DE2000099A1

DE2000099A1 - Neue Struktur von Duennschichthermistoren und Verwendung derselben

Info

Publication number: DE2000099A1
Application number: DE19702000099
Authority: DE
Inventors: Paul Guiochon; Jean-Francois Kerforne; Jean Pompei
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1968-12-31
Filing date: 1970-01-02
Publication date: 1970-07-16
Also published as: FR1602247A; GB1287930A

Description

FFHN.4120 ipL-Tii-. Τ·^Γ.7Τ ΛϋΕΠ dJo/Sp. -

"Neue Struktur von Dünnschichtthermistoren und Verwendung

derselben".

Die Erfindung betrifft einen Thermistor, dessen aktives Element und dessen zwei leitende Ausgangselemente in Form dünner Schichten angebracht sind.

Bekanntlich ist ein Thermistor ein nicht linearer, wärme-empfindlicher Widerstand mit einem hohen negativen Temperaturkoeffizienten.

Die wirksame Substanz eines Thermistors besteht

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meistens aus einem Material, das in einer engen Verbindung in bestimmten Verhältnissen zwei oder mehr Ubergangsmetalloxyde z.B. Mangan-, Eisen-, Cobalt- und Nickeloxyd enthält. Dieses Material hat entsprechend der Zusammensetzung eine höhere oder niedrigere Leitfähigkeit, die insbesondere für sogar sehr geringe Temperaturänderungen empfindlich ist. , Bei der Herstellung eines Dünnschicht thermistors kann zunächst ein dielektrisches Substrat mit einer Haut des aktiven Materials überzogen werden. Diese Schicht wird durch Kathodenzerstäubung erhalten: während der Zerstäubung wird eine Platte dieses Materials einem Bombardement ausgesetzt, welche Platte vorher durch ein bei der Herstellung von keramischen Produkten z.B. Ferriten bekanntes Verfahren präpariert ist, bei dem eine Anzahl von Substanzen sehr fein gemahlen, tüchtig gemischt, durch ein Bindemittel zusammengebunden, durch Guss oder Extrusion geformt und schliesslich in einer geeigneten Atmosphäre gesintert wird, welche Substanzen während der Sinterung sich in die erwünschte Verbindung verschiedener Oxyde der unterschiedlichen Metalle umwandeln. Das gesinterte Material der Platte kann im festen oder pulverigen Zustand sein. Die durch den Ionenaufprall aus der Platte herausgeschossenen Teilchen haften an dem Substrat in einer dünnen Schicht, welche die Replika mit geringer Dicke der Zusammensetzung der Platte ist.

Es ist weiterhin möglich, die dünne Schicht des aktiven Materials unmittelbar durch Synthese herzustellen und zwar durch reaktive Kathodenzerstäubung einer zusammen-

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gesetzten Platte, auf der in geeigneten Verhältnissen die Metallbestandteile dieses Materials vorhanden sind.

Wenn die dünne, thermo-empfindliche Schicht auf dem Substrat angebracht ist, wird diese in zwei verschiedenen Oberflächenzonen mit einer Kontakthaut versehen, um die Ausgänge des Thermistors zu erzielen.

Es ist vorteilhaft, um unkontrollierbare Änderungen des Ohm'sehen Wertes eines Thermistors zu vermeiden, welche Änderungen oft auch bei gleichen Betriebsverhältnissen auftreten wenn die Ausgänge des Thermistors wie vorstehend angegeben durch eine leitende Kontakthaut in zwei Zonen der Oberfläche des aktiven Elementes gegenüber dem Substrat gebildet werden, den Thermistor so auszubilden, dass die Kontaktzonen gleichzeitig und bei jedem der zwei Ausgänge auf den zwei Flächen des aktiven Elementes liegen.

Es ist weiter bekannt, dass bei den Materialien mit negativem Temperaturkoeffizienten dieser Koeffizient sich im allgemeinen in der gleichen Richtung ändert wie der spezifische Widerstand des Materials. Die Herstellung eines Thermistors mit niedrigem Ohm'sehen Wert in einer Struktur, in der die elektrische Leitung in einer durchschnittlichen Richtung parallel zur Ebene des Thermistors - z.B. quer erfolgt, bedeutet bei einem bestimmten Material eine Erhöhung der Dicke der aktiven Schicht oder die Auswahl eines Materials niedrigen, spezifischen Widerstands.

