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DE1646752B2 - SEMICONDUCTOR COMPONENT MADE OF METAL OXYDE AND A GLASS-LIKE BINDER - Google Patents

SEMICONDUCTOR COMPONENT MADE OF METAL OXYDE AND A GLASS-LIKE BINDER

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Publication number
DE1646752B2
DE1646752B2 DE19671646752 DE1646752A DE1646752B2 DE 1646752 B2 DE1646752 B2 DE 1646752B2 DE 19671646752 DE19671646752 DE 19671646752 DE 1646752 A DE1646752 A DE 1646752A DE 1646752 B2 DE1646752 B2 DE 1646752B2
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DE
Germany
Prior art keywords
powder
grain size
metal oxide
binder
particles
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE19671646752
Other languages
German (de)
Other versions
DE1646752A1 (en
DE1646752C (en
Inventor
Tadao Yokohama; Tanaka Kazunobu Kawasaki; Kohashi (Japan)
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Publication of DE1646752A1 publication Critical patent/DE1646752A1/en
Publication of DE1646752B2 publication Critical patent/DE1646752B2/en
Application granted granted Critical
Publication of DE1646752C publication Critical patent/DE1646752C/en
Expired legal-status Critical Current

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    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01BCABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B1/00Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors
    • H01B1/06Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors mainly consisting of other non-metallic substances
    • H01B1/08Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors mainly consisting of other non-metallic substances oxides
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
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    • H01C17/00Apparatus or processes specially adapted for manufacturing resistors
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    • H01C17/065Apparatus or processes specially adapted for manufacturing resistors adapted for coating resistive material on a base by thick film techniques, e.g. serigraphy
    • H01C17/06506Precursor compositions therefor, e.g. pastes, inks, glass frits
    • H01C17/06513Precursor compositions therefor, e.g. pastes, inks, glass frits characterised by the resistive component
    • H01C17/06533Precursor compositions therefor, e.g. pastes, inks, glass frits characterised by the resistive component composed of oxides
    • HELECTRICITY
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    • H01C7/003Thick film resistors

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Description

Halbleiterbauelement mit guten Eigenschaften hinsichtlich seines spezifischen Widerstandes und seiner Lebensdauer,Semiconductor component with good properties in terms of its specific resistance and its Lifespan,

Die Erfindung soll nun an Hand der Zeichnungen eingehend «rlilutert werden; in diesen zeigtThe invention will now be explained in detail with reference to the drawings; in these shows

F i g. 1 eine Schnittansicht eines die Erfindung verkörpernden halbleitenden Bauelements,F i g. 1 is a sectional view of one embodying the invention semiconducting component,

F i g, 2 ein Diagramm der Strom-Spannungs-Kenn- linie des in Fig, 1 wiedergegebenen halbteitendcn Bauelements,F ig 2 is a diagram of the current-voltage curve of the ISIN halbteitendcn in Fig, 1 reproduced component,

F i g. 3 eine Schm'Uansicht einer weiteren, die Erfindung verkörpernden Anordnung,F i g. 3 is a Schm'Uansicht of a further, the invention embodying arrangement,

F i g. 4 eine Oberansicht einer weiteren, die Erfindung verkörpernden Anordnung,F i g. Figure 4 is a top view of another arrangement embodying the invention;

F i g. 5 eine Schnittansicht noch einer weiteren, die Erfindung verkörpernden Anordnung,F i g. 5 is a sectional view of yet another arrangement embodying the invention;

F i g. 6 ein Diagramm der Slrom-Spannungs-Kennlinie des in F i g. 5 wiedergegebenen Bauelements,F i g. 6 shows a diagram of the current-voltage characteristic of the in FIG. 5 reproduced component,

F i g, 7 eine Schnittansicht einer weiteren, die Erfindung verkörpernden Anordnung und.FIG. 7 is a sectional view of a further arrangement embodying the invention and FIG.

F i g. 8 eine Oberansicht einer weiteren, die Erfindung verkörpernden Anordnung.F i g. Figure 8 is a top view of another arrangement embodying the invention.

Es sei zunächst auf F i g. 1 Bezug genommen. Partikeln einer Substanz 103, bei der es sich um gepulvertes Zinndioxyd (SnO2) handelt, sind als halbleitendes Material in ein glasartiges Bindemittel 102 eingebettet. Diese halbleitende Schicht wird in der Weise ausgeformt, daß man das Gemenge des halbleitenden Materials 103 mit dem aus einem glasartigen Pulver bestehenden Material auf die Oberfläche einer Eisenblechplatte 104 aufbringt und dann durch Erhitzen trocknet. Die glasierbare Eisenblechplatte 104 dient gleichzeitig als Elektrode und als hitzebeständige Substratfläche. Eine aus einem elektrisch leitenden Überzug bestehende Elektrode 101 ist auf die vorerwähnte halbleitende Schicht aufgebracht.Let us first refer to FIG. 1 referred to. Particles of a substance 103, which is powdered tin dioxide (SnO 2 ), are embedded as a semiconducting material in a vitreous binder 102. This semiconducting layer is formed in such a way that the mixture of the semiconducting material 103 with the material consisting of a vitreous powder is applied to the surface of an iron plate 104 and then dried by heating. The glazed sheet iron plate 104 serves both as an electrode and as a heat-resistant substrate surface. An electrode 101 consisting of an electrically conductive coating is applied to the aforementioned semiconducting layer.

Im nachfolgenden soll beispielsartig der Herstellungsgang für die vorbeschriebene, die Erfindung verkörpernde Anordnung erläutert werden. Die Zusammensetzung des aus einem pulverisierten Frittenmaterial (nachstehend mit A bezeichnet) als Bindemittel sowie aus gepulvertem Zinndioxyd (nachstehend mit B bezeichnet) als dem halbleitenden Material bestehenden Gemenges geht aus der folgenden Aufstellung hervor:The following is an example of the production process for the above-described arrangement embodying the invention will be explained. The composition that of a powdered frit material (hereinafter referred to as A) as a binder and consisting of powdered tin dioxide (hereinafter referred to as B) as the semiconducting material Mixture emerges from the following list:

4545

Materialmaterial VolumprozentVolume percentage Gepulvertes Frittenmaterial: A ...
Gepulvertes SnO2: B
Powdered frit material: A ...
Powdered SnO 2 : B
85
15
85
15th

Der Prozentanteil des Metalloxyds kann je nach dem erwünschten Wert des spezifischen Widerstands in dem Bereich von 10 bis 35°/0 schwanken. Die durchschnittliche Korngröße von A beläuft sich vorzugsweise auf etwa 1 Mikron und die von B auf höchstens etwa 5 Mikron. Eine Korngröße, die darüber hinausgeht, beeinträchtigt die Dispersionsfähigkeit der Partikeln und führt zu Schwierigkeiten in der Ausbildung der Schicht, da die Schicht in diesem Fall porös wird. Andererseits ist eine geringere Korngröße erwünscht, da hierdurch die Dispersionsfähigkeit verbessert, ein stabileres elektrisches Widerstandsverhalten erzielt und die Ausformung erleichtert wird. Es ist jedoch darauf zu achten, daß die Bedingung eingehalten wird, die Korngröße von A kleiner zu wählen als die von B. Falls nämlich die Korngröße von A größer ist als die von B, so bedecken sich die Partikeln des Frittenmaterials mit Metalloxydpartikeln und können sich nicht mehr gegenseitig berühren, Es kommt daher beim Erhitzen dann nicht zur Bildung einer /usummenhängenden Schicht.The percentage of the metal oxide can / 0 ° vary depending on the desired value of the specific resistance in the range of 10 to 35th The average grain size of A is preferably about 1 micron and that of B is at most about 5 microns. A grain size larger than this impairs the dispersibility of the particles and leads to difficulties in the formation of the layer, since the layer becomes porous in this case. On the other hand, a smaller grain size is desirable, since this improves the dispersibility, achieves a more stable electrical resistance behavior and facilitates shaping. However, it must be ensured that the condition is met to choose the grain size of A smaller than that of B. If the grain size of A is larger than that of B, the particles of the frit material are covered with metal oxide particles and can each other no longer touch each other, so when heated there is no formation of a cumulative layer.

