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JPS6236606B2 - - Google Patents

Info

Publication number
JPS6236606B2
JPS6236606B2 JP55147244A JP14724480A JPS6236606B2 JP S6236606 B2 JPS6236606 B2 JP S6236606B2 JP 55147244 A JP55147244 A JP 55147244A JP 14724480 A JP14724480 A JP 14724480A JP S6236606 B2 JPS6236606 B2 JP S6236606B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
zno
voltage
layer
substrate
film
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.)
Expired
Application number
JP55147244A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS5771102A (en
Inventor
Kazuo Eda
Michio Matsuoka
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
Priority to JP55147244A priority Critical patent/JPS5771102A/en
Publication of JPS5771102A publication Critical patent/JPS5771102A/en
Publication of JPS6236606B2 publication Critical patent/JPS6236606B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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Landscapes

  • Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
  • Thermistors And Varistors (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

本発明は、電圧−電流特性が非対称で、サージ
に対して安定な電圧非直線抵抗器に関するもので
ある。 従来、非対称な電圧−電流特性を示す電圧非直
線抵抗器として、ツエナーダイオードおよびZnO
焼結体の片面に非オーム性電極、もう一方の面に
オーム性電極を設けた、表面障壁型ZnOバリスタ
が知られている。 ツエナーダイオードは、シリコン単結晶PN接
合の逆バイアス時のトンネル効果、もしくはアバ
ランシエ効果を利用したものである。ツエナーダ
イオードは優れた電圧非直線性を示すが、サージ
(異常過電圧)に弱い。これは均一で大きな面積
のPN接合を作ることが技術的に困難であるため
である。 表面障壁型ZnOバリスタは、ZnO焼結体もしく
は、特性を改善するために加えられた適当な添加
物を含むZnO焼結体の一方に、Bi2O3、Co2O3
ど適当な添加物を含んだ銀ペーストを塗布し、
700〜800℃で焼付けて非オーム性電極とし、他方
にアルミニウムの溶射電極などのオーム性電極を
設けたものである。このようにして得られた表面
障壁型ZnOバリスタは、4〜8V付近で急激に電
流の流れ出す電圧非直線性を示す。これは一方の
面に設けられたBi2O3、Co2O3など適当なな添加
物を含む銀電極とZnO焼結体もしくは適当な添加
物を含むZnO焼結体の界面に形成された表面障壁
に起因する。しかし、このようにして得られた表
面障壁型ZnOバリスタは、やはりサージに対して
弱く、また電圧非直線指数aも小さい〔電圧非直
線指数aは、I=(V/C)a:Iは電流、Vは電
圧、Cは定数、で定義される〕。これは、銀をペ
ースト状にして塗布した後、700〜800℃で焼付け
るため、相当量の銀および添加物がZnO焼結体内
部に拡散し、電極部分からZnO焼結体内部へ向か
つて緩かに減少する不純物分布が形成され、その
ため明確な表面障壁が形成されないこと、ZnO焼
結体における粒界部分の拡散速度がZnO粒子内部
の拡散速度よりもはるかに大きいため、粒界にそ
つて一部不純物が焼結体内部へ拡散しやすいこ
と、また銀をペースト状にして塗布するためその
厚みにむらが生じ、それによつて不純物のZnO焼
結体内部への拡散量が場所によつて違つてくるな
どによる。 一方、このようなバリスタを改善するものとし
て、特開昭52−66982号公報に記載されていいる
ような技術が考えられた。 この従来のものは、ZnO焼結体に、ビスマス
(Bi)もしくはその化合物およびマンガン(Mn)
もしくはその化合物を含む物質を塗布して、Zn
焼結体にBi、Mn成分を拡散させるという方法に
より、特性の制御を容易に行うというものであ
る。 しかしながら、この従来のもの、焼結体内部の
非オーム性を利用したもので、電圧−電流特性は
対称となり、立上り電圧として低圧のものを得る
ためには、素子の厚みを薄くしなければならなく
機械的強度の関係からすると、低圧のものを得る
のは困難であつた。 近年、電気機器や電子機器において半導体化が
進み、特に低圧回路ではほとんど半導体化されて
いる。しかし、これら半導体素子はよく知られて
いるようにサージに対して弱い。そこで、特にサ
ージの危険にさらされ易い機器、たとえば雷サー
ジの入りやすい各種信号制御回路、スイツチング
サージの生ずるプリンタ回路、自動車の各種制御
回路などではサージ対策が必要となる。この中で
直流回路で使用するものについては、電圧−電流
特性が非対称でサージに強い電圧非直線抵抗器が
望まれている。 本発明は、かかる状況に鑑みなされたもので、
電圧−電流特性が非対称でサージに強い電圧非直
線抵抗器を提供するものである。 第1図は本発明にかかる電圧非直線抵抗器の基
本的な構造を示したものである。図において、1
はZnO層(または適当な添加物を含むZnO層)、
2は酸化コバルト(Co2O3)または酸化マンガン
(MnO2)のうち少なくとも一方からなる層、3,
4はオーム性電極である。このような構成とする
ことにより、ZnO層1とCo2O3またはMnO2のう
ち少なくとも一方からなる層2の界面に沿つて
ZnO層1側にシヨツトキーバリヤ5が形成される
ため、電極3を陽極として電圧を加えた場合には
容易に電流が流れ、反対に電極4を陽極として電
圧を加えた場合には、シヨツトキーバリヤ5が逆
バイアスされるため、ある一定電圧までは電流が
流れず、その電圧以上で急激に電流の流れ出す非
対称な電圧非直線性を示す素子が得られる。 実施例 1 ZnO粉体を、通常の成型方法によつて、直径12
mm、厚さ1.5mmに成型し、空気中において1250℃
で2時間焼成した。この焼結体は多結晶体であつ
た。しかる後、焼結体の両主面を研磨し、特にそ
