JPH05299209A - 薄膜バリスタの製造方法及び薄膜バリスタ - Google Patents
薄膜バリスタの製造方法及び薄膜バリスタInfo
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- JPH05299209A JPH05299209A JP4124309A JP12430992A JPH05299209A JP H05299209 A JPH05299209 A JP H05299209A JP 4124309 A JP4124309 A JP 4124309A JP 12430992 A JP12430992 A JP 12430992A JP H05299209 A JPH05299209 A JP H05299209A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 低温でかつ、簡便に低電圧回路に対応するこ
とが可能な薄膜バリスタを製造する。 【構成】 チタン（Ｔｉ）金属からなるチタン基板１を
０．１mol／l 以上のストロンチウムイオン（Ｓｒ2+）
を含むｐＨ１３以上の処理水溶液に浸漬し、１００℃以
上の温度で水熱処理することによりチタン基板１の表面
にチタン酸ストロンチウム（ＳｒＴｉＯ3）薄膜２を形
成した後、チタン酸ストロンチウム薄膜２上に電極とし
て金属膜３を形成する。
とが可能な薄膜バリスタを製造する。 【構成】 チタン（Ｔｉ）金属からなるチタン基板１を
０．１mol／l 以上のストロンチウムイオン（Ｓｒ2+）
を含むｐＨ１３以上の処理水溶液に浸漬し、１００℃以
上の温度で水熱処理することによりチタン基板１の表面
にチタン酸ストロンチウム（ＳｒＴｉＯ3）薄膜２を形
成した後、チタン酸ストロンチウム薄膜２上に電極とし
て金属膜３を形成する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本願発明は、電子回路における過
電圧（サージ）保護装置や駆動回路のスイッチング素子
などに使用される薄膜バリスタ及びその製造方法に関
し、特に、薄膜バリスタを複雑な工程によらずに製造す
る方法及びその方法により製造される薄膜バリスタに関
する。
電圧（サージ）保護装置や駆動回路のスイッチング素子
などに使用される薄膜バリスタ及びその製造方法に関
し、特に、薄膜バリスタを複雑な工程によらずに製造す
る方法及びその方法により製造される薄膜バリスタに関
する。
【０００２】
【従来の技術】印加される電圧が上昇するにしたがって
急激に抵抗の減少するバリスタ（バリスタダイオード）
は、電子機器において発生する各種のサージを吸収する
ために広く用いられている。このバリスタとしては、酸
化亜鉛（ＺｎＯ）と微量の酸化ビスマス（Ｂｉ2Ｏ3）な
どの金属酸化物を１０００℃以上で焼結したＺｎＯバリ
スタや、半導体チタン酸ストロンチウム（ＳｒＴｉ
Ｏ3）の粒界を酸化ナトリウム（Ｎａ2Ｏ）などの金属酸
化物を用いて絶縁層としたＳｒＴｉＯ3バリスタが広く
知られている。
急激に抵抗の減少するバリスタ（バリスタダイオード）
は、電子機器において発生する各種のサージを吸収する
ために広く用いられている。このバリスタとしては、酸
化亜鉛（ＺｎＯ）と微量の酸化ビスマス（Ｂｉ2Ｏ3）な
どの金属酸化物を１０００℃以上で焼結したＺｎＯバリ
スタや、半導体チタン酸ストロンチウム（ＳｒＴｉ
Ｏ3）の粒界を酸化ナトリウム（Ｎａ2Ｏ）などの金属酸
化物を用いて絶縁層としたＳｒＴｉＯ3バリスタが広く
知られている。
【０００３】しかし、電子機器に多くのＩＣやＬＳＩが
使用され、電子回路をサージから保護する必要性が増大
するにつれて、低電圧用バリスタへの要求が高まり、小
型化や、実装密度の向上などへの対応性に優れた薄膜バ
リスタが検討されるに至っている。
使用され、電子回路をサージから保護する必要性が増大
するにつれて、低電圧用バリスタへの要求が高まり、小
型化や、実装密度の向上などへの対応性に優れた薄膜バ
リスタが検討されるに至っている。
【０００４】このような薄膜バリスタに関する従来技術
としては、例えば、特開昭５８−８６７０４号公報に開
示されているように、ＺｎＯとバリスタとして有効な添
加物を含むターゲットを用い、高周波スパッタリング法
により基板上にターゲットと同じ組成の薄膜を形成した
後、空気中において９５０℃で熱処理することによりＺ
ｎＯ結晶粒子と添加物が偏析した粒界とを形成した薄膜
バリスタが提案されている。なお、この薄膜バリスタに
