JPH02215113A - 還元再酸化型半導体磁器素子の製造方法 - Google Patents

還元再酸化型半導体磁器素子の製造方法

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JPH02215113A
JPH02215113A JP1036764A JP3676489A JPH02215113A JP H02215113 A JPH02215113 A JP H02215113A JP 1036764 A JP1036764 A JP 1036764A JP 3676489 A JP3676489 A JP 3676489A JP H02215113 A JPH02215113 A JP H02215113A
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Keiichi Noi
野井 慶一
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は電気回路および電子回路に用いられる還元再酸
化型半導体磁器素子の製造方法に関するものである。
従来の技術 従来、還元再酸化型半導体磁器素子としては、例えば円
板形半導体磁器の表面に高抵抗の再酸化層を形成したり
、円板形半導体磁器の粒界に高抵抗の再酸化層を形成し
たりして誘電体とし、対向する表面に電極を形成して実
用化されている。この種の還元再酸化型半導体磁器素子
は、比較的小型でありながら、大きな静電容量が得られ
、無極性で、耐熱性および周波数特性が良好で、漏れ電
流が小さく、比較的安価であるなどの利点を有し、広く
一般に使用されている。
発明が解決しようとする課題 最近、電子機器に使用される電子部品が小型化、チップ
化されつつある傾向にあるが、前記の還元再酸化型半導
体磁器素子の単位面積当たりの静電容量はたかだか30
0(nF/cj)程度であり、1μF前後の大静電容量
を得ようとすると形状が大きくなってしまうという問題
点がある。この問題点を解決するために、円板形の還元
再酸化型半導体磁器の一方の表面にオーミック性電極を
形成し、反対側の表面に非オーミック性電極を形成した
ものが提案されている。このような構造の還元再酸化型
半導体磁器素子は、円板形の還元再酸化型半導体磁器の
両方の表面に非オーミック性の電極を形成した構造の素
子の静電容量に比べ、1.5〜2.0倍にまで大きくす
ることができるが、この構造の素子を製造するためには
磁器を還元焼成し、再酸化した後、半導体磁器の表面に
形成された高抵抗の酸化層を一方の表面だけ除去して半
導体部分を露出させる必要がある。この高抵抗の酸化層
を除去する手段としては、ラップ研磨、サンドブラスト
、レーザー加工などがあるが、いずれにしても量産性に
欠け、実用化にまで至っていない。また、円板形の還元
再酸化型半導体材料を成形する際に、あらかじめ一方の
表面に凸部を設けておき、還元、再酸化した後、その凸
部を機械的に除去して半導体部分を露出させる方法が提
案されているが、除去すべき高抵抗の酸化層は30〜1
00μm程度あり、機械的に除去する方法、例えばサン
ドペーパー、ヤスリ、ラップ研磨、サンドブラスト、レ
ーザー加工などでは量産性に欠け、実用できないという
問題があった。
本発明はこのような前記の問題を解決するもので、磁器
を還元焼成し、再酸化した後、半導体磁器の表面に形成
された高抵抗の酸化層を除去するのに機械的な方法によ
らずに酸化層を除去することにより、容易に多量生産で
きる方法を提供することを目的とするものである。
課題を解決するための手段 この問題点を解決するために本発明では、還元再酸化型
半導体磁器材料を主成分とし、成形、脱バインダー、還
元焼成した後、前記主成分の半導体化を促進する物質を
、前記主成分中の半導体化促進物質の含有量よ・りも多
(含む物質(酸素拡散遅延物質)中に、焼結体の一方の
表面が埋まるようにして再酸化するようにしたものであ
る。
作用 このようにすることにより、前記主成分の半導体化を促
進する物質を、前記主成分中の半導体化促進物質の含有
量よりも多(含む物質(酸素拡散遅延物質)中では、含
有量の多い半導体化促進物質のために酸素の拡散が前記
主成分よりも遅くなるため、このような物質に接してい
る還元再酸化型半導体磁器の表面までは酸素が拡散しに
く(、高抵抗層が形成されにくい。従って、前記主成分
の半導体化を促進する物質を、前記主成分中の半導体化
促進物質の含有量よりも多(含む物質(酸素拡散遅延物
質)に接している表面では高抵抗層がなく、その反対の
表面にのみ高抵抗層が形成されることになり、素子の表
面の両方に高抵抗の酸化層がある場合に比べ、静電容量
が著しく増大することとなる。
実施例 以下に実施例を挙げて具体的に説明する。
5rTiOs  (99,5mo1%)、Nb2O。
(0,2mo1%)、Cu0(0,3mo1%)になる
ように秤量し、ボールミルなどで2.OHr湿式混合し
、乾燥した後、ポリビニルアルコール(PVA)などの
有機バインダーを10wt%加えて造粒し、乾式プレス
