JP2000058365A

JP2000058365A - 金属酸化物構造体

Info

Publication number: JP2000058365A
Application number: JP10231141A
Authority: JP
Inventors: Hidetoshi Saito; 秀俊斉藤; Yoshitomo Ueda; 致知植田; Keiichi Nakazawa; 桂一中沢; Hideo Kinoshita; 秀雄木下
Original assignee: Asahi Chemical Industry Co Ltd
Current assignee: Asahi Chemical Industry Co Ltd
Priority date: 1998-08-04
Filing date: 1998-08-04
Publication date: 2000-02-25

Abstract

(57)【要約】【解決手段】金属酸化物からなる、突起物を有する基
材の表面の２箇所以上が導電性物質で覆われている構造
体。好ましくは、突起物が、基材上の１０μｍ×１０μ
ｍの面積当たり０．０１〜１００００個の密度で存在す
る。特にコンデンサー用途に最適である。【効果】本発明の構造体は、小さな容積で誘電体層の
面積を大きくすることができ、特に小さい体積で容量の
大きなコンデンサーを得るのに好ましく用いられる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、金属酸化物構造
体、主にコンデンサーとして用いる構造体に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】金属酸化物は、セラミックコンデンサ
ー、アクチュエーター、光波長変換素子、レーザー発振
素子、冷陰極素子等の電子材料に使用されている。その
中でも、セラミックコンデンサーは小型化しやすい、耐
熱性が高い、量産化しやすい、高い周波数においても特
性を保持する、と言う特長の故に各種コンデンサーの中
でも多く使用されている。コンデンサーの小型大容量化
のための技術として、積層セラミックコンデンサーが従
来より行われてきた。積層セラミックコンデンサーにお
いて、有効静電容量を大きくするためには、誘電体の誘
電率を大きくするか、誘電体層の面積を大きくするかの
２つの方法がある。このうち、誘電体層の誘電率は材料
に依存し、配合組成や焼結方法の最適化等の方法を用い
たとしても、今後誘電率が大きく向上することは期待で
きない。また、誘電体層の面積を大きくする方法では誘
電体層を積層させることで誘電体層の面積を増大させて
いるために、小型大容量化に限界があること、コンデン
サー内部において電極層と誘電体層が交互に積み重なっ
ていても電極が全て等電位となり、静電容量を引き出す
ことが出来ない部分があり、小型大容量化に限界があっ
た。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、小さな容積
で誘電体層の面積を大きくした構造体、特にコンデンサ
ーとして有用な構造体を提供するものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】発明者らは、セラミック
コンデンサー等に有効な構造体である小さな容積で電気
容量の大きな構造体、特にコンデンサーについて鋭意検
討を行った結果、狭い面積に数多くの突起物を有する基
材を作成し、これに電極を付けた構造体が極めて優れた
コンデンサーとなり得ることを見出し、本発明を完成す
るにに至ったものである。

【０００５】すなわち本発明は、（１）金属酸化物から
なる、突起物を有する基材の表面の２箇所以上が導電性
物質で覆われている構造体、（２）金属酸化物からな
る、突起物を有する基材に基板が接触しており、該基板
及び基材の表面の２箇所以上が導電性物質で覆われてい
る構造体、（３）突起物が、基材上の１０μｍ×１０μ
ｍの面積当たり０．０１〜１００００個の密度で存在す
る（１）、（２）記載の構造体、（４）突起物が、断面
の円換算径が０．０１〜１００００μｍであり、断面の
円換算径に対する長さの比が１以上の棒状物である
（１）〜（３）記載の構造体、（５）突起物の中心軸が
相互に平行である（１）〜（４）記載の構造体、（６）
基材が金属酸化物単結晶であることを特徴とする（１）
〜（５）記載の構造体、（７）突起物を構成する金属酸
化物結晶が基材上に平行に、かつ結晶軸が同一方向に成
長していることを特徴とする（１）〜（６）記載の構造
体、（８）導電性物質に外部電極をつけた（１）〜
（７）記載の構造体、（９）（１）〜（８）記載の構造
体からなるコンデンサー、である。

【０００６】以下、本発明を詳細に説明する。本発明に
おける突起物とは、山形の隆起した部分や、塊状、また
は棒状の構造を持った物のことを言う。突起物の大きさ
は、断面の円換算径が０．０１〜１００００μｍである
ことが好ましい。さらに好ましくは０．０５〜１００μ
ｍ、最も好ましくは０．１〜１０μｍである。また、突
起物の形状としては、断面の円換算径に対する長さの
比、すなわちアスペクト比が１以上である。好ましくは
３以上であり、さらに好ましくは５以上である。アスペ
クト比が小さすぎると突起物による表面積増加の効果が
現れない。アスペクト比は大きければ大きいほど突起物
の効果が現れるが、アスペクト比が大きすぎると導電性
物質で被覆する際に構造体の強度保持が困難になり、樹
脂等により補強する必要が出てくる。

