金属氧化物薄膜电阻器制造技术

一种金属氧化物薄膜电阻器，其特征在于，具备：有绝缘性的基体材料，以及在所述基体材料上形成的金属氧化物电阻薄膜；所述金属氧化物电阻薄膜至少由电阻温度系数显示出正值的金属氧化物薄膜和电阻温度系数显示出负值的金属氧化物薄膜构成。（*该技术在2016年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及成品电阻值高达100KΩ以上、电阻温度系数(TCR)小，而且具有高可靠性的金属氧化物薄膜电阻器。
技术介绍
金属氧化物薄膜电阻器，通常如图8所示，由富铝红柱石(mullite)和氧化铝等的棒状绝缘性基体材料1、形成于其表面的氧化锡或锑添加氧化锡(ATO)的金属氧化物薄膜10、压入所述基体材料两端的金属制的帽形端盖5和6、焊接在所述端盖上的引线7和8、以及形成于电阻表面的保护膜9构成。但是，在考虑可以用作金属氧化物薄膜的材料时，氧化锡在单相的情况下，比电阻大，电阻温度系数也是绝对值很大的负值，因而使用条件受到很大限制、不实用。由于这样的理由，通常使用比电阻小，TCR也是正值或接近于0的ATO作为金属氧化薄膜。这些材料载流子浓度高，在温度上升时，晶格振动引起的载流子的散射效应比热激发能量引起的载流子浓度的增加要大，因此，具有正的TCR，显示出金属性质的导电性。这样，通常情况下比电阻小的物质，载流子浓度高，具有正的或接近0的TCR，比电阻大的物质，载流子浓度低，TCR为负值且绝对值大。作为上述的金属氧化物薄膜电阻器的制造方法，一般是用喷雾法和化学蒸镀法(CVD)等化学制膜方法。在这些方法中，在加热到600-800℃的炉子中，将含有氯化锡和三氯化锑的水溶液，甚至有机溶液的蒸汽喷雾于棒状的富铝红柱石-氧化铝质的基体材料1，以此在基体材料的表面上形成ATO膜(金属氧化物薄膜10)。再将金属帽状端盖5、6压入基体材料1的两端，然后一边使基体材料1旋转，一边对ATO膜用金刚石刻刀或用激光修整，使其形成所要求的电阻值，在帽形端盖5、6上焊接引线7、8后，形成树脂制的保护膜9，从而得到金属氧化物薄膜电阻。这样得到的金属氧化物薄膜电阻器的成品电阻值，如果基体材料的大小一定，由于ATO膜的厚度和修整的转数而造成差异，通常为10Ω到100KΩ。采用这样的已有的电阻调整手法，为了得到成品电阻值在100KΩ以上的金属氧化物薄膜电阻器，可考虑减小ATO膜厚度或将ATO膜的修整间隔取得窄的方法。但是，已有的金属氧化物薄膜电阻器的结构，由于ATO膜的比电阻约为1×10-3-1×10-2Ω·cm，要提高电阻值，必须将膜厚度做得相当薄。这时，由于膜本身的畸变和膜表面的耗尽层在膜总体中所占的比例增加，TCR容易变成绝对值大的负值。又，由于ATO膜的初始电阻值低，在成品电阻器为100KΩ以上的情况下，用激光修整的转数增多，修整很费时间，而且修整间隔如取得太狭窄，则物理性的修整变得无法进行。而且，如上所述，一旦膜厚变得太薄，修整间隔过窄，导电通路的断面面积减小，同时，与外界的接触面积增加，由于电气应力和湿度等原因，水份和绝缘基体材料中的碱离子的影响使膜本身的电阻值发生变化，因而难于得到可靠性高的金属氧化物薄膜电阻。因此，本专利技术的目的在于，提供不受水份的影响和绝缘基体材料中的碱离子的影响，膜本身的电阻值不变化、可靠性高的金属氧化物薄膜电阻器。
技术实现思路
本专利技术的第1种金属氧化物薄膜电阻，其特征在于，具备有绝缘性的基体材料、以及形成于所述基体材料上的，至少由电阻温度系数表现为正值的金属氧化物薄膜和其电阻温度系数为表现负值的金属氧化物薄膜构成的金属氧化物电阻薄膜。作为最佳实施形态，所述金属氧化物电阻薄膜，有如下几种情况(1)由绝缘性基体材料上的、具有负电阻温度系数的金属氧化物薄膜和在上述薄膜上的具有正电阻温度系数的金属氧化物薄膜构成的情况。(2)由在所述基体材料上的具有正电阻温度系数的金属氧化物薄膜和在所述薄膜上的具有负电阻温度系数的金属氧化物薄膜构成的情况。(3)由在所述基体材料上的具有负电阻温度系数的金属氧化物薄膜和所述薄膜上的具有正电阻温度系数的金属氧化物薄膜，以及上述具有正电阻温度系数的所述薄膜上的具有负电阻温度系数的金属氧化物薄膜构成的情况。还有，作为最佳实施形态，电阻温度系数显示正值的金属氧化物薄膜有以氧化锡、氧化铟、氧化锌中的任一种为主成份的情况。