JPS59207601A - ガラス封入型酸化物半導体 - Google Patents

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】 本発明は、ガラス封入型酸化物半導体の製法の改良に関
するものである。

半導体ペレットをガラス管内に封入して半導体素子を製
造するいわゆるガラス封入型の酸化物半導体の製造方法
としては、従来より酸化物半導体のペレットを真空中や
窒素ガスの嫁囲気内で封入する方法が良く知られている
。

しかし、真空中で行う前者の方法（以下、「真空処理法
」という）は、一般に経年変化によるバラツキの少ない
製品が得られるという利点を有する反面、封入工程時に
半導体ペレットの抵抗値が著しく変動してしまうという
問題がある。

また、窒素ガスの雰囲気内で行う後者の方法（以下、「
窒素ガス処理法」という）では、一般に封入工程時の半
導体ペレットの抵抗値変動は少ないが、経年変化時のバ
ラツキが著しいという問題を生じている。

本発明は、上記に鑑かみ本発明者らの鋭意検討の結果な
されたもので、封入工程時における抵抗値の変動が殆ど
なく、しかも経年変化によるバラツキの少ないガラス封
入型酸化物半導体を安価に製造できる量産性に優れた方
法を提案するものである。

したがって、本発明の第１の目的は、封入工程時におけ
る半導体ペレットの抵抗値の変動が殆どなり、シかも経
年変化によるバラツキの少ないガラス封入型酸化物半導
体を製造することにある。

また、本発明の第２の目的は、生産性の而で一層改善さ
れ、かつ製造コストの一層安価なガラス封入型酸化物半
導体を製造することにある。

これら目的を達成するため、本発明は予め再焼成するな
どにより抵抗値分布の均一化された酸化物半導体ペレッ
トを乾燥空気中でガラス管内に封入することをその要旨
としたものである。

以下、サーミスタを製造する場合を例に採って本発明の
詳細な説明する。

〔実施例〕

平均粒度が１ミクロン以下のＮｉＯ，Ｃｏ３Ｏ４゜Ｍｎ
３Ｏ４などの酸化物半導体を通常の粉末成形法により直
径２０〜３０ｍｍ１厚さ１０〜２０　ｍｍに成形した後
、約１３００℃付近の温度で焼結した。第１図の（イ）
は、本発明において使用した酸化物半導体の原料粉末の
粒度分布を示す。

かくして、生じた焼結体を２５０ミクロン程度の厚さに
切断し、ウェハーを形成し、このウェハーの各々を更に
１０００〜１２００°Ｃの温度で再焼成し、この再焼成
したウエノ１−の表面に銀ペーストなどの耐熱性導電塗
料を塗布し、電極を焼き付けてから、約０．４５　ｍｍ
角のサイの目に切断して半導体ペレットを得た。

ウェハーの再焼成は、半導体ペレットの抵抗値を均一化
するためにおこなわれ、この焼成の結果ウェハー内の抵
抗値分布はたとえば第２図に示されるような両端におい
て大きいバラツキを呈する１９〜２４にΩの範囲にあっ
たものが、第３図に示されるように均一でかつ低い抵抗
値（約１１にΩ）分布に代わることが確かめられた。

なお、第４図に、第２図及び第３図に於いて示されたウ
ェハーＷ内の対応するペレット番号を示す。

このようにして、再焼成による熱処理により抵抗値の均
一化された半導体ペレットをガラス管内に挿入し、その
両側を金属リード線で押さえたまま高温でガラス封入し
た。

この時の加熱温度は、ガラス管の軟化点以上であること
が必要とされるが、この加熱により半導体ペレット内の
抵抗値分布を乱さないようにすることが望ましい。本発
明者らの行った実験によれば、真空中でガラス封入を行
う場合より僅かに低い温度が適切であり、約６４０　’
Ｃぐらいで好結果を得た。

