JPH03239302A - 磁器半導体素子及び磁器半導体素子の製造方法 - Google Patents
磁器半導体素子及び磁器半導体素子の製造方法Info
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- JPH03239302A JPH03239302A JP2035249A JP3524990A JPH03239302A JP H03239302 A JPH03239302 A JP H03239302A JP 2035249 A JP2035249 A JP 2035249A JP 3524990 A JP3524990 A JP 3524990A JP H03239302 A JPH03239302 A JP H03239302A
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Landscapes
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- 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】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、例えば正特性サーミスタ、負特性サーミスタ
またはバリスタ等の磁器半導体を利用した素子及びその
製造方法に関し、特に、電極構造及び電極形成方法が改
良された磁器半導体素子及びその製造方法に関する。
またはバリスタ等の磁器半導体を利用した素子及びその
製造方法に関し、特に、電極構造及び電極形成方法が改
良された磁器半導体素子及びその製造方法に関する。
従来より、磁器半導体素子に形成する電極としては、以
下のような種々のものがあった。
下のような種々のものがあった。
（ａ）磁器半導体上にＮｉまたはＣｕ等をめっきするこ
とにより構成された電極。
とにより構成された電極。
（ｂ）上記（ａ）で形成されためっき膜上にＡｇ等の貴
金属ペーストを塗布し焼き付けることにより形成された
電極。
金属ペーストを塗布し焼き付けることにより形成された
電極。
（Ｃ）例えばガリウムのようなオーミック性の金属また
はその合金を含む導電性ペーストを磁器半導体上に直接
焼き付けて構成された電極。
はその合金を含む導電性ペーストを磁器半導体上に直接
焼き付けて構成された電極。
（ｄ）磁器半導体上に／ｌまたはＮｉ等の金属を溶射す
ることにより構成された電極。
ることにより構成された電極。
＜ｅ＞ｍ器半導体上にＮｉ等の金属をスパッタリングす
ることにより形成された電極。
ることにより形成された電極。
〔発明が解決しようとする技術的課題〕しかしながら、
上述した（ａ）〜（ｅ）の種々の電極には、それぞれ、
以下のような欠点があっ（ａ）のめっき膜により形成さ
れた電極では、めっき液中のイオンが磁器半導体素子内
に浸透し、特性、特に耐電圧特性を劣化させるという問
題があった。また、めっき法では厚みの厚い電極を形成
することが難しく、従って大電流に耐え得る電極を形成
することができなかった。また、十分な長さの寿命を実
現することもできなかった。
上述した（ａ）〜（ｅ）の種々の電極には、それぞれ、
以下のような欠点があっ（ａ）のめっき膜により形成さ
れた電極では、めっき液中のイオンが磁器半導体素子内
に浸透し、特性、特に耐電圧特性を劣化させるという問
題があった。また、めっき法では厚みの厚い電極を形成
することが難しく、従って大電流に耐え得る電極を形成
することができなかった。また、十分な長さの寿命を実
現することもできなかった。
（ｂ）のめっき膜と責金属ペーストを焼きＩすけた膜と
からなる電極では、（ａ）の電極における電流容量及び
寿命特性の問題は改善される。しかしながら、めっき液
中のイオンが磁器半導体中に浸透し、それによって耐電
圧特性が劣化するという問題が残る。
からなる電極では、（ａ）の電極における電流容量及び
寿命特性の問題は改善される。しかしながら、めっき液
中のイオンが磁器半導体中に浸透し、それによって耐電
圧特性が劣化するという問題が残る。
（ｃ）のオー逅ツク性金属を焼き付＋Ｊた電極では、磁
器半導体とのオーミック接触が安定セす、かつ寿命特性
