專利名稱：：在基于氧化錫的半導(dǎo)體陶瓷中使用B₂O₃以減小其中的漏電流并可穩(wěn)定其電性能的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及在基于氧化錫的半導(dǎo)體陶瓷(也就是包含氧化錫作為基體金屬氧化物)中使用氧化硼B(yǎng)203以減小漏電流和可穩(wěn)定電性能。更具體地，本發(fā)明涉及在包含以氧化錫為基體金屬氧化物的半導(dǎo)體陶瓷中使用氧化硼B(yǎng)203以穩(wěn)定上述半導(dǎo)體陶瓷的電性能和減小其漏電流。一般地，本發(fā)明的
技術(shù)領(lǐng)域：
可以限定為那些由金屬氧化物構(gòu)成的半導(dǎo)體陶瓷，更確切地是，由作為基體金屬氧化物的氧化錫Sn02和一種或多種摻雜劑金屬氧化物構(gòu)成的半導(dǎo)體陶瓷。這種半導(dǎo)體陶瓷，不論是固體還是以薄層的形式，都是專門用來制備那些與電壓成非線性關(guān)系的電阻器，和專門用在低、中和高壓避雷器或限壓元件中的變阻器，例如與電子或電氣裝置相連接的那些。那些與電壓成非線性關(guān)系的電阻器(如變阻器)和基于碳化硅的電阻器、硒整流器、或者由硅或鍺制成的p-n結(jié)型二極管，已廣泛地用于電路中以穩(wěn)定電壓，或用于消除電路中產(chǎn)生的反常高電壓振蕩。這種非線性電阻器的電特性具體如下-非線性系數(shù)01:a值越大材料的性能越好；-電場擊穿之前可以允許的最大電場，臨界電場Es(用伏特每毫米(V/mm)表示)；其值越大材料的性能越好。擊穿之前Es與電壓Vs相應(yīng)；以及-漏電流If(安培(A))。目前，非線性電阻器大部分由燒結(jié)氧化鋅ZnO粉體形成，任選包括一種或多種添加劑或摻雜劑，例如從下列金屬氧化物中選擇，如Bi20"Sb203、或0)304，然而已經(jīng)在加熱元件(例如玻璃退火爐的電極)領(lǐng)域、電阻(多晶薄層)領(lǐng)域、在晶體管的生產(chǎn)中，以及透明抗靜電涂層(沉積在玻璃板上)領(lǐng)域得到工業(yè)應(yīng)用的氧化錫Sn02，正越來越多地用于中壓6和高壓避雷器中作為變阻器的基體金屬氧化物。Sn02呈現(xiàn)出雙重價值，就非線性系數(shù)和閾值場而言，其相當(dāng)于或優(yōu)于氧化鋅。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有變阻器，尤其是基體金屬氧化物為Sn02的變阻器的漏電流仍舊非常大，例如直徑為10毫米(mm)的變阻器的漏電流為0.5微安(pA)到幾個微安的范圍。漏電流值大的直接后果是電能的連續(xù)消耗和電阻器的發(fā)熱，由此導(dǎo)致漏電流的增大并存在熱擊穿的危險。因此需要這樣的半導(dǎo)體陶瓷，其包含作為其基體金屬氧化物的氧化錫Sn02和至少一種摻雜劑金屬氧化物，并具有較小的漏電流。此外，為了確保這種變阻器可以在工業(yè)中使用，有必要確保其經(jīng)久耐用。遺憾的是，用于變阻器的眾所周知的半導(dǎo)體陶瓷，尤其是基于Sn02的半導(dǎo)體陶瓷都達(dá)不到經(jīng)久耐用的要求，尤其是它們的電性能會隨著時間推移發(fā)生漂移(drift)。對于給定的溫度，電性能的漂移表現(xiàn)為隨著時間推移在閾值電壓(相當(dāng)于閾值場E》一半處的漏電流發(fā)生變化。因此，用1)表示初始時間1=0時初次測得的漏電流，Ift表示時間t時測得的電流，溫度保持不變。