(57)【要約】【課題】  高い抵抗値を持つ抵抗素子、もしくは抵抗線路が短く高周波伝送系に適した抵抗素子を実現するために、高い抵抗率と微小な抵抗温度係数を併せ持つ高抵抗薄膜抵抗体を提供する。【解決手段】  酸化亜鉛に窒素とインジウムもしくは酸化インジウムを添加した薄膜からなる高抵抗薄膜抵抗体である。この抵抗体は、酸化亜鉛に対し酸化インジウムを５ｗｔ％〜１５ｗｔ％混合させたスパッタリングターゲットを用い、アルゴンガスに対し窒素が３０％以上含まれる雰囲気中でスパッタリングを行なうことにより基板に薄膜を堆積させることにより作製できる。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
酸化亜鉛に窒素とインジウムもしくは酸化インジウムを添加した薄膜からなることを特徴とする高抵抗薄膜抵抗体。
【請求項２】
薄膜は抵抗率が１０-2から１０3Ω・ｃｍの範囲にあり、かつその抵抗温度係数が±５００ｐｐｍ／℃以内である請求項１の高抵抗薄膜抵抗体。
【請求項３】
酸化亜鉛に対し酸化インジウムを５ｗｔ％〜１５ｗｔ％混合させたスパッタリングターゲットを用い、アルゴンガスに対し窒素が３０％以上含まれる雰囲気中でスパッタリングを行なうことにより基板に請求項１または請求項２の薄膜を堆積させることを特徴とする薄膜抵抗体の作製方法。
【請求項４】
基板に堆積された請求項１または２の高抵抗薄膜抵抗体の抵抗値が調整され気密封止されたことを特徴とする高抵抗薄膜抵抗素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、抵抗率が高くかつその温度変化が極めて小さい高抵抗薄膜抵抗体と、その作製方法と、高抵抗薄膜抵抗素子とに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
周囲環境の温度変化に対して抵抗値が不変な抵抗素子が精密測定器等に必要とされている。その場合、抵抗温度係数（ＴＣＲ）が極めて小さな抵抗体材料が必要であり、ニッケル・クロム（ＮｉＣｒ）系合金等が広く用いられている。（例えば特許文献１参照）
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−１８２８０
【０００４】
ＮｉＣｒ系合金のＴＣＲはきわめて小さいが、その抵抗率は１０-4Ω・ｃｍ程度であることから、抵抗値の大きな抵抗素子を製造する場合には薄く圧延あるいは薄膜の状態で厚みを薄くし、また、その幅を極めて細くした上で、その長さを極めて長くしなければならない。サイズの小さな抵抗素子とする場合には、その抵抗線路の長さは保ったまま、折り返し構造として全体のサイズを小さくしているのが現状である。
【０００５】
また、高い抵抗値が必要な際の抵抗体材料として、酸化物や窒化物が一般に使われているが、その抵抗温度係数はマイナス数１００ｐｐｍ／℃以上と大きな負の値である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
抵抗体にＮｉＣｒ等の合金を使用した場合、抵抗温度係数が極めて小さいものの、その抵抗率はニッケルクロム系では１０-4Ω・ｃｍ程度の値を超えることがなく、高抵抗の抵抗素子を形成するためには、圧延して金属箔とするか薄膜としたうえで、その形状を細くかつ長く引き伸ばした形にする以外に方法はない。その結果、作製できる抵抗値の上限はあまり高くならず、また、抵抗素子のサイズとしてもそれほど小さくはできない。さらに、高周波伝送系において抵抗素子を必要とする場合には、抵抗線路が細長い構造となるので、抵抗線路で生ずるインダクタンスのために適用可能な上限周波数が制限される。
【０００７】
合金よりも抵抗率が高い材料として酸化物や窒化物を使用した場合は、抵抗温度係数が大きな負の値を示すため、温度変化に対して安定である高精度な抵抗素子は作製できない。
【０００８】
本発明は、高い抵抗値を持つ抵抗素子、もしくは抵抗線路が短く高周波伝送系に適した抵抗素子を実現するために、高い抵抗率と微小な抵抗温度係数を併せ持つ高抵抗薄膜抵抗体を提供することを第１の目的とする。またこの抵抗体の作製方法を提供することを第２の目的とする。さらにこの抵抗体を用いた高抵抗薄膜抵抗素子を提供することを第３の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明によれば第１の目的は、酸化亜鉛に窒素とインジウムもしくは酸化インジウムを添加した薄膜からなることを特徴とする高抵抗薄膜抵抗体、により達成される。
