JPS6094701A - サ−ミスタ用酸化物半導体 - Google Patents
サ−ミスタ用酸化物半導体Info
- Publication number
- JPS6094701A JPS6094701A JP58203007A JP20300783A JPS6094701A JP S6094701 A JPS6094701 A JP S6094701A JP 58203007 A JP58203007 A JP 58203007A JP 20300783 A JP20300783 A JP 20300783A JP S6094701 A JPS6094701 A JP S6094701A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- thermistor
- oxide semiconductor
- atomic
- resistance value
- oxide
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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。
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、２００〜７００ ℃で利用でき今る中・高温
用のサーミスタ用酸化物半導体に関するものである。
用のサーミスタ用酸化物半導体に関するものである。
従来例の構成とその問題点 、
従来から良く知られているＭｎ −Ｇ ｏ −Ｎ ｉ酸
化物系サーミスタ材料は、汎用ディスク型サーミスタと
して主に用いられてきたが、高温使用下での抵２ ペー
ジ 抗値変動が大きいため、３ｏＯ℃を超えるような高温度
では使用することができず、３ｏｏ℃ 以下の温度で使
用されてきた。一方、７００〜１０００℃の高温で使用
できる材料としては、安定化ジルコニア（ＺｒＯ２−Ｙ
２Ｏ２，ＺｒＯ２−ＣａＯ等）、Ｍｑ−Ａｌｌ−Ｏｒ
−Ｆ ｅ酸化物スピネル系等が開発されている（特公昭
４８−７０５号公報、特公昭４９−６３９９５号公報、
特公昭５０−１６８９４号公報、特公昭５０−１６８９
５号公報、特開昭５３−３３７５６号公報）。しかし、
これらの酸化物材料も焼成温度が１６００℃を超える高
温でなければならず、通常の電気炉（最高１６ｏＯ℃）
を用いたのでは焼成できないものであった。その上、こ
れら酸化物の焼結体であっても抵抗値の経時変化が大き
く、きわめて安定なものでさえ１０％（１００ｏ時間後
）程度であり、経時安定性に問題があった。
化物系サーミスタ材料は、汎用ディスク型サーミスタと
して主に用いられてきたが、高温使用下での抵２ ペー
ジ 抗値変動が大きいため、３ｏＯ℃を超えるような高温度
では使用することができず、３ｏｏ℃ 以下の温度で使
用されてきた。一方、７００〜１０００℃の高温で使用
できる材料としては、安定化ジルコニア（ＺｒＯ２−Ｙ
２Ｏ２，ＺｒＯ２−ＣａＯ等）、Ｍｑ−Ａｌｌ−Ｏｒ
−Ｆ ｅ酸化物スピネル系等が開発されている（特公昭
４８−７０５号公報、特公昭４９−６３９９５号公報、
特公昭５０−１６８９４号公報、特公昭５０−１６８９
５号公報、特開昭５３−３３７５６号公報）。しかし、
これらの酸化物材料も焼成温度が１６００℃を超える高
温でなければならず、通常の電気炉（最高１６ｏＯ℃）
を用いたのでは焼成できないものであった。その上、こ
れら酸化物の焼結体であっても抵抗値の経時変化が大き
く、きわめて安定なものでさえ１０％（１００ｏ時間後
）程度であり、経時安定性に問題があった。
また、センサ市場から２００〜Ｔｏｏ℃で安定性に優れ
たサーミスタの要望が一段と高くなり、これに対応した
サーミスタ材料（Ｍｎ −Ｎ ｉ −Ａ ｌ酸化物系：
特開昭６７−９５６０３号公報、（ＭＬｘ３ ゛ Ｍｇｙ Ｚｎｚ）Ｍｎ２０４スピネル系；特開昭５７−
８８７０１号公報、 （Ｎｉｐ Ｃｏｑ Ｆｅｒ Ａｌ
ｓ Ｍｎｔ）０４スピネル系：特開昭５７−８８７０２
号公報等）が提案されてきたが、まだ評価段階である。
たサーミスタの要望が一段と高くなり、これに対応した
サーミスタ材料（Ｍｎ −Ｎ ｉ −Ａ ｌ酸化物系：
特開昭６７−９５６０３号公報、（ＭＬｘ３ ゛ Ｍｇｙ Ｚｎｚ）Ｍｎ２０４スピネル系；特開昭５７−
８８７０１号公報、 （Ｎｉｐ Ｃｏｑ Ｆｅｒ Ａｌ
ｓ Ｍｎｔ）０４スピネル系：特開昭５７−８８７０２
号公報等）が提案されてきたが、まだ評価段階である。
発明の目的
本発明は上記問題点に鑑みてなされたもので、その目的
とするところは、２００〜７００℃で適当な抵抗値を示
し、安定に使用できるサーミスタ用酸化物半導体を提供
することを目的とするものである。