Die erste Lösung - Erhöhung der Dicke der aktiven Schicht - ist nicht vollkommen zweckvoll infolge der Begren-

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zung der nützlichen Schicht. Dies hängt zusammen mit der Weise der Leitung in Oxyden, in denen einerseits die Ladungsträger eine geringe Beweglichkeit aufweisen und andererseits die gegenseitige Wirkung der Ladungsträger und des Kristallgitters örtlich erheblich ist. Die Erhöhung der Dicke der aktiven Schicht vergrössert nur die Möglichkeit einer Unstabilität.

Die zweite Lösung - Auswahl eines Materials niedrigen spezifischen Widerstands - ergibt einen Thermistor geringerer Empfindlichkeit (niedriger Temperaturkoeffizient).

Die Erfindung bezweckt, eine neue Struktur von Dünnschichtthermistofen zu schaffen, die sowohl erlaubt, stabile Produkte zu erhalten, bei denen der Olim'sehe Wert unter identischen Betriebsverhältnissen gleich bleibt als auch die Herstellung von Thermistoren niedrigen Ohm'sehen Wertes mit gutem Temperaturkoeffizienten ermöglicht.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zu gründe, dass die dünne Schicht in der Dickenrichtung den Stromlinien einen unvergleichbar grösseren Querschnitt bietet als die gleiche dünne Schicht in der Querrichtung und dass dadurch der Abstand zwischen den zwei Kontaktzonen sehr gering ist. Diese zwei Faktoren begünstigen einerseits die Bildung eines hohen, gleichmSssigen elektrischen Feldes in der aktiven dünnen Schicht in der zur Fläche der Kontaktzone senkrechten Richtung, wodurch eine bessere und gleichmässigere Verteilung der Stromlinien und somit eine bessere Stabilität erhalten wird, während andererseits das Erzielen niedriger Olim¹ scher Werte erleichtert wird.

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Ein Thermistor nach der Erfindung mit einem geschichteten Körper enthält eine Widerstandsschicht, die aus Thermistormaterial besteht und im wesentlichen mindestens ein Oxyd der Ubergangsmetalle enthält uni die durch Kathodenzerstäubung erhalten wird, wobei mindestens zwei in einem Abstand voneinander liegende Elektroden in Form von Metallschichten auf einer Fläche der Widerstandsschicht, eine Hilfselektrodenschicht auf der gegenüber liegenden Fläche der Widerstandsschicht über einem Gebiet mit Teilen gegenüber wenigstens Teilen der Elektroden auf der einen Fläche und Stromzuführungsleiter vorgesehen sind, die nur an den Elektroden auf der einen Fläche der Widerstandsschicht befestigt sind.

Die vorstehend beschriebene Anordnung der Ausgangselemente ermöglicht, die dünne, aktive Schicht über ihre ganze Dicke zu kontrollieren und auf diese Weise mit Sicherheit die durchschnittliche Verteilung der Stromlinien vorherzusagen. Wegen der Symmetrie verteilen diese Linien sich regelmässig mit gleicher Dichte zwischen den zwei leitenden Elementen, während ihre allgemeine Richtung senkrecht zur Ebene der dünnen Schicht verläuft.

Die Erfahrung zeigt, dass diese Struktur der Thermistoren unabhängig von der Dicke stabile und reproduzierbare Merkmale .auf weist. Die Strukttir nach der Erfindung ermöglicht," Thermistoren vorzüglicher Empfindlichkeit in einem weiten Bereich von Grundwerten zu erzielen, obgleich diese Struktur sich bedetitend leichter zur Bildung von Widerständen niedrigen Wertes eignet.

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Die grosse Oberfläche der Kontaktzonen bringt eine bessere geometrische Definition der Kontakte mit sich, wodurch der erwünschte Ohm'sche Wert genauer erhalten werden kann.

Ein weiterer Vorteil der Struktur des Thermistors nach der Erfindung besteht darin, dass der nützliche Teil der aktiven Schicht vollständig auf beiden Flächen von den leitenden Elementen überdeckt wird, wodurch sie automatisch vor Änderungen oder Verschlechterurigen infolge chemischer Wirkungen von ausson her z.B. infolge Wasserdampf, geschützt ist. Die Verwendung einer zusätzlichen Schutz— oder Passivierungsschicht erübrigt sich somit.

