CH270665A - Semiconductor manufacturing process. - Google Patents

Semiconductor manufacturing process.

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CH270665A
CH270665A CH270665DA CH270665A CH 270665 A CH270665 A CH 270665A CH 270665D A CH270665D A CH 270665DA CH 270665 A CH270665 A CH 270665A
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Incorporated Western E Company
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Western Electric Co
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Description

  

  Procédé de fabrication de semi-conducteurs.    La présente     invention    a trait à un procédé  (le fabrication de semi-conducteurs dont. la  résistance électrique a la. propriété de varier,  dans une large mesure, en fonction de la tem  pérature. Pour simplifier la terminologie,  nous parlerons de thermorésistantes. Selon  l'invention, le procédé concerne la fabrication  de résistances composées     d'oxydes    de man  nanèse et. de cuivre.  



  Les     semi-conducteurs    employés ont, la. par  ticularité de posséder un coefficient de tem  pérature élevé en valeur absolue. L'un des  problèmes à résoudre est de construire des  thermorésistantes dont les matériaux     semi-          conducteurs    conservent. un coefficient de tem  pérature élevé et possèdent, en même temps,  une résistivité suffisamment. basse pour per  mettre le passage des courants habituels.  



  On a.     découvert    que différentes     eomposi-          t.ions        d'oxydes    métalliques sont susceptibles  d'être employées dans la fabrication de     ther-          morésistanees.    On peut se servir, par exemple,       d'oxydes    de manganèse combinés avec un. ou       plusieurs        oxydes    clé nickel, de cobalt ou de  cuivre. Ces différents     oxydes    doivent être  tout. d'abord intimement mélangés et, ensuite;  subir un traitement. thermique à une tempé  rature variant, selon les cas, entre 600 et       7-150     C.

   La- résistivité des     thermorésistanees     doit être contrôlée durant leur fabrication.  Selon les constituants que l'on emploie, la. ré  sistivité peut varier considérablement. On le  vérifie par des essais sur différents     mélanges            d'oxydes,    en faisant varier les quantités des  éléments métalliques présents. Par éléments  métalliques, il faut entendre ici le métal à  l'état atomique présent dans la composition.  



  La résistivité des thermorésistantes varie  aussi selon le traitement. thermique qu'on leur  fait. subir. La quantité d'oxygène présente       dans    la     composition    des     oxydes,    même si elle  s'écarte des proportions stoechiométriques par  des quantités si faibles qu'elles ne peuvent  être détectées par les méthodes habituelles de  l'analyse chimique, a une grande influence  sur la résistivité. Le coefficient de tempéra  ture est aussi influencé par ces différents fac  teurs et il existe une relation entre la résis  tivité spécifique et. le coefficient de tempéra  ture.  



  L'objet de la. présente invention est un  procédé de fabrication de semi-conducteurs  stables, de faible résistivité et qui se compo  sent d'un mélange     d'oxydes    de manganèse e  d'oxydes de cuivre, constituant un aggloméré  auquel on fait subir un traitement thermique  entre 600 et     7a50     C suivi d'un refroidisse  ment dont la.     vitesse    est. déterminée, procédé  caractérisé en ce qu'on choisit la température  de     traitement    et la vitesse de refroidissement  en dépendance de la constitution du mélange,  en observant la règle suivante:

   température  plus élevée et vitesse de refroidissement. plus  rapide peur une prédominance du nombre       d'atomes    de manganèse, température moins  élevée et vitesse de     refroidissement    plus lente      pour     urne    prédominance du nombre d'atomes  de     cuivre.     



  Il s'agit donc d'étudier comment la résis  tivité     varie,    d'une part, avec la     température     et, d'autre part, avec la     composition    en oxydes  de manganèse et en     oxydes    de cuivre.  



  Un but du procédé consiste aussi à amé  liorer la stabilité de la résistance des     semi-          conducteurs    en fonction du temps.  



  Un autre but de l'invention est de déter  miner la température la plus favorable pour  le traitement thermique et la vitesse de refroi  dissement de résistances composées d'oxydes  de manganèse et d'oxydes de cuivre.  



  Le dessin annexé représente, à titre  d'exemple,     différentes    formes d'exécution de       thermorésistances    réalisées par le procédé  que l'on va     décrire.     



  Les     fig.    1, 2 et 3 représentent respective  ment des     résistances    en forme de disque, de       cylindre    ou tige     plus    ou moins longs.  



