JPH02214101A - 電圧非直線性抵抗素子 - Google Patents
電圧非直線性抵抗素子Info
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Landscapes
- Thermistors And Varistors (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［発明の目的］
（産業上の利用分野）
本発明は、リレー接点の保護、ＩＣ，ＬＳＩ等の半導体
素子の静電気に対する保護、カラーテレビブラウン管回
路の放電吸収などの手段として利用されている電圧非直
線性抵抗素子の改良に関する。
素子の静電気に対する保護、カラーテレビブラウン管回
路の放電吸収などの手段として利用されている電圧非直
線性抵抗素子の改良に関する。
（従来の技術）
従来、電圧非直線性抵抗素子としては、ガラスまたはセ
ラミックの基板上にＡｕ、Ａ１などを真空蒸着して下部
電極とし、この下部電極上にスパッタリングなどにより
ＺｎＯ層を形成し、このＺｎＯ層上にスパッタリングな
どにより希土類酸化物層を形成し、この希土類酸化物層
上にＡｕ。
ラミックの基板上にＡｕ、Ａ１などを真空蒸着して下部
電極とし、この下部電極上にスパッタリングなどにより
ＺｎＯ層を形成し、このＺｎＯ層上にスパッタリングな
どにより希土類酸化物層を形成し、この希土類酸化物層
上にＡｕ。
ＡＩなどを真空蒸着して上部電極が形成されて成るバリ
スタが知られている。
スタが知られている。
また、上記構成のバリスタは、前記ＺｎＯ層と前記希土
類酸化物層の界面に形成された電位障壁によりその特性
（バリスタ電圧）が決定され、上記構成のバリスタでは
そのバリスタ電圧は５ｖ程度であることが知られている
。
類酸化物層の界面に形成された電位障壁によりその特性
（バリスタ電圧）が決定され、上記構成のバリスタでは
そのバリスタ電圧は５ｖ程度であることが知られている
。
しかしながら、近年の電子機器の小型軽量化に加えて高
性能化も求められており、バリスタにおいてもバリスタ
電圧の種々の範囲の物が要求されている。
性能化も求められており、バリスタにおいてもバリスタ
電圧の種々の範囲の物が要求されている。
このため数々の研究開発が行なわれており、バリスタ電
圧を高く可変にする為には、前記ＺｎＯ層及び希土類酸
化物層を順次多層化して形成することにより対処してい
るのが現状である。
圧を高く可変にする為には、前記ＺｎＯ層及び希土類酸
化物層を順次多層化して形成することにより対処してい
るのが現状である。
（発明が解決しようとする課題）
しかしながら、上述したようなＺｎＯ層及び希土類酸化
物層を順次多層化して形成したバリスタ（電圧非直線性
抵抗素子）では性能は向上したものの多層化するために
工程数が増加し歩留りも悪くなり且つ、製造コストも増
加するという新たな問題点が生じてしまう。
物層を順次多層化して形成したバリスタ（電圧非直線性
抵抗素子）では性能は向上したものの多層化するために
工程数が増加し歩留りも悪くなり且つ、製造コストも増
加するという新たな問題点が生じてしまう。
本発明は上記問題点を解決し性能が向上し、且つ、工程
数が減少し、歩留りが向上し、製造コストも減少する電
圧非直線性抵抗素子を提供することを目的とする。
数が減少し、歩留りが向上し、製造コストも減少する電
圧非直線性抵抗素子を提供することを目的とする。
［発明の構成］
（課題を解決するための手段）
本発明は、革材上に電極層と、ＺｎＯを生成分とするＺ
ｎＯ層と、金属酸化物層を有して成る電圧非直線性抵抗
素子において、前記ＺｎＯ層の抵抗率を１０２Ω・口乃
至１０４Ω・国として成ることを特徴とし、前記ＺｎＯ
層が酸性雰囲気中でスパッタリングにより形成すること
を特徴とし、前記ＺｎＯ層がＡｌ，Ｉｎ、Ｇａ、Ｂより
選ばれた一種を酸化物として添加して成ることを特徴と
するものである。
ｎＯ層と、金属酸化物層を有して成る電圧非直線性抵抗
素子において、前記ＺｎＯ層の抵抗率を１０２Ω・口乃
至１０４Ω・国として成ることを特徴とし、前記ＺｎＯ
層が酸性雰囲気中でスパッタリングにより形成すること
を特徴とし、前記ＺｎＯ層がＡｌ，Ｉｎ、Ｇａ、Ｂより
