolomètre comportant un matériau sensible à base d’oxyde de vanadium |
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| US3836340A (en) * | 1972-01-03 | 1974-09-17 | Du Pont | Vanadium based resistor compositions |
| CA991756A (en) * | 1974-04-19 | 1976-06-22 | Richard I. Maran | Semi-conductor thermal protection arrangement |
| JPS5795601A (en) * | 1980-12-04 | 1982-06-14 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Method of producing negative temperature sensitive resistance element |
| US4562057A (en) * | 1984-03-29 | 1985-12-31 | Union Carbide Corporation | Preparation of low-carbon vanadium nitride |
| JPS60253201A (ja) * | 1984-05-30 | 1985-12-13 | 株式会社日立製作所 | 感温抵抗材料 |
| DE3442278A1 (de) * | 1984-11-20 | 1986-05-22 | Philips Patentverwaltung Gmbh, 2000 Hamburg | Magnetfeldmessgeraet |
| US5450053A (en) * | 1985-09-30 | 1995-09-12 | Honeywell Inc. | Use of vanadium oxide in microbolometer sensors |
| JP2759453B2 (ja) * | 1987-08-25 | 1998-05-28 | 日本合成化学工業株式会社 | 水溶性樹脂及びその用途 |
| JPH04299802A (ja) * | 1991-03-28 | 1992-10-23 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 正特性サーミスタ |
| US5247278A (en) * | 1991-11-26 | 1993-09-21 | Honeywell Inc. | Magnetic field sensing device |
| US5367285A (en) * | 1993-02-26 | 1994-11-22 | Lake Shore Cryotronics, Inc. | Metal oxy-nitride resistance films and methods of making the same |
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| EP1300687B1 (en) * | 1994-02-28 | 2011-09-21 | Nxp B.V. | Device for measuring magnetic fields |
| JP2655101B2 (ja) * | 1994-10-28 | 1997-09-17 | 日本電気株式会社 | 赤外線センサ |
| JP3349036B2 (ja) * | 1995-06-14 | 2002-11-20 | 三菱電機株式会社 | 測温用抵抗体、その製法および該測温用抵抗体を用いる赤外線検知素子 |
-
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- 1997-05-19 JP JP9128757A patent/JP2976924B2/ja not_active Expired - Fee Related
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1998
- 1998-05-19 US US09/081,138 patent/US6127914A/en not_active Expired - Fee Related
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2000
- 2000-07-14 US US09/617,030 patent/US6413385B1/en not_active Expired - Fee Related
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