  Les     fig.    4 et 5 représentent la variation  du facteur de résistivité     (;B)    et la variation  de la     résistivité    à 0  C     (oo)    avec la composi  tion métallique de la résistance;     fl    est mesuré  par degré centigrade.  



  La     fig.    6 donne la. variation du logarithme  de la résistivité à 0  C en fonction du facteur  de     résistivité        fl.    Les deux droites représentées  limitent le domaine dans lequel     viennent    s'in  sérer les points expérimentaux de tous les  semi-conducteurs que l'on peut employer pour       confectionner        des    résistances, et  la     fig.    7 représente les logarithmes de la ré  sistivité à 0  en fonction de,     fl    pour des     aggloi-          mérés    dont la composition en oxydes de cuivre  et de manganèse est variable.  



  La résistivité o satisfait à la relation  
EMI0002.0031     
    où C est     suie    constante,     fl    le facteur de résisti  vité et T la température absolue.  



  Le coefficient de température a est lié à  la     résistivité    et à la température absolue par  la relation de définition:  
EMI0002.0035     
    On déduit que a et     fl    sont fonction l'un de  l'autre et l'on peut écrire:  
EMI0002.0037     
    Dans l'étude des semi-conducteurs, il est  plus facile d'utiliser le facteur de résistivité  que le coefficient de température. En effet,  l'équation (1) caractérise le comportement du  semi-conducteur;     f3    .est constant et indépen  dant de la température, tandis que a varie  beaucoup en fonction de la température  comme le montre la dernière équation.  



  Il faudra déterminer, pour chaque semi  conducteur, une valeur de la     résistivité    à 0  C  et une valeur du facteur de résistivité. Cha  que paire de valeurs ainsi déterminée définit  mi point sur le     graphique    de la     fig.    6. Si l'on  reporte sur ce graphique les points     correspou-          dant    à peu près à tous les semi-conducteurs  connus, on trouve qu'ils viennent tous se pla  cer dans une région bien déterminée.

   Dans la       fig.    6, seule la région susmentionnée est indi  quée; elle est comprise entre deux droites dont  les équations sont:  log     oo    = 0,0016     fl    + b  où b est égal à - 3,3 pour la droite inférieure  et à + 0,7 pour     1a_    droite supérieure.  



  Pour une valeur déterminée du facteur  de résistivité     fi,    la valeur de b peut donc varier  de quatre unités. En d'autres termes, pour une  valeur donnée de 6, o peut varier entre deux  limites dont l'une est de 10 000 fois plus  grande que l'autre.  



  L'intérêt que présente un semi-conduc  teur dans la fabrication de     thermorésistances     ressort du graphique de la     fig.    6. En général,  les semi-conducteurs sont utiles lorsqu'ils  présentent une faible résistivité et     Luge    valeur  élevée du facteur     ,8.    D'après ledit graphique,  ils viendront donc se placer plutôt dans le  voisinage de la droite inférieure. La valeur  de b pour un     semi-conducteur    mesure donc en  quelque sorte son utilité. Nous appellerons  par la suite coefficient d'utilité d'un semi-con  ducteur la valeur correspondante de b qui le  caractérise.

   Les meilleurs     semi-conducteurs         auront un coefficient d'utilité égal à - 3,3,  alors que pour les moins bons, b sera de l'or  dre de 0,7.  



  Si l'on fabrique des semi-conducteurs en  se     servant    de différentes compositions d'oxy  des de manganèse et. de nickel, on obtient sur  le graphique de la     fig.    6 une courbe plus ou  moins continue, ce qui montre que la valeur  respective de     O"    et de     (l    est relativement bien  déterminée lorsque la composition du mélange  l'est elle-même.

   L'expérience a montré, d'au  tre part, qu'en se servant de     mélanges    d'oxy  des de     manganèse.    et de cuivre, on arrive à  déplacer les points     caractéristiques    de ces  corps dans le graphique     o"   <I>= f</I>     (,8)    en leur  faisant subir un     traitement    thermique préa  lable.  



  Les     fig.    4 et 5 montrent. comment varie le  facteur de résistivité     f.    en fonction de la com  position du semi-conducteur en manganèse et.  en cuivre, ainsi que la variation     de    la résisti  vité spécifique à 0  C avec cette, même compo  sition. Selon le traitement thermique que su  bit le semi-conducteur, les mesures faites per  mettent de placer les points caractéristiques  dans un     domaine    limité par deux courbes.  Comme il y a une certaine dépendance ce  pendant entre     fl    et     oo,    on ne peut pas choisir  arbitrairement deux valeurs de     S    et de  parmi celles qui sont indiquées aux     fib.    4 et 5.  