とするところは、２００〜７００℃で適当な抵抗値を示
し、安定に使用できるサーミスタ用酸化物半導体を提供
することを目的とするものである。
発明の構成
本発明のサーミスタ用酸化物半導体は、金属元素として
亜鉛（Ｚｎ） ２８．３〜３３．２５原子％、マンガン
（Ｍｎ ） ２０．０〜５１．７ 原子％、クロム１６
、○〜４６．７ 原子％およびニッケル０．０５〜５．
０ 原子％の４種を含有し、これら４種の金属元素の合
計が１００原子％を有する組成比に対し、さらに外削で
ジルコニウム（Ｚｒ）を０．０１〜１０．０原子％含有
するものである。ここで、組成物はＺｎｖ Ｎｉｗ Ｍ
ｎｘ Ｃｒｙ Ｏ＋分ＺｒＯ２で表わすことができ、Ｖ
＋’Ｗ＋Ｘ十Ｙ＝１ 、Ｚは０．０００１≦Ｚ≦０．１
となる。つ１す、各々の陽イオン分布は、 （Ｚｎｖ ”＋（Ｍｎ ２＋、Ｍｎ ３＋、Ｍｎ ’
＋） ｘＮ ｉｗ２＋Ｃｒｙ３＋］０４のスピネル型構
造を取るものが主成分であり、これにＺ ｒ Ｏ２もし
くはＺｒ−Ｍｎ酸化物が混在するセラミック微細構造を
持つものである。上記の組成範囲にあるものは、抵抗値
の５００℃、１０００時間後の経時変化は約＋５％以内
にあり、従来の材料と比較してきわめて安定な特性を有
するものである。
亜鉛（Ｚｎ） ２８．３〜３３．２５原子％、マンガン
（Ｍｎ ） ２０．０〜５１．７ 原子％、クロム１６
、○〜４６．７ 原子％およびニッケル０．０５〜５．
０ 原子％の４種を含有し、これら４種の金属元素の合
計が１００原子％を有する組成比に対し、さらに外削で
ジルコニウム（Ｚｒ）を０．０１〜１０．０原子％含有
するものである。ここで、組成物はＺｎｖ Ｎｉｗ Ｍ
ｎｘ Ｃｒｙ Ｏ＋分ＺｒＯ２で表わすことができ、Ｖ
＋’Ｗ＋Ｘ十Ｙ＝１ 、Ｚは０．０００１≦Ｚ≦０．１
となる。つ１す、各々の陽イオン分布は、 （Ｚｎｖ ”＋（Ｍｎ ２＋、Ｍｎ ３＋、Ｍｎ ’
＋） ｘＮ ｉｗ２＋Ｃｒｙ３＋］０４のスピネル型構
造を取るものが主成分であり、これにＺ ｒ Ｏ２もし
くはＺｒ−Ｍｎ酸化物が混在するセラミック微細構造を
持つものである。上記の組成範囲にあるものは、抵抗値
の５００℃、１０００時間後の経時変化は約＋５％以内
にあり、従来の材料と比較してきわめて安定な特性を有
するものである。
実施例の説明
以下、本発明の実施例について説明する。まず、市販の
Ｚ ｎ Ｏ、Ｎ ｉＯ、Ｍ ｎ ＣＯ３，Ｃｒ ２０３
． Ｚ ｒ Ｏ２を下記の第１表に示すそれぞれの原子
％の組成になるよう配合した。ここで、ＺｒＯ２は４成
分に対して外削で添加した値である。これをボールミル
で混合後乾燥させ、１２００℃で仮焼する。これを再び
ボールミルで粉砕し得られたスラリーを乾燥する。この
スラリーの乾燥後、ポリビニルアル、ヨー６−８−ジ ルをバインダとして添加混合し、所要量採って３０ｍｍ
φＸ１５．ａｔのブロックに成形する。この成形体を１
５００’Ｃで４時間焼成し、さらに焼結体を熱間静水圧
成形装置で熱処理する。こうして得られたプロ１．りか
ら、スライス、研磨により厚みが１５０〜４００μｍ
のウェハーを取出し、スクリーン印刷法により白金電極
を設ける。この電極付けされたウェハーから所望の寸法
のチリプにカッティングする。この素子にリード付けし
、さらにガラスディップして外気から密封遮断する。こ
のようにして製造されたサーミスタ材料の各組成比につ
いて５０ｏ℃における抵抗値、サーミスタ定数および５
００℃における抵抗値経時変化率を下記の第１表に併せ
て示した。なお、試料のチ・ツブ形状は、４００μｍ×
４００μ７ｎＸ１５０μｉｔである。
Ｚ ｎ Ｏ、Ｎ ｉＯ、Ｍ ｎ ＣＯ３，Ｃｒ ２０３
． Ｚ ｒ Ｏ２を下記の第１表に示すそれぞれの原子
％の組成になるよう配合した。ここで、ＺｒＯ２は４成
分に対して外削で添加した値である。これをボールミル
で混合後乾燥させ、１２００℃で仮焼する。これを再び
ボールミルで粉砕し得られたスラリーを乾燥する。この
スラリーの乾燥後、ポリビニルアル、ヨー６−８−ジ ルをバインダとして添加混合し、所要量採って３０ｍｍ
φＸ１５．ａｔのブロックに成形する。この成形体を１
５００’Ｃで４時間焼成し、さらに焼結体を熱間静水圧
成形装置で熱処理する。こうして得られたプロ１．りか
ら、スライス、研磨により厚みが１５０〜４００μｍ
のウェハーを取出し、スクリーン印刷法により白金電極
を設ける。この電極付けされたウェハーから所望の寸法
のチリプにカッティングする。この素子にリード付けし
、さらにガラスディップして外気から密封遮断する。こ
のようにして製造されたサーミスタ材料の各組成比につ
いて５０ｏ℃における抵抗値、サーミスタ定数および５
００℃における抵抗値経時変化率を下記の第１表に併せ
て示した。なお、試料のチ・ツブ形状は、４００μｍ×
