JPH0277102A - 正特性サーミスタ及びその製造方法 - Google Patents
正特性サーミスタ及びその製造方法Info
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- JPH0277102A JPH0277102A JP9878088A JP9878088A JPH0277102A JP H0277102 A JPH0277102 A JP H0277102A JP 9878088 A JP9878088 A JP 9878088A JP 9878088 A JP9878088 A JP 9878088A JP H0277102 A JPH0277102 A JP H0277102A
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01C—RESISTORS
- H01C7/00—Non-adjustable resistors formed as one or more layers or coatings; Non-adjustable resistors made from powdered conducting material or powdered semi-conducting material with or without insulating material
- H01C7/02—Non-adjustable resistors formed as one or more layers or coatings; Non-adjustable resistors made from powdered conducting material or powdered semi-conducting material with or without insulating material having positive temperature coefficient
- H01C7/022—Non-adjustable resistors formed as one or more layers or coatings; Non-adjustable resistors made from powdered conducting material or powdered semi-conducting material with or without insulating material having positive temperature coefficient mainly consisting of non-metallic substances
- H01C7/023—Non-adjustable resistors formed as one or more layers or coatings; Non-adjustable resistors made from powdered conducting material or powdered semi-conducting material with or without insulating material having positive temperature coefficient mainly consisting of non-metallic substances containing oxides or oxidic compounds, e.g. ferrites
- H01C7/025—Perovskites, e.g. titanates
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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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】
〔分野の概要〕
本発明は、自己制御型ヒーターや、温度センサ、赤外線
検出素子などに使用されるＢａＴｉＯ３を特徴とする特
性サーミスタ（以下ＰＴＣと略す）に関するものである
。
検出素子などに使用されるＢａＴｉＯ３を特徴とする特
性サーミスタ（以下ＰＴＣと略す）に関するものである
。
ＢａＴｉＯ３に希土類元素などを添加した磁器半導体が
ＰＴＣ特性を持つことがオランダのフィリップス社によ
り発見されたことに端を発し、現在では各種電子機器に
数多く実用化されている。いずれにしても実用化されて
いるものとして、ＰＴＣの顕著な特徴であるキューリー
点近傍に於ける抵抗の念増は、それをして前述の諸製品
に活用されるものであるが、粒界に形成されるバリアー
レイヤーに依り発現するといわれ、その構造は専ら焼結
法に頼っていた。そのため、素子それ自体に熱容量を持
ち、熱応答性が劣っていた。このため研磨加工に依り素
子の薄型化を図る努力がなされたが、加工が困難なこと
に加え満足な熱応答性を得るに至らなかった。
ＰＴＣ特性を持つことがオランダのフィリップス社によ
り発見されたことに端を発し、現在では各種電子機器に
数多く実用化されている。いずれにしても実用化されて
いるものとして、ＰＴＣの顕著な特徴であるキューリー
点近傍に於ける抵抗の念増は、それをして前述の諸製品