  Les valeurs     observées    pour différentes  compositions du mélange: oxydes de     manga-          nèse/oxydes    de     cuivre    ont été     reportées    dans  la     fig.    7 et l'on a entouré d'une ligne tous les  points relevés. Un semi-conducteur quelcon  que correspondant à l'un des points du gra  phique de la     fig.    7     petit    être fabriqué en choi  sissant de façon convenable le rapport du  nombre d'atomes de manganèse au nombre       d'atomes    de cuivre qu'il doit contenir, ainsi   < lue le traitement thermique qu'il doit. subir.

    La fi,-. 7 montre, d'autre part, qu'un grand  nombre de semi-conducteurs se composant  d'oxydes de manganèse ou de cuivre ont un  coefficient d'utilité élevé, au moins en ce qui  concerne ceux qui sont, placés dans le voisi  nage de la     droite    inférieure.  



  Pour .fabriquer des     thexmorésistances    par    le présent procédé, on doit se servir de maté  riaux finement divisés et mélangés que l'on  agglomère, par exemple, sous forme de dis  ques, cylindres, tiges, feuilles, tube ou (le  toute autre manière, par pression, par étirage  ou par une opération mécanique     analog2ze.     



  Les     agglomérés    ainsi     obtenus    doivent su  bir un     traitement    thermique de frittage entre  600 et 1450  C, puis, ensuite, être     refroidis    à  vitesse     déterminée,.    Après le traitement ther  mique, on munira la     thermorésistance    d'élec  trodes adéquates.  



  Les résistances, telles que 10 et 20     (fig.    1  et 2), ont, été munies d'électrodes adhérentes  11 et 22, de la façon suivante: On les enduit  d'une pâte métallique contenant par exemple  de l'argent ou un composé d'argent, ainsi  qu'un verre fusible et. un solvant organique.  Le solvant organique est. ensuite éliminé par  évaporation. Les résistances ainsi traitées su  bissent - une cuisson durant laquelle le     verre     fond et fixe     l'argent    à la résistance sous forme  d'un revêtement métallique adhérent. La pâte  d'argent est.     faite    de façon que le verre fonde  et la.. pâte s'élimine à une température infé  rieure à 475  C.  



  Une tige ou un bâton servant de résis  tance, tel qu'il est représenté en 30     (fig.    3),  peut. être revêtu (le capuchons métalliques 31  qui tiennent lieu     d'éleetrodes.    Lesdits capu  chons sont ajustés par serrage ou à l'aide  d'un ciment. conducteur.  



  Des recherches faites sur des résistances  de compositions chimiques différentes ayant  subi des traitements thermiques à des tempé  ratures également différentes, comprises entre  600 et     1.450     C, permettent de conclure qu'il  est nécessaire d'amener les résistances à, une  température plus élevée, lorsque la composi  tion chimique est riche en manganèse que lors  que la     eomposition    est. riche en cuivre. Si le  traitement thermique a lieu à. une tempéra  ture tant soit. peu inférieure à 1000  C, le  semi-conducteur présente un frittage insuffi  sant pour une composition riche en manga  nèse.

   Au contraire, si la composition du     semi-          conducteur    contient plus de cuivre que de  manganèse, il y a lieu de ne pas dépasser      1000  C, car le produit tendrait à fondre, ce  qu'il faut éviter. Le traitement thermique se  fera, de préférence, au voisinage de 1000  C  pour des compositions approximativement  égales en cuivre et en manganèse.  



  La vitesse du refroidissement qui suit le  traitement thermique a     une;    influence notable  sur les caractéristiques du produit final. Dans  ce qui suit, l'expression  refroidissement ra  pide  indique qu'on retire la résistance de l'at  mosphère de chauffage et la     plonge;    dans l'air  ou dans un     agent    de refroidissement. Quel  ques minutes à peine suffisent à la résistance  pour prendre la température ordinaire. L'ex  pression  refroidissement lent  signifie un  refroidissement graduel de la résistance, du  rant habituellement plusieurs lie-Lires. Dans un  cas particulier, la durée du refroidissement    lent a duré un peu plus de dix heures.

   L'in  vention ne doit toutefois pas être limitée à des  durées de refroidissement particulières, car il  est clair que les taux de refroidissement ra  pide et de     refroidissement    lent sont d'un ordre  de grandeur différent.  