【０００７】ここで言う断面とは、突起物の長さの１／
２の位置における突起物の断面のことを示す。また、こ
こで言う突起物の長さとは、突起物が面上から実質的に
突起している位置から突起物の頂点までの長さのことを
示す。長さは使用する用途によって異なり限定されない
が、通常、実用面から０．１〜１００００μｍが好まし
く、より好ましくは１〜１０００μｍ、さらに好ましく
は１０〜５００μｍである。

【０００８】突起物の立体的な形状としては特に限定さ
れないが、棒状類似形状が好ましい。さらに好ましくは
角柱状である。突起物の立体的な形状は金属酸化物の結
晶構造により異なるが、例えば、金属酸化物が酸化亜鉛
の場合は六角柱、酸化アルミニウムの場合は四角柱ある
いは六角柱、酸化チタンの場合は四角柱となることが多
い。また、それ以外の多角形を断面の形状に持つ角柱で
あってもよい。突起物はその中心軸が相互に平行である
ことが好ましい。さらに好ましくは、複数の突起物が相
互に平行である面を有しているものである。突起物が面
上に存在する割合としては、１０μｍ×１０μｍの面積
当たり０．０１〜１００００個であることが好ましく、
より好ましくは１〜１０００個、さらに好ましくは１０
〜５００個である。

【０００９】本発明における基材は、突起物を有する金
属酸化物からなる。本発明における金属酸化物とは、金
属種が、周期律表において水素を除く１族、２族、ホウ
素を除く１３族、炭素を除く１４族、窒素とリンと砒素
を除く１５族、Ｐｏ及び３、４、５、６、７、８、９、
１０、１１、１２族に属する各元素である金属の酸化物
である。金属種としては、例えば、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒ
ｂ、Ｃｓ、Ｂｅ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ａｌ、Ｇ
ａ、Ｉｎ、Ｔｌ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ｓｂ、Ｂ
ｉ、Ｐｏ、Ｓｃ、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、
Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙ
ｂ、Ｌｕ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｒ、
Ｍｏ、Ｗ、Ｍｎ、Ｔｃ、Ｒｅ、Ｆｅ、Ｒｕ、Ｏｓ、Ｃ
ｏ、Ｒｈ、Ｉｒ、Ｎｉ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａ
ｕ、Ｚｎ、Ｃｄ、Ｈｇ等が挙げられ、これらのなかでも
Ｂｅ、Ｎａ、Ｍｇ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｋ、Ｃａ、Ｔｉ、Ｃ
ｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｚｎ、Ｇａ、Ｇｅ、Ａ
ｓ、Ｙ、Ｚｒ、Ｃｄ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｓｂ、Ｃｓ、Ｂａ、
Ｐｂ、Ｂｉ、Ｔｈ等がより好ましく、さらにＴｉ、Ｂ
ａ、Ｓｒ、Ｋ、Ｔａ、Ｎｂ、Ｌｉ、Ｐｂ、Ｚｒ、Ｉｎ、
Ｓｎが特に好ましい。これらの金属は単独でも使用でき
るし、二種以上を組み合わせて使用することもできる。
例えば、チタン酸バリウム、ＳｒＴｉＯ₃、ＰＺＴ等が
挙げられる。また、アルカリ金属と他の金属を組み合わ
せて使用することもできる。例えば、Ｔａ、Ｎｂとアル
カリ金属等を組み合わせてＫＴａＯ₃や、ＮｂＬｉＯ₃
のような複合酸化物を形成させて、金属酸化物とするこ
とができる。

【００１０】金属酸化物は、基本的には結晶質、非晶質
を問わないが、結晶質であることが好ましい。結晶質は
一種以上の単結晶であっても、多結晶であっても、非晶
部と結晶部を同時に有する一種以上の半結晶性物質であ
っても、また、これらの混合物であってもよい。特に好
ましくは、単結晶である。また、二種類以上の金属酸化
物を用いる場合、金属酸化物は混合されて一層になって
いても、組成の異なる金属酸化物の層が積層されていて
もよい。突起物と突起物を除いた基材の部分の金属酸化
物種は同じであっても違っていてもよい。好ましくは同
じ種類である。