に活用されるものであるが、粒界に形成されるバリアー
レイヤーに依り発現するといわれ、その構造は専ら焼結
法に頼っていた。そのため、素子それ自体に熱容量を持
ち、熱応答性が劣っていた。このため研磨加工に依り素
子の薄型化を図る努力がなされたが、加工が困難なこと
に加え満足な熱応答性を得るに至らなかった。
更にＰＴＣの特性を発現するための必須成分や特性向上
のための添加物の一部は微量添加であるため、素子全体
に均一に添加するのが困難であり、特性のばらつきが非
常に大きいものとなっていた。
のための添加物の一部は微量添加であるため、素子全体
に均一に添加するのが困難であり、特性のばらつきが非
常に大きいものとなっていた。
毎発明は、薄型化することに依り熱応答性を向Ｉ″、す
せ、且つ多層化することに依り均一な特性を持つＰＴＣ
を提供するために、スパッタリング法、蒸着、ＣＶＤ法
などの薄膜成形により得ようとすることを目的とする。
せ、且つ多層化することに依り均一な特性を持つＰＴＣ
を提供するために、スパッタリング法、蒸着、ＣＶＤ法
などの薄膜成形により得ようとすることを目的とする。
熱応答性を向上させるためには、素子自体に熱容量を持
つことを抑える必要があり、そのためには素子は薄いこ
とが望ましい。しかしながら加工による薄型化には自ず
と限界があり、充分な薄さのものは得られにくく、得ら
れたとしても量産性の無い程に歩留りが悪い。
つことを抑える必要があり、そのためには素子は薄いこ
とが望ましい。しかしながら加工による薄型化には自ず
と限界があり、充分な薄さのものは得られにくく、得ら
れたとしても量産性の無い程に歩留りが悪い。
本発明は、素子をスパッタリングなどの薄膜法で作るこ
とに依り、容易に熱応答性の良好な素子を得るものであ
る。また、薄膜を多層構造にすることにより均一な添加
を促すだけでなく、添加物の種類、量の制御も容易にす
ることが出来、添加物を加えた混合ターゲットを用い、
単層で薄膜°素子を構成する場合と違い、添加量の制御
に困難を生ずることはない。即ち本発明は、 ■、化学式（Ｂａ＋ −ｚ Ａ ｚ ）Ｔｉｅ、 （但
しＡはＳｒ、 Ｐｂの一種または二種、χは０．３以下
）からなる主成分膜と、Ｂｉ、 Ｔａ、 Ｌａから選ば
れた一元素以上からなる半導体化膜とが、交互に積層し
て最上下面は必ず主成分膜とする多層構造としたことを
特徴とする特性サーミスタ。
とに依り、容易に熱応答性の良好な素子を得るものであ
る。また、薄膜を多層構造にすることにより均一な添加
を促すだけでなく、添加物の種類、量の制御も容易にす
ることが出来、添加物を加えた混合ターゲットを用い、
単層で薄膜°素子を構成する場合と違い、添加量の制御
に困難を生ずることはない。即ち本発明は、 ■、化学式（Ｂａ＋ −ｚ Ａ ｚ ）Ｔｉｅ、 （但
しＡはＳｒ、 Ｐｂの一種または二種、χは０．３以下
）からなる主成分膜と、Ｂｉ、 Ｔａ、 Ｌａから選ば
れた一元素以上からなる半導体化膜とが、交互に積層し
て最上下面は必ず主成分膜とする多層構造としたことを
特徴とする特性サーミスタ。
２、化学式（Ｂａ＋ −ｚ Ａ ｚ ）Ｔｉ０３（但し
ＡはＳｒ、 Ｐｂの一種または二種χ、は０．３以下）
からなる主成分膜と、Ｂｉ、 Ｔａ、 Ｌａから選ばれ
た一元素以上の元素からなる半導体化膜と、Ｍｎ、 Ｓ
ｔ、 Ｔｉ、 Ｓｒ、 Ｐｂの中から選ばれた一元素以
上の元素からなる第三との膜とが、順次積層して、最上
下面は必ず主成分膜とする多層構造としたことを特徴と
する特性サーミスタ。
ＡはＳｒ、 Ｐｂの一種または二種χ、は０．３以下）
からなる主成分膜と、Ｂｉ、 Ｔａ、 Ｌａから選ばれ
た一元素以上の元素からなる半導体化膜と、Ｍｎ、 Ｓ
ｔ、 Ｔｉ、 Ｓｒ、 Ｐｂの中から選ばれた一元素以
上の元素からなる第三との膜とが、順次積層して、最上
下面は必ず主成分膜とする多層構造としたことを特徴と
する特性サーミスタ。
３、 （Ｂａ＋−ｚＡｚ）Ｔｉ０３（０≦χ≦０．３
）で、Ａ ＝ Ｓｒ、 ｐｂのうち１元素または２元素
から成る主成分層と、Ｂｉ、 Ｔａ、 Ｌａのうち最低
１元素と、Ｍｎ、 Ｓｉ、 Ｔｉ、 Ｓｒ、 Ｐｂのう
ち任意の元素から成る添加物質が交互に積層され、多層
薄膜構造とし、８００℃ないし１２００℃の温度で熱処
理することを特徴とする特性サーミスタの製造方法であ
る。
）で、Ａ ＝ Ｓｒ、 ｐｂのうち１元素または２元素
から成る主成分層と、Ｂｉ、 Ｔａ、 Ｌａのうち最低
１元素と、Ｍｎ、 Ｓｉ、 Ｔｉ、 Ｓｒ、 Ｐｂのう
ち任意の元素から成る添加物質が交互に積層され、多層
薄膜構造とし、８００℃ないし１２００℃の温度で熱処
理することを特徴とする特性サーミスタの製造方法であ
る。
本発明の多層薄膜構造のＢａＴｉＯ３を主成分とするＰ
ＴＣの実施例を第１図に示し、組成を第１表に、温度特
性を第２図に示す。尚、図は、わかり易くするため３層
構造で示すが、暦数は第１表のように複数層であっても
ＰＴＣ特性は得られる。
ＴＣの実施例を第１図に示し、組成を第１表に、温度特
性を第２図に示す。尚、図は、わかり易くするため３層
構造で示すが、暦数は第１表のように複数層であっても
ＰＴＣ特性は得られる。
第１図に於て、基板１はアルミナの板で３５０℃に加熱
し、回転しながら表−１に示す組成の材料をＲＦスパッ
タリングで行ない、全体の膜厚は１ないし２μｍである
