DE1648209A1 - Indirekt geheizter Thermistor - Google Patents

Description

t>R CLAUS REINLÄNDER
DIPL-ING. KLAUS BERNHARDT

D-a MÜNCHEN 8 ZEPPEUNSTRÄSSE 73 - > 1 <m

FUJITSU MKITBD Indirekt geheizter Thermistor₀

Die Erfindung bezieht sich auf einen indirekt geheisten Thermistor und betrifft im einseinen einen Thermistor, bei dem das Thermistorelement und der Heisleiter sur " indirekten Heizung aus elementaren Halbleiterschienten bestehen, welche durch Yakuumverdampfüng unter unterschiedlichen Bedingungen hergestellt werden.

Der Thermistor stellt ein elektrisches Bauelement sur Kessung ron TemperaturrerSnderungen dar undwird in vielen elektrischen Schaltungen verwendet«, Is ist in der Pachwelt bekannt, daoe die gebräuchlichen Kiermietoren aus einer Kischung von Oxyden von Metallen, wie

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Hangan, Nickel, Kobald, Kupfer, Bisen, Magnesium, Titan u.dgl. bestehen, und bei der Herstellung die Mischung bei hoher Temperatur gesintert wird«. Die Ansicht, dass ein Thermistorelement aus Metalloxyden besteht, ist allgemein verbreitete . .

Diese Art von Thermistoren besitzt jedoch bei ihrer Herstellung und bei der Anwendung folgende Sachteiles

Die Kennlinie des Thermistors verändert sich in einem weiten Bereich in Abhängigkeit von vielen Einflussgrössen, wie das Mischungsverhältnis der Oxyde, die Mischungsbedingungen und die Temperatur und Dauer des Sintervorganges ο Deniuiitsprechend ist bei der Massenproduktion von Thermistoren eine ausserordentlich hohe Genauigkeit zur Erzielung der gewünschten Eigenschaften erforderlich, sodass die Fabrikation mit vielen Schwierigkeiten verbunden ist»

wahrend des Sintervorganges entstehen Sprünge und Blaser; in den Thermistoren, wodurch die Temperaturverteilung ungleichmässigwirdo Durch diese üngleichmässigkeiten werden Verzerrungen des elektrischen Stromes hervorgerufen, wodurch der Klirrfaktor vergrössert wird. Daher

BAD ORiQiNAU

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wird das Erzeugnis für den EaIl der Forderung nach einem hochwertigen Frequenzgang ungeeignet ·

Femer Gesteht für viele JLnwendungsf alle die Forderung nach einer grosseren "thermischen Zeitkonstant«¹¹» Di© Zeitkomstante wird durch viele EinflassgrösBen, wie die Dförmelcapazitat des iPr^gere für das Thenaistorelement bestimmt, welcner mit letzterem wärmeleitend verbunden ist, sowie darck dessen Koeffizienten der !Srmeabstrahlnng« Dieser ist ferner stark abhSngig vom liurehmesser der beiden Zuleitungen au den Elektroden des gesinterten .Thermistorelementes Tind den atmosphSrischen Bedingungen dear' Umgebung ο Im die Zeitkonst«nte zu vergrös=· sern, werden Elektrodenzuleitungen mit kleinein Durchjaesser verwendet, wodurch sich zwangsläufig die mechanische Festigkeit verschlechtert» Dies betrifft insbesondere Thermistoren vom Bead-3^»^ bei denen die Zuleltungen das Thermistorelement tragen»

Aufgabe der Erfindung 1st es, einen indirekt geheizten Thermistor mit verbesserten Hochfrequeneeigenschaften und verbesserter mechanischer Festigkeit zu schaffen_o

Der Erfindung liegt femer die Aufgabe zugrunde, ein

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Herstellungsverfahren für indirekt geheiste Thermistoren anzugeben, welches die gewünschten eigenschaften, in einfacher Weise zu erreichen gestattet» Erfindunge*- gemSss werden zu diesem Zweck der Thermistor und der Heizleiter zur indirekten Beheizung durch dünne Sehichr ten einen elementaren Haibiteiters mittels Vakuumbedamp-. fung hergestellt. .:. "