Ein Thermistor mit einer Struktur nach der Erfindung kann in einer ersten Ausführurigsf'orm f ο Igendermassen erhalten werden: In einer ersten Stufe wird auf einem dielektrischen oder passend isolierten Substrat durch Aufdampfung im Vakuum durch ο inn geeignete Masken eine ununterbrochene Metallschicht B.B. eine sehr feine NickeI-Chrom-Schicht mit einer dickeren Nicke !schicht angebracht. Wenn das Substrat an sich leitend ist, ist diese leitende Metallschicht nicht stets notwendig. Diese .Schicht oder dir; Oberfläche des Substrats, die als Leiter dient, v\ird vollständig von der aktiven dünnen Schicht überdeckt, die nachher durch Zerstäubung angebracht wird. Dann muss die aktive Schicht noch in zwei Gebieten ihrer Oberfläche in einem geeigneten Abstand voneinander mit einer Nicke I-Chroni-Nickel-Schicht überzogen werden, um die zwei Ausgangse leinen to des Thermistors zu bilden.

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Um mit grosserer Genauigkeit den gewählten Ohm'sehen Wert des Thermistors zu erreichen, wird bevorzugt, die Metallschichten durch ein Photoätzungsverfahren statt Maskierung anzubringen.

Bei einem Thermistor dieser Ausführungsform erfolgt die Leitung auf der Bahn, von dem ersten Kontaktelement, über die dünne aktive Schicht, die Metallschicht auf dem Substrat oder das Substrat selber, die dünne aktive Schicht, zum zweiten Kontaktelement. Indem die zwei Kontaktelemente in einem hinreichenden Abstand voneinander angebracht werden, wird in einfacher Weise vermieden, dass eine parasitäre Leitung in der Querrichtung sich auf die Leitung in der Dickenrichtung überlagert .

Diese Ausführungsform vereinfacht die Herstellung in grösserem Masse. Die Begrenzungen der aktiven Schicht sind weniger kritisch, da diese Schicht vollständig die leitende, untenliegende Schicht überdeckt. Bekanntlich ist es schwierig, mit Genauigkeit die Grenzen einer durch Kathodenzerstäubung mittels einer Maske angebrachten Schicht infolge der Unterschiede der Ausdehnungen der Maske und des zu überdeckenden Substrats zu bestimmen.

Wenn das Substrat metallisch ist, beschränkt sich die Herstellung des Thermistors auf die Anbringung der aktiven Substanz auf dem Substrat und auf die Ausbildung der Kontaktelemente, was sich verhältnismässig einfach durchführen lässt. Als Substratmaterial ist in dieser besonders vereinfachten Ausführungsform jedoch nur ein Metall oder eine Legierung an-

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wendbar, das keine parasitäre Wirkung z.B. eine Gleichrichtwirkung an der Kontaktstelle zwischen dem Halbleitermaterial und der aktiven Schicht hervorruft. Es ist z.B. nicht möglich

unter diesen Verhältnissen ein Germaniumsubstrat zu verwenden.

Es sei bemerkt, dass die zweite Ausführungsform eines Thermistors nach der Erfindung den weiteren Vorteil ergibt, dass sich mehrere Thermistoren gleicher oder verschiedener Ohm'scher Werte gleichzeitig auf dem gleichen Substrat mit einer einzigen aktiven Schicht anbringen lassen. Es genügt dabei, die Oberflächen der Kontaktelemente auf gleiche oder verschiedene Werte einzustellen. Die Oberfläche der Kontaktelemente bestimmt bei einer aktiven Schicht bestimmter Art und Dicke den Querschnitt fur den Durchgang des Stroms und somit den Ohm'sehen Wert des Thermistors.

Diese Möglichkeit der Herstellung mehrerer Thermistoren verschiedener Ohm'scher Werte auf einem gleichen Substrat lässt sich in einem besonders interessanten Gebiet entsprechend der Erfindung ausnutzen, welche Verwendung Gegenstand dieser Erfindung bildet, z.B. in Vorrichtungen zur Frequenzstabilisierung eines Oszillators, wobei der Umfang dieser Vorrichtung verringert und deren Herstellung erleichtert werden kann.