因此某些半導(dǎo)體陶瓷(例如其中基體金屬氧化物為Sn02的那些半導(dǎo)體陶瓷)隨著時間推移出現(xiàn)了漂移增強的現(xiàn)象，也就是漏電流增大，更一般地，隨著時間推移漏電流增大是在熱應(yīng)力和電應(yīng)力作用下其電性能漂移和不穩(wěn)定性的反映。因此，有必要提高基于Sn02的半導(dǎo)體陶瓷在熱應(yīng)力和電應(yīng)力作用下的經(jīng)久穩(wěn)定性。具體地，有必要穩(wěn)定基于Sn02的半導(dǎo)體陶瓷的經(jīng)久電性能，降低這些特性的漂移，尤其是降低漏電流隨著時間推移發(fā)生的漂移。本發(fā)明的首要目的是減小基于Sn02的半導(dǎo)體陶瓷的漏電流。根據(jù)本發(fā)明，所述目的可以通過在包含作為其基體金屬氧化物的Sn02和至少一種摻雜劑金屬氧化物的半導(dǎo)體陶瓷中使用氧化硼B(yǎng)203，以減小上述陶瓷的漏電流來實現(xiàn)。所述陶瓷(在添加B203之前)優(yōu)選地由作為其基體金屬氧化物的氧化錫Sn02和至少一種金屬氧化物所構(gòu)成。令人非常驚奇地，通過在包含作為其基體金屬氧化物的Sn02和至少一種摻雜劑金屬氧化物的半導(dǎo)體陶瓷中加入B203，可導(dǎo)致上述半導(dǎo)體陶瓷的漏電流減小。因此，例如基于Sn02的變阻器的漏電流Iro的值可以從不添加B203吋的3xl0—SA減小到添加B2O3時的3xl0力A。當(dāng)基體金屬氧化物是ZnO時，在用于變阻器的半導(dǎo)體陶瓷中加入B203是已知的。然而，在基于Sn02的陶瓷中加入B203是不為人知的。因此，文獻(xiàn)JP-A-89-0277646描述了基于ZnO的變阻器，所述變阻器包含成分含量單位ZnO80-97.5摩爾%Bi20303-3,0摩爾%Sb2030.3-3.0摩爾%CoO0,3-3.0摩爾%MgO1.0-5.0摩爾%MnO0,3-3.0摩爾%NiO0.3-3.0摩爾%B2030.01-1重量%A12030.002-0.008重量%使用上述組成制成的變阻器具有優(yōu)異的釋放電涌的能力、較高的電壓非線性系數(shù)，以及較好的負(fù)荷壽命特性(也就是漏電流的經(jīng)久穩(wěn)定性)。然而，在所述文獻(xiàn)中并沒有提到通過加入B203所帶來的具體效果。文獻(xiàn)JP-A-89-0254696描述了具有改善的電壓非線性性能的變阻器，其通過在ZnO中添加Pr60u、Co304、K20、Cr202、MgO、C20、A120，203，添加劑的摩爾％如下.-0,5;2.0;0.1;0.1;0.1;0.01。PbO也以0.3-200mol/ppm的濃度加入。所述文獻(xiàn)中也沒有具體提到與B203本身相關(guān)的作用。文獻(xiàn)JP-A-54-089297指出，通過在基于ZnO的變阻器中添加微量的B203和W03顯著地降低了正常施加的電壓下一段時間后相對于初始狀態(tài)的增加速度，也就是漏電流的漂移。然而，應(yīng)當(dāng)理解，所述情況下的術(shù)語"漂移"用來描述的是相對于初女f狀態(tài)(t=o)的變化，而并非數(shù)學(xué)意義上的導(dǎo)數(shù)。這樣，在上述文獻(xiàn)中，在包含2110和以下成分的組成中添加了0.002-0.5摩爾％的8203和\^03:Bi2030.1%-3%Co2030.05%-3%Mn020.5%-3%Sb2030.1%-5%Cr2030.02%-3%Si020.05%-5%NiO0.1%-5%。所述文獻(xiàn)中沒有公開通過添加B203可以起到減小漏電流的作用。此外，所述文獻(xiàn)只涉及基于ZnO的變阻器，與基于ZnO的變阻器相關(guān)的教導(dǎo)在任何情況下都用于基于Sn02的變阻器(解釋如下)。