JPS6333284B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPS6333284B2 JPS6333284B2 JP15843680A JP15843680A JPS6333284B2 JP S6333284 B2 JPS6333284 B2 JP S6333284B2 JP 15843680 A JP15843680 A JP 15843680A JP 15843680 A JP15843680 A JP 15843680A JP S6333284 B2 JPS6333284 B2 JP S6333284B2
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- Japan
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- film
- thermistor
- temperature
- magnesia spinel
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- Expired
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Landscapes
- Thermistors And Varistors (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、サーミスタの製造方法、より詳しく
は、導電性半導体基板上に単結晶または多結晶マ
グネシアスピネル膜を気相成長法により成長せし
め、更にこの膜の上に導電性材料膜を同じく気相
エピタキシヤル成長法により成長させ、かくして
得られる構成体の上部および下部の導電体を電極
とするサーミスタの製造方法に関し、なお、本出
願にかかるサーミスタは1000℃前後の高温環境に
おいて使用されるサーミスタである。
は、導電性半導体基板上に単結晶または多結晶マ
グネシアスピネル膜を気相成長法により成長せし
め、更にこの膜の上に導電性材料膜を同じく気相
エピタキシヤル成長法により成長させ、かくして
得られる構成体の上部および下部の導電体を電極
とするサーミスタの製造方法に関し、なお、本出
願にかかるサーミスタは1000℃前後の高温環境に
おいて使用されるサーミスタである。
例えば、自動車の排気ガスを完全燃焼するため
のサーマルリアクタの温度制御にサーミスタが用
いられるが、それは1000℃程度の温度の下におい
てである。（なお、本明細書において高温という
ときは、この1000℃程度の温度を意味する。） かかる目的のための従来の高温サーミスタは、
金属酸化物の焼結体を材料とするもので、その構
造は第１図の説明図に示される如きものである。
例えば円筒形の容器３内に焼結体１を封入し、こ
の焼結体中に白金電極２を挿入して高温サーミス
タを構成する。かかる従来技術による高温サーミ
スタは、焼結体１が、焼結温度、焼結時間などの
焼結条件によつて、その電気抵抗−温度特性が大
幅に変化し（いわゆるばらつき）、特性の安定し
たものが得難く、その構造上、白金電極と焼結体
の接触が不安定であり、高温における熱膨張や外
部から加えられる機械的振動などに影響され易
く、かくして、安定性、信頼性に優れたものの製
造が困難であるという問題点をかかえている。
のサーマルリアクタの温度制御にサーミスタが用
いられるが、それは1000℃程度の温度の下におい
てである。（なお、本明細書において高温という
ときは、この1000℃程度の温度を意味する。） かかる目的のための従来の高温サーミスタは、
金属酸化物の焼結体を材料とするもので、その構
造は第１図の説明図に示される如きものである。
例えば円筒形の容器３内に焼結体１を封入し、こ
の焼結体中に白金電極２を挿入して高温サーミス
タを構成する。かかる従来技術による高温サーミ
スタは、焼結体１が、焼結温度、焼結時間などの
焼結条件によつて、その電気抵抗−温度特性が大
幅に変化し（いわゆるばらつき）、特性の安定し
たものが得難く、その構造上、白金電極と焼結体
の接触が不安定であり、高温における熱膨張や外
部から加えられる機械的振動などに影響され易
く、かくして、安定性、信頼性に優れたものの製
造が困難であるという問題点をかかえている。
本発明はかかる従来技術の課題を解決すること
を目的とし、そのために、導電性半導体基板例え
ばシリコン基板上に単結晶または多結晶マグネシ
アスピネル膜を気相成長法により成長せしめ、更
にこの膜の上に例えばシリコンの如き導電性材料
の膜を形成し、かくして得られる構造体の上部お
よび下部導電体を端子とする高温サーミスタを提
供するものであり、かかる高温サーミスタは感温
特性の安定したものであつて、例えば自動車の排
気ガスを完全燃焼するためのサーマルリアクタの
温度制御に用いうるものである。以下、本発明の
方法の実施例を添付図面を参照して説明する。
を目的とし、そのために、導電性半導体基板例え
ばシリコン基板上に単結晶または多結晶マグネシ
アスピネル膜を気相成長法により成長せしめ、更
にこの膜の上に例えばシリコンの如き導電性材料
の膜を形成し、かくして得られる構造体の上部お
