变容二极管和用于制造变容二极管的方法技术

变容二极管包括下述组成部分：第一PTC区域（4），所述第一PTC区域包括具有在电阻方面正温度系数的陶瓷材料；电容器区域（3），所述电容器区域包括第一电极（2）、第二电极（2’）、第一介电层（1），所述第一介电层设置在第一电极（2）和第二电极（2’）之间，其中第一PTC区域（4）和电容器区域（3）导热地彼此连接，并且电容器区域（3）的电容能够通过将偏压施加到第一PTC区域（4）上、电容器区域（3）上或第一PTC区域（4）和电容器区域（3）上而改变。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术提出ー种根据权利要求I的变容ニ极管。
技术介绍
变容ニ极管的普遍问题为，实现在介电性方面的良好的连续调谐性。变容ニ极管为可电压调节的电容器，其中电容取决于施加在其上的电压，或者能够通过所施加的电压的变化而改变。变容ニ极管例如用于高频电路，其中进行电调谐，例如在滤波器或者移相器中。变容ニ极管能够用作频率滤波器，例如用于能够电调谐的无线电频率或者广播频率。半导体ニ极管-变容ニ极管仅仅具有低的品质因数、低的负载能力和受限制的电容范围。相反地，铁电变容ニ极管具有高的品质因数、高的负载能力并同时具有高的电容范围，在所述铁电变容ニ极管中，例如通过借助于改变偏压使铁电材料的介电常数发生变化来调谐电容。
技术实现思路
本专利技术的实施形式的目的在于，提供ー种变容ニ极管，其中能够以不同的方式改变电容器区域的电容。该目的通过根据权利要求I的变容ニ极管来实现。变容ニ极管的其他的实施形式和用于制造所述变容ニ极管的方法是从属权利要求的主題。本专利技术的实施形式涉及ー种变容ニ极管，其包括下述组成部分-第一PTC (正温度系数)区域，其包括具有在电阻方面正温度系数的陶瓷材料；和-电容器区域，包括—第一电极—第二电极，--第一介电层,其设置在第一电极和第二电极之间，其中第一 PTC区域和电容器区域导热地彼此连接，并且电容器区域的电容能够通过将电压施加到-第一PTC区域上，-电容器区域上，-第一PTC区域和电容器区域上，来改变。在这种根据本专利技术的变容ニ极管中可能的是，以不同的方式和方法改变电容器 区域的电容。在这种情况下，也如在传统的变容ニ极管中，能够将偏压施加到电容器区域上。在本专利技术的实施形式中还可能的是，还通过将偏压施加到PTC区域上来改变电容器区域的电容。此外存在还通过将分别彼此无关的电压同时施加在PTC区域和电容器区域上来改变电容器的电容的可能性。那么因此得到三种改变电容器区域的电容的可能性。通过将偏压施加到PTC区域上能够控制所述区域的温度。通过PTC区域导热地与电容器区域连接进而还导热地与第一介电层连接，将在PTC区域中通过偏压所产生的热传输到第一介电层中。通过第一介电层的温度改变例如能够改变第一介电层的介电常数，这致使电容器区域的电容改变。在本专利技术的实施形式中，能够通过施加电压将PTC区域调节到下述温度，在所述温度中第一介电层具有在介电性方面最大的连续调谐性。在这种情况下，在例如OV的最小偏压(ε Uniin)和最大偏压(ε Uniax)之间的介电常数ε的差可理解为连续调谐性η。能够通过施加偏压越强地影响第一介电层的介电常数ε，在介电性方面的连续调谐性η就越大。在这种情况下，值得追求的是，实现尽可能大的连续 调谐性。由于在根据本专利技术的变容ニ极管中存在两种改变电容器区域的电容的单独的可能性，因此能够在极其宽的范围上连续调谐变容ニ极管，其中这两种可能性能够组合成第三种可能性。在本专利技术的另ー实施形式中，能够通过施加电压将第一 PTC区域调节到下述温度，在所述温度中能调节电容器区域的介电损失。除了最大的连续调谐性之外的另一目的为，还能够调节电容器区域的介电损失S。在这种情况下，应该将介电损失δ调节到尽可能低的数值。在本专利技术的又ー实施形式中，通过施加电压将第一 PTC区域调节到下述温度，在所述温度中变容ニ极管具有尽可能高的品质因数。品质因数K，还称作Q因数，是用于例如振荡电路的振荡系统的特定的特性的计量单位。此外，品质因数描述连续调谐性与介电损失的关系κ=(1-η)2/[(η · tan δ (Umax) · tan δ (Umin)]，其中 n 通过 η= ε Umin/ ε Umax 给出。在本专利技术的又ー实施形式中，第一 PTC区域设置在第一电极上。结合本专利技术，“设置在…上”可理解为在两个层/区域之间仍然还能够存在其他的层/区域。在这种情况下，在第一PTC区域中通过施加偏压所产生的热能够经由第一电极传输到第一介电层上，其中所述第一电极例如由具有非常大的热传导能力的金属制成。为此，第一电极例如能够包括金属。在本专利技术的一个实施形式中，由陶瓷材料制成的第一 PTC区域具有在电阻方面的正温度系数，即整个第一 PTC区域由陶瓷材料制成。在本专利技术的又ー实施形式中，第一 PTC区域具有掺杂物。