Durch die Erfindung werdun die genannten Abgaben unabhängig vom Stand der Technik gelöst»

Gemäfo der SrXinduwg werden die Verbesserungen der elelrtrisofcen und -aechaniechen Eigenschaften bei einem Thermistor durch Zusammenfügen des Thermistoreltmentes. m5fc dem Heisleicer eur indirekten Beheizung des Elementes erreicht, indem der Widerstand aus einer dünnen Schicht durch Vakuumbedampfüijg mit einem elementaren Halbleiter hirgestellt wird«

Die dünnen Schichten werden durch Vakuumbedampfung eines isolierenden Trägers mit elementarem Ilalbleitermaterlal derart gebildet» dftss sie sowohl als Thermistorelement als auch als Widerstand wirken»

BAD ORfGfNAL

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Der Srundgedanlce der Sasfindung besteht in lea* dung von durch Fekuaiittreiii^i^fiiiBg eines elementaren Halbleiters erzeugten» dll&aen Schienten als Theraisto*- element un4 Heizleiter ästir ifiäirelcte«

Gemäss der Erf irwtuag eiM die das bildende Schicht und eine Widerstandeschicht auf einem | isolierenden Träger angebracht * Sie Sehichtea sind voneinander durch ein isöliermittel getrennt, das bei der Herstellung der Schienten erzeugt wird oder aus dent isolierenden Träger bestent_o

Bei ά&τ Erfindung ist es von Bedeutung, ä&& aus der aufgedampften Schient fce&telieadöti Ther&ietor derart Jherättstellen, dass die gewünschten Eigenschaften hinsiehtlieh dm* Wärmeempfindlichkeit ohne Verschlechterung |

des Hochfrequengyerhaltens erreicht werden können_o Die durch die TfaenBietörfipanistaate angegebene Teaiperätttrempfindlichkeit lasst sich durch föe Temperatur regeln, welche der isolierende Träger sum Zeitpunkt der Takutimbedampfung besitzt ο Der liderstand wird auf den selben Träger bei noch höherer Tempera.to» aufgebrachte

Die grundlegenden Maeinahmen bestehen darin, dass das

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Element und der Widerstand auf einem Isoliermaterial durch Vakuumbedampfung mit einem elementaren Halbleiter derart angebracht werden» dass diese durch das genannte Isoliermaterial voneinander isoliert sind_o Während des Herstellungsprozesses erfolgt eine ständige Temperaturüberwachung des Materials_o

Da der indirekt geheizte Thermistor aus einer durch Valommbedampfung hergestellten Schicht eines elemen- . tareη Halbleiters besteht, können diesem die besten Eigenschaften hinsiehtlieh der Wärmeempfindlichkeit in einfacher Weise vermittelt werden,, Ein solcher Vorteil ist insbesondere dann vielversprechend* wenn das Thermistorelement und der Widerstand aus der gleichen Halbleiterschicht bestehen«,

Die Erfindung ist nachstehend anhand einer bevorzugten Ausftihrungsform beschrieben» Dabei soll jedoch keineswegs der Umfang der Erfindung auf dieses Beispiel beschränkt sein, denn die Erfindung bezieht sich im wesentlichen auf die Verwendung von durch Vakuumbedampfung erzeugten Schichten in einem Thermistoro

Wie bereits erwähnt ₉ t&ielt die Erfindung darauf abv

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das Thermistorelement und den Widerstand aus durch Vakuumbedampfung erzeugten Schichten aus einem elementaren Halbleiter herzustellen»

Figo1 zeigt die spezifische Widerstandsveränderung eir ner durch Vakuumbedampfung erzeugten Germaniumschicht unter experimentellen Temperaturbedingungeno

Figο2 zeigt eine Draufsicht und einen Querschnitt eines indirekt geheizten Thermistors als Ausführungsform der Erfindung«,

Figo3 zeigt die Herstellungsschritte bei einem Thermistor gemSss ?igo2.

