JPS6242578A - 非線形抵抗素子及びその製造方法 - Google Patents
非線形抵抗素子及びその製造方法Info
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- JPS6242578A JPS6242578A JP60182069A JP18206985A JPS6242578A JP S6242578 A JPS6242578 A JP S6242578A JP 60182069 A JP60182069 A JP 60182069A JP 18206985 A JP18206985 A JP 18206985A JP S6242578 A JPS6242578 A JP S6242578A
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- H10N70/8833—Binary metal oxides, e.g. TaOx
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- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Liquid Crystal (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。
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Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は、導電性スイッチングのような機能を備えた非
線形抵抗素子に関するものである。
線形抵抗素子に関するものである。
従来の技術
導電性スイッチングを行うような非線形抵抗素子はオポ
ニック(OVONIC)素子として知られ、主にカルコ
ゲン元素からなる非晶質半導体をその材料として用いる
。また、遷移金属の酸化物においてもこれと同様な電気
的性質の見られることが知られ、ヘマタイト、マグネタ
イト、ニッケルフェライト、ニッケル亜鉛フェライト、
酸化ニッケルなどが報告されている。これら従来の非線
形抵抗素子では、材料が薄膜や焼結体の形で利用されて
いるが、閾値電圧の低さなどの点から薄膜で構成するの
が有利であり、比較的安定な特性を示す非晶質半導体の
素子ではほとんどが薄膜型である。
ニック(OVONIC)素子として知られ、主にカルコ
ゲン元素からなる非晶質半導体をその材料として用いる
。また、遷移金属の酸化物においてもこれと同様な電気
的性質の見られることが知られ、ヘマタイト、マグネタ
イト、ニッケルフェライト、ニッケル亜鉛フェライト、
酸化ニッケルなどが報告されている。これら従来の非線
形抵抗素子では、材料が薄膜や焼結体の形で利用されて
いるが、閾値電圧の低さなどの点から薄膜で構成するの
が有利であり、比較的安定な特性を示す非晶質半導体の
素子ではほとんどが薄膜型である。
これの基本的な構造を第2図と第3図に示す。
なお、図において1は基本、2はアクティブ層、3.4
は電極である。
は電極である。
このように、形成した膜を膜厚の方向で使用するサンド
イッチ型(第2図)と、膜をその表面方向で使用するプ
レーナ型(第3図)に分けることができる。いずれの場
合も、アクティブ層は真空蒸着やスパッタで形成される
のが普通である。
イッチ型(第2図)と、膜をその表面方向で使用するプ
レーナ型(第3図)に分けることができる。いずれの場
合も、アクティブ層は真空蒸着やスパッタで形成される
のが普通である。
発明が解決しようとする問題点
前述のように、従来のスイッチング特性を示す非線形抵
抗素子ではそのアクティブ層を真空法で形成するため、
製造上の歩留や生産性において不利であるばかりでなく
、例えば非常に大きな基体上に素子を構成する必要のあ
るような用途に対してはコストが高くなるなどの理由で
これに対応することができない。
抗素子ではそのアクティブ層を真空法で形成するため、
製造上の歩留や生産性において不利であるばかりでなく
、例えば非常に大きな基体上に素子を構成する必要のあ
るような用途に対してはコストが高くなるなどの理由で
これに対応することができない。
本発明の目的は、このような問題点を解決したスイッチ
ング特性を持つ非線形抵抗素子とその製造方法を提供し
、これらの素子を生産性良く安価に製造できるようにす
ることである。
ング特性を持つ非線形抵抗素子とその製造方法を提供し
、これらの素子を生産性良く安価に製造できるようにす
ることである。
問題点を解決するための手段
上記目的を達成するため本発明では、アクティブ層を形
成するのに金属化合物の溶液の塗布、熱分解という手法