も十分でないという問題がある。
器半導体とのオーミック接触が安定セす、かつ寿命特性
も十分でないという問題がある。
（ｄ）の溶射金属膜からなる電極では、電極膜と磁器半
導体との密着強度が十分でないという問題があった。
導体との密着強度が十分でないという問題があった。
また、（ｅ）のスパッタリングにより形成された電極で
は、厚みの厚い電極を形成することが難しく、厚みの厚
い電極を形成しようとすれば非常に高価なものになる。
は、厚みの厚い電極を形成することが難しく、厚みの厚
い電極を形成しようとすれば非常に高価なものになる。
よって、大電流に耐え得る電極を形成することが難しい
９ 本発明の目的は、上述したような従来技術の種々の欠点
を解消し得る電極構造を有する磁器半導体素子及びその
製造方法を提供することにある。
９ 本発明の目的は、上述したような従来技術の種々の欠点
を解消し得る電極構造を有する磁器半導体素子及びその
製造方法を提供することにある。
〔技術的課題を解決するための手段及び作用〕本発明の
磁器半導体素子は、磁器半導体上に、Ｃｒよりなるスパ
ッタリング被膜と、該スパッタリング被膜上に形成され
る蒸着金属板との積層膜よりなる電極が構成されている
ことを特徴とする。
磁器半導体素子は、磁器半導体上に、Ｃｒよりなるスパ
ッタリング被膜と、該スパッタリング被膜上に形成され
る蒸着金属板との積層膜よりなる電極が構成されている
ことを特徴とする。
また、本発明の磁器半導体素子の製造方法は、磁器半導
体上に、真空系内でＣｒをスパッタリングすることによ
りスパッタリング被膜を形成し、次に同一・真空系内で
減圧雰囲気を保ったまま金属を蒸着することにより５．
Ｌ記スパッタリング被膜上に蒸着金属膜を形成し、積層
膜よりなる電極を形成することを特徴とする。
体上に、真空系内でＣｒをスパッタリングすることによ
りスパッタリング被膜を形成し、次に同一・真空系内で
減圧雰囲気を保ったまま金属を蒸着することにより５．
Ｌ記スパッタリング被膜上に蒸着金属膜を形成し、積層
膜よりなる電極を形成することを特徴とする。
本発明において、ｔＢ磁器半導体上Ｃｒよりなるスパッ
タリング被膜を先に形成するのは、Ｃｒが磁器半導体と
の密着強度に優れ、かつ良好なオーミック接触が得られ
るからである。また、スパッタリング法によれば、めっ
き法、溶射または蒸着等の他の金属膜形成方法に比べて
強い密着強度が得られるからである。
タリング被膜を先に形成するのは、Ｃｒが磁器半導体と
の密着強度に優れ、かつ良好なオーミック接触が得られ
るからである。また、スパッタリング法によれば、めっ
き法、溶射または蒸着等の他の金属膜形成方法に比べて
強い密着強度が得られるからである。
本発明では、上記の理由により、磁器半導体上に、Ｃｒ
よりなるスパッタリング被膜が形成されており、それに
よって磁器半導体との良好なオーミック接触及び高い密
着強度が実現されている。
よりなるスパッタリング被膜が形成されており、それに
よって磁器半導体との良好なオーミック接触及び高い密
着強度が実現されている。
しかしながら、従来技術の説明の項で記載したように、
スバ・ンタリング法により厚みの厚い電極を形成するこ
とは難しく、従って電流容量の高い電極を構成すること
は困難である。そこで、本発明では、スパッタリングに
より形成された第−層のスパッタリング被膜上に、蒸着
により蒸着金属膜が形成されている。蒸着法によれば、
成膜速度が速いため厚みの厚い膜を形成することが容易
である。従って、蒸着金属膜をスパッタリング被膜に積
層して形成することにより、電流容量の高い電極を構成
することができる。
スバ・ンタリング法により厚みの厚い電極を形成するこ
とは難しく、従って電流容量の高い電極を構成すること
は困難である。そこで、本発明では、スパッタリングに
より形成された第−層のスパッタリング被膜上に、蒸着
により蒸着金属膜が形成されている。蒸着法によれば、
成膜速度が速いため厚みの厚い膜を形成することが容易
である。従って、蒸着金属膜をスパッタリング被膜に積
層して形成することにより、電流容量の高い電極を構成
することができる。
すなわち、本発明は、スパッタリング被膜と落着金属膜
との積層膜により電極を形成することによす１．スパッ
タリング法及び蒸着法により形成される電極の双方の長