で10φ×1t (mm)、プレス圧力It/cdで円
板状に成形する。次に、空気中で1200℃、 2Hr
焼成(脱バインダー)した後、N2:H2=9:1の還
元性雰囲気中で1350℃、4Hrで焼成する。次に、
磁成のサヤに例えばS rTios (99,2mo 
1%)とN bx Os (0,8mo 1%)の混合
粉末を敷キツめ、その上に還元焼成した焼成体を円板の
一方の面を下にし、その面がS rT i Os (9
9,2mo 1%)とNbx Os (0,8mo 1
%)の混合粉末ニ完全に埋まるようにして一枚ずつ並べ
、空気中で1010℃+ 88 rで熱処理して再酸化
を行う。
次に、対向する円板の表面にAgなどの電極ペーストを
スクリーン印刷などの方法で塗布し、空気中で600℃
、10m1nsで焼成して電極を形成し、リード線を半
田付けなどの方法で取付け、外装樹脂を塗布する。この
ようにして得られた素子の特性を下記の第1表に示す。
また、本発明における製造工程の概略を第1図に示す。
(以  下  余  白  ) ここで、前記主成分の半導体化を促進する物質としては
、Nb2O3,CeO2,Nd2O3,Pr8O11,
Dy2O3,Y2O3,Ta205.WOs、La2O
3゜Ce 02. N d203. P r8011+
 D V2O3+ Y1103゜S mtox、 G 
e 02 、 E LI203のうち少なくとも一つ以
上の物質であれば同様の効果が得られることを確認した
。また、前記主成分の半導体化を促進する物質を、前記
主成分中の半導体化促進物質の含有量よりも多く含む物
質(酸素拡散遅延物質)としては、NbxOs*Ta2
05.WOs、La2O3゜Ce02eNd20a、P
 rgolI+D Y2O3,Y2O3゜Sm 20 
s、GeO2,Eu20sのうち少なくとも一つ以上と
SrTiO3,BaTiOs、CaTfO3゜MgTi
O3の混合物または化合物であれば同様の効果が得られ
ることを確認した。また、前記主成分の半導体化を促進
する物質を前記主成分中の半導体化促進物質の含有量よ
りも多く含む物質(酸素拡散遅延物質)中の半導体化促
進物質の含有量は、前記主成分の半導体化を促進する物
質の含有量よりも多ければ効果があるが、含有量の差が
大きければ大きいほど効果があることを確認した。
なお、静電容量、tanδの評価はIKHzで行った。
また、本実施例では5rTi03系の組成についてのみ
示したが、B a T 103* Ca T s Os
 *MgTiO3など還元再酸化型半導体磁器材料なら
ばどのようなものであってもよいし、添加物もどのよう
なものであっても同様の効果が得られることを確認した
。また、電極の種類としては非オーミック性電極でもオ
ーミック性電極でも同様の効果が得られるが、オーミッ
ク性電極の方がより良い特性が得られる。また、焼結体
の一方の表面が、主成分の半導体化を促進する物質を、
前記主成分中の半導体化促進物質の含有量よりも多く含
む物質(酸素拡散遅延物質)中に埋まるようにして焼成
した面に、オーミック性の電極を形成することにより、
素子の半導体部分とオーミック性電極とが直接接触する
ため、電極界面にバリヤーが形成されないので誘電率の
低下といった特性の劣化がな(なる。また、焼結体の一
方の表面が主成分の半導体化を促進する物質を、前記主
成分中の半導体化促進物質の含有量よりも多く含む物質
(酸素拡散遅延物質)中に埋まるようにして焼成した面
の反対の面は誘電体層が露出しているため、オーミック
性電極でも非オーミック性電極でも同様の効果が得られ
るが、オーミック性電極の場合は誘電率の低下といった
特性の劣化がなく、非オーミック性電極の場合は誘電率
の低下はあるが、電極界面に形成されるバリヤーによっ
て絶縁耐圧が向上するといった特性の改善が可能となる
。さらに、得られた特性については静電容量、tanδ
についてのみ示したが、バリスタ特性を併せ持つもので
も同様の効果が得られることを確認した。−例として前
記の第1表にサージ耐量(所定の電流を流した後の素子
に1mAの電流を流した時に素子の両端にかかる電圧の
変化が±10%となる時の電流値)で示す。
発明の効果 以上の説明で明らかなように、本発明の方法によれば従
来半導体磁器の表面に形成された高抵抗の酸化層を除去
するのに機械的な方法を用いるしかなかったため、量産
性に欠けていたものが、再酸化時に主成分の半導体化を
促進する物質を、前記主成分中の半導体化促進物質の含
有量よりも多く含む物質(酸素拡散遅延物質)中に、焼
結体の一方の表面が埋まるようにして埋め込むだけで高
抵抗の酸化層の形成を抑制できるため、機械的な方法を
用いることなく半導体部分に直接電極を形成することが
でき、従来の素子に比べて静電容量を太き(することが
できるため、小型で大容量の還元再酸化型半導体磁器素
子を容易に量産することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例による還元再酸化型半導体磁
器素子の製造方法における概略の製造工程を示す図であ
る。 代理人の氏名 弁理士 粟野重孝 ほか1名第 1 図