。なお、半導体化膜及び第３の膜の厚さは主成分膜の厚
さの大体十分の−とし、１５０ないし２００オングスト
ロームであった。このようにしてＰＴＣの膜を形成した
後に、膜上に同じくスパッタ法によりＮ１（５ａ）、
Ｐｔ（５ｂ）の２層電極を形成し、抵抗温度特性を測定
した。結果は、第２図の通りである。実施例に於て、多
層薄膜はＲＦスパッタリングに依って行ったが、蒸着や
、ＣＶＤなど他の薄膜形成法を用いても差しつかえない
。（Ｂａ＋−ｚＡｚ）Ｔｉ０３は、正特性サーミスタの
主成分であり、式中のＡ成分、Ｓｒ、 Ｐｂは抵抗急変
温度を変化させるためのシフターである。置換量χを０
≦χ≦０．３としたのは正特性サーミスタの抵抗急変温
度を大きく損なわずに温度シフト出来る範囲とするため
である。添加物層の成分中Ｂｉ、 Ｔａ、 Ｌａは前記
（Ｂａ１−ｚＡｚ）Ｔｉ０３を半導体化させるための必
須成分であり、実際の添加にはこのうち１成分でよい。
し、回転しながら表−１に示す組成の材料をＲＦスパッ
タリングで行ない、全体の膜厚は１ないし２μｍである
。なお、半導体化膜及び第３の膜の厚さは主成分膜の厚
さの大体十分の−とし、１５０ないし２００オングスト
ロームであった。このようにしてＰＴＣの膜を形成した
後に、膜上に同じくスパッタ法によりＮ１（５ａ）、
Ｐｔ（５ｂ）の２層電極を形成し、抵抗温度特性を測定
した。結果は、第２図の通りである。実施例に於て、多
層薄膜はＲＦスパッタリングに依って行ったが、蒸着や
、ＣＶＤなど他の薄膜形成法を用いても差しつかえない
。（Ｂａ＋−ｚＡｚ）Ｔｉ０３は、正特性サーミスタの
主成分であり、式中のＡ成分、Ｓｒ、 Ｐｂは抵抗急変
温度を変化させるためのシフターである。置換量χを０
≦χ≦０．３としたのは正特性サーミスタの抵抗急変温
度を大きく損なわずに温度シフト出来る範囲とするため
である。添加物層の成分中Ｂｉ、 Ｔａ、 Ｌａは前記
（Ｂａ１−ｚＡｚ）Ｔｉ０３を半導体化させるための必
須成分であり、実際の添加にはこのうち１成分でよい。
また、Ｍｎ、 ＳＬ、 Ｔｉは抵抗変化量の増加や特性
安定化のための任意配合成分である。Ｓｒ、 Ｐｂは前
記シフターで主成分層ではなく、添加物層で加えること
で添加量の制御が容易になる。添加物層の各成分は、金
属、酸化物、チタン酸塩などの状態で単体、若しくは複
合物、混合物で添加する。本実施例に於ては、半導体化
成分のＢｉ、 Ｔａ、 ＬａとＭｎは金属状態、ＳＬは
酸化物、ＴｉはＳｒ、 Ｐｂを添加物層で添加する場合
のチタン酸塩のかたちで添加した。全体の膜厚（電極層
を除く）は、１ないし２μｍであり、層数は多いほうが
好ましい。又、単層に較べ多層のほうが熱処理温度が低
くても粒成長等が促され易く、大気中に於て８００℃以
上１２００℃以下で１時間以上６時間の範囲で選択する
ことにより最適な成分の拡散、粒成長を行うことが出来
る。
安定化のための任意配合成分である。Ｓｒ、 Ｐｂは前
記シフターで主成分層ではなく、添加物層で加えること
で添加量の制御が容易になる。添加物層の各成分は、金
属、酸化物、チタン酸塩などの状態で単体、若しくは複
合物、混合物で添加する。本実施例に於ては、半導体化
成分のＢｉ、 Ｔａ、 ＬａとＭｎは金属状態、ＳＬは
酸化物、ＴｉはＳｒ、 Ｐｂを添加物層で添加する場合
のチタン酸塩のかたちで添加した。全体の膜厚（電極層
を除く）は、１ないし２μｍであり、層数は多いほうが
好ましい。又、単層に較べ多層のほうが熱処理温度が低
くても粒成長等が促され易く、大気中に於て８００℃以
上１２００℃以下で１時間以上６時間の範囲で選択する
ことにより最適な成分の拡散、粒成長を行うことが出来
る。
第１図に於て電極層はくし形であるが、必ずしもくし形
でなくてもさしつかえない。
でなくてもさしつかえない。
以下余白
〔発明の効果〕
以上のように薄膜多層構造とすることに依って、加工法
や印刷法より薄いものが歩留りよく得られるため、熱応
答性の優れた正特性サーミスタが添加物の制御に困難を
生じることなく得られる。
や印刷法より薄いものが歩留りよく得られるため、熱応
答性の優れた正特性サーミスタが添加物の制御に困難を
生じることなく得られる。
第１図は本発明による正特性感温素子の構成を模式的に
示した構造斜視図である。 第２図は、実施例の抵抗−温度特性を示した図である。 図中の数字は第１表のＮｏと対応している。 １・・・基板。 ２，４・・・主成分層。 ３・・・添加物層。 ５ａ、 ５ｂ・・・電極層
。 特許出願人 東北金属工業株式会社 第１図 第２図 湿層（′Ｃ） 平成１年１０月６日
示した構造斜視図である。 第２図は、実施例の抵抗−温度特性を示した図である。 図中の数字は第１表のＮｏと対応している。 １・・・基板。 ２，４・・・主成分層。 ３・・・添加物層。 ５ａ、 ５ｂ・・・電極層
。 特許出願人 東北金属工業株式会社 第１図 第２図 湿層（′Ｃ） 平成１年１０月６日
Claims (3)
- １．化学式（Ｂａ＿１−χＡχ）ＴｉＯ＿３（但しＡは
Ｓｒ，Ｐｂの一種または二種，χは０．３以下）からな
る主成分膜と、Ｂｉ，Ｔａ，Ｌａから選ばれた一元素以
上からなる半導体化膜とが、交互に積層して最上下面は
必ず主成分膜とする多層構造としたことを特徴とする正
特性サーミスタ。 - ２．化学式（Ｂａ＿１−χＡχ）ＴｏＯ＿３（但しＡは
