[实用新型]一种阈值电压可调的低压薄膜压敏电阻器

说明书

技术领域

本实用新型涉及低压电子线路的保护元件，特别地，涉及一种阈值电压可调的低压薄膜压敏电阻器。

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都是固定的，例如AVX公司的0402型片式压敏电阻器有5.6V、9V、14V和18V等规格。不同的电路往往需要不同的压敏电阻器进行保护，给实际使用带来不便。目前还没有研制出阈值电压可调的氧化锌低压压敏电阻器。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对现有技术的不足，提供一种阈值电压可调的低压薄膜压敏电阻器。本实用新型可以通过选择不同的电极(即引脚)获得不同的阈值电压，以适应不同保护电压的需要。

本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：一种阈值电压可调的低压薄膜压敏电阻器，该压敏电阻器由两个或多个由金属电极—氧化锌薄膜—金属电极构成的基本单元串连而成。此外，还包括分别与各金属电极相连的引脚。所述柱状氧化锌薄膜为高度c轴取向的柱状晶体薄膜；所述金属电极为金属铝膜。

本实用新型的有益效果是：本实用新型只要简单地控制单元内薄膜的厚度，使得厚度小于特定制备条件下氧化锌的晶粒尺寸就可以了，而整个压敏电阻的阈值电压的可由串连单元的数目进行简单控制。

附图说明

图1是本实用新型阈值电压可调的低压薄膜压敏电阻器的基本单元的剖视图；

图2是本实用新型实施例由四个基本单元串连构成的一种阈值电压可调的低压薄膜压敏电阻器的剖视图；

图3是图2所示阈值电压可调的低压薄膜压敏电阻器的阈值电压与层数之间的关系图。

具体实施方式

本实用新型的阈值电压可调的低压薄膜压敏电阻器由两个或多个金属电极一氧化锌薄膜—金属电极组成的基本单元串连而成，其中的氧化锌薄膜为高度c轴取向的柱状晶体薄膜。一个金属电极—氧化锌薄膜—金属电极的基本单元如图1所示，由上电极1、柱状氧化锌薄膜2、下电极3构成。

一般的氧化锌压敏电阻由金属—氧化锌—金属构成。氧化锌晶粒与晶粒之间存在晶界。由于表面能带弯曲，导致晶粒界面处形成一个背靠背的肖特基势垒对，势垒击穿即导致压敏电阻现象。普通的压敏电阻器中氧化锌层的厚度较大，因此氧化锌薄膜厚度方向上可以看成许多晶粒的串联，因此压敏电阻器的阈值电压较高。但是如果其中的氧化锌薄膜为c轴取向的柱状薄膜，那么厚度方向内只有一个晶粒，由此可以得到很低的阈值电压。假定这样一个基本单元的压敏阈值电压为V_m，那么，如果把两个这样的单元串连，就可以获得阈值电压2倍于V_m的压敏电阻，依此类推，如果把N个这样的单元串连，就可以获得阈值电压N倍于V_m的压敏电阻。

实施例

参照附图2，我们制作了一个4单元的氧化锌薄膜压敏电阻器。氧化锌薄膜通过反应直流磁控溅射法制备，沉积时衬底温度为400℃，XRD测试显示此沉积条件下的氧化锌薄膜为柱状膜，膜厚为80nm。上、下电极为直流磁控溅射沉积的金属铝膜，厚度各为50nm，每个金属电极上分别连接一个引脚4、5、6、7、8。

不同电极对之间测试得到的阈值电压如表1所示。可见阈值电压与电极之间的单元数目有简单的线性关系。拟合结果表明每增加一个单元，阈值电压约增加3.3伏，见图3。

表1