  Pour des compositions     niches    en manga  nèse, un refroidissement rapide entraîne, se  lon les expérience faites, des valeurs infé  rieures pour     Qo,        fl    et b, à celles qu'on obtient  avec un refroidissement lent. Le tableau sui  vant permet de se rendre compte de ces diffé  rences. Le rapport de composition indiqué  dans la première colonne signifie, par exem  ple, que la composition d'un mélange d'oxydes  qui s'écrit Mn/Cu = 90/10 est telle que 90  atomes de manganèse sont combinés avec  10 atomes de cuivre.

    
EMI0004.0008     
  
    Composition <SEP> Température <SEP> Vitesse <SEP> <B>90 <SEP> <I>b</I></B>
<tb>  métallique <SEP> de <SEP> frittage <SEP>  Q <SEP> de <SEP> refroidissement
<tb>  Mn/Cu <SEP> = <SEP> 90/10 <SEP> 1100 <SEP> rapide <SEP> 300 <SEP> 2400 <SEP> -1,84
<tb>  Mn/Cu <SEP> = <SEP> 90/<B>1</B>0 <SEP> 1100 <SEP> lente <SEP> 1900 <SEP> 2550 <SEP> -1,32
<tb>  Mn/Cu <SEP> = <SEP> 90/10 <SEP> 1150 <SEP> rapide <SEP> 600 <SEP> 2250 <SEP> <B>-1,82</B>
<tb>  1Tn/Cu <SEP> = <SEP> 90/10 <SEP> 1150 <SEP> lente <SEP> 3300 <SEP> 2700 <SEP> -1,34
<tb>  Mn/Cu <SEP> = <SEP> 90/10 <SEP> 1200 <SEP> rapide <SEP> 400 <SEP> 2250 <SEP> -2,00
<tb>  AIn/Cu <SEP> = <SEP> 90/10 <SEP> 1200 <SEP> lente <SEP> 3400 <SEP> 2600 <SEP> -1,15
<tb>  Mn/Cu <SEP> = <SEP> 70/30 <SEP> 1100 <SEP> rapide <SEP> 21 <SEP> 2300 <SEP> <B>-2,

  82</B>
<tb>  Mn/Cu <SEP> = <SEP> 70/30 <SEP> 1100 <SEP> lente <SEP> 50 <SEP> 2400 <SEP> -2,62            Dans    les     différents    exemples de ce tableau,  le manganèse est. en excès sur le     cuivre:    si le       refroidissement    qui     succède    au traitement       thermique    s'effectue rapidement., la     résistivité          spécifique        pa    en est.     diminuée.    Le coefficient  d'utilité b est aussi     phis    favorable lorsque le       refroidissement    est rapide.

   On note des carac-         téristiques    inverses lorsque la composition du  semi-conducteur est     phis    riche en cuivre     qu'en     manganèse.     Dans    ce cas, à un refroidissement  lent. correspondent des valeurs plus faibles de       Q"    et des valeurs plus favorables de b, comme       cn    peut le voir     ci-dessous,    pour une composi  tion donnée.

    
EMI0004.0028     
  
    Composition <SEP> Température <SEP> Vitesse
<tb>  métallique <SEP> de <SEP> frittage <SEP>  C <SEP> de <SEP> refroidissement <SEP> P <SEP>   <SEP> e <SEP> b
<tb>  1In/Cu <SEP> = <SEP> 20/80 <SEP> <B>1000</B> <SEP> rapide <SEP> 830 <SEP> 2850 <SEP> -2,20
<tb>  Mn/Cu <SEP> = <SEP> 20/80 <SEP> 1000 <SEP> lente <SEP> 15 <SEP> 2300 <SEP> <B>-2,96</B>       Il est     indiqué    d'employer des semi-conduc  teurs dont la valeur de     9o    est faible et qui ont       im    coefficient d'utilité b favorable (le     plliS     petit possible), en d'antres termes, on choisira    une valeur     6slevée    de     fl    pour une résistance  spécifique donnée.

   Pour atteindre ce résultat,       ,on    mélangera des oxydes de manganèse et de  cuivre qui, après     traitement        thermique,    seront      refroidis     rapidement,    si le     manganèse        prédu-          mine    et lentement si le cuivre est en     qualitite     supérieure à celle du manganèse.  



