JPS62108502A - 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
- JPS62108502A JPS62108502A JP60248231A JP24823185A JPS62108502A JP S62108502 A JPS62108502 A JP S62108502A JP 60248231 A JP60248231 A JP 60248231A JP 24823185 A JP24823185 A JP 24823185A JP S62108502 A JPS62108502 A JP S62108502A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- thermistor
- oxide semiconductor
- atom
- atomic
- atoms
- Prior art date
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- Pending
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- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
- 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】
産業上の利用分野
本発明は、１５０Ｃ〜ｔｓｏｏ’ｌｓの範囲で温度セン
サとして利用できるところの負の抵抗温度係数を有する
サーミスタ用酸化物半導体に関するものである。
サとして利用できるところの負の抵抗温度係数を有する
サーミスタ用酸化物半導体に関するものである。
従来の技術
従来から良く知られているＭｎ−Ｃｏ−Ｎｉ −Ｃｕ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、高温使用下での抵抗値変動
が大きいため、３００ ”Ｃを超えるような高温度では
使用することができず、３００ ’Ｃ以下の温度で使用
されてきた。一方、７００〜１０００ｔの高温で使用で
きる材料としては、安定化ジル＝ｒ ニア（Ｚｒ０２−
Ｙ２Ｏ２，Ｚｒ０２−ＣａＯ等χＭｇ−Ａｌ−Ｃｒ−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、特開昭
５３−３３７６６号公報）。
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、高温使用下での抵抗値変動
が大きいため、３００ ”Ｃを超えるような高温度では
使用することができず、３００ ’Ｃ以下の温度で使用
されてきた。一方、７００〜１０００ｔの高温で使用で
きる材料としては、安定化ジル＝ｒ ニア（Ｚｒ０２−
Ｙ２Ｏ２，Ｚｒ０２−ＣａＯ等χＭｇ−Ａｌ−Ｃｒ−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、特開昭
５３−３３７６６号公報）。
発明が解決しようとする問題点
しかし、これらの酸化物材料も、焼成温度が１０００℃
を超える高温でなければならず、通常の電気炉（最高１
６００℃）を用いたのでは焼成できないものであった。
を超える高温でなければならず、通常の電気炉（最高１
６００℃）を用いたのでは焼成できないものであった。
その上、これらの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％（１
０００時間後）程度であり、経時安定性に問題があった
。
時変化が大きく、きわめて安定なものでさえ１０％（１
０００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２００〜６ｏｏ℃での安定性に優
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−Ｎｉ−ＡＩ 酸化物系：特開
昭５７−９５６０３号公報、（Ｎｉ工ＭｇｙＺｎ２）Ｍ
ｎ２０４．Ｘ、ピネル系：特開昭５７−８８７０１号公
報、（ＮｔｐＣＯ９ＦｏｒＡＩ、Ｍｎ、）ｏ４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。本発明者も、上記要望に対
して、Ｍｎ−Ｎｉ−Ｃｒ−Ｚｒ酸化物系（特願昭５８−
１３１２６５号）を提案してきた。
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−Ｎｉ−ＡＩ 酸化物系：特開
昭５７−９５６０３号公報、（Ｎｉ工ＭｇｙＺｎ２）Ｍ
ｎ２０４．Ｘ、ピネル系：特開昭５７−８８７０１号公
報、（ＮｔｐＣＯ９ＦｏｒＡＩ、Ｍｎ、）ｏ４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。本発明者も、上記要望に対
して、Ｍｎ−Ｎｉ−Ｃｒ−Ｚｒ酸化物系（特願昭５８−
１３１２６５号）を提案してきた。
本発明は、上記問題点、特に高温下での抵抗経時特性に
鑑みてなされたもので、その目的とする体を提供するこ
とにある。
鑑みてなされたもので、その目的とする体を提供するこ
とにある。
問題点を解決するための手段
上記目的を達成するために、本発明のサーミスタ用酸化
