JPH03268402A - 電圧非直線性抵抗素子 - Google Patents
電圧非直線性抵抗素子Info
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- JPH03268402A JPH03268402A JP2068774A JP6877490A JPH03268402A JP H03268402 A JPH03268402 A JP H03268402A JP 2068774 A JP2068774 A JP 2068774A JP 6877490 A JP6877490 A JP 6877490A JP H03268402 A JPH03268402 A JP H03268402A
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- Thermistors And Varistors (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［発明の目的］
（産業上の利用分野）
本発明は、リレー接点の保護、ＩＣ，ＬＳＩなどの半導
体素子の静電気に対する保護、カラーテレビブラウン管
回路の放電吸収などの手段として利用されでいる電圧非
直線性抵抗素子の改良に関する。
体素子の静電気に対する保護、カラーテレビブラウン管
回路の放電吸収などの手段として利用されでいる電圧非
直線性抵抗素子の改良に関する。
（従来の技術）
従来の電圧非直線性抵抗素子（以下バリスタと称する）
として、例えば特公昭５９−１００４２号公報に示され
るような構造が知られている。この構造は第５図に示す
ように、基板１０上に形成した第１の電極層１１と、第
１の電極層１１上にスパッタ法によって形成されたＺｎ
Ｏ層又はＺｎＯを主成分とする層から成る酸化物層１２
と、酸化物層１２上に形成されたＢｉ２Ｏ３層又はＢ１
２Ｑ３を主成分とする層から成る金属酸化物層１３と、
この上に形成された第２の電極層１４とを有している。
として、例えば特公昭５９−１００４２号公報に示され
るような構造が知られている。この構造は第５図に示す
ように、基板１０上に形成した第１の電極層１１と、第
１の電極層１１上にスパッタ法によって形成されたＺｎ
Ｏ層又はＺｎＯを主成分とする層から成る酸化物層１２
と、酸化物層１２上に形成されたＢｉ２Ｏ３層又はＢ１
２Ｑ３を主成分とする層から成る金属酸化物層１３と、
この上に形成された第２の電極層１４とを有している。
酸化物層１２と金属酸化物層１３との界面には電位障壁
１２ａが形成され、この電位障壁１２ａによってバリス
タ電圧が決定される。
１２ａが形成され、この電位障壁１２ａによってバリス
タ電圧が決定される。
この第５図の構造において、第１の電極層１１に第２の
電極層１４に対して正方向の電圧が印加されると電位障
壁１２ａは逆バイアスされ、一定の電圧まで電流が流れ
ず、ある電圧値から急激に電流が流れ出す電圧非直線性
（非直線係数αが２０前後）を示すことが知られている
。
電極層１４に対して正方向の電圧が印加されると電位障
壁１２ａは逆バイアスされ、一定の電圧まで電流が流れ
ず、ある電圧値から急激に電流が流れ出す電圧非直線性
（非直線係数αが２０前後）を示すことが知られている
。
（発明が解決しようとする課題）
ところで従来のバリスタでは、第１の電極層を形成した
後この第１の電極層上にスパッタリングによりＺｎＯ層
又はＺｎＯを主成分とする層から成る酸化物層を形成し
ているので、酸化物層の平坦性が低下してこの影響を受
けてバリスタ特性が悪化するという問題がある。すなわ
ち第６図に示すように、酸化物層１２を構成しているＺ
ｎＯはＣ軸（基板の垂直方向）に優位配向し易い性質を
有しているので、結晶性の金属である第１の電極層１１
上に形成すると酸化物層１２の界面に凹凸が生じこの高
低差Ｈ１は最大０６１μｍ程度にもなる。このためこの