【００１１】突起物を除いた基材の形状は、実質的に平
面及び／または曲面を有していればいずれでもよいが、
厚みに対して表面積が大きい板状がより好ましい。ま
た、板状の場合には、突起を有する面の面積が他の面と
比較して最大である面であることが好ましい。突起を有
する面の大きさは特に問わないが、板状である場合、そ
の厚さは実用上から０．０１ｍｍ〜１００ｍｍであるこ
とが好ましく、さらに好ましくは０．０２ｍｍ〜５０ｍ
ｍ、最も好ましくは０．０５ｍｍ〜１０ｍｍである。金
属酸化物からなる基材は、酸素、水、アンモニア等と反
応して金属酸化物を形成する金属化合物から形成され
る。本発明における金属化合物は、金属酸化物中の金属
を有し、酸素、水、アンモニア等と反応して酸化物を形
成するものであれば特に限定されない。

【００１２】このような金属化合物として、例えば、金
属または金属類似元素の原子に、アルコールの水酸基の
水素が金属で置換されたアルコキシド類、金属または金
属類似元素の原子にアセチルアセトン、エチレンジアミ
ン、ビピペリジン、ビピラジン、シクロヘキサンジアミ
ン、テトラアザシクロテトラデカン、エチレンジアミン
テトラ酢酸、エチレンビス（グアニド）、エチレンビス
（サリチルアミン）、テトラエチレングリコール、アミ
ノエタノール、グリシン、トリグリシン、ナフチリジ
ン、フェナントロリン、ペンタンジアミン、ピリジン、
サリチルアルデヒド、サリチリデンアミン、ポルフィリ
ン、チオ尿素などから選ばれる配位子を１種あるいは２
種以上有する各種の錯体、配位子としてカルボニル基を
有するＦｅ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｍｏ、Ｖ、Ｗ、
Ｒｕなどの各種金属カルボニル、さらに、カルボニル
基、アルキル基、アルケニル基、フェニルあるいはアル
キルフェニル基、オレフィン基、アリール基、シクロブ
タジエン基をはじめとする共役ジエン基、シクロペンタ
ジエニル基をはじめとするジエニル基、トリエン基、ア
レーン基、シクロヘプタトリエニル基をはじめとするト
リエニル基などから選ばれる配位子を１種或いは２種以
上有する各種の金属化合物、ハロゲン化金属化合物を使
用することができる。また、金属錯体も使用することが
できる。この中でも、アセチルアセトン等の錯体、アル
コキシド類がより好ましく用いられる。

【００１３】本発明における錯体としては、金属にβ−
ジケトン類、ケトエステル類、ヒドロキシカルボン酸類
またはその塩類、各種のシッフ塩基類、ケトアルコール
類、多価アミン類、アルカノールアミン類、エノール性
活性水素化合物類、ジカルボン酸類、グリコール類、フ
ェロセン類などの配位子が１種あるいは２種以上結合し
た化合物である。

【００１４】本発明に用いられる錯体の配位子となる化
合物の具体例としては、例えば、アセチルアセトン、エ
チレンジアミン、トリエチレンジアミン、エチレンテト
ラミン、ビピペリジン、シクロヘキサンジアミン、テト
ラアザシクロテトラデカン、エチレンジアミンテトラ酢
酸、エチレンビス（グアニド）、エチレンビス（サリチ
ルアミン）、テトラエチレングリコール、ジエタノール
アミン、トリエタノールアミン、酒石酸、グリシン、ト
リグリシン、ナフチリジン、フェナントロリン、ペンタ
ンジアミン、サリチルアルデヒド、カテコール、ポルフ
ィリン、チオ尿素、８−ヒドロキシキノリン、８−ヒド
ロキシキナルジン、β−アミノエチルメルカプタン、ビ
スアセチルアセトンエチレンジイミン、エリオクロムブ
ラックＴ、オキシン、キナルジン酸サリチルアルドキシ
ム、ピコリン酸、グリシン、ジメチルグリオキシマト、
ジメチルグリオキシム、α−ベンゾインオキシム、

【００１５】Ｎ，Ｎ’−ビス（１−メチル−３−オキソ
ブチリデン）エチレンジアミン、３−｛（２−アミノエ
チル）アミノ｝−１−プロパノール、３−（アミノエチ
ルイミノ）−２−ブタンオキシム、アラニン、Ｎ，Ｎ’
−ビス（２−アミノベンジリデン）エチレンジアミン、
α−アミノ−α−メチルマロン酸、２−｛（３−アミノ
プロピル）アミノ｝エタノール、アスパラギン酸、１−
フェニル−１，３，５−ヘキサントリオン、５，５’−
（１，２−エタンジイルジニトリロ）ビス（１−フェニ
ル−１，３−ヘキサンジオン）、１，３−ビス｛ビス
［２−（１−エチルベンズイミダゾリル）メチル］アミ
ノ｝−２−プロパノール、１，２−ビス（ピリジン−α
−アルジミノ）エタン、１，３−ビス｛ビス（２−ピリ
ジルエチル）アミノメチル｝ベンゼン、１，３−ビス
｛ビス（２−ピリジルエチル）アミノメチル｝フェノー
ル、２，２’−ビピペリジン、２，６−ビス｛ビス（２
−ピリジルメチル）アミノメチル｝−４−メチルフェノ
ール、２，２’−ビピリジン、