根據(jù)本發(fā)明，在以Sn02為基體氧化物的陶瓷中，即使包含很少量的B203，也可以觀察到對于降低漏電流的作用；所述半導(dǎo)體陶瓷中優(yōu)選包含0.001-0.30重量％的8203，更優(yōu)選地包含0.08-0.15重量％的8203。所述摻雜劑金屬氧化物可以是半導(dǎo)體陶瓷領(lǐng)域的技術(shù)人員所熟知的任何摻雜劑金屬氧化物。作為摻雜劑金屬氧化物，所述陶瓷一般地包含一種或多種氧化物，所述氧化物從下列金屬的氧化物中選擇鈷、錳、鈮、過渡金屬元素如鋅(如果其基體金屬氧化物不是氧化鋅)、鉭、以及鑭系金屬。優(yōu)選地，所述摻雜劑金屬氧化物從鈷、錳、鈮、鉻及鉭的氧化物中選擇。更優(yōu)選地，所述陶瓷同時包含氧化鈷、氧化錳、氧化鈮、以及氧化鉭作為摻雜劑金屬氧化物。所述基體金屬氧化物Sn02、摻雜劑金屬氧化物和B203的重量比使得所述陶瓷中基體金屬氧化物Sn02的含量大于或等于卯重量X，優(yōu)選大于或等于95重量％,并且更優(yōu)選大于或等于99重量％。為了使所述陶瓷中基體金屬氧化物Sn02的含量合適，所述陶瓷中摻雜劑金屬的含量的情況是，除了基體金屬氧化物Sn02和B203之外，為了湊足100%，所述陶瓷中還包含一種或多種以下列重量百分比存在的氧化物0.1%tO3%的氧化鈷；.0.01%tO3%的氧化鉻；-0.01°/"03%的氧化錳；-0.01%to0.5%的氧化鈮；.0.01%to0.5%的氧化鉭；0.01%to0.5%的一種或多種過渡金屬氧化物；以及0.01%100.5%的一種或多種選自鑭系的金屬的氧化物，例如鑭氧化物。本發(fā)明還提供了B203用于半導(dǎo)體陶瓷中以穩(wěn)定其電性能并減小所述陶瓷的漏電流的用途，所述半導(dǎo)體陶瓷包含氧化錫Sn02作為基體金屬氧化物和至少一種摻雜劑金屬氧化物。所述陶瓷優(yōu)選地由氧化錫Sn02(作為基體金屬氧化物)和至少一種摻雜劑金屬氧化物組成。非常令人驚奇和意想不到地，本發(fā)明發(fā)現(xiàn)在基于氧化錫Sn02的半導(dǎo)體陶瓷(也就是Sn02作為基體金屬氧化物)中添加B203不僅導(dǎo)致所述陶瓷的漏電流減小，一般地以上述的組成比例，還使所述半導(dǎo)體陶瓷在熱應(yīng)力和電應(yīng)力下的電性能經(jīng)久穩(wěn)定。所述電性能的經(jīng)久穩(wěn)定性尤其表現(xiàn)為前幾分鐘內(nèi)(例如在不變電壓和環(huán)境溫度下前2-3分鐘內(nèi))的漏電流顯著減小，然后漏電流被穩(wěn)定在非常低的值(在高溫下施加電壓時也可以觀察到所述穩(wěn)定效果，(相應(yīng)于加速老化))；相反如果不添加8203，這種基于Sn02的陶瓷表現(xiàn)為相對于Iro在幾分鐘內(nèi)發(fā)生漏電流的增大(見圖)。應(yīng)當(dāng)理解，所述穩(wěn)定效果是隨著時間推移對漏電流的穩(wěn)定效果，也就是在工作電壓下發(fā)生老化(aging)的同時。一般地，所述老化過程由標(biāo)準(zhǔn)的加速老化測試來表征(參考IEC標(biāo)準(zhǔn)60099-4)，所述測試方法可以延長到溫度為115"C或130'C時加電壓下的一千小時，代表30年的使用壽命。因此，使用基于Sn02的陶瓷獲得兩個效果，所述兩個效果在根本上都與8203的存在相關(guān)首先漏電流得到減?。黄浯嗡鎏沾傻碾娦阅茉谝欢螘r間內(nèi)很快穩(wěn)定，從而可以很快地在工廠里對所生產(chǎn)的變阻器進(jìn)行有效性測試。作為指征，現(xiàn)有的制備測設(shè)備拒絕了所有不含硼的Sn02樣品，因為它們在測試窗口中不穩(wěn)定。