JP2000030966A - セラミックコンデンサおよびその製造方法 - Google Patents
セラミックコンデンサおよびその製造方法Info
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E40/00—Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
- Y02E40/60—Superconducting electric elements or equipment; Power systems integrating superconducting elements or equipment
Abstract
(57)【要約】
【課題】従来のような高価な貴金属系の電極材料を使用
することなく、焼成工程やスパッタリング法、蒸着法な
ど複雑な工程を必要とせず、安価で、小型・大容量のセ
ラミックコンデンサを容易に作製することのできるセラ
ミックコンデンサとそれらの製造方法を提供することを
目的とする。 【解決手段】水熱合成法で形成されたペロブスカイト型
導電性酸化物からなる電極層と、水熱合成法で形成され
たペロブスカイト型複合酸化物からなる誘電体薄膜を含
むことを特徴とするセラミックコンデンサとその製造方
法。
することなく、焼成工程やスパッタリング法、蒸着法な
ど複雑な工程を必要とせず、安価で、小型・大容量のセ
ラミックコンデンサを容易に作製することのできるセラ
ミックコンデンサとそれらの製造方法を提供することを
目的とする。 【解決手段】水熱合成法で形成されたペロブスカイト型
導電性酸化物からなる電極層と、水熱合成法で形成され
たペロブスカイト型複合酸化物からなる誘電体薄膜を含
むことを特徴とするセラミックコンデンサとその製造方
法。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、水熱合成法で形成
されたペロブスカイト型導電性酸化物からなる電極層
と、水熱合成法で形成されたペロブスカイト型複合酸化
物からなる誘電体層で構成されるセラミックコンデンサ
に関するものである。
されたペロブスカイト型導電性酸化物からなる電極層
と、水熱合成法で形成されたペロブスカイト型複合酸化
物からなる誘電体層で構成されるセラミックコンデンサ
に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】セラミックコンデンサ、特に大容量を目
的とした積層セラミックコンデンサは、一般にペロブス
カイト構造を有するＢａＴｉＯ3などを主成分とする誘
電体層と内部電極層を交互に積層し、１２５０〜１３５
０℃で空気中焼成することにより得られる。このように
高温での焼成が必要なためにＣｕやＮｉ等の安価な金属
材料は使用できず高価なＰｄ，Ｐｔなどが使用され、積
層セラミックコンデンサの低価格化の大きなネックにな
っている。また、その誘電体層の厚さは約１０μｍ程度
有り、更なる薄膜化には限界がある。このため、特開平
８−２６４３８１号公報においては、金属基体または絶
縁基体上に金属薄膜からなる複数の内部電極と、水熱合
成により合成するペロブスカイト型複合酸化物からなる
複数の薄膜誘電体とからなる積層セラミックコンデンサ
の製法が開示されている。しかしながら、内部電極は、
スパッタリング法、蒸着法等で形成されなければなら
ず、製造工程が複雑になり、設備コストがかかるなどの
問題がある。
的とした積層セラミックコンデンサは、一般にペロブス
カイト構造を有するＢａＴｉＯ3などを主成分とする誘
電体層と内部電極層を交互に積層し、１２５０〜１３５
０℃で空気中焼成することにより得られる。このように
高温での焼成が必要なためにＣｕやＮｉ等の安価な金属
材料は使用できず高価なＰｄ，Ｐｔなどが使用され、積
層セラミックコンデンサの低価格化の大きなネックにな
っている。また、その誘電体層の厚さは約１０μｍ程度
有り、更なる薄膜化には限界がある。このため、特開平
８−２６４３８１号公報においては、金属基体または絶
縁基体上に金属薄膜からなる複数の内部電極と、水熱合
成により合成するペロブスカイト型複合酸化物からなる
複数の薄膜誘電体とからなる積層セラミックコンデンサ
の製法が開示されている。しかしながら、内部電極は、
スパッタリング法、蒸着法等で形成されなければなら
ず、製造工程が複雑になり、設備コストがかかるなどの
問題がある。
【０００３】また、一方では、強誘電体素子の電極材料
として、安価な導電性セラミックスであるＢａＰｂＯ3
を使用する試みがなされており、特開平９−３２０８８
８号公報には、ＢａＰｂＯ3粉末の製造方法と、それを
ペーストにして素子に塗布し焼成することが開示されて
いる。しかしながら、この方法でも焼成が必要であり、
製造工程が複雑になるなどの問題は避けれない。
として、安価な導電性セラミックスであるＢａＰｂＯ3
を使用する試みがなされており、特開平９−３２０８８
