JPS5951723B2 - サ−ミスタ - Google Patents

サ−ミスタ

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JPS5951723B2
JPS5951723B2 JP14177979A JP14177979A JPS5951723B2 JP S5951723 B2 JPS5951723 B2 JP S5951723B2 JP 14177979 A JP14177979 A JP 14177979A JP 14177979 A JP14177979 A JP 14177979A JP S5951723 B2 JPS5951723 B2 JP S5951723B2
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JP
Japan
Prior art keywords
thermistor
crystal layer
gold
single crystal
silicon single
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Expired
Application number
JP14177979A
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English (en)
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JPS5666003A (en
Inventor
興一 佐野
周一 金森
威徳 松本
昭 幕内
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Fujitsu Ltd
NTT Inc
Original Assignee
Fujitsu Ltd
Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Publication date
Application filed by Fujitsu Ltd, Nippon Telegraph and Telephone Corp filed Critical Fujitsu Ltd
Priority to JP14177979A priority Critical patent/JPS5951723B2/ja
Publication of JPS5666003A publication Critical patent/JPS5666003A/ja
Publication of JPS5951723B2 publication Critical patent/JPS5951723B2/ja
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明はサーミスタ本体上に金属電極がオーミックに附
されてなる構成を有するサーミスタに関する。
斯種サーミスタとして従来、そのサーミスタ本体が、金
属酸化物を用いて構成されているものと、ゲルマニュウ
ム単結晶層を用いて構成されているというものとが提案
されている。
然し乍らサーミスタ本体が金属酸化物を用いて構成され
ているサーミスタの場合、それを、サーミスタの良さを
表わす比較的大なるサーミスタ定数を有するものとして
得ることが出来るとしても、このサーミスタ本体を再現
性良く容易に得るに困難を伴う等の欠点を有していた。
又サーミスタ本体がゲルマニュウム単結晶層を用いて構
成されているサーミスタの場合、それを所謂半導体素子
乃至装置の製造技術を用いて比較的容易に再現性良く得
ることが出来るとしても、そのサーミスタ本体としての
ゲルマニュウム単結晶層として40Ω−cm以上の如き
高い比抵抗を有するものを用いるを要し、又この為この
サーミスタ本体に附される金属電極との間に大なる仕事
関数の差を有することによりサーミスタ本体及び金属電
極間にショットキ障壁が形成されて金属電極がサーミス
タ本体iこ良好にオーミックに附されず、依って直線性
の良好な電流−電圧特性が得ちれない等の欠点を有して
い:た。
尚従来サーミスタ本体がシリコン単結晶層を用いて構成
されているサーミスタが提案されているも、その従来の
サーミスタの場合サーミスタ本体を、それがゲルマニュ
ウム単結晶層を用いて構成されてなる場合と同様に半導
体素子乃至装置の製造技術を用いて比較的容易に再現性
良く得ることが出来でも、300℃以上の温度領域に於
てのみサーミスタとしての機能を呈し、従って300℃
以下の温度領域で使用し得ないものであった。
叙上に臨み本発明は、サーミスタ本体が、半導体素子乃
□至装置の製造技術を用いて比較的容易に再現性良く得
ることが出来るということで、半導体単結晶層就中シリ
コン単結晶層を用いて構成されているも、300℃以下
の温度領域で使用し得、しかもサーミスタ本体がゲルマ
ニュウム単結晶層を用いて構成されている上述せる従来
のサーミスタに伴う上述せる欠点のない、新規な斯種サ
ーミスタを提案せんとするもので、以下詳述する所より
明らかとなるで゛あろう。
本発明者等は種々の実験の結果、第1図に示す如きサー
ミスタ本体1の一方の主面2a上に対の金属電極3及び
4がオーミックに附されてなる構成、第2図に示す如き
サーミスタ本体1の相対向する主面2a及び2b上に対
の金属電極3及び4がオーミックに附されてなる構成の
サーミスタに於て、そのサーミスタ本体1がP型又はN