物半導体は、金属酸化物の焼結混合体よシなり、その金
属元素として、マンガン（Ｍｎ）ｅｏ、。
物半導体は、金属酸化物の焼結混合体よシなり、その金
属元素として、マンガン（Ｍｎ）ｅｏ、。
〜９８．５原子％ ニッケｋ （Ｎ ｉ ） ０．１〜
５．０原子％、クロム（Ｃｒ ） ０．３〜５．０原子
％、イッテルビウム（Ｙｂ ） ０．２〜５．０原子係
およびジルコニウム（Ｚｒ）０．５〜２８．０原子係の
５種を合計１ｏｏ原子係含有してなるものである。
５．０原子％、クロム（Ｃｒ ） ０．３〜５．０原子
％、イッテルビウム（Ｙｂ ） ０．２〜５．０原子係
およびジルコニウム（Ｚｒ）０．５〜２８．０原子係の
５種を合計１ｏｏ原子係含有してなるものである。
さらに、〜上記組成１００原子チに対して、外割でケイ
素（Ｓｉ）を２．０原子チ以下（０原子％を含まず）含
有していてもよい。
素（Ｓｉ）を２．０原子チ以下（０原子％を含まず）含
有していてもよい。
作 用
この構成によシ、３００℃〜５００℃の温度範囲で、適
当な抵抗値を示し、抵抗の経時安定性に優れたサーミス
タを得ることとなる。ここで、酸化にイッテルビウムを
固溶させた安定化ジルコニアを用いた場合、そのセラミ
ック微細構造は、高抵抗を示すＭｎ −Ｎ ｉ −Ｃｒ
系スピネル結晶に対し、安定化ジルコニアがスピネル結
晶の接合部に存在し、セラミックの緻密性を向上する。
当な抵抗値を示し、抵抗の経時安定性に優れたサーミス
タを得ることとなる。ここで、酸化にイッテルビウムを
固溶させた安定化ジルコニアを用いた場合、そのセラミ
ック微細構造は、高抵抗を示すＭｎ −Ｎ ｉ −Ｃｒ
系スピネル結晶に対し、安定化ジルコニアがスピネル結
晶の接合部に存在し、セラミックの緻密性を向上する。
ここで、ジルコニアの粒径はスピネル粒径に対してさら
に微細である。また、安定化ジルコ品アの含有量により
比抵抗の調整が可能であり、目的とする抵抗値を得るこ
とができる。さらに、安定化ジルコニアはジルコニア単
独で加えた場合に比較し、上述したように緻密化管促進
し熱衝撃等での特性向上を発現することとなる。
に微細である。また、安定化ジルコ品アの含有量により
比抵抗の調整が可能であり、目的とする抵抗値を得るこ
とができる。さらに、安定化ジルコニアはジルコニア単
独で加えた場合に比較し、上述したように緻密化管促進
し熱衝撃等での特性向上を発現することとなる。
実施例
以下、本発明の実施について説明する。
市販の原料Ｍｎ ＣＯ３、Ｎ ｉ Ｏ、Ｃｒ ２０３お
よびＹｂ２ｏ３を含有したＺ ｒ Ｏ２を後述する表に
示すようにそれぞれの原子係の組成になるように配合し
た。サーミスタ製造工程を例示すると、これらの配合組
成物をボールミルで湿式混合し、そのスラリーを乾燥後
１ｏＯＱ℃で仮焼し、その仮焼物を再びボールミルで湿
式粉砕混合した。こうして得られたスラリーを乾燥後、
ポリビニルアルコールをバインダとして添加混合し、所
要量採って漁ψＸ１５ｍ＋１１’のブロックに成形する
。そして、この成形体を１０００℃で２時間空気中で焼
成した。
よびＹｂ２ｏ３を含有したＺ ｒ Ｏ２を後述する表に
示すようにそれぞれの原子係の組成になるように配合し
た。サーミスタ製造工程を例示すると、これらの配合組
成物をボールミルで湿式混合し、そのスラリーを乾燥後
１ｏＯＱ℃で仮焼し、その仮焼物を再びボールミルで湿
式粉砕混合した。こうして得られたスラリーを乾燥後、
ポリビニルアルコールをバインダとして添加混合し、所
要量採って漁ψＸ１５ｍ＋１１’のブロックに成形する
。そして、この成形体を１０００℃で２時間空気中で焼
成した。
こうして得られたブロックから、スライス、研磨により
厚みが１６０〜４００ｐｍのウェハーを取シ出し、スク
リーン印刷法により白金電極を設ける。
厚みが１６０〜４００ｐｍのウェハーを取シ出し、スク
リーン印刷法により白金電極を設ける。
この電極付与されたウェハーから所望の寸法のチップに
カッティングする。この素子をアルゴンガス等中性ガス
雰囲気もしくは空気中でガラス管に封入し、外気から密
封遮断する。リード線端子は、その使用温度により、デ
ュメット線、コバール線などスラグリードを用いる。こ
のガラス封入サーミスタ’１５００ｔ：の空気中に放置
し、１ｏｏＯ時間後の抵抗値変化を測定した。また、初
期特性として、２６℃での比抵抗および、ガラス封入サ
ーミスターとしてのサーミスタ定数を併せて示した。
カッティングする。この素子をアルゴンガス等中性ガス
雰囲気もしくは空気中でガラス管に封入し、外気から密
封遮断する。リード線端子は、その使用温度により、デ
ュメット線、コバール線などスラグリードを用いる。こ
のガラス封入サーミスタ’１５００ｔ：の空気中に放置
し、１ｏｏＯ時間後の抵抗値変化を測定した。また、初
期特性として、２６℃での比抵抗および、ガラス封入サ
ーミスターとしてのサーミスタ定数を併せて示した。
このうちす・−ミスタ定数Ｂは、３００℃と５００℃と
で測定した２点の抵抗値から求めたものである。なお、
素子寸法は４００μｍ Ｘ ４００μｍＸ３α−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、
Ｚｒの混入量はサーミスタ構成元素の１００原子チに対
して、０．５原子チ以下であった。また、メノウ玉石を