８号公報には、ＢａＰｂＯ3粉末の製造方法と、それを
ペーストにして素子に塗布し焼成することが開示されて
いる。しかしながら、この方法でも焼成が必要であり、
製造工程が複雑になるなどの問題は避けれない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の問題
を鑑みてなされたものであり、従来のような高価な貴金
属系の材料を使用することなく、焼成工程やスパッタリ
ング法、蒸着法など複雑な工程を必要とせず、安価で、
小型・大容量のセラミックコンデンサを容易に作製する
ことのできるセラミックコンデンサとそれらの製造方法
を提供するものである。
を鑑みてなされたものであり、従来のような高価な貴金
属系の材料を使用することなく、焼成工程やスパッタリ
ング法、蒸着法など複雑な工程を必要とせず、安価で、
小型・大容量のセラミックコンデンサを容易に作製する
ことのできるセラミックコンデンサとそれらの製造方法
を提供するものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、電極材料
および誘電体材料の製造方法について研究を重ねてきた
ところ、電極材料および誘電体材料の構成元素イオンを
含むアルカリ水溶液中で反応させることにより、特定の
上に導電性薄膜および誘電体材料を形成することができ
ることを見出し、本発明に至った。
および誘電体材料の製造方法について研究を重ねてきた
ところ、電極材料および誘電体材料の構成元素イオンを
含むアルカリ水溶液中で反応させることにより、特定の
上に導電性薄膜および誘電体材料を形成することができ
ることを見出し、本発明に至った。
【０００６】即ち、本発明は、水熱合成法で形成された
ペロブスカイト型導電性酸化物からなる電極層と、水熱
合成法で形成されたペロブスカイト型複合酸化物からな
る誘電体層を含むことを特徴とするセラミックコンデン
サに関する。
ペロブスカイト型導電性酸化物からなる電極層と、水熱
合成法で形成されたペロブスカイト型複合酸化物からな
る誘電体層を含むことを特徴とするセラミックコンデン
サに関する。
【０００７】また、本発明は、電極層と誘電体層が交互
に複数積層され、誘電体層を挟んだ電極層が互いに対極
になるように外部電極に接続されていることを特徴とす
る前記セラミックコンデンサに関する。
に複数積層され、誘電体層を挟んだ電極層が互いに対極
になるように外部電極に接続されていることを特徴とす
る前記セラミックコンデンサに関する。
【０００８】また、本発明は、水熱合成法で形成された
ペロブスカイト型導電性酸化物がＢａＰｂＯ3又はＳｒ
ＰｂＯ3のうち少なくとも１つからなることを特徴とす
る前記セラミックコンデンサに関する。
ペロブスカイト型導電性酸化物がＢａＰｂＯ3又はＳｒ
ＰｂＯ3のうち少なくとも１つからなることを特徴とす
る前記セラミックコンデンサに関する。
【０００９】また、本発明は、水熱合成法で形成された
ペロブスカイト型複合酸化物がＢａＴｉＯ3又はＰＺＴ
（チタン酸ジルコン酸鉛）のうち少なくとも１つからな
ることを特徴とする前記セラミックコンデンサに関す
る。
ペロブスカイト型複合酸化物がＢａＴｉＯ3又はＰＺＴ
（チタン酸ジルコン酸鉛）のうち少なくとも１つからな
ることを特徴とする前記セラミックコンデンサに関す
る。
【００１０】さらに、本発明は、Ｔｉ又はペロブスカイ
ト型複合酸化物を少なくとも表面に有する基板を、形成
する誘電体の構成元素イオンを含むアルカリ水溶液中、
水熱反応させペロブスカイト型誘電体層を形成する工程
と、形成されたペロブスカイト型誘電体層を表面に有す
る基板を、形成する導電性酸化物の構成元素イオンを含
むアルカリ水溶液中、水熱反応させペロブスカイト型導
電性酸化物層を形成する工程を含むことを特徴とする前
記セラミックコンデンサの製造方法に関する。
ト型複合酸化物を少なくとも表面に有する基板を、形成
する誘電体の構成元素イオンを含むアルカリ水溶液中、
水熱反応させペロブスカイト型誘電体層を形成する工程
と、形成されたペロブスカイト型誘電体層を表面に有す
る基板を、形成する導電性酸化物の構成元素イオンを含
むアルカリ水溶液中、水熱反応させペロブスカイト型導
電性酸化物層を形成する工程を含むことを特徴とする前
記セラミックコンデンサの製造方法に関する。
【００１１】また、Ｔｉ、Ｐｂ又はペロブスカイト型複
合酸化物を少なくとも表面に有する基板を、形成する導
電性酸化物の構成元素イオンを含むアルカリ水溶液中、
水熱反応させペロブスカイト型導電性酸化物層を形成す
る工程と、形成されたペロブスカイト型導電性酸化物を
表面に有する基板を、形成する誘電体の構成元素イオン
を含むアルカリ水溶液中、水熱反応させペロブスカイト
型誘電体層を形成する工程とを含むことを特徴とする前
記セラミックコンデンサの製造方法に関する。
合酸化物を少なくとも表面に有する基板を、形成する導
電性酸化物の構成元素イオンを含むアルカリ水溶液中、