Fig. 4 zeigt die Veränderung des Widerstandes des Thermistors in AbhSngigkeit rom Heizstrom,,

GemMsB der Erfindung ist auf einem isolierenden Träger aus Glimmer, Glas, Porzellan ο_odgl_o oder einem leitenden Träger, der mit einer isolierenden Schicht bedeckt ist, ein elementarer Halbleiter durch Vakuumbedampfung aufgebracht, der die Schichten des Thermistorelementes und des Widerstandes bildete Die Schichten sind voneinander getrennt und durch eine Isolierschicht, die durch

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Vakuumbedampfung, Aufsprühen eines Isoliermittels oder durch einen isolierenden Träger gebilder wird, isoliert, Im erstgenannten Fall sind das Thermistorelement und der Widerstand auf der gleichen Fliehe des Trägers angebracht. Dadurch wird die Zeltkonstante des Thermistors kleinere Im anderen Fall sind das Thermistorelement und der Widerstand auf entgegengesetzten Oberflächen des Trägers angeordnet, wodurch die Zeitkonstante vergrössert wirdo Die Art der Trennung und Isolierung ist bei der Erfindung nicht wesentlich und gehört da- ■ her nicht zu deren bedeutenden Merkmalen₀ "

Die Vakuumbedampfung des elementaren Halbleiters kann in jeder zu diesem Zweck bekannten Vorrichtung erfolgen· In einer Vakuumkammer, ZoB_o in einem glockenförmigen Glasgefäes, das bis auf 10"*'torr oder darüber, evakuiert ist» ist unten ein Tiegel aufgestellt, der ein Stück des elementaren Halbleiters enthält, der das zu verdampfende Material bildet, über diesem 1st ein isolierender Träger angebracht, der mit einer Baske bedeckt ist, durch deren öffnungen der Dampf hindurchtritt, damit die gewünschten Bereiche des Trägers bedampft werden«, Das im Tiegel enthaltene Material wird mittels Widerstandsheizung oder Elektronenetrmhlen erhitzt.

BAD ORIGINAL i

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Bis tftrexfXSoii* äem isolierendem T^üg&m- taxS. jmtföe gereinigte wobei b»i €ea? E^i3itOliisl«eiaiiiE SblMfeer gungsverf/airraÄ angewe®i€tt /werden« M« tee natSrlieslfe gana glatt &&£m_f

in der ete^cfe Bedamffimg·

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erwäiint, wirä ias im veriainpfeiiiÄ Material auf eine sur Vakuumbedämpfung geeignete Temperatur gebrachte Das. bei Ü6T Erfindung verwendete Material bestellt aas einem elementares. Balbleite^e lea? G^ttsä sei* cEieaer &esonderen Wahl wird nachfolgend erläutert. Typische, brauchbare elementare Halbleiter Bind Germanium und Silizlumc, Selen, Tellur und Kohlenstoff sind ebenfalls verwendbare Insich krietallinea Germanium hat einen grosseh Temperaturkoeffizienten des Widerstandswertea g

xmä 83&3&$m bei -SIKKSOQ^*. liinerfialb

am meisten gebrauchten Temperaturbereiches ißt der Koeffizient von SiMsiiZBT kleiner als der von Germanium,, Auch der Öampfdrucfc von Germanium iat bei beliebiger feia&eratui? gpöseea* als £*r von SiItaiuma Dabei» ISssir sieh Germanium leichter im Vakuum verdampfen, aodass es aus diese» Grund« das bevorsugl;« Material für das Ehermistorelement darstellt.