高低差により酸化物層１２の平坦性が低下して電流電圧
特性における非直線性に悪影響を与えることになり、非
直線係数αを大きくできず性能向上が図れないことにな
る。
後この第１の電極層上にスパッタリングによりＺｎＯ層
又はＺｎＯを主成分とする層から成る酸化物層を形成し
ているので、酸化物層の平坦性が低下してこの影響を受
けてバリスタ特性が悪化するという問題がある。すなわ
ち第６図に示すように、酸化物層１２を構成しているＺ
ｎＯはＣ軸（基板の垂直方向）に優位配向し易い性質を
有しているので、結晶性の金属である第１の電極層１１
上に形成すると酸化物層１２の界面に凹凸が生じこの高
低差Ｈ１は最大０６１μｍ程度にもなる。このためこの
高低差により酸化物層１２の平坦性が低下して電流電圧
特性における非直線性に悪影響を与えることになり、非
直線係数αを大きくできず性能向上が図れないことにな
る。
本発明は以上のような問題に対処してなされたもので、
酸化物層の平坦性の低下の影響を受けないようにした電
圧非直線性抵抗素子を提供することを目的とするもので
ある。
酸化物層の平坦性の低下の影響を受けないようにした電
圧非直線性抵抗素子を提供することを目的とするもので
ある。
［発明の構成コ
（課題を解決するための手段）
上記目的を達成するために本発明は、基板上に形成され
た第１の電極層と、第１の電極層上に形成されたＮｉＯ
層又はＮｉＯを主成分とする層から成る金属酸化物層と
、金属酸化物層上に形成されたＺｎＯ層又はＺｎＯを主
成分とする層から成る酸化物層と、少なくともこの酸化
物層上に形成された第２の電極層とを有することを特徴
とするものである。
た第１の電極層と、第１の電極層上に形成されたＮｉＯ
層又はＮｉＯを主成分とする層から成る金属酸化物層と
、金属酸化物層上に形成されたＺｎＯ層又はＺｎＯを主
成分とする層から成る酸化物層と、少なくともこの酸化
物層上に形成された第２の電極層とを有することを特徴
とするものである。
（作 用）
第１の電極層をＮｉＯ層又はＮｉＯを主成分とする層か
ら構成された金属酸化物層で覆った状態で、ＺｎＯ層又
はＺｎＯを主成分とする層から構成された酸化物層を形
成することにより、酸化物層の平坦性が改善される。こ
れによってバリスタ特性の悪化を防止することができる
。
ら構成された金属酸化物層で覆った状態で、ＺｎＯ層又
はＺｎＯを主成分とする層から構成された酸化物層を形
成することにより、酸化物層の平坦性が改善される。こ
れによってバリスタ特性の悪化を防止することができる
。
（実施例）
以下図面を参照して本発明の詳細な説明する。
第１図は本発明の電圧非直線性抵抗素子（バリスタ）の
第１の実施例を示す断面図で、１はガラス、アルミナ＜
Ａ１２０３ ）等から成る基板で、この基板１上にはＮ
ｉ等から成る第１の電極層２が形成されている。またこ
の第１の電極層２上にはＮｉＯ層又はＮｉＯを主成分と
する層から成る金属酸化物層３が形成され、さらにこの
金属酸化物層３上にはＺｎＯ層又はＺｎＯを主成分とす
る層から成る酸化物層４が形成されている。５はこの酸
化物層４上に形成されたＡＩ、Ａｕ等から成る第２の電
極層である。これら第２の電極層５と第１の電極層２と
の間にはバイアス電圧が印加される。また酸化物層４の
金属酸化物層３との界面には電位障壁４ａが形成される
。
第１の実施例を示す断面図で、１はガラス、アルミナ＜
Ａ１２０３ ）等から成る基板で、この基板１上にはＮ
ｉ等から成る第１の電極層２が形成されている。またこ
の第１の電極層２上にはＮｉＯ層又はＮｉＯを主成分と
する層から成る金属酸化物層３が形成され、さらにこの
金属酸化物層３上にはＺｎＯ層又はＺｎＯを主成分とす
る層から成る酸化物層４が形成されている。５はこの酸
化物層４上に形成されたＡＩ、Ａｕ等から成る第２の電
極層である。これら第２の電極層５と第１の電極層２と
の間にはバイアス電圧が印加される。また酸化物層４の