例如，已經(jīng)證明不添加8203時漏電流在幾分鐘內(nèi)就增大至+200%，而相反地當(dāng)相同的所述陶瓷包含氧化硼時漏電流以數(shù)十個百分點地減小，例如以-90%(參考圖)的量減小。此外，在包含Sn02作為基體金屬氧化物的陶瓷中添加B203帶來的另一個意想不到的效果是，非線性值cx的改善，即增大。例如，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)對于沒有添加B203的基于Sn02的陶瓷，cx的平均值為23，而對于同樣基于Sn02但添加有B203的陶瓷，a的平均值可提高至42。對于基于ZnO的陶瓷，已知通過在半導(dǎo)體陶瓷中添加B203，可以獲得隨著時間的推移穩(wěn)定電特性的效果，特別是獲得隨著時間的推移穩(wěn)定漏電流的效果?，F(xiàn)有技術(shù)中沒有提到在基于Sn02的半導(dǎo)體陶瓷中添加B203，而且現(xiàn)有技術(shù)中也沒提及或暗示通過在基于Sn02的半導(dǎo)體陶瓷中添加B203，可以獲得隨著時間的推移穩(wěn)定電特性的效果，特別是穩(wěn)定漏電流的效果。從現(xiàn)有技術(shù)無法預(yù)知，對于基于ZnO的半導(dǎo)體陶瓷所觀察到的穩(wěn)定電特性的效果，特別是穩(wěn)定漏電流的效果，使用基于氧化錫(Sn02)的半導(dǎo)體陶瓷也能獲得。通過向氧化鋅(ZnO)中添加B203獲得了穩(wěn)定效果，然而由此得出的教導(dǎo)無論如何不能用于氧化錫(Sn02)，因為這兩種氧化物的性質(zhì)存在巨大差異，用一種氧化物替換另一種氧化物所帶來的技術(shù)效果是完全不可預(yù)測和隨機的；例如，氧化鋅的金屬/氧比為l，而氧化錫的金屬/氧比為2。另外，已知Sn02的還原機理與ZnO的還原機理有著根本的不同。通過向基于氧化鋅的陶瓷中添加B203獲得了有利的穩(wěn)定效果的事實并不意味著，在基于氧化錫的陶瓷中也能獲得這樣的效果。換句話說，在基于Sn02的陶瓷中添加B2Cb所帶來的穩(wěn)定效果是不可預(yù)見的和完全不確定的，因為本領(lǐng)域一般技術(shù)人員知道錫的化學(xué)特性和鋅的化學(xué)特性的差別是相當(dāng)大的。在基于Sn02的陶瓷中，即使包含很少量的8203，也可以觀察到穩(wěn)定電特性的作用。所述半導(dǎo)體陶瓷優(yōu)選包括0.001重量％至0.30重量％，更優(yōu)選0.08重量%至0.15重量％的8203。這樣就可以觀察到上述的穩(wěn)定效果和降低漏電流的效果。所述半導(dǎo)體陶瓷還包含一種或多種氧化物作為摻雜劑金屬氧化物，所述氧化物選自下列金屬的氧化物鈷；錳；鈮；過渡金屬，例如鋅，如果所述基體金屬不是氧化鋅；鉭；以及鑭系金屬。優(yōu)選所述摻雜劑金屬氧化物選自下列金屬的氧化物鈷、鈮、鉻和鉭。更優(yōu)選所述半導(dǎo)體陶瓷同時包含下列金屬氧化物作為摻雜劑金屬氧化物氧化鈷、氧化鈮、氧化鉻和氧化鉭。氧化錫、慘雜劑金屬氧化物和B203的重量比使得所述陶瓷中基體金屬氧化物的含量大于或等于90重量％，優(yōu)選大于或等于95重量％,并且更優(yōu)選大于或等于99重量％。為了使所述陶瓷中基體氧化錫的含量合適，所述陶瓷中摻雜劑金屬的含量的情況是，所述陶瓷中除了包含氧化錫和B203外，為了湊足100%，其中還包含一種或多種以下列重量百分比存在的氧化物0.1%to3%的氧化鈷；0.01%to3%的氧化鉻；-0.01°/"03%的氧化錳；-0.01%to0.5%的氧化鈮；'0.01%to0.5%的氧化鉭；-0.01%to0.5%的一種或多種過渡金屬氧化物；以及-0.01°/"00.5%的一種或多種選自鑭系的金屬的氧化物，例如鑭氧化物。