Резистивный материал

 

Изобретение относится к электронной технике и может быть использовано в технологии изготовления резисторов с функциональной зависимостью электрического сопротивления от времени, работающих при высоких температурах. Целью изобретения является расширение области применения за счет повышения электрического сопротивления и увеличения времени его релаксации. Эта цель достигается тем, что в резистивном материале, содержащем сульфид серебра и сульфидную добавку, в качестве сульфидной добавки использованы сульфиды германия и сурьмы, причем материал отвечает общей формуле (Ag₂S)_x(GeS)_2(1-x)(Sb₂S₃)_x, где 0,1≅х≅0,5. Это позволяет использовать изготовленные на основе такого резистивного материала резисторы в новых типах электронных устройств при температуре 100-150^oC. 1 табл., 1 ил.

Изобретение относится к электронной технике и может быть использовано в технологии изготовления резисторов с функциональной зависимостью электрического сопротивления от времени, работающих при высоких температурах. Целью изобретения является расширение области применения за счет повышения электрического сопротивления и увеличения времени его релаксации, что позволяет использовать изготовленные на основе такого резистивного материала резисторы в новых типах электронных устройств при температуре 100-150^oC. Изобретение поясняется чертежом, на котором показаны кривые зависимостей удельного электрического сопротивления предлагаемого резистивного материала от времени при 100^oC (кривая 1 относится к составу резистивного материала, где х 0,1, кривая 2 х 0,2, кривые 3 и 4 х= 0,3, кривая 5 -х 0,5). Резистивный материал получали следующим образом: взятые в заданных количествах металлическое серебро (осч), германий (осч), сурьму (осч) и серу элементарную (осч) помещали в кварцевую ампулу, вакуумировали ее до давления остаточной атмосферы 2 МПа, запаивали, осуществляли спекание исходных компонентов при температуре 600^oC, Затем полученный материал подвергали гомогенизирующему отжигу при 400^oC. Полученный продукт отвечает общей формуле (Ag₂S)_x(Ge₂₃)_2(1-x)(Sb₂S₃)_x, где 0,1≅x≅0,5, и, например, при х 0,2 имеет следующий состав (мас.): Ag₂S 10,0, GeS 80,0 Sb₂S₃ 10,0 и представляет собой однородный слиток серого цвета с металлическим блеском. Составы исходной шихты, конечного продукта и его характеристики приведены в таблице. Для измерения электрических характеристик из полученных слитков резистивного материала вырезали образцы в форме прямоугольных параллелепипедов с размерами 4х4х1 мм³, на две противоположные грани которых (с размером 4х4 мм² наносили электроды путем осаждения химически чистого мелкодисперсного графита из суспензии в этиловом спирте. Поляризационные зависимости электросопротивления от времени измеряли двухэлектродным методом при приложении к образцу постоянной разности потенциалов. Как видно из чертежа, момент времени t t₀ соответствует включению постоянного напряжения, прикладываемого к образцу, помещенному между двумя химически инертными электродами. Процесс плавного увеличения электросопротивления со временем обусловлен постепенным подавлением ионной составляющей проводимости за счет поляризационного эффекта. При этом подвижные ионы серебра концентрируются вблизи отрицательно заряженного электрода, создавая градиент концентраций по образцу. Наличие градиента концентраций положительно заряженных ионов серебра приводит к возникновению диффузионного потока ионов, направленного в противоположную дрейфовому потоку ионов сторону. В стационарном состоянии дрейфовые и диффузионные потоки ионов компенсируют друг друга и через образец течет только электронный ток. Следовательно, электропроводность образца уменьшается от величины σ_e+σ_и в момент времени t t₀ до величины σ_e в установившемся поляризованном состоянии. Прикладываемая к образцу разность потенциалов выбирается меньше той величины, при которой начинается электролиз материала. Из приведенных на чертеже поляризационных зависимостей рассчитывали время релаксации электросопротивлений τ, принимая за его величину промежуток времени от начального момента t=t₀ до момента времени, когда электросопротивление достигает 90% от величины установившегося при достаточно больших временах электросопротивления. Измерение суммарной электропроводности s_e+σ_и, соответствующей электропроводности образца в момент времени t=t₀, осуществляли с применением графитовых электродов с помощью переменного тока при частоте 1,592 кГц. Материалы, состав которых соответствует значениям х в общей формуле, превосходящим 0,5, характеризуются невоспроизводящимися от образца к образцу электрическими свойствами и не могут быть использованы в качестве резистивного материала вследствие выделения другой фазы, а именно соединения Ag₇SbS₆. Из таблицы видно, что в результате введения в резистивный материал в дополнение к сульфиду серебра сульфида германия и сульфида сурьмы величины электронной и ионной компонент электропроводности резко уменьшаются, так что электросопротивление материала достигает значений порядка 10⁶ Ом·м (превышая в 10⁸ раз электросопротивление материала прототипа). Это позволяет использовать предлагаемый материал в микроэлектронной аппаратуре с малыми значениями рабочих токов и напряжений. При уменьшении х ниже 0,1 величина ионной электропроводности σ_и быстро уменьшается по отношению к электронной электропроводности. Это приводит к тому, что поляризационный эффект оказывается выраженным очень слабо, а времена релаксации τ и относительное увеличение электросопротивления со временем в процессе поляризации значительно уменьшаются. Следовательно, оптимальные значения х в общей формуле резистивного материала лежат в области значений х≥ 0,1. Время релаксации электросопротивления t предлагаемого материала лежит в пределах от 16 до 27 мин и превышает времена релаксации электросопротивления прототипа примерно в 10 раз. Это создает возможность применения резисторов на основе предлагаемого материала в таймерах, автоматических коммутаторах и электронных схемах с длительными (порядка десятков минут) временными задержками. Приведенные характеристики резистивного материала открывают возможности применения его в новых классах электронных приборов при температурах 100-150^oC и тем самым расширяют его функциональные возможности по сравнению с прототипом. Кроме того, примерно в три раза уменьшается содержание серебра.

Формула изобретения

Резистивный материал, содержащий сульфид серебра и сульфидную добавку, отличающийся тем, что, с целью расширения области применения за счет повышения электрического сопротивления и увеличения времени его релаксации, он содержит в качестве сульфидной добавки сульфид германия и сульфид сурьмы, причем материал отвечает общей формуле (Ag₂S)_x(GeS)_2(1-x) (Sb₂S₃)_x, где 0,1 ≅ x ≅ 0,5.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2

MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Номер и год публикации бюллетеня: 14-2002

Извещение опубликовано: 20.05.2002        

---