Als nächstes werden die in diesem Verhältnis zusammengebrachten Pulver A und B in einem geeigneten Misch- oder Rührgerät gründlich durchgemischt. Im Rahmen dieses Alisführungsbeispiels wurde das Gemenge von A und B, dem noch eine flüchtige Flüssigkeit wie beispielsweise DiacetonalkoJ A oder eine äquivalente Menge Octylalkohol zugesetzt war, in einer Kugelmühle 12 Stunden durchgemengt. Als geeignete Zeitspanne für diesen Durchmengungsvorgaug kommt ein halber bis ein voller Tag in Betracht, Bei einer kürzeren Zeitdauer sind die Partikeln nicht genügend dispergiert, während sich bei einer längeren Zeitspanne die Unterschiede zwischen der Korngröße von A und der von B verwischen, so daß dann die Bedingung nicht mehr eingehalten ist, daß die Kerngröße der Substanz A größer sei als die von B. Das in dieser Weise durchgernengte und dispergierte Pulver befindet sich im wesentlichen in einem molartigen Zustund, wobei die Flüssigkeit als Dispersionsmittel dient. Das Gemenge wird nach dem Seidenrasterverfahren auf die Oberfläche des hitzebeständigen Substrats aufgebracht, wobei diese Verfahrensweise zwar eine bevorzugte Methode des Aufbringens der Substanz darstellt, dieser Umstand jedoch nicht in einem die Erfindung einschränkenden Sinn aufzufassen ist. Zweck des Erhitzens ist es, die Teilchen des glasartigen Bindemittels miteinander zu verschmelzen, ohne dabei aber die Partikeln des Metalloxyds in dem glasartigen Material zu lösen, und ferner zu bewirken, daß das Bindemittel unter Ausbildung einer Schicht mit glatter Oberfläche an dem Substrat festhaftet. In dieser Weise gehen die Metalloxydpartikeln immerhin wenigstens an ihrer Oberfläche in eine feste Lösung in dem glasartigen Bindemittel ein, wodurch die Randschichtwirkung der Oberflächen der Metalloxydpartikeln verringert wird. Dies verbessert den elektrischen Kontakt zwischen dem Bindemittel und dem halbleitenden Material und verleiht der Schicht einen einheitlichen spezifischen ohmschen Widerstand. Eine möglichst niedrige Erhitzungstemperatur wird bevorzugt. Demgemäß ist ein Frittenmaterial zu wählen, das schon bei einer niedrigen Temperatur minder zähflüssig ist, d. h. also ein Frittenmaterial, das einen niedrigen Erweichungspunkt besitzt. Aus der nachstehenden Tabelle 1 geht die Zusammensetzung des im Rahmen dieses Ausführungsbeispiels benutzten glasartigen Materials hervor.Next, the powders A and B combined in this ratio are thoroughly mixed in a suitable mixer or stirrer. In this example, the mixture of A and B, to which a volatile liquid such as diacetone alcohol A or an equivalent amount of octyl alcohol had been added, was mixed in a ball mill for 12 hours. Half a day to a full day comes into consideration as a suitable period of time for this mixing procedure. With a shorter period of time, the particles are not sufficiently dispersed, while with a longer period of time the differences between the grain size of A and that of B are blurred, so that the The condition is no longer met that the core size of substance A is larger than that of B. The powder so thoroughly harvested and dispersed is essentially in a molar state, the liquid serving as a dispersant. The mixture is applied to the surface of the heat-resistant substrate using the silk screen method, although this procedure represents a preferred method of applying the substance, but this circumstance is not to be interpreted in a limiting sense of the invention. The purpose of the heating is to fuse the particles of vitreous binder together without, however, dissolving the particles of metal oxide in the vitreous material, and also to cause the binder to adhere to the substrate to form a smooth-surfaced layer. In this way, at least on their surface, the metal oxide particles go into a solid solution in the vitreous binder, as a result of which the surface layer effect of the surfaces of the metal oxide particles is reduced. This improves the electrical contact between the binder and the semiconducting material and gives the layer a uniform specific ohmic resistance. The lowest possible heating temperature is preferred. Accordingly, a frit material should be selected that is less viscous even at a low temperature, ie a frit material that has a low softening point. Table 1 below shows the composition of the vitreous material used in this exemplary embodiment.

Tabelle 1Table 1

5555

60 Bestandteile 60 components

SiO2 .
B2O3 .
ZnO .
BaO .
CaO .
MgO
Na2O
K2O .
TiO2 .
Al2O3
Fe2O3
PbO .
SiO 2 .
B 2 O 3 .
ZnO.
BaO.
CaO.
MgO
Na 2 O
K 2 O.
TiO 2 .
Al 2 O 3
Fe 2 O 3
PbO.

GewichtsprozentWeight percent

20,01
28,58
18,33
14,34
0,74
0,016
10,84
4,05
2,31
0,41
0,009
0,012
20.01
28.58
18.33
14.34
0.74
0.016
10.84
4.05
2.31
0.41
0.009
0.012