Ｓｒ，Ｐｂの一種または二種，χは０．３以下）からな
る主成分膜と、Ｂｉ，Ｔａ，Ｌａから選ばれた一元素以
上の元素からなる半導体化膜と、Ｍｎ，Ｓｉ，Ｔｉ，Ｓ
ｒ，Ｐｂの中から選ばれた一元素以上の元素からなる第
三との膜とが、順次積層して、最上下面は必ず主成分膜
とする多層構造としたことを特徴とする正特性サーミス
タ。 - ３．（Ｂａ＿１−χＡχ）ＴｉＯ＿３（０≦χ≦０．３
）で、Ａ＝Ｓｒ，Ｐｂのうち１元素または２元素から成
る主成分層と、Ｂｉ，Ｔａ，Ｌａのうち最低１元素と、
Ｍｎ，Ｓｉ，Ｔｉ，Ｓｒ，Ｐｂのうち任意の元素から成
る添加物質が交互に積層され、多層薄膜構造とし、８０
０℃ないし１２００℃の温度で熱処理することを特徴と
する正特性サーミスタの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9878088A JPH0277102A (ja) | 1988-04-20 | 1988-04-20 | 正特性サーミスタ及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9878088A JPH0277102A (ja) | 1988-04-20 | 1988-04-20 | 正特性サーミスタ及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0277102A true JPH0277102A (ja) | 1990-03-16 |
Family
ID=14228884
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9878088A Pending JPH0277102A (ja) | 1988-04-20 | 1988-04-20 | 正特性サーミスタ及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0277102A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02156503A (ja) * | 1988-12-08 | 1990-06-15 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Ｐｔｃサーミスタ薄膜の製造方法 |
| US6462643B1 (en) | 1998-02-16 | 2002-10-08 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | PTC thermistor element and method for producing the same |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5175992A (ja) * | 1974-12-26 | 1976-06-30 | Matsushita Electric Works Ltd | Kannetsusoshi |
| JPS5187795A (ja) * | 1975-01-30 | 1976-07-31 | Makoto Kuwabara | Chitansanbariumukeihandotaijikihimakunoseiho |
| JPS60244563A (ja) * | 1984-05-18 | 1985-12-04 | Olympus Optical Co Ltd | サ−マルヘツド |
-
1988
- 1988-04-20 JP JP9878088A patent/JPH0277102A/ja active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5175992A (ja) * | 1974-12-26 | 1976-06-30 | Matsushita Electric Works Ltd | Kannetsusoshi |
| JPS5187795A (ja) * | 1975-01-30 | 1976-07-31 | Makoto Kuwabara | Chitansanbariumukeihandotaijikihimakunoseiho |
| JPS60244563A (ja) * | 1984-05-18 | 1985-12-04 | Olympus Optical Co Ltd | サ−マルヘツド |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02156503A (ja) * | 1988-12-08 | 1990-06-15 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Ｐｔｃサーミスタ薄膜の製造方法 |
| US6462643B1 (en) | 1998-02-16 | 2002-10-08 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | PTC thermistor element and method for producing the same |
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