一种基于镍锌氧化物薄膜的低压压敏电阻器
阅读：173发布：2023-02-23
专利汇可以提供一种基于镍锌氧化物薄膜的低压压敏电阻器专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种基于镍锌 氧 化物 薄膜 的低压压敏 电阻 器 ，它主要由绝缘衬底、金属薄膜下 电极 、镍锌氧化物薄膜和金属薄膜上电极组成。其中，镍锌氧化物薄膜的分子式为NixZn1－xO，x的取值范围为0.01－0.33。利用本发明可以制作 阈值 电压 处于3.3－4.45伏之间的低压压敏 电阻器 。当镍锌氧化物NixZn1－xO中的x的范围为0.01－0.33之间时，相应的压敏电阻器的阈值电压与镍含量有简单的线性关系，因此在制作低压压敏电阻器时可以通过控制镍含量x即可控制压敏电阻器的阈值电压，由此解决了制作低压压敏电阻器时阈值电压不能任意设定的不足。，下面是一种基于镍锌氧化物薄膜的低压压敏电阻器专利的具体信息内容。
技术领域
本发明涉及一种电子元件，尤其涉及一种用于低压电子线路与电器保护的 基于金属氧化物薄膜的低压压敏电阻。
背景技术
氧化锌压敏电阻器是一种以氧化锌为主体的多晶半导体陶瓷元件，具有通 流容量大、响应速度快、无续流、无极性等优点。但是目前商用的压敏电阻的 阈值电压一般都在5V以上，而且阈值电压不能连续调节，例如AVX公司的0402 型片式压敏电阻器只有5.6V、9V、14V和18V等规格。随着半导体集成电路工 艺的不断发展，目前集成电路的芯片的尺寸越来越小，工作电压也越来越低， 因此极需阈值电压低而且连续可调的低压压敏电阻器。
众所周知，压敏变阻器的压敏性质与压敏层中的晶粒晶界势垒、禁带宽度等参 数有关。一般来说，压敏层厚度方向的晶粒数目越多，则厚度方向的晶界也越 多，因此阈值电压就越高。原则上通过工艺控制，使得压敏层在厚度方向内只 有一个晶粒，那么就可以获得与一个晶粒对应的最低阈值电压Vmin。通过多个 这样的压敏电阻器叠加，可以制成阈值电压与Vmin成倍数的压敏电阻器。申请 人已经制得了这种低压压敏电阻器，并已经申请专利，但是用这种方法只能制 作阈值电压为最低阈值电压Vmin整数倍的压敏电阻器。
众所周知，压敏变阻器的压敏性质与压敏层中的晶粒晶界势垒、禁带宽度等参 数有关。一般来说，压敏层厚度方向的晶粒数目越多，则厚度方向的晶界也越 多，因此阈值电压就越高。原则上通过工艺控制，使得压敏层在厚度方向内只 有一个晶粒，那么就可以获得与一个晶粒对应的最低阈值电压Vmin。通过多个 这样的压敏电阻器叠加，可以制成阈值电压与Vmin成倍数的压敏电阻器。申请 人已经制得了这种低压压敏电阻器，并已经申请专利，但是用这种方法只能制 作阈值电压为最低阈值电压Vmin整数倍的压敏电阻器。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种基于镍锌氧化物薄膜的 低压压敏电阻器。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种基于镍锌氧化物薄膜的 低压压敏电阻器，它主要由绝缘衬底、金属薄膜下电极、镍锌氧化物薄膜和金 属薄膜上电极组成。其中，镍锌氧化物薄膜薄膜的分子式为NixZn1-xO，x的取 值范围为0.01-0.33。所述镍锌氧化物薄膜的厚度范围为10-1000nm；所述绝缘 衬底可以为玻璃或陶瓷；所述金属薄膜下电极和金属薄膜上电极可以为铝、铜、 金、银、铂等导电性能好的金属材料。
本发明的有益效果是：利用本发明可以制作阈值电压处于3.3-4.45伏之间的 低压压敏电阻器。当镍锌氧化物NixZn1-xO中的x的范围为0.01-0.33之间时，相 应的压敏电阻器的阈值电压与镍含量有简单的线性关系，因此在制作低压压敏 电阻器时可以通过控制镍含量x即可控制压敏电阻器的阈值电压，由此解决了 制作低压压敏电阻器时阈值电压不能任意设定的不足。
附图说明
