JP2014154703A - コンデンサ及びコンデンサの製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】耐電圧特性に優れるポーラスコンデンサ及びその製造方法を提供すること。
【解決手段】本発明に係るコンデンサは、誘電体層と、第１の外部電極層と、第２の外部電極層と、第１の内部電極と、第２の内部電極とを具備する。誘電体層は、結晶構造を有する金属酸化物からなり、第１の面と、第１の面と反対側の第２の面と、第１の面と第２の面に連通する複数の貫通孔とを備える。第１の外部電極層は、第１の面に配設されている。第２の外部電極層は、第２の面に配設されている。第１の内部電極は、複数の貫通孔に形成され、第１の外部電極層に接続されている。第２の内部電極は、複数の貫通孔に形成され、第２の外部電極層に接続されている。
【選択図】図２
【解決手段】本発明に係るコンデンサは、誘電体層と、第１の外部電極層と、第２の外部電極層と、第１の内部電極と、第２の内部電極とを具備する。誘電体層は、結晶構造を有する金属酸化物からなり、第１の面と、第１の面と反対側の第２の面と、第１の面と第２の面に連通する複数の貫通孔とを備える。第１の外部電極層は、第１の面に配設されている。第２の外部電極層は、第２の面に配設されている。第１の内部電極は、複数の貫通孔に形成され、第１の外部電極層に接続されている。第２の内部電極は、複数の貫通孔に形成され、第２の外部電極層に接続されている。
【選択図】図２
Description
本発明は、ポーラスコンデンサに関する。
近年、新しいタイプのコンデンサとしてポーラスコンデンサが開発されている。ポーラスコンデンサは、アルミニウム等の金属表面に形成される金属酸化物がポーラス（細孔の貫通孔）構造を形成する性質を利用してポーラス内に内部電極を形成し、金属酸化物を誘電体としてコンデンサとしたものである。
誘電体の表面及び裏面にはそれぞれ外部導電体が積層され、ポーラス内に形成される内部電極は表面の外部導電体と裏面の外部導電体のいずれか一方に接続される。内部電極と接続されない側の外部導電体との間は、空隙又は絶縁性材料によって絶縁される。これにより内部電極は、誘電体を介して対向する対向電極（正極又は負極）として機能する。
例えば、特許文献１及び特許文献２には、このような構成を有するポーラスコンデンサが開示されている。いずれの特許文献においても、ポーラス内に内部電極が形成され、内部電極の一端は一方の導電体に接続され、他端は他方の導電体と絶縁されている。
上述のようにポーラスコンデンサは、ポーラス内に形成された内部電極が誘電体を介して対向する構造となっているが、誘電体は金属酸化物からなり、その構造は緻密ではない。このため、内部電極の間に位置する誘電体の耐電圧特性にばらつきが生じるという問題がある。
以上のような事情に鑑み、本発明の目的は、耐電圧特性に優れるポーラスコンデンサ及びその製造方法を提供することにある。
上記目的を達成するため、本発明の一形態に係るコンデンサは、誘電体層と、第１の外部電極層と、第２の外部電極層と、第１の内部電極と、第２の内部電極とを具備する。
上記誘電体層は、結晶構造を有する金属酸化物からなり、第１の面と、上記第１の面と反対側の第２の面と、上記第１の面と上記第２の面に連通する複数の貫通孔とを備える。
上記第１の外部電極層は、上記第１の面に配設されている。
上記第２の外部電極層は、上記第２の面に配設されている。
上記第１の内部電極は、上記複数の貫通孔に形成され、上記第１の外部電極層に接続されている。
上記第２の内部電極は、上記複数の貫通孔に形成され、上記第２の外部電極層に接続されている。
上記誘電体層は、結晶構造を有する金属酸化物からなり、第１の面と、上記第１の面と反対側の第２の面と、上記第１の面と上記第２の面に連通する複数の貫通孔とを備える。
上記第１の外部電極層は、上記第１の面に配設されている。
上記第２の外部電極層は、上記第２の面に配設されている。