を取入れた。金属化合物としては、適当な溶媒に溶け、
溶液を塗布乾燥した時に膜状になるものであればよく、
例えば硝酸塩などの無機酸塩、酢酸塩などの有機酸塩、
錯体および金属にアルキル基の付いた有機金属などを用
いることができる。このような方法で薄膜を形成できる
化合物は多いが、発明者らはこのなかからスイッチング
特性を呈する化合物として酸化マンガン、酸化コバルト
および酸化スズの混合物を見出し、これをアクティブ層
に用いた。
成するのに金属化合物の溶液の塗布、熱分解という手法
を取入れた。金属化合物としては、適当な溶媒に溶け、
溶液を塗布乾燥した時に膜状になるものであればよく、
例えば硝酸塩などの無機酸塩、酢酸塩などの有機酸塩、
錯体および金属にアルキル基の付いた有機金属などを用
いることができる。このような方法で薄膜を形成できる
化合物は多いが、発明者らはこのなかからスイッチング
特性を呈する化合物として酸化マンガン、酸化コバルト
および酸化スズの混合物を見出し、これをアクティブ層
に用いた。
作用
酸化マンガン、酸化コバルトおよび酸化スズの混合物薄
膜は、マンガン、コバルトおよびスズの化合物を溶媒に
混合溶解して基体上に塗布、熱分解させることにより容
易に得ることができる。この際、化合物と溶媒の組合せ
を適当に考慮することにより非常に安定な溶液とするこ
とができ、インキとして長期間の保存が可能である。こ
のような形成法の導入により、ディップ、スプレー、印
刷などの工法を用いることができるため、大面積にわた
り均一な膜を生産性良く安価に製造することができる。
膜は、マンガン、コバルトおよびスズの化合物を溶媒に
混合溶解して基体上に塗布、熱分解させることにより容
易に得ることができる。この際、化合物と溶媒の組合せ
を適当に考慮することにより非常に安定な溶液とするこ
とができ、インキとして長期間の保存が可能である。こ
のような形成法の導入により、ディップ、スプレー、印
刷などの工法を用いることができるため、大面積にわた
り均一な膜を生産性良く安価に製造することができる。
また、熱分解によって得られた薄膜は、その膜厚、電極
間距離2組成などに依存して閾値電圧や維持電流が変化
するスイッチング特性を示し、この特性の安定性は非常
に良好である。
間距離2組成などに依存して閾値電圧や維持電流が変化
するスイッチング特性を示し、この特性の安定性は非常
に良好である。
実施例
以下に実施例をあげて本発明を説明する。
(実施例1)
第2図に示したサンドイッチ型の素子を作るため、第1
表に示すような組成で酸化マンガン、酸化コバルトおよ
び酸化スズの混合物薄膜形成用塗布液を調製した。マン
ガン、コバルトおよびスズの化合物として、成膜の非常
に容易な2−エチルへキサン酸塩を使用し、溶媒はメチ
ルインブチルケトンを使用した。電極として金の薄膜を
形成したガラス基板上にこれら塗布液をスピンコードし
たのち常温で乾燥し、大気中560°Cで60分間加熱
焼成してアクティブ層を形成し、さらにこの薄膜上に金
の薄膜を形成した。これらの素子の電圧印加時のI−v
特性をカーブトレーサーで測定すると、第1図に示した
ようなI−V曲線が得られる。測定結果を第1表中に示
すが、この表では第1図におけるvth (閾値電圧)
と”th(閾値電流)及びvh(維持電圧)とXh(維
持電流)を数値として示した。これらの値はすべて50
H2の周波数で掃引した時の数値である。また、アクテ
ィブ層の厚みは、この薄膜の一部をエツチングして段差
を形成し、接触式の表面粗さ計で測定したものである。
表に示すような組成で酸化マンガン、酸化コバルトおよ
び酸化スズの混合物薄膜形成用塗布液を調製した。マン
ガン、コバルトおよびスズの化合物として、成膜の非常
に容易な2−エチルへキサン酸塩を使用し、溶媒はメチ
ルインブチルケトンを使用した。電極として金の薄膜を
形成したガラス基板上にこれら塗布液をスピンコードし
たのち常温で乾燥し、大気中560°Cで60分間加熱
焼成してアクティブ層を形成し、さらにこの薄膜上に金
の薄膜を形成した。これらの素子の電圧印加時のI−v
特性をカーブトレーサーで測定すると、第1図に示した
ようなI−V曲線が得られる。測定結果を第1表中に示
すが、この表では第1図におけるvth (閾値電圧)
と”th(閾値電流)及びvh(維持電圧)とXh(維
持電流)を数値として示した。これらの値はすべて50
H2の周波数で掃引した時の数値である。また、アクテ
ィブ層の厚みは、この薄膜の一部をエツチングして段差
を形成し、接触式の表面粗さ計で測定したものである。
さらに、これら素子に対し、5)IZで±15Vの調波
を印加し特性の安定性を調べたところ、いずれにおいて
も連続で10日間(4oO万回以上のスイッチングに相