所を併せ持つ電極を形成したことに特徴を有する。
との積層膜により電極を形成することによす１．スパッ
タリング法及び蒸着法により形成される電極の双方の長
所を併せ持つ電極を形成したことに特徴を有する。
なお、第二層目に、従来技４＋ｉ （ａ ）の金属ペー
ストを焼き付ける方法を採用した場合には、ペースト焼
き付は温度が約５００ ’Ｃ以にであるため、Ｃｒが酸
化し、電極抵抗が高くなる。従って、素子全体としての
特性が劣化するおそれがある。
ストを焼き付ける方法を採用した場合には、ペースト焼
き付は温度が約５００ ’Ｃ以にであるため、Ｃｒが酸
化し、電極抵抗が高くなる。従って、素子全体としての
特性が劣化するおそれがある。
本発明の製造方法では、上記Ｃｒのスノ＜、タリング及
び蒸着が、同一真空系内で減圧雰囲気を保ったまま行わ
れる。これを第１図を参照して説明する。
び蒸着が、同一真空系内で減圧雰囲気を保ったまま行わ
れる。これを第１図を参照して説明する。
第１図において、１は真空系を示し、該真空系１内は減
圧雰囲気に保たれている。真空系ｌの素子投入口１ａ側
から、図示の矢印で示すように、磁器半導体素子を構成
するための磁器半導体装置ント２が順次投入されてくる
。なお、３は開閉可能なシャッターを示す。真空系１内
では、磁器半導体ユニット２に、まずスパッタリングに
よりＣｒよりなるスパッタリング被膜が形成される。４
は、スパッタリングに際して用いられるＣｒ＆こより構
成された陰極である。
圧雰囲気に保たれている。真空系ｌの素子投入口１ａ側
から、図示の矢印で示すように、磁器半導体素子を構成
するための磁器半導体装置ント２が順次投入されてくる
。なお、３は開閉可能なシャッターを示す。真空系１内
では、磁器半導体ユニット２に、まずスパッタリングに
よりＣｒよりなるスパッタリング被膜が形成される。４
は、スパッタリングに際して用いられるＣｒ＆こより構
成された陰極である。
次に、スパッタリング被膜が形成された磁器半導体ユニ
ット２は、図示の矢印Ａに示す方向に真空系１内で移動
され、蒸着装置５により蒸着金属膜がスパッタリング被
膜上に形成される。蒸着装置５は、蒸着用熱源５ａ及び
例えばＡｇのような蒸着源５ｂとを有する。
ット２は、図示の矢印Ａに示す方向に真空系１内で移動
され、蒸着装置５により蒸着金属膜がスパッタリング被
膜上に形成される。蒸着装置５は、蒸着用熱源５ａ及び
例えばＡｇのような蒸着源５ｂとを有する。
蒸着により蒸着金属膜が構成された後、シャンク−６を
経て真空系１外に電極が形成された磁器半導体素子７が
排出される。
経て真空系１外に電極が形成された磁器半導体素子７が
排出される。
上記のように同−真空系１内において、スパッタリング
及び蒸着が減圧雰囲気を保ったまま順次行われる。この
ように、同一真空系内でスパッタリングと蒸着を行うに
は以下の理由による。
及び蒸着が減圧雰囲気を保ったまま順次行われる。この
ように、同一真空系内でスパッタリングと蒸着を行うに
は以下の理由による。
すなわち、スパックリングにまり形成されるＣｒ被膜は
非常に酸化され易く、空気中に放置されると直ちに表面
に酸化被膜が形成される。この酸化被膜が形成された場
合、Ｃｒスパッタリング被膜のぬれ性が低下し、スパッ
タリング被膜と後で形成される蒸着金属膜との間の密着
強度が低下する。
非常に酸化され易く、空気中に放置されると直ちに表面
に酸化被膜が形成される。この酸化被膜が形成された場
合、Ｃｒスパッタリング被膜のぬれ性が低下し、スパッ
タリング被膜と後で形成される蒸着金属膜との間の密着
強度が低下する。
Ｃｒスパッタリングの酸化を防止するには、スパッタリ
ング後、Ｃｒが酸化するまでの間に蒸着を行えばよい。
ング後、Ｃｒが酸化するまでの間に蒸着を行えばよい。
しかしながら、スパッタリングを行った後に一度大気中
に放置した場合には、大気中に放置される時間や周囲の
温度及び湿度等の影響で、Ｃｒスパッタリング被膜表面
の性状にばらつきが生し易くなる。従って、本発明では
、スパッタリングと蒸着とを同−真空系１内で行うこと
により、Ｃｒスパッタリング被膜の酸化を確実に防止し
、それによって表面酸化による密着強度の低下のおそれ
を解消している。
に放置した場合には、大気中に放置される時間や周囲の