の一方の面についてはアルミナ微粉を用いて鏡面
研磨を行なつた。その後、有機溶剤で十分洗浄し
た後、高周波スパツタリング装置を用いて、鏡面
研磨したZnO焼結体からなる基板の主面上に
CO2O3またはMnO2のスパツタ膜を設けた。さら
に、得られた素子の両面にAl蒸着電極を設け
た。それぞれについて電気特性を測定した。 このようにして得られた素子は、第2図に示す
ような非対称な電圧非直線特性およびすぐれた非
オーム性とサージに対する安定な性質を示した。
第1表に得られた素子の電圧非直線指数aと、サ
ージ耐量を示す。サージ耐量は低圧回路ではせい
ぜい数10Aのサージ電流しか流れないことを考慮
して8×20マイクロ秒の衝撃電流波形で50Aを2
回印加した後の1mAにおける素子両端の電圧V
1nAの変化率で表わした。
The present invention relates to a voltage nonlinear resistor that has asymmetric voltage-current characteristics and is stable against surges. Traditionally, Zener diodes and ZnO have been used as voltage nonlinear resistors that exhibit asymmetric voltage-current characteristics.
A surface barrier type ZnO varistor is known, in which a non-ohmic electrode is provided on one side of a sintered body and an ohmic electrode is provided on the other side. Zener diodes utilize the tunnel effect or avalanche effect of a silicon single-crystal PN junction when reverse biased. Zener diodes exhibit excellent voltage nonlinearity, but are susceptible to surges (abnormal overvoltage). This is because it is technically difficult to create a uniform, large-area PN junction. Surface barrier type ZnO varistors are made by adding appropriate additives such as Bi 2 O 3 or Co 2 O 3 to either a ZnO sintered body or a ZnO sintered body containing appropriate additives added to improve properties. Apply a silver paste containing
The electrode is baked at 700 to 800°C to form a non-ohmic electrode, and the other side is provided with an ohmic electrode such as an aluminum sprayed electrode. The thus obtained surface barrier type ZnO varistor exhibits voltage nonlinearity in which current suddenly flows around 4 to 8 V. This is formed at the interface between a silver electrode containing an appropriate additive such as Bi 2 O 3 or Co 2 O 3 provided on one side and a ZnO sintered body or a ZnO sintered body containing an appropriate additive. Due to surface barriers. However, the surface barrier type ZnO varistor obtained in this way is still weak against surges and has a small voltage nonlinearity index a [voltage nonlinearity index a is I=(V/C) a :I is current, V is voltage, and C is a constant]. This is because silver is applied in the form of a paste and then baked at 700 to 800°C, so a considerable amount of silver and additives diffuse into the ZnO sintered body and move from the electrode area into the ZnO sintered body. A slowly decreasing impurity distribution is formed, so a clear surface barrier is not formed, and the diffusion rate at the grain boundary in the ZnO sintered body is much higher than the diffusion rate inside the ZnO particles, so However, some impurities tend to diffuse into the ZnO sintered body, and since the silver is applied in the form of a paste, its thickness becomes uneven, so the amount of impurities diffusing into the ZnO sintered body varies depending on the location. It depends on the situation. On the other hand, a technique described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 52-66982 has been devised to improve such a varistor. This conventional method uses bismuth (Bi) or its compound and manganese (Mn) in a ZnO sintered body.