金属酸化物層３との界面には電位障壁４ａが形成される
。
次に本実施例バリスタの製造方法について説明する。
先ず基板１として例えばガラス基板を用意し、この基板
１上に第１の電極層２をＮｉを蒸着法によって０．°５
μｍ５μｍ程さに形成する。次にＮｉＯ焼結体をターゲ
ットとしてスパッタ法によってＮｉＯ層又はＮｉＯを主
成分とする層から成る金屑酸化物層３を１，０μｍ程度
の厚さに形成し、続いてＺｎＯ焼結体をターゲットとし
て同様にスパッタ法によってＺｎＯ層又はＺｎＯを主成
分とする層から成る酸化物層４を１．０μｍ程度の厚さ
に形成する。次に酸化物層４上に第２の電極層５をＡｌ
を蒸着法によって０．５μｍ程度の厚さに形成する。
１上に第１の電極層２をＮｉを蒸着法によって０．°５
μｍ５μｍ程さに形成する。次にＮｉＯ焼結体をターゲ
ットとしてスパッタ法によってＮｉＯ層又はＮｉＯを主
成分とする層から成る金屑酸化物層３を１，０μｍ程度
の厚さに形成し、続いてＺｎＯ焼結体をターゲットとし
て同様にスパッタ法によってＺｎＯ層又はＺｎＯを主成
分とする層から成る酸化物層４を１．０μｍ程度の厚さ
に形成する。次に酸化物層４上に第２の電極層５をＡｌ
を蒸着法によって０．５μｍ程度の厚さに形成する。
このようにして製造された第１図のバリスタにおいて、
第２の電極層５に第１の電極層２に対して正方向に電圧
を印加すると、電位障壁４ａは逆方向にバイアスされて
一定電圧を超えた場合に急激に電流が流れ出して非対称
な電圧非直線性を示すようになる。
第２の電極層５に第１の電極層２に対して正方向に電圧
を印加すると、電位障壁４ａは逆方向にバイアスされて
一定電圧を超えた場合に急激に電流が流れ出して非対称
な電圧非直線性を示すようになる。
本実施例によればバリスタは、金属酸化物層３により第
１の電極層２を覆った状態で酸化物層４を形成したこと
により、第４図に示すように酸化物層４の界面の凹凸の
高低差Ｈ８は最高値でも０．０２μｍ程度に減少するの
で平坦性が向上する。
１の電極層２を覆った状態で酸化物層４を形成したこと
により、第４図に示すように酸化物層４の界面の凹凸の
高低差Ｈ８は最高値でも０．０２μｍ程度に減少するの
で平坦性が向上する。
この結果電流電圧特性における非直線性に悪影響を与え
ることがなくなり、非直線係数αも増加することができ
る。また金属酸化物層３として用いるＮｉＯ層又はＮｉ
Ｏを主成分とする層は、成膜条件に対して抵抗率の変化
が少なく、かつ熱的にも安定であるため、非直線性の高
い安定したバリスタを得ることができる。
ることがなくなり、非直線係数αも増加することができ
る。また金属酸化物層３として用いるＮｉＯ層又はＮｉ
Ｏを主成分とする層は、成膜条件に対して抵抗率の変化
が少なく、かつ熱的にも安定であるため、非直線性の高
い安定したバリスタを得ることができる。
第２図は本発明の第２の実施例を示すもので酸化物層４
上に第２の金属酸化物層６を形成した構造を示すもので
ある。この第２の金属酸化物層６は第１の金属酸化物層
３と同様にＮｉＯ層又はＮｉＯを主成分とする層から成
り、同様にスパッタ法によって形成する。またこれによ
って酸化物層４の第２の金属酸化物層６との界面に電位
障壁４ｂが形成され、この電位障壁４ｂは第１の電極層
２に第２の電極層５に対して正方向に電圧を印加すると
逆方向にバイアスされて、一定電圧を超えた場合に急激
に電流が流れ出るようになる。
上に第２の金属酸化物層６を形成した構造を示すもので
ある。この第２の金属酸化物層６は第１の金属酸化物層
３と同様にＮｉＯ層又はＮｉＯを主成分とする層から成
り、同様にスパッタ法によって形成する。またこれによ
って酸化物層４の第２の金属酸化物層６との界面に電位
障壁４ｂが形成され、この電位障壁４ｂは第１の電極層
２に第２の電極層５に対して正方向に電圧を印加すると
逆方向にバイアスされて、一定電圧を超えた場合に急激
に電流が流れ出るようになる。
従って第２の実施例によれば、第１の実施例と同様な効