【００１０】
第２の目的は、酸化亜鉛に対し酸化インジウムを５ｗｔ％〜１５ｗｔ％混合させたスパッタリングターゲットを用い、アルゴンガスに対し窒素が３０％以上含まれる雰囲気中でスパッタリングを行なうことにより基板に請求項１または請求項２の薄膜を堆積させることを特徴とする薄膜抵抗体の作製方法、により達成される。
【００１１】
第３の目的は、基板に堆積された請求項１または２の高抵抗薄膜抵抗体の抵抗値が調整され、全体を気密封止したことを特徴とする高抵抗薄膜抵抗素子、により達成される。
【発明の効果】
【００１２】
第１の発明によれば、高い抵抗値と小さい抵抗温度係数とを備える薄膜からなる高抵抗薄膜抵抗体が得られる。
【００１３】
第２の発明によれば、この抵抗体を基板上にスパッタリングにより堆積させる高抵抗薄膜抵抗体の作製方法が得られる。この場合には特殊な成膜装置を用いずに一般的なスパッタリング法で成膜することが可能である。
【００１４】
第３の発明によればこの薄膜を用いた抵抗素子が得られる。この場合には従来実現できなかった高い抵抗値と微少な抵抗温度係数を兼ね備えた精密電子回路用の抵抗素子が得られる。またこの抵抗素子によれば抵抗線路の全長を短くして素子の小型化が可能であり、高周波伝送回路内で使用する抵抗素子の高性能化が可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
薄膜抵抗体は、抵抗率が１０-2〜１０3Ω・ｃｍの範囲であり、かつその抵抗温度係数が±５００ｐｐｍ／℃以内とするのが抵抗素子として使用するためには望ましい（請求項２）。
【００１６】
薄膜抵抗体を堆積させる基板は、ガラスやアルミナなどの絶縁物を用いるのがよい。堆積させる膜の厚さは、おおよそ数１００Å以上の任意の厚みにすることができる。スパッタリングターゲットは酸化亜鉛の粉末に酸化インジウムの粉末を混合したものをそのまま用いてもよく、あるいはそれらの粉末を焼き固めたものを用いてもよい。抵抗素子は、薄膜をエッチングやレーザトリミングなどにより所定抵抗値に調整することができる。抵抗値を調整した基板は樹脂封止などによって気密に封止することができる。
【実施例１】
【００１７】
以下に本発明の実施例について詳細に説明する。酸化亜鉛の粉末に酸化インジウムの粉末を５ｗｔ％〜１５ｗｔ％混合したものをステンレス製の皿に広げてスパッタリングターゲットとした。スパッタリング時には成膜室に窒素ガスのみを導入し、成膜室内の圧力を２．０Ｐａとし、ターゲットには１３．５６ＭＨｚ、１００Ｗの高周波を印加してプラズマ放電を行なった。薄膜を堆積させる基板にはガラスを使用し、薄膜の厚さは約０．３μｍとした。
【００１８】
図１に、上記のように成膜した薄膜について、ターゲット中の酸化インジウム濃度に対する薄膜の抵抗温度係数（ＴＣＲ）を示した。これによると酸化インジウム濃度が９ｗｔ％から１２ｗｔ％のときにＴＣＲが＋３００ｐｐｍ／℃以下の薄膜抵抗体が得られることがわかる。また、図２より、このときの薄膜の抵抗率は約８Ω・ｃｍであり、ニッケルクロム合金薄膜の５万倍以上の抵抗率が得られていることがわかる。
【００１９】
上記成膜方法において高い抵抗率と微少なＴＣＲが同時に得られるのは、酸化インジウムを含む酸化亜鉛が温度上昇によりキャリア密度が増え抵抗率が減少するのに対して、上記薄膜に含まれる窒素および酸化インジウムが温度上昇によりキャリアの移動度を減少させ抵抗率を上昇させる効果を持つので、これらの効果の相乗で抵抗率の温度変化が微少になることによると考えられる。
【実施例２】
【００２０】
実施例１で示した成膜条件の他に、スパッタリング時の成膜室雰囲気はアルゴンガスに対して窒素が３０％以上含まれるものであってもよい。成膜時に薄膜に含まれる窒素の含有量を調整するために基板を加熱してもよい。ターゲットは粉末状のほかに、所望の組成の混合粉末を焼き固めたものを使用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の一実施例である薄膜の酸化インジウム濃度変化に対するＴＣＲの変化特性を示す図
【図２】同じく酸化インジウム濃度変化に対する抵抗率の変化特性を示す図
【図１】
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【図２】
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