JP2578805B2 - 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
- JP2578805B2 JP2578805B2 JP62132427A JP13242787A JP2578805B2 JP 2578805 B2 JP2578805 B2 JP 2578805B2 JP 62132427 A JP62132427 A JP 62132427A JP 13242787 A JP13242787 A JP 13242787A JP 2578805 B2 JP2578805 B2 JP 2578805B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- thermistor
- oxide semiconductor
- constant
- atomic
- specific resistance
- Prior art date
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- Expired - Lifetime
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- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
- Thermistors And Varistors (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、温度検出精度に優れ、しかも高応答性の温
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。
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。
従来の技術 従来、汎用ディスク型サーミスタとしては、Mn-Co-Ni
-Cu酸化物系サーミスタ材料であって、しかもその結晶
構造がスピネル構造をとるものが主に用いられてきた。
サーミスタ材料の電気的特性としては、一般的に、比抵
抗およびサーミスタ定数Ｂで示される。サーミスタ定数
（以下Ｂ定数と記す）は抵抗の温度勾配を表すもので、
具体的にはサーミスタ材料のバンドギャップに相当する
活性化エネルギーにより決定される。従ってＢ定数が大
きい程、温度に対する抵抗値変化が大きく、逆に抵抗値
変化から見れば温度検出精度が高く、しかも応答性も良
くなる。また、比抵抗とＢ定数には図に示すように相関
性があり、現在の汎用サーミスタ材料は図中２で囲んだ
領域、つまり比抵抗が数10〜数100KΩ・cm、Ｂ定数2500
〜5000Kのものが用いられている。
-Cu酸化物系サーミスタ材料であって、しかもその結晶
構造がスピネル構造をとるものが主に用いられてきた。
サーミスタ材料の電気的特性としては、一般的に、比抵
抗およびサーミスタ定数Ｂで示される。サーミスタ定数
（以下Ｂ定数と記す）は抵抗の温度勾配を表すもので、
具体的にはサーミスタ材料のバンドギャップに相当する
活性化エネルギーにより決定される。従ってＢ定数が大
きい程、温度に対する抵抗値変化が大きく、逆に抵抗値
変化から見れば温度検出精度が高く、しかも応答性も良
くなる。また、比抵抗とＢ定数には図に示すように相関
性があり、現在の汎用サーミスタ材料は図中２で囲んだ
領域、つまり比抵抗が数10〜数100KΩ・cm、Ｂ定数2500
〜5000Kのものが用いられている。
また、酸化コバルトとリチウムを組合わせた酸化物半
導体としては、一般的に酸化物半導体材料の導電機構の
１つとして説明される原子価制御理論の実例で、古くVE
RWEYらにより取り上げられている。（Philips Reserch
Report 5173（1950）） しかしながら、VERWEYらの検討はあくまでも学究的な
段階で終っており、サーミスタとしての用途開発以前の
ものであって、サーミスタ材料としての検討は二木久夫
によって記載されたもの（（株）日立製作所、中央研究
所創立二十周年記念論文集、P30〜46、昭和37年）があ
るだけである。この二木の検討結果によれば比抵抗およ
びＢ定数とも低く、サーミスタとして適するものではな
く、これに準ずるものと記載されている。
導体としては、一般的に酸化物半導体材料の導電機構の
１つとして説明される原子価制御理論の実例で、古くVE
RWEYらにより取り上げられている。（Philips Reserch
Report 5173（1950）） しかしながら、VERWEYらの検討はあくまでも学究的な
段階で終っており、サーミスタとしての用途開発以前の
ものであって、サーミスタ材料としての検討は二木久夫
によって記載されたもの（（株）日立製作所、中央研究
所創立二十周年記念論文集、P30〜46、昭和37年）があ
るだけである。この二木の検討結果によれば比抵抗およ
びＢ定数とも低く、サーミスタとして適するものではな
く、これに準ずるものと記載されている。
発明が解決しようとする問題点 従来より、自動車の水温計用あるいはアイロンの温度
センサ用などとして、温度検出精度が高くしかも応答性
を良くすることを目的とした比抵抗が低く、Ｂ定数の高
いサーミスタ材料が要望されてきたが、上記図の汎用サ
ーミスタ材料ではこの要望を満足することができなかっ
た。
センサ用などとして、温度検出精度が高くしかも応答性
を良くすることを目的とした比抵抗が低く、Ｂ定数の高
いサーミスタ材料が要望されてきたが、上記図の汎用サ
ーミスタ材料ではこの要望を満足することができなかっ
た。
本発明は、この要望を満足できるサーミスタ材料、す
なわちサーミスタ用酸化物半導体を提供することを目的
とするものである。
なわちサーミスタ用酸化物半導体を提供することを目的
とするものである。
問題点を解決するための手段 上記要望を達成するために、本発明は前述のCo-Li系
酸化物半導体を見直し、改良を加えることによって解決
できたものである。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りなり、その金属元素と
してコバルト（Co）73.0〜99.4原子％、銅（Cu）0.1〜
7.0原子％およびリチウム（Li）0.5〜20.0原子％の３種
を合計100原子％含有してなるものである。
酸化物半導体を見直し、改良を加えることによって解決
できたものである。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りなり、その金属元素と
してコバルト（Co）73.0〜99.4原子％、銅（Cu）0.1〜
7.0原子％およびリチウム（Li）0.5〜20.0原子％の３種
を合計100原子％含有してなるものである。
作用 この構成により、図の実線で囲まれた領域１の比抵抗
