JPS6295805A - サ−ミスタ - Google Patents

サ−ミスタ

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JPS6295805A
JPS6295805A JP23688085A JP23688085A JPS6295805A JP S6295805 A JPS6295805 A JP S6295805A JP 23688085 A JP23688085 A JP 23688085A JP 23688085 A JP23688085 A JP 23688085A JP S6295805 A JPS6295805 A JP S6295805A
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JP
Japan
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oxide
thermistor
temperature
sensitive resistor
layer
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JP23688085A
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English (en)
Inventor
厚生 千田
沼田 外志
卓二 中川
美文 小木曽
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Murata Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Murata Manufacturing Co Ltd
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Publication date
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) この発明はサーミスタ、持に高鬼時における抵抗値、サ
ーミスタとし〔の出力電圧シよび検出感度の劣化を防止
した高信項性のサーミスタに関する0 (従来の技術) 温度の上昇とともにその抵抗値が急激に変化する半導体
は一役にサーミスタと呼ばれ、温度補償用素子、@車検
4(1素子としC利用され゛〔1^る。
このサーミスタとしCは、un−Ni系、Mn−Cu−
NIJ、Mn−Co−Ni−Ca系、AlzOs系、Z
rO,爪Y、O,系などの酸化物系の焼結体からなるも
のが知られ〔j八る。
そし゛〔、これらのサーミスタには電画が形成されるが
、たとえばディスク形のサーミスタには焼付の銀1極、
フレーク形と薄膜サーミスタには蒸着のA u 11i
i% また厚、模サーミスタには通常Aq−Pdの合金
からなる焼付1甑が形成されC(^る。
ところで、酸化物の焼結体からなるサーミスタは熱応冴
が遅く、半導体集積回路などとの集積化が容易でないと
いうことから、薄膜サーミスタにつ1へ・〔の研究が進
められCおり、たとえば特開昭59−6E3902号公
報には、少なくともニオブおよび夕/タルの亀へずれか
一方を含むアモルファス酸化物薄膜よシなるサーミスタ
が開示されCいる。
(発明が解決しようとする間項) しかしながら、この薄膜サーミスタについ〔は信頼性の
点で問題があることが確認された。
つまり、高温使用時におLへ゛C,抵抗値やサーミスタ
とし〔の出力電圧あるj^は検出感度の劣化が起こるこ
とが確認された。
発明者等はこれらの特性の変化はサーミスタの酸化物N
i膜と電極との間においC酸素の援受、すなわち次式に
よる反応が進行するものであることを見覧へ出した。
Me  t)+Me  −Me工OX−aMe、。
工 x       I[ ただし Mθ工Q、=薄膜サーミスタ Me、=電極 すなわち、薄膜サーミスタに含有され〔論る酸素が、l
t極を構成する金属に奪われ、結果としC酸化lf!!
lJ薄膜サーミスタが還元されることによるものと考え
られる。したがつC1この酸化物薄膜サーミスタを室温
で放・直した場合は問題とはならないが、たとえば15
0t:の高畠に放置すると、サーミスタとしCの特性に
変化か見られることからも確認することができる。
また、JPINサーミスタとしCは構成する材料がすべ
C酸化物からなるもののほか、たとえば、Cr−810
、Au−5to、 Ta−Alx01 、 Au−WO
−X、Pt−WOj−x、 Au−Ta、O,z、 f
’t−TaxOs−jCのように一部酸化物を含むもの
からなる薄膜サーミスタについCも、酸化物を含む以上
、上記したと同じような現象が発生することになる。
高−におけるサーミスタの特性の劣化は上記した4/!