おけるバリスタ特性は、ＺｎＯ粒界の障壁に起因する非
オーム性を利用したものである。
としては、例えば、特開昭５８−８６７０４号公報に開
示されているように、ＺｎＯとバリスタとして有効な添
加物を含むターゲットを用い、高周波スパッタリング法
により基板上にターゲットと同じ組成の薄膜を形成した
後、空気中において９５０℃で熱処理することによりＺ
ｎＯ結晶粒子と添加物が偏析した粒界とを形成した薄膜
バリスタが提案されている。なお、この薄膜バリスタに
おけるバリスタ特性は、ＺｎＯ粒界の障壁に起因する非
オーム性を利用したものである。
【０００５】また、特開昭５８−８６７０２号公報に
は、ＺｎＯ薄膜とＢｉ2Ｏ3などの金属酸化物とを高周波
スパッタリングによって形成した後、空気中において８
００℃で熱処理した薄膜バリスタが開示されており、こ
の薄膜バリスタは、ヘテロ接合に起因する非オーム性を
利用している。
は、ＺｎＯ薄膜とＢｉ2Ｏ3などの金属酸化物とを高周波
スパッタリングによって形成した後、空気中において８
００℃で熱処理した薄膜バリスタが開示されており、こ
の薄膜バリスタは、ヘテロ接合に起因する非オーム性を
利用している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上記特開昭５８−８６
７０４号公報に開示されている薄膜バリスタに代表され
るタイプの薄膜バリスタは、立上がり電圧が１００Ｖと
高く、低電圧回路に利用することが困難であるという問
題点がある。これは、この方法で製造されたＺｎＯ薄膜
の厚さが約０．５μmであるのに対して、ＺｎＯ結晶の
粒子径が１０nm程度と非常に小さいことによるものであ
る。すなわち、立上がり電圧は対向する電極間で直列に
接続された粒界の数に比例するため、この場合およそ５
０個の粒界が直列に接続されることになり、立上がり電
圧が高くなるものである。したがって、立上がり電圧を
下げて低電圧回路に対応するためには、ＺｎＯ薄膜の膜
厚を薄くするかまたはＺｎＯの粒子径を大きくすること
が必要である。しかし、ＺｎＯ薄膜の膜厚を薄くした場
合には、（素子）薄膜バリスタの電流耐量の低下が重大
な問題となり、また、ＺｎＯ結晶の粒子径を大きくした
場合には、サージ電流の局所的な集中による素子（薄膜
バリスタ）の破壊や劣化を招くという問題点がある。
７０４号公報に開示されている薄膜バリスタに代表され
るタイプの薄膜バリスタは、立上がり電圧が１００Ｖと
高く、低電圧回路に利用することが困難であるという問
題点がある。これは、この方法で製造されたＺｎＯ薄膜
の厚さが約０．５μmであるのに対して、ＺｎＯ結晶の
粒子径が１０nm程度と非常に小さいことによるものであ
る。すなわち、立上がり電圧は対向する電極間で直列に
接続された粒界の数に比例するため、この場合およそ５
０個の粒界が直列に接続されることになり、立上がり電
圧が高くなるものである。したがって、立上がり電圧を
下げて低電圧回路に対応するためには、ＺｎＯ薄膜の膜
厚を薄くするかまたはＺｎＯの粒子径を大きくすること
が必要である。しかし、ＺｎＯ薄膜の膜厚を薄くした場
合には、（素子）薄膜バリスタの電流耐量の低下が重大
な問題となり、また、ＺｎＯ結晶の粒子径を大きくした
場合には、サージ電流の局所的な集中による素子（薄膜
バリスタ）の破壊や劣化を招くという問題点がある。
【０００７】また、特開昭５８−８６７０２号公報に開
示された薄膜バリスタは、数Ｖから十数Ｖの低い立上が
り電圧を実現することができるが、ＺｎＯ薄膜と金属酸
化物薄膜を順次積層するという複数の薄膜形成工程を必
要とし、生産効率が悪いという問題点がある。
示された薄膜バリスタは、数Ｖから十数Ｖの低い立上が
り電圧を実現することができるが、ＺｎＯ薄膜と金属酸
化物薄膜を順次積層するという複数の薄膜形成工程を必
要とし、生産効率が悪いという問題点がある。
【０００８】さらに、特開昭５８−８６７０４号及び特
開昭５８−８６７０２号公報に開示された薄膜バリスタ
はいずれも高温での熱処理を必要とするため、製造工程
が複雑になるという問題点がある。
開昭５８−８６７０２号公報に開示された薄膜バリスタ
はいずれも高温での熱処理を必要とするため、製造工程
が複雑になるという問題点がある。
【０００９】本願発明は、上記の問題点を解決するもの
であり、立上がり電圧が低く、数Ｖ程度の低電圧回路に
対応することが可能な薄膜バリスタを、低温でかつ、簡
便に製造することが可能な薄膜バリスタの製造方法及び