  Les résistances des semi-conducteurs com  posés d'oxydes métalliques ont tendance a       croitre    avec le temps. Cet accroissement tend  vers une limite qui, lorsqu'elle est atteinte,  confère à la     thermorésistance    un état stable.  Cette variation<B>de</B> résistance peut durer long  temps,     quelquefois    des années. On peut accé  lérer la stabilisation en maintenant les résis  tances à une température supérieure à la tem  pérature normale d'utilisation durant plu  sieurs jours ou même plusieurs semaines.

         Comme    l'accroissement de résistance dépend  à la fois du temps et de la température, en  élevant la température, on raccourcit d'autant  la période de     stabilisation.    I1 faudra cepen  dant éviter d'élever par trop la température  durant ce processus, car on risquerait alors  d'endommager les     thermorésistances.     



  Mais en appliquant le procédé décrit, les       thermorésistances    ne présentent, pour ainsi  dire, pas de variations en fonction du temps.  Ces résistances     sont    donc relativement stables  dès qu'elles ont été fabriquées, de sorte qu'il  n'est pas     nécessaire    de leur appliquer un trai  tement spécial.



  Semiconductor manufacturing process. The present invention relates to a process (the manufacture of semiconductors whose electrical resistance has the property of varying, to a large extent, as a function of temperature. For simplicity of terminology, we will speak of heat-resistants. the invention relates to the manufacture of resistors composed of man nananese and copper oxides.



  The semiconductors used have, the. the particularity of having a high temperature coefficient in absolute value. One of the problems to be solved is to construct heat-resistants whose semiconductor materials retain. high temperature coefficient and at the same time have sufficient resistivity. low to allow the passage of the usual currents.



  We have. discovered that different compositions of metal oxides are likely to be employed in the manufacture of thermoresistanes. One can use, for example, manganese oxides combined with a. or more key oxides of nickel, cobalt or copper. These different oxides must be everything. first intimately mixed and then; undergo treatment. thermal at a temperature varying, depending on the case, between 600 and 7-150 C.

   The resistivity of thermoresistanes must be checked during their manufacture. Depending on the constituents that are used, the. resistivity can vary considerably. This is verified by tests on different mixtures of oxides, by varying the quantities of metallic elements present. By metallic elements, is meant here the metal in the atomic state present in the composition.



  The resistivity of heat-resistants also varies depending on the treatment. thermal we do to them. undergo. The quantity of oxygen present in the composition of the oxides, even if it deviates from the stoichiometric proportions by quantities so small that they cannot be detected by the usual methods of chemical analysis, has a great influence on the resistivity . The temperature coefficient is also influenced by these different factors and there is a relation between the specific resistivity and. the temperature coefficient.



  The object of the. The present invention is a process for manufacturing stable semiconductors with low resistivity and which consists of a mixture of manganese oxides and copper oxides, constituting an agglomerate which is subjected to a heat treatment between 600 and 7a50 C followed by cooling including the. speed is. determined, process characterized in that the treatment temperature and the cooling rate are chosen depending on the composition of the mixture, while observing the following rule:

   higher temperature and cooling rate. faster for a predominance of the number of manganese atoms, lower temperature and slower cooling rate for a predominance of the number of copper atoms.



  It is therefore a question of studying how the resistivity varies, on the one hand, with temperature and, on the other hand, with the composition of manganese oxides and copper oxides.



  An object of the method is also to improve the stability of the resistance of the semiconductors as a function of time.



  Another object of the invention is to determine the most favorable temperature for the heat treatment and the rate of cooling of resistors composed of manganese oxides and copper oxides.



  The appended drawing represents, by way of example, various embodiments of thermoresistors produced by the process which will be described.



  Figs. 1, 2 and 3 respectively represent resistors in the form of a disk, cylinder or rod of varying length.



  Figs. 4 and 5 represent the variation of the resistivity factor (; B) and the variation of the resistivity at 0 C (oo) with the metallic composition of the resistor; fl is measured by degrees centigrade.



  Fig. 6 gives the. variation of the logarithm of the resistivity at 0 C as a function of the resistivity factor fl. The two straight lines shown limit the field in which the experimental points of all the semiconductors that can be used to make resistors are inserted, and FIG. 7 represents the logarithms of the resistivity at 0 as a function of, fl for agglomerates whose composition in copper and manganese oxides is variable.



  The resistivity o satisfies the relation
EMI0002.0031
    where C is constant soot, fl the resistivity factor and T the absolute temperature.



  The temperature coefficient a is related to the resistivity and to the absolute temperature by the defining relation:
EMI0002.0035
    We deduce that a and fl are functions of each other and we can write:
EMI0002.0037
    In the study of semiconductors, it is easier to use the resistivity factor than the temperature coefficient. Indeed, equation (1) characterizes the behavior of the semiconductor; f3. is constant and independent of temperature, while a varies a lot with temperature as shown in the last equation.