水熱反応させペロブスカイト型導電性酸化物層を形成す
る工程と、形成されたペロブスカイト型導電性酸化物を
表面に有する基板を、形成する誘電体の構成元素イオン
を含むアルカリ水溶液中、水熱反応させペロブスカイト
型誘電体層を形成する工程とを含むことを特徴とする前
記セラミックコンデンサの製造方法に関する。
【００１２】
【発明の実施の形態】本発明のセラミックコンデンサ
は、水熱合成法で形成されたペロブスカイト型導電性酸
化物からなる電極層と、水熱合成法で形成されたペロブ
スカイト型複合酸化物からなる誘電体層を含むことを特
徴とする。
は、水熱合成法で形成されたペロブスカイト型導電性酸
化物からなる電極層と、水熱合成法で形成されたペロブ
スカイト型複合酸化物からなる誘電体層を含むことを特
徴とする。
【００１３】さらに、その具体例として、電極層と誘電
体層が交互に複数積層され、電極層がひとつおきに互い
に電気的に接続され外部電極に接続されている積層セラ
ミックコンデンサを挙げることができる。
体層が交互に複数積層され、電極層がひとつおきに互い
に電気的に接続され外部電極に接続されている積層セラ
ミックコンデンサを挙げることができる。
【００１４】ペロブスカイト型導電性酸化物としては、
特に限定されないが、ＢａＰｂＯ3，ＳｒＴｉＯ3および
これらの固溶体（Ｂａ，Ｓｒ）ＰｂＯ3などが挙げられ
る。
特に限定されないが、ＢａＰｂＯ3，ＳｒＴｉＯ3および
これらの固溶体（Ｂａ，Ｓｒ）ＰｂＯ3などが挙げられ
る。
【００１５】ペロブスカイト型複合酸化物としては、特
に限定されないが、例えば、ＢａＴｉＯ3，ＰｂＴｉ
Ｏ3，ＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛），ＰＬＺＴ，Ｐ
ｂ（Ｎｉ 1/3Ｎｂ2/3）Ｏ3，Ｐｂ（Ｎｉ1/3Ｎｂ2/3）
Ｏ3，Ｐｂ（Ｍｇ1/3Ｎｂ2/3）Ｏ3，Ｐｂ（Ｚｎ1/3Ｎｂ
2/3）Ｏ3，Ｂａ（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ3や構成元素の各サイ
トをＢａ，Ｃａ，Ｓｒ，Ｌａ，Ｂｉ，やＺｎ，Ｎｉ，Ｍ
ｇ，Ｃｏ，Ｗ，Ｎｂ，Ｓｂ，Ｔａ，Ｆｅ，Ｗ等で置換し
た置換体やそれらの複合体が挙げられる。
に限定されないが、例えば、ＢａＴｉＯ3，ＰｂＴｉ
Ｏ3，ＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛），ＰＬＺＴ，Ｐ
ｂ（Ｎｉ 1/3Ｎｂ2/3）Ｏ3，Ｐｂ（Ｎｉ1/3Ｎｂ2/3）
Ｏ3，Ｐｂ（Ｍｇ1/3Ｎｂ2/3）Ｏ3，Ｐｂ（Ｚｎ1/3Ｎｂ
2/3）Ｏ3，Ｂａ（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ3や構成元素の各サイ
トをＢａ，Ｃａ，Ｓｒ，Ｌａ，Ｂｉ，やＺｎ，Ｎｉ，Ｍ
ｇ，Ｃｏ，Ｗ，Ｎｂ，Ｓｂ，Ｔａ，Ｆｅ，Ｗ等で置換し
た置換体やそれらの複合体が挙げられる。
【００１６】ペロブスカイト型導電性薄膜の形成は、次
のようにして行われる。最初誘電体層が水熱で形成され
ていない場合、基板は、Ｔｉ，Ｐｂ，これらの酸化物，
ペロブスカイト型酸化物のうち少なくとも一つを少なく
とも表面に有する基板が使われる。水熱合成でペロブス
カイト型誘電体層が形成された後は、その基板がそのま
ま使用される。
のようにして行われる。最初誘電体層が水熱で形成され
ていない場合、基板は、Ｔｉ，Ｐｂ，これらの酸化物，
ペロブスカイト型酸化物のうち少なくとも一つを少なく
とも表面に有する基板が使われる。水熱合成でペロブス
カイト型誘電体層が形成された後は、その基板がそのま
ま使用される。
【００１７】これらの基板を、形成する導電性薄膜の構
成元素イオンを含むアルカリ水溶液に入れ、加熱する。
例えば、導電性薄膜がＡＰｂＯ3（ＡはＢａ，又はＳｒ
の内少なくとも一つ）の場合は、Ｂａ，Ｓｒイオンの内
少なくとも１つとＰｂイオンを含むアルカリ水溶液が使
用される。これらの溶液に入れるＢａ，Ｓｒ化合物とし
ては、金属、無機塩、有機金属化合物など、溶液中でＢ
ａ，Ｓｒのイオンになるものであればよい。Ｐｂ化合物
としては、水酸化鉛など、アルカリ水溶液中でＰｂイオ
ンが存在するものであればよい。Ｂａ，Ｓｒ，Ｐｂの溶
液中の濃度は、それぞれ０．０２５ｍｏｌ／ｌ以上であ
ればよく、飽和濃度でもよい。濃度が低い場合は反応が
遅くなる。
成元素イオンを含むアルカリ水溶液に入れ、加熱する。
例えば、導電性薄膜がＡＰｂＯ3（ＡはＢａ，又はＳｒ
の内少なくとも一つ）の場合は、Ｂａ，Ｓｒイオンの内
少なくとも１つとＰｂイオンを含むアルカリ水溶液が使
用される。これらの溶液に入れるＢａ，Ｓｒ化合物とし
ては、金属、無機塩、有機金属化合物など、溶液中でＢ
ａ，Ｓｒのイオンになるものであればよい。Ｐｂ化合物
としては、水酸化鉛など、アルカリ水溶液中でＰｂイオ
ンが存在するものであればよい。Ｂａ，Ｓｒ，Ｐｂの溶