Or by applying a substance containing that compound, Zn
The properties can be easily controlled by diffusing Bi and Mn components into the sintered body. However, since this conventional method utilizes the non-ohmic nature inside the sintered body, the voltage-current characteristics are symmetrical, and in order to obtain a low rise voltage, the thickness of the element must be made thinner. However, it was difficult to obtain one with low pressure due to its mechanical strength. In recent years, the use of semiconductors in electrical equipment and electronic equipment has progressed, and in particular, most low-voltage circuits are made of semiconductors. However, as is well known, these semiconductor devices are vulnerable to surges. Therefore, surge countermeasures are required for devices that are particularly susceptible to surges, such as various signal control circuits that are susceptible to lightning surges, printer circuits that generate switching surges, and various control circuits for automobiles. Among these, voltage nonlinear resistors that have asymmetric voltage-current characteristics and are strong against surges are desired for use in DC circuits. The present invention was made in view of this situation,
The present invention provides a voltage nonlinear resistor that has asymmetric voltage-current characteristics and is strong against surges. FIG. 1 shows the basic structure of a voltage nonlinear resistor according to the present invention. In the figure, 1
is a ZnO layer (or a ZnO layer with appropriate additives),
2 is a layer consisting of at least one of cobalt oxide (Co 2 O 3 ) or manganese oxide (MnO 2 ); 3;
4 is an ohmic electrode. With such a configuration, along the interface between the ZnO layer 1 and the layer 2 made of at least one of Co 2 O 3 and MnO 2
Since the shot key barrier 5 is formed on the ZnO layer 1 side, current easily flows when a voltage is applied using the electrode 3 as the anode, and on the other hand, when a voltage is applied using the electrode 4 as the anode, a Since the Yottoky barrier 5 is reverse biased, an element exhibiting asymmetric voltage nonlinearity is obtained in which current does not flow up to a certain voltage, and current suddenly flows above that voltage. Example 1 ZnO powder was molded into a diameter of 12 mm by a normal molding method.
mm, molded to a thickness of 1.5 mm and heated to 1250°C in air.
It was baked for 2 hours. This sintered body was a polycrystalline body. Thereafter, both main surfaces of the sintered body were polished, and one surface in particular was mirror polished using fine alumina powder. After that, after thoroughly cleaning with an organic solvent, a high-frequency sputtering device is used to sputter onto the main surface of a substrate made of a mirror-polished ZnO sintered body.
A sputtered film of CO 2 O 3 or MnO 2 was provided. Furthermore, Al vapor-deposited electrodes were provided on both sides of the obtained device. The electrical characteristics of each were measured. The device thus obtained exhibited asymmetrical voltage nonlinear characteristics as shown in FIG. 2, excellent non-ohmic properties, and stable properties against surges.
Table 1 shows the voltage non-linearity index a and surge resistance of the obtained device. Considering that a surge current of several tens of amperes at most flows in a low-voltage circuit, the surge withstand capacity is 50 A with a shock current waveform of 8 x 20 microseconds.
Voltage V across the element at 1 mA after applying
Expressed as a rate of change of 1 nA .