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Der polykristalline oder aus einem Einkristall bestehende Halbleiter wird in !bücher Weise der Vakuumverdampfung unterworfen» Wird die Temperatur¹ des Isolierende» Trägers bei einer geeignetes Temperatur¹ der Vier« dampfungsepelle konstant gehalten und werden die Menge des verdampfenden Materials sowie die Stärke des Vakuums konstant gehalten, so bleibt ά&τ spezifische Widerstand und 6L$.e Thermistorkonstante der auf dem Träger durch Bedampfung gebildeten Schicht des elementaren Halbleiters weitgehend konstante Durch Veränderung der Temperatur des isolierenden Trägers kann der spezifische liderstand und die Thermistorkonstante der Schicht beliebig verändert werden. Dabei ist die Veränderung in einem bestimmten Temperaturbereich besonders bemerkenswerte Be? spezifische Widerstand und die Thermistorkonstante der Schicht auf dem Träger sind daher unterhalb dieses Temperaturbereiches sehr gross» Sie sind sehr klein für eine Schicht auf einem TrSger, dessen Temperatur oberhalb dieses Bereiches gehalten wird« In anderen Worten zeigen die Werte für aMit spezifischen Widerstand und die Thermistorkonstante Sitremwerte in beiden Riehtungen, wobei der genannte Temperaturbereich den Umkehrpunkt bildete

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^? ^ BAD ORIGINAL

Der Temperaturbereich schliesst die Kristallisationstemperatur ein, bei welcher der Aufbau der im Vakuum aufgedampften Schicht vom nichtkristallinen in den polykristallinen Zustand übergeht „Die Thermistorkonstante verändert sich sprungartig bei der Kristallisa» t ions temperatur.

Untersuchungen des Kristallaufbaues der im Vakuum auf- ^ gedampften Schicht wurden von B₀W₀Sloop» C₀O₀Tiller und AoPandsack durchgeführt· Die beiden ersten benutzten Elektronendiffraktion und der letztgenannte HÖntgendiffraktion, um nachzuweisen, dass die Kristallisat ions temperatur Tc im Bereich von 30Q-350°Cb£Wo32O-4OO°C liegte

Es konnte bestätigt werden, dass sich die Temperaturkonstante mit der Temperaturänderung des isolierenden i Trägers veränderte Dabei ist die Veränderung in der Mähe des Kristallisationspunkte© besonders augenfällig.

Nachfolgend sind Beispiele für die Vakuumverdampfung von Germanium aufgeführt:

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, j i BAD

(1) (2) (3) (4) (5) (6) C7) <8) (9)

Probe Träger Verdamp- Anlagerg. Stärke d. Schicht. Entferng Vakuum- Spezifischer Thermistor- Ur₀ Temp, fungs- durch Vakuum Dicke Verdamp- rerdamp- Wideretand konstante

(OQ) quelle Vgrdempf, (10~⁶ (fl>) . funge- fgszeit (Λκη) (⁰K)

(<>0) (A/sec) Torr) quelle/ (min.)

I 1 250 1500 50 3.5 6 8_O5 20 5400 · 4160

^ft:^! 2 260 1480 46 4 25 8 90 2500 3860

1 3- 300 1420 20 3 11 8 90 330 4580

> 340 1420 20 4 11 8 90 35 1565

5 345 1410 17 3 9 8 90 3 254Ο

S 6 350 1410 17 3 9 8 90 1.1 1100 »

S 7 355 1410 17 3 9 8 90 0.08 30 -

-* 8 360 1410 30 5 10 8 90 0

9 400 1500 33 4*5 8 10 40: .0*015

10 450 1480 26 4 7 10 45 0.038

Bei der umseitigen Tabelle wurden die Werte für den spezifischen Widerstand bei 21⁰O ermittelt und die Thermistorkonstanten bei 100-150° berechnet. Die Thermistorkonstante B ist definiert aus / = R₂ exp · B ( -J- - -J- ). Dabei sind die Wider-

standsv/erte der" Schicht R* und Hg in ^aa^iij und

und T₂ in absoluter Temperatur ^⁰K ] angegeben· (|

Die Änderungen des -spezifischen Widerstandswertes β.βτ aufgedampften Schicht entsprechen bei den Proben Ur„1 bis 10 den Änderungen der Umgebungstemperatur, wie in Pig.1a und Tb gezeigt* Die Bezifferung in den Figuren entspricht der Nummer der Jeweiligen Probe.