液中の濃度は、それぞれ０．０２５ｍｏｌ／ｌ以上であ
ればよく、飽和濃度でもよい。濃度が低い場合は反応が
遅くなる。
【００１８】アルカリ水溶液とするため、上記Ａイオン
の水酸化物あるいは、別途ＮａＯＨ，ＫＯＨなどを使用
することもできる。アルカリが強いほど結晶化し易く、
ＰＨ１２以上が好ましい。
の水酸化物あるいは、別途ＮａＯＨ，ＫＯＨなどを使用
することもできる。アルカリが強いほど結晶化し易く、
ＰＨ１２以上が好ましい。
【００１９】反応温度は、８０〜４００℃、好ましくは
１００〜２００℃であり、低すぎると反応が遅くなり、
高すぎると高圧になり、実用的でない。反応温度によっ
ては、オートクレーブが使用される。
１００〜２００℃であり、低すぎると反応が遅くなり、
高すぎると高圧になり、実用的でない。反応温度によっ
ては、オートクレーブが使用される。
【００２０】次に、ペロブスカイト型誘電体層の形成方
法について説明する。最初の導電性酸化物層が形成され
る前は、基板は、Ｔｉ，Ｔｉ酸化物，ペロブスカイト型
酸化物のうち少なくとも１つを少なくとも表面に有する
基板が使われる。水熱合成でペロブスカイト型導電性酸
化物層が形成された後は、その基板がそのまま使用され
る。
法について説明する。最初の導電性酸化物層が形成され
る前は、基板は、Ｔｉ，Ｔｉ酸化物，ペロブスカイト型
酸化物のうち少なくとも１つを少なくとも表面に有する
基板が使われる。水熱合成でペロブスカイト型導電性酸
化物層が形成された後は、その基板がそのまま使用され
る。
【００２１】これらの基板を、形成する導電性薄膜の構
成元素イオンを含むアルカリ水溶液に入れ、加熱する。
例えば、ペロブスカイト型酸化物薄膜がＢａＴｉＯ3の
場合は、Ｂａ含有原料化合物が５０〜４０００ｍｍｏｌ
／ｌ、およびＴｉ含有原料化合物が１０〜４０００ｍｍ
ｏｌ／ｌのアルカリ水溶液が使用され、反応温度は、８
０℃〜２００℃、好ましくは１００℃〜１６０℃、さら
に好ましくは１２０℃〜１６０℃で１分以上、好ましく
は１０分以上反応させ、結晶成長層を形成する。
成元素イオンを含むアルカリ水溶液に入れ、加熱する。
例えば、ペロブスカイト型酸化物薄膜がＢａＴｉＯ3の
場合は、Ｂａ含有原料化合物が５０〜４０００ｍｍｏｌ
／ｌ、およびＴｉ含有原料化合物が１０〜４０００ｍｍ
ｏｌ／ｌのアルカリ水溶液が使用され、反応温度は、８
０℃〜２００℃、好ましくは１００℃〜１６０℃、さら
に好ましくは１２０℃〜１６０℃で１分以上、好ましく
は１０分以上反応させ、結晶成長層を形成する。
【００２２】ペロブスカイト型酸化物薄膜がＰＺＴ（チ
タン酸ジルコン酸鉛）の場合には、鉛含有原料化合物が
５０ｍｍｏｌ／ｌ〜５００ｍｍｏｌ／ｌ、ジルコニウム
含有原料化合物が１０ｍｍｏｌ／ｌ〜５００ｍｍｏｌ／
ｌおよびチタン含有原料化合物が１０ｍｍｏｌ／ｌ〜５
００ｍｍｏｌ／ｌを含む０．１ｍｏｌ／ｌ〜８．０ｍｏ
ｌ／ｌのアルカリ溶液が使用される。反応温度は、８０
℃〜２００℃、好ましくは１００℃〜１６０℃、さらに
好ましくは１２０℃〜１６０℃で１分以上、好ましくは
１０分以上反応させ、結晶成長層を形成する。
タン酸ジルコン酸鉛）の場合には、鉛含有原料化合物が
５０ｍｍｏｌ／ｌ〜５００ｍｍｏｌ／ｌ、ジルコニウム
含有原料化合物が１０ｍｍｏｌ／ｌ〜５００ｍｍｏｌ／
ｌおよびチタン含有原料化合物が１０ｍｍｏｌ／ｌ〜５
００ｍｍｏｌ／ｌを含む０．１ｍｏｌ／ｌ〜８．０ｍｏ
ｌ／ｌのアルカリ溶液が使用される。反応温度は、８０
℃〜２００℃、好ましくは１００℃〜１６０℃、さらに
好ましくは１２０℃〜１６０℃で１分以上、好ましくは
１０分以上反応させ、結晶成長層を形成する。
【００２３】積層セラミックコンデンサの作製は、最初
の水熱合成で電極層を形成する場合と、最初の水熱合成
で誘電体層を形成する場合に分けられるが、場合に応じ
て、最初の基板と反応を上記の通り選択すればよい。以
後は、交互に電極層と誘電体層を形成することにより行
われる。その際、電極層は、誘電体層を挟んだ電極が互
いに反対の極になるように接続され、外部電極に取出さ
れる必要があるため、反応に際して、保護膜の形成と除
去が行われる。
の水熱合成で電極層を形成する場合と、最初の水熱合成
で誘電体層を形成する場合に分けられるが、場合に応じ
て、最初の基板と反応を上記の通り選択すればよい。以
後は、交互に電極層と誘電体層を形成することにより行
われる。その際、電極層は、誘電体層を挟んだ電極が互
いに反対の極になるように接続され、外部電極に取出さ
れる必要があるため、反応に際して、保護膜の形成と除
去が行われる。
【００２４】
【実施例】以下、実施例を示してこの発明を具体的に説
明する。
明する。
【００２５】実施例１ Ｔｉ金属基体上に、ＰＺＴ誘電体薄膜とＢａＰｂＯ3導
電性薄膜とを積層化した場合の実施例を、製造工程を示
す断面図である図１に基づき説明する。なお、図１にお
いて、１０はＴｉ金属基体であり、１４，１９，２４は
ＢａＰｂＯ3導電性薄膜である。また、１０ａはＴｉ金