【表】 実施例 2 ガラス基板上にAlを真空蒸着し、このAl蒸着
膜の上に、高周波スパツタリング装置を用いて
ZnOのスパツタ膜を設けた。さらにこのZnOスパ
ツタ膜の上に、実施例1で述べたと同じ方法で
Co2O3またはMnO2スパツタ膜を設け、その上に
さらにAlの蒸着電極を付けて、それぞれの電気
特性を測定した。 得られた素子の構造を第3図に示す。図におい
て6はCo2O3またはMnO2膜、7はZnO膜、8,
9は電極、10はガラス基板である。 このような素子はやはり第2図に示すような非
対称な電圧−電流特性と顕著な非オーム性、サー
ジに対する優れた安定性を示した。得られた素子
の電気特性を第2表に示す。なおこの場合の電極
8の面積は実施例1とほぼ同一に設定してある。
[Table] Example 2 Al was vacuum-deposited on a glass substrate, and a high-frequency sputtering device was used to deposit Al on this Al-deposited film.
A sputtered ZnO film was provided. Further, on this ZnO sputtered film, the same method as described in Example 1 was applied.
A Co 2 O 3 or MnO 2 sputtered film was provided, and an Al evaporated electrode was further attached thereon, and the electrical properties of each film were measured. The structure of the obtained device is shown in FIG. In the figure, 6 is a Co 2 O 3 or MnO 2 film, 7 is a ZnO film, 8,
9 is an electrode, and 10 is a glass substrate. Such a device also exhibited asymmetrical voltage-current characteristics as shown in FIG. 2, remarkable non-ohmic properties, and excellent stability against surges. The electrical characteristics of the obtained device are shown in Table 2. Note that the area of the electrode 8 in this case is set to be almost the same as in the first embodiment.

【表】 実施例 3 ZnO単結晶を直径2mm、厚さ0.3mmに切り出
し、その両面を研磨した。その後有機溶剤で十分
洗浄し、高周波スパツタリング装置を用いて、鏡
面研磨したZnO単結晶の一方の面に、実施例1お
よび2で示したと同一の方法で第3表に示す組成
のCo2O3もしくはMnO2のスパツタ膜を設け、そ
の後Alの蒸着電極を付けた。このようにして作
製した試料も第2図に示すような非対称な電圧−
電流特性を示した。得られた素子の電気特性を第
3表に示す。なおこの場合には、電極面積の関係
から、実施例1、2における場合と同じ電流密度
になる条件でサージ耐量を測定した。
[Table] Example 3 A ZnO single crystal was cut into a piece having a diameter of 2 mm and a thickness of 0.3 mm, and both sides thereof were polished. Thereafter, Co 2 O 3 having the composition shown in Table 3 was applied to one surface of the mirror-polished ZnO single crystal, which was thoroughly washed with an organic solvent and polished using a high-frequency sputtering device, using the same method as shown in Examples 1 and 2. Alternatively, a sputtered MnO 2 film was provided, and then an Al evaporation electrode was attached. The sample prepared in this way also has an asymmetrical voltage as shown in Figure 2.
The current characteristics are shown. The electrical characteristics of the obtained device are shown in Table 3. In this case, the surge resistance was measured under the same current density conditions as in Examples 1 and 2 due to the electrode area.