果が得られる他に、第１及び第２の電極層２．５のいず
れの方向に電圧を印加しても、２つの電位障壁４ａ、４
ｂのいずれかが逆バイアスされるので両方向に対して対
称型電圧非直線性を示す素子が得られる。また、ＺｎＯ
層又はＺｎＯを主成分とする層から構成されている酸化
物層４は酸性、アルカリ性に可溶な性質を有しているが
、第２の電極層５をエツチングにより形成する場合金属
酸化物層６で覆うことによって、電極層５のみを選択的
にエツチングして形成することができる。。
果が得られる他に、第１及び第２の電極層２．５のいず
れの方向に電圧を印加しても、２つの電位障壁４ａ、４
ｂのいずれかが逆バイアスされるので両方向に対して対
称型電圧非直線性を示す素子が得られる。また、ＺｎＯ
層又はＺｎＯを主成分とする層から構成されている酸化
物層４は酸性、アルカリ性に可溶な性質を有しているが
、第２の電極層５をエツチングにより形成する場合金属
酸化物層６で覆うことによって、電極層５のみを選択的
にエツチングして形成することができる。。
第３図は本発明の第３の実施例を示すもので、第２図の
構造における第２の金属酸化物層６上に第２の酸化物層
７を形成し、さらにこの第２の酸化物層７上に第３の金
属酸化物層８を形成した構造を示すものである。この第
２の酸化物層７は第１の酸化物層４と同様にＺｎＯ層又
はＺｎＯを主成分とする層から成り、同様にスパッタ法
によって形成する。第３の金属酸化物層８は第１及び第
２の金属酸化物層３，６と同様にＮｉＯ層又はＮｉＯを
主成分とする層から成り、同様にスパッタ法によって形
成する。またこれによって第２の酸化物層７の第２及び
第３の金属酸化物層６，８との界面に電位障壁７ａ、７
ｂが形成され、このうち電位障壁７ａは第１の電極層２
に第２の電極層５に対して正方向に電圧を印加すると逆
方向にバイアスされ、電位障壁７ｂに対しては前記と逆
方向に電圧を印加すると逆方向にバイアスされる。
構造における第２の金属酸化物層６上に第２の酸化物層
７を形成し、さらにこの第２の酸化物層７上に第３の金
属酸化物層８を形成した構造を示すものである。この第
２の酸化物層７は第１の酸化物層４と同様にＺｎＯ層又
はＺｎＯを主成分とする層から成り、同様にスパッタ法
によって形成する。第３の金属酸化物層８は第１及び第
２の金属酸化物層３，６と同様にＮｉＯ層又はＮｉＯを
主成分とする層から成り、同様にスパッタ法によって形
成する。またこれによって第２の酸化物層７の第２及び
第３の金属酸化物層６，８との界面に電位障壁７ａ、７
ｂが形成され、このうち電位障壁７ａは第１の電極層２
に第２の電極層５に対して正方向に電圧を印加すると逆
方向にバイアスされ、電位障壁７ｂに対しては前記と逆
方向に電圧を印加すると逆方向にバイアスされる。
従ってこの第３の実施例によっても第１及び第２の実施
例と同様な効果が得られ、この他に電位障壁が４ケ所に
形成されるので、これら各電位障壁を制御することによ
り細かなバリスタ電圧の調整が可能となる。
例と同様な効果が得られ、この他に電位障壁が４ケ所に
形成されるので、これら各電位障壁を制御することによ
り細かなバリスタ電圧の調整が可能となる。
なお金属酸化物層及び酸化物層を繰り返して積層するこ
とも可能である。
とも可能である。
［発明の効果］
以上述べたように本発明によれば、電極層をＮｉＯ層又
はＮｉＯを主成分とする層から構成された金属酸化物層
で覆った状態で、Ｚｎ０層又はＺｎＯを主成分とする層
から構成された酸化物層を形成するようにしたので、酸
化物層の平坦性を改善してバリスタ特性への影響を避け
ることができる。
はＮｉＯを主成分とする層から構成された金属酸化物層
で覆った状態で、Ｚｎ０層又はＺｎＯを主成分とする層
から構成された酸化物層を形成するようにしたので、酸
化物層の平坦性を改善してバリスタ特性への影響を避け
ることができる。
第１図は本発明の電圧非直線性抵抗素子の第１の実施例