In den Schaubildern stellt die waagrechte Linie die umgebungstemperatur £°0 J dar baw. 10^/absolutö Tempera- * tür«, Die senkrechte Linie bedeutet den a pea If Ischen Widerstand.ßj cmj, Aus den Schaubildern ist ersichtlich, dass die Schichten der Proben Wr.1 bis 6 eine Änderung des spezifischen Widerstandes bei Tempöraturänderungen zeigen. Die Schichten Hr.7 bis 10 zeigen dagegen im wesentlichen keine derartige Veränderung bei ähnlichen TemperaturTeränderungen.

Die angeführte Tabelle zeigt ebenso wie die Sehaubilder deutlich» dass der spezifische Widerstand und die Thermietcjpkonstante der aufgedampften Germaniumschicht sich entsprechend der Temperatur des Trägers verändern. Insbesondere verändert sich die Thermistorkonstante im Bereich der Kristallisationstemperatur sprunghaft, vorausgesetzt, dass die anderen Bedingungen bei der Verdampfung im wesentlichen konstant gehalten werden,,

Die Tabelle zeigt ferner, dass die sprunghafte Änderung der Thermistorkonstante der Germaniumschicht zwischen 345' und 355⁰C erfolgt. Vergleicht man dieses Ergebnis mit den genannten Untersuchungen der kristallinen Zusammensetzung, so wird es offensichtlich, dass die sprunghafte Änderung der Thermistorkonstante eng an die Kristallisationstemperatur gebunden ist·

Im ?alle der Vakuumverdampfung elementarer Halbleiter einschliesslich Germaniums sind, wenn die Trägertemperatur im Verhältnis zum Kristallisationspunkt tiefer ,liegt, der spezifische Widerstand und die Thermistorkonstante der aufgedampften Schicht sehr hoch. Ist dagegen die Trögertemperatur gegenüber dem Kriatalii-

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sationspünkt verhältnismassig hoch, so sind die genannten Werte für die Schicht ziemlieh niedrig. Von diesen Gegebenheiten geht die Erfindung aus»

Die bei Trägertemperaturen unterhalb des®JErIetällisartionspunktes aufgedampfte Halbleiterschieht besitzt Thermistoreigenschaften, wahrend dies bei oberhalb (|

dieses Punktes liegenden Temperaturen nicht der Fall ist. Daher bildet sich im ersteren Fall «in Thermistorelement und im letSBteren ein Widerstand_o

Gemäss der Erfindung stellt der elementare Halbleiter, der bei unterhalb des Kriatallisationspunktee liegender Temperatur auf den isolierenden Träger aufgebracht wird, das Thermistorelement dar und der bei einer Temperatur oberhalb des Kriotallieationepunktes aufgebrachte Halbleiter den Heizleiter für die indirekte Heizung·

Die Trägertemperatur lasst sich durch beliebige MIttel sur Erwärmung des Trägers einstellen, wie sie in der Technik äer Vakuumbedarapfuns Üblich sind.

Es ist wünschenswert, dass die Apparatur sur Erwärmung

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des Trägers eine genaue Einstellung der Temperatur in einem weiten Bereich gestattet. Die untere Temperaturgrenze des isolierenden Trägere für die Herstellung . des Thermistorelements wird im Hinblick auf die Haftfestigkeit der aufgedampften Schicht bestimmt „ Die obere Temperaturgrenze bei der Herstellung des Leiters für die indirekte Heizung sollte wiederum im Hinblick auf den Temperaturkoeffizienten des Widerstandes und den thermischen Widerstand des Trägers festgelegt werden»

Weitere Vorteile bei der Herstellung des Heizleiters aus einem polykristallinen Halbleiter bestehen darin, dass die Regelung der Vakuumbedampfung einfach ist, und die Stromdichte vergrössert werden kann«,