属基体の１０の一端、１４ａ及び１９ａはそれぞれＢａ
ＰｂＯ3導電性薄膜１４および１９の一端である。ま
た、１２、１６及び２１はＴｉ金属基体あるいはＢａＰ
ｂＯ3導電性薄膜上に形成されたＰＺＴからなる誘電体
薄膜である。また、１７及び２２はテフロン（登録商
標）樹脂からなる絶縁被膜であり、２５及び２６は露出
したＴｉ金属基体及びＢａＰｂＯ3導電性薄膜と電気的
に接続された１対の外部電極である。
電性薄膜とを積層化した場合の実施例を、製造工程を示
す断面図である図１に基づき説明する。なお、図１にお
いて、１０はＴｉ金属基体であり、１４，１９，２４は
ＢａＰｂＯ3導電性薄膜である。また、１０ａはＴｉ金
属基体の１０の一端、１４ａ及び１９ａはそれぞれＢａ
ＰｂＯ3導電性薄膜１４および１９の一端である。ま
た、１２、１６及び２１はＴｉ金属基体あるいはＢａＰ
ｂＯ3導電性薄膜上に形成されたＰＺＴからなる誘電体
薄膜である。また、１７及び２２はテフロン（登録商
標）樹脂からなる絶縁被膜であり、２５及び２６は露出
したＴｉ金属基体及びＢａＰｂＯ3導電性薄膜と電気的
に接続された１対の外部電極である。
【００２６】まず、Ｔｉ金属からなる長さ１０ｍｍ、幅
１０ｍｍ、厚さ５００μｍの基体１０を準備し、矢印１
１で示す部分を、０．１０２ｍｏｌ／ｌのＰｂ（ＯＨ）
2，０．０５９ｍｏｌ／ｌのＺｒ（ＯＨ）4，０．０３９
ｍｏｌ／ｌのＴｉ（ＯＨ）4及び１．５ｍｏｌ／ｌのＫ
ＯＨを含む混合アルカリ性水溶液中に浸漬し、１３０℃
−２時間水熱処理することで、Ｔｉ金属基体上に２μｍ
厚さのＰＺＴ誘電体薄膜１２を形成した（図１
（ａ））。
１０ｍｍ、厚さ５００μｍの基体１０を準備し、矢印１
１で示す部分を、０．１０２ｍｏｌ／ｌのＰｂ（ＯＨ）
2，０．０５９ｍｏｌ／ｌのＺｒ（ＯＨ）4，０．０３９
ｍｏｌ／ｌのＴｉ（ＯＨ）4及び１．５ｍｏｌ／ｌのＫ
ＯＨを含む混合アルカリ性水溶液中に浸漬し、１３０℃
−２時間水熱処理することで、Ｔｉ金属基体上に２μｍ
厚さのＰＺＴ誘電体薄膜１２を形成した（図１
（ａ））。
【００２７】次に、この誘電体薄膜１２の矢印１３で示
す部分を０．０７８ｍｏｌ／ｌのＢａ（ＯＨ）2，０．
０７８ｍｏｌ／ｌのＰｂ（ＯＨ）2，および２．０ｍｏ
ｌ／ｌのＫＯＨを含む混合アルカリ性水溶液中に浸漬
し、１６０℃−１２時間水熱処理することで、この誘電
体薄膜１２上に１．０μｍ厚さのＢａＰｂＯ3導電性薄
膜１４を形成した。その後、矢印１５で示す部分を前記
と同濃度のＰｂ（ＯＨ）2，Ｚｒ（ＯＨ）4，Ｔｉ（Ｏ
Ｈ）4及びＫＯＨを含む混合アルカリ性水溶液中に浸漬
し、１３０℃−２時間水熱処理することで、ＢａＰｂＯ
3で導電性薄膜１４上に２μｍ厚さのＰＺＴ誘電体薄膜
１６を形成した。なお、この時、Ｔｉ金属基体１０の端
部１０ａの表面に水熱処理によるＰＺＴ誘電体薄膜の付
着を防ぐため、誘電体膜形成工程前にテフロン樹脂から
なる絶縁被膜１７を形成し、誘電体膜形成後にこれを除
去した。
す部分を０．０７８ｍｏｌ／ｌのＢａ（ＯＨ）2，０．
０７８ｍｏｌ／ｌのＰｂ（ＯＨ）2，および２．０ｍｏ
ｌ／ｌのＫＯＨを含む混合アルカリ性水溶液中に浸漬
し、１６０℃−１２時間水熱処理することで、この誘電
体薄膜１２上に１．０μｍ厚さのＢａＰｂＯ3導電性薄
膜１４を形成した。その後、矢印１５で示す部分を前記
と同濃度のＰｂ（ＯＨ）2，Ｚｒ（ＯＨ）4，Ｔｉ（Ｏ
Ｈ）4及びＫＯＨを含む混合アルカリ性水溶液中に浸漬
し、１３０℃−２時間水熱処理することで、ＢａＰｂＯ
3で導電性薄膜１４上に２μｍ厚さのＰＺＴ誘電体薄膜
１６を形成した。なお、この時、Ｔｉ金属基体１０の端
部１０ａの表面に水熱処理によるＰＺＴ誘電体薄膜の付
着を防ぐため、誘電体膜形成工程前にテフロン樹脂から
なる絶縁被膜１７を形成し、誘電体膜形成後にこれを除
去した。
【００２８】その後、ＰＺＴ誘電体薄膜１６の矢印８で
示す部分を前記と同濃度のＢａ（ＯＨ）2，Ｐｂ（Ｏ
Ｈ）2，およびＫＯＨを含む混合アルカリ性水溶液に浸
漬し、１６０℃−１２時間水熱処理することで、ＰＺＴ
誘電体薄膜上に１．０μｍ厚さのＢａＰｂＯ3導電性薄
膜１９を形成した後、矢印２０で示す部分を前記と同濃
度のＰｂ（ＯＨ）2，Ｚｒ（ＯＨ）4，Ｔｉ（ＯＨ）4及
びＫＯＨを含む混合アルカリ性水溶液中に浸漬し、１３
０℃−２時間で水熱処理することで、ＢａＰｂＯ3導電
性薄膜１９上に２μｍ厚さのＰＺＴ誘電体薄膜２１を形
成した（図１（ｃ））。なお、この時も誘電体薄膜形成
工程前に、ＢａＰｂＯ3導電性薄膜４の端部１４ａの表
面にテフロン樹脂からなる絶縁皮膜２２を形成し、誘電
体薄膜形成後にこれを除去した。
示す部分を前記と同濃度のＢａ（ＯＨ）2，Ｐｂ（Ｏ
Ｈ）2，およびＫＯＨを含む混合アルカリ性水溶液に浸
漬し、１６０℃−１２時間水熱処理することで、ＰＺＴ
誘電体薄膜上に１．０μｍ厚さのＢａＰｂＯ3導電性薄
膜１９を形成した後、矢印２０で示す部分を前記と同濃
度のＰｂ（ＯＨ）2，Ｚｒ（ＯＨ）4，Ｔｉ（ＯＨ）4及