Zum Korrigieren der Frequenzabweichung eines Quarzoszillators infolge der Temperatur wird dem Quarz eine Diode veränderlicher Kapazität zugeordnet, deren Kapazitätsänderung durch eine Spannung gesteuert wird, deren Genauigkeit in der

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Grössenordnung eines Millivolts liegt. Diese Spannung wird durch eine stabilisierte Quelle erhalten, der ein Temperaturkompensationsnetzwerk zugeordnet wird, das teilweise durch Thermistoren gebildet wird. Die Auswahl und die Güte der Thermistoren sind durchschlaggebend zum Erzielen einer Genauigkeit der Grössenordnung von 10 der Frequenz. Es ist insbesondere notwendig, dass diese Thermistoren nahezu gleiche Temperaturkoeffizienten und thermische Trägheitswerte aufweisen, um den erwünschten Genauigkeitsgrad über den ganzen Temperaturbereich beizubehalten, innerhalb dessen die Regelung erfolgen soll. Es ist andererseits vorteilhaft, dass in einem Regelkreis die Werte der Thermistoren - wenn nicht auf genaue individuelle Werte eingestellt, was praktisch nicht durchführbar ist - unter einander entsprechend genauen Verhältnissen einstellbar sind.

Mit Rücksicht auf die erforderliche Qualität von Thermistoren in einem Kompensationsnetzwerk ist es sehr schwierig, ein solches Netzwerk mittels den üblichen Thermistorelementen zu erzielen. Die Möglichkeit der gleichzeitigen Herstellung mehrerer Thermistoren in dünnen Schichten auf dem gleichen Substrat nach der Erfindung erleichtert wesentlich die Aufgabe, da die Thermistoren genau gleiche Temperaturkoeffizienten aufweisen, weil das empfindliche Material für alle das gleiche ist. Die thermische Trägheit ist bei allen gleich der des gemeinsamen Substrats, Bei dem Photoätzungsverfahren lassen sich die Abmessungen der Elektroden oder Kontaktelemente mit einer Toleranz von 3/um bestimmen, wodurch leicht

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bestimmte Wertverhältnisse zwischen den Thermistoren erhalten werden können,· indem gleiche Verhältnisse zwischen den Oberflächen der betreffenden Elektroden geschaffen werden;

Die Herstellung einer Mehrheit von Thermistoren in dünnen Schichten auf einem gemeinsamen Substrat unterschiedet sich praktisch nicht von der vorstehend geschilderten HersteLlung eines einzigen Thermistors in der zweiten Strukturausbildung nach der Erfindung. Es genügt, auf dem Substrat sei dieses isolierend - eine leitende Metallschicht anzubringen, in dieser Schicht durch Ätzung geeignete Oberflächenzoneri in einer Anzahl gleich der der Thermistoren auszulösen, diese Zonen mit: der dünnen, aktiven Schicht zu bedecken, auf dieser aktiven Schicht eine neue Metallschicht anzubringen,
so dass rechts Jeder dieser Zonen der ersten Metallschicht'
die zwf? i Kontakte lemente jedes der Thermistoren frei gemilcht werden, wobei die Oberfläche dieser Kontaktelemente nach dem erwünschten Wort der Thermistoren berechnet wird.

I)Le Erfindung wird an Hand beitiegender Zeichnung
naher erläutert. Es zeigen.

die Fig. 1 und 2 eine Draufsicht und einen Schnitt eirios Dünnschicht thermistors der Struktur nach der Erfindung
in eiri-r 'weiten Ann führungs form,

Fi^. ( eine Draufsicht auf ein Substrat fur vier
Dünnschicht t hermiä toreri der Struktur nach der Erfindung, die gIeichzeitig hetgestellt sind,

Fig. h einen Schnitt längs der Linie III-III in
Fig. 3.

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Eine Struktur eines Thermistors nach der Erfindung ist in den Fig. 1 und 2 dargestellt. Diese Struktur ändert sich etwas mit der Art des untenliegenden Substrats 30.

Im Falle eines Substrats aus z.B Germanium, bei dem in Zusammenwirkung mit der Halbleitersubstanz des aktiven Elementes 33 des Thermistors parasitäre Erscheinungen z.B. in der Leitung, eine Gleichrichtwirkung des Kontaktes oder ein Widerstand veränderlicher Werte auftreten können, ■ wird zunächst auf dem Substrat 30 eine dielektrische Haut 31 angebracht, die wie bei der vorhergehenden Struktur aus Siliciumoxyd oder Aluminiumoxyd bestehen kann. ™

Auf der dielektrischen Haut 31 wird durch Aufdampfung eine Metallschicht 32 z.B. aus Nickel-Chrom-Nickel mit einer Dicke von etwa 1 /U angebracht, die in Fig. 1 im Rechteck angegeben ist.