Xサーミスタに顕著に現われる現象であるが、これはサ
ーミスタの膜厚に大きく衣存することによるものと考え
られる。したがつC1酸化吻をよむ焼結体からなるサー
ミスタのように十分な膜厚を有するものについ゛(、特
に問題にはならないとしCも、サーミスタの4性劣化を
防止する観点から、何らかの劣化防止対策が必要である
ことはいうまでもない。
(発明の目的) した、バつ〔、この発明は高温におけるサーミスタの特
性の劣化を切止し、信頼性の高いサーミスタを提供する
ことを目的とする。
(発明の構成) すなわち、この発明のt爲′とするところは、負の抵抗
it特性を有し、かつ少なくとも金属酸化物を含むもの
からなる感温抵抗体の表面に1玉が形成されCなるサー
ミスタにお1^〔、前記感温抵抗体と電極との間に導電
性酸化物層が形成されCいることを特徴とするサーミス
タである。
ここで、感温抵抗体としCは、すでに述べた薄膜サーミ
スタのみならず、酸化物を含むR結体からなるサーミス
タについ゛〔も対象となる。
また、導電性酸化物層とし〔は、導1代性を有するもの
で、感温抵抗体を宿成し〔いる金属酸化物より安定な金
属酸化物が選ばれる。具体的には、酸化マンガン、酸化
鉄、・変化コバルト、酸化ニッケル、酸化亜鉛、酸化イ
ンジウム、インジウム錫酸化物、酸化錫のうちいずれか
11がある。このうち酸化亜鉛は、酸化鉄、豊化ジルコ
ニウム、酸化インジウム、+llI!化錫、1波化鉛の
うち少なくとも1種を0.5〜99.9モルチ含有する
ものである。
さらに、電極とじCは、たとえば、(:r−Au。
Or−Ag、N1−AIF、Cr−Cu、NiCr−C
uなどがあるが、特にこれらに限定されるものではない
。このうち、第1層のCr、NiCr、Niなどは密着
層、半田耐熱層とし〔鋤き、Cu、Aすは半田付は層と
じ〔鋤く。ここで、Cr、NiCr、Ni は必ずしも
必要ではな;八。
この発明に7)鳥かるサーミスタの構造例会示せば、第
1図〜第5図に示すようなものからなる。
第1図にお(^C111はアルミナ、ジルコニア、フォ
ルス1ライトなどのセラミクスからなる絶縁基板、12
は絶縁基板11の表面に形成された感温抵抗体、1+、
14は感温抵抗体12の表面の両端部(で形成された導
電性酸化物層、15.16jま導電性酸化物層13.1
4の上に形成されたt隠である。
第2図にお1八〔,21はアルミナ、ジルコニア、フォ
ルステライトなどのセラミクスからなる絶縁基板、22
.25は絶+、1基板21の表面に形成された4j塚で
あり、この電Wj22.23の表面には導電性酸化物層
24.25が形成されCいる。26は感温抵抗体であり
、導電性酸化物層24.25を亡の表面に形成した□□
□V択22.25間を僑浴する状態で絶壜基板210表
面に形成されC層る。
薯3図しζシい〔,51はアルミナ、ジルコニア、フォ
ルステライトなどのセラミクスからなる絶縁基板、62
は4欣基板61の表面に形成された1噺、66は絶)涜
ノル板31および電極52を櫃うように形成された4電
・陽酸fllS物層、64は感旦抵流体であり、絶縁基
板61および導電性酸化物層66を覆うように形成され
(Vる。65は感温抵抗体の上に形成された導′:X性
1俊化1勿層、66は導、は注4化物ノー35の上に形
成されたitmである。
(発明の幼求) 負の抵尻温度#性を有し、かり少;1くとも金属酸化物
を含むものからなる感温抵抗体とJL甑との間に導電性
酸化物層を形成することにより、高(犠使用時に現われ
る1!極による感温抵抗体の還元を防止することができ
、サーミスタの特性の劣化を防止することができる。
(実 怖 例) 以下に、この発明を実施例に従つ〔詳細に説明する。
実殉例1゜ 鏡面研磨したアルミナ基板の表面に、五酸化ニオブ(N
b、O,)をターゲットとしC1下記の条件により高周
波スパッタリングを行つ〔厚み2000Aの五酸化ニオ
ブ(sb!o、)の感温抵抗体の模を形成した。
ターゲット: 五f褒化ニオブ焼結体 圧   カニ  3×10  Torr電  カニ  
150W イ 囲 気: アルゴン:酸素=10:1(容量比)時