Da Nickel-Chromschichten, welche üblicherweise als Widerstände in Dünnfilmsehaltungen verwendet werden, kleine spezifische Widerstände besitzen, müssen in den meisten'Fällen diese Schichten ausserordentlich dünn, z.Bο in Grössenordnung von 50 Ä sein, um die gewünschten Widerstandswerte zu erzielen,. Es ist daher ausserordentlich schwierig, die Dicke derartiger dünner Schichten mit den heutigen technischen Mitteln bei

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der Vakuumbedampf ung zu beherrschen, und es lässt sich kaum ein Widerstand mit der erforderlichen Genauigkeit herstellen».*" . -

Da jedoch Halbleiter im Segensatz zu den genannten Metallen höhere, spezifische Widerstände besitsiens können auch grSssere Schichtdicken verwendet werden» um den Widerstandswert mit der erforderlichen Genauigkeit | herzustellen und ausserdem die zulässige Strombelastung zu vergrösserno "

Die indirekt beheizte Thermiotorsehieht nach der Erfindung kann mit einer metallischen Halterung» die wie eine Transistorbefestigung ο₀dgl* verwendet wird, durch * Kleben verbunden und umhüllt werden»

Der isolierende Träger des Thermistors lässt sich mit _g einem Harz als Klebemittel -"befestigen,.

Jedes Ende der Elektrodenanschlüsse desThermistorelements und des Leiters zur indirekten Heizung ist entsprechend mit den Anschlussklemmen des Thermistorelements und des Heizleiters verbunden· Dadurch erhält man eine besonders gute, mechanische Festigkeit des indirekt geheizten Thermistors·

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Es ist zu beachten, dass die thermische Zeitkonstante eines derartigen Thermistors hauptsächlich durch die Wärmekapazität des Thermistors einschliesslieh seiner Befestigung, der ihn umgebenden Atmosphäre, der Wärmeleitfähigkeit und der Dieke der Isolierschicht festgelegt ist, welche das Thermistorelement von dem Heizleiter trennt, sowie ferner durch die Elektrodenzuleitungen«. Wird der Thermistor nicht von den Zuleitungen gehalten, so kann er auf einem Sockel mit einem geeigneten Klebstoff befestigt werden«,

GemSss der Erfindung lassen sieh der ,Widerstand des Thermistorelements und die Thermistorkonstante beliebig und in einfacher "reise bei der Herstellung steuern₀ Dies ist ein bedeutender Vorteil der Erfindung₉ da Schwierigkeiten bei der Bemessung mit bekannten Verfahren nicht zu überwinden waren»

Das Prinzip der Erfindung ist anhand eines indirekt geheizten Thermistors in Pig_o2a dargestellt» JBabei * zeigt Pig.2a die Draufsicht auf einen indirekt geheizten Thermistor, bestehend aus einem isolierenden Träger, einem Heizleiter zur indirekten Heizung, einer Isolierschicht, einem Thermistorelement und Metall-

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elektroden, welche sich sichtweise auf dem Träger befinden. Pigο2b zeigt einen Querschnitt durch den Thermistor nach Pigo2a entlang der Linie X-X¹ _o

Bei der praktischen Ausführung werden eine Vielzahl derartiger indirekt geheizten Thermistoren auf einem isolierenden Träger angebracht, lediglich zur Vereinfachung sind hier die Erläuterungen anhand einer ein- " zigen Thermistoreinheit ausgeführt»

Der isolierende Träger wird zunächst verschiedenen Arbeitsgängen zur Reinigung der Oberfläche unterworfene Zu diesem Zweck erfolgt die Reinigung einer Hart« glasscheibe von o,3 mm Dicke zehn Minuten lang mit Ultrasehall in Trichloräthylen, welches danach zweimal durch Aceton ersetzt wird, um das Trichloräthylen von den Oberflächen der Scheibe zu entfernen,. Die Schei- | be wird darauf zehn Minuten lang in Äthylalkohol mit ultraschall gereinigt und getrocknet.