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)還元再酸化型半導体磁器材料を主成分とし、これ
    を成形、脱バインダー、還元焼成して焼結体とした後、
    前記主成分の半導体化を促進する物質を、前記主成分中
    の半導体化促進物質の含有量よりも多く含む物質(酸素
    拡散遅延物質)中に、前記焼結体の一方の表面が埋まる
    ようにして再酸化したことを特徴とする還元再酸化型半
    導体磁器素子の製造方法。
  2. (2)主成分の半導体化を促進する物質が、Nb_2O
    _5,Ta_2O_5,WO_3,La_2O_3,C
    eO_2,Nd_2O_3,Pr_8O_1_1,Dy
    _2O_3,Y_2O_3,Sm_2O_3,GeO_
    2,Eu_2O_3のうち少なくとも一つ以上であるこ
    とを特徴とする請求項1記載の還元再酸化型半導体磁器
    素子の製造方法。
  3. (3)主成分の半導体化を促進する物質を、前記主成分
    中の半導体化促進物質の含有量よりも多く含む物質(酸
    素拡散遅延物質)が、Nb_2O_5,Ta_2O_5
    ,WO_3,La_2O_3,CeO_2,Nd_2O
    _3,Pr_8O_1_1,Dy_2O_3,Y_2O
    _3,Sm_2O_3,GeO_2,Eu_2O_3の
    うち少なくとも一つ以上とSrTiO_3,BaTiO
    _3,CaTiO_3,MgTiO_3の混合物または
    化合物であることを特徴とする請求項1または2記載の
    還元再酸化型半導体磁器素子の製造方法。
  4. (4)焼結体の一方の表面が、主成分の半導体化を促進
    する物質を、前記主成分中の半導体化促進物質の含有量
    よりも多く含む物質(酸素拡散遅延物質)中に埋まるよ
    うにして焼成した面に、オーミック性の電極を形成した
    ことを特徴とする請求項1または2記載の還元再酸化型
    半導体磁器素子の製造方法。
  5. (5)焼結体の両方の表面に、オーミック性の電極を形
    成したことを特徴とする請求項1または2記載の還元再
    酸化型半導体磁器素子の製造方法。
  6. (6)焼結体の一方の表面が、主成分の半導体化を促進
    する物質を、前記主成分中の半導体化促進物質の含有量
    よりも多く含む物質(酸素拡散遅延物質)中に埋まるよ
    うにして焼成した面の反対の面に非オーミック性の電極
    を形成したことを特徴とする請求項1または2記載の還
    元再酸化型半導体磁器素子の製造方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100366180B1 (ko) * 1999-11-02 2002-12-31 가부시키가이샤 무라타 세이사쿠쇼 반도체 세라믹 재료, 세라믹 재료의 제조 공정 및 서미스터

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KR100366180B1 (ko) * 1999-11-02 2002-12-31 가부시키가이샤 무라타 세이사쿠쇼 반도체 세라믹 재료, 세라믹 재료의 제조 공정 및 서미스터

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