12在基體金屬氧化物為Sn02的陶瓷中加入B203是新穎的并產(chǎn)生了上述的意想不到的技術(shù)效果。于是，本發(fā)明還提供了一種半導(dǎo)體陶瓷，其包含氧化錫Sn02作為基體金屬氧化物、至少一種摻雜劑金屬氧化物以及8203。所述基于氧化錫的陶瓷如上限定。所述陶瓷優(yōu)選由作為基體金屬氧化物氧化錫Sn02、至少一種摻雜劑金屬氧化物以及8203組成。本發(fā)明的半導(dǎo)體陶瓷可以采用任何已知的制備這類陶瓷的方法來制備。本領(lǐng)域一般技術(shù)人員可以容易地對那些方法進(jìn)行小的改變來添加B203。對于用于防止過電壓的變阻器或半導(dǎo)體陶瓷片，用于它們的半導(dǎo)體陶瓷材料通常由構(gòu)成這些材料的粉體形式的氧化物制得。這樣，目前用途最廣的半導(dǎo)體陶瓷材料是基于ZnO的半導(dǎo)體陶瓷材料，它們由粉體形式的氧化物制得，所用的氧化物由主體氧化物(即ZnO)和摻雜氧化物(例如鎳、鉻、錳、鎂、鉍、銻、硅、鈷等的氧化物)組成。一般，現(xiàn)有的制備陶瓷材料的方法包括一下步驟稱量作為組成成分的氧化物，混合并研磨這些氧化物，然后在含水介質(zhì)制得混合物，從而制得漿料(slip)。噴灑并干燥所述漿料(采用已知的噴灑干燥方法)，從而形成尺寸為兒百微米的附聚物，然后將所述附聚物擠壓成型，隨后在高溫下燒結(jié)。最終沉積金屬電極，并且用提供電絕緣以及理化保護(hù)和力學(xué)保護(hù)的材料涂布所述元件的其它表面。對傳統(tǒng)的陶瓷(特別是用于變阻器的半導(dǎo)體陶瓷)制備方法的一個改進(jìn)是已知的直接氧化前體合金(DOPA)的方法，該方法能夠獲得在分子水平上均勻的合金金屬氧化物粉末。所述DOPA方法描述在FR—A—2674157中，在EP—A1—0580912和US—A—5322642中描述了對FR—A—2674157的一些變化。在所述DOPA方法中，用于獲得制備半導(dǎo)體陶瓷所需的粉末的基本元素或原料不再是金屬氧化物，而是合金或金屬混合物，這些合金或金屬混合物僅在隨后以固態(tài)或液態(tài)或氣態(tài)的形式氧化。任何其它的制備半導(dǎo)體陶瓷(特別是基于Sn02的半導(dǎo)體陶瓷)的方法均可用于本發(fā)明，無論是否構(gòu)成DOPA方法的變體、改進(jìn)或者是否從DOPA方法得出。下面結(jié)合非限制性的說明性實施方案并參照附圖描述本發(fā)明。圖l描繪了對于不同的陶瓷材料，漏電流飄移[(If-IfD)/IfO]—%)與時間(分鐘)的關(guān)系，所用陶瓷材料包括實施例1的不含B2Q3的陶瓷(A);以及包含0.07重量。/。的B2O3的相同陶瓷(B);包含0.1重量％的8203的相同陶瓷(C);以及包含0.15重量n/。的的B2O3的相同陶瓷(D)。圖2顯示了對于不同的8203重量百分比在1=0(對于UKJs/2的Iffi)吋的漏電流的數(shù)值(參見表3)。圖3顯示了對于不同的陶瓷材料，漏電流飄移[(If-IfD)/Ift)](in。/。)與時間(分鐘)的關(guān)系，所用陶瓷材料包括具有表l中所給的實施例l的組成的陶瓷，其中不含B203(上面的曲線)；和具有表2第2行中所給的組成的陶瓷，其中含有B203(下面的曲線)。圖4涉及與130。C加速老化下的穩(wěn)定性相關(guān)的陶瓷測量結(jié)果，所述陶瓷含有B203并具有表2第2行中所給的組成；縱軸表示電流(單位為A)，橫軸表示時間(單位為小時)。實施例l制備具有表l所給組成的對照陶瓷，其不含B203。