  It will be necessary to determine, for each semiconductor, a value of the resistivity at 0 ° C. and a value of the resistivity factor. Each pair of values thus determined defines mi point on the graph of FIG. 6. If we plot on this graph the points corresponding to almost all known semiconductors, we find that they all come to be placed in a well-defined region.

   In fig. 6, only the above-mentioned region is indicated; it is between two lines whose equations are: log oo = 0.0016 fl + b where b is equal to - 3.3 for the lower line and + 0.7 for the upper line.



  For a determined value of the resistivity factor fi, the value of b can therefore vary by four units. In other words, for a given value of 6, o can vary between two limits, one of which is 10,000 times greater than the other.



  The interest of a semiconductor in the manufacture of thermoresistors is apparent from the graph of FIG. 6. In general, semiconductors are useful when they have a low resistivity and a high value of the factor, 8. According to said graph, they will therefore come to be placed rather in the vicinity of the lower line. The value of b for a semiconductor therefore measures its utility in a way. In the following, we will call the utility coefficient of a semiconductor the corresponding value of b which characterizes it.

   The best semiconductors will have a utility coefficient equal to - 3.3, while for the less good, b will be around 0.7.



  If semiconductors are manufactured using different compositions of manganese and oxides. of nickel, one obtains on the graph of FIG. 6 a more or less continuous curve, which shows that the respective value of O "and of (l is relatively well determined when the composition of the mixture is itself.

   Experience has shown, on the other hand, that by using mixtures of manganese oxides. and copper, we can move the characteristic points of these bodies in the graph o "<I> = f </I> (, 8) by subjecting them to a preliminary heat treatment.



  Figs. 4 and 5 show. how does the resistivity factor vary f. depending on the com position of the manganese semiconductor and. in copper, as well as the variation of the specific resistivity at 0 C with this same composition. Depending on the heat treatment that the semiconductor undergoes, the measurements made make it possible to place the characteristic points in a domain limited by two curves. As there is a certain dependence this pendant between fl and oo, one cannot arbitrarily choose two values of S and of among those which are indicated in fibs. 4 and 5.



  The values observed for different compositions of the mixture: manganese oxides / copper oxides have been reported in fig. 7 and all the points recorded have been circled. Any semiconductor corresponding to one of the points of the graph of FIG. 7 can be manufactured by suitably choosing the ratio of the number of manganese atoms to the number of copper atoms it should contain, thus reading the heat treatment it should contain. undergo.

    The fi, -. 7 shows, on the other hand, that a large number of semiconductors consisting of manganese or copper oxides have a high utility coefficient, at least as regards those which are, placed in the vicinity from the lower right.



  In order to manufacture thermoresistors by the present process, finely divided and mixed materials must be used which are agglomerated, for example, in the form of discs, cylinders, rods, sheets, tube or (or any other way). by pressure, by stretching or by a similar mechanical operation.



  The agglomerates thus obtained must undergo a heat sintering treatment between 600 and 1450 C, then, then, be cooled at a determined speed. After the heat treatment, the thermoresistor will be fitted with suitable electrodes.



  The resistors, such as 10 and 20 (fig. 1 and 2), have been provided with adherent electrodes 11 and 22, as follows: They are coated with a metallic paste containing for example silver or a composed of silver, as well as a fusible glass and. an organic solvent. The organic solvent is. then removed by evaporation. The resistors thus treated undergo a firing during which the glass melts and fixes the silver to the resistance in the form of an adherent metal coating. The silver paste is. made so that the glass melts and the paste is eliminated at a temperature below 475 C.



  A rod or a stick serving as resistance, as shown at 30 (Fig. 3), can. be coated (the metal caps 31 which act as electrodes. Said caps are adjusted by clamping or using a conductive cement.



  Research carried out on resistances of different chemical compositions having undergone heat treatments at also different temperatures, between 600 and 1.450 C, allow to conclude that it is necessary to bring the resistances to a higher temperature, when the chemical composition is rich in manganese only when the composition is. rich in copper. If the heat treatment takes place at. a temperature of any kind. slightly below 1000 ° C., the semiconductor exhibits insufficient sintering for a composition rich in manganese.

   On the contrary, if the composition of the semiconductor contains more copper than manganese, it is necessary not to exceed 1000 C, because the product would tend to melt, which must be avoided. The heat treatment will preferably take place in the vicinity of 1000 C for approximately equal compositions of copper and manganese.