上記第１の内部電極は、上記複数の貫通孔に形成され、上記第１の外部電極層に接続されている。
上記第２の内部電極は、上記複数の貫通孔に形成され、上記第２の外部電極層に接続されている。
本発明の一実施形態に係るコンデンサは、誘電体層と、第１の外部電極層と、第２の外部電極層と、第１の内部電極と、第２の内部電極とを具備する。
上記誘電体層は、結晶構造を有する金属酸化物からなり、第１の面と、上記第１の面と反対側の第２の面と、上記第１の面と上記第２の面に連通する複数の貫通孔とを備える。
上記第１の外部電極層は、上記第１の面に配設されている。
上記第２の外部電極層は、上記第２の面に配設されている。
上記第１の内部電極は、上記複数の貫通孔に形成され、上記第１の外部電極層に接続されている。
上記第２の内部電極は、上記複数の貫通孔に形成され、上記第２の外部電極層に接続されている。
上記誘電体層は、結晶構造を有する金属酸化物からなり、第１の面と、上記第１の面と反対側の第２の面と、上記第１の面と上記第２の面に連通する複数の貫通孔とを備える。
上記第１の外部電極層は、上記第１の面に配設されている。
上記第２の外部電極層は、上記第２の面に配設されている。
上記第１の内部電極は、上記複数の貫通孔に形成され、上記第１の外部電極層に接続されている。
上記第２の内部電極は、上記複数の貫通孔に形成され、上記第２の外部電極層に接続されている。
この構成によれば、第１の内部電極と第２の内部電極は、結晶構造を有する金属酸化物からなる誘電体層を介して対向する。結晶構造を有する金属酸化物は、結晶構造を有しない（即ちアモルファス構造の）金属酸化物より緻密であるので、第１の内部電極と第２の内部電極の間において耐電圧特性のばらつきが生じず、コンデンサの耐電圧特性を向上させることが可能となる。なお、結晶構造を有する金属酸化物には、結晶構造のみからなる金属酸化物と、アモルファス（非晶質）構造中に結晶構造が存在する金属酸化物が含まれる。
上記誘電体層は、陽極酸化作用によって貫通孔を生じる材料からなるものであってもよい。
この構成によれば、陽極酸化プロセスによって貫通孔を有する誘電体層を形成することが可能であり、上記構造のコンデンサを製造することが可能である。
上記誘電体層は、酸化アルミニウムからなるものであってもよい。
アルミニウムを陽極酸化すると生じる酸化アルミニウムは、酸化の過程において自己組織化作用による貫通孔を生じる。即ち、アルミニウムを陽極酸化することによって、貫通孔を有する誘電体層を形成することが可能である。
上記誘電体層は、α相、θ相、δ相及びγ相のうちいずかの結晶相を有する酸化アルミニウムからなるものであってもよい。
酸化アルミニウムは、結晶化の条件に応じてα相、θ相、δ相及びγ相の結晶相をとり得る。即ち、結晶構造を有する金属酸化物としてα相、θ相、δ相及びγ相のうちいずかの結晶相を有する酸化アルミニウムを利用することが可能である。
本発明の一実施形態に係るコンデンサの製造方法は、金属を酸化させることによって、複数の貫通孔を有する金属酸化物を形成する。
上記金属酸化物を加熱して、上記金属酸化物を結晶化させる。
上記複数の貫通孔に第１の内部電極及び第２の内部電極を形成する。
上記第１の内部電極に接続する第１の外部電極層と、上記第２の内部電極に接続する第２の外部電極層とを上記金属酸化物上に配設する。
上記金属酸化物を加熱して、上記金属酸化物を結晶化させる。
上記複数の貫通孔に第１の内部電極及び第２の内部電極を形成する。
上記第１の内部電極に接続する第１の外部電極層と、上記第２の内部電極に接続する第２の外部電極層とを上記金属酸化物上に配設する。
この製造方法によれば、結晶構造を有する金属酸化物からなる誘電体層を有するコンデンサを製造することが可能である。なお、金属酸化物を結晶化させる工程では、金属酸化物の全てを結晶化させてもよく、金属酸化物を部分的に結晶化させてもよい。