当する)の動作を行わせた後でも、第1表に示した数値
に±6%以上の変動は認められず、その特性の安定性は
実用上充分であると考えられた。
を印加し特性の安定性を調べたところ、いずれにおいて
も連続で10日間(4oO万回以上のスイッチングに相
当する)の動作を行わせた後でも、第1表に示した数値
に±6%以上の変動は認められず、その特性の安定性は
実用上充分であると考えられた。
(以下金 白)
(実施例2)
実施例1と同様な組成の塗布液を用い、電極をスズをド
ープした酸化インジウム薄膜に置換えてサンドインチ型
の素子を構成した。電極以外の作成方法は、実施例1と
まったく同様である。これらのI−V特性をカーブトレ
ーサで測定すると、同様に第1図のようなI−V曲線が
得られ、この結果を第2表に示す。表中のサンプルfは
第1表のそれに対応し、同一のfのものは同じ塗布液で
アクティブ層を形成したことを示す。掃引周波数は50
H2である。この表から、若干の変動はあるがほぼ実施
例1と同じ結果の得られることが分る。また、実施例1
と同様な安定性の試験を行い、これらにおいても約40
0万回以上のスイッチングの後でも特性は安定している
ことを確認した。
ープした酸化インジウム薄膜に置換えてサンドインチ型
の素子を構成した。電極以外の作成方法は、実施例1と
まったく同様である。これらのI−V特性をカーブトレ
ーサで測定すると、同様に第1図のようなI−V曲線が
得られ、この結果を第2表に示す。表中のサンプルfは
第1表のそれに対応し、同一のfのものは同じ塗布液で
アクティブ層を形成したことを示す。掃引周波数は50
H2である。この表から、若干の変動はあるがほぼ実施
例1と同じ結果の得られることが分る。また、実施例1
と同様な安定性の試験を行い、これらにおいても約40
0万回以上のスイッチングの後でも特性は安定している
ことを確認した。
(実施例3)
ガラス基板上に金の薄膜を形成し、この薄膜を一部エッ
チングして幅が数十μの間隙を設け、これによって隔て
られた金薄膜を電極とし、この上に実施例1と同様の塗
布液を用いてアクティブ層を形成した。その形成条件は
実施例1と同様である。このようにして第3図に示した
ブレーナ型の素子を作成した。これらに直流電圧を印加
し、I−■特性を測定すると実施例1や2と同様に第1
図に示したようなI−V曲線が得られた。この結果を第
3表に示す。同様にサンプルfは実施例1のfに対応す
る。サンドイッチ型素子に比べ電極間間隔が大きいこと
に対応して閾値電圧が増大していることが分る。これら
においても特性の安定性は実用上充分であることを確認
した。
チングして幅が数十μの間隙を設け、これによって隔て
られた金薄膜を電極とし、この上に実施例1と同様の塗
布液を用いてアクティブ層を形成した。その形成条件は
実施例1と同様である。このようにして第3図に示した
ブレーナ型の素子を作成した。これらに直流電圧を印加
し、I−■特性を測定すると実施例1や2と同様に第1
図に示したようなI−V曲線が得られた。この結果を第
3表に示す。同様にサンプルfは実施例1のfに対応す
る。サンドイッチ型素子に比べ電極間間隔が大きいこと
に対応して閾値電圧が増大していることが分る。これら
においても特性の安定性は実用上充分であることを確認
した。
(以 下金 白)
(実施例4)
直径I mWのステンレス線を実施例1の&8の塗布液
中に浸漬し、約sIIg/seaの速度で引きあげたの
ち乾燥し、600′Cで90分間加熱焼成して、ステン
レス線表iKf!2化マンガン、酸化コノくルトおよび
酸化スズの混合物薄膜を形成し、さらにこの膜表面に銀
電極を形成して素子を構成した。このものでは掃引周波
数csoHzにおいてVthが11−A V、 Ith
カ0.611A 、”ihカ5.aV、 xhが3.8
m人の、実施例1〜3と同様なスイッチング特性が見ら
れた。
中に浸漬し、約sIIg/seaの速度で引きあげたの
ち乾燥し、600′Cで90分間加熱焼成して、ステン
レス線表iKf!2化マンガン、酸化コノくルトおよび
酸化スズの混合物薄膜を形成し、さらにこの膜表面に銀
電極を形成して素子を構成した。このものでは掃引周波
数csoHzにおいてVthが11−A V、 Ith
カ0.611A 、”ihカ5.aV、 xhが3.8
m人の、実施例1〜3と同様なスイッチング特性が見ら
れた。
なお、本実施例1〜4では、用いた基体と電極材料の耐
熱性の点から焼成温度はSOO〜550°Cで行ったが
、例えばアルミナなどの耐熱性のある基体を用いる際に
はこの温度を基体の耐熱温度まで上げることができる。
熱性の点から焼成温度はSOO〜550°Cで行ったが
、例えばアルミナなどの耐熱性のある基体を用いる際に