この製造方法を利用して得られる低電圧回路に対応する
ことが可能な薄膜バリスタを提供することを目的とす
る。
であり、立上がり電圧が低く、数Ｖ程度の低電圧回路に
対応することが可能な薄膜バリスタを、低温でかつ、簡
便に製造することが可能な薄膜バリスタの製造方法及び
この製造方法を利用して得られる低電圧回路に対応する
ことが可能な薄膜バリスタを提供することを目的とす
る。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本願発明の薄膜バリスタの製造方法は、チタン（Ｔ
ｉ）金属からなるチタン基板を０．１mol／l 以上のス
トロンチウムイオン（Ｓｒ2+）を含むｐＨ１３以上の処
理水溶液に浸漬し、１００℃以上の温度で水熱処理する
ことにより前記チタン基板の表面にチタン酸ストロンチ
ウム（ＳｒＴｉＯ3）薄膜を形成した後、前記チタン酸
ストロンチウム薄膜上に電極として金属膜を形成するこ
とを特徴とする。
に、本願発明の薄膜バリスタの製造方法は、チタン（Ｔ
ｉ）金属からなるチタン基板を０．１mol／l 以上のス
トロンチウムイオン（Ｓｒ2+）を含むｐＨ１３以上の処
理水溶液に浸漬し、１００℃以上の温度で水熱処理する
ことにより前記チタン基板の表面にチタン酸ストロンチ
ウム（ＳｒＴｉＯ3）薄膜を形成した後、前記チタン酸
ストロンチウム薄膜上に電極として金属膜を形成するこ
とを特徴とする。
【００１１】また、前記チタン基板を前記処理水溶液に
浸漬して水熱処理する工程において、前記処理水溶液中
に配設された任意の電極と前記チタン基板の間に通電す
ることにより行う電解処理を前記水熱処理と同時に施す
ことを特徴とする。
浸漬して水熱処理する工程において、前記処理水溶液中
に配設された任意の電極と前記チタン基板の間に通電す
ることにより行う電解処理を前記水熱処理と同時に施す
ことを特徴とする。
【００１２】また、上記の方法により製造される本願発
明の薄膜バリスタは、チタン基板とチタン酸ストロンチ
ウム薄膜と金属膜とを備えた薄膜バリスタであって、前
記チタン基板と前記金属膜を一対の電極とすることを特
徴とする。
明の薄膜バリスタは、チタン基板とチタン酸ストロンチ
ウム薄膜と金属膜とを備えた薄膜バリスタであって、前
記チタン基板と前記金属膜を一対の電極とすることを特
徴とする。
【００１３】また、上記の方法により製造される本願発
明の薄膜バリスタは、チタン基板とチタン酸ストロンチ
ウム薄膜と金属膜とを備えた薄膜バリスタであって、前
記チタン酸ストロンチウム薄膜及び前記チタン基板を介
して互に導通する金属膜を一対の電極とすることを特徴
とする。
明の薄膜バリスタは、チタン基板とチタン酸ストロンチ
ウム薄膜と金属膜とを備えた薄膜バリスタであって、前
記チタン酸ストロンチウム薄膜及び前記チタン基板を介
して互に導通する金属膜を一対の電極とすることを特徴
とする。
【００１４】
【作用】水熱処理を行うことにより均一な半導体ＳｒＴ
ｉＯ3薄膜をチタン基板上に形成した後、その上に電極
として金属膜を形成することにより、特に高温での熱処
理などを必要とすることなく簡便に低電圧回路に対応し
た薄膜バリスタを製造することが可能になる。
ｉＯ3薄膜をチタン基板上に形成した後、その上に電極
として金属膜を形成することにより、特に高温での熱処
理などを必要とすることなく簡便に低電圧回路に対応し
た薄膜バリスタを製造することが可能になる。
【００１５】また、本願発明の製造方法により製造され
た薄膜バリスタにおいては、水熱処理（水熱反応）によ
り形成された半導体ＳｒＴｉＯ3薄膜を構成するＳｒＴ
ｉＯ3粒子の粒界に生じるポテンシャル障壁と、半導体
ＳｒＴｉＯ3薄膜とチタン基板（電極）及び金属膜（電
極）の接触面に生じるショットキー障壁との両方に起因
するバリスタ特性を利用することにより、バリスタ特性
の立上がり電圧を下げることが可能になる。
た薄膜バリスタにおいては、水熱処理（水熱反応）によ
り形成された半導体ＳｒＴｉＯ3薄膜を構成するＳｒＴ
ｉＯ3粒子の粒界に生じるポテンシャル障壁と、半導体
ＳｒＴｉＯ3薄膜とチタン基板（電極）及び金属膜（電
極）の接触面に生じるショットキー障壁との両方に起因
するバリスタ特性を利用することにより、バリスタ特性
の立上がり電圧を下げることが可能になる。
【００１６】
【実施例】以下に、本願発明の実施例を示して発明の特
徴をさらに詳しく説明する。
徴をさらに詳しく説明する。
【００１７】まず、厚さ約０．５mmのチタン（Ｔｉ）金