びＫＯＨを含む混合アルカリ性水溶液中に浸漬し、１３
０℃−２時間で水熱処理することで、ＢａＰｂＯ3導電
性薄膜１９上に２μｍ厚さのＰＺＴ誘電体薄膜２１を形
成した（図１（ｃ））。なお、この時も誘電体薄膜形成
工程前に、ＢａＰｂＯ3導電性薄膜４の端部１４ａの表
面にテフロン樹脂からなる絶縁皮膜２２を形成し、誘電
体薄膜形成後にこれを除去した。
【００２９】その後、ＰＺＴ誘電体薄膜２１の矢印２３
で示す部分を前記と同濃度のＢａ（ＯＨ）2，Ｐｂ（Ｏ
Ｈ）2，およびＫＯＨを含む混合アルカリ性水溶液中に
浸漬し、１６０℃−１２時間水熱処理することで、ＰＺ
Ｔ誘電体薄膜２１上に１．０μｍ厚さのＢａＰｂＯ3導
電性薄膜２４を形成して、導電性薄膜及びＴｉ金属基体
が誘電体薄膜の間にあって、誘電体を挟んで対極となる
内部電極を形成するように交互に露出した積層体を形成
した。
で示す部分を前記と同濃度のＢａ（ＯＨ）2，Ｐｂ（Ｏ
Ｈ）2，およびＫＯＨを含む混合アルカリ性水溶液中に
浸漬し、１６０℃−１２時間水熱処理することで、ＰＺ
Ｔ誘電体薄膜２１上に１．０μｍ厚さのＢａＰｂＯ3導
電性薄膜２４を形成して、導電性薄膜及びＴｉ金属基体
が誘電体薄膜の間にあって、誘電体を挟んで対極となる
内部電極を形成するように交互に露出した積層体を形成
した。
【００３０】最後にＡｇペーストを塗布して、露出した
Ｔｉ金属基体及び導電性薄膜の部分と電気的に接続した
外部電極２５，２６を形成して、合計６層の誘電体薄膜
を積層したコンデンサを作製した。
Ｔｉ金属基体及び導電性薄膜の部分と電気的に接続した
外部電極２５，２６を形成して、合計６層の誘電体薄膜
を積層したコンデンサを作製した。
【００３１】以上、得られた積層コンデンサの外部電極
間での静電容量（周波数１ｋＨｚ、印加電圧１．０Ｖ）
で測定したところ２６．６ｎＦであった。
間での静電容量（周波数１ｋＨｚ、印加電圧１．０Ｖ）
で測定したところ２６．６ｎＦであった。
【００３２】実施例２ ペロブスカイト構造を有する絶縁性酸化物のＢａＴｉＯ
3セラミックス基体上に、ＢａＰｂＯ3導電性薄膜とＢａ
ＴｉＯ3誘電体薄膜とを積層化した場合の実施例を、製
造工程を示す断面図である図２に基づき説明する。な
お、図２において、３０は絶縁性酸化物のＢａＴｉＯ3
からなるセラミック基体であり、３２，３６及び４１は
ＢａＰＯ3誘電体薄膜である。また、３７はテフロン樹
脂からなる絶縁皮膜であり、４２及び４３は露出した導
電性薄膜同士が電気的に接続された1対の外部電極であ
る。
3セラミックス基体上に、ＢａＰｂＯ3導電性薄膜とＢａ
ＴｉＯ3誘電体薄膜とを積層化した場合の実施例を、製
造工程を示す断面図である図２に基づき説明する。な
お、図２において、３０は絶縁性酸化物のＢａＴｉＯ3
からなるセラミック基体であり、３２，３６及び４１は
ＢａＰＯ3誘電体薄膜である。また、３７はテフロン樹
脂からなる絶縁皮膜であり、４２及び４３は露出した導
電性薄膜同士が電気的に接続された1対の外部電極であ
る。
【００３３】まず、絶縁性酸化物のＢａＴｉＯ3からな
る長さ１０ｍｍ、幅１０ｍｍ、厚さ５００μｍのセラミ
ック基体３０を準備し、このセラミック基体の矢印３１
で示す部分を０．０７８ｍｏｌ／ｌのＢａ（ＯＨ）2と
０．０７８ｍｏｌ／ｌのＰｂ（ＯＨ）2および２．０ｍ
ｏｌ／ｌのＫＯＨを含む混合アルカリ性水溶液中に浸漬
し、１６０℃−１２時間水熱処理することで、このＴｉ
金属基体３０上に１０μｍ厚さのＢａＰｂＯ3導電性薄
膜３２を形成した（図２（ａ））。
る長さ１０ｍｍ、幅１０ｍｍ、厚さ５００μｍのセラミ
ック基体３０を準備し、このセラミック基体の矢印３１
で示す部分を０．０７８ｍｏｌ／ｌのＢａ（ＯＨ）2と
０．０７８ｍｏｌ／ｌのＰｂ（ＯＨ）2および２．０ｍ
ｏｌ／ｌのＫＯＨを含む混合アルカリ性水溶液中に浸漬
し、１６０℃−１２時間水熱処理することで、このＴｉ
金属基体３０上に１０μｍ厚さのＢａＰｂＯ3導電性薄
膜３２を形成した（図２（ａ））。
【００３４】次に、矢印３３で示す部分を、０．１０２
ｍｏｌ／ｌのＢａ（ＯＨ）２、０．０９７６ｍｏｌ／ｌ
のＴｉ（ＯＨ）4及び３．５ｍｏｌ／ｌのＫＯＨを含む
混合アルカリ性水溶液中に浸漬し、１６０−６時間で水
熱処理することで、導電性薄膜上に２μｍ厚さのＢａＴ
ｉＯ3誘電体薄膜３４を形成した。そして、この誘電体
薄膜３４の矢印３５で示す部分を前記の濃度のＢａ（Ｏ
Ｈ）2とＰｂ（ＯＨ）2の混合アルカリ性水溶液中に浸漬
し、１６０℃−１２時間水熱処理することで、この誘電
体薄膜３４上に１．０μｍ厚さのＢａＰｂＯ3導電性薄
膜３６を形成した（図２（ｂ））。
ｍｏｌ／ｌのＢａ（ＯＨ）２、０．０９７６ｍｏｌ／ｌ
のＴｉ（ＯＨ）4及び３．５ｍｏｌ／ｌのＫＯＨを含む
混合アルカリ性水溶液中に浸漬し、１６０−６時間で水
熱処理することで、導電性薄膜上に２μｍ厚さのＢａＴ
ｉＯ3誘電体薄膜３４を形成した。そして、この誘電体
