JPS63284801A - サ−ミスタ用酸化物半導体 - Google Patents
サ−ミスタ用酸化物半導体Info
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- JPS63284801A JPS63284801A JP62120421A JP12042187A JPS63284801A JP S63284801 A JPS63284801 A JP S63284801A JP 62120421 A JP62120421 A JP 62120421A JP 12042187 A JP12042187 A JP 12042187A JP S63284801 A JPS63284801 A JP S63284801A
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- Pending
Links
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Landscapes
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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】
産業上の利用分野
本発明は、高応答性の温度センサとして利用できるとこ
ろの負の抵抗温度係数を有するサーミスタ用酸化物半導
体に関するものである。
ろの負の抵抗温度係数を有するサーミスタ用酸化物半導
体に関するものである。
従来の技術
従来、汎用ディスク型サーミスタとしては、Mn−Go
−Ni−Cu酸化物系サーミスタ材料であって、しか
もその結晶構造がスピネル構造全とるものが主に用いら
れてきた。サーミスタ材料の電気的特性としては、一般
的に、比抵抗およびサーミスタ定数Bで示される。サー
ミスタ定数(以下B定数と記す)は抵抗の温度勾配を表
すもので、具体的にはサーミスタ材料のバンドギャップ
に相当する活性化エネルギーにより決定さnる。従って
B定数が大きい程、温度に対する抵抗値変化が大きく、
すなわち応答性が良くなる。また、比抵抗とB定数には
図に示すように相関性があり、現在の汎用サーミスタ材
料は図中2で囲んだ領域、つまり比抵抗が数10〜数1
00にΩ−cm、B定数2500〜5000にのものが
用いられている。
−Ni−Cu酸化物系サーミスタ材料であって、しか
もその結晶構造がスピネル構造全とるものが主に用いら
れてきた。サーミスタ材料の電気的特性としては、一般
的に、比抵抗およびサーミスタ定数Bで示される。サー
ミスタ定数(以下B定数と記す)は抵抗の温度勾配を表
すもので、具体的にはサーミスタ材料のバンドギャップ
に相当する活性化エネルギーにより決定さnる。従って
B定数が大きい程、温度に対する抵抗値変化が大きく、
すなわち応答性が良くなる。また、比抵抗とB定数には
図に示すように相関性があり、現在の汎用サーミスタ材
料は図中2で囲んだ領域、つまり比抵抗が数10〜数1
00にΩ−cm、B定数2500〜5000にのものが
用いられている。
また、酸化コバルトとリチウムを組合わせた酸化物半導
体としては、一般的に酸化物半導体材料の導電機構の1
つとして説明される原子価制御理論の実例で古(VER
WEYらにより取り上げられている。(Ph1lips
Re5erch Reportしかしながら、VE
RWEYらの検討はあくまでも学究的な段階で終ってお
り、サーミスタとしての用途開発以前のものであって、
サーミスタ材料としての検討は二本入夫によって記載さ
れたもの((株)日立製作所、中央研究所創立二十周年
記念論文集、P3o〜46、昭和37年)があるだけで
ある。この二本の検討結果によれば比抵抗およびB定数
とも低く、サーミスタとして適するものではなく、これ
に準するものと記載されている。
体としては、一般的に酸化物半導体材料の導電機構の1
つとして説明される原子価制御理論の実例で古(VER
WEYらにより取り上げられている。(Ph1lips
Re5erch Reportしかしながら、VE
RWEYらの検討はあくまでも学究的な段階で終ってお
り、サーミスタとしての用途開発以前のものであって、
サーミスタ材料としての検討は二本入夫によって記載さ
れたもの((株)日立製作所、中央研究所創立二十周年
記念論文集、P3o〜46、昭和37年)があるだけで
ある。この二本の検討結果によれば比抵抗およびB定数
とも低く、サーミスタとして適するものではなく、これ
に準するものと記載されている。
発明が解決しようとする問題点
従来より、自動車の水温計用あるいはアイロンの温度セ
ンサ用などとして、応答性を良くすることを目的にした
比抵抗が低く、B定数の高いサーミスタ材料が要望され
てきたが、上記図の汎用サーミスタ材料ではこの要望全
満足することができなかった。
ンサ用などとして、応答性を良くすることを目的にした
比抵抗が低く、B定数の高いサーミスタ材料が要望され
てきたが、上記図の汎用サーミスタ材料ではこの要望全
満足することができなかった。
本発明は、この要望を満足できるサーミスタ材料、すな
わちサーミスタ用酸化物半導体を提供することを目的と
するものである。
わちサーミスタ用酸化物半導体を提供することを目的と
するものである。
問題点全解決するための手段
上記要望を達成するために、本発明は前述のGo−Li
系酸化物半導体を見直し、改良を加えることによって解
決できたものである。本発明のサーミスタ用酸化物半導
体は、金属酸化物の焼結混合体よりなり、その金属元素
としてコバルト(Go)77.0〜97.0原子俤、銅
(Cu) o、s 〜4.0原子チ、リチウム(Li)
2.o〜18.0原子チ及び亜鉛(Zn)0.5〜11
.0原子チの4種を合計100原子チ含有してなるもの
である。
系酸化物半導体を見直し、改良を加えることによって解
決できたものである。本発明のサーミスタ用酸化物半導
体は、金属酸化物の焼結混合体よりなり、その金属元素
としてコバルト(Go)77.0〜97.0原子俤、銅
(Cu) o、s 〜4.0原子チ、リチウム(Li)
2.o〜18.0原子チ及び亜鉛(Zn)0.5〜11
.0原子チの4種を合計100原子チ含有してなるもの
である。
作用
この構成により図の実線で囲まれた領域1の比抵抗が低