Der Erweichungspunkt dieses Frittenmaterials lag bei etwa 600 bis 64O0C. Als Substrat wurde eine Eisenblechplatte von annähernd dem gleichen Wärmeausdehnungskoeffizienten wie das glasartige Bindemittel benutzt. Das Erhitzen konnte ohne Schwierigkeiten in einem elektrischen Ofen vorgenommen werden. Dies bedeutet also, daß der Aufheizvorgang in normaler Raumatmosphäre stattfinden kann, ohne daß besondere Maßnahmen erforderlich wären, da das als halbleitendes Material benutzte Zinndioxyd (SnO2) bei Temperaturen um 640° C an der Luft sehr beständig ist und da das verwendete Substrat den gleichen Wärmeausdehnungskoeffizienten hat wie das glasartige Material. Das solartige Gemenge von A und B wird auf das Substrat aufgebracht und binnen einer Zeitspanne von etwa 20 Minuten nach dem Einlegen in einen elektrischen Ofen auf 6500C erhitzt, wobei die flüssige Komponente verdampft und das Pulvergemenge auf dem Substrat zurückbleibt. Das auf das Substrat aufgebrachte Gemenge wird etwa 5 Minuten auf dieser Temperatur (650° C) gehalten, woran eine Kühlzeit von etwa 20 Minuten Dauer anschließt, nach welcher der gesamte Arbeitsgang beendet ist. Falls zum Aussieben des Pulvers mit einer Korngröße von etwa 1 Mikron ein Seidenraster mit 130 Maschen je Zoll (130 mesh) benutzt wird, kann eine Schicht mit einer Stärke von etwa 20 Mikron innerhalb eines Aufheizarbeitsgangs ausgeformt werden. Zusätzlich kann noch eine weitere Schicht auf die bereits ausgeformte Schicht aufgebracht werden, falls dies für bestimmte Zwecke erwünscht sein sollte. Da das Glas von beträchtlicher Zähflüssigkeit ist, steht nicht zu befürchten, daß dabei die erste Schicht des Glases bei der Temperatur von 650° C während der kurzen Zeitspanne von 5 Minuten zerfließen oder ihre Stärke ändern könnte. F i g. 2 gibt die Strom-Spannungs-Kennlinie der so gebildeten halbleitenden Schicht wieder, wobei die Gleichspannung über die Elektroden 101 und 104 angelegt ist. Aus der ausgezeichneten Geradlinigkeit der Kennlinie ist zu ersehen, daß die Schicht einen spezifischen ohmschen Widerstand aufweist. Diese Schicht hat eine Strombelastbarkeit von beträchtlicher Höhe und ist ohne weiteres hitzebeständig. The softening point of this frit material was about 600 to 64o 0 C. As the substrate, a sheet iron plate was used approximately the same thermal expansion coefficient as the glass-like binder. The heating could be done in an electric furnace without difficulty. This means that the heating process can take place in a normal room atmosphere without the need for special measures, since the tin dioxide (SnO 2 ) used as a semiconducting material is very stable at temperatures around 640 ° C in the air and since the substrate used is the same Has a coefficient of thermal expansion like the glass-like material. The sol-like mixture of A and B is applied to the substrate and heated within a period of about 20 minutes after immersion in an electric furnace at 650 0 C, wherein the liquid component is evaporated, leaving behind the powder mixture on the substrate. The mixture applied to the substrate is kept at this temperature (650 ° C.) for about 5 minutes, followed by a cooling time of about 20 minutes, after which the entire operation is ended. If a 130 mesh per inch (130 mesh) silk screen is used to screen the powder having a grain size of about 1 micron, a layer about 20 microns thick can be formed in one heating cycle. In addition, a further layer can be applied to the already formed layer, if this should be desired for certain purposes. Since the glass is of considerable viscosity, there is no fear that the first layer of the glass could melt or change its thickness at the temperature of 650 ° C. during the short period of 5 minutes. F i g. 2 shows the current-voltage characteristic of the semiconducting layer formed in this way, the direct voltage being applied across electrodes 101 and 104. The excellent straightness of the characteristic curve shows that the layer has a specific ohmic resistance. This layer has a current carrying capacity of considerable height and is easily heat-resistant.

F i g. 3 zeigt eine andere, die Erfindung verkörpernde Anordnung, bei der statt des Zinndioxyds des voraufgegangenen Ausführungsbeispiels Titandioxyd (TiO2) Verwendung findet. In der Darstellung der F i g. 3 handelt es sich bei dem Bindemittel 301 um ein glasartiges Material mit einem Erweichungspunkt von 550 bis 58O°C, in dem das gepulverte TiO2 dispergiert ist. Transparente Elektroden 303 und 304 sind voneinander getrennt auf einem Glassubstrat 305 vorgesehen, dessen Erweichungspunkt sich auf 680 bis 7000C beläuft. Eine aus dem Bindemittel 301 und den Partikeln der halbierenden Substanz 302 bestehende halbleitende Schicht ist über den Elektroden und über dem Substrat einschließlich des Zwischenraums zwischen den beiden Elektroden ausgeformt. Die in F i g. 1 dargestellte Ausführungsform ist als Widerstand in Richtung der Schichtstärke gedacht, wohingegen bei der Ausführungsform gemäß F i g. 3 der elektrische Strom in der Betrachtungsrichtung der Figur in seitlicher Richtung fließen soll. Ein weiteres Merkmal dieser Ausführungsform ist es, daß die glasartige Schicht auf der Oberfläche eines Glases oder eines glasartigen Substrats ausgeformt ist. Die Verfahrensweise bei der Herstellung dieses Bauelements und die Erfordernisse hinsichtlich der Korngröße sind die gleichen wie bei der voraufgegangenen Ausführungsform. Was das Substrat anlangt, so kommen als Materialien hierfür bei dem erstbeschriebenen Ausführungsbeispiel nur Eisenblechplatten, keramische oder ähnliche Materialien in Betracht, während im Rahmen des letzten Ausführungsbeispiels auch Glas verwendbar ist. Zwei Voraussetzungen müssen erfüllt sein, damitF i g. 3 shows another arrangement, embodying the invention, in which titanium dioxide (TiO 2 ) is used instead of the tin dioxide of the previous embodiment. In the illustration of FIG. 3, the binder 301 is a vitreous material with a softening point of 550 to 58O ° C., in which the powdered TiO 2 is dispersed. Transparent electrodes 303 and 304 from each other are separately provided on a glass substrate 305 having a softening amounts to 680-700 0 C. A semiconducting layer consisting of the binding agent 301 and the particles of the bisecting substance 302 is formed over the electrodes and over the substrate including the space between the two electrodes. The in F i g. The embodiment shown in FIG. 1 is intended as a resistance in the direction of the layer thickness, whereas in the embodiment according to FIG. 3 the electric current is intended to flow in the lateral direction in the viewing direction of the figure. Another feature of this embodiment is that the vitreous layer is formed on the surface of a glass or a vitreous substrate. The procedure in the manufacture of this component and the requirements with regard to the grain size are the same as in the previous embodiment. As far as the substrate is concerned, only sheet iron plates, ceramic or similar materials come into consideration as materials for this in the embodiment described first, while glass can also be used in the last embodiment. Two requirements must be met in order for it

ίο ein Glas als Substrat Verwendung finden kann. Die eine davon ist die, daß der Erweichungspunkt des Bindemittels niedriger sei als der des Substrats. Dies ist eine wesentliche Vorbedingung, da die Ausformung unmöglich ist, falls das Substrat beim Erhitzen eher erweicht als das Bindemittel. Die andere Voraussetzung betrifft den kubischen Ausdehnungskoeffizienten des Substrats, der annähernd gleich dem des glasartigen Bindemittels sein muß. Falls nämlich die Ausdehnungskoeffizienten bei derMaterialien wesent-ίο a glass can be used as a substrate. the one of them is that the softening point of the binder is lower than that of the substrate. this is an essential precondition because molding is impossible if the substrate is heated earlier softens as the binder. The other requirement concerns the cubic expansion coefficient of the substrate, which must be approximately the same as that of the vitreous binder. If the Coefficients of expansion in the materials

ao lieh voneinander differieren, so bilden sich in dem Substrat infolge der beim Abkühlen auftretenden Spannungskräfte Risse oder zumindest verlieren die Elektroden 303 und 304 infolge der verformenden mechanischen Spannung ihre Leitfälligkeit. In Tabelle 2 sind die kubischen Ausdehnungskoeffizienten und die Erweichungspunkte des im Rahmen dieses Ausführungsbeispiels verwendeten Bindemittels und Substrats aufgeführt.ao differ from each other, so are formed in that Substrate cracks or at least lose the cracks as a result of the tension forces occurring during cooling Electrodes 303 and 304 their conductivity due to the deforming mechanical stress. In table 2 are the cubic expansion coefficients and the softening points in the context of this exemplary embodiment binder and substrate used.

Tabelle 2Table 2

Ausdehnungskoeffizient ErweichungspunktExpansion coefficient softening point

Bindemittel
Tafelglas
(Substrat)
binder
Sheet glass
(Substrate)

270 · ΙΟ-7
(270 bis 300) · 10"7
270 ΙΟ- 7th
(270 to 300) x 10 " 7

annähernd 580° C 650 bis 7000Capproximately 580 ° C 650 to 700 0 C.

