[發(fā)明專利]熱敏電阻用金屬氮化物膜及其制造方法以及薄膜型熱敏電阻傳感器

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201380013405.2
• 申請日: 2013-03-25
• 公開（公告）號: CN104170031A
• 公開（公告）日: 2014-11-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 田中寬;藤田利晃;長友憲昭;藤原和崇;稻葉均
• 申請（專利權(quán)）人: 三菱綜合材料株式會社
• 主分類號: H01C7/04
• 分類號: H01C7/04
• 代理公司: 北京德琦知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11018
• 代理人: 康泉;王珍仙

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種能夠通過非燒成的方式在薄膜等上直接成膜的熱敏電阻用金屬氮化物膜及其制造方法以及薄膜型熱敏電阻傳感器。

背景技術(shù)

為了高精度、高感度，對使用于溫度傳感器等的熱敏電阻材料要求較高的B常數(shù)。以往，這種熱敏電阻材料通常是Mn、Co、Fe等過渡金屬氧化物(參考專利文獻(xiàn)1及2)。并且，為了得到穩(wěn)定的熱敏電阻特性，這些熱敏電阻材料需要進(jìn)行600℃以上的燒成。

并且，除由如上金屬氧化物構(gòu)成的熱敏電阻材料之外，例如在專利文獻(xiàn)3中提出了由以通式：M_xA_yN_z(其中，M表示Ta、Nb、Cr、Ti及Zr中的至少一種，A為Al、Si及B中的至少一種。0.1≤x≤0.8，0＜y≤0.6，0.1≤z≤0.8，x+y+z＝1)表示的氮化物構(gòu)成的熱敏電阻用材料。并且，在該專利文獻(xiàn)3中，作為實(shí)施例，僅記載有由Ta-Al-N系材料構(gòu)成且設(shè)為0.5≤x≤0.8、0.1≤y≤0.5、0.2≤z≤0.7、x+y+z＝1的熱敏電阻用材料。在該Ta-Al-N系材料中，將包含上述元素的材料用作靶，在含氮?dú)鈿夥罩羞M(jìn)行濺射來制作。并且，根據(jù)需要，在350～600℃下對所得到的薄膜進(jìn)行熱處理。

專利文獻(xiàn)1：日本特開2003-226573號公報(bào)

專利文獻(xiàn)2：日本特開2006-324520號公報(bào)

專利文獻(xiàn)3：日本特開2004-319737號公報(bào)

上述以往技術(shù)中留有以下課題。近年來，正在研究在樹脂薄膜上形成有熱敏電阻材料的薄膜型熱敏電阻傳感器的開發(fā)，期望開發(fā)出能夠直接成膜于薄膜上的熱敏電阻材料。即，期待通過使用薄膜來得到撓性熱敏電阻傳感器。另外，期望開發(fā)出具有0.1mm左右的厚度的非常薄的熱敏電阻傳感器，但以往經(jīng)常利用使用氧化鋁等陶瓷材料的基板材料，存在例如若將厚度減薄至0.1mm則變得非常脆弱而容易破壞等問題，期待通過使用薄膜來得到非常薄的熱敏電阻傳感器。然而，通常，由樹脂材料構(gòu)成的薄膜的耐熱溫度低至150℃以下，即使是作為耐熱溫度比較高的材料所熟知的聚酰亞胺也只有200℃左右的耐熱性，因此在熱敏電阻材料的形成工序中施加熱處理時(shí)，難以適用。在上述以往的氧化物熱敏電阻材料中，為了實(shí)現(xiàn)所希望的熱敏電阻特性，需要進(jìn)行600℃以上的燒成，存在無法實(shí)現(xiàn)直接成膜于薄膜上的薄膜型熱敏電阻度傳感器的問題。因此，期望開發(fā)出能夠通過非燒成的方式進(jìn)行直接成膜的熱敏電阻材料，但即使在上述專利文獻(xiàn)3中記載的熱敏電阻材料中，為了得到所希望的熱敏電阻特性，根據(jù)需要，也需要在350～600℃下對所得到的薄膜進(jìn)行熱處理。并且，就該熱敏電阻材料而言，在Ta-Al-N系材料的實(shí)施例中，可以得到B常數(shù)：500～3000K左右的材料，但沒有關(guān)于耐熱性的記述，氮化物系材料的熱可靠性不明確。另外，當(dāng)在薄膜上進(jìn)行熱敏電阻材料層的成膜的情況下，在彎曲薄膜時(shí)，有可能在熱敏電阻材料層上產(chǎn)生裂紋，存在可靠性下降的不良情況。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明是鑒于前述課題而完成的，其目的在于提供一種能夠通過非燒成的方式在薄膜等上直接成膜，并且耐彎曲性也優(yōu)異的熱敏電阻用金屬氮化物膜及其制造方法以及薄膜型熱敏電阻傳感器。

本發(fā)明人等在氮化物材料中著眼于AlN系，對其進(jìn)行了深入研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)如下：作為絕緣體的AlN由于難以得到最佳的熱敏電阻特性(B常數(shù)：1000～6000K左右)，因此通過用提高導(dǎo)電的特定金屬元素取代Al位并且設(shè)為特定的晶體結(jié)構(gòu)，可以通過非燒成的方式得到良好的B常數(shù)和耐熱性。并且還發(fā)現(xiàn)如下：通過設(shè)定為特定的取向特性來控制膜應(yīng)力，可以得到較高的耐彎曲性。因此，本發(fā)明是鑒于上述見解而得到的，為了解決所述課題采用了以下結(jié)構(gòu)。