  The rate of cooling that follows heat treatment has a; significant influence on the characteristics of the final product. In the following, the expression rapid cooling indicates that the resistance of the heating atmosphere is removed and immersed; in air or in a coolant. A few minutes are enough for the resistance to take the ordinary temperature. The slow cooling ex pressure means a gradual cooling of the resistance, usually several times. In a particular case, the duration of the slow cooling lasted a little more than ten hours.

   The invention should not, however, be limited to particular cooling times, as it is clear that the rates of steep cooling and slow cooling are of a different order of magnitude.



  For niche manga nese compositions, rapid cooling leads, according to experience, to lower values for Qo, fl and b than those obtained with slow cooling. The following table illustrates these differences. The composition ratio shown in the first column means, for example, that the composition of a mixture of oxides which is written Mn / Cu = 90/10 is such that 90 manganese atoms are combined with 10 copper atoms. .

    
EMI0004.0008
  
    Composition <SEP> Temperature <SEP> Speed <SEP> <B> 90 <SEP> <I>b</I> </B>
<tb> metallic <SEP> of <SEP> sintering <SEP> Q <SEP> of <SEP> cooling
<tb> Mn / Cu <SEP> = <SEP> 90/10 <SEP> 1100 <SEP> fast <SEP> 300 <SEP> 2400 <SEP> -1.84
<tb> Mn / Cu <SEP> = <SEP> 90 / <B> 1 </B> 0 <SEP> 1100 <SEP> slow <SEP> 1900 <SEP> 2550 <SEP> -1.32
<tb> Mn / Cu <SEP> = <SEP> 90/10 <SEP> 1150 <SEP> fast <SEP> 600 <SEP> 2250 <SEP> <B> -1.82 </B>
<tb> 1Tn / Cu <SEP> = <SEP> 90/10 <SEP> 1150 <SEP> slow <SEP> 3300 <SEP> 2700 <SEP> -1.34
<tb> Mn / Cu <SEP> = <SEP> 90/10 <SEP> 1200 <SEP> fast <SEP> 400 <SEP> 2250 <SEP> -2.00
<tb> AIn / Cu <SEP> = <SEP> 90/10 <SEP> 1200 <SEP> slow <SEP> 3400 <SEP> 2600 <SEP> -1.15
<tb> Mn / Cu <SEP> = <SEP> 70/30 <SEP> 1100 <SEP> fast <SEP> 21 <SEP> 2300 <SEP> <B> -2,

  82 </B>
<tb> Mn / Cu <SEP> = <SEP> 70/30 <SEP> 1100 <SEP> slow <SEP> 50 <SEP> 2400 <SEP> -2.62 In the various examples in this table, manganese is . in excess on the copper: if the cooling which follows the heat treatment takes place rapidly., the specific resistivity pa is there. diminished. The utility coefficient b is also phis favorable when the cooling is rapid.

   The reverse characteristics are noted when the composition of the semiconductor is rich in copper than in manganese. In this case, to slow cooling. correspond lower values of Q "and more favorable values of b, as cn can see below, for a given composition.

    
EMI0004.0028
  
    Composition <SEP> Temperature <SEP> Speed
<tb> metallic <SEP> of <SEP> sintering <SEP> C <SEP> of <SEP> cooling <SEP> P <SEP> <SEP> e <SEP> b
<tb> 1In / Cu <SEP> = <SEP> 20/80 <SEP> <B> 1000 </B> <SEP> fast <SEP> 830 <SEP> 2850 <SEP> -2.20
<tb> Mn / Cu <SEP> = <SEP> 20/80 <SEP> 1000 <SEP> slow <SEP> 15 <SEP> 2300 <SEP> <B> -2.96 </B> It is indicated d 'use semiconductors whose value of 9o is low and which have a favorable utility coefficient b (the smallest possible), in other words, one will choose a high value of fl for a given specific resistance.

   To achieve this result, oxides of manganese and copper will be mixed which, after heat treatment, will be cooled rapidly, if the manganese predominates, and slowly if the copper is of a higher quality than that of manganese.



  The resistances of semiconductors composed of metal oxides tend to increase over time. This increase tends towards a limit which, when reached, gives the thermoresistor a stable state. This variation of <B> resistance </B> can last a long time, sometimes years. Stabilization can be accelerated by maintaining the resistances at a temperature above the normal operating temperature for several days or even several weeks.