用いた場合には、Ｓｌの混入量は１原子チ以下であった
。表に示した試料のうち、Ｓｉを含む試料は全てジルコ
ニア玉石を用いて得たものである。
で測定した２点の抵抗値から求めたものである。なお、
素子寸法は４００μｍ Ｘ ４００μｍＸ３α−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、
Ｚｒの混入量はサーミスタ構成元素の１００原子チに対
して、０．５原子チ以下であった。また、メノウ玉石を
用いた場合には、Ｓｌの混入量は１原子チ以下であった
。表に示した試料のうち、Ｓｉを含む試料は全てジルコ
ニア玉石を用いて得たものである。
さらに、本実施例で用いたＺｒは全てちと反応させて得
たもの、すなわち酸化イッテルビウム安定化ジルコニア
である。この安定化ジルコニアとしては、市販もしくは
サンプルとしてメーカから入手したものを原則として甲
いたが、一部はシュウ酸塩から合成し、これを甲いた。
たもの、すなわち酸化イッテルビウム安定化ジルコニア
である。この安定化ジルコニアとしては、市販もしくは
サンプルとしてメーカから入手したものを原則として甲
いたが、一部はシュウ酸塩から合成し、これを甲いた。
発明の効果
以上述べたように、本発明に係るサーミスタ用酸化物半
導体は、金属酸化物の焼結混合体よりなり、その構成金
属元素として、Ｍｎ ６０．０〜９８．５原子％、Ｎ１
ｏ、１〜ｓ、ｏ原子％ 、Ｃｒ Ｏ，３〜５．０原子％
、Ｙｄ Ｏ，２〜５．０原子係およびＺｒ ｏ、ｓ
〜２８．０原子係の５種を合計１００原子係含有してい
るので、３０ｏｔ：〜６００’Ｃの範囲でも特性経時変
化に優れており、中・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。すなわち、例えば電子レ
ンジや石油燃焼器における温度制御等の利用分野での貢
献が期待できるものである。そして、上記構成金属元素
に加えて、外割でＳｔ ｆ ２．０原子多以下（０原子
チを含まず）を含有させた場合には、焼結促進効果を示
し、緻密なセラミックスを得ることができる。
導体は、金属酸化物の焼結混合体よりなり、その構成金
属元素として、Ｍｎ ６０．０〜９８．５原子％、Ｎ１
ｏ、１〜ｓ、ｏ原子％ 、Ｃｒ Ｏ，３〜５．０原子％
、Ｙｄ Ｏ，２〜５．０原子係およびＺｒ ｏ、ｓ
〜２８．０原子係の５種を合計１００原子係含有してい
るので、３０ｏｔ：〜６００’Ｃの範囲でも特性経時変
化に優れており、中・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。すなわち、例えば電子レ
ンジや石油燃焼器における温度制御等の利用分野での貢
献が期待できるものである。そして、上記構成金属元素
に加えて、外割でＳｔ ｆ ２．０原子多以下（０原子
チを含まず）を含有させた場合には、焼結促進効果を示
し、緻密なセラミックスを得ることができる。
Claims (2)
- （１）金属酸化物の焼結混合体よりなり、その構成金属
元素として、マンガン６０．０〜９８．５原子％、ニッ
ケル０．１〜５．０原子％、クロム０．３〜５．０原子
％、イッテルビウム０．２〜５．０原子％およびジルコ
ニウム０．５〜２８．０原子％の５種を合計１００原子
％含有することを特徴とするサーミスタ用酸化物半導体
。 - （２）金属酸化物の焼結混合体よりなり、その構成金属
元素として、マンガン６０．０〜９８．５原子％、ニッ
ケル０．１〜５．０原子％、クロム０．３〜５．０原子
％、イッテルビウム０．２〜５．０原子％およびジルコ
ニウム０．５〜２８．０原子％の５種を合計１００原子
％含有し、かつケイ素を構成金属元素に対して外割で２
．０原子％以下（０原子％を含まず）含有することを特
徴とするサーミスタ用酸化物半導体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60248231A JPS62108502A (ja) | 1985-11-06 | 1985-11-06 | サ−ミスタ用酸化物半導体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60248231A JPS62108502A (ja) | 1985-11-06 | 1985-11-06 | サ−ミスタ用酸化物半導体 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62108502A true JPS62108502A (ja) | 1987-05-19 |
Family
ID=17175115
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60248231A Pending JPS62108502A (ja) | 1985-11-06 | 1985-11-06 | サ−ミスタ用酸化物半導体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62108502A (ja) |
-
1985
- 1985-11-06 JP JP60248231A patent/JPS62108502A/ja active Pending
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