金属ホウ化物または窒化物ーガラス系厚膜抵抗体の合成とその物性

金属硼化物或氮化物玻璃厚膜电阻的合成及其物理性能

基本信息

批准号：
02650553
负责人：
安井至
金额：
$ 1.15万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
财政年份：
1990
资助国家：
日本
起止时间：
1990 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

金属ホウ化物、金属窒化物、金属ケイ化物など電気伝導性の高いセラミックスとガラスを混合して適当な電気抵抗値を持つ厚膜抵抗体を作成することに目的があるが、具体的には金属的伝導性を有するZrB_2と60ZnO・20B_2O_3・10SiO_2・10PbOガラスを適当な割合で混合して厚膜抵抗体を作成した。ガラス組成は、融解温度が低く、かつ結晶化しやすいものを選んだ。結晶化ガラスの方が、繰り返し焼結する場合に安定なためである。その結果ZrB_2に割合を50〜100%の範囲で変化させると抵抗値が10〜10^5Ωcmの範囲で変化すことがわかった。実験過程で判明したことは、ZrB_2が非常に酸化され易いことで、窒素雰囲気でもごく微量のは混入酸素の影響で酸化されて絶縁体に変化してしまうことである。したがって酸素の混入に関しては、十分な注意が必要である。今後焼結の条件を更に改善すると共に、金属ホウ化物、窒化物、ケイ化物などの種類を変えてさらに安定で抵抗値の制御幅を広げる可能性を追求していく予定である。次に同じ様な膜状抵抗体を作成する試みとして、金属電導性を有する金属ホウ化物、窒化物、ケイ化物を適当に酸化させて所定の抵抗膜を得ることを試みた。作製法としては反応性スパッタを用い、上記のセラミックスをタ-ゲット材料として酸素を少量含んだアルゴンガスを導入し、酸化物ガラスを種々の割合で含有する薄膜を合成した。タ-ゲット材料として用いたものは、ZrB_2,HfB_2、MoSi_2、HfSi_2である。いずれの場合も導入ガスの酸素濃度を変えることにより抵抗値を金属伝導性から絶縁性まで大きく変化させることができた。Mosi_2、HfSi_2の場合は、10^<ー4>〜10^5Ωcmにわたり抵抗を変化させることができ、化学的にも安定であるので、抵抗体として十分使用が可能であることが分かった。

目的是将玻璃与高电导率陶瓷（例如金属硼化物，金属氮化物和金属硅化物）混合，以形成具有适当电阻的厚膜电阻。具体而言，厚膜电阻是通过将金属传导性ZRB_2和60zno，20B_2O_3、10SIO_2和10PBO玻璃混合而制备的。选择玻璃成分具有低熔化温度，并且容易结晶。这是因为当反复烧结时，结晶的玻璃更稳定。结果，发现当比率在ZRB_2中的50％到100％的范围内更改时，电阻值在10至10^5ΩCM的范围内更改。在实验过程中揭示的是，ZRB_2非常容易氧化，即使在氮气中，由于混合氧的影响并转化为绝缘子，因此很少有人被氧化。因此，当涉及氧气污染时需要仔细注意。将来，我们计划进一步改善烧结条件，并追求改变金属硼，硝酸盐，硅胶等类型的可能性，以进一步稳定并扩大了电阻控制的范围。接下来，将尝试创建类似的膜状电阻器，具有金属电导率的金属硼化物，氮化物或硅化硅被适当氧化以获得给定的电阻膜。作为一种制造方法，使用了反应性溅射，并使用上述陶瓷作为目标材料引入了含有少量氧气的氩气，并合成了含有各种比例的薄膜的薄膜。使用的目标材料是ZRB_2，HFB_2，MOSI_2和HFSI_2。在这两种情况下，通过改变引入的气体的氧气浓度，可以从金属电导率变为绝缘性质。在MOSI_2和HFSI_2的情况下，可以将电阻从10^<-4>更改为10^5ΩCM，并且由于它是化学稳定的，因此已经发现它可以用作电阻。