Die Aufbringung von elementarem Halbleitermaterial auf der bzw. den Oberflächen der Glasscheibe erfolgt mittels Vakuumbedampfung in einem Vakuumbedampfungeapparato

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Zur Erzeugung des Dampfes wird in sich polykristallines oder kristallines Germanium in einem Kohletiegel auf etwa 150.0⁰C erhitzte Hierzu ist ein mit Aluminiumoxyd beschichteter Widerstandsdraht aus Wolfram vorgesehen. In der Vakuumkammer wird dabei ein Vakuum von 8 bis 9 ·■' 10 Torr eingehaltene

Die Vakuumbedampf ung des Glasträgers mit dem Halbleiter erfolgt unter Zwischenschaltung einer Metallmaske und dauert 40 Minuten. Während dieser Zeit wird der Glasträger auf einer Temperatur von 443⁰C gehalten, um den Heizleiter für die indirekte Heizung zu bilden_o Dieser Heizleiter ist in Figo 3a mit dem Bezugszeichen 11 bezeichnet. Verwendet man, wie im vorliegenden Fall, Germanium, so beträgt vorzugsweise die oberhalb des Kristallisationspunktes liegende Temperatur des Glasträgers mehr als 36O⁰C, jedoch weniger als 700⁰C. Der in Fig.3a gezeigte, verhältnismässig grosse, Bereich des oberen Teiles ist 1 mm breit und 0,8 mm lang und dient als Anschlusstück für die Elektrodenzuführungen₀ Der verhältnismässig schmale und lange Teil in der Mitte wirkt als Heizleiter und besitzt eine Breite von 0,2 mm* Die Schichtdicke beträgt 10M. Der Heizleiter ist so bemessen, dass er einen Widerstand von 200 -A.

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besitzt.

Sodann wird ein kaminartiger Tantalheizer, der Siliziummonoxyd enthält, zur Bildung der Isolierschicht." erhitzt, die in Fig.3b das Bezugszeichen 12 trägt. In der Vakuumkammer beträgt dabei das Vakuum 3 bis 5 - 1ö~⁶Torr, und die Temperatur des Glasträgers ist auf 340⁰G eingerespLtp Das Siliziummonoxyd wird 30 lai- ä

nuten lang durch eine andere Metallmaske aufgedampftο Die erzeugte Schicht besitzt eine Dicke von 6

Die Isolierschicht. 12 isoliert den Heizleiter 11 ,von der Germaniumschicht, welche das Thermistorelement 13 in Fig.-3c bildete ..".'....". ■ / .

Sodann erfolgt die Herstellung der Germaniumschicht der Thermistorelementes: Dermit Aluminiumoxyd beschichtete Wolframheizkörper, welcher la sich polykristallines Germanium enthält, wird erneut aufgeheizt und in der Vakuumkammer ein Vakuum von 2'.«>^ 10" Torr eingehaltene Die Trägertemperatur beträgt 335⁰C₀ Die Germaniumschicht 13 wird in einer Dicke von 20 Runter Zwischenfügung einer weiteren Metallmaske aufgebracht. Diese Schicht besitzt dann eine Thermistorkonstante von 3000⁰Kc

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Die Temperatur des Glas trägers liegt vorzugsweise in einem Bereich der von 150° bis unterhalb des Kristallisationspunktes des Halbleiters reicht, beispielsweise bis unterhalb 35O⁰C bei Germanium«,

Zur Herstellung der Elektrodenanschlüsse des Thermistorelements 13 und zur Festlegung des Widerstandswertes des Thermistors werden darauf die Goldelektroden 14 durch Vakuumbedampfung aufgebracht, wie in Fig«,2 gezeigt ist» Bei dieser Ausführungsform wird mittels Vakuumbedampfung eine Goldschicht bis zu einer Stärke von 0,5>idurch eine Metallmaske hindurch aufgedampft, sodass ein Abstand von 30 M,zwischen den Elektroden entsteht» Während des Bedampfungsvorganges bleibt der Glasträger auf einer Temperatur von 24O°0.