Bei diesem Ausführungsbeispiel wurde auf 6300C erhitzt. Die transparenten Elektroden (Nesa-Elektroden) 303 und 304 verlieren beim Erhitzen ihre Leitfähigkeit nicht.In this embodiment, was heated to 630 0 C. The transparent electrodes (Nesa electrodes) 303 and 304 do not lose their conductivity when heated.

F i g. 4 zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung, bei der das Bauelement eine Form hat, wie sie sich für ein Potentiometer eignet. Transparente Elektroden 401 und 402 sind auf einem hitzebeständigen (aus Glas oder Keramikmaterial bestehenden) Substrat 403 ausgeformt. Die halbleitende Schicht 404, die aus einem ein gepulvertes Metalloxyd enthaltenden Bindemittel besteht, ist auf das Substrat und auf Elektroden aufgebracht. In den die Erfindung verkörpernden Anordnungen kommt als halbleitendes Material nicht etwa nur Zinndioxyd (SnO2) oder Titandioxyd (TiO?) in Betracht, wie es in den obigen Ausführungsformen Verwendung fand, sondern es kann sich hierbei auch um ein anderes halbleitendes Metalloxyd handeln, so beispielsweise um WO3, Sb2O8, Cr2O3, Fe2O3, V2O3 sowie um Mischungen zweier beliebiger oder mehrerer dieser Oxyde.F i g. 4 shows a further embodiment of the invention, in which the component has a shape suitable for a potentiometer. Transparent electrodes 401 and 402 are formed on a heat-resistant substrate 403 (made of glass or ceramic material). The semiconducting layer 404, which consists of a binder containing a powdered metal oxide, is applied to the substrate and to electrodes. In the arrangements embodying the invention, not only tin dioxide (SnO 2 ) or titanium dioxide (TiO?) Come into consideration as semiconducting material, as was used in the above embodiments, but it can also be another semiconducting metal oxide, see above for example WO 3 , Sb 2 O 8 , Cr 2 O 3 , Fe 2 O 3 , V 2 O 3 and mixtures of any two or more of these oxides.

Es bedarf keiner besonderen Hervorhebung, da3 die Erfindung nicht auf die vorbeschriebenen Ausführungsformen beschränkt ist, sondern gleichfalls auch in mannigfaltig abgeänderten Anordnungen verkörpert sein kann, wie sie der jeweilige Verwendungszweck erfordert.It does not need to be emphasized that the invention does not apply to the embodiments described above is limited, but also embodied in manifold modified arrangements can be as required by the respective purpose.

646 752646 752

Wie im obigen bereits dargelegt wurde, werden Im folgenden soll im Rahmen weiterer Ausführungs-As has already been explained above, in the following, in the context of further implementation

durch die Erfindung halbleitende Bauelemente ge- beispiele auf einen anderen Aspekt der Erfindungcomponents semiconducting through the invention are based on another aspect of the invention

schaffen, bei denen die Teilchen eines halbleitenden eingegangen werden.create, in which the particles of a semiconducting are entered.