【００１６】２，２’−ビピラジン、ヒドロトリス（１
−ピラゾリル）ホウ酸イオン、カテコール、１，２−シ
クロヘキサンジアミン、１，４，８，１１−テトラアザ
シクロドデカン、３，４：９，１０−ジベンゾ−１，
５，８，１２−テトラアザシクロテトラデカン−１，１
１−ジエン、２，６−ジアセチルピリジンジオキシム、
ジベンジルスルフィド、Ｎ−｛２−（ジエチルアミノ）
エチル｝−３−アミノ−１−プロパノール、ｏ−フェニ
レンビス（ジメチルホスフィン）、２−｛２−（ジメチ
ルアミノ）エチルチオ｝エタノール、４，４’−ジメチ
ル−２，２’−ビピリジン、Ｎ，Ｎ’−ジメチル−１，
２−シクロヘキサンジアミン、ジメチルグリオキシム、
１，２−ビス（ジメチルホスフィノ）エタン、１，３−
ビス（ジアセチルモノオキシムイミノ）プロパン、３，
３’−トリメチレンジニトロビス（２−ブタンオキシ
ム）１，５−ジアミノ−３−ペンタノールジピバロイル
メタン、１，２−ビス（ジフェニルホスフィノ）エタ
ン、ジエチルジチオカルバミン酸イオン、Ｎ，Ｎ’−ビ
ス｛２−（Ｎ，Ｎ’−ジエチルアミノエチル）アミノエ
チル｝オキサミド、エチレンジアミンテトラ酢酸、７−
ヒドロキシ−４−メチル−５−アザヘプト−４−エン−
２−オン、２−アミノエタノール、Ｎ，Ｎ’−エチレン
ビス（３−カルボキシサリチリデンアミン）、１，３−
ビス（３−ホルミル−５−メチルサリチリデンアミノ）
プロパン、３−グリシルアミノ−１−プロパノール、グ
リシルグリシン、Ｎ’−（２−ヒドロキシエチル）エチ
レンジアミントリ酢酸、ヘキサフルオロアセチルアセト
ン、ヒスチジン、５，２６：１３，１８−ジイミノ−
７，１１：２０，２４−ジニトロジベンゾ［ｃ，ｎ] −
１，６，１２，１７−テトラアザシクロドコシン、２，
６−ビス｛Ｎ−（２−ヒドロキシフェニル）イミノメチ
ル｝−４−メチルフェノール、

【００１７】５，５，７，１２，１２，１４−ヘキサメ
チル−１，４，８，１１−テトラアザシクロテトラデカ
ン−Ｎ，Ｎ”−ジ酢酸、１，２−ジメチルイミダゾー
ル、３，３’−エチレンビス（イミノメチリデン）−ジ
−２，４−ペンタンジオン、Ｎ，Ｎ’−ビス（５−アミ
ノ−３−ヒドロキシペンチル）マロンアミド、メチオニ
ン、２−ヒドロキシ−６−メチルピリジン、メチルイミ
ノジ酢酸、１，１−ジシアノエチレン−２，２−ジチオ
ール、１，８−ナフチリジン、３−（２−ヒドロキシエ
チルイミノ）−２−ブタノンオキシム、２，３，７，
８，１２，１３，１７，１８−オクタエチルポルフィリ
ン、２，３，７，８，１２，１３，１７，１８−オクタ
メチルポルフィリン、シュウ酸、オキサミド、２−ピリ
ジルアルドキシム、３−｛２−（２−ピリジル）エチル
アミノ｝−１−プロパノール、

【００１８】３−（２−ピリジルエチルイミノ）−２−
ブタノンオキシム、２−ピコリルアミン、３−（２−ピ
リジルメチルイミノ）−２−ブタノンオキシム、二亜リ
ン酸二水素イオン、３−ｎ−プロピルイミノ−２−ブタ
ノンオキシム、プロリン、２，４−ペンタンジアミン、
ピリジン、Ｎ，Ｎ’−ジピリドキシリデンエチレンジア
ミン、Ｎ−ピリドキシリデングリシン、ピリジン−２−
チオール、１，５−ビス（サリチリデンアミノ）−３−
ペンタノール、サリチルアルデヒド、Ｎ−サリチリデン
メチルアミン、サリチル酸、Ｎ−（サリチリデン）−
Ｎ’−（１−メチル−３−オキソブチリデン）エチレン
ジアミン、サリチリデンアミン、Ｎ，Ｎ’−ジサリチリ
デン−２，２’−ビフェニリレンジアミン、Ｎ，Ｎ’−
ジサリチリデン−２−メチル−２−（２−ベンジルチオ
エチル）エチレンジアミン、