４００μ７ｎＸ１５０μｉｔである。
以 下 余 白
７ １、
ベーン
１Ｎ開昭ＧＯ−９４７０１（３）
表のうち試料１．６，９，１２，１６，１７゜１８とも
抵抗値の経時変化が大きいため礒囲外とした。すなわち
、本発明の特許請求の範囲で限定した組成範囲は、上述
したように上記抵抗値の経時変化が上５％以内を満足す
るものであり、実用面から決定されたものである。
抵抗値の経時変化が大きいため礒囲外とした。すなわち
、本発明の特許請求の範囲で限定した組成範囲は、上述
したように上記抵抗値の経時変化が上５％以内を満足す
るものであり、実用面から決定されたものである。
今回の試料には焼結体ブロックから切り出したチップの
ガラスディップ封入素子を用いたが、同じ材料組成につ
いてビード型素子を作成し、これをガラスディップした
ものについても同様の結果を得た。ただし、ビード型素
子については製造上、抵抗値の変動を小さくするだめの
手段を採る必要がある。
ガラスディップ封入素子を用いたが、同じ材料組成につ
いてビード型素子を作成し、これをガラスディップした
ものについても同様の結果を得た。ただし、ビード型素
子については製造上、抵抗値の変動を小さくするだめの
手段を採る必要がある。
なお、本発明の実施例については原料混合および仮焼物
粉砕混合にメノウ玉石を用いた。また、上記実施例の試
料（焼結体）について元素分析を行った結果、Ｓｉおよ
びＢ等のガラス形成物元素の混入はサーミスタ構成元素
の１００原子％に対してすべての試料において１原子％
以下であった。
粉砕混合にメノウ玉石を用いた。また、上記実施例の試
料（焼結体）について元素分析を行った結果、Ｓｉおよ
びＢ等のガラス形成物元素の混入はサーミスタ構成元素
の１００原子％に対してすべての試料において１原子％
以下であった。
発明の効果
９ ページ
以上の実施例かられかるように、本発明のサーミスタ用
酸化物半導体は、高温における特性が従来品に比べてき
わめて安定しており、高温で高い信頼性が要求されてい
る温度測定に最も適していると言える。すなわち、例え
ば電子レンジ、石油気化の温度制御および安全装置等の
利用分野での貢献が期待できるものである。
酸化物半導体は、高温における特性が従来品に比べてき
わめて安定しており、高温で高い信頼性が要求されてい
る温度測定に最も適していると言える。すなわち、例え
ば電子レンジ、石油気化の温度制御および安全装置等の
利用分野での貢献が期待できるものである。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 金属元素として亜鉛２８．３〜３３．２５原子％。 マンガン２０．０〜５１．７ 原子％、クロム１６．０
〜４６．７原子％およびニッケル０．０６〜５．０原子
％を含有し、４種の金属元素を総合計１００ 原子％含
有する組成比に対し、外削でジルコニウムを０．０１〜
１０．０ 原子％含有するサーミスタ用酸化物半導体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58203007A JPS6094701A (ja) | 1983-10-28 | 1983-10-28 | サ−ミスタ用酸化物半導体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58203007A JPS6094701A (ja) | 1983-10-28 | 1983-10-28 | サ−ミスタ用酸化物半導体 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6094701A true JPS6094701A (ja) | 1985-05-27 |
| JPH043644B2 JPH043644B2 (ja) | 1992-01-23 |
Family
ID=16466783
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58203007A Granted JPS6094701A (ja) | 1983-10-28 | 1983-10-28 | サ−ミスタ用酸化物半導体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6094701A (ja) |
-
1983
- 1983-10-28 JP JP58203007A patent/JPS6094701A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH043644B2 (ja) | 1992-01-23 |
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