かくして得た酸化物半導体（サーミスタ）の抵抗値は、
第５図に示すように（Ａ）で示す封入前の状態と（Ｂ）
で示す封入後の状態はほとんど変動がなく均質であった
。

また、粒径が１ミクロンより大きい原料粉末（第１図に
おいて（ロ）で示す）についても同様な方法で酸化物半
導体を製造し、その半導体ペレットの抵抗値分布を測定
した。この測定の結果、上記と同様な結果が得られたが
、粒径が大きくなるにつれその抵抗値分布が広がること
が判明した。

第６図は、この測定結果を示しており、（イ）１は粒径
が１ミクロン程度の微粒子の抵抗値を示しており、（ロ
）１は粒径が７ミクロン程度の粗粒子の抵抗値を示して
いる。

次ぎに、本発明方法により製造されたガラス　５− 封入型酸化物半導体と、従来公知の真空処理法により製
造された酸化物半導体の封入工程前後における抵抗値を
調べ両者を比較した。第７図にその比較結果を示す。

図に示すように、真空処理法による従来の方法により製
造されたもの（Ｃ）は、封入後は封入前（ａ）ｉ／Ｃ対
して約２倍はど抵抗値が増大するのに較べて、本発明に
よるもの（ｂ）は、封入前（ａ）と殆ど変動のないこと
が確認された。

また、経年変化についても本発明方法によるものと、従
来公知のものについて比較した。

第８図は、その場合における本発明の製造方法により製
造された酸化物半導体の経年変化を調べるために行った
実験データ、第９図は真空処理法、第１０図は窒素ガス
処理法で製造した酸化物半導体の経年変化を示す実験デ
ータを示す。

いずれの場合も封入後約３００℃の乾燥空気の雰囲気内
に放置し、所定時間経過後毎に最初の抵抗値Ｒ８に対す
る抵抗値の変化ＪＲを百分率で表してそのバラツキを測
定した。これらの方法　６− によるものは、最初の１００時間経過後まではいずれも
大差はないが、１００時間経過後、とくに１０００時間
の経過の後には大きな差を生じ、本発明方法によるもの
は１０００時間経過後においても殆ど差を生じていない
のに対して真空処理法、窒素ガス処理法によるものは著
しいバラツキを生じることが確認された。

以上の説明により理解されるように、本発明の製造方法
によれば、封入工程時に殆ど抵抗値の変動がなり、シか
も経年変化のバラツキの少ない酸化物半導体を得ること
ができる。

また、封入は乾燥空気中で行うので、付加設備を簡略化
でき量産性にも優れているので、酸化物半導体の製造コ
ストを著しく軽減できるなどの利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明において使用した酸化物半導体の原料
粉末の粒度分布図、第２図は、再焼成曲のウェハー内の
抵抗値分布を示す図、第３図は、再焼成後のウェハー内
の抵抗値分布な示す図、第４図は、第２図、第３図に対
応したウェハー内のペレット番号を表したウェハーの一
例を示す図、第５図は、本発明の製造方法によシ製造さ
れた酸化物半導体の封入工程前後の抵抗値分布を示す図
、第６図は、酸化物半導体の原料粉末の粒度な変化させ
た場合における封入工程後の抵抗値分布を示す図、第７
図は、本発明方法により得られた酸化物半導体と、真空
処理法により得られた酸化物半導体における抵抗値分布
を示す図、第８図は、本発明方法により製造された酸化
物半導体の経年変化を調べた実験結果を示すグラフ、第
９図は、真空処理法により製造された酸化物半導体の経
年変化を調べた実験結果を示すグラフ、第１０図は、窒
素ガス処理法により製造された酸化物半導体の経年変化
を調べた実験結果を示すグラフである。 特許出願人　　ユニゾン株式会社 代　理　人　弁理士　鈴江孝− 第２図 つ工ノ＼−匈ハぐレヅ）＝ｉｌＪＩＪ　　　Ｇｌ目］第
３　図 りｔバー匈々し外蕾号　帽Ｄ］ 第４図 第５図 抵１ｙＬ追［に創

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 抵抗値分布の均一化された酸化物半導体ペレットを乾燥
   空気中でガラス管内に封入することを特徴とするガラス
   封入型酸化物半導体の製造方法。