【００１９】Ｎ，Ｎ’−ジサリチリデン−４−アザ−
１，７−ヘプタンジアミン、Ｎ，Ｎ’−ジサリチリデン
エチレンジアミン、Ｎ−サリチリデングリシン、サリチ
ルアルドキシム、Ｎ，Ｎ’−ジサリチリデン−ｏ−フェ
ニレンジアミン、Ｎ，Ｎ’−ジサリチリデントリメチレ
ンジアミン、３−サリチリデンアミノ−１−プロパノー
ル、テトラベンゾ［ｂ，ｆ，ｊ，ｎ］−１，５，９，１
３−テトラアザシクロヘキサデシン、１，４，７−トリ
アザシクロノナン、５，１４−ジヒドロジベンゾ［ｂ，
ｉ］−１，４，８，１１−テトラアザシクロテトラデシ
ン、トリス（２−ベンズイミダゾリルメチル）アミン、
６，７，８，９，１６，１７，１８，１９−オクタヒド
ロジシクロヘプタ［ｂ，ｊ］−１，４，８，１１−テト
ラアザシクロテトラデセン、４，６，６−トリメチル−
３，７−ジアザノン−３−エン−１，９−ジオール、ト
リス（３，５−ジメチル−１−ピラゾリルメチル）アミ
ン、

【００２０】２，２’：６’，２”−テルピリジン、
５，７，７，１２，１４，１４−ヘキサメチル−１，
４，８，１１−テトラアザシクロテトラデカン、テトラ
ヒドロフラン、トリス（２−ピリジルメチル）アミン、
Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラメチル尿素、Ｎ，Ｎ’−ビ
ス（３−アミノプロピル）オキサミド、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，
Ｎ’−テトラキス（２−ピリジルメチル）エチレンジア
ミン、ａｌｌ−ｃｉｓ−５，１０，１５，２０−テトラ
キス｛２−（２，２’−ジメチルプロピオンアミド）フ
ェニル｝ポルフィリン、５，１０，１５，２０−テトラ
フェニルポルフィリン、１，４，７−トリス（２−ピリ
ジルメチル）−１，４，７−トリアザシクロノナン、ヒ
ドロトリス（１−ピラゾリル）ボレイト、３，３’４−
トリメチルジピロメテン、トリメチレンジアミンテトラ
酢酸、３，３’５，５’−テトラメチルジピロメテン、
５，１０，１５，２０−テトラキス（ｐ−トリポルフィ
リン）などが挙げられる。

【００２１】本発明における基材の製造方法は、金属酸
化物の原料である金属化合物を気体及び／または微粒子
とし、酸素、水、アンモニア等と反応させる方法が好ま
しく用いられる。基材を形成する際に、特定の基板を用
いて基材を形成することがより好ましい。基材が形成さ
れるのは、金属化合物の気体及び／または微粒子を基材
表面で金属化合物に反応させる方法でも、気体及び／ま
たは微粒子となった金属酸化物を析出及び／または積層
する方法でもいずれの方法でもよい。また、この両方の
方法を併用することもできる。

【００２２】ここで言う特定の基板としては、例えば、
酸化アルミニウムのような金属酸化物単結晶板、通常の
セラミック、シリコンを含む金属、ガラス、プラスチッ
ク等が挙げられる。ガラス、プラスチックを使用する際
は、表面が配向処理されていることが好ましい。これら
の中で好ましく用いられるのは金属酸化物である。特に
好ましく用いられるのは、酸化アルミニウム、ＳｒＴｉ
Ｏ₃等の金属酸化物結晶である。この場合の結晶は一種
以上の単結晶であっても、多結晶であっても、非晶部と
結晶部を同時に有する一種以上の半結晶性物質であって
も、また、これらの混合物であってもよい。最も好まし
くは単結晶である。この場合、基板表面は単結晶の特定
の面になっていることが好ましい。具体的には、酸化ア
ルミニウムを用いる場合には（０００１）面、ＳｒＴｉ
Ｏ₃を用いる場合には（００１）面であることが好まし
い。また、金属酸化物からなる基材を構造体として使用
する場合、基板は構造体中に含まれていても含まれてい
なくてもよい。