Figo2a stellt die Draufsicht auf ein indirekt geheiztes Thermistorelement dar, welches nach dem oben, beschriebenen Verfahren hergestellt ist_o Der Glasträger 10 ist 2 mm breit und 3,6 mm lango

Bei dieser Ausführungsform lässt sich der Widerstand des Thermistorelements durch geeignete Ausbildung der Metallmaske für die Aufdampfung der Metallelektrode und

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durch entsprechende Regulierung der Temperatur des Trägers beim Aufdampfen des Thermistor Elementes einst eilen» Die Widerstandsänderung zeigt Pig»4, in welcher auf der waagrechten Achse der Heizstrom in Milliampdre und auf der vertikalen Achse der Thermistorwiderstand in Ohm angegeben ist»

Es ist zulässig, eine Isolationsschicht, beispielswei- ^ se aus Siliziummonoxyd, auf der als Thermistor wirkenden Germaniumschicht anzubringen, nachdem die Goldelektroden angebracht sind, um eine Oxydation des-Germaniums zu verhindern»

Eine indirekt beheizte Thermistoreinheit, die von dem grossen Glasträgerstück abgeschnitten ist, kann zum Schutz gegen unerwünschte Verunreinigung mit einer Umhüllung versehen werden«. Zur luftdichten Umhüllung kön- | nen ähnliche Verfahren wie bei der Transistorherstellung Anwendung finden» Dabei kann die Verbindung des isolierenden Trägers mit der Befestigung in verschiedenartiger Weise bewirkt werden» Beispielsweise lässt sich durch Verwendung eines in der Wärme aushärtenden Klebeharzes die gewünschte Verbindung leicht herstellen»

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Die vorstehende Beschreibung bezieht sich nur auf eine von vielen, möglichen Ausführungsformen im Rahmen der Erfindungο Die Erfindung ist jedoch nicht auf dieses Ausführungsbeispiel beschränkt, sondern es sind verschiedene Abwandlungen möglich, die zum Bereich der Erfindung gehören sollen_β

5 Patentansprüche 5 Blatt Zeichnungen

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Claims (1)

1_Ö indirekt geheizter fhermistor» bestehend aus einem Thermistorelement, einem Heizleiter zur indirekten g

Heizung und einem isolierenden Träger, dadurch gekennzeichnet, dass das Thermietorelement aus einer durch Yakuuiabedampfüüg hergestellten nichtfcristalliiieni Schicht aus einem elementaren Halbleiter besteht <>

2ο Thermistor nach Anspruch t» dadurch gekennzeichnet, dass als elementarer Halbleiter Germanium gewählt iat_o

3ö Indirekt geheizter Thermistor, bestehend im wesentlichen aus einem Thermistorelement, einem Heizleiter zur indirekten Beheizung und einem isolierenden Träger, dadurch gekennzeichnet, dass das iheimistorelemeat und der Heizleiter zur indirekten Beheizung aus durch Vakuumbedampf ung hergestellteil Schichten eines elementaren Halbleiters bestehen» dass die Trägertemperatur bei der Herstellung des Thermistorelementes unterhalb

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und bei der Herstellung des Heialeiters oberhalb das Kristallisationspunktes des Halbleiters gehalten wird·

4. Thermistor nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, dass das Heizelement zur indirekten Heizung auf einer der Oberflächen der isolierenden Trägerplatte und das Thermistorelement auf diesem unter Zwischenlage einer Isolationsschicht schichtweise angebracht sind»

5· Thermistor nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet» dass der elementare Halbleiter aue Germanium besteht, und der Träger bei der Herstellung des Thermistorelements auf einer Temperatur, unterhalb 35O⁰O und bei der Herstellung des Heizleiters auf einer Temperatur oberhalb 36O⁰O gehalten wird.

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