图1是本发明基于镍锌氧化物薄膜的低压压敏电阻器的结构示意图；
图2是本发明基于镍锌氧化物薄膜的低压压敏电阻器的阈值电压随镁含量 的变化情况示意图；
图3是本发明基于镍锌氧化物薄膜的低压压敏电阻器的实际I-V特性图。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种基于镍锌氧化物薄膜的 低压压敏电阻器，它主要由绝缘衬底、金属薄膜下电极、镍锌氧化物薄膜和金 属薄膜上电极组成。其中，镍锌氧化物薄膜薄膜的分子式为NixZn1-xO，x的取 值范围为0.01-0.33。所述镍锌氧化物薄膜的厚度范围为10-1000nm；所述绝缘 衬底可以为玻璃或陶瓷；所述金属薄膜下电极和金属薄膜上电极可以为铝、铜、 金、银、铂等导电性能好的金属材料。
本发明的有益效果是：利用本发明可以制作阈值电压处于3.3-4.45伏之间的 低压压敏电阻器。当镍锌氧化物NixZn1-xO中的x的范围为0.01-0.33之间时，相 应的压敏电阻器的阈值电压与镍含量有简单的线性关系，因此在制作低压压敏 电阻器时可以通过控制镍含量x即可控制压敏电阻器的阈值电压，由此解决了 制作低压压敏电阻器时阈值电压不能任意设定的不足。
附图说明
图1是本发明基于镍锌氧化物薄膜的低压压敏电阻器的结构示意图；
图2是本发明基于镍锌氧化物薄膜的低压压敏电阻器的阈值电压随镁含量 的变化情况示意图；
图3是本发明基于镍锌氧化物薄膜的低压压敏电阻器的实际I-V特性图。
具体实施方式
本发明的原理是：通过在氧化锌中掺入镍形成镍锌氧化物NixZn1-xO来获得 阈值电压可调的低压压敏电阻器。由于氧化锌中掺入镍可以增大禁带宽度，因 此有可能通过增大禁带宽度获得较高的阈值电压。
如图1所示，本发明的基于镍锌氧化物薄膜的低压压敏电阻器主要由绝缘 衬底4、金属薄膜下电极3、镍锌氧化物薄膜2和金属薄膜上电极1组成。其中， 镍锌氧化物薄膜薄膜的分子式可以写为NixZn1-xO，其中x的取值范围为 0.01-0.33，厚度范围为10-1000nm。绝缘衬底1可以为玻璃或陶瓷。金属薄膜 下电极3和金属薄膜上电极1可以为铝、铜、金、银、铂等导电性能好的金属 材料。
图2为实际测得的阈值电压与镍含量x的关系图。对实测数据拟合，得镍 含量x与阈值电压VTh之间存在线性关系：
VTh＝3.30+4.11x。
下面根据具体实施例详细说明本发明，本发明的目的和效果将变得更加明 显。
实施例1
先在玻璃衬底上利用热蒸发法沉积一层铂薄膜作为下电极，再用反应磁控 溅射法沉积一层镍/锌比为0.01的镍锌氧化物薄膜，再用热蒸发法沉积一层铂 薄膜作为上电极。通过I-V曲线测得其阈值电压为3.30伏，见图3曲线(a)。
实施例2
先在玻璃衬底上利用磁控溅射法沉积一层金薄膜作为下电极，再用溶胶凝 胶法沉积一层镍/锌比为0.05的镍锌氧化物薄膜，再用磁控溅射法沉积一层金 薄膜作为上电极。通过I-V曲线测得其阈值电压为3.40伏，见图3曲线(b)。
实施例3
先在玻璃衬底上利用磁控溅射法沉积一层铜薄膜作为下电极，再用脉冲激 光沉积法沉积一层镍/锌比为0.10的镍锌氧化物薄膜，再用磁控溅射法沉积一 层铜薄膜作为上电极。通过I-V曲线测得其阈值电压为3.61伏，见图3曲线(c)。
实施例4
先在玻璃衬底上利用磁控溅射法沉积一层铝薄膜作为下电极，再用溶胶凝 胶法沉积一层镍/锌比为0.23的镍锌氧化物薄膜，再用磁控溅射法沉积一层铝 薄膜作为上电极。通过I-V曲线测得其阈值电压为4.07伏，见图3曲线(d)。
实施例5
先在玻璃衬底上利用磁控溅射法沉积一层银薄膜作为下电极，再用溶胶凝 胶法沉积一层镍/锌比为0.49的镍锌氧化物薄膜，再用磁控溅射法沉积一层银 薄膜作为上电极。通过I-V曲线测得其阈值电压为4.60伏，见图3曲线(e)。
上述实施例用来解释说明本发明，而不是对本发明进行限制，在本发明的 精神和权利要求的保护范围内，对本发明作出的任何修改和改变，都落入本发 明的保护范围。