選ばれた一種を酸化物として添加して成ることを特徴と
するものである。
（作 用）
上記の様に、前記ＺｎＯ層が酸性雰囲気中でスパッタリ
ングにより形成され、また前記ＺｎＯ層がＡｌ，Ｉｎ、
Ｇａ、Ｂより選ばれた一種を酸化物として添加し、抵抗
率を１０２Ω・国乃至１０４Ω・口とすることにより、
ＺｎＯ層と金属酸化物層を順次多層化せずに電圧非直線
性抵抗素子の性能向上が出来る。
ングにより形成され、また前記ＺｎＯ層がＡｌ，Ｉｎ、
Ｇａ、Ｂより選ばれた一種を酸化物として添加し、抵抗
率を１０２Ω・国乃至１０４Ω・口とすることにより、
ＺｎＯ層と金属酸化物層を順次多層化せずに電圧非直線
性抵抗素子の性能向上が出来る。
（実施例）
本発明による電圧非直線性抵抗素子の一実施例を酸性雰
囲気中及びＡｌ２Ｏ３を添加物した場合について図面を
参照して説明する。
囲気中及びＡｌ２Ｏ３を添加物した場合について図面を
参照して説明する。
第１図は本発明によるバリスタ（電圧非直線性抵抗素子
）の断面図である。
）の断面図である。
図中に示すバリスタ（電圧非直線性抵抗素子）１は、例
えばガラス、アルミナ（絶縁性基板）やアルミ、亜鉛等
（導電性基板）（実施例中ではガラス基板を示す）等か
ら成る基板（基材）２と、例えば金（Ａｕ）により形成
された下部電極３と、ＺｎＯを主成分に例えば酸化アル
ミ（Δ１２０３）を添加したＺｎ０層４と、例えば酸化
コバルト（Ｃｏ２０３） 、酸化プラセオジム（Ｐｒ２
０３）により構成されている金属酸化物層５と、例えば
金（Ａｕ）により形成された上部電極６により構成され
ている。尚、図中４ａは前記ＺｎＯ層４と前記金属酸化
物層５の界面に形成された電位障壁である。
えばガラス、アルミナ（絶縁性基板）やアルミ、亜鉛等
（導電性基板）（実施例中ではガラス基板を示す）等か
ら成る基板（基材）２と、例えば金（Ａｕ）により形成
された下部電極３と、ＺｎＯを主成分に例えば酸化アル
ミ（Δ１２０３）を添加したＺｎ０層４と、例えば酸化
コバルト（Ｃｏ２０３） 、酸化プラセオジム（Ｐｒ２
０３）により構成されている金属酸化物層５と、例えば
金（Ａｕ）により形成された上部電極６により構成され
ている。尚、図中４ａは前記ＺｎＯ層４と前記金属酸化
物層５の界面に形成された電位障壁である。
次に前記バリスタ１の製造方法について説明する。
まず、ガラス基板２上に金（Ａｕ）を真空蒸着により厚
さ０．５μｍに形成して下部電極３とし、この下部電極
３にＺｎＯを主成分にＡｌ２Ｏ３を添加した焼結体をタ
ーゲットとし、前記ガラス基板２の温度２５Ｇ℃、スパ
ッタアルゴン（Ａｒ）雰囲気に酸素（０２）を混合した
酸性雰囲気中、投入電力１２０Ｗにおいてスパッタリン
グにてＺｎ０層４を略１μｍ形成し、次に酸化コバルト
（Ｃｏ２０３）及び酸化プラセオジム（Ｐ ｒ２０３
）から成る焼結体をターゲットにして上記同様に金属酸
化物層５を形成し、次に金（Ａｕ）を真空蒸着にて０．
５μｌ形成し玉止部電極６とし前記バリスタ１を得る。
さ０．５μｍに形成して下部電極３とし、この下部電極
３にＺｎＯを主成分にＡｌ２Ｏ３を添加した焼結体をタ
ーゲットとし、前記ガラス基板２の温度２５Ｇ℃、スパ
ッタアルゴン（Ａｒ）雰囲気に酸素（０２）を混合した
酸性雰囲気中、投入電力１２０Ｗにおいてスパッタリン
グにてＺｎ０層４を略１μｍ形成し、次に酸化コバルト
（Ｃｏ２０３）及び酸化プラセオジム（Ｐ ｒ２０３
）から成る焼結体をターゲットにして上記同様に金属酸
化物層５を形成し、次に金（Ａｕ）を真空蒸着にて０．
５μｌ形成し玉止部電極６とし前記バリスタ１を得る。
次に、上記構成の本実施例のバリスタ１の特性について
説明する。
説明する。
第２図はスパッタＡｒ雰囲気（以下Ａｒ雰囲気とも言う
）中の酸素量とＺｎＯターゲット中の酸化物の添加量と
の夫々の条件におけるＺｎＯ層の抵抗率の関係を説明す
る為のグラフである。
）中の酸素量とＺｎＯターゲット中の酸化物の添加量と
の夫々の条件におけるＺｎＯ層の抵抗率の関係を説明す
る為のグラフである。
まず、同図において添加物がＡｌ２Ｏ３の場合（図中実
線にて示す）について説明する。
線にて示す）について説明する。
尚、Ａｒ雰囲気（純度９９．９９％）中の酸素量は０乃