Die Schicht 32 wird dann vollständig mit einer Schicht 33 einer aktiven Substanz überzogen, die z.B eine Oxydverbindung der Ubergangsmetalle sein kann. Die Schicht 33 kann durch Kathodenzerstäubung einer Platte erhalten werden, die aus der erwähnten Verbindung besteht und die auf ^* bekannte Weise durch Sinterung eines Gemisches der geeigneten feinen Teilchen mit den erwähnten Metallen präpariert wird. Die Schicht 33 kann durch eine Maske angebracht werden.

Die Dicke der Schicht 33 ist mit der Art und den Eigenschaften des erwünschten Thermistors veränderlich.

Auf der Schicht 33 werden schliesslich in einem geeigneten gegenseitigen Abstand die zwei dünnen Metallschich-

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ten angebracht, welche die Kontaktelemente 3k und 35 des Ther-i mistors bilden. Es ist wichtig, dass die Oberfläche jedes dieser Kontaktelemente 3k und 35 über der aktiven Schicht genau bestimmt wird, da di« Abdeckschicht zur Bestimmung des Olim'sehen Wertes des erhaltenen Thermistors wesentlich beiträgt . Auf Grund dieser Genauigkeit der Anordnung der Kontaktelemente wird auch hier Photoätzung über Maskierung bevorzugt,~ auch da die aktive Oxydschicht den angewandten Atzmitteln durchaus widerstandsfähig ist.

Der elektrische Strom durch eine solche Struktur eines Thermistors verläuft von einem ersten Kontaktelement z.B. 3k zu der leitenden Schicht 32, über die Schicht 33 der aktiven Substanz, über die leitende Schicht 32 zurück zum Kontaktelement 35» indem er wieder im umgekehrten Sinne die Schicht 33 durchläuft. Die allgemeine, durchschnittliche Richtung der Stromlinien in der aktiven Schicht ist somit senkrecht zur Ebene dieser Schicht. Indem die Kontaktelemente 3k und 35 hinreichend voneinander entfernt werden, wird Vermieden, dass ein Sekundärstrom parallel zur Ebene der Schicht 33 sich auf den Hauptstrom überlagert. Jedenfalls konnte diese Sekundärstrom nur sehr schwach sein, da der Durchlasswiderstand dann bedeutend höher ist als im senkrechten Sinne (die aktive Schicht 33 hat eine Dicke von 2 bis 10 /um, während der Abstand zwischen den benachbarten Rändern der Kontaktelemente 3k und 35 mindestens 50/um ist und die Durchlassquerschnitte wesentlich grosser sind in der senkrechten Richtung zur Ebene der aktiven Schicht 33 als in der zur Schicht 33 parallelen

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Richtung),

Wenn das Substrat 30 metallisch ist und die Art des verwendeten Metalles ermöglicht, parasitäre Erscheinungen an der Kontaktfläche dieses Metalles und der aktiven Schicht des Thermistors zu vermeiden, kann die aktive Substanz unmittelbar auf dem Substrat angebracht werden, das dann die Rolle der Metallschicht 32 erfüllt. Die Kontakteleroente 3^ und 35 sollen selbstverständlich die Oberfläche der Schicht 33 auf dem Substrat nicht überschreiten, wie dies in Fig. k dargestellt ist, so dass freier Kurzschluss zwischen diesen Elementen verhütet wird.

Wenn daa Substrat 30 dielektrisch ist, erübrigt sich die Isolierhaut 31 und dann wird die Metallschicht unmittelbar auf dem Substrat angebracht.