上記金属酸化物は、酸化アルミニウムであり、上記金属酸化物を結晶化させる工程では、上記酸化アルミニウムを８００℃以上に加熱してもよい。
酸化アルミニウムは、８００℃以上に加熱すると、結晶相を生じる。即ち、この製造方法によれば、結晶構造を有する酸化アルミニウムからなる誘電体層を有するコンデンサを製造することが可能である。
以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態を説明する。
［コンデンサの構成］
図１は本発明の一実施形態に係るコンデンサ１００の斜視図であり、図２はコンデンサ１００の断面図である。これらの図に示すように、コンデンサ１００は、誘電体層１０１、第１外部電極層１０２、第２外部電極層１０３、第１内部電極１０４及び第２内部電極１０５を有する。
図１は本発明の一実施形態に係るコンデンサ１００の斜視図であり、図２はコンデンサ１００の断面図である。これらの図に示すように、コンデンサ１００は、誘電体層１０１、第１外部電極層１０２、第２外部電極層１０３、第１内部電極１０４及び第２内部電極１０５を有する。
第１外部電極層１０２、誘電体層１０１及び第２外部電極層１０３はこの順で積層され、即ち誘電体層１０１は、第１外部電極層１０２及び第２外部電極層１０３によって挟まれている。第１内部電極１０４及び第２内部電極１０５は、図２に示すように誘電体層１０１に形成された貫通孔１０１ａの内部に形成されている。なお、コンデンサ１００には、ここに示す以外の構成、例えば、第１外部電極層１０２及び第２外部電極層１０３にそれぞれ接続された配線等が設けられていてもよい。
誘電体層１０１は、コンデンサ１００の誘電体として機能する層である。誘電体層１０１は、結晶構造を有する金属酸化物からなる。「結晶構造を有する金属酸化物」は、結晶構造のみからなる金属酸化物や、アモルファス構造中に結晶構造が存在する金属酸化物を含む。金属酸化物における結晶構造の有無は、後述する結晶構造解析によって確認することが可能である。
また、誘電体層１０１を構成する金属酸化物は、後述する貫通孔（ポーラス）を形成することが可能な材料であり、特に陽極酸化されると自己組織化作用によってポーラスを生じる材料が好適である。このような材料としては、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）を挙げることができる。また、この他に誘電体層１０１は、弁金属（Ａｌ、Ｔａ、Ｎｂ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｚｎ、Ｗ、Ｓｂ）の酸化物からなるものとすることも可能である。
酸化アルミニウムの結晶構造には、γ相、δ相、θ相及びα相がある。即ち、「結晶構造を有する金属酸化物」は、より具体的には、γ相、δ相、θ相及びα相のうちいずかの結晶相を有する酸化アルミニウムであるものとすることができる。誘電体層１０１がこの他の金属酸化物からなる場合においても、誘電体層１０１はその金属酸化物がとり得る結晶構造を有する金属酸化物からなるものとすることが可能である。
誘電体層１０１の厚みは特に限定されないが、例えば数μｍ〜数百μｍとすることができる。図３は誘電体層１０１の斜視図であり、図４は誘電体層１０１の断面図である。これらの図に示すように、誘電体層１０１には、複数の貫通孔１０１ａが形成されている。誘電体層１０１の層面方向に平行な表面を第１の面１０１ｂとし、その反対側の面を第２の面１０１ｃとすると、貫通孔１０１ａは第１の面１０１ｂ及び第２の面１０１ｃに垂直な方向（誘電体層１０１の厚み方向）に沿って形成され、第１の面１０１ｂ及び第２の面１０１ｃに連通するように形成されている。なお、図３等に示す貫通孔１０１ａの数や大きさは便宜的なものであり、実際のものはより小さく、多数である。