至４０％まで、ＺｎＯターゲット（純度９９．９９％）
中のＡｌ２Ｏ３の添加量は０乃至１０ｗｔ％まで変化さ
せた。
至４０％まで、ＺｎＯターゲット（純度９９．９９％）
中のＡｌ２Ｏ３の添加量は０乃至１０ｗｔ％まで変化さ
せた。
同図に示す様に酸素量を増すに従い抵抗率は大きく成り
、又ＺｎＯターゲット中のＡｌ２Ｏ３を１ｗｔ％まで添
加してゆくと抵抗率が減少し、１ｗｔ％以上では多少上
昇していくことが分る。
、又ＺｎＯターゲット中のＡｌ２Ｏ３を１ｗｔ％まで添
加してゆくと抵抗率が減少し、１ｗｔ％以上では多少上
昇していくことが分る。
第２図に示した夫々のＡｌ２Ｏ３の添加量による抵抗率
を有したＺｎＯ層を形成したバリスタ１（電圧非直線性
抵抗素子）のバリスタ電圧を測定した結果、ＺｎＯ層の
抵抗率が１０４Ω・口を境にしてバリスタ電圧が２０Ｖ
より大きな変化を示さずほぼ一定して上限値と成り、ま
たＺｎＯ層の抵抗率が１０２Ω・国を境にしてバリスタ
電圧が４．５ｖより大きな変化を示さずほぼ一定して下
限値と成った。
を有したＺｎＯ層を形成したバリスタ１（電圧非直線性
抵抗素子）のバリスタ電圧を測定した結果、ＺｎＯ層の
抵抗率が１０４Ω・口を境にしてバリスタ電圧が２０Ｖ
より大きな変化を示さずほぼ一定して上限値と成り、ま
たＺｎＯ層の抵抗率が１０２Ω・国を境にしてバリスタ
電圧が４．５ｖより大きな変化を示さずほぼ一定して下
限値と成った。
以上の測定結果から抵抗率が１０２Ω・国乃至１０４Ω
・国の範囲がバリスタ電圧の可変領域であることが分か
った。
・国の範囲がバリスタ電圧の可変領域であることが分か
った。
尚、バリスタ電圧は第３図にその概略を示す装置により
、定電流電源７を用いてコンピュータ８によりバリスタ
１の発熱が無い様に波形を整形印加してその時の電流を
電流計９で、電圧を電圧計１０で測定して得たものであ
る。
、定電流電源７を用いてコンピュータ８によりバリスタ
１の発熱が無い様に波形を整形印加してその時の電流を
電流計９で、電圧を電圧計１０で測定して得たものであ
る。
第４図に本発明によるバリスタ（電圧非直線性抵抗素子
）のバリスタ電圧とＺｎＯ層の抵抗率の関係を説明する
為のグラフを示す。
）のバリスタ電圧とＺｎＯ層の抵抗率の関係を説明する
為のグラフを示す。
同図に示す様にＡ１２０３（図中Ｏにて示す）を添加し
たＺｎＯ層の抵抗率が１０２Ω・口乃至１０４Ω・ｌの
範囲がバリスタ電圧の可変領域でありバリスタ電圧を４
．５ｖ乃至２０Ｖの範囲で可変出来ることが分かる。
たＺｎＯ層の抵抗率が１０２Ω・口乃至１０４Ω・ｌの
範囲がバリスタ電圧の可変領域でありバリスタ電圧を４
．５ｖ乃至２０Ｖの範囲で可変出来ることが分かる。
また、第２図において同図に示すＡｌ２Ｏ３の添加量の
結果を基に前記酸化物を８２０３（図中鎖線にて示す）
、Ｇａ２０３（図中−点鎖線にて示す）、Ｉｎ２Ｏ３（
図中実線二点鎖線にて示す）として添加量を選択して酸
素量１％に於いて形成したＺｎＯ層の抵抗率を同様に示
し、Ａｌ２Ｏ３の場合と同様の効果が得られる。
結果を基に前記酸化物を８２０３（図中鎖線にて示す）
、Ｇａ２０３（図中−点鎖線にて示す）、Ｉｎ２Ｏ３（
図中実線二点鎖線にて示す）として添加量を選択して酸
素量１％に於いて形成したＺｎＯ層の抵抗率を同様に示
し、Ａｌ２Ｏ３の場合と同様の効果が得られる。
さらに、上記の結果からＺｎＯだけで酸素量を変化させ
ても同様の効果が得られた。（図中ＸＸ×・・・××に
おいて示す部分Ｙであり酸素量は０．１乃至０．５％で
ある。） 又、前述の第４図にに示す様にＺｎＯのみ（図中口にて
示す）、Ｂ２０３（図中・にて示す）。
ても同様の効果が得られた。（図中ＸＸ×・・・××に
おいて示す部分Ｙであり酸素量は０．１乃至０．５％で
ある。） 又、前述の第４図にに示す様にＺｎＯのみ（図中口にて
示す）、Ｂ２０３（図中・にて示す）。
Ｇａ２０３（図中Δにて示す）、Ｉｎ２０３（図中■に
て示す）をそれぞれ添加した場合もＡｌ２Ｏ３の場合と
同様ＺｎＯ層の抵抗率が１０２Ω・口乃至１０４Ω・口
の範囲がバリスタ電圧の可変領域でありバリスタ電圧を
４．５ｖ乃至２０Ｖの範囲で可変出来ることが分かる。
て示す）をそれぞれ添加した場合もＡｌ２Ｏ３の場合と