掺杂物例如能够为Pb、Ca、Sn、Zr、Sr、Bi、Hf或者这些离子的组合。通过用所述元素掺杂PTC区域能够改变能够通过施加偏压达到的温度范围。因此，温度范围例如能够通过掺杂来提高，由此能够产生更多的热，所述热能够传输到电容器区域上或者第一介电层上。掺杂物例如能够为Si、Al、B、Cu、Zn或者这些元素的组合。通过用所述元素进行掺杂例如能够影响如收缩特性或者热膨胀系数的烧结特性。在这种情况下有利的是，使第一 PTC区域的烧结特性与电容器区域的烧结特性相一致。此外，第一 PTC区域也能够用过渡金属/过渡金属氧化物或者稀土金属/稀土金属氧化物和其组合来掺杂。在本专利技术的又ー实施形式中，变容ニ极管附加地包括第一中间层，所述第一中间层设置在第一 PTC区域和第一电极之间并且对于掺杂物而言是尽可能不可穿透的。优选地，第一中间层对于掺杂物而言是完全不可穿透的。由于中间层对于第一PTC区域的掺杂物而言是尽可能地或者完全不可穿透的，因此通过第一中间层确保在烧结过程期间以及在变容ニ极管工作期间没有掺杂物能够从第一PTC区域到达电容器区域中。因此，电容器区域的功能性不由于第一PTC区域的掺杂物而受到干扰。在这种情况下，第一中间层例如能够包括2A族的元素。这些元素可例如作为氧化物而存在。第一中间层可以用过渡金属掺杂。过渡金属同样能够作为氧化物存在。2A族的元素和过渡金属优选构成具有受主性质的化合物。在本专利技术的又ー实施形式中，变容ニ极管附加地包括第二介电层，所述第二介电层设置在第一中间层和第一电极之间。通过第二介电层实现在电容器区域和第一中间层之间的更大的空间隔离。此外，由此能够确保PTC区域和中间层没有对电容器区域施加干扰性的影响。优选地，第二介电层具有良好的热传导能力。对于第二介电层例如能够使用与第一介电层相同的材料。优选 地，第二介电层具有与第一介电层类似的烧结特性。在本专利技术的又ー实施形式中，变容ニ极管附加地包括第二 PTC区域，所述第二 PTC区域与电容器区域导热地连接。之前以及在下面对于第一 PTC区域例如在材料方面或者还在空间布局方面所说明的优点相应类似地还适用于第二 PTC区域。在本专利技术的又ー实施形式中，变容ニ极管附加地包括第二中间层，所述第二中间层设置在第二 PTC区域和第二电极之间。所述第二中间层相应地对于第二 PTC区域的掺杂物而言是尽可能不可穿透的。在本专利技术的又ー实施形式中，变容ニ极管附加地包括第三介电层，所述第三介电层设置在第二中间层和第二电极之间。相应地，如结合第二介电层描述的有利的扩展方案适用于第三介电层。在本专利技术的又ー实施形式中，第一 PTC区域、第二 PTC区域和电容器区域构成层叠，并且第一 PTC区域和第二 PTC区域设置在电容器区域的两个对置的侧上。层叠有利地包括彼此重叠置放的陶瓷薄膜，其中最上面和最下面的薄膜为第一和第二电容器区域的组成部分。由此可行的是，由两个对置的侧为电容器区域供热。因此，能够更加均匀地加热电容器区域。在本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2009.12.21 DE 102009059873.11.变容ニ极管，包括下述组成部分 -第一 PTC区域(4)，所述第一 PTC区域包括具有在电阻方面正温度系数的陶瓷材料；和 -电容器区域(3)，所述电容器区域包括 -第一电极(2)、 -第二电极(2’)、 -第一介电层(I)，所述第一介电层设置在所述第一电极(2)和 所述第二电极(2’)之间， 其中所述第一 PTC区域(4)和所述电容器区域(3)导热地彼此连接，并且所述电容器区域(3)的电容能够通过将偏压施加到-所述第一 PTC区域(4)上、 -所述电容器区域(3)上 -所述第一 PTC区域(4)和所述电容器区域(3)上 来改变。2.根据权利要求I所述的变容ニ极管，其中所述第一PTC区域(4)能够通过施加电压而调节到下述温度，在所述温度下所述第一介电层(I)具有在介电性方面的最大的连续调谐性。3.根据上述权利要求之一所述的变容ニ极管，其中所述第一PTC区域(4)能够通过施加电压而调节到下述温度，在所述温度下能够调节所述电容器区域(3)的介电损失。4.根据上述权利要求之一所述的变容ニ极管，其中所述第一PTC区域(4)设置在所述第一电极(2)上。5.根据上述权利要求之一所述的变容ニ极管，其中所述第一PTC区域(4)具有掺杂物。6.根据权利要求5所述的变容ニ极管，附加地包括 -第一中间层(6)，所述第一中间层设置在所述PTC区域(4)和所述第一电极(2)之间，并且对于所述掺杂物而言是尽可能不能穿透的。7.根据权利要求6所述的变容ニ极管，附加地包括 -第二介电层(5)，所述第二介电层设置在所述第一中间层(6)和所述第一电极(2)之间。8....

【专利技术属性】
技术研发人员：安德烈埃·特斯蒂诺，
申请(专利权)人：爱普科斯公司，
类型：发明
国别省市：