         As the increase in resistance depends on both time and temperature, increasing the temperature will shorten the stabilization period accordingly. However, avoid raising the temperature too much during this process, as this could damage the thermoresistors.



  However, by applying the method described, the thermoresistors do not exhibit, so to speak, any variations as a function of time. These resistors are therefore relatively stable as soon as they have been manufactured, so that it is not necessary to apply a special treatment to them.

 

Claims (1)

REVENDICATION Procédé de fabrication de semi-conduc teurs stables, de faible résistivité et qui se composent d'un mélange d'oxydes de manga nèse et d'oxydes de cuivre, constituant un aggloméré auquel on fait subir un traitement thermique entre 600 et 14à0 C suivi d'un re froidissement dbnt la vitesse est déterminée, procédé caractérisé en ce qu'on choisit la tem pérature de traitement et la vitesse de refroi dissement en dépendance de la constitution du mélange, en observant la règle suivante: CLAIM Process for the manufacture of stable semiconductors, of low resistivity and which consist of a mixture of manganese oxides and copper oxides, constituting an agglomerate which is subjected to a heat treatment between 600 and 14 to 0 C followed by cooling in which the speed is determined, a process characterized in that the treatment temperature and the cooling speed are chosen depending on the composition of the mixture, observing the following rule: température plus élevée et vitesse de refroi dissement plus rapide pour une prédominance du nombre d'atomes de manganèse, tempéra ture moins élevée et vitesse de refroidissement plus lente pour une prédominance du nombre d'atomes dei cuivre. SOUS-REVENDICATIONS: 1. Procédé selon la revendication, carac térisé en ce que la température durant le traitement thermique est inférieure à 1000 C lorsque la composition du mélange est. plus riche en cuivre qu'en manganèse, et supé rieure à l000 C lorsque ladite compiosition est plus riche en manganèse qu'en cuivre. higher temperature and faster cooling rate for a predominance of the number of manganese atoms, lower temperature and slower cooling rate for a predominance of the number of copper atoms. SUB-CLAIMS: 1. Method according to claim, charac terized in that the temperature during the heat treatment is less than 1000 C when the composition of the mixture is. richer in copper than in manganese, and greater than 1000 C when said composition is richer in manganese than in copper. ?. Procédé selon la revendication, carac térisé en ce que la vitesse de refroidissement est contrôlée de façon à déterminer la résisti vité et le coefficient de température, ces deux caractéristiques avant une valeur relative ment élevée lorsque le refroidissement est lent et la composition plus riche en manganèse qu'en cuivre et lorsque le refroidissement est rapide et la composition plus riche,en cuivre qu'en manganèse, lesdites caractéristiques avant des valeurs plus faibles lorsque le re froidissement est lent pour une composition plus riche en cuivre qu'en manganèse et le refroidissement rapide pour des compositions plus riches en manganèse qu'en cuivre. 3. ?. Process according to claim, characterized in that the cooling rate is controlled so as to determine the resistivity and the temperature coefficient, these two characteristics before a relatively high value when the cooling is slow and the composition richer in manganese than in copper and when the cooling is rapid and the composition richer, in copper than in manganese, said characteristics before lower values when the cooling is slow for a composition richer in copper than in manganese and cooling fast for compositions richer in manganese than in copper. 3. Procédé selon la revendication, carac térisé en ce que la température durant le trai tement thermique est de l'ordre de l000 C s'il y a équipartition de cuivre et de manga nèse. 4. Procédé selon la revendication, carac térisé en ce que les résistances ainsi fabri quées ont une résistivité qui ressort approxi mativement de la relation: log o" = 0,0016 @3 + b oiù b est égal à - 3,0 et dans laquelle Qo est la résistivité spécifique à 0 C et fl un facteur défini par l'équation: Process according to claim, characterized in that the temperature during the heat treatment is of the order of 1000 C if there is equipartition of copper and manganese. 4. Method according to claim, charac terized in that the resistors thus manufactured have a resistivity which emerges approximately from the relationship: log o "= 0.0016 @ 3 + b where b is equal to - 3.0 and in where Qo is the specific resistivity at 0 C and fl a factor defined by the equation: P/T 0=e dans laquelle T est la température absolue, le rapport du nombre: des atomes de manganèse au nombre des atomes de cuivre étant compris entre 3/1 et 1/3. P / T 0 = e in which T is the absolute temperature, the ratio of the number: of manganese atoms to the number of copper atoms being between 3/1 and 1/3.
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