属板を２０mm×５０mmに切断した後、その表面を鏡面に
研磨し、アセトン及び酸で十分に洗浄してチタン基板を
作成した。次に、０．５mol／l の濃度の硝酸ストロン
チウム（Ｓｒ（ＮＯ3）2）水溶液にＮａＯＨ水溶液を添
加してｐＨを１４．５に調整することにより処理水溶液
を調製した。この処理水溶液をオートクレーブ内に移
し、上記チタン基板を処理水溶液に浸漬して所定の温度
（例えば１５０℃）まで昇温した後、６０分間その温度
に保持して水熱合成反応を行わせることにより、チタン
基板表面にＳｒＴｉＯ3の多結晶薄膜を形成した。それ
から、チタン基板を蒸留水中で十分に超音波洗浄した
後、１２０℃で６０分間乾燥した。
属板を２０mm×５０mmに切断した後、その表面を鏡面に
研磨し、アセトン及び酸で十分に洗浄してチタン基板を
作成した。次に、０．５mol／l の濃度の硝酸ストロン
チウム（Ｓｒ（ＮＯ3）2）水溶液にＮａＯＨ水溶液を添
加してｐＨを１４．５に調整することにより処理水溶液
を調製した。この処理水溶液をオートクレーブ内に移
し、上記チタン基板を処理水溶液に浸漬して所定の温度
（例えば１５０℃）まで昇温した後、６０分間その温度
に保持して水熱合成反応を行わせることにより、チタン
基板表面にＳｒＴｉＯ3の多結晶薄膜を形成した。それ
から、チタン基板を蒸留水中で十分に超音波洗浄した
後、１２０℃で６０分間乾燥した。
【００１８】このようにして得られたＳｒＴｉＯ3薄膜
の表面を走査型電子顕微鏡により観察するとともに、Ｘ
線回折装置を用いてその結晶性を調べた。図１は、Ｓｒ
ＴｉＯ3薄膜の結晶構造を示す走査型電子顕微鏡による
顕微鏡写真であり、図２は、Ｘ線回折パターンを示す図
である。
の表面を走査型電子顕微鏡により観察するとともに、Ｘ
線回折装置を用いてその結晶性を調べた。図１は、Ｓｒ
ＴｉＯ3薄膜の結晶構造を示す走査型電子顕微鏡による
顕微鏡写真であり、図２は、Ｘ線回折パターンを示す図
である。
【００１９】図１及び図２より、均一な径の粒子からな
る結晶性の高いＳｒＴｉＯ3薄膜が形成されていること
がわかる。また、このＳｒＴｉＯ3薄膜の抵抗率は、約
１０7Ω・cmであった。
る結晶性の高いＳｒＴｉＯ3薄膜が形成されていること
がわかる。また、このＳｒＴｉＯ3薄膜の抵抗率は、約
１０7Ω・cmであった。
【００２０】この実施例においては、Ｓｒ2+イオン源と
してＳｒ（ＮＯ3）2を用い、ｐＨ調整用のアルカリとし
てＮａＯＨを用いた場合について説明しているが、Ｓｒ
2+イオン源及びｐＨ調整用アルカリは、これに限られる
ものではなく、その目的を達成することができる他の物
質、例えば、Ｓｒ（ＯＨ）2・８Ｈ2Ｏ、酢酸ストロンチ
ウム（いずれもＳｒ2+イオン源）とＫＯＨ、ＬｉＯＨ
（いずれもアルカリ）を用いることができる。
してＳｒ（ＮＯ3）2を用い、ｐＨ調整用のアルカリとし
てＮａＯＨを用いた場合について説明しているが、Ｓｒ
2+イオン源及びｐＨ調整用アルカリは、これに限られる
ものではなく、その目的を達成することができる他の物
質、例えば、Ｓｒ（ＯＨ）2・８Ｈ2Ｏ、酢酸ストロンチ
ウム（いずれもＳｒ2+イオン源）とＫＯＨ、ＬｉＯＨ
（いずれもアルカリ）を用いることができる。
【００２１】なお、水熱処理の際、水溶液中に別に電極
（例えば、白金電極）を設け、該白金電極とチタン基板
にオートクレーブ外から電力を供給できるようにして、
それらの間に３０Ｖ以下の定電圧条件もしくは１００ｍ
Ａ以下の定電流条件で通電（以下、電解処理という）し
ながらＳｒＴｉＯ3薄膜を形成することにより、上記の
水熱処理のみによる場合よりも短時間で所望の粒子径及
び結晶度のＳｒＴｉＯ3薄膜を得ることができる。
（例えば、白金電極）を設け、該白金電極とチタン基板
にオートクレーブ外から電力を供給できるようにして、
それらの間に３０Ｖ以下の定電圧条件もしくは１００ｍ
Ａ以下の定電流条件で通電（以下、電解処理という）し
ながらＳｒＴｉＯ3薄膜を形成することにより、上記の
水熱処理のみによる場合よりも短時間で所望の粒子径及
び結晶度のＳｒＴｉＯ3薄膜を得ることができる。
【００２２】それから、このチタン基板上に形成したＳ
ｒＴｉＯ3薄膜上に、電極として種々の材料からなる金
属膜を形成した。この金属膜（電極）の形成方法には特
に制約はなく、通常の蒸着法や高周波スパッタリングな
どの薄膜形成方法を用いることができる。なお、以下に
示す各実施例（具体例）の素子（薄膜バリスタ）におい
ては、所定のマスクを用いて必要なパターンの金属膜
