[发明专利]金属氧化物薄膜电阻器

说明书

技术领域

本发明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。

背景技术

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气相淀积法(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刻槽，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膜的厚度和刻槽的转数而造成差异，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膜的刻槽间隔取得窄的方法。

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的总厚度中所占的比例增加，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，用激光刻槽的转数增多，刻槽很费时间，而且刻槽间隔如取得太狭窄，则物理性的刻槽变得无法进行。

而且，如上所述，一旦膜厚变得太薄，刻槽间隔过窄，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，本发明的目的在于，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。

发明内容

本发明的第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。

本发明的第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：