  間: 60分 こののち、電画を形成すべき個所に対応した位置に開孔
と汀するマスクを五酸化ニオブ(No、O,)の感温抵
抗体の漠の上に裁偉し、下記の条件で導准蔭(酸化物層
である酸化錫層を500OAの厚みで形成した。
ターゲット: 直径5インチ、厚み5υの錫板、51g
子壬O7ンチモンを含有する。
圧    カニ   2X10  TOrrl  圧、
  5QQV D、C。
電  流:  2.0A Vl  囲 気:  アルゴン:酸素−10:1(容量
比)スパッタ時間:  5分 温    度:   200’C さらに、酸化錫ノ―の上に′、1fffiとしくCr−
Cu1lを真空蒸着法により厚み1000A’T5杉成
した。
このようにしC得られたサーミスタは240〜500 
’c で抵抗値が急激に低下する負荷性を示すものであ
った。tシC,このサーミスタにつI、−ICI 50
 ′c′での高温放置試;換を実施したところ、100
0時間後における抵抗値の変化率は初期値にくらべC0
,05%であり、またサーミスタとじごの出力電圧や検
出感度特性に全く変化は認められなかった。
実施列2 実施例1と同・床に、遣面研Jしたアルミナ基板の上1
(、高周波スパッタリング法によシ厚み2000A(D
五酸化ニオブ(Nb、O,)の感温抵抗体の膜を形成し
た、っ 次すで、を漢を形成すべき個所に対応した位厘に1孔を
有するマスク分五酸化ニオブ(Nb、o、)の感温抵抗
体の漠の上に載屑し、下記の条件で導電性t・麦化吻ノ
Jであるインジクム錫虜1ヒ吻層と5000ALy)厚
みで形成した。
ターゲット: 置屋5インチ、」享み1oUのインジウ
ム錫酸化物焼結体 圧    カニ   2X10  Torr電    
圧:   400VD、C0電    流:(7,5A 4 囲 気:  アルゴン:酸素=jO:j(容量比)
スパッタ時間;  5分 温    度:   6QOC さらに、インジウム7711化・力1層の上に1区厘と
しくCr−Cu嘆を真1−it去により厚みI QQ(
] Aで形成し、to このようKLr、!)られたサーミスタは実施例1と同
じ特性を示し、また150Cの温度に1000時間放′
滑しCも、実施列1と同、慢、低抗埴の変化率は初胡l
直にくらべ(0,05チであり、七の1山の!寿性の劣
化は全く−2められなかった。
比咬列 実施列1におい〔、導α性俊化吻i場でちる唆化二、鳩
、)4を形成する工嘔を炉^C1七の池の構成(CつI
^Ui同じ令件でサーミスタを咋成し′〔、これを比較
例とした。
得られたサーミスタにつ(^〔、実施列1と同レアに、
150Cての高温に1000時間故違したところ、eの
抵抗値の変化率lよ辺明値にくらべ°C3チであった。
【図面の簡単な説明】
薯1図〜第3図はこの発明にかかるサーミスタの各描込
例を示す側面図である。 11.21.!+1..よ絶縁基板、12.26.54
は感温抵抗体、13.14.24.25.55.35は
導電性酸化物層、15.16.22.23.52.36
は1罹。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)負の抵抗温度特性を有し、かつ少なくとも金属酸
    化物を含むものからなる感温抵抗体の表面に電極が形成
    されてなるサーミスタにおいて、 前記感温抵抗体と電極との間に導電性酸化物層が形成さ
    れていることを特徴とするサーミスタ。
  2. (2)前記導電性酸化物層は、酸化マンガン、酸化鉄、
    酸化コバルト、酸化ニッケル、酸化亜鉛、酸化インジウ
    ム、インジウム錫酸化物、酸化錫のいずれか1種である
    ことを特徴とする、特許請求の範囲第(1)項記載のサ
    ーミスタ。
  3. (3)前記導電性酸化物層のうち酸化亜鉛は、酸化鉄、
    酸化ジルコニウム、酸化インジウム、酸化錫、酸化鉛の
    うち少なくとも1種を0.5〜99.9モル%含有する
    ものであることを特徴とする、特許請求の範囲第(2)
    項記載のサーミスタ。
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