同様ＺｎＯ層の抵抗率が１０２Ω・口乃至１０４Ω・口
の範囲がバリスタ電圧の可変領域でありバリスタ電圧を
４．５ｖ乃至２０Ｖの範囲で可変出来ることが分かる。
以上の測定結果から抵抗率が１０２Ω・口乃至１０４Ω
・口の範囲がバリスタ電圧の可変領域であり酸素量、Ａ
ｌ，Ｉｎ、Ｇａ、Ｂの酸化物の添加量とを選択しＺｎＯ
層を形成すれば、ＺｎＯ層と酸化物層を順次多層化する
ことなく、バリスタ電圧が４．５ｖ乃至２０Ｖの範囲に
あるバリスタ（電圧非直線性抵抗素子）を得ることが出
来ることが分る。
・口の範囲がバリスタ電圧の可変領域であり酸素量、Ａ
ｌ，Ｉｎ、Ｇａ、Ｂの酸化物の添加量とを選択しＺｎＯ
層を形成すれば、ＺｎＯ層と酸化物層を順次多層化する
ことなく、バリスタ電圧が４．５ｖ乃至２０Ｖの範囲に
あるバリスタ（電圧非直線性抵抗素子）を得ることが出
来ることが分る。
以上詳述した様に本発明によれば、２００層４及び金属
酸化物層５を順次多層化することなく性能向上が出来、
且つ、工程数が増加せず歩留りも向上し、製造コストも
低減するバリスタを提供することが出来る。
酸化物層５を順次多層化することなく性能向上が出来、
且つ、工程数が増加せず歩留りも向上し、製造コストも
低減するバリスタを提供することが出来る。
本発明は上記実施例に限定されず種々の変形実施が可能
である。例えば本発明の範囲内であれば添加物の添加量
と酸性雰囲気の酸素量を種々に組み合せ変更することに
よりバリスタ電圧を可変することが出来、また金属酸化
物層の金属酸化物も種々に選択可能であり、また不活性
ガスもアルゴン（Ａｒ）に限定されず他の不活性ガスで
あってもよい。
である。例えば本発明の範囲内であれば添加物の添加量
と酸性雰囲気の酸素量を種々に組み合せ変更することに
よりバリスタ電圧を可変することが出来、また金属酸化
物層の金属酸化物も種々に選択可能であり、また不活性
ガスもアルゴン（Ａｒ）に限定されず他の不活性ガスで
あってもよい。
［発明の効果］
上記のように本発明によれば、ｚｎＯ層形成時の酸素量
を替えることにより、あるいはＺｎＯ層がＡｌ，Ｉｎ、
Ｇａ、Ｂより選ばれた一種を酸化物として添加し、抵抗
率を１０２Ω・口乃至１０４Ω・国とすることにより、
ＺｎＯ層と金属酸化物層を多層化せずにバリスタ電圧が
４．５ｖ乃至２０Ｖの範囲に可変出来、性能向上が図れ
る為、高性能であり且つ、工程数が減少し、歩留りが向
上し、コストが低減する電圧非直線性抵抗素子を提供す
ることが出来る。
を替えることにより、あるいはＺｎＯ層がＡｌ，Ｉｎ、
Ｇａ、Ｂより選ばれた一種を酸化物として添加し、抵抗
率を１０２Ω・口乃至１０４Ω・国とすることにより、
ＺｎＯ層と金属酸化物層を多層化せずにバリスタ電圧が
４．５ｖ乃至２０Ｖの範囲に可変出来、性能向上が図れ
る為、高性能であり且つ、工程数が減少し、歩留りが向
上し、コストが低減する電圧非直線性抵抗素子を提供す
ることが出来る。
第１図は本発明によるバリスタ（電圧非直線性抵抗素子
）の断面図、第２図はスパッタＡｒ雰囲気中の酸素量と
Ａｌ１０３．Ｂ２０３．Ｇａ２Ｏ３、Ｉｎ２Ｏ３の添加
量との夫々の条件におけるＺｎＯ層の抵抗率の関係を説
明する為のグラフ、第３図はバリスタ電圧測定装置の概
略を説明する為の図、第４図は本発明によるバリスタ（
電圧非直線性抵抗素子）のバリスタ電圧とＺｎＯ層の抵
抗率の関係を説明する為のグラフである。 １・・・バリスタ（電圧非直線性抵抗素子）、２・・・
ガラス基板（基材）、３・・・下部電極、４・・・Ｚｎ
Ｏ層、４ａ・・・電位障壁、５・・・酸化物層、６・・
・上部電極。 第 第 第 図 図
）の断面図、第２図はスパッタＡｒ雰囲気中の酸素量と
Ａｌ１０３．Ｂ２０３．Ｇａ２Ｏ３、Ｉｎ２Ｏ３の添加
量との夫々の条件におけるＺｎＯ層の抵抗率の関係を説
明する為のグラフ、第３図はバリスタ電圧測定装置の概
略を説明する為の図、第４図は本発明によるバリスタ（
電圧非直線性抵抗素子）のバリスタ電圧とＺｎＯ層の抵
抗率の関係を説明する為のグラフである。 １・・・バリスタ（電圧非直線性抵抗素子）、２・・・
ガラス基板（基材）、３・・・下部電極、４・・・Ｚｎ
Ｏ層、４ａ・・・電位障壁、５・・・酸化物層、６・・
・上部電極。 第 第 第 図 図