如图1所示，本发明的基于镍锌氧化物薄膜的低压压敏电阻器主要由绝缘 衬底4、金属薄膜下电极3、镍锌氧化物薄膜2和金属薄膜上电极1组成。其中， 镍锌氧化物薄膜薄膜的分子式可以写为NixZn1-xO，其中x的取值范围为 0.01-0.33，厚度范围为10-1000nm。绝缘衬底1可以为玻璃或陶瓷。金属薄膜 下电极3和金属薄膜上电极1可以为铝、铜、金、银、铂等导电性能好的金属 材料。
图2为实际测得的阈值电压与镍含量x的关系图。对实测数据拟合，得镍 含量x与阈值电压VTh之间存在线性关系：
VTh＝3.30+4.11x。
下面根据具体实施例详细说明本发明，本发明的目的和效果将变得更加明 显。
实施例1
先在玻璃衬底上利用热蒸发法沉积一层铂薄膜作为下电极，再用反应磁控 溅射法沉积一层镍/锌比为0.01的镍锌氧化物薄膜，再用热蒸发法沉积一层铂 薄膜作为上电极。通过I-V曲线测得其阈值电压为3.30伏，见图3曲线(a)。
实施例2
先在玻璃衬底上利用磁控溅射法沉积一层金薄膜作为下电极，再用溶胶凝 胶法沉积一层镍/锌比为0.05的镍锌氧化物薄膜，再用磁控溅射法沉积一层金 薄膜作为上电极。通过I-V曲线测得其阈值电压为3.40伏，见图3曲线(b)。
实施例3
先在玻璃衬底上利用磁控溅射法沉积一层铜薄膜作为下电极，再用脉冲激 光沉积法沉积一层镍/锌比为0.10的镍锌氧化物薄膜，再用磁控溅射法沉积一 层铜薄膜作为上电极。通过I-V曲线测得其阈值电压为3.61伏，见图3曲线(c)。
实施例4
先在玻璃衬底上利用磁控溅射法沉积一层铝薄膜作为下电极，再用溶胶凝 胶法沉积一层镍/锌比为0.23的镍锌氧化物薄膜，再用磁控溅射法沉积一层铝 薄膜作为上电极。通过I-V曲线测得其阈值电压为4.07伏，见图3曲线(d)。
实施例5
先在玻璃衬底上利用磁控溅射法沉积一层银薄膜作为下电极，再用溶胶凝 胶法沉积一层镍/锌比为0.49的镍锌氧化物薄膜，再用磁控溅射法沉积一层银 薄膜作为上电极。通过I-V曲线测得其阈值电压为4.60伏，见图3曲线(e)。
上述实施例用来解释说明本发明，而不是对本发明进行限制，在本发明的 精神和权利要求的保护范围内，对本发明作出的任何修改和改变，都落入本发 明的保护范围。
| 标题 | 发布/更新时间 | 阅读量 |
|---|---|---|
| 一种图像阈值分割算法 | 2020-05-12 | 572 |
| 振幅阈值检测器 | 2020-05-11 | 625 |
| 一种亚阈值SRAM存储单元 | 2020-05-13 | 883 |
| 一种可编程阈值电路 | 2020-05-13 | 12 |
| 一种动态阈值载波环 | 2020-05-13 | 258 |
| 阈值确定装置和阈值确定方法 | 2020-05-12 | 883 |
| 阈值确定装置、阈值确定方法 | 2020-05-12 | 600 |
| 阈值确定装置和阈值确定方法 | 2020-05-12 | 305 |
| 内置阈值比较器 | 2020-05-11 | 169 |
| 表示LSP切换阈值的LDP切换阈值TLV | 2020-05-12 | 402 |
高效检索全球专利专利汇是专利免费检索,专利查询,专利分析-国家发明专利查询检索分析平台，是提供专利分析，专利查询，专利检索等数据服务功能的知识产权数据服务商。
我们的产品包含105个国家的1.26亿组数据，免费查、免费专利分析。
分析报告
专利汇分析报告产品可以对行业情报数据进行梳理分析，涉及维度包括行业专利基本状况分析、地域分析、技术分析、发明人分析、申请人分析、专利权人分析、失效分析、核心专利分析、法律分析、研发重点分析、企业专利处境分析、技术处境分析、专利寿命分析、企业定位分析、引证分析等超过60个分析角度，系统通过AI智能系统对图表进行解读，只需1分钟，一键生成行业专利分析报告。
阈值热门专利
QQ群二维码
意见反馈
意见反馈