表l<table>tableseeoriginaldocumentpage14</column></row><table>可以常規(guī)方式通過混合并研磨陶瓷材料配方中的各種氧化物(干的或在含水或無水漿料中)，來制備所述陶瓷材料?？梢圆捎脗鹘y(tǒng)的干燥方法將所述漿料轉(zhuǎn)化成陶瓷粉末?？梢酝ㄟ^在柱狀模具中進(jìn)行單軸壓縮將所述陶瓷粉末成型?？梢栽陔姞t中燒結(jié)所述陶瓷材料。在燒結(jié)之后，可以在所述陶瓷材料的板面上進(jìn)行金屬鍍覆，同時可以對它們的柱狀表面進(jìn)行介電鈍化。同樣的技術(shù)己經(jīng)被用于制備包含不同重量百分比的B203的陶瓷材料0.07重量％、0.1重量％和0.15重量％。這些陶瓷材料的組成在下表2中給出。表2化合物Sn02CoONb2C)5Cr203B2。3Ta205理論的重量°/098.430.50000.50000.25000.070.2500—98.400.50000.50000.25000.100.2500—98.350.50000.50000.25000.150.2500對于上述陶瓷材料中的每一種，在25。C觀察隨著時間推移在閾值電壓Us(相當(dāng)于閾值場E》的一半處漏電流的變化。由此獲得Ifi)和Ift，Iro表示初始時間t-O時初次測得的漏電流(單位為A)，Ift表示時間t時測得的電流(單位為A)，溫度保持不變。使用與變阻器串聯(lián)連接的電流表來測量漏電流。對包含或不包含B2O3的各種陶瓷材料所進(jìn)行的測量的測量結(jié)果描繪在圖l(A、B、C、D)的各圖中。對圖l中各圖的分析表明，在不存在B203的情況下，在IV2處(其中圖lA中Us/2為670V，圖1B中IV2為520V，圖1C中LV2為550V，并且圖1D中IV2為510V)漏電流的飄移非常大，并且在幾分鐘之內(nèi)達(dá)到+200%;而相反地，當(dāng)陶瓷材料包含硼氧化物時漏電流飄移降低并且在最初的幾分鐘之后為負(fù)值。對于分別含有0、0.07%、0.1%和0.15%的8203的四種陶瓷材料，Ift)禾口Iffinal(在20時)的值(單位為A)分別為lxl。國8和lxl0-7;7xl。-9禾口4x10-9;5M0-9和lxiO-9;lxl0-8和5xl0-9。15圖3描繪了對于具有表1中的組成(不含B203，上方曲線)和表2第2行的組成(含B203，下方曲線)的陶瓷材料，在130。C下55小時的加速老化曲線(以％表示的飄移隨時間(以小時為單^:)的變化)。圖4是具有表2第2行的組成的陶瓷材料在加速老化下的穩(wěn)定性測試的結(jié)果。在130。C下在由空氣組成的氛圍中進(jìn)行所述加速老化下的穩(wěn)定性測試-Lv=I000x2(T/10)，T=U5-TV;130°C-Us/2=500V，并且在130。CLv=353h.可見，在1=0時，Ifo=6.52x10-7A，并且在1=366小時時，I飾=8.15xl0隱7A。下面的表3顯示了如上制備的不同陶瓷材料的電特性隨硼含量(B203)的變化。表3B203(重量％)0%0.07%0.10%0.15%平均a(士15)92667346平均Es(V/mm)(士25)890740746675IfD(A)1.00E-087.00E-095.00-091.00E-08JfO(A.cm一2)2.00E-081.40E-081.00E-082.00E-08Us/2(V)670520550510表3:電特性隨硼含量(B203)的變化。在表3中，(X是非線性系數(shù)；Es是預(yù)制場；IfD在tO時漏電流的大??；JfO在1=0時漏電流的密度；Us/2是在25。