Metalloxyds in ein glasartiges Bindemittel eingebettet Gemäß diesem Aspekt der Erfindung werden dem sind. Dank der Tatsache, daß es sich bei derjenigen 5 vorbeschriebenen Metalloxydpulver ein gepulvertes Stoffkomponente, die dem Bauelement das Leit- Isoliermaterial oder mehrere solcher Isoliermaterialien vermögen vermittelt, um ein Metalloxyd handelt, beigemischt, um das Dispergieren der Metalloxydweist dieses Bauelement eine hohe Widerstands- partikeln zu erleichtern. Im Rahmen dieser Ausfähigkeit bei starker Beanspruchung durch äußere führungsformen der Erfindung kommt man so zu Einflüsse auf und ist gegen Umgebungstemperaturen io äußerst haltbaren halbleitenden Bauelementen mit von beträchtlicher Höhe beständig, so daß auch bei einheitlichen Eigenschaften, die einen ohmschen der Herstellung keine komplizierten und aufwendigen Widerstand im Halbleiterbereich (105 bis 108 Ohm-Betriebseinrichtungen oder besonderen Maßnahmen Zentimeter) sowie eine erhöhte dielektrische Festigkeit erforderlich sind. Somit werden im Rahmen der aufweisen. Hinsichtlich des beizumischenden Isolier-Erfindung halbleitende Bauelemente mit einem ohm- 15 materials ist lediglich zu fordern, daß es thermisch sehen Widerstand, dem ein spezifischer Widerstand beständig sei, da dieses Material nur dazu dient, im Halbleiterbereich (nämlich in dem Bereich von 105 einem unvollständigen Dispergieren oder einer Fehibis 108 Ohmzentimeter) zugrunde liegt, geschaffen, verteilung der Metalloxydpartikel vorzubeugen und wobei der im Einzelfall erhaltene spezifische Wider- in keiner Weise zum Leitvermögen des Bauelements stand vom relativen Volumenanteil des Metalloxyds 20 beiträgt. Auch in diesem Fall ist die Korngröße des gegenüber dem Bindemittel abhängt. Glaspulvers kleiner zu wählen als die des Metalloxyd-Auf eine kurze Formel gebracht, lassen sich die pulvers und auch als die des Isoliermaterials. Beim erfindungsgemäßen halbleitenden Bauelemente leicht Durchmengen, Aufbringen und Erhitzen des Pulvers nach einem Verfahren herstellen, dessen einzelne geht man im wesentlichen in gleicher Weise vor, wie Verfahrensschritte die folgenden sind: ein Ver- 25 dies im voraufgegangenen im Zusammenhang anderer fahrensschritt, bei dem ein gepulvertes Glas mit einer Ausführungsformen der Erfindung beschrieben wurde, durchschnittlichen Korngröße von weniger als 1 Mi- Eine Ausführungsform einer solchen, die Erfindung krön mit einem gepulverten halbleitenden Metall- verkörpernden Anordnung soll nachstehend unter oxyd gemischt wird, dessen durchschnittliche Korn- Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert werden, größe weniger als 5 Mikron beträgt, jedoch größer ist 30 In der Darstellung der F i g. 5 enthält ein mit der als die des Glases, wobei der Mengenanteil des Bezugszahl 102 bezeichnetes glasartiges Bindemittel Metalloxyds sich auf 10 bis 35 Volumprozentbeläuft als halbleitendes Material Partikeln einer gepulverten und wobei die Mischung zusammen mit einem Zusatz Masse 103 von Zinndioxyd (SnO2) sowie Partikeln in Form einer flüchtigen Flüssigkeit bis zum Er- einer gepulverten Masse 104, bei der es sich um reichen eines solartigen Zustandes durchgerührt wird; 35 BaTiO3 handelt und die beigemischt wird, um das ein Verfahrensschritt, bei dem diese Mischung in Dispergieren und Verteilen des halbleitenden Ma-Form einer Schicht auf die Oberfläche eines hitze- terials 103 zu erleichtern und um die dielektrische beständigen Substrats aufgebracht wird, dessen Festigkeit des Bauelements zu erhöhen. Das aus den Schmelz- oder Erweichungspunkt höher liegt als der Pulvern 102, 103 und 104 bestehende Gemenge wird Erweichungspunkt des Glases; und ein Verfahrens- 40 in Form einer Schicht auf die Oberfläche einer Eisenschritt, bei dem diese Schicht der Mischung auf eine platte 105 aufgetragen und durch Erhitzen getrocknet. Temperatur erhitzt wird, die höher liegt als der Er- Die glasierbare Eisenplatte 105 dient als Elektrode und weichungspunkt des Glases, jedoch niedriger als der gleichzeitig als hitzebeständiges Substrat. Eine aus Schmelz- oder Erweichungspunkt des hitzebeständigen einem elektrisch leitenden Überzug bestehende Elek-Substrats. Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren 45 trode 101 ist auf die vorerwähnte halbleitende Schicht kann das Erhitzen in Raumatmosphäre vorgenommen aufgebracht. Die Zusammensetzung des aus dem gewerden, ohne daß besondere Vorsichtsmaßnahmen pulverten Fittenmaterial (nachstehend mit A bezeichhinsichtlich der äußeren Bedingungen zu treffen net), aus dem gepulverten Zinndioxyd (im folgenden wären. Auch wird, bewirkt durch die Tatsache, daß mit B bezeichnet) und aus dem gepulverten BaTiO3 die Korngröße des Glaspulvers kleiner gewählt ist 50 (im folgenden mit C bezeichnet) bestehenden Geals die des Metalloxydpulvers, eine glatte und fest menges geht aus der anschließenden Aufstellung abgebundene Schicht erhalten. Der Umstand, daß die hervor.
Korngröße des Glases und des Metalloxydpulvers
Metal Oxides Embedded in a Vitreous Binder In accordance with this aspect of the invention, these are. Thanks to the fact that the 5 above-described metal oxide powder is a powdered substance component that provides the component with the conductive insulating material or several such insulating materials, it is mixed with a metal oxide, and the dispersion of the metal oxide gives this component a high resistance particle facilitate. In the context of this ability to withstand heavy use by external forms of execution of the invention one comes to influences and is resistant to ambient temperatures io extremely durable semiconducting components with a considerable height, so that even with uniform properties that an ohmic production no complicated and expensive resistance in the semiconductor area (10 5 to 10 8 ohm operating equipment or special measures centimeters) and increased dielectric strength are required. Thus, within the scope of the exhibit. With regard to the insulating invention to be mixed in, semiconducting components with an ohmic material, the only requirement is that there is a thermal resistance to which a specific resistance is stable, since this material is only used in the semiconductor area (namely in the range of 10 5 a Incomplete dispersion or an error of up to 10 8 ohm centimeters) is based, created to prevent distribution of the metal oxide particles and the specific resistance obtained in the individual case in no way contributes to the conductivity of the component from the relative volume fraction of the metal oxide 20. In this case, too, the grain size depends on the binder. Choosing glass powder smaller than that of the metal oxide. In short, the powder and also the insulating material. In the case of the semiconducting components according to the invention, the powder can be easily mixed, applied and heated using a process, the individual steps of which are essentially the same as the following process steps: Glass with an embodiment of the invention has been described, average grain size of less than 1 mi. An embodiment of such, crowning the invention with a powdered semiconducting metal-embodying arrangement is to be mixed below under oxide, the average grain size of which is explained with reference to the drawings , size is less than 5 microns but is greater than 30 In the illustration of FIG. 5 contains a vitreous metal oxide binder designated as that of the glass, with the proportion of the reference number 102 being 10 to 35 percent by volume as a semiconducting material particles of a powdered and with the mixture together with an additive mass 103 of tin dioxide (SnO 2 ) and particles in the form of a volatile liquid to the point of being a powdered mass 104, which is in the form of a sol-like state; 35 BaTiO 3 is and is mixed in to facilitate a process step in which this mixture in dispersing and distributing the semiconducting Ma-Form of a layer on the surface of a heat terials 103 and applied to the dielectric resistant substrate, its strength to increase the component. The mixture consisting of the melting or softening point higher than the powders 102, 103 and 104 becomes the softening point of the glass; and a method 40 in the form of a layer on the surface of an iron step in which this layer of the mixture is applied to a plate 105 and dried by heating. The glazable iron plate 105 serves as an electrode and softening point of the glass, but lower than that at the same time as a heat-resistant substrate. An electrical substrate consisting of the melting point or softening point of the heat-resistant electrically conductive coating. According to the method according to the invention 45 electrode 101 is applied to the aforementioned semiconducting layer, the heating can be carried out in a room atmosphere. The composition of the fitting material that has been powdered without taking any special precautions (hereinafter referred to as A with regard to the external conditions to be met), from the powdered tin dioxide (hereinafter referred to as. Also, is caused by the fact that it is referred to as B) and from the powdered BaTiO 3, the grain size of the glass powder is selected to be smaller 50 (hereinafter referred to as C) existing gel that of the metal oxide powder, a smooth and firm amount is obtained from the subsequent set-up layer. The fact that the.
Grain size of the glass and the metal oxide powder

kleiner als 1 bzw. 5 Mikron ist, verhindert, daß die Materialis less than 1 or 5 microns, prevents the material

Schicht porös wird, und gewährleistet ein hinreichen- 55Layer becomes porous and ensures a sufficient 55

des Dispergieren der Metalloxydpartikeln in dem als ^ , . _ ... . . , .
wfflL *«,,.ηΗ«η fii™ wnHi,«* »!en Hi* Hp.r. Gepulvertes Fnttenmatenal : A
of dispersing the metal oxide particles in the as ^,. _ .... . ,.
w ffl L * «,,. ηΗ« η fii ™ wnHi, «*»! en Hi * Hp.r. Powdered exterior material: A

Bindemittel dienenden Glas, wodurch also dieBinder serving glass, thus making the

VolumprozentVolume percentage

6565

15 2015 20

stellung von Widerständen mit einheitlichen und gleich- ^epu vertes miu?.
bleibenden Eigenschaften ermöglicht und gleichzeitig Gepulvertes ßanu3. L,.
die Schichtausbildung sehr erleichtert wird. Mithin 60
position of resistances with uniform and equal- ^ epu vertes miu ? .
allows lasting properties and at the same time powdered ßanu 3 . L ,.
the formation of layers is made much easier. So 60

können in sehr einfacher Weise halbleitende Bau- Der Prozentanteil SnO2 kann je nach dem an-can be used in a very simple way semiconducting construction- The percentage of SnO 2 can depending on the other-

elemente mit einem spezifischen Widerstand im Halb- gestrebten Wert des spezifischen Widerstands zuleiterbereich (105 bis 108 Ohmzentimeter) hergestellt gunsten oder zu Lasten des Prozentanteils des Frittenwerden. materials in dem Bereich von 10 bis 35 °/0 schwanken.Elements with a specific resistance in the half-target value of the specific resistance lead range (10 5 to 10 8 ohm centimeters) are manufactured in favor of or at the expense of the percentage of fritting. materials vary in the range of 10 to 35 ° / 0.