型のシリコン単結晶層に金を拡散して得られてなる金拡
散シリコン単結晶層でなる場合、今サーミスタ本体1が
P型シリコン単結晶層に金を拡散して得られてなる金拡
散シリコン単結晶層でなるものとした場合で述べれば、
そのサーミスタ本体1の比抵抗をρ、絶対温度をTとす
るとき、比抵抗ρがこれを1nρで表わすとき、 で表わされる如く、絶対温度Tの逆数に対して直線的に
変化し、負の温度係数を有するサーミスタとしての機能
が300℃以下の温度領域で得られることを確認するに
到った。
尚(1)式に於てqは電子の電荷量、μ2は200°に
以上に於てμ、α「■で表わされる正孔の移動度、kは
ポルツマン定数、EDはサーミスタ本体1での金がドナ
ーとして振舞う場合におけるそのドナーのエネルギ準位
を表わし、又Evは価電子帯の上端のエネルギ準位を表
わし、更にPはサーミスタ本体1での正孔キャリア濃度
を表わし、それは で表わされる。
但しNA及びN。はそれぞれアクセプタ及びドナー濃度
、NAUは金の濃度を示し又N型はNv’r+で表わさ
れるサーミスタ本体1での正孔の有効エネルギ準位密度
、qDは金がドナとして振舞う場合のそのドナーレベル
の縮退係数を示す。
又サーミスタ本体1でのドナー濃度をnとするとき、P
、 n、 NA、 ND及びNAUが、p>>n P<<NA−ND ・・・・・・・・・(3)p
< < N Au(N A N D)なる関係を満足
しているものとする。
又本発明者等は、上述に於て、第1図及び第2図にて上
述せるサーミスタに於て、そのサーミスタ本体1がP型
のシリコン単結晶層に金を拡散して得られてなる金拡散
シリコン単結晶層である場合、そのサーミスタ本体1の
比抵抗ρがlnρでみて絶対温度Tの逆数に対して直線
的に変化し、サーミスタとしての機能が300℃以下の
温度領域で得られると述べたが、サーミスタ本体1がN
型のシリコン単結晶層に金を拡散して得られてなる金拡
散シリコン単結晶層でなる場合であっても、詳細説明は
これを省略するも上述せるに準じて上述せると同様のサ
ーミスタとしての機能が300℃以下の温度領域で得る
ことを確認するに到った。
更に本発明者等は、第1図及び第2図にて上述せるサー
ミスタに於て、そのサーミスタ本体1を、比抵抗ρが1
0Ω−cm、20Ω−cm及び26Ω−cmであるP型
のシリコン単結晶層に金をそのシリコン単結晶層のアク
セプタ濃度と同程度の不純物濃度が得られるべく拡散し
てなる金拡散シリコン単結晶層として得、而してそのサ
ーミスタ本体1の温度T’ (’C)に対する比抵抗ρ
(Ω−cm)を測定した所第3図に示す如き結果を得る
ことが出来た。
これよりしてこの場合のサーミスタ本体が1、その比抵
抗ρをして温度T′に対して50℃以下の温度で負の抵
抗温度係数を有するという優れた特性を有するものであ
ることを明らかにすることが出来た。
又本発明者等は、第1図及び第2図にて上述せるサーミ
スタに於て、そのサーミスタ本体1を、比抵抗ρが上述
せる10Ω−cm、20Ω−cm及び26Ω−cm以外
の0.1Ω−cm〜100Ω−cmの範囲にある値を有
するP型のシリコン単結晶層に金をそのシリコン単結晶
層のアクセプタ濃度と同程度の不純物濃度即ちシリコン
単結晶層の比抵抗ρが0.1Ω−cmである場合I X
11017ato/cm3程度、100Ω−cmであ
る場合I XIO”atom/−程度に対応する関係を
以って1×1017〜1×11014atO/cTrI
a程度の不純物濃度が得られるべく拡散してなる金拡散
シリコン単結晶層として得た所、この場合も又上述せる
と同様にそのサーミスタ本体1が、その比抵抗ρをして
温度T′に対して負の抵抗温度係数を有するという優れ
た特性を有するものであることを明らかにすることが出
来た。
更に本発明者等は、第1図及び第2図にて上述せるサー
ミスタに於て、そのサーミスタ本体1を、比抵抗ρが0
.1Ω−cm〜100Ω−cmの範囲にある値を有する
N型のシリコン単結晶層に金をそのシリコン単結晶層の
ドナー濃度と同程度の不純物濃度即ち上述せる如<1×
11017atO/cm3〜1×11014ato/c
TrI3程度の不純物濃度が得られるべく拡散してなる
金拡散シリコン単結晶層と、して得た所、この場合も又
上述せると同様にそのサーミスタ本体1が、その比抵抗
ρをして温度T′に対して負の抵抗温度係数を有すると
いう優れた特性を有するもので゛あることを明らかにす
ることが出来た。
又本発明者等は、第1図及び第2図にて上述せるサーミ
スタに於て、そのサーミスタ本体1を、比抵抗ρが0.
1Ω−cm〜100Ω−cmの範囲にある値を有するP
型又はN型のシリコン単結晶層に金をそのシリコン単結
晶層のアクセプタ又はドナー濃度と同程度の不純物濃度
即ち1×11017atO/cm3〜I X 10”a
tom/cm”程度の不純物濃度が得られるべく拡散し
てなる金拡散シリコン単結晶層として得、而してそのサ
ーミスタ本体1の比抵抗ρに対するサーミスタの良さを
表わすサーミスタ定数B (’ K)の関係を測定した
所、第4図に示す如き結果を得ることが出来た。
これよりしてこの場合のサーミスタ本体1が、その比抵
抗ρの値の大なる範囲に於てサーミスタ定数Bの値が大
であることを明らかにすることが出来た。
更に本発明者等は、第1図及び第2図にて上述せるサー
ミスタに於て、そのサーミスタ本体1を、比抵抗ρが0
.1Ω−cm〜100Ω−cmの範囲にある値を有する
シリコン単結晶層に金をそのシリコン単結晶層のアクセ