C下測量漏電流的靜電應(yīng)力。表3表明在tK)時漏電流降低的效果與將B203加入陶瓷材料中相關(guān)。所獲得的結(jié)果描繪在圖2中，其中將If0對B2O3的重量百分比作圖。該圖清楚顯示，通過向陶瓷材料的組成中添加氧化硼B(yǎng)2O3降低了在t-0時的漏電流。對于在1=0時實現(xiàn)降低漏電流以及電穩(wěn)定性的最大效果，存在最佳的B2O3含量(約o.腦)。實施例2以與實施例l中所述相同的方式制備下面的陶瓷組合物，其中不添加B203。表4<table>tableseeoriginaldocumentpage17</column></row><table>如上所述，制得具有與上述相似的組成的陶瓷材料，其中添加有O.l重量％的8203。表6<table>tableseeoriginaldocumentpage17</column></row><table>0.25該陶瓷材料的電特性如下。表7<table>tableseeoriginaldocumentpage17</column></row><table>氧化硼降低了漏電流并改善了a值。這些效果都與添加8203明顯相關(guān)。權(quán)利要求1.B2O3用于半導(dǎo)體陶瓷中以減小所述半導(dǎo)體材料的漏電流的用途，所述半導(dǎo)體陶瓷包含氧化錫SnO2作為基體金屬氧化物和至少一種摻雜劑金屬氧化物。2.權(quán)利要求l的用途，其中所述半導(dǎo)體陶瓷由作為其基體金屬氧化物的氧化錫Sn02和至少一種摻雜劑金屬氧化物組成。3.權(quán)利要求l的用途，其中所述半導(dǎo)體陶瓷包括0.001重量％至0.03重量％，優(yōu)選0.08重量。/。至0.15重量。/。的B203。4.根據(jù)前述權(quán)利要求任一所述的用途，其中所述陶瓷包含一種或多種氧化物作為摻雜劑金屬氧化物，所述氧化物選自下列金屬的氧化物鈷；錳；鈮；過渡金屬，例如鋅，如果所述基體金屬不是氧化鋅；鉭；以及鑭系金屬。5.權(quán)利要求4的用途，其中所述摻雜劑金屬氧化物選自下列金屬的氧化物鈷、錳、鈮、鉻和鉭。6.權(quán)利要求5的用途，其中所述陶瓷包含下列金屬氧化物作為摻雜劑金屬氧化物氧化鈷、氧化鉻、氧化鈮和氧化鉭。7.根據(jù)前述權(quán)利要求任一所述的用途，其中基體金屬氧化物Sn02、摻雜劑金屬氧化物和B203的重量比使得所述陶瓷中基體金屬氧化物Sn02的含量大于或等于90重量％，優(yōu)選大于或等于95重量％，并且更優(yōu)選大于或等于99重量％。8.權(quán)利要求7的用途，其中所述基體金屬氧化物Sn02和所述摻雜劑金屬氧化物的重量比使得可以獲得這樣的陶瓷，所述陶瓷中除了包含基體金屬氧化物Sn02和B203外，為了湊足100%，其中還包含一種或多種以下列重量百分比存在的氧化物.0.1%tO3%的氧化鈷；0.01%to3%的氧化鉻；0.0P/。to3。/。的氧化錳；0.01%to0.5%的氧化鈮；0.01%to0.5%的氧化鉭；0.01%to0.5%的一種或多種過渡金屬氧化物；以及-0.01%100.5°/。的一種或多種選自鑭系的金屬的氧化物，例如鑭氧化物。9.B203用于半導(dǎo)體陶瓷中以穩(wěn)定電性能并減小所述陶瓷的漏電流的用途，所述半導(dǎo)體陶瓷包含氧化錫Sn02作為基體金屬氧化物和至少一種摻雜劑金屬氧化物。10.權(quán)利要求9的用途，其中所述半導(dǎo)體陶瓷由作為其基體金屬氧化物的氧化錫Sn02和至少一種慘雜劑金屬氧化物組成。11.權(quán)利要求9或10的用途，其中所述半導(dǎo)體陶瓷包括0.001重量％至0.03重量％，優(yōu)選0.08重量。