Die erfindungsgemäßen halbleitenden Bauelemente 65 Hinsichtlich der Korngrößen von B und C im Versind selbst bei Temperaturen von beträchtlicher Höhe hältnis zu der von A sind die gleichen Vorbedingungen beständig und gegen Feuchtigkeit und sonstige äußere zu erfüllen wie bei den voraufgegangenen Ausführungs-Einflüsse sehr widerstandsfähig. beispielen. Auch die Verfahrensweise beim MischenThe semiconducting components 65 according to the invention with regard to the grain sizes of B and C in the Versind even at temperatures considerably higher than that of A, the same preconditions apply Resistant to moisture and other external influences, as with the previous design influences very resistant. examples. Also the method of mixing

209 525/455209 525/455

ίοίο

und Durchmengen des Gemenges, die Bestandteile oder Al2O3, sondern kann auch beliebige andereand mixing the mixture, the constituents or Al 2 O 3 , but can also be any other

des Frittenmaterials und der Erhitzungsvorgang sind Stoffe (so beispielsweise SiO2) einbeziehen, die einenof the frit material and the heating process are substances (such as SiO 2 ) that involve one

hierbei im wesentlichen die gleichen wie im Rahmen bedeutend höheren Wert des elektrischen Wider-here essentially the same as in the context of the significantly higher value of the electrical resistance

der voraufgegangenen Ausführungsbeispiele. F i g. 6 stands als die vorbezeichneten Metalloxyde und einenof the previous embodiments. F i g. 6 stands as the aforementioned metal oxides and one

zeigt die Strom-Spannungs-Kennlinie der so aus- 5 höheren Schmelzpunkt als das glasartige Bindemittelshows the current-voltage characteristic curve of the melting point which is thus higher than that of the vitreous binder

geformten halbleitenden Schicht, wobei die Gleich- aufweisen.shaped semiconducting layer, where the equiv.

spannung über die Elektroden 101 und 105 angelegt Wie im obigen erläutert wurde, wer den gemäßvoltage applied across the electrodes 101 and 105. As explained above, who according to

ist. Die Geradlinigkeit der Kennlinie zeigt an, daß dem zweiten Aspekt der Erfindung halbleitende Bau-is. The straightness of the characteristic curve indicates that the second aspect of the invention semiconducting structural

die Schicht einen ohmschen Widerstand aufweist. elemente geschaffen, bei denen Teilchen eines halb-the layer has an ohmic resistance. elements created in which particles of a half-

Diese Schicht hat gleichfalls auch eine Strombeiast- io leitenden Metalloxyds und Teilchen eines Oxyds mitThis layer also has a current load of conductive metal oxide and particles of an oxide

barkeit von beträchtlicher Höhe. einem höheren spezifischen Widerstand als dem jenesavailability of considerable height. a higher specific resistance than that

F i g. 7 zeigt eine weitere Ausführungsform, die im Metalloxyds in einem glasartigen Bindemittel entwesentlichen der Anordnung der F i g. 3 gleicht, halten sind. Diese Bauelemente weisen außer den im wobei allerdings zur Erleichterung des Dispergierens Rahmen des ersten Aspekts der Erfindung im Zuder TiO2-Partikeln noch gepulvertes Al2O3 hinzu- 15 sammenhang mit den vorangegangenen Ausführungsgegeben ist. Im einzelnen handelt es sich in diesem formen beschriebenen Merkmalen eine erhöhte di-FaIl bei dem Bindemittel 301 um ein glasartiges elektrische Festigkeit und einen noch einheitlicheren Material mit einem Erweichungspunkt von 550 bis spezifischen Widerstand auf, was auf die hinreichend 58O°C, das als halbleitendes Material 302 gepulvertes feine Dispersion der halbleitenden Partikeln zurück-TiO2 sowie als Dispersionsmittel 303 gepulvertes 20 zuführen ist.F i g. FIG. 7 shows a further embodiment which, in the metal oxide in a vitreous binder, is essential to the arrangement of FIG. 3 equals, hold are. In addition to the in the context of the first aspect of the invention, powdered Al 2 O 3 in the addition of TiO 2 particles, however, is given in connection with the preceding embodiments to facilitate dispersion. In detail, the features described in this form are an increased di-case in the binder 301 to a vitreous electrical strength and an even more uniform material with a softening point of 550 to specific resistance, which is sufficient to 58O ° C, the semiconducting Material 302 is a powdered, fine dispersion of the semiconducting particles back-TiO 2 and, as a dispersant 303, powdered 20 is to be fed.

Al2O3 enthält. Aus SnO2 bestehende Elektroden 304 Halbleitende Bauelemente dieser Art lassen sich und 305 sind in getrennter Anordnung auf der Ober- ohne Schwierigkeiten nach einem Verfahren herstellen, fläche des Glassubstrats 306 ausgeformt, dessen Er- dessen einzelne Verfahrensschritte die folgenden sind: weichungspunkt bei 680 bis 700° C liegt. Die aus den ein Verfahrensschritt, bei dem ein gepulvertes Glas Pulvern 301, 302 und 303 bestehende halbleitende 25 mit einer durchschnittlichen Korngröße von weniger Schicht füllt auch den Zwischenraum zwischen den als 1 Mikron mit einem gepulverten halbleitenden beiden Elektroden aus. In seinen übrigen baulichen Metalloxyd und mit einem gepulverten, einen höheren Merkmalen gleicht diese Ausführungsform im wesent- spezifischen Widerstand als das Metalloxyd auflichen der unter Bezugnahme auf F i g. 3 beschrie- weisenden Oxyd gemischt wird, wobei die durchbenen. 30 schnittlichen Korngrößen des Metalloxyds und jenesContains Al 2 O 3. Electrodes 304 made of SnO 2 Semiconducting components of this type can be and 305 are produced in a separate arrangement on the surface of the glass substrate 306 without difficulty using a process whose individual process steps are as follows: softening point at 680 to 700 ° C. The semiconducting 25 consisting of a process step in which a powdered glass powders 301, 302 and 303 with an average grain size of less layer fills the gap between the two electrodes than 1 micron with a powdered semiconducting two electrodes. In its other structural metal oxide and with a powdered, one higher characteristic, this embodiment essentially resembles the specific resistance than the metal oxide with reference to FIG. 3 described oxide is mixed, whereby the through-planes. 30 average grain sizes of the metal oxide and that

In F i g. 8 ist eine weitere, die Erfindung ver- einen höheren spezifischen Widerstand als das Metallkörpernde Anordnung dargestellt. Diese Anordnung oxyd aufweisenden Oxyds kleiner als 5 Mikron, gleicht im wesentlichen der Ausführungsform der jedoch größer als die des Glases sind, wobei der Anteil F i g. 4, wobei jedoch dem Gemenge ein Dispersions- des Metalloxyds sich auf 10 bis 35 Volumprozent mittel zugesetzt ist. In der Darstellung der F i g. 8 35 beläuft und wobei die Mischung zusammen mit einem sind auf dem hitzebeständigen Substrat 403 (bei dem Zusatz in Form einer flüchtigen Flüssigkeit bis zum es sich um keramisches Material oder um Glas Erreichen eines solartigen Zustandes durchgerührt handeln kann) transparente Elektroden 401 und 402 wird; ein Verfahrensschritt, bei dem diese Mischung vorgesehen. Über dem Substrat und den Elektroden in Form einer Schicht auf die Oberfläche eines hitzeist dann die halbleitende Schicht ausgeformt, die mit 40 beständigen Substrats aufgebracht wird, dessen der Bezugszahl 404 bezeichnet ist. Schmelz- oder Erweichungspunkt höher liegt alsIn Fig. 8 shows a further arrangement which has a higher specific resistance than the metal body. This arrangement of oxide containing oxide smaller than 5 microns is essentially the same as the embodiment which, however, is larger than that of the glass, the proportion F i g. 4, although a dispersion medium of the metal oxide is added to the mixture to a level of 10 to 35 percent by volume. In the illustration of FIG. 8 35 amounts and wherein the mixture is on the heat-resistant substrate 403 (in the case of the addition in the form of a volatile liquid until it can be ceramic material or glass to achieve a solar-like state) transparent electrodes 401 and 402 ; a process step in which this mixture is provided. Over the substrate and the electrodes in the form of a layer on the surface of a hitzeist then extruded semiconductive layer resistant substrate 40 is applied whose reference numeral is designated 404th Melting or softening point is higher than