が低くＢ定数の高いサーミスタ用酸化物半導体を得るこ
ととなる。ここで、この半導体は酸化コバルト（CoO）
が基本組成であって、四酸化三コバルト（Co3O4）が生
成される場合には、ホッピング伝導の寄与により、高Ｂ
定数を達成することができない。
が低くＢ定数の高いサーミスタ用酸化物半導体を得るこ
ととなる。ここで、この半導体は酸化コバルト（CoO）
が基本組成であって、四酸化三コバルト（Co3O4）が生
成される場合には、ホッピング伝導の寄与により、高Ｂ
定数を達成することができない。
実施例 以下、本発明の実施例について説明する。
市販の原料酸化コバルト、酸化銅および酸化リチウム
を後述する表に示すようにそれぞれの原子％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800℃の温度で仮焼し、その仮焼物を再
びボールミルで湿式粉砕混合を行った。こうして得られ
たスラリーを乾燥し、ポリビニルアルコールをバインダ
ーとして添加混合し、所要量採って円板状に加圧成形し
成形品を多数作り、これらを窒素ガスフロー中1200℃〜
1300℃で２時間焼成した。こうして得られた円板状焼結
体の両面にAgを主成分とする電極を設けた。これらの試
料について25℃および50℃での抵抗値（それぞれのR25
およびR50）を測定し、25℃での比抵抗ρ25を下記
（１）式より、またＢ定数を下記（２）式より算出し
た。
を後述する表に示すようにそれぞれの原子％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800℃の温度で仮焼し、その仮焼物を再
びボールミルで湿式粉砕混合を行った。こうして得られ
たスラリーを乾燥し、ポリビニルアルコールをバインダ
ーとして添加混合し、所要量採って円板状に加圧成形し
成形品を多数作り、これらを窒素ガスフロー中1200℃〜
1300℃で２時間焼成した。こうして得られた円板状焼結
体の両面にAgを主成分とする電極を設けた。これらの試
料について25℃および50℃での抵抗値（それぞれのR25
およびR50）を測定し、25℃での比抵抗ρ25を下記
（１）式より、またＢ定数を下記（２）式より算出し
た。
これらの結果を下表にまとめて示す。
上述したように図中実線で囲んだ領域１が本発明の目
的とする低比抵抗、高Ｂ定数の領域である。この領域
は、センサとして高検出精度・高応答性を達成するため
に機器側から要望された電気特性をサーミスタ材料の特
性（比抵抗およびＢ定数）として置き換えたものであ
る。
的とする低比抵抗、高Ｂ定数の領域である。この領域
は、センサとして高検出精度・高応答性を達成するため
に機器側から要望された電気特性をサーミスタ材料の特
性（比抵抗およびＢ定数）として置き換えたものであ
る。
前表において、試料番号1,6,7,10,13は、この実線で
囲んだ領域１に含まれない。つまり機器メーカの要望を
満足しないという点から、本発明の範囲外とした。
囲んだ領域１に含まれない。つまり機器メーカの要望を
満足しないという点から、本発明の範囲外とした。
今回の試料は、乾式成形後焼成したものを用いたが、
ビードタイプの素子でもよく、素子製造方法に何ら拘束
されるものではない。
ビードタイプの素子でもよく、素子製造方法に何ら拘束
されるものではない。
発明の効果 以上のように本発明によれば、低比抵抗、高Ｂ定数を
有する負の抵抗温度係数を有するサーミスタ用酸化物半
導体を提供するものがあるが、センサとして温度に対し
て高検出精度及び高応答性が図れること、またこれによ
り節電できることになる。また、従来にはない低比抵
抗、高Ｂ定数のサーミスタ材料であることから、センサ
として全く新しい用途が展開されることが期待できるも
のである。
有する負の抵抗温度係数を有するサーミスタ用酸化物半
導体を提供するものがあるが、センサとして温度に対し
て高検出精度及び高応答性が図れること、またこれによ
り節電できることになる。また、従来にはない低比抵
抗、高Ｂ定数のサーミスタ材料であることから、センサ
として全く新しい用途が展開されることが期待できるも
のである。
図は負の抵抗温度係数を持つサーミスタ材料の特性相関
を示す図である。
を示す図である。
Claims (1)
- 【請求項１】金属酸化物の焼結混合体からなり、その構
成金属元素として、コバルト73.0〜99.4原子％、銅0.1
〜7.0原子％およびリチウム0.5〜20.0原子％の３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。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62132427A JP2578805B2 (ja) | 1987-05-28 | 1987-05-28 | サ−ミスタ用酸化物半導体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62132427A JP2578805B2 (ja) | 1987-05-28 | 1987-05-28 | サ−ミスタ用酸化物半導体 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63296301A JPS63296301A (ja) | 1988-12-02 |
| JP2578805B2 true JP2578805B2 (ja) | 1997-02-05 |
Family
ID=15081121
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62132427A Expired - Lifetime JP2578805B2 (ja) | 1987-05-28 | 1987-05-28 | サ−ミスタ用酸化物半導体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2578805B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02276203A (ja) * | 1989-04-18 | 1990-11-13 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 積層型サーミスタの製造方法 |
-
1987
- 1987-05-28 JP JP62132427A patent/JP2578805B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63296301A (ja) | 1988-12-02 |
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