电阻体材料、电阻薄膜形成用溅射靶、电阻薄膜、薄膜电阻器以及它们的制造方法技术

本发明专利技术的目的是提供一种即使经过相对低温的热处理也电阻率、电阻温度特性、高温稳定性、耐盐水性均优良的薄膜电阻器和用于制造所述薄膜电阻器的电阻体材料以及制造方法。本发明专利技术提供了一种电阻体材料，该电阻体材料是在Ni合金中添加有3～20质量％的硅酸盐系玻璃，其中，该Ni合金含有10～60质量％的选自Cr、Al和Y中的1种以上的添加元素，并且余量是Ni和不能避免的杂质，该硅酸盐系玻璃以SiO2为主要成分，并且含有0～90质量％的选自B、Mg、Ca、Ba、Al、Zr以及它们的氧化物中的1种以上。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及作为电子部件的薄膜电阻器以及用于获得该薄膜电阻器的电阻薄膜、 该电阻薄膜形成用的溅射靶、形成该溅射靶的电阻体材料，进一步地，还涉及它们的制造方法。
技术介绍
使用电阻薄膜的薄膜电阻器，已应用于芯片电阻器、精密电阻器、网络电阻器、高 压电阻器等电阻器；测温电阻体、感温电阻器等温度传感器；以及混合集成电路及其复合 模块制品等的电子部件中。对于薄膜电阻器而言，要求具有4个特性⑴电阻温度系数(TCR)的绝对值接近 0的电阻温度特性；(2)高温保持时的经时电阻变化率小的高温稳定性；(3)对人的汗或海 水等的耐腐蚀性(耐盐水性)；(4)电阻率高。伴随着电气·电子制品的小型化的推进，期望着对薄膜电阻器进行小型化，但针对 该薄膜电阻器的小型化，需要保持上述特性并且进一步提高构成电阻薄膜的电阻体材料的 电阻率。在薄膜电阻器中，多数情况下，作为用于形成电阻薄膜的电阻体材料，主要采用了 Ta合金、TaN化合物、Ni-Cr系合金等。其中，使用了 Ni-Cr系合金的电阻薄膜，具备具有作为金属特性的欧姆特性 (ohmic characteristics)、电阻值相对于环境温度变化而发生的变化小、以及热稳定性高 的特点，因此，通常应用于薄膜电阻器。但是，Ni-Cr系合金作为电阻体材料，存在电阻率低 的问题。因此，有人提出了一种电阻薄膜，其是将Ta、Al、Mo添加于Ni-Cr系合金中，以提高 电阻率(参照专利文献1)。通过该添加有Ta、Al、Mo的Ni-Cr系合金获得的电阻薄膜，与 以往的使用Ni-Cr系合金的电阻薄膜相比，耐腐蚀性优良，但是，在采用酸性人工汗液(JIS L0848)的电腐蚀试验中的溶解起始电压为小于6V，因此，期望有耐腐蚀性更加优良的电阻薄膜。此外，该Ni-Cr系合金，为了获得规定的特性而施以热处理，按所需特性要求以大 于500°C的高温进行热处理。因此，需要进一步降低所述热处理温度。
技术介绍
文献专利文献1 日本特开2008-10604号公报
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种薄膜电阻器，其即使以较低温度进行电阻薄膜热处理 的情况下，也会保持与上述的添加有Ta、Al、Mo的Ni-Cr系合金相同的高电阻率、优良的电 阻温度特性、高温稳定性，并且具有高耐腐蚀性。本专利技术的电阻体材料，其特征在于，在Ni合金中，添加有3 20质量％的硅酸盐 系玻璃，其中，该Ni合金含有10 60质量％的选自Cr、Al和Y中的1种以上的添加元素， 并且余量是Ni和不能避免的杂质，该硅酸盐系玻璃以SiO2 ( 二氧化硅)为主要成分，并且 含有0 90质量％的选自B、Mg、Ca、Ba、Al Jr以及它们的氧化物中的1种以上。本专利技术的电阻薄膜形成用的溅射靶，是通过下述方式获得以使硅酸盐系玻璃粉 末为3 20质量％的方式将硅酸盐系玻璃粉末与M合金粉末混合，使所获得的混合粉末 成型为所需的形状，并使所获得的成型体在真空或非活性气体环境中，以50kg/cm2以上的 加压下，以500 1400°C进行烧结，其中，该硅酸盐系玻璃粉末以SW2为主要成分，并且添 加有0 90质量％的选自B、Mg、Ca、Ba、Al、Zr和它们的氧化物中的1种以上，该Ni合金 粉末含有10 60质量％的选自Cr、Al和Y中的1种以上的添加元素，并且余量是Ni和不 能避免的杂质。该种溅射靶的组成，与上述电阻体材料实质上是相同的。本专利技术的电阻薄膜，采用上述溅射靶，通过溅射法在绝缘材料基板上形成薄膜，将 所获得的薄膜在大气中或非活性气体环境中，以200 500°C进行热处理1 10小时来获得。