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。

其目的是通过将玻璃与金属硼化物、金属氮化物和金属硅化物等高导电陶瓷混合来制造具有适当电阻值的厚膜电阻器。通过混合具有导电性的ZrB_2来制造厚膜电阻器。，采用适当比例的60ZnO、20B_2O_3、10SiO_2、10PbO玻璃。选择的玻璃成分具有低熔化温度且易于结晶。这是因为微晶玻璃在反复烧结时更加稳定。结果发现，当ZrB_2的比例在50～100％的范围内变化时，电阻值在10～10^5Ωcm的范围内变化。实验过程中发现ZrB_2非常容易被氧化，即使在氮气气氛中，即使是少量的ZrB_2也会受到混合氧的影响而被氧化，变成绝缘体。因此，必须充分注意氧气的混合。未来，我们计划进一步改善烧结条件，探索通过改变金属硼化物、氮化物、硅化物等种类，进一步稳定和拓宽电阻控制范围的可能性。接下来，在制造类似的膜状电阻器的尝试中，尝试适当地氧化具有金属导电性的金属硼化物、氮化物和硅化物以获得期望的电阻膜。作为制造方法，使用上述陶瓷作为靶材，通过导入含有少量氧的氩气，采用反应溅射来合成含有各种比例的氧化物玻璃的薄膜。所用靶材为ZrB_2、HfB_2、MoSi_2、HfSi_2。无论哪种情况，通过改变导入气体的氧浓度，都可以使电阻值从金属导电性变为绝缘性。在Mosi_2和HfSi_2的情况下，电阻可以在10^-4至10^5Ωcm的范围内变化，并且它们是化学稳定的，因此发现它们可以令人满意地用作电阻器。