薄膜３４の矢印３５で示す部分を前記の濃度のＢａ（Ｏ
Ｈ）2とＰｂ（ＯＨ）2の混合アルカリ性水溶液中に浸漬
し、１６０℃−１２時間水熱処理することで、この誘電
体薄膜３４上に１．０μｍ厚さのＢａＰｂＯ3導電性薄
膜３６を形成した（図２（ｂ））。
【００３５】次に、矢印３８で示す部分を、前記の濃度
のＢａ（ＯＨ）2，Ｔｉ（ＯＨ）4及びＫＯＨを含む混合
アルカリ性水溶液中に浸漬し、１６０−６時間で水熱処
理することで、導電性薄膜上に２μｍ厚さのＢａＴｉＯ
3誘電体薄膜３９を形成した（図２（ｃ））。なお、こ
の時、導電性薄膜３２の端部３２ａの表面に水熱処理に
よるＢａＴｉＯ3誘電体薄膜の付着を防ぐため、誘電体
膜形成工程前にテフロン樹脂からなる絶縁被膜３７を形
成し、誘電体薄膜形成後にこれを除去した。
のＢａ（ＯＨ）2，Ｔｉ（ＯＨ）4及びＫＯＨを含む混合
アルカリ性水溶液中に浸漬し、１６０−６時間で水熱処
理することで、導電性薄膜上に２μｍ厚さのＢａＴｉＯ
3誘電体薄膜３９を形成した（図２（ｃ））。なお、こ
の時、導電性薄膜３２の端部３２ａの表面に水熱処理に
よるＢａＴｉＯ3誘電体薄膜の付着を防ぐため、誘電体
膜形成工程前にテフロン樹脂からなる絶縁被膜３７を形
成し、誘電体薄膜形成後にこれを除去した。
【００３６】その後、誘電体薄膜３９の矢印４０で示す
部分を前記の濃度のＢａ（ＯＨ）2とＰｂ（ＯＨ）2およ
びＫＯＨを含む混合アルカリ性水溶液中に浸漬し、１６
０℃−１２時間水熱処理することで、この誘電体薄膜３
９上に１．０μｍ厚さのＢａＰｂＯ3導電性薄膜４１を
形成して、導電性薄膜が誘電体薄膜と絶縁性酸化物基体
の間にあって、誘電体層を挟んで対極となる内部電極を
形成するように交互に露出した積層体を形成した。
部分を前記の濃度のＢａ（ＯＨ）2とＰｂ（ＯＨ）2およ
びＫＯＨを含む混合アルカリ性水溶液中に浸漬し、１６
０℃−１２時間水熱処理することで、この誘電体薄膜３
９上に１．０μｍ厚さのＢａＰｂＯ3導電性薄膜４１を
形成して、導電性薄膜が誘電体薄膜と絶縁性酸化物基体
の間にあって、誘電体層を挟んで対極となる内部電極を
形成するように交互に露出した積層体を形成した。
【００３７】最後にＡｇペーストを塗布して、露出した
導電性薄膜の部分と電気的に接続した外部電極４２，４
３を形成して、合計４層の誘電体薄膜を積層したコンデ
ンサを作製した（図２（ｄ））。
導電性薄膜の部分と電気的に接続した外部電極４２，４
３を形成して、合計４層の誘電体薄膜を積層したコンデ
ンサを作製した（図２（ｄ））。
【００３８】以上、得られた積層コンデンサの外部電極
間でのその静電容量（周波数１ｋＨｚ、印加電圧１．０
Ｖ）で測定したところ３．５６ｎＦであった。
間でのその静電容量（周波数１ｋＨｚ、印加電圧１．０
Ｖ）で測定したところ３．５６ｎＦであった。
【００３９】
【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明の
セラミックコンデンサは、電極および誘電体層をすべて
水熱合成で作製するものであり、このため、従来のセラ
ミックコンデンサのように高温で焼成する必要もなく、
また、スパッタリング法や蒸着法などのような工程を必
要とすることもなく、容易に積層セラミックコンデンサ
などを作製できる。
セラミックコンデンサは、電極および誘電体層をすべて
水熱合成で作製するものであり、このため、従来のセラ
ミックコンデンサのように高温で焼成する必要もなく、
また、スパッタリング法や蒸着法などのような工程を必
要とすることもなく、容易に積層セラミックコンデンサ
などを作製できる。
【図１】本発明のＴｉ上に積層コンデンサを形成する場
合の製造工程を示す断面図である。
合の製造工程を示す断面図である。
【図２】本発明のペロブスカイト型誘電性酸化物上に積
層コンデンサを形成する場合の製造工程を示す断面図で
ある。
層コンデンサを形成する場合の製造工程を示す断面図で
ある。
１０；Ｔｉ金属基体 ３０；ペロブスカイト型誘電製酸化物基体 １４、１９、２４、３２、３６、４１；導電性薄膜 １２、１６、２１、３４、３９；誘電性薄膜 ２５，２６，４２，４３；外部電極
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０１Ｇ 4/30 ３１１ Ｈ０１Ｇ 4/30 ３１１Ｚ // Ｈ０１Ｂ 1/08 Ｈ０１Ｂ 1/08 12/06 12/06 Ｆターム(参考） 5E001 AB03 AC09 AE00 AE02 AE03 AF02 AH00 AJ01 AJ02 5E082 AA01 AB03 BC40 EE20 EE27 EE31 FG26 FG27 FG41 GG10 GG11 GG28 JJ06 JJ07 JJ23 KK01 LL01 LL35 MM24 5G301 CA02 CA25 CA30 CD02 CE01 5G303 AA01 AB20 BA03 BA06 CA01 CB03 CB25 CB35 CB39 DA01