（電極）を形成するとともに、素子の直流電圧−電流特
性（Ｖ−Ｉ特性）を測定し、式 Ｉ＝（Ｖ／Ｃ）a （Ｃ：定数） で表される非線形係数（ａ）を見積もった。
ｒＴｉＯ3薄膜上に、電極として種々の材料からなる金
属膜を形成した。この金属膜（電極）の形成方法には特
に制約はなく、通常の蒸着法や高周波スパッタリングな
どの薄膜形成方法を用いることができる。なお、以下に
示す各実施例（具体例）の素子（薄膜バリスタ）におい
ては、所定のマスクを用いて必要なパターンの金属膜
（電極）を形成するとともに、素子の直流電圧−電流特
性（Ｖ−Ｉ特性）を測定し、式 Ｉ＝（Ｖ／Ｃ）a （Ｃ：定数） で表される非線形係数（ａ）を見積もった。
【００２３】以下、具体的な実施例を図に基づいて説明
する。
する。
【００２４】［実施例１］図３に示すように、この実施
例の薄膜バリスタ（素子）は、チタン基板１の一方の面
に上述の方法（水熱処理による方法及び水熱処理と同時
に電解処理を施す方法）により形成したＳｒＴｉＯ3薄
膜２上に、ＡｇもしくはＡｌからなる電極（金属膜）３
を蒸着することにより形成されており、チタン基板１と
金属膜３が電極を構成している。図４に、この薄膜バリ
スタのＶ−Ｉ特性を示す。なお、図４において、正の電
圧は、蒸着により形成した金属膜（電極）３を正極にと
ることを意味する。
例の薄膜バリスタ（素子）は、チタン基板１の一方の面
に上述の方法（水熱処理による方法及び水熱処理と同時
に電解処理を施す方法）により形成したＳｒＴｉＯ3薄
膜２上に、ＡｇもしくはＡｌからなる電極（金属膜）３
を蒸着することにより形成されており、チタン基板１と
金属膜３が電極を構成している。図４に、この薄膜バリ
スタのＶ−Ｉ特性を示す。なお、図４において、正の電
圧は、蒸着により形成した金属膜（電極）３を正極にと
ることを意味する。
【００２５】この薄膜バリスタにおいては、金属膜（電
極）３→ＳｒＴｉＯ3薄膜２→チタン基板（電極）１の
経路、またはその逆経路で電流が流れるため、チタン基
板（電極）１及び金属膜（電極）３とＳｒＴｉＯ3薄膜
２の接触面に起因するショットキー障壁の影響が現れ、
Ｖ−Ｉ特性としては、いわゆる非対称型の特性が得られ
る。
極）３→ＳｒＴｉＯ3薄膜２→チタン基板（電極）１の
経路、またはその逆経路で電流が流れるため、チタン基
板（電極）１及び金属膜（電極）３とＳｒＴｉＯ3薄膜
２の接触面に起因するショットキー障壁の影響が現れ、
Ｖ−Ｉ特性としては、いわゆる非対称型の特性が得られ
る。
【００２６】なお、正方向に電流が流れるときの立上が
り電圧は、金属膜がＡｇ（Ａｇ電極）のときに約２．０
Ｖであり、金属膜がＡｌ（Ａｌ電極）のときに約２．５
Ｖであった。
り電圧は、金属膜がＡｇ（Ａｇ電極）のときに約２．０
Ｖであり、金属膜がＡｌ（Ａｌ電極）のときに約２．５
Ｖであった。
【００２７】また、そのときのａ値は、Ａｇ電極のとき
に約２３であり、Ａｌ電極のときに約１７であった。Ａ
ｇ電極の方が大きいａ値を示すのは、その仕事関数が高
いため、金属膜（電極）３とＳｒＴｉＯ3薄膜２の接触
面に形成されたショットキー障壁が大きいことによる。
に約２３であり、Ａｌ電極のときに約１７であった。Ａ
ｇ電極の方が大きいａ値を示すのは、その仕事関数が高
いため、金属膜（電極）３とＳｒＴｉＯ3薄膜２の接触
面に形成されたショットキー障壁が大きいことによる。
【００２８】一方、逆方向に電流が流れるときの立上が
り電圧は、Ａｇ電極，Ａｌ電極とも約２．５Ｖであり、
そのときのａ値は約２５であった。
り電圧は、Ａｇ電極，Ａｌ電極とも約２．５Ｖであり、
そのときのａ値は約２５であった。
【００２９】［実施例２］図５に示すように、この実施
例の薄膜バリスタ（素子）においては、チタン基板４の
両面に形成されたＳｒＴｉＯ3薄膜５，６上に、Ａｇを
蒸着することによりＡｇ電極（金属膜）７，８が形成さ
れている。図６に、この薄膜バリスタのＶ−Ｉ特性を示
す。なお、この薄膜バリスタにおいては、対向するＡｇ
電極７，８のどちらを正極としてもよい。
例の薄膜バリスタ（素子）においては、チタン基板４の
両面に形成されたＳｒＴｉＯ3薄膜５，６上に、Ａｇを
蒸着することによりＡｇ電極（金属膜）７，８が形成さ
れている。図６に、この薄膜バリスタのＶ−Ｉ特性を示
す。なお、この薄膜バリスタにおいては、対向するＡｇ
電極７，８のどちらを正極としてもよい。
【００３０】この薄膜バリスタにおいては、Ａｇ電極７
→ＳｒＴｉＯ3薄膜５→チタン基板４→ＳｒＴｉＯ3薄膜