【表】 なお上記した本実施例ではCo2O3およびMnO2
を同時に加えた場合については述べなかつたがこ
れらの複合膜をもちいてほぼ同じような特性の素
子が得られることは明らかである。 また実施例2に記載のCo2O3またはMnO2成分
のスパツタリングターゲツトは、通常の窯業的手
法で作ることができる。実施例2に記載のZnOス
パツタリングターゲツトについても同様である。
すなわちCo2O3またはMnO2またはZnOを所定の
形状に成形した後、空気中で焼成してやればよ
い。Co2O3またはMnO2の場合には1000℃〜1200
℃で、またZnO焼結体の場合には1000℃〜1400℃
の焼成が好ましい。焼成時は1時間〜5時間が適
当である。 スパツタリング時の雰囲気としては、いずれの
場合もアルゴンなどの不活性ガス雰囲気、もしく
はその50%程度を酸素ガスで置換した雰囲気がよ
い。置換する酸素ガスの量によつて、スパツタリ
ングされた膜の抵抗他を制御することができる。 実施例のCo2O3もしくはMnO2層については、
500〜1000Åの厚さに形成したが、500Åよりも薄
くても同様な特性が得られ、また1000Åよりも厚
い場合にも同様な特性が得られた。 また、実施例では電極として真空蒸着による
Al電極を用いたが、前述の説明からもわかるよ
うに、オーム性電極であればAlに限る必要はな
く、また蒸着ではなく、溶射、焼付けなどの方法
によつて形成してもよい。 次にZnO基板部分に焼結体を用いた場合には、
大面積の焼結体を容易に安価に作製することがで
きるため、大面積の素子を作ることができ、した
がつて、大きなサージ電流、たとえば50Å以上の
ものも容易に作ることができる。またZnO側に特
性改善の添加物をドープすることもきわめて容易
なことである。 実施例1で用いたZnO焼結体、ZnO粉体に、適
当量の有機バインダーを加え、円板上に成形した
後、1000℃〜1400℃の空気中で焼成する方法によ
り得られる。焼成時間は1時間〜5時間が適当で
ある。なお1000℃より焼成温度が低いと焼結が十
分でなく、また1400℃より高いとZnOの蒸発がお
こり基板がち密でなくなる。 一方、ZnOとしてスパツタ膜を用いた場合に
は、ZnO部分の抵抗が低いため、大電流域におい
ても、電圧の低い素子を得ることができる。 実施例2におけるZnOスパツタ膜については、
5000〜10000Åの厚さに形成したが、原理的に
は、シヨツトキーバリヤが形成されるに十分な厚
み(300Å程度と考えられる)以上であればよ
い。 なお実施例2では基板にガラスを用いたが、ガ
ラスに限定する必要はなく、スパッタリング時の
発熱に耐えられる安定な絶縁物、たとえばアルミ
ナの焼結基板やマグネシアの焼結基板などを用い
てもよい。 またZnOとして単結晶を用いた場合には、接合
面の欠陥が少なくなるため、長期の安定性や、繰
り返しサージに対して安定な素子を得ることがで
きる。 更に本発明はZnO側界面に形成されるシヨツト
キ−バリヤを利用したものであり、シヨツトキー
バリヤの性質は主成分がZnOであればほぼ類似の
性質を示す。したがつて本発明はZnOのみから成
る基板に限定されるものではなく、特性改善のた
めに添加物を加えたZnOを主成分とする基板、た
とえばZnOの比抵抗を下げて、衝撃電流印加時の
電圧上昇を少なくするためにAl2O3などを加えた
ZnOを主成分とする基板を用いてもよい。 しかし、いずれの方法においても、電圧−電流
特性の非対称な電圧非直線抵抗体で、しかもサー
ジに対して強い素子を得ることができる。 比較のため、立上り電圧6Vのツエナーダイオ
ードおよびZnOを用いた障壁型ZnOバリタスの特
性の代表例について述べると、a値がそれぞれ
100以上、5であり、サージ耐量では前者が破壊
し、また後者が−14.8%である。 なお、ツエナーダイオードは通常のシリコンツ
エナーダイオードである。 表面障壁型ZnOバリスタは、あらかじめ1350℃
で1時間焼成して得たZnO焼結体の一方の主面上
に、Bi2O3(20重量%)、硼珪酸ビスマスガラス
(50重量%)およびAg2O(30重量%)からなる銀
ペーストを塗布し、700℃の空気中で1時間焼成
した後、他方の面にAlの溶射電極を設けたもの
である。 以上のように、本発明の電圧非直線抵抗器は、
ツエナーダイオードに比べてaでは劣つている
が、サージ耐量の面で格段に優れている。これは
前述したように、ツエナーダイオードでは、均一
で面積の大きなPN接合を作ることが困難なため
である。 一方、表面障壁型ZnOバリスタに比較すると
a、サージ耐量がともに優れている。これは前述
したように、表面障壁型のバリスタでは拡散によ
り表面障壁を作ろうとするため、どうしても不純
物の拡散量、拡散距離に不均一性を生じるためと
考えられる。
[Table] In this example described above, Co 2 O 3 and MnO 2
Although we have not discussed the case where both are added at the same time, it is clear that devices with almost similar characteristics can be obtained using these composite films. Further, the sputtering target of Co 2 O 3 or MnO 2 component described in Example 2 can be made by a conventional ceramic method. The same applies to the ZnO sputtering target described in Example 2.