Auch bei diesen Ausführungsformen kommt als der Erweichungspunkt des Glases; und ein Verfahrenshalbleitendes Material nicht nur Zinndioxyd (SnO2) schritt, bei dem diese Schicht der Mischung auf eine oder Titandiüxyd (TiO2) in Betracht, sondern es kann Temperatur erhitzt wird, die höher liegt als der Ersieh hierbei, wie im obigen bereits ausgeführt wurde, 45 weichungspunkt des Glases, jedoch niedriger als auch um ein halbleitendes Metalloxyd wie etwa der Schmelz- oder Erweichungspunkt des hitze-WO3, Sb2O3, Cr2O3, Fe2O3, V2O5 oder Bi2O3 sowie um beständigen Substrats. Die durch dieses Verfahren beliebige Mischungen solcher Metalloxyde handeln. erzielbaren Vorteile sind bereits im Rahmen des ersten Ferner beschränkt sich auch die Auswahl des Isolier- Aspekts der Erfindung erläutert worden und seien oder Dispersionsmittels keineswegs nur auf BaTiO3 so deshalb hier nicht wiederholt.In these embodiments too, the softening point of the glass is used; and a process semiconducting material step not only tin dioxide (SnO 2 ), in which this layer of the mixture on a or titanium dioxide (TiO 2 ) into consideration, but it can be heated to a temperature that is higher than that, as already stated above 45 softening point of the glass, but lower than a semiconducting metal oxide such as the melting or softening point of heat-WO 3 , Sb 2 O 3 , Cr 2 O 3 , Fe 2 O 3 , V 2 O 5 or Bi 2 O 3 as well as stable substrate. Any mixtures of such metal oxides act by this process. The advantages that can be achieved have already been explained in the context of the first. Furthermore, the selection of the insulating aspect of the invention is limited and the dispersant or dispersant is by no means limited to BaTiO 3, so therefore not repeated here.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

1T) 1 T)

Claims (5)