６→Ａｇ電極８の経路で電流が流れるため、Ｖ−Ｉ特性
としては、いわゆる対称型の特性が得られる。なお、こ
のときの立上がり電圧は約５．０Ｖであり、ａ値は約２
２であった。
→ＳｒＴｉＯ3薄膜５→チタン基板４→ＳｒＴｉＯ3薄膜
６→Ａｇ電極８の経路で電流が流れるため、Ｖ−Ｉ特性
としては、いわゆる対称型の特性が得られる。なお、こ
のときの立上がり電圧は約５．０Ｖであり、ａ値は約２
２であった。
【００３１】［実施例３］図７に示すように、この実施
例の薄膜バリスタ（素子）においては、チタン基板９の
一方の面に形成されたＳｒＴｉＯ3薄膜１０上にＡｇを
蒸着することにより、Ａｇ電極（金属膜）１１，１２が
並列するように形成されている。図８に、この薄膜バリ
スタのＶ−Ｉ特性を示す。なお、この薄膜バリスタにお
いても、並設されたＡｇ電極１１，１２のどちらを正極
としてもよい。
例の薄膜バリスタ（素子）においては、チタン基板９の
一方の面に形成されたＳｒＴｉＯ3薄膜１０上にＡｇを
蒸着することにより、Ａｇ電極（金属膜）１１，１２が
並列するように形成されている。図８に、この薄膜バリ
スタのＶ−Ｉ特性を示す。なお、この薄膜バリスタにお
いても、並設されたＡｇ電極１１，１２のどちらを正極
としてもよい。
【００３２】また、この薄膜バリスタの電流経路は上記
実施例２と同じであり、Ａｇ電極１１→ＳｒＴｉＯ3薄
膜１０→チタン基板９→ＳｒＴｉＯ3薄膜１０→Ａｇ電
極１２の経路で電流が流れるため、Ｖ−Ｉ特性として
は、いわゆる対称型の特性が得られる。なお、このとき
の立上がり電圧は約５．０Ｖ、ａ値は約２１であり、実
施例２と同程度である。
実施例２と同じであり、Ａｇ電極１１→ＳｒＴｉＯ3薄
膜１０→チタン基板９→ＳｒＴｉＯ3薄膜１０→Ａｇ電
極１２の経路で電流が流れるため、Ｖ−Ｉ特性として
は、いわゆる対称型の特性が得られる。なお、このとき
の立上がり電圧は約５．０Ｖ、ａ値は約２１であり、実
施例２と同程度である。
【００３３】［実施例４］この実施例は、実施例３の薄
膜バリスタと同等の薄膜バリスタを効率的に製造する方
法を示すものである。すなわち、この実施例の薄膜バリ
スタの製造方法においては、まず、図９に示すように、
ユニット用の大きなチタン基板１３の一方の面にＳｒＴ
ｉＯ3薄膜１４を形成した後、ＳｒＴｉＯ3薄膜１４の表
面全体にＡｇを蒸着してＡｇ膜（金属膜）１５を形成す
る。次に、図１０に示すように、ダイシングソーなどを
用いてＡｇ膜（Ａｇ電極）１５に、チタン基板１３にま
で達する深さの溝１６を形成する。それから、図１１に
示すように、チタン基板１３を切断して個々の薄膜バリ
スタ（チップ素子）１７を切り出す。
膜バリスタと同等の薄膜バリスタを効率的に製造する方
法を示すものである。すなわち、この実施例の薄膜バリ
スタの製造方法においては、まず、図９に示すように、
ユニット用の大きなチタン基板１３の一方の面にＳｒＴ
ｉＯ3薄膜１４を形成した後、ＳｒＴｉＯ3薄膜１４の表
面全体にＡｇを蒸着してＡｇ膜（金属膜）１５を形成す
る。次に、図１０に示すように、ダイシングソーなどを
用いてＡｇ膜（Ａｇ電極）１５に、チタン基板１３にま
で達する深さの溝１６を形成する。それから、図１１に
示すように、チタン基板１３を切断して個々の薄膜バリ
スタ（チップ素子）１７を切り出す。
【００３４】なお、上記実施例では、水熱処理の方法に
よりＳｒＴｉＯ3薄膜を形成した薄膜バリスタと、水熱
処理と同時に電解処理を行ってＳｒＴｉＯ3薄膜を形成
した薄膜バリスタとを製造したが、いずれの場合にも同
等の特性を有する薄膜バリスタを得ることができた。
よりＳｒＴｉＯ3薄膜を形成した薄膜バリスタと、水熱
処理と同時に電解処理を行ってＳｒＴｉＯ3薄膜を形成
した薄膜バリスタとを製造したが、いずれの場合にも同
等の特性を有する薄膜バリスタを得ることができた。
【００３５】また、上記実施例では、金属膜（電極）を
構成する材料としてＡｇ及びＡｌを用いた場合について
説明したが、金属膜（電極）用の材料は、これに限られ
るものではなく、公知の種々の電極材料を用いることが
可能である。
構成する材料としてＡｇ及びＡｌを用いた場合について
説明したが、金属膜（電極）用の材料は、これに限られ
るものではなく、公知の種々の電極材料を用いることが
可能である。
【００３６】
【発明の効果】上述のように、本願発明の薄膜バリスタ
の製造方法は、チタン基板を０．１mol／l 以上のスト
ロンチウムイオンを含む処理水溶液に浸漬して水熱処理
することによりチタン基板の表面にチタン酸ストロンチ