Claims (3)
- （１）革材上に電極層と、ＺｎＯを主成分とするＺｎＯ
層と、金属酸化物層を有して成る電圧非直線性抵抗素子
において、前記ＺｎＯ層の抵抗率を１０＾２Ω・ｃｍ乃
至１０＾４Ω・ｃｍとして成ることを特徴とする電圧非
直線性抵抗素子。 - （２）前記ＺｎＯ層が酸性雰囲気中でスパッタリングに
より形成されることを特徴とする請求項１記載の電圧非
直線性抵抗素子。 - （３）前記ＺｎＯ層がＡｌ，Ｉｎ，Ｇａ，Ｂより選ばれ
た一種を酸化物として添加して成ることを特徴とする請
求項１または２記載の電圧非直線性抵抗素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1034624A JPH02214101A (ja) | 1989-02-14 | 1989-02-14 | 電圧非直線性抵抗素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1034624A JPH02214101A (ja) | 1989-02-14 | 1989-02-14 | 電圧非直線性抵抗素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02214101A true JPH02214101A (ja) | 1990-08-27 |
Family
ID=12419546
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1034624A Pending JPH02214101A (ja) | 1989-02-14 | 1989-02-14 | 電圧非直線性抵抗素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02214101A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7015787B2 (en) * | 2003-02-10 | 2006-03-21 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Voltage-dependent resistor and method of manufacturing the same |
| JP2015195369A (ja) * | 2014-03-19 | 2015-11-05 | 日本碍子株式会社 | 電圧非直線抵抗素子及びその製法 |
| JP2015195370A (ja) * | 2014-03-19 | 2015-11-05 | 日本碍子株式会社 | 電圧非直線抵抗素子及びその製法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56125806A (en) * | 1980-03-06 | 1981-10-02 | Matsushita Electric Industrial Co Ltd | Method of producing thin film varistor |
| JPS5886702A (ja) * | 1981-11-19 | 1983-05-24 | 松下電器産業株式会社 | バリスタの製造方法 |
-
1989
- 1989-02-14 JP JP1034624A patent/JPH02214101A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56125806A (en) * | 1980-03-06 | 1981-10-02 | Matsushita Electric Industrial Co Ltd | Method of producing thin film varistor |
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| JP2015195369A (ja) * | 2014-03-19 | 2015-11-05 | 日本碍子株式会社 | 電圧非直線抵抗素子及びその製法 |
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