第１外部電極層１０２は図２に示すように、誘電体層１０１の第１の面１０１ｂ上に配設されている。第１外部電極層１０２は導電性材料、例えば、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ａｇ、Ｐｄ、Ｆｅ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ｐｔ、Ｉｒ、Ｒｈ、Ｒｕ、Ａｌ、Ｔｉ等の純金属やこれらの合金であるものとすることができる。第１外部電極層１０２の厚さは例えば数十ｎｍ〜数μｍであるものとすることができる。また、第１外部電極層１０２は、複数層の導電性材料が積層されるように配設されたものとすることも可能である。
第２外部電極層１０３は図２に示すように、誘電体層１０１の第２の面１０１ｃ上に配設されている。第２外部電極層１０３は、第１外部電極層１０２と同様の導電性材料からなるものとすることができ、その厚さは例えば数ｎｍ〜数μｍであるものとすることができる。第２外部電極層１０３の構成材料は第１外部電極層１０２の構成材料と同一でもよく異なっていてもよい。また、第２外部電極層１０３は、複数層の導電性材料が積層されるように配設されたものとすることが可能である。
第１内部電極１０４は、コンデンサ１００の一方の対向電極として機能する。第１内部電極１０４は導電性材料、例えば、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ｃｄ、Ｂｉ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ａｕ、Ａｇ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｚｎ等の純金属やこれらの合金であるものとすることができる。図２に示すように第１内部電極１０４は、貫通孔１０１ａ内に形成され、第１外部電極層１０２に接続されている。また、第１内部電極１０４は、第２外部電極層１０３とは離間して形成され、第２外部電極層１０３と絶縁されている。第１内部電極１０４と第２外部電極層１０３の間の間隙には、絶縁体（図示せず）が充填されていてもよい。
第２内部電極１０５は、コンデンサ１００の他方の対向電極として機能する。第２内部電極１０５は第１内部電極１０４と同様の導電性材料からなるものとすることができる。第２内部電極１０５の材料は第１内部電極１０４と同一の材料であってもよく、異なる材料であってもよい。図２に示すように第２内部電極１０５は、貫通孔１０１ａ内に形成され、第２外部電極層１０３に接続されている。また、第２内部電極１０５は第１外部電極層１０２とは離間して形成され、第１外部電極層１０２と絶縁されている。第２内部電極１０５と第１外部電極層１０２の間の間隙には、絶縁体（図示せず）が充填されていてもよい。
なお、図２等に示す第１内部電極１０４及び第２内部電極１０５は１つおきに交互に描かれているが、これらは便宜的なものであり、実際には交互に存在しなくてもよい。
コンデンサ１００は以上のような構成を有する。誘電体層１０１を介して第１内部電極１０４と第２内部電極１０５が対向し、コンデンサを形成する。即ち、第１内部電極１０４と第２内部電極１０５は、コンデンサの対向電極（正極又は負極）として機能する。なお、第１内部電極１０４と第２内部電極１０５のどちらが正極であってもよい。第１内部電極１０４は第１外部電極層１０２を介して、第２内部電極１０５は第２外部電極層１０３を介して、それぞれ外部への配線や端子等と接続される。
［金属酸化物の結晶構造について］
上述のように、コンデンサ１００の誘電体層１０１は、結晶構造を有する金属酸化物からなる。金属酸化物が結晶構造を有するか否は、ＸＲＤ（X‐ray diffraction：Ｘ線回折）等の結晶構造解析によって確認することが可能である。
上述のように、コンデンサ１００の誘電体層１０１は、結晶構造を有する金属酸化物からなる。金属酸化物が結晶構造を有するか否は、ＸＲＤ（X‐ray diffraction：Ｘ線回折）等の結晶構造解析によって確認することが可能である。