【００２３】突起物を有する金属酸化物を得るために
は、まず、金属化合物を気体及び／または微粒子にす
る。その際には温度条件を制御することが重要である。
この際の温度は用いる金属化合物により異なる。好まし
くは金属化合物が気化する温度、あるいはそれ以上に加
熱される温度であり、特に好ましくは５０〜２００℃で
ある。こうして気体及び／または微粒子となった金属化
合物によりそのまま基材を形成しても、他の気体で吹き
付けられて基材を形成してもどちらでもよい。

【００２４】気体及び／または微粒子となった金属化合
物を吹き付ける場合に用いられる気体は、使用する金属
化合物と反応しないものであれば、特に限定はされな
い。具体例として、窒素ガスやヘリウム、ネオン、アル
ゴン等の不活性ガス、炭酸ガス、有機弗素ガス、あるい
はヘプタン、ヘキサン等の有機物質等が挙げられる。こ
れらのうちで、安全性、経済性の上から不活性ガスが好
ましい。特に窒素ガスが経済性の面より最も好ましい。

【００２５】気体及び／または微粒子となった金属化合
物を気体で吹き付けて基材を基板上で形成する場合に
は、金属化合物の吹き出し口と基材表面の距離は、どれ
だけの大きさの基材を形成するかによって異なるが、こ
の距離は、吹き出し口と基材表面の距離に対する開口部
の長軸の長さの比で規定することが好ましい。この値は
好ましくは０．０１〜１、さらに好ましくは０．０５〜
０．７、特に好ましくは０．１〜０．５である。この比
は吹き出し口の形状によっても異なるが、１以上では金
属化合物が有効に金属酸化物に変換されず効率が悪く、
好ましくない。

【００２６】基材が形成される際の基材自身の温度は、
基材近傍及び表面で固体金属酸化物が形成される温度で
あれば特に限定されないが、好ましくは０〜８００℃、
さらに好ましくは２０〜７００℃、特に好ましくは１０
０〜６００℃である。基板が金属酸化物である場合、基
材は基板上にエピタキシャル成長をしていることがより
好ましい。基材が基板上でエピタキシャル成長している
かどうかは、通常のＸ線回折法により確認することがで
きる。特に、φスキャン法により基板、及び基材の面内
方位関係を観察することにより確認する方法が好ましく
用いられる。

【００２７】基材上の突起物が金属酸化物結晶である場
合、結晶軸が同一方向にある（結晶軸方位が揃ってい
る）ことが好ましい。例えば、Ｘ線ロッキング曲線法に
おいて測定される結晶軸方位のゆらぎが５度以内である
ことが好ましい。系内に酸素、水、アンモニア等が存在
すると、放出する前に装置内で金属酸化物の形成が起こ
り、詰まり等が発生し、望みの形態を持った基材を得る
ことができず好ましくない。但し、金属化合物が酸素、
水、アンモニア等との反応速度が極めて遅い場合には、
予め系内に酸素、水、アンモニア等を共存させる場合も
ある。

【００２８】気体及び／または微粒子となった金属化合
物と基材が存在する雰囲気は、減圧下であってもよい
し、常圧下あるいは加圧下であってもよい。しかしなが
ら、高度な減圧下、例えば超真空下で実施すると、金属
酸化物の成長速度が遅く、生産性に劣り好ましくない。
加圧下で実施する場合、酸化物の成長速度には問題ない
が、加圧するための設備が必要となる。通常０．００１
〜２０気圧で実施することが好ましく、さらに好ましく
は０．１〜１０気圧である。最も好ましくは常圧であ
る。基材を形成する際には、金属化合物を混合して気体
及び／または微粒子にすることもできるし、気体及び／
または微粒子にした金属化合物を混合させてもよい。ま
た、この両方の方法を併用することもできる。

【００２９】本発明中で好ましく用いられる反応装置の
一例の概略図を図１に示す。Ｎ₂は液体窒素トラップに
より脱水される。金属化合物加熱槽で金属化合物はヒー
ターにより加熱され気体及び／または微粒子になり、Ｎ
₂によりノズル、スリットを経由して基板上に吹き付け
られる。加熱槽以降のラインはリボンヒーターで加熱さ
れている。基板には（０００１）面がスリットに向いた
Ａｌ₂Ｏ₃単結晶板を用いている。ヒータにより加熱さ
れた基板上で金属化合物は本発明中記載の基材を形成す
る。

【００３０】本発明における導電性物質とは、固有抵抗
率が１０Ω／ｍ以下であるものを言う。好ましくは、１
Ω／ｍ以下である。具体的には、金属及び／または金属
ペースト、ＩＴＯ（Ｉｎ₂Ｏ₃／ＳｎＯ₂）、導電性樹
脂、炭素薄膜、ダイヤモンド薄膜等である。金属の種類
は特に限定されないが、具体例としては、銅、ニッケ
ル、クロム、鉄、金、銀、パラジウム、アルミニウム、
亜鉛、錫、シリコン、チタン及びこれらの合金が挙げら
れる。