を示す断面図、第２図は本発明の第２の実施例を示す断
面図、第３図は本発明の第３の実施例を示す断面図、第
４図は本発明実施例によって得られる効果を説明する概
略図、第５図は従来例を示す断面図、第６図は従来例に
おける欠点を説明する概略図である。 １・・・基板、 ２・・・第１の電極層、３．６．８
・・・金属酸化物層（ＮｉＯ層又はＮｉＯを主成分とす
る層）、 ４ａ、４ｂ、７ａ、７ｂ・・・電位障壁、４．７・・・
酸化物層（Ｚｎ０層又はＺｎＯを主成分とする層）、 ５・・・第２の電極層。
を示す断面図、第２図は本発明の第２の実施例を示す断
面図、第３図は本発明の第３の実施例を示す断面図、第
４図は本発明実施例によって得られる効果を説明する概
略図、第５図は従来例を示す断面図、第６図は従来例に
おける欠点を説明する概略図である。 １・・・基板、 ２・・・第１の電極層、３．６．８
・・・金属酸化物層（ＮｉＯ層又はＮｉＯを主成分とす
る層）、 ４ａ、４ｂ、７ａ、７ｂ・・・電位障壁、４．７・・・
酸化物層（Ｚｎ０層又はＺｎＯを主成分とする層）、 ５・・・第２の電極層。
Claims (1)
- 基板上に形成された第１の電極層と、第１の電極層上
に形成されたＮｉＯ層又はＮｉＯを主成分とする層から
成る金属酸化物層と、金属酸化物層上に形成されたＺｎ
Ｏ層又はＺｎＯを主成分とする層から成る酸化物層と、
少なくともこの酸化物層上に形成された第２の電極層と
を有することを特徴とする電圧非直線性抵抗素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2068774A JPH03268402A (ja) | 1990-03-19 | 1990-03-19 | 電圧非直線性抵抗素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2068774A JPH03268402A (ja) | 1990-03-19 | 1990-03-19 | 電圧非直線性抵抗素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03268402A true JPH03268402A (ja) | 1991-11-29 |
Family
ID=13383414
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2068774A Pending JPH03268402A (ja) | 1990-03-19 | 1990-03-19 | 電圧非直線性抵抗素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03268402A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009246197A (ja) * | 2008-03-31 | 2009-10-22 | Tdk Corp | 薄膜バリスタ及びその製造方法 |
| JP2010232460A (ja) * | 2009-03-27 | 2010-10-14 | Tdk Corp | 電圧非直線性抵抗素子及びその製造方法 |
-
1990
- 1990-03-19 JP JP2068774A patent/JPH03268402A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009246197A (ja) * | 2008-03-31 | 2009-10-22 | Tdk Corp | 薄膜バリスタ及びその製造方法 |
| JP2010232460A (ja) * | 2009-03-27 | 2010-10-14 | Tdk Corp | 電圧非直線性抵抗素子及びその製造方法 |
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