図５は酸化アルミニウムのＸＲＤ測定結果である。図５に示す測定結果は、７５０℃、８００℃、９００℃、１０００℃、１１００℃、１２５０℃のいずれかの温度で４時間保持された酸化アルミニウム（バルク）を測定試料として測定されたものである。測定試料は、測定対象の試料の面が同一面となるように試料台に並べることができる。また、測定試料を乳鉢などで粉砕し、粉末状にしてから、測定面を整えて試料台にセットしても良い。測定に仕様した測定装置はX'pert MRD（PANalytical社製）であり、測定条件は測定範囲（２θ）：１０°〜９０°、管電圧：４５ｋＶ、管電流：４０ｍＶ、対陰極：Ｃｕ、モノクロメーター使用、スキャンステップ：０．０１°である。
図５において、α相、θ相、δ相又はγ相に同定されるピークとミラー指数を示す。７５０°に加熱した試料では、非加熱（ＲＴ）の試料と同様に顕著なピークがみられず、酸化アルミニウムがアモルファス構造を有していることがわかる。８００℃以上に加熱した試料では、γ相に由来するピークが確認できる。さらに加熱温度が高くなるにつれ、δ相やθ相に由来するピークがみられ、１２５０℃に加熱した試料ではα相に由来するピークのみがみられる。
このように、酸化アルミニウムは８００℃以上に加熱することにより結晶構造を生じ、結晶構造の有無はＸＲＤによって確認することが可能である。また、他の金属酸化物も同様に所定温度以上に加熱することによって結晶構造を生じる。金属酸化物における結晶構造の有無は、ＸＲＤ以外にもＥＥＬＳ（Electron Energy-Loss Spectroscopy：電子エネルギー損失分光）や他の解析方法によって、巨視的あるいは局所的に確認することが可能である。
［コンデンサの効果］
以上のような構成を有するコンデンサ１００は次のような効果を有する。図２に示すように、第１内部電極１０４と第２内部電極１０５は誘電体層１０１を介して対向する。このため、第１内部電極１０４と第２内部電極１０５の間に電圧が印加されると、これらの間に位置する誘電体層１０１の耐電圧特性が問題となる。
以上のような構成を有するコンデンサ１００は次のような効果を有する。図２に示すように、第１内部電極１０４と第２内部電極１０５は誘電体層１０１を介して対向する。このため、第１内部電極１０４と第２内部電極１０５の間に電圧が印加されると、これらの間に位置する誘電体層１０１の耐電圧特性が問題となる。
仮に誘電体層１０１が結晶構造を有しない（即ち、アモルファス構造の）金属酸化物である場合、その構造に緻密でない部分が存在するため、耐電圧特性にばらつきが生じる。しかしながら、上述のように誘電体層１０１が結晶構造を有する金属酸化物からなる場合、緻密な結晶構造によって耐電圧特性のばらつきが生じない。即ちコンデンサ１００は高い耐電圧特性を有するものとすることが可能である。
図６は、コンデンサの絶縁耐圧試験の結果を示す表である。この試験では、表に記載の各温度で加熱した金属酸化物（酸化アルミニウム）を誘電体層とし、その他は上述の構成（図２参照）を有するコンデンサを１０００個ずつ作成し、絶縁破壊が生じる印加電圧を測定した。なお、コンデンサは後述する製造方法によって作成することができる。
印加電圧を０．５Ｖずつ上昇させ、１０秒間絶縁破壊を生じなかったコンデンサは同印加電圧で絶縁破壊されないものと判定した。図６に示すように加熱しなかった場合（ＲＴ）や加熱温度が低い場合には、１０Ｖ未満の印加電圧でコンデンサの絶縁破壊が生じている。これに対し、加熱温度が高い場合には、１０Ｖ未満の印加電圧で絶縁破壊を生じるコンデンサはみられなかった。
この結果から、金属酸化物を加熱することによって金属酸化物が結晶化され、コンデンサの耐電圧特性が向上するといえる。また、金属酸化物が酸化アルミニウムである場合、加熱温度は８００℃以上が好適であり、９００℃以上がより好適であるといえる。
［コンデンサの製造方法］