よび下部導電体を端子とする高温サーミスタを提
供するものであり、かかる高温サーミスタは感温
特性の安定したものであつて、例えば自動車の排
気ガスを完全燃焼するためのサーマルリアクタの
温度制御に用いうるものである。以下、本発明の
方法の実施例を添付図面を参照して説明する。
本発明の方法を実施する工程の断面説明図であ
る第２図〜第５図を参照すると、先ず、第２図に
示される如く、単結晶シリコン基板５の上に、気
相成長法によつて、数μｍ以下の厚さに単結晶マ
グネシアスピネル膜４を成長せしめる。この膜は
多結晶マグネシアスピネルであつてもよい。マグ
ネシアスピネルは、高温においてはｎ型伝導を示
し、その電気抵抗が温度によつて変化し、高温で
物理的、化学的に安定であり、高温での直流負荷
による抵抗値の経時変化が小でなければならない
という条件を充足するので、高温サーミスタへ応
用可能であることを利用するのである。また、マ
グネシアスピネル膜４はシリコン基板５の上に気
相成長法によつて成長せしめられるので、この膜
４と基板５との接触部はきわめて優れた密着性を
示す。
る第２図〜第５図を参照すると、先ず、第２図に
示される如く、単結晶シリコン基板５の上に、気
相成長法によつて、数μｍ以下の厚さに単結晶マ
グネシアスピネル膜４を成長せしめる。この膜は
多結晶マグネシアスピネルであつてもよい。マグ
ネシアスピネルは、高温においてはｎ型伝導を示
し、その電気抵抗が温度によつて変化し、高温で
物理的、化学的に安定であり、高温での直流負荷
による抵抗値の経時変化が小でなければならない
という条件を充足するので、高温サーミスタへ応
用可能であることを利用するのである。また、マ
グネシアスピネル膜４はシリコン基板５の上に気
相成長法によつて成長せしめられるので、この膜
４と基板５との接触部はきわめて優れた密着性を
示す。
続いて、マグネシアスピネル膜４の上に、同じ
く気相成長法によつて、単結晶シリコン層６を、
数μｍから十数μｍの厚さに形成する（第３図）。
この気相成長には、SiH4またはSiCl4ガスを用い
る。この単結晶シリコン層６は上部電極とするも
のである。マグネシアスピネル膜４を単結晶のも
のとすると、その上に単結晶シリコン層の形成は
容易になされうるし、また、単結晶シリコン層６
は気相成長せしめられたものであるので、それと
膜４との接触部の密着性は良好である。
く気相成長法によつて、単結晶シリコン層６を、
数μｍから十数μｍの厚さに形成する（第３図）。
この気相成長には、SiH4またはSiCl4ガスを用い
る。この単結晶シリコン層６は上部電極とするも
のである。マグネシアスピネル膜４を単結晶のも
のとすると、その上に単結晶シリコン層の形成は
容易になされうるし、また、単結晶シリコン層６
は気相成長せしめられたものであるので、それと
膜４との接触部の密着性は良好である。
次に、シリコン基板に熱酸化処理を行なうと、
第４図に示される如くSiO2膜７が形成される。
図に符号１０で示される部分は、シリコン層６と
シリコン基板５の熱酸化工程による体積膨張の結
果であり、かかる体積膨張によつて、マグネシア
スピネル膜４とシリコン層６およびシリコン基板
５との接触部は、SiO2膜によつて完全に被覆さ
れる。SiO2膜７は図示のサーミスタを外部の異
物、湿気などから保護する目的のためであるか
ら、1μｍ程度の膜厚で足りる。基板の上下方向
の相対する面上のほぼ中央部分で、SiO2膜７に
は、電極取出しのための電極窓８を、公知のフオ
トエツチングで形成する。（なお、同図において、
SiO2膜７と電極窓８は説明のため誇張的に描い
てある。） 最後に、使用環境に応じた電線９を取付ける。
例えば、酸化雰囲気中でないような場合にはタン
タル線を用いる。図示の実施例においては、直径
数mm以下の電線を超音波ボンデイングによつて接
着した。場合によつて、電線はモリブデンのもの
であつてもよい。
第４図に示される如くSiO2膜７が形成される。
図に符号１０で示される部分は、シリコン層６と
シリコン基板５の熱酸化工程による体積膨張の結
果であり、かかる体積膨張によつて、マグネシア
スピネル膜４とシリコン層６およびシリコン基板
５との接触部は、SiO2膜によつて完全に被覆さ
れる。SiO2膜７は図示のサーミスタを外部の異
物、湿気などから保護する目的のためであるか
ら、1μｍ程度の膜厚で足りる。基板の上下方向
の相対する面上のほぼ中央部分で、SiO2膜７に
は、電極取出しのための電極窓８を、公知のフオ
トエツチングで形成する。（なお、同図において、
SiO2膜７と電極窓８は説明のため誇張的に描い
てある。） 最後に、使用環境に応じた電線９を取付ける。
例えば、酸化雰囲気中でないような場合にはタン
タル線を用いる。図示の実施例においては、直径
数mm以下の電線を超音波ボンデイングによつて接
着した。場合によつて、電線はモリブデンのもの
であつてもよい。
必要があれば、サーミスタはケース１１に封入
してもよい。なお、サーミスタは断面で示された
が、それは任意の形状をとりうるもので、正方
形、矩形、円形など使用状況によつて適当に選択
することができる。
してもよい。なお、サーミスタは断面で示された
が、それは任意の形状をとりうるもので、正方