本专利技术的第2种金属氧化物薄膜电阻器，其特征在于，具备有绝缘性的基体材料3、至少由电阻温度系数显示出正值的金属氧化物薄膜及/或其电阻温度系数显示出负值的金属氧化物薄膜构成的金属氧化物电阻薄膜1、以及金属氧化物绝缘薄膜2。作为最佳的实施形态，所述金属氧化物薄膜电阻器可以举出下述几种情况(1)具备在所述基体材料上的金属氧化物绝缘薄膜及所述绝缘薄膜上的金属氧化物电阻薄膜的情况。(2)具备在所述基体材料上的金属氧化物电阻薄膜及在所述电阻薄膜上的金属氧化物绝缘薄膜的情况。(3)具备所述基体材料上的金属氧化物绝缘薄膜、所述绝缘薄膜上的金属氧化物电阻薄膜以及所述电阻薄膜上的金属氧化物绝缘薄膜的情况。而且，作为最佳实施形态，有所述基体材料上的金属氧化物绝缘薄膜的膜厚比所述基体材料的表面粗糙度还小的情况。又有所述金属氧化物电阻薄膜以氧化锡、氧化铟、氧化锌中的任一种为主成份，所述金属氧化物绝缘薄膜从二氧化锡、氧化锌、氧化锑、氧化铝、二氧化钛、二氧化锆及二氧化硅组成的一组中选择的至少一种为主成份的情况。附图概述附图说明图1是表示本专利技术一实施例中的金属氧化物薄膜电阻器的概略结构的纵剖面图。图2是表示本专利技术另一实施例中的金属氧化物薄膜电阻器的概略结构的纵剖面图。图3是表示本专利技术又一实施例中的金属氧化物薄膜电阻器的概略结构的纵剖面图。图4是表示本专利技术又一实施例中的金属氧化物薄膜电阻器的概略结构的纵剖面图。图5是表示本专利技术又一实施例中的金属氧化物薄膜电阻器的大概结构的纵剖面图。图6是表示本专利技术又一实施例中的金属氧化物薄膜电阻器的大概结构的纵剖面图。图7是表示本专利技术一实施例中的金属氧化物薄膜的制造装置的概略结构的纵剖面图。图8是表示已有的金属氧化物薄膜电阻器的概略结构的纵剖面图。本专利技术的最佳实施方式在本说明书中，金属氧化薄膜分为金属氧化物电阻薄膜和金属氧化物绝缘薄膜两大类，所谓金属氧化物电阻薄膜，意味着显示出金属性的或半导体性的有较好的导电性的薄膜；所谓金属氧化物绝缘薄膜意味着与所述金属氧化物电阻薄膜相比，导电性明显低的薄膜。例如，氧化锌、氧化锡和氧化钛等，由于氧的空缺量和添加元素的影响，可能或成为显示出半导体导电性能的金属氧化物电阻薄膜、或成为压电体等的金属氧化物绝缘薄膜。本专利技术的第1种金属氧化物薄膜电阻器，其特征在于，具备绝缘性基体材料、以及在所述基体材料上形成的、至少由电阻温度系数表现为正值的金属氧化物薄膜和其温度系数表现为负值的金属氧化物薄膜构成的金属氧化物电阻薄膜。第1种最佳实施形态是使用绝缘性基体材料，并且使用具有正的电阻温度系数的金属氧化物薄膜作为电阻体的主要部分，在所述基体材料和所述薄膜之间形成具有负电阻温度系数的金属氧化膜薄膜，藉以抑制碱离子的扩散，而抑制碱离子的扩散以往是把薄膜做薄以提高电阻从而成为引起的可靠性下降的重要原因。第二种最佳实施形态是在绝缘性基材和作为电阻体的主要部分的，上述基体材料上的具有正电阻温度系数的金属氧化物薄膜上，形成具有负电阻温度系数的金属氧化物薄膜，以此可以抑制由水份引起的具有正电阻温度系数的所述薄膜的变质，而这种变质是为了提高电阻而将薄膜做得薄而引起的可靠性下降的又一重要原因。第3种最佳实施形态是使用绝缘性基体材料并使用具有正电阻温度系数的金属氧化物薄膜本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种金属氧化物薄膜电阻器，其特征在于，具备有绝缘性的基体材料，以及在所述基体材料上形成的金属氧化物电阻薄膜；所述金属氧化物电阻薄膜至少由电阻温度系数显示出正值的金属氧化物薄膜和电阻温度系数显示出负值的金属氧化物薄膜构成。2.根据权利要求1所述的金属氧化物薄膜电阻器，其特征在于，所述金属氧化物电阻薄膜由形成于所述基体材料上的具有负电阻温度系数的金属氧化物薄膜和形成于其上的具有正的电阻温度系数的金属氧化物薄膜构成。3.根据权利要求1所述的金属氧化物薄膜电阻器，其特征在于，所述金属氧化物电阻薄膜由形成于所述基体材料上的具有正电阻温度系数的金属氧化薄膜和形成于前述金属氧化物薄膜上的具有负电阻温度系数的金属氧化物薄膜构成。4.根据权利要求1所述的金属氧化物薄膜电阻器，其特征在于，所述金属氧化物电阻薄膜由在所述基体材料上形成的具有负电阻温度系数的第1金属氧化物薄膜、形成于所述第一金属氧化物薄膜上的具有正电阻温度系数的第2金属氧化物薄膜，以及形成于所述第2金属...

【专利技术属性】
技术研发人员：服部章良，堀喜博，池田正树，吉田昭彦，进藤泰宏，五十岚幸造，
申请(专利权)人：松下电器产业株式会社，
类型：发明
国别省市：