【００３１】本発明における基材は、２つ以上の部分に
分かれた導電性物質により被覆される。ここで言う２つ
以上の部分に分かれているとは、実質的に互いに導電性
を示さない２つ以上の部分に分かれていることを示す。
コンデンサーとしての用途を考えると、２つ以上の導電
性物質はその最大の面同志が向き合っていることが好ま
しい。この部分は、３つ以上であってもよいが、他の導
電性物質を介して、実質的に互いに導電性を示さない２
つの部分につながっていることが好ましい。また、導電
性物質は基材中の突起物を含んで被覆している必要があ
る。

【００３２】次に、導電性物質と基材を形成、または結
合させる方法について記す。この方法には、基材の上に
導電性物質を直接形成する方法、基材と導電性物質を直
接結合する方法が知られている。基材の上に導電性物質
を直接形成する方法としては、導電性物質を気相や液相
を通じて物理的、または化学的に基材上に形成する方法
であり、蒸着、スパッタリング、ディッピング、及び溶
液鍍金等の鍍金、塗布、印刷等が挙げられる。基材と導
電性物質を直接結合する方法は、従来公知の焼き付け等
の方法に加え、特公昭５７−１３５１５号公報、特開昭
６１−１７４７５号公報、に記載の方法、すなわち、導
電性物質と基材の間に該導電性物質の粉末または該導電
性物質の主たる成分とする粉末を介在させ、反応性、ま
たは不活性な雰囲気中で導電性物質の融点より低い温度
で加熱して熱処理する方法等が挙げられる。

【００３３】好ましい構造体の一例の模式図を図２に示
す。図２においては、基材の突起物を有する表面と突起
物を有しない表面の２箇所が導電性物質で覆われてい
る。本発明における構造体の基材は、突起物の間に空隙
がある場合は、使用状況によっては使用時に変形が起こ
る可能性がある。すなわち物理的応力により、多くの棒
状体がなぎ倒されたような状況になる可能性がある。こ
れを防ぐために、例えば熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、
エラストマー、シアノアクリレートのような瞬間接着剤
等の有機物質、ガラス、セラミック等の無機物質、金属
等で間を固定することができる。

【００３４】用いられる熱可塑性樹脂としては、低、
中、高密度ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリメチル
ペンテン、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、アクリロニ
トリル−スチレン共重合体（以下ＳＡＮ樹脂と略記す
る）、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合
体（以下ＡＢＳ樹脂と略記する）、ポリアミド、ポリア
セタール、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレ
ート、ポリブチレンテレフタレート、ポリフェニレンエ
ーテル、ポリメチルメタアクリレート、ポリエーテルイ
ミド、ポリスルホン、ポリエーテルイミド、ポリアリレ
ート、ポリフェニレンサルファイト、スチレン−ブタジ
エン共重合体及びその水素添加組成物等、及びこれら２
種類以上の組み合わせのポリマーブレンド及び共重合
体、例えば、ポリカーボネートとアクリロニトリル−ブ
タジエン−スチレン共重合体、ポリフェニレンエーテル
とポリスチレン等を挙げることができる。

【００３５】用いられる熱硬化性樹脂としては、エポキ
シ樹脂、ＤＦＫ樹脂、キシレン樹脂、グアナミン樹脂、
ジアリルフタレート樹脂、ビニルエステル樹脂、フェノ
ール樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、フラン樹脂、ポリ
イミド、ポリ（ｐ−ヒドロキシ安息香酸）、ポリウレタ
ン、マレイン酸樹脂、メラミン樹脂、ユリア樹脂などを
挙げることができる。用いられるエラストマーとして
は、天然ゴムやブタジエンゴム、シリコーンゴム、ポリ
イソプレンゴム、クロロプレンゴム、エチレンプロピレ
ンゴム、ブチルゴム、イソブチレンゴム、スチレン・ブ
タジエンゴム、スチレン・イソプレン・スチレンブロッ
ク共重合体ゴム、アクリルゴム、アクリロニトリル・ブ
タジエンゴム、塩酸ゴム、クロロスルホン化ポリエチレ
ンゴム、多硫化ゴム等の合成のゴム、等が挙げられる。
その他ポリテトラフルオロエチレン、石油樹脂、アルキ
ド樹脂等も用いることができる。