形、矩形、円形など使用状況によつて適当に選択
することができる。
上記の如くに製造されたサーミスタは、次のよ
うな効果を示す。
うな効果を示す。
(1) 単結晶マグネシアスピネル膜は、金属酸化物
の焼結体よりも、感温特性が安定しているの
で、安定した高温サーミスタ特性が得られる。
の焼結体よりも、感温特性が安定しているの
で、安定した高温サーミスタ特性が得られる。
(2) 気相成長法によつて任意の膜厚が容易に得ら
れ、感温特性を変えることなく、抵抗値を任意
に設定することができる。
れ、感温特性を変えることなく、抵抗値を任意
に設定することができる。
(3) 上部および下部電極となるシリコン層とシリ
コン基板とマグネシアスピネル膜との接触部の
密着性はきわめて強力かつ安定であるため、高
温における熱膨張または外部から加えられる機
械的振動に対しても安定であり、信頼性にすぐ
れた高温サーミスタが得られる。
コン基板とマグネシアスピネル膜との接触部の
密着性はきわめて強力かつ安定であるため、高
温における熱膨張または外部から加えられる機
械的振動に対しても安定であり、信頼性にすぐ
れた高温サーミスタが得られる。
(4) 感温材料であるマグネシアスピネルは、シリ
コン基板とシリコン層およびSiO2膜によつて
外部との接触がないよう保護されているので、
水分、イオン性ガスなどの付着によつて抵抗値
が変化することはほとんどない。
コン基板とシリコン層およびSiO2膜によつて
外部との接触がないよう保護されているので、
水分、イオン性ガスなどの付着によつて抵抗値
が変化することはほとんどない。
第１図は従来技術によるサーミスタの説明図、
第２図から第５図までは本発明の方法を実施する
工程の断面説明図、第６図はケースに封入された
本発明にかかるサーミスタの説明図、である。 ４……単結晶マグネシアスピネル膜、５……シ
リコン基板、６……単結晶シリコン層、７……
SiO2膜、８……電極窓、９……電極取出し電線、
１０……ケース。
第２図から第５図までは本発明の方法を実施する
工程の断面説明図、第６図はケースに封入された
本発明にかかるサーミスタの説明図、である。 ４……単結晶マグネシアスピネル膜、５……シ
リコン基板、６……単結晶シリコン層、７……
SiO2膜、８……電極窓、９……電極取出し電線、
１０……ケース。
Claims (1)
- １ 導電性半導体基板上に気相成長法によりマグ
ネシアスピネル膜を形成する工程、該マグネシア
スピネル膜上に気相成長法により前記基板と同種
の半導体物質の層を形成する工程、前記基板全体
を熱酸化する工程、該半導体基板と半導体物質層
から電極を取り出すための電極窓を前記熱酸化に
より形成された酸化膜の基板の上下方向の相対す
る面上に窓あけする工程、および該電極窓を通し
電線を該半導体基板と半導体物質層に接着する工
程から成るサーミスタの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15843680A JPS5783001A (en) | 1980-11-11 | 1980-11-11 | Method of producing thermistor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15843680A JPS5783001A (en) | 1980-11-11 | 1980-11-11 | Method of producing thermistor |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5783001A JPS5783001A (en) | 1982-05-24 |
| JPS6333284B2 true JPS6333284B2 (ja) | 1988-07-05 |
Family
ID=15671718
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15843680A Granted JPS5783001A (en) | 1980-11-11 | 1980-11-11 | Method of producing thermistor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5783001A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110612579A (zh) * | 2017-05-09 | 2019-12-24 | 株式会社Flosfia | 热敏电阻膜及其成膜方法 |
| JP2020087952A (ja) * | 2018-11-14 | 2020-06-04 | 株式会社Flosfia | サーミスタ膜の製造方法 |
-
1980
- 1980-11-11 JP JP15843680A patent/JPS5783001A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5783001A (en) | 1982-05-24 |
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