/。至0.15重量。/。的B203。12.根據(jù)權(quán)利要求9-ll中任一所述的用途，其中所述陶瓷包含一種或多種氧化物作為摻雜劑金屬氧化物，所述氧化物選自下列金屬的氧化物鈷；錳；鈮；過渡金屬，例如鋅；鉭；以及鑭系金屬。13.權(quán)利要求12的用途，其中所述摻雜劑金屬氧化物選自下列金屬的氧化物鈷、鈮、鉻、鉭和錳。14.權(quán)利要求9-13中任一所述的用途，其中所述陶瓷包含下列金屬氧化物作為摻雜劑金屬氧化物氧化鈷、氧化鉻、氧化鈮和氧化鉭。15.根據(jù)權(quán)利要求9-14中任一所述的用途，其中氧化錫、摻雜劑金屬氧化物和B2O3的重量比使得所述陶瓷中氧化錫的比例大于或等于90重量%，優(yōu)選大于或等于95重量％，并且更優(yōu)選大于或等于99重量％。16.權(quán)利要求15的用途，其中氧化錫和摻雜劑金屬氧化物的重量比使得所述陶瓷中除了包含氧化錫和B203外，為了湊足100%，其中還包含一種或多種以下列重量百分比存在的氧化物-0.1°/"03%的氧化鈷；0.01%to3%的氧化鉻；0.01%仍3%的氧化錳；0.01°/。to0.5%的氧化鈮；0.01%to0.5%的氧化鉭；0.01%to0.5%的一種或多種過渡金屬氧化物；以及0.0P/。to0.5。/。的一種或多種選自鑭系的金屬的氧化物，例如鑭氧化物。17.—種半導(dǎo)體陶瓷，其包含氧化錫Sn02作為基體金屬氧化物、至少一種摻雜劑金屬氧化物以及B203。18.—種半導(dǎo)體陶瓷，其由作為其基體金屬氧化物的氧化錫Sn02、至少一種摻雜劑金屬氧化物以及B203組成。19.權(quán)利要求17或18所述的半導(dǎo)體陶瓷，其中B203占所述陶瓷的0.001重量％至0.30重量％，并且優(yōu)選占0.08重量％至0.15重量％。20.權(quán)利要求17-19任一所述的陶瓷，其中所述陶瓷包含一種或多種氧化物作為摻雜劑金屬氧化物，所述氧化物選自下列金屬的氧化物鈷；錳；鈮；過渡金屬，例如鋅；鉭；以及鑭系金屬。21.權(quán)利要求20的陶瓷，其中所述摻雜劑金屬氧化物選自下列金屬的氧化物鈷、鈮、鉻、鉭和錳。22.權(quán)利要求21的陶瓷，其中所述陶瓷包含下列金屬氧化物作為摻雜劑金屬氧化物氧化鈷、氧化鉻、氧化鈮和氧化鉭。23.權(quán)利要求17-22任一所述的陶瓷，其中氧化錫、摻雜劑金屬氧化物和8203的重量比使得所述陶瓷中氧化錫的含量大于或等于90重量％，優(yōu)選大于或等于95重量％，并且更優(yōu)選大于或等于99重量％。24.權(quán)利要求23的陶瓷，其中氧化錫和摻雜劑金屬氧化物的重量比使得可以獲得這樣的陶瓷，所述陶瓷中除了包含氧化錫和B203外，為了湊足100%，其中還包含一種或多種以下列重量百分比存在的氧化物-0.1°/"03%的氧化鈷；0.01%to3%的氧化鉻；0.01。/。to3。/。的氧化錳；0.01%to0.5%的氧化鈮;-0.01%to0.5%的氧化鉭；0.01%to0.5%的一種或多種過渡金屬氧化物；以及0.01°/"00.5%的一種或多種選自鑭系的金屬的氧化物，例如鑭氧化物。全文摘要本申請涉及在半導(dǎo)體陶瓷中使用B₂O₃以減小漏電流并可穩(wěn)定所述半導(dǎo)體陶瓷的電性能，所述半導(dǎo)體陶瓷包含至少一種基于氧化錫的金屬氧化物和至少一種摻雜劑金屬氧化物。文檔編號H01C7/112GK101536120SQ200780016263公開日2009年9月16日申請日期2007年5月4日優(yōu)先權(quán)日2006年5月5日發(fā)明者J·莫雷爾,M·哈桑扎德,R·普亞那,R·梅斯申請人:阿雷瓦T&D股份公司