温度及び湿度等の影響で、Ｃｒスパッタリング被膜表面
の性状にばらつきが生し易くなる。従って、本発明では
、スパッタリングと蒸着とを同−真空系１内で行うこと
により、Ｃｒスパッタリング被膜の酸化を確実に防止し
、それによって表面酸化による密着強度の低下のおそれ
を解消している。
上記正特性サーミスタとして機能し得るチタン酸バリウ
ム系半導体磁器よりなる磁器半導体板」ニに、Ｃｒを０
．２μｍの厚みにスパックリングにより形成し、同一真
空系内でスパッタリング被膜」二にＡｇを１０μｍの厚
みに蒸着し、積層膜よりなる電極が構成された実施例の
磁器半導体素子を得た。
ム系半導体磁器よりなる磁器半導体板」ニに、Ｃｒを０
．２μｍの厚みにスパックリングにより形成し、同一真
空系内でスパッタリング被膜」二にＡｇを１０μｍの厚
みに蒸着し、積層膜よりなる電極が構成された実施例の
磁器半導体素子を得た。
この磁器半導体素子の電極の特性を、第１表に示す。比
較のために、同しくチタン酸バリウム系半導体磁器より
なる磁器半導体板上に下記の４種の材料及び方法により
電極を形成し、特性を測定した。
較のために、同しくチタン酸バリウム系半導体磁器より
なる磁器半導体板上に下記の４種の材料及び方法により
電極を形成し、特性を測定した。
比較例１・・・Ｎｉを１．５μｍの厚みに無電解めっき
することにより電極を形成した素子。すなわち、従来例
（ａ）に相当するもの。
することにより電極を形成した素子。すなわち、従来例
（ａ）に相当するもの。
比較例２・・・Ｎｉを１．５ｆＩｍの厚みに無電解めっ
きし、Ｎｉめっき層の上にＡｇペーストを４．０１１ｍ
の厚みとなるように焼き付けて電極を形成した素子。
きし、Ｎｉめっき層の上にＡｇペーストを４．０１１ｍ
の厚みとなるように焼き付けて電極を形成した素子。
比較例３・・・Ａｇ−Ｇａ合金を含むペーストを焼き付
けて６．０μｍの厚みの電極を有する素子。
けて６．０μｍの厚みの電極を有する素子。
比較例４・・・Ａｇを８．０μｍの厚みに溶射すること
により形成された電極を有する素子。
により形成された電極を有する素子。
また、電極を形成する前のＰＴＣ素体の両面にＩｎ−Ｇ
ａペーストを塗布・乾燥さセたものを用意し、その特性
すなわち素体の特性を測定し、第１表に示した。
ａペーストを塗布・乾燥さセたものを用意し、その特性
すなわち素体の特性を測定し、第１表に示した。
豊比毘員寿迭
第１表中の各特性項目は、以下の要領により測定したも
のである。
のである。
（イ）抵抗値
磁器半導体素子（直径７（１）、厚さ１（１））の両生
表面に形成された電極間の抵抗値を測定した。
表面に形成された電極間の抵抗値を測定した。
（ロ）リード線引つり強度
形成された電極にはんだメツキされたＣｕ線よりなる直
径０．５−のリード線をはんだ付けし、その電極面と垂
直な方向にリード線を引張り、リード線が素子から外れ
た場合の強度を測定した。
径０．５−のリード線をはんだ付けし、その電極面と垂
直な方向にリード線を引張り、リード線が素子から外れ
た場合の強度を測定した。
（ハ）静耐圧
用意された実施例及び各比較例の磁器半導体素子の両主
面の電極間の耐電圧を測定した。
面の電極間の耐電圧を測定した。
（ニ）パルス耐圧
このパルス耐圧は電流容量と等価なものであり、測定は
、次の条件で行った。
、次の条件で行った。
パルス電圧を５秒間磁器半導体素子に印加した後、電圧
が印加されて発熱した磁器半導体素子を十分に冷却する
というサイクルを、磁器半導体素子が破壊するまで繰り
返すことによって行い、磁器半導体素子が破壊したとき
のパルス電圧を測定し、パルス耐圧とした。なお、印加
するパルス電圧は１サイクルごとに上げるようにした。
が印加されて発熱した磁器半導体素子を十分に冷却する
というサイクルを、磁器半導体素子が破壊するまで繰り
返すことによって行い、磁器半導体素子が破壊したとき
のパルス電圧を測定し、パルス耐圧とした。なお、印加
するパルス電圧は１サイクルごとに上げるようにした。
（ホ）寿命試験
寿命試験は、直流８００ｍＡの電流を１０００時間連続
通電した前後の抵抗値の変化率を測定することにより行
った。
通電した前後の抵抗値の変化率を測定することにより行
った。
（以下、余白）
第
表