ウム（ＳｒＴｉＯ3）薄膜を形成するとともに、チタン
酸ストロンチウム薄膜上に電極として金属膜を形成する
ように構成しているので、低温の水熱処理によりＳｒＴ
ｉＯ3薄膜を形成し、その上に金属膜を形成するだけ
で、特に高温の熱処理を必要とすることなく所望の特性
を有する薄膜バリスタを製造することができる。
の製造方法は、チタン基板を０．１mol／l 以上のスト
ロンチウムイオンを含む処理水溶液に浸漬して水熱処理
することによりチタン基板の表面にチタン酸ストロンチ
ウム（ＳｒＴｉＯ3）薄膜を形成するとともに、チタン
酸ストロンチウム薄膜上に電極として金属膜を形成する
ように構成しているので、低温の水熱処理によりＳｒＴ
ｉＯ3薄膜を形成し、その上に金属膜を形成するだけ
で、特に高温の熱処理を必要とすることなく所望の特性
を有する薄膜バリスタを製造することができる。
【００３７】また、本願発明によれば、サージ電流の経
路と電極材料を選択することによりＶ−Ｉ特性の対称性
や非線形係数を調整することができるため、低電圧回路
などの種々の回路に合致したバリスタ特性を実現するこ
とができる。
路と電極材料を選択することによりＶ−Ｉ特性の対称性
や非線形係数を調整することができるため、低電圧回路
などの種々の回路に合致したバリスタ特性を実現するこ
とができる。
【００３８】さらに、バルクからフォイルまでの種々の
形状のチタン金属表面に、径の集中度の高い粒子からな
る均一なＳｒＴｉＯ3薄膜を形成することができるた
め、種々の形状や大きさのチップバリスタを得ることが
できる。
形状のチタン金属表面に、径の集中度の高い粒子からな
る均一なＳｒＴｉＯ3薄膜を形成することができるた
め、種々の形状や大きさのチップバリスタを得ることが
できる。
【図１】本願発明の一実施例にかかる薄膜バリスタの製
造方法によりチタン基板上に形成したＳｒＴｉＯ3薄膜
の結晶構造を示す電子顕微鏡写真である。
造方法によりチタン基板上に形成したＳｒＴｉＯ3薄膜
の結晶構造を示す電子顕微鏡写真である。
【図２】本願発明の一実施例にかかる薄膜バリスタの製
造方法によりチタン基板上に形成したＳｒＴｉＯ3薄膜
のＸ線回折パターンを示す図である。
造方法によりチタン基板上に形成したＳｒＴｉＯ3薄膜
のＸ線回折パターンを示す図である。
【図３】実施例１の薄膜バリスタを示す断面図である。
【図４】実施例１の薄膜バリスタのＶ−Ｉ特性を示す線
図である。
図である。
【図５】実施例２の薄膜バリスタを示す断面図である。
【図６】実施例２の薄膜バリスタのＶ−Ｉ特性を示す線
図である。
図である。
【図７】実施例３の薄膜バリスタを示す斜視図である。
【図８】実施例３の薄膜バリスタのＶ−Ｉ特性を示す線
図である。
図である。
【図９】本願発明の薄膜バリスタの製造方法を示す斜視
図である。
図である。
【図１０】本願発明の薄膜バリスタの製造方法を示す斜
視図である。
視図である。
【図１１】本願発明の薄膜バリスタの製造方法を示す斜
視図である。
視図である。
１，４，９，１３ チタン基板 ２，５，６，１０，１４ ＳｒＴｉＯ3薄
膜 ３，７，８，１１，１２，１５ 金属膜（電極）
膜 ３，７，８，１１，１２，１５ 金属膜（電極）
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 浜地 幸生 京都府長岡京市天神二丁目26番10号 株式 会社村田製作所内 (72)発明者 坂部 行雄 京都府長岡京市天神二丁目26番10号 株式 会社村田製作所内 (72)発明者 吉村 昌弘 神奈川県綾瀬市寺尾中一丁目６番12
Claims (4)
- 【請求項１】 チタン（Ｔｉ）金属からなるチタン基板
を０．１mol／l 以上のストロンチウムイオン（Ｓ
ｒ2+）を含むｐＨ１３以上の処理水溶液に浸漬し、１０
０℃以上の温度で水熱処理することにより前記チタン基
板の表面にチタン酸ストロンチウム（ＳｒＴｉＯ3）薄
膜を形成した後、前記チタン酸ストロンチウム薄膜上に
電極として金属膜を形成することを特徴とする薄膜バリ
スタの製造方法。 - 【請求項２】 前記チタン基板を前記処理水溶液に浸漬
して水熱処理する工程において、前記処理水溶液中に配
設された任意の電極と前記チタン基板の間に通電するこ
とにより行う電解処理を前記水熱処理と同時に施すこと
を特徴とする請求項１記載の薄膜バリスタの製造方法。 - 【請求項３】 請求項１または２記載の方法により製造
される、チタン基板とチタン酸ストロンチウム薄膜と金