miteinander zu mischen, wobei die Korngrößen derto mix with each other, the grain sizes of the Patentansprüche: Pulverteilchen des Metalloxydes und des GlaspulverClaims: powder particles of the metal oxide and the glass powder zwischen 50 und 100 Mikron Iiegen und das Glaspulverbetween 50 and 100 microns and the glass powder L. Halbleiterbauelement aus Metalloxyden und die gleiche oder eine größere Korngröße als die Pulvereinem glasartigen Bindemittel, dadurch ge- S teilchen des Metalloxydes aufweist, Verwendet wird kennzeichnet, daß Pulverteilchen (103) des beispielsweise Kupferoxyd, und es laßt sich durch halbleitenden Metalloxydes, und zwar SnO8, TiO8, Sintern ein Verbundkörper herstellen, dessen spezi-Sb8O6, WO3, Cr8Oj,, Fe8qa, V8O6 und/oder Bia03, fischer Widerstand mehrere Zehnerpotenzen unter der in dem glasartigen Bindemittel(102) dispergiert sind Einheit liegt.L. Semiconductor component made of metal oxides and the same or a larger grain size than the powder, which has vitreous binder, which has particles of the metal oxide SnO 8 , TiO 8 , sintering produce a composite body whose specific Sb 8 O 6 , WO 3 , Cr 8 Oj ,, Fe 8 q a , V 8 O 6 and / or Bi a 0 3 , fischer resistance several powers of ten below the in the vitreous binder (102) are dispersed unit lies. und daß die Korngröße des Pulverteilchens (103) io Bei der Herstellung der bekannten halbleitenden der Metalloxyde größer ist als die Korngröße des Gläser müssen überdies umständliche Vorkehrungen Glaspulvers, getroffen werden, um eine geeignete Atmosphäre zuand that the grain size of the powder particle (103) io In the manufacture of the known semiconducting If the metal oxides are larger than the grain size of the glasses, cumbersome precautions must also be taken Glass powder, taken to create a suitable atmosphere 2. Verfahren zum Herstellen des in Anspruch 1 gewährleisten, damit ein Oxydieren der Metallpulverbeanspruchten Halbleiterbauelementes, gekenn- teilchen nicht erfolgt und durch die hohen Brennzeichnet durch einen Verfahrensschritt, bei dem 15 temperaturen beim Sintern bedingten Abbauerscheiein Glaspulver mit einer durchschnittlichen Korn- nungen vorgebeugt werden kann. Außerdem sind größe von weniger als 1 Mikron mit Pulverteilchen Metalle in hohem Maße mechanisch widerstandsfähig eines halbleitenden Metalloxydes gemischt wird, und lassen sich deshalb beim gegenwärtigen Stand der dessen durchschnittliche Korngröße weniger als Zerkleinerungs- oder Körnungstechnik nur schwer 5 Mikron beträgt, jedoch größer ist als die Korn- 20 über eine gewisse Grenze hinaus pulverisieren. Übergröße des Glaspulvers, wobei der Anteil der Metall- dies bereitet es bei den bekannten leitenden Gläsern oxyde sich auf 10 bis 35 Volumprozent belauft und große Schwierigkeit, einen vorbestimmten Wert des wobei die Mischung zusammen mit einem Zusatz spezifischen Widerstandes präzise einzuhalten,2. A method for producing the in claim 1 ensure so that an oxidizing of the metal powder claims Semiconductor component, identified particles are not carried out and are characterized by the high Br by a process step in which 15 temperature-related degradation notes during sintering Glass powder with an average grain size can be prevented. Also are size less than 1 micron with powder particles Metals highly mechanically resistant of a semiconducting metal oxide is mixed, and can therefore with the current state of whose average grain size is less difficult than crushing or granulating technology 5 microns, but larger than the grain size - 20 pulverize beyond a certain limit. Oversize of the glass powder, the proportion of the metal - this is what it prepares in the case of the known conductive glasses oxyde amounts to 10 to 35 percent by volume and great difficulty in obtaining a predetermined value of the whereby the mixture must be precisely adhered to together with an additive specific resistance, einer flüchtigen Flüssigkeit bis zum Erreichen eines Bekannt ist es auch schon, elektrisch leitfähigeA volatile liquid until reaching a known it is already electrically conductive solartigen Zustandes durchgeführt wird, einen 25 Pulverteilchen in ein organisches Harz oder einen Verfahrensschritt, bei dem diese Mischung in Form Kunststoff einzubetten, das als Bindemittel für die einer Schicht auf die Oberfläche eines hitzebestän- Pulverteilchen dient. Diese haben jedoch entweder, digen Substrats aufgebracht wird, dessen Schmelz- wenn sie voll in das Bindemittel eingebettet sind, unter- oder Erweichungspunkt höher liegt als der Er- einander einen unvollkommenen Kontakt, was zu weichungspunkt des Glaspulvers, und einen Ver- 30 einer nichtlinearen Spannungs-Strom-Kennlinie führt, fahrensschritt, bei dem diese Schicht der Mischung oder, wenn weniger Bindemittel verwendet wird, eine auf eine Temperatur erhitzt wird, die höher liegt unzureichende Festigkeit und Lebensdauer,
als der Erweichungspunkt des Glaspulvers, jedoch Aufgabe der Erfindung ist es, ein Halbleiterbau-
Sol-like state is carried out, a 25 powder particle in an organic resin or a process step in which this mixture is embedded in the form of plastic, which serves as a binder for a layer on the surface of a heat-resistant powder particle. However, these either have the substrate applied, the melting point of which, if they are fully embedded in the binder, is lower or the softening point is higher than the one another, an imperfect contact, which leads to the softening point of the glass powder, and a non-linear contact Voltage-current characteristic leads, driving step, in which this layer of the mixture or, if less binder is used, one is heated to a temperature that is higher, insufficient strength and service life,
than the softening point of the glass powder, but the object of the invention is to provide a semiconductor
niedriger als der Schmelz- oder Erweichungspunkt element der eingangs genannten Art mit einem spezides hitzebeständigen Substrats, wobei die Schicht 35 fischen Widerstand von 105 bis 108 Ohmzentimeter zu mit dem Substrat verbunden wird. schaffen.lower than the melting or softening point element of the type mentioned with a special heat-resistant substrate, the layer 35 being connected to the substrate with a resistance of 10 5 to 10 8 ohm centimeters. create.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekenn- Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gezeichnet, daß der Mischung zusätzlich ein Oxyd- löst, daß Pulverteilchen des halbleitenden Metallpulver (104) zugesetzt wird, dessen spezifischer oxydes, und zwar SnO2, TiO2, Sb2O6, WO3, Cr2O3, Widerstand höher ist als der des halbleitenden +0 Fe2O3, V2O5 und/oder Bi2O3, in dem glasartigen Metalloxyds (103). Bindemittel dispergiert sind und daß die Korngröße3. The method according to claim 2, characterized in that this object is drawn according to the invention in that the mixture additionally dissolves an oxide that powder particles of the semiconducting metal powder (104) is added, the specific oxydes, namely SnO 2 , TiO 2 , Sb 2 O 6 , WO 3 , Cr 2 O 3 , resistance is higher than that of the semiconducting +0 Fe 2 O 3 , V 2 O 5 and / or Bi 2 O 3 , in the vitreous metal oxide (103). Binders are dispersed and that the grain size 4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekenn- des Pulverteilchens der Metalloxyde größer ist als «lie zeichnet, daß es sich bei dem Oxyd um BaTiO3, Korngröße des Glaspulvers. Gegebenenfalls kann auch Al2O3 und/oder SiO2 handelt. ein weiteres Oxydpulver vorgesehen werden, dessen4. The method according to claim 3, characterized in that the powder particles of the metal oxides are greater than «lie indicates that the oxide is BaTiO 3 , grain size of the glass powder. If appropriate, Al 2 O 3 and / or SiO 2 can also be involved. another oxide powder are provided, its 5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch 45 Korngröße ebenfalls größer ist als diejenige des Glasgekennzeichnet, daß ein Glaspulver mit Pulver- pulvers. Durch die angegebenen Korngrößenbeziehunteilchen eines halbleitenden Metalloxyds und mit gen und durch die Dispergierung der Pulverteilchen einem Oxydpulver, dessen spezifischer Widerstand des Metalloxydes in dem glasartigen Bindemittel, was höher ist als der des halbleitenden Metalloxyds und bedeutet, daß eine kleine Menge Metalloxyd mit einer dessen Korngröße größer ist als die des Glaspulvers, 50 größeren Bindemittelmenge gemischt ist, erhält man jedoch kleiner als 5 Mikron, vermischt wird und ein Halbleiterbauelement, bei dem relativ große Metalldie Pulverteilchen des Metalloxyds und des Oxyd- oxyd-Pulverteilchen in ein homogenes Gerüst des glaspulvers in dem Glaspulver gut dispergiert werden, artigen Bindemittels eingebettet sind. Auf diese Weise worauf das Gemenge erhitzt wird. erhält man gute mechanische Eigenschaften des HaIb-5. The method according to claim 3 or 4, characterized in that 45 grain size is also larger than that of the glass that a glass powder with powder powder. By the specified grain size reference particles a semiconducting metal oxide and with gene and through the dispersion of the powder particles an oxide powder, whose specific resistance of the metal oxide in the vitreous binder, what is higher than that of the semiconducting metal oxide and means that a small amount of metal oxide has a the grain size of which is larger than that of the glass powder, 50 greater amount of binder is mixed, is obtained but smaller than 5 microns, is mixed and a semiconductor device in which relatively large metal die Powder particles of the metal oxide and the oxide powder particles in a homogeneous structure of the glass powder are well dispersed in the glass powder, are embedded like binder. In this way whereupon the mixture is heated. good mechanical properties of the 55 leiterbauelementes und dennoch einen guten Kontakt zwischen den einzelnen Pulverteilchen, so daß das55 conductor component and still a good contact between the individual powder particles, so that the Halbleiterbauelement gleichmäßige und gut reproduzierbare Eigenschaften erhält. Ein spezifischer Widerstand im Halbleiterbereich, nämlich IO5 bis 108 0hm-Semiconductor component receives uniform and easily reproducible properties. A specific resistance in the semiconductor area, namely IO 5 to 10 8 ohm- Die Erfindung betrifft ein Halbleiterbauelement aus 60 Zentimeter, kann so sicher erreicht und auch seinem Metalloxyden und einem glasartigen Bindemittel. Wert nach angewählt werden. Überdies bieten sichThe invention relates to a semiconductor component of 60 centimeters, can be reached safely and also his Metal oxides and a vitreous binder. Value to be selected. Moreover, offer themselves Es ist bekannt (»Technische Keramik«, VEB-Verlag herstellungsmäßig keine Schwierigkeiten, da Metall-Technik Berlin, 1954, S. 109), bei der Herstellung von oxyd leicht zu den feinen Pulvergrößen gebracht Halbleiterwidersfänden anorganische Plastifizierungs- werden kann, die hier im Bereich von weniger als mittel zu verwenden. 65 5 Mikron Iiegen. Die Glaspulverteilchen sollen eineIt is known ("Technical Ceramics", VEB-Verlag no difficulties in terms of production, because metal technology Berlin, 1954, p. 109), easily brought to the fine powder sizes in the production of oxide Semiconductor resistances inorganic plasticizing can be used here in the range of less than medium to use. 65 5 microns. The glass powder particles should be a Weiter ist es bekannt (deutsche Auslegeschrift Körnung von etwa 1 Mikron haben. Der Anteil des 062 401), zur Herstellung von vielseitig verwendbaren Metalloxydes beläuft sich auf etwa 10 bis 35 Volum-Verbundkörpern Glaspulver und Metalloxydpulver prozent. Man erhält also ein einfach herstellbaresIt is also known (German Auslegeschrift to have a grain size of about 1 micron. The proportion of 062 401), for the production of versatile metal oxide amounts to about 10 to 35 volume composite bodies Glass powder and metal oxide powder percent. So you get one that is easy to manufacture
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE2640316A1 (en) * 1975-09-15 1977-03-24 Trw Inc MATERIAL FOR AN ELECTRICAL RESISTANCE AND METHOD FOR MANUFACTURING A RESISTOR
FR2487482A1 (en) * 1980-07-23 1982-01-29 Matsushita Electric Ind Co Ltd INFRARED RADIATOR COMPRISING A MOLDED MASS OF A MATERIAL EMITTING INFRARED RADIATION AND A FRITTE MATERIAL

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