Claims (6)
- 【請求項１】水熱合成法で形成されたペロブスカイト型
導電性酸化物からなる電極層と、水熱合成法で形成され
たペロブスカイト型複合酸化物からなる誘電体層を含む
ことを特徴とするセラミックコンデンサ。 - 【請求項２】電極層と誘電体層が交互に複数積層され、
誘電体層を挟んだ電極層が互いに対極になるように外部
電極に接続されていることを特徴とする請求項１記載の
セラミックコンデンサ。 - 【請求項３】水熱合成法で形成されたペロブスカイト型
導電性酸化物がＢａＰｂＯ3又はＳｒＰｂＯ3のうち少な
くとも１つからなることを特徴とする請求項１又は請求
項２記載のセラミックコンデンサ。 - 【請求項４】水熱合成法で形成されたペロブスカイト型
複合酸化物がＢａＴｉＯ3又はＰＺＴ（チタン酸ジルコ
ン酸鉛）のうち少なくとも１つからなることを特徴とす
る請求項１又は請求項２記載のセラミックコンデンサ。 - 【請求項５】Ｔｉ又はペロブスカイト型複合酸化物を少
なくとも表面に有する基板を、形成する誘電体の構成元
素イオンを含むアルカリ水溶液中、水熱反応させペロブ
スカイト型誘電体層を形成する工程と、形成されたペロ
ブスカイト型誘電体層を表面に有する基板を、形成する
導電性酸化物の構成元素イオンを含むアルカリ水溶液
中、水熱反応させペロブスカイト型導電性酸化物層を形
成する工程を含むことを特徴とする請求項１〜４記載の
セラミックコンデンサの製造方法。 - 【請求項６】Ｔｉ、Ｐｂ又はペロブスカイト型複合酸化
物を少なくとも表面に有する基板を、形成する導電性酸
化物の構成元素イオンを含むアルカリ水溶液中、水熱反
応させペロブスカイト型導電性酸化物層を形成する工程
と、形成されたペロブスカイト型導電性酸化物を表面に
有する基板を、形成する誘電体の構成元素イオンを含む
アルカリ水溶液中、水熱反応させペロブスカイト型誘電
体層を形成する工程とを含むことを特徴とする請求項１
〜４記載のセラミックコンデンサの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10193839A JP2000030966A (ja) | 1998-07-09 | 1998-07-09 | セラミックコンデンサおよびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10193839A JP2000030966A (ja) | 1998-07-09 | 1998-07-09 | セラミックコンデンサおよびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000030966A true JP2000030966A (ja) | 2000-01-28 |
Family
ID=16314604
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10193839A Pending JP2000030966A (ja) | 1998-07-09 | 1998-07-09 | セラミックコンデンサおよびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000030966A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100703077B1 (ko) | 2005-06-03 | 2007-04-06 | 삼성전기주식회사 | 결정질 유전체 박막의 제조 방법과 이에 의해 제조된결정질 유전체 박막 및 이를 구비하는 박막 커패시터 |
| US7700185B2 (en) | 2003-05-19 | 2010-04-20 | Hitachi Chemical Company, Ltd. | Insulation material, film, circuit board and method of producing them |
-
1998
- 1998-07-09 JP JP10193839A patent/JP2000030966A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7700185B2 (en) | 2003-05-19 | 2010-04-20 | Hitachi Chemical Company, Ltd. | Insulation material, film, circuit board and method of producing them |
| KR100703077B1 (ko) | 2005-06-03 | 2007-04-06 | 삼성전기주식회사 | 결정질 유전체 박막의 제조 방법과 이에 의해 제조된결정질 유전체 박막 및 이를 구비하는 박막 커패시터 |
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