属膜とを備えた薄膜バリスタであって、前記チタン基板
と前記金属膜を一対の電極とすることを特徴とする薄膜
バリスタ。 - 【請求項４】請求項１または２記載の方法により製造さ
れる、チタン基板とチタン酸ストロンチウム薄膜と金属
膜とを備えた薄膜バリスタであって、前記チタン酸スト
ロンチウム薄膜及び前記チタン基板を介して互に導通す
る金属膜を一対の電極とすることを特徴とする薄膜バリ
スタ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4124309A JP2912080B2 (ja) | 1992-04-16 | 1992-04-16 | 薄膜バリスタの製造方法及び薄膜バリスタ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4124309A JP2912080B2 (ja) | 1992-04-16 | 1992-04-16 | 薄膜バリスタの製造方法及び薄膜バリスタ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05299209A true JPH05299209A (ja) | 1993-11-12 |
| JP2912080B2 JP2912080B2 (ja) | 1999-06-28 |
Family
ID=14882145
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4124309A Expired - Fee Related JP2912080B2 (ja) | 1992-04-16 | 1992-04-16 | 薄膜バリスタの製造方法及び薄膜バリスタ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2912080B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004281497A (ja) * | 2003-03-13 | 2004-10-07 | Sharp Corp | 抵抗変化機能体、メモリおよびその製造方法並びに半導体装置および電子機器 |
| JP2007266097A (ja) * | 2006-03-27 | 2007-10-11 | Tdk Corp | バリスタ及び発光装置 |
| US7492565B2 (en) | 2001-09-28 | 2009-02-17 | Epcos Ag | Bandpass filter electrostatic discharge protection device |
| JP6206622B1 (ja) * | 2015-11-10 | 2017-10-04 | 新日鐵住金株式会社 | チタン材、セパレータおよび固体高分子形燃料電池 |
-
1992
- 1992-04-16 JP JP4124309A patent/JP2912080B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7492565B2 (en) | 2001-09-28 | 2009-02-17 | Epcos Ag | Bandpass filter electrostatic discharge protection device |
| JP2004281497A (ja) * | 2003-03-13 | 2004-10-07 | Sharp Corp | 抵抗変化機能体、メモリおよびその製造方法並びに半導体装置および電子機器 |
| JP2007266097A (ja) * | 2006-03-27 | 2007-10-11 | Tdk Corp | バリスタ及び発光装置 |
| US7791449B2 (en) | 2006-03-27 | 2010-09-07 | Tdk Corporation | Varistor and light-emitting apparatus |
| JP6206622B1 (ja) * | 2015-11-10 | 2017-10-04 | 新日鐵住金株式会社 | チタン材、セパレータおよび固体高分子形燃料電池 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2912080B2 (ja) | 1999-06-28 |
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