【００３６】本発明における金属酸化物構造体は、外部
電極を取り付けて使用することができる。外部電極は導
電性物質と電気的につながっていれば、いずれの形状で
あっても差し支えない。導電性物質と外部電極を形成、
または結合させる方法は上記の導電性物質と金属酸化物
の場合に挙げたような方法の他にはんだで接合する方
法、ワイヤーボンディング等の方法が用いられる。ま
た、積層された形でも使用できる。また、本発明の構造
体をコンデンサーとして使用する場合は、現在公知のコ
ンデンサー、具体的には温度補償用コンデンサー、積層
化されたものを含む高誘電率型コンデンサー、半導体型
コンデンサーのいずれであってもよい。

【００３７】

【発明の実施の形態】以下、実施例などによって本発明
をさらに具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例
などにより何ら限定されるものではない。

【実施例１】図１に概略図でを示した装置を用いた。金
属化合物加熱槽にＴｉ（Ｏ−ｉｓｏ−Ｃ₃Ｈ₇）₄を仕
込んだ。金属化合物加熱槽を加熱して内温を１２０℃に
した。吹き出しスリットの真下にＡｌ₂Ｏ₃単結晶を４
４０℃に加熱、セットした。金属化合物加熱槽に１．２
ｄｍ³／分の流量で乾燥窒素ガスを導入し、Ｔｉ（Ｏ−
ｉｓｏ−Ｃ₃Ｈ₇）₄をＡｌ₂Ｏ₃単結晶上に吹き付け
た。吹き付け開始から３００分後、得られた金属酸化物
をＡｌ₂Ｏ₃単結晶から取り外し、スパッタリングによ
り導電性物質として金を金属酸化物の突起物を有する面
とその反対側の面の２箇所に蒸着した。

【００３８】得られた構造体は、２箇所が導電性物質で
覆われていたが、得られた構造体の立体構造を観察する
ために、金属ペーストを用いて互いに導電性を示すよう
にした後、走査型電子顕微鏡（以下「ＳＥＭ」と記述す
る）による観察を行った。得られたＳＥＭ画像を図３に
示す。図３では内部構造がわからないので、得られた構
造体の立体的な形状を明らかにするために、得られた構
造体の中央部の突起物を針でなぎ倒してＳＥＭ観察を行
った。この結果のＳＥＭ画像を図４に示す。

【００３９】

【発明の効果】本発明の構造体は、小さな容積で誘電体
層の面積を大きくすることができた。さらに本発明に記
載の構造体は、特に小さい体積で容量の大きなコンデン
サー用途に好ましく用いられる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明で好ましく用いられる基材の反応装置の
一例の概略図である。

【図２】本発明の構造体の模式図を示す。

【図３】実施例１で得られた構造体のＳＥＭ写真であ
る。但し、この構造体は、ＳＥＭ観察のために全体が導
電性物質で覆われている。

【図４】実施例１で得られた構造体の内部構造を明らか
にしたＳＥＭ写真である。但し、この構造体は、ＳＥＭ
観察のために全体が導電性物質で覆われており、さら
に、立体的な形状を明らかにするために得られた構造体
の中央部の突起物を針でなぎ倒してある。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者中沢桂一神奈川県川崎市川崎区夜光１丁目３番１号旭化成工業株式会社内 (72)発明者木下秀雄神奈川県川崎市川崎区夜光１丁目３番１号旭化成工業株式会社内Ｆターム(参考） 4F100 AA17A AA21 AA21A AB25 AB25B AB25C AT00A BA03 BA07 BA10A BA10B DC21 DC21B DD01 DD01A EH66 GB41 JG00 JG01B JG01C JL02 JL03 YY00A 5E082 BC39 EE05 EE37 FG03 FG19 FG26 FG27 FG41 MM24 PP08 PP09

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】金属酸化物からなる、突起物を有する基
材の表面の２箇所以上が導電性物質で覆われている構造
体。
【請求項２】金属酸化物からなる、突起物を有する基
材に基板が接触しており、該基板及び基材の表面の２箇
所以上が導電性物質で覆われている構造体。
【請求項３】突起物が、基材上の１０μｍ×１０μｍ
の面積当たり０．０１〜１００００個の密度で存在する
請求項１または２記載の構造体。
【請求項４】突起物が、断面の円換算径が０．０１〜
１００００μｍであり、断面の円換算径に対する長さの
比が１以上の棒状物である請求項１〜３のいずれかに記
載の構造体。
【請求項５】突起物の中心軸が相互に平行である請求
項１〜４のいずれかに記載の構造体。
【請求項６】基材が金属酸化物単結晶であることを特
徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の構造体。
【請求項７】突起物を構成する金属酸化物結晶が基材
上に平行に、かつ結晶軸が同一方向に成長していること
を特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の構造体。
【請求項８】導電性物質に外部電極をつけた請求項１
〜７のいずれかに記載の構造体。
【請求項９】請求項１〜８のいずれかに記載の構造体
からなるコンデンサー。