That is, after forming Co 2 O 3 or MnO 2 or ZnO into a predetermined shape, it may be fired in air. 1000 ℃~1200 for Co2O3 or MnO2
°C and 1000 °C to 1400 °C for ZnO sintered bodies
calcination is preferred. A suitable time for firing is 1 to 5 hours. In any case, the atmosphere during sputtering is preferably an inert gas atmosphere such as argon, or an atmosphere in which about 50% of the atmosphere is replaced with oxygen gas. The resistance and other properties of the sputtered film can be controlled by changing the amount of oxygen gas replaced. For the Co 2 O 3 or MnO 2 layer in the example,
Although it was formed to a thickness of 500 to 1000 Å, similar characteristics were obtained even when it was thinner than 500 Å, and similar characteristics were obtained when it was thicker than 1000 Å. In addition, in the example, the electrode was formed by vacuum evaporation.
Although Al electrodes were used, as can be seen from the above description, the electrodes are not limited to Al as long as they are ohmic electrodes, and may be formed by thermal spraying, baking, or other methods instead of vapor deposition. Next, when a sintered body is used for the ZnO substrate part,
Since a large-area sintered body can be easily and inexpensively produced, a large-area element can be produced, and therefore a large surge current, for example, one of 50 Å or more can be easily produced. It is also extremely easy to dope additives to improve the properties of ZnO. It is obtained by adding an appropriate amount of an organic binder to the ZnO sintered body and ZnO powder used in Example 1, forming it into a disk, and then firing it in air at 1000°C to 1400°C. A suitable firing time is 1 hour to 5 hours. Note that if the firing temperature is lower than 1000°C, sintering will not be sufficient, and if it is higher than 1400°C, ZnO will evaporate and the substrate will not be dense. On the other hand, when a sputtered film is used as ZnO, since the resistance of the ZnO portion is low, an element with low voltage can be obtained even in a large current range. Regarding the ZnO sputtered film in Example 2,
Although it is formed to a thickness of 5,000 to 10,000 Å, in principle, the thickness may be sufficient to form a shot key barrier (approximately 300 Å) or more. Although glass was used for the substrate in Example 2, it is not necessary to be limited to glass; a stable insulator that can withstand heat generation during sputtering, such as a sintered alumina substrate or a sintered magnesia substrate, may also be used. good. Furthermore, when a single crystal is used as ZnO, there are fewer defects on the bonding surface, so it is possible to obtain an element with long-term stability and stability against repeated surges. Furthermore, the present invention utilizes a shot key barrier formed at the ZnO side interface, and the properties of the shot key barrier are almost similar if the main component is ZnO. Therefore, the present invention is not limited to substrates made only of ZnO, but includes substrates mainly composed of ZnO to which additives are added to improve characteristics, for example, by lowering the specific resistance of ZnO, when applying an impact current. Added Al 2 O 3 etc. to reduce the voltage rise of
A substrate containing ZnO as a main component may also be used. However, in either method, it is possible to obtain a voltage nonlinear resistor with asymmetric voltage-current characteristics and an element that is strong against surges. For comparison, we will discuss representative examples of the characteristics of a Zener diode with a rising voltage of 6V and a barrier type ZnO Varitas using ZnO.
100 or more, 5, and the former destroys the surge resistance, and the latter -14.8%. Note that the Zener diode is a normal silicon Zener diode. Surface barrier type ZnO varistors are preheated to 1350℃.