In der Struktur eines Thermistors nach der Erfindung (siehe die Fig. 1 und 2) mit einem bestimmten aktiven Material und mit einer bestimmten Dicke der Schicht 33 dieses Materials, bestimmen also die Oberflächen der Elemente 3^ und 35 über der Schicht 33 den Ohm"sehen Wert des Thermistors. Der erhaltene Thermistor entsteht tatsächlich durch die Serienkombinat ion von zwei Thermistoren, einer zwischen dem Kontakt element 3k und der leitenden Schicht 32 und der andere zwischen letzterer Schicht 32 und dem Kontaktelement 35· Es ist somit möglich, zur Bestimmung des Gesamtwertes des Thermistors die Oberfläche jedes der Kontaktelemente zu beeinflussen. Dies ergitit einen grossen Arbeitsbereich und ermöglicht, mit grosser Genauigkeit den verlangten Ohm"sehen" Wert zu erzielen. Da der Ohm'sche Wert einfach durch Änderung der Oberflächen

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der Kontaktelemente des Thermistors geändert werden kann« ist es einfach möglich, mehrere Thermistoren gleicher oder verschiedener Ohm¹scher Werte auf dem gleichen Substrat anzubringen. Die Fig. 3 und k zeigen ein Beispiel einer Mehrheit von Thermistoren auf einem gleichen Substrat, die in einem einzigen Arbeitsvorgang hergestellt worden sind.

Das Substrat 70 aus einem dielektrischen Material wie Glas, wird vollständig auf der oberen Fläche mit einer Nickel-Chrom-Schicht (150 bis 200 Ä ) versehen, auf der eine Nickel-Schicht von 1 λιβ angebracht wird. Auf einem leitenden oder halbleitenden Substrat wird vorher eine Schicht eines Isoliermaterials angebracht.

Mittels eines durch eine geeignete Maske angebrachten, photo-empfindlichen Lacks werden in der Nickel-Chrom-Nickel-Schicht vier Gebiete 71, 72, 73, und 74 vermerkt und dann durch geeignete Sauren selektiv ausgelöst.

Diese Metalloberflächen, sowie die durch die Atzung zugänglich gemachten Teile des Substrats 70 werden über eine Dicke von einigen Mikrons der Schicht 75 der aktiven Substanz überdeckt. Letztere Schicht wird wie vorher durch Kathodenzerstäubung angebracht.

Die Schicht 75 wird durch Aufdampfung mit einer

Nickel-Chrom-Schicht (15Ο bis 200 S) und dann mit Nickel (l /um) überdeckt, in welchen Schichten durch Atzung die Oberflächen frei gemacht werden, welche die Elektroden der unterschiedlichen Thermistoren - hier vier - auf dem gleichen Substrat 70 bestimmen. Der erste Thermistor hat zwei Elektroden 76

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und 77 (verlängert durch die Kontaktflächen 76a und 77a). Der zweite Thermistor hat zwei Elektroden 78 und 79» verlängert über 78a und 79a, der dritte Thermistor hat zwei Elektroden 80 und 81 und zwei Verlängerungen 80a und 81a und der vierte Thermistor hat zwei Elektroden 82 und 83 und zwei Kontakte 82a und 83a.

Aus Fig. 3 ist ersichtlich, dass der Thermistor 76-77 einen Ohm'sehen Wert hat, der etwa das Zehnfache des Wertes der Thermistoren 78-79 und 80-81 ist, die beide genau den gleichen Wert haben, während der Thermistor 82-83 den Wert des niedrigsten aufweist.

Die Vorkehrung der Auslösung der vier Elementarflächen 71, 72, 73, 7'k in der ersten Metallschicht auf dem Substrat 70 statt dessen, dass diese Schicht ungeteilt gelassen wird, dient zum Erzielen einer grossen Genauigkeit des Ohm¹sehen Wertes der vier Thermistoren indem die Borwirkung in der Leitung verringert wird. Es wird einleuchten, dass fur die Thermistoren niedrigen Wertes wie den Thermistor 82-83 die Oberfläche des Oberflächenelementes ^k in gleichem Masse bestimmend ist wie die Oberflächen der Elektroden 82 und 83 für die Annäherung.des gewählten Wertes dieses Thermistors.

Die Elementarflächen 71, 72, 73 und 7k lassen sich durch ein in Fig. 7 nicht dargestelltes Netzwerk leitender Streifen miteinander verbinden, die an einer Kontaktzonen am Umfang des Substrats enden, so dass diese Flächen nötigenfalls mit der Masse der ganzen Vorrichtung verbunden werden können.