第１表から明らかなように、実施例では、リード線引張
り強度に優れ、すなわち電極と磁器半導体との密着強度
に優れた電極が形成されていることがわかる。また、素
子の耐圧や寿命試験においても、各比較例の電極をイ１
−する磁器半導体素子に比べて優れた特性を示している
ことがわかる。
り強度に優れ、すなわち電極と磁器半導体との密着強度
に優れた電極が形成されていることがわかる。また、素
子の耐圧や寿命試験においても、各比較例の電極をイ１
−する磁器半導体素子に比べて優れた特性を示している
ことがわかる。
〔発明の効果）
１
＝１２
本発明によれば、磁器半導体素子の電極がＣｒスパッタ
リング被膜と該スパッタリング被膜上に形成された蒸着
金属膜との積層膜により構成されているので、電流容量
特性、耐圧及び寿命特性εこ優れた磁器半導体素子を提
供することが可能となる。
リング被膜と該スパッタリング被膜上に形成された蒸着
金属膜との積層膜により構成されているので、電流容量
特性、耐圧及び寿命特性εこ優れた磁器半導体素子を提
供することが可能となる。
第１図は本発明の製造方法を説明するための模式的断面
図である。 図において、１は真空系、２は磁器半導体ユニット、４
はＣｒよりなる陰極、５は蒸着装置を示す。
図である。 図において、１は真空系、２は磁器半導体ユニット、４
はＣｒよりなる陰極、５は蒸着装置を示す。
Claims (2)
- （１）磁器半導体上に、Ｃｒよりなるスパッタリング被
膜と、該スパッタリング被膜上に形成された蒸着金属膜
との積層膜よりなる電極が構成されていることを特徴と
する磁器半導体素子。 - （２）磁器半導体上に、真空系内でＣｒをスパッタリン
グすることによりスパッタリング被膜を形成し、次に同
一真空系内で減圧雰囲気を維持したまま金属を蒸着する
ことにより、前記スパッタリング被膜上に蒸着金属膜を
形成し、積層膜よりなる電極を形成することを特徴とす
る磁器半導体素子の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2035249A JPH03239302A (ja) | 1990-02-16 | 1990-02-16 | 磁器半導体素子及び磁器半導体素子の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2035249A JPH03239302A (ja) | 1990-02-16 | 1990-02-16 | 磁器半導体素子及び磁器半導体素子の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03239302A true JPH03239302A (ja) | 1991-10-24 |
Family
ID=12436559
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2035249A Pending JPH03239302A (ja) | 1990-02-16 | 1990-02-16 | 磁器半導体素子及び磁器半導体素子の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03239302A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009096333A1 (ja) * | 2008-01-29 | 2009-08-06 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | チップ型半導体セラミック電子部品 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01287902A (ja) * | 1988-05-13 | 1989-11-20 | Murata Mfg Co Ltd | 正特性サーミスタ |
-
1990
- 1990-02-16 JP JP2035249A patent/JPH03239302A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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