はこの温度を基体の耐熱温度まで上げることができる。
用いる化合物についても、硝酸塩、硫酸塩などの無機酸
塩、酢酸塩などの有機酸塩、錯塩、金属アルコ°キシド
などで適当な溶媒に溶解するものであれば、支障なく使
用することができる。また、電極材料としては本実施例
以外の銅、アルミニウム、亜鉛などの金属や、スズ酸カ
ドミウム、アンチモンをドープした酸化スズなどの導電
性酸化物、あるいはカーボンなども使用することができ
る。
塩、酢酸塩などの有機酸塩、錯塩、金属アルコ°キシド
などで適当な溶媒に溶解するものであれば、支障なく使
用することができる。また、電極材料としては本実施例
以外の銅、アルミニウム、亜鉛などの金属や、スズ酸カ
ドミウム、アンチモンをドープした酸化スズなどの導電
性酸化物、あるいはカーボンなども使用することができ
る。
発明の効果
以上のように本発明の非線形抵抗素子は、酸化マンガン
、酸化コバルトおよび酸化スズの混合物薄膜とこれから
電気的リードを取るための電極とからなり、酸化マンガ
ン、酸化コバルトおよび酸化スズの混合物薄膜をマンガ
ン化合物、コバルト化合物およびスズ化合物を溶媒に混
合溶解した溶液を基体上に塗布し、乾燥後、大気中で加
熱焼成することによって形成するという方法で製造され
ることにより、スイッチング特性を有する非線形抵抗素
子を生産性良く安価に提供する。ことができ、大面積に
わたっても製造が容易であるという点においてその実用
的な有用性は大きい。
、酸化コバルトおよび酸化スズの混合物薄膜とこれから
電気的リードを取るための電極とからなり、酸化マンガ
ン、酸化コバルトおよび酸化スズの混合物薄膜をマンガ
ン化合物、コバルト化合物およびスズ化合物を溶媒に混
合溶解した溶液を基体上に塗布し、乾燥後、大気中で加
熱焼成することによって形成するという方法で製造され
ることにより、スイッチング特性を有する非線形抵抗素
子を生産性良く安価に提供する。ことができ、大面積に
わたっても製造が容易であるという点においてその実用
的な有用性は大きい。
第1図は本発明の非線形抵抗素子の電流−電圧特性図、
第2図はサンドイッチ型非線形抵抗素子の構造を示す断
面図、第3図はプレーナ型非線形抵抗素子の構造を示す
断面図である。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか1名第1
図 工電浚
第2図はサンドイッチ型非線形抵抗素子の構造を示す断
面図、第3図はプレーナ型非線形抵抗素子の構造を示す
断面図である。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか1名第1
図 工電浚
Claims (2)
- (1)酸化マンガン、酸化コバルトおよび酸化スズの混
合物薄膜と、この薄膜から電気的リードを取るための電
極とからなり、導電性スイッチング特性を有することを
特徴とする非線形抵抗素子。 - (2)マンガン化合物、コバルト化合物およびスズ化合
物を溶媒に混合溶解した溶液を基体上に塗布し、乾燥し
た後、加熱、焼成することによって酸化マンガン、酸化
コバルトおよび酸化スズの混合物薄膜を形成することを
特徴とする非線形抵抗素子の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60182069A JPS6242578A (ja) | 1985-08-20 | 1985-08-20 | 非線形抵抗素子及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60182069A JPS6242578A (ja) | 1985-08-20 | 1985-08-20 | 非線形抵抗素子及びその製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6242578A true JPS6242578A (ja) | 1987-02-24 |
Family
ID=16111806
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP60182069A Pending JPS6242578A (ja) | 1985-08-20 | 1985-08-20 | 非線形抵抗素子及びその製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6242578A (ja) |
-
1985
- 1985-08-20 JP JP60182069A patent/JPS6242578A/ja active Pending
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