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Claims

Auf dem Substrat 70 mit einer Oberfläche etwas grosser als 1 q.cm lassen sich durch das Verfahren nach der Erfindung Thermistoren anbringen, deren Ohm'sehen Werte in einem grossen Bereich liegen, während ihr gegenseitiges Verhältnis gewählt werden kann. Der Thermistor 76-77 kann z.B. einen Wert von 1OOO Ohm, die Thermistoren 78-79 und 80-81 können einen Wert von 10.000 Ohm und der Thermistor 82-83 kann einen Wert von 100-rOOO 0hm aufweisen. Die Genauigkeit des Photoätzverfahrens ermöglicht, das gewählte Verhältnis zwischen den Werten der Thermistoren mit einer Toleranz von 1$ zu erzielen. Ein Satz von Thermistoren nach Fig. 3 ist in Verbindung mit einem Netzwerk fester Widerstände in Form dünner Schichten auf einem benachbarten oder auf dem. gleichen Substrat anwendbar, z.B. in einer Vorrichtung zur Frequenzstabilisierung eines Quarzoscillators.

^PÜffENTANSPRÜCHE ;

ι 1.y Wärme-empfindliche Widerstandsvorrichtung mit einem geschichteten Körper, der eine Widerstandsschicht enthält, die aus einem Thermistormaterial besteht, das im wesentlichen mindestens ein Oxyd der Ubergangsmetalle enthält, welche Schicht durch Kathodenzerstäubung hergestellt wird, wobei mindestens zwei voneinander entfernte Elektroden in Form von Metallschichten auf einer Fläche dieser Widerstandsschicht, eine Hilfselektrodenschlcht auf der gegenüber liegenden Fläche dieser Schicht über ein Gebiet, von dem Teile gegenüber wenigstens Teilen der Elektroden auf der einen Fläche liegen, und Stromzuführungsleiter vorgesehen sind, die nur an den erwähnten Elektroden auf der

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einen Fläche der Widerstand befestigt sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der geschichtete Körper örtlich auf einem Substrat gebildet wird, das als Stütze für diesen Körper dient. 3· Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Substrat aus Halbleitermaterial besteht* das mit einer isolierenden Oberflächenschicht unter dem geschichteten Körper versehen ist.

k. Vorrichtung nach Anspruch 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Hilfselektrodenschicht dem Substrat gegenüber liegt.

5· Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichner, dass die Hilfselektrodenschicht durch eine im Vakuum aufgedampfte Nickel-Chrom-Schicht gegenüber dem Substrat und eine darauf liegende Nickel-Schicht gegenüber der Wider-Standsschicht gebildet wird.

6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass die voneinander abliegenden Elektroden auf der einen Fläche der Widerstandsschicht durch eine im Vakuum aufgedampfte Nickel-Chrom-Schicht in elektrischer Verbindung mit dem Thermistormaterial gebildet wird, welche Schicht durch eine im Vakuum aufgedampfte Nickel-Schicht überdeckt wird, die an sich durch im Vakuum aufgedampfte Gold · bedeckt wird.

7· Vorrichtung zur Verwendung in einem Frequenzstabilisierungskreis eines elektrischen, Kristall-gesteuerten Oszillators, welche Vorrichtung ein isolierendes Substrat ent-

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hält, auf dem örtlich eine Anzahl wärme-empfindlicher Widerstandselemente angebracht sind, die je eine Widerstandsschicht enthält, die aus Thermistormaterial besteht, das im wesentlichen mindestens ein Oxyd der Ubergangsmetalle enthält, welche Schicht durch Kathodenzerstäubung gebildet wird, wobei mindestens zwei voneinander entfernte Elektroden in Form von Metallschichten auf einer Fläche dieser Widerstandsschicht, eine Hilfselektrodenschicht auf der gegenüber liegenden Fläche dieser Schicht über ein Gebiet, von dem Teile gegenüber wenigstens Teilen der Elektroden auf der einen Fläche liegen und Stromzuführungsleiter vorgesehen sind, die nur an den Elektroden auf der einen Fläche der Widerstandsschicht befestigt sind, wobei der Widerstandswert mindestens zweier dieser Widerstände bei Zimmertemperatur um mindestens einen Faktor 10 verschieden sind.

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AUSZUG?

Thermistor mit einem aktiven, wärmeempfindlichen Element in Form dünner Schichten, welches Element zwischen den leitenden Elementen eingebracht ist.

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