该种电阻薄膜的组成，也与构成上述溅射靶的电阻体材料实质上相同。本专利技术的电阻薄膜具有下述特性电阻率为300 1500 μ Ω · Gm，电阻温度系数 处于-25 +25ppm/°C的范围，在高温155°C保持1000小时中的经时电阻变化率为0. 以 下，并且，采用酸性人工汗液(JIS L0848)的电腐蚀试验中的溶解起始电压为9V以上。本专利技术的薄膜电阻器，其特征在于，是由绝缘材料基板、在该绝缘材料基板上形成 的电阻薄膜、在该绝缘材料基板上的该电阻薄膜的两侧形成的电极来构成，所述电阻薄膜 具有上述的电阻薄膜特性。将本专利技术的电阻薄膜材料作为溅射靶来使用，通过溅射法予以成膜而获得电阻薄 膜，使用该电阻薄膜的薄膜电阻器，能够同时实现300 1500μ Ω 的高电阻率、电阻 温度系数的绝对值处于士25ppm/°C范围的优良的电阻温度特性、在155°C高温保持1000 小时中的经时电阻变化率为0. 以下的较高的高温稳定性、以及采用酸性人工汗液(JIS L0848)的电腐蚀试验中的溶解起始电压为9V以上的高耐腐蚀性(耐盐水性)。也即，根据本专利技术，能够将高电阻、高温稳定性优良的电子部件，应用于对优良耐 腐蚀性比以前更有要求的严酷环境下，并且上述特性能够以低于从前温度的热处理来得 到，因此，本专利技术还有利于使薄膜电阻器的制造低成本化。附图说明图1是本专利技术所适用的薄膜电阻器的概要图。图2是表示电腐蚀试验的概要图。附图标记的说明1绝缘性基板(氧化铝基板)2电阻薄膜3电极(Au电极)4 液滴具体实施例方式薄膜电阻器要求有所谓高电阻、稳定的电阻温度特性、优良的高温稳定性以及高 耐腐蚀性(耐盐水性)4个特性，为了改善所述特性以Ni-Cr系合金为中心进行了各种尝试ο在Ni-Cr系合金中添加有Ta、Al以及Mo的Ni-Cr系合金，与以往的合金相比，仍 然保持着原有的电阻温度特性以及高温稳定性，并求得对电阻以及耐腐蚀性的改善。但是， 如上述所言，要获得这种特性(特别是要使电阻温度系数处于规定的范围)，需要将采用上 述电阻体材料而成膜的薄膜以200 600°C的温度进行热处理1 10小时，根据所需特性， 需要以较高温度(高温一边的温度)进行热处理，以求得保持或者进一步改善上述特性，但 更为人们所期待的是能够以较低温度(低温一边的温度)进行热处理的电阻体材料。本专利技术人等通过反复精心研究的结果是不采用以往应用于电子部件用薄膜电阻 器的电阻体材料，而只是按规定量在Ni合金中添加硅酸盐系玻璃，由此，能够相对地降低 用于获得所需特性的热处理温度，并且，能够进一步改善上述特性(特别是耐腐蚀性)。根 据上述研究结果，本专利技术人等完成了本专利技术。本专利技术的电阻体材料，其特征在于在Ni合金中，添加有3 20质量％的硅酸盐 系玻璃，其中，该Ni合金含有10 60质量％的选自Cr、Al和Y中的1种以上的添加元素， 并且余量是Ni和不能避免的杂质，该硅酸盐系玻璃以SiO2 (二氧化硅)为主要成分，并且 含有0 90质量％的选自B、Mg、Ca、Ba、Al Jr以及它们的氧化物中的1种以上。该电阻体材料，是具有以上述组成所具有的特征为特征的电阻体材料，其只要是 具有实质上相同的组成即可，对方式并没有限制。因此，本专利技术中的电阻体材料的术语，是 对在电阻薄膜形成的过程中的从原材料到电阻薄膜为止的所有方式所作的统称。Ni合金从基本上构成了本专利技术的电阻体材料。这种Ni合金含有10 60质量％ 的选自Cr、Al和Y中的1种以上的添加元素，并且余量是Ni和不能避免的杂质。添加元素具有各种效果Cr有利于电阻温度系数的绝对值的降低，Al有利于耐腐 蚀性的提高，本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种电阻体材料，其特征在于，在Ｎｉ合金中，添加有３～２０质量％的硅酸盐系玻璃，该Ｎｉ合金含有１０～６０质量％的选自Ｃｒ、Ａｌ和Ｙ中的１种以上的添加元素，并且余量是Ｎｉ和不能避免的杂质，该硅酸盐系玻璃以ＳｉＯ２为主要成分并且含有０～９０质量％的选自Ｂ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｂａ、Ａｌ、Ｚｒ以及它们的氧化物中的１种以上。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：横林贞之，杉原雅博，
申请(专利权)人：住友金属矿山株式会社，
类型：发明
国别省市：JP