くB定数の高いサーミスタ用酸化物半導体を得ることと
なる。ここで、この半導体は酸化コバル) (Coo)
が基本組成であって、四酸化二コバルト(CO504)
が生成される場合には、ホッピング伝導の寄与により、
高B定数を達成することができない。
くB定数の高いサーミスタ用酸化物半導体を得ることと
なる。ここで、この半導体は酸化コバル) (Coo)
が基本組成であって、四酸化二コバルト(CO504)
が生成される場合には、ホッピング伝導の寄与により、
高B定数を達成することができない。
実施例
以下、本発明の実施例について説明する。
市販の原料の酸化コバルト、酸化銅、酸化リチウムおよ
び酸化亜鉛を後述する表に示すようにそれぞれの原子チ
の組成になるように配合した。サーミスタ製造工程を例
示すると、これらの配合組成物をボールミルで湿式混合
し、そのスラリーを乾燥後aOO°Cの温度で仮焼し、
その仮焼物を再びボールミルで湿式粉砕混合を行った。
び酸化亜鉛を後述する表に示すようにそれぞれの原子チ
の組成になるように配合した。サーミスタ製造工程を例
示すると、これらの配合組成物をボールミルで湿式混合
し、そのスラリーを乾燥後aOO°Cの温度で仮焼し、
その仮焼物を再びボールミルで湿式粉砕混合を行った。
こうして得られたスラリーを乾燥し、ポリビニルアルコ
ールをバインダーとして添加混合し、所要量採って円板
状に加圧成形し成形品を多数作り、これらを窒素ガス7
0−中120o0C〜13oO℃で2時間焼成した。こ
うして得られた円板状焼結体の両面に五gを主成分とす
る電極を設けた。これらの試料について26°Cおよび
50”Cでの抵抗値(それぞれのR25およびRso)
11r:測定し、25°Cでの比抵抗ρ25ヲ下記(1
)式より、またB定数を下記(2)式より算出した。
ールをバインダーとして添加混合し、所要量採って円板
状に加圧成形し成形品を多数作り、これらを窒素ガス7
0−中120o0C〜13oO℃で2時間焼成した。こ
うして得られた円板状焼結体の両面に五gを主成分とす
る電極を設けた。これらの試料について26°Cおよび
50”Cでの抵抗値(それぞれのR25およびRso)
11r:測定し、25°Cでの比抵抗ρ25ヲ下記(1
)式より、またB定数を下記(2)式より算出した。
(S=電極面積、d=電極間距離)
これらの結果を下表にまとめて示す。
(*印試料は比較用であり、本発明の請求外である。)
上述したように図中実線で囲んだ領域1が本発明の目的
とする低比抵抗、高B定数の領域である。
上述したように図中実線で囲んだ領域1が本発明の目的
とする低比抵抗、高B定数の領域である。
この領域は、センサとして高応答性を達成するために機
器側から要望された電気特性?サーミスタ材料の特性(
比抵抗およびB定数)として置き換えたものである。
器側から要望された電気特性?サーミスタ材料の特性(
比抵抗およびB定数)として置き換えたものである。
前表において、試料番号1. 5. 6. 8. 9゜
12.13.17は、この実線で囲んだ領域1に含まれ
ない。つまり機器メーカの要望を満足しないという点か
ら、本発明の範囲外とした。
12.13.17は、この実線で囲んだ領域1に含まれ
ない。つまり機器メーカの要望を満足しないという点か
ら、本発明の範囲外とした。
今回の試料は、乾式成形後焼成したものと用いたが、ピ
ードタイプの素子でもよく、素子製造方法に何ら拘束さ
れるものではない。
ードタイプの素子でもよく、素子製造方法に何ら拘束さ
れるものではない。
発明の効果
以上述べたように、本発明は低比抵抗、高B定数を有す
る負の抵抗温度係数を有するサーミスタ用酸化物半導体
を提供するものであるが、センサとして温度に対して高
応答性が図れること、またこれにより節電できることに
なる。また、従来にはない低比抵抗、高B定数のサーミ
スタ材料であることから、センサとして全く新しい用途
が展開さ扛ることが期待できるものである。
る負の抵抗温度係数を有するサーミスタ用酸化物半導体
を提供するものであるが、センサとして温度に対して高
応答性が図れること、またこれにより節電できることに
なる。また、従来にはない低比抵抗、高B定数のサーミ
スタ材料であることから、センサとして全く新しい用途
が展開さ扛ることが期待できるものである。
図は負の抵抗温度係数を持つサーミスタ材料の特性相関
を示す図である。
を示す図である。
Claims (1)
- 金属酸化物の焼結混合体からなり、その構成金属元素と
して、コバルト77.0〜97.0原子%、銅0.5〜
4.0原子%、リチウム2.0〜18.0原子%及び亜
鉛0.5〜11.0原子%の4種を合計100原子%含
有することを特徴とするサーミスタ用酸化物半導体。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62120421A JPS63284801A (ja) | 1987-05-18 | 1987-05-18 | サ−ミスタ用酸化物半導体 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62120421A JPS63284801A (ja) | 1987-05-18 | 1987-05-18 | サ−ミスタ用酸化物半導体 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS63284801A true JPS63284801A (ja) | 1988-11-22 |
Family
ID=14785806
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP62120421A Pending JPS63284801A (ja) | 1987-05-18 | 1987-05-18 | サ−ミスタ用酸化物半導体 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS63284801A (ja) |
-
1987
- 1987-05-18 JP JP62120421A patent/JPS63284801A/ja active Pending
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