On one main surface of the ZnO sintered body obtained by firing for 1 hour at After applying silver paste and firing in air at 700°C for 1 hour, a sprayed Al electrode was provided on the other side. As described above, the voltage nonlinear resistor of the present invention is
Although it is inferior to Zener diodes in terms of a, it is significantly superior in terms of surge resistance. This is because, as mentioned above, it is difficult to create a uniform and large-area PN junction with a Zener diode. On the other hand, compared to surface barrier type ZnO varistors, it is superior in both a and surge resistance. This is thought to be because, as described above, in a surface barrier type varistor, a surface barrier is created by diffusion, which inevitably causes non-uniformity in the amount and distance of diffusion of impurities.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明にかかる電圧非直線抵抗器の一
実施例の基本構成図、第2図は代表的な電圧−電
流特性を示す図、第3図は他の実施例の構造図で
ある。 1……ZnO層、2,6……酸化コバルトまたた
は酸化マンガンの少なくとも一方からなる層、
3,4,8,9……オーム性電極、5……シヨツ
トキーバリヤ、7……ZnO膜、10……ガラス基
板。
Fig. 1 is a basic configuration diagram of one embodiment of a voltage nonlinear resistor according to the present invention, Fig. 2 is a diagram showing typical voltage-current characteristics, and Fig. 3 is a structural diagram of another embodiment. . 1... ZnO layer, 2, 6... A layer consisting of at least one of cobalt oxide or manganese oxide,
3, 4, 8, 9...Ohmic electrode, 5...Shot key barrier, 7...ZnO film, 10...Glass substrate.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 ZnOを主成分とする第1の層と、酸化コバル
トまたは酸化マンガンの少なくとも一方から成る
第2の層を有し、前記第1の層が前記第2の層に
接しており、さらに前記第1、第2の層のそれぞ
れ他方の面に電極が設けられていることを特徴と
する電圧非直線抵抗器。 2 第1の層が多結晶体である特許請求の範囲第
1項記載の電圧非直線抵抗器。 3 第1の層がスパツタリング膜である特許請求
の範囲第1項記載の電圧非直線抵抗器。 4 第1の層が単結晶である特許請求の範囲第1
項記載の電圧非直線抵抗器。 5 ZnOを主成分とする基板の一方の面に、不活
性ガスもしくは不活性ガスと酸素ガスから成る雰
囲気中で、スパツタリング法により、酸化コバル
トまたは酸化マンガンの少なくとも一方から成る
膜を形成し、その膜の上と基板の他方の面に電極
を設けることを特徴とする電圧非直線抵抗器の製
造方法。 6 基板としてZnOを主成分とする粉末を、造
粒、成型して、1000℃〜1400℃の空気中で焼成し
て得た焼結体を用いる特許請求の範囲第5項記載
の電圧非直線抵抗器の製造方法。 7 基板として、耐熱性基板上に電極膜を形成
し、さらにその上にZnOを主成分とするZnO膜を
スパツタリング法によつて形成してなるものを用
いる特許請求の範囲第5項記載の電圧非直線抵抗
器の製造方法。
[Claims] 1. A first layer containing ZnO as a main component and a second layer consisting of at least one of cobalt oxide or manganese oxide, wherein the first layer is in contact with the second layer. A voltage nonlinear resistor, further comprising an electrode provided on the other surface of each of the first and second layers. 2. The voltage nonlinear resistor according to claim 1, wherein the first layer is a polycrystalline material. 3. The voltage nonlinear resistor according to claim 1, wherein the first layer is a sputtered film. 4 Claim 1 in which the first layer is a single crystal
Voltage non-linear resistor as described in Section. 5. A film made of at least one of cobalt oxide or manganese oxide is formed on one surface of a substrate containing ZnO as a main component by sputtering in an inert gas or an atmosphere consisting of an inert gas and oxygen gas. A method for manufacturing a voltage nonlinear resistor, comprising providing electrodes on the film and on the other side of the substrate. 6. Voltage non-linearity according to claim 5, which uses a sintered body obtained by granulating and molding a powder mainly composed of ZnO and firing it in air at 1000°C to 1400°C as a substrate. Method of manufacturing resistors. 7. The voltage according to claim 5, in which the substrate is formed by forming an electrode film on a heat-resistant substrate and further forming a ZnO film containing ZnO as a main component by a sputtering method. Method of manufacturing non-linear resistors.
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