プタ文はドナー濃度と同程度の不純物濃度即ち1×11
017atO/cTrI3〜1×10”atom/−程
度の不純物濃度が得られるべく拡散してなる金拡散シリ
コン単結晶層として得、又電極3及び4を金とし、而し
て斯る金拡散シリコン単結晶層であるサーミスタ本体1
に金でなる電極3及び4の附されてなるサーミスタの、
サーミスタ本体1の比抵抗ρに対する高調波歪KF(d
B)の関係を測定した所、第5図に示す如く第2次及び
第3次高調波(基本周波数4MHzに対する)に関し高
調波歪KFが夫々平均で80dB及び100dBをとる
という大なる値であるという結果を得ることが出来た。
これよりしてこの場合のサーミスタ本体1に電極3及び
4が良好なオーミック接触を以ってオーミックに附され
ていることを明らかにすることが出来た。
更に本発明者等は、第1図及び第2図にて上述せるサー
ミスタに於て、そのサーミスタ本体1を、比抵抗ρが0
.1Ω−cm〜100Ω−cmの範囲にある値を有する
P型又はN型のシリコン単結晶層に金をそのシリコン単
結晶層のアクセプタ又はドナー濃度と同程度即ち1×1
017〜1×11014atO/cm3程度の不純物濃
度が得られるべく拡散してなる金拡散シリコン単結晶層
として得、又電極3及び4を金とし、而して電極3及び
4間のインピーダンスZ(Ω)の周波数f (MHz
)依存性を測定した所、第6図に示す如く広い周波数範
囲に亘ってインピーダンスZの値が略々一定であるとい
う結果を得ることが出来た。
これよりしてもこの場合のサーミスタ本体1に電極3及
び4が良好なオーミックを以って附されていることを明
らかにすることが出来た。
以上よりして本発明者等は、第1図及び第2図に示す如
き、サーミスタ本体上に金属電極がオーミックに附され
てなる構成を有するサーミスタに於て、サーミスタ本体
がP型又はN型のシリコン単結晶層に金を拡散して得ら
れてなる金拡散シリコン単結晶層であり、又金属電極が
金であるという新規なサーミスタを本発明によるサーミ
スタとして提案するに到ったもので、斯る本発明による
サーミスタによれば上述せる所より明らかな如く、30
0℃以下の温度領域で使用し得、そしてサーミスタ本体
上に金属電極が良好なオーミックを以って附され、従っ
て直線性の良好な電流−電圧特性が得られるという特徴
を有すると共に、そのサーミスタを半導体素子乃至装置
の製造技術を用いて容易に再現性良く得ることが出来る
等の大なる特徴を有するものである。
【図面の簡単な説明】
第1図及び第2図は本発明の適用し得るサーミスタを示
す路線的断面図、第3図は本発明によるサーミスタのサ
ーミスタ本体の温度T′(℃)−比抵抗ρ (Ω−cm
)特性曲線図、第4図は本発明によるサーミスタのサー
ミスタ本体の比抵抗(Ω−cm)−サーミスタ定数B
(’ K)特性曲線図、第5図は本発明によるサーミス
タのサーミスタ本体の比抵抗ρ (Ω−cm)−高周波
歪KF (dB)特性曲線図、第6図は本発明によるサ
ーミスタの周波数f (MHz)−インピーダンスZ
(Ω)特性曲線図である。 図中1はサーミスタ本体、3及び4は電極を夫々示す。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 サーミスタ本体上に金属電極がオーミックに付され
    てなる構成を有するサーミスタに於て、上記サーミスタ
    本体がP型又はN型のシリコン単結晶層に金を拡散して
    得られてなる金拡散シリコン単結晶層でなり、上記金属
    電極が金でなる事を特徴とするサーミスタ。
JP14177979A 1979-10-31 1979-10-31 サ−ミスタ Expired JPS5951723B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP14177979A JPS5951723B2 (ja) 1979-10-31 1979-10-31 サ−ミスタ

Applications Claiming Priority (1)

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JP14177979A JPS5951723B2 (ja) 1979-10-31 1979-10-31 サ−ミスタ

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Publication Number Publication Date
JPS5666003A JPS5666003A (en) 1981-06-04
JPS5951723B2 true JPS5951723B2 (ja) 1984-12-15

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ID=15299966

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JP14177979A Expired JPS5951723B2 (ja) 1979-10-31 1979-10-31 サ−ミスタ

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JP4382010B2 (ja) 2005-06-23 2009-12-09 本田技研工業株式会社 エンジンの動弁装置

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