本実施形態に係るコンデンサ１００の製造方法について説明する。なお、以下に示す製造方法は一例であり、コンデンサ１００は、以下に示す製造方法とは異なる製造方法によって製造することも可能である。図７乃至図１２は、コンデンサ１００の製造プロセスを示す模式図である。
本実施形態に係るコンデンサ１００の製造方法について説明する。なお、以下に示す製造方法は一例であり、コンデンサ１００は、以下に示す製造方法とは異なる製造方法によって製造することも可能である。図７乃至図１２は、コンデンサ１００の製造プロセスを示す模式図である。
図７（ａ）は、誘電体層１０１の元となる第１基材３０１を示す。第１基材３０１は、誘電体層１０１となる金属酸化物の酸化前の金属であり、金属酸化物が酸化アルミニウムの場合、第１基材３０１はアルミニウムである。
例えば１５℃〜２０℃に調整されたシュウ酸（０．１ｍｏｌ／ｌ）溶液中で第１基材３０１を陽極として電圧を印加すると、図７（ｂ）に示すように第１基材３０１が酸化（陽極酸化）され、金属酸化物３０２が形成される。この際、金属酸化物３０２の自己組織化作用によって、金属酸化物３０２に孔Ｈが形成される。孔Ｈは酸化の進行方向、即ち第１基材３０１の厚み方向に向かって成長する。
なお、陽極酸化の前に第１基材３０１に規則的なピット（凹部）を形成しておき、このピットを基点として孔Ｈを成長させてもよい。このピットの配置により孔Ｈの配列を制御することが可能となる。ピットは、例えば第１基材３０１にモールド（型）を押圧することによって形成することが可能である。
続いて、図７（ｃ）に示すように、酸化されていない第１基材３０１を除去する。第１基材３０１の除去は、例えばウェットエッチングによってすることができる。以降、金属酸化物３０２の孔Ｈが形成された側の面を表面３０２ａとし、その反対側の面を裏面３０２ｂとする。
続いて、図８（ａ）に示すように、金属酸化物３０２を裏面３０２ｂ側から所定の厚さで除去する。これは反応性イオンエッチング（ＲＩＥ：Reactive Ion Etching）によってすることができる。この際、孔Ｈが裏面３０２ｂに連通する程度の厚さで、金属酸化物３０２を除去する。
続いて、金属酸化物３０２を結晶化させる。金属酸化物３０２は、大気中で加熱することによって結晶化させることができ、例えば電気炉を用いて加熱することが可能である。金属酸化物３０２が酸化アルミニウムである場合、上述のように加熱温度を８００℃以上とすることにより結晶化させることが可能であるが、９００℃以上とすると結晶化がより促進され、好適である。加熱時間は例えば４時間とすることができる。
続いて、図８（ｂ）に示すように、金属酸化物３０２の裏面３０２ｂに第２基材３０３を配設する。第２基材３０３は例えばスパッタ法によって配設することが可能である。第２基材３０３は、第１基材３０１と同様に、誘電体層１０１となる金属酸化物の酸化前の金属からなるものとすることができ、金属酸化物が酸化アルミニウムの場合、第２基材３０３はアルミニウムである。
続いて、第２基材３０３を陽極として、例えば１５℃〜２０℃に調整されたシュウ酸（０．１ｍｏｌ／ｌ）溶液中で電圧を印加すると、図８（ｃ）に示すように第２基材３０３が酸化（陽極酸化）される。この際、孔Ｈを形成した際よりも印加電圧を大きくする。自己組織化によって形成される孔Ｈのピッチは、印加電圧の大きさによって決定されるため、孔Ｈのピッチが拡大するように自己組織化が進行する。これにより、図８（ｃ）に示すように一部の孔Ｈについて孔の形成が継続すると共に、孔径が拡大する。一方で、孔Ｈのピッチが拡大したことによって、他の孔Ｈについては孔の形成が停止する。以下、孔の形成が停止した孔Ｈを孔Ｈ１とし、孔の形成が継続した（孔径が拡大した）孔Ｈを孔Ｈ２とする。
陽極酸化の条件は適宜設定可能であり、例えば、図７（ｂ）に示す１段階目の陽極酸化の印加電圧は数Ｖ〜数１００Ｖ、処理時間は数分〜数日に設定することができる。図８（ｃ）に示す２段階目の陽極酸化の印加電圧では、電圧値を１段階目の数倍とし、処理時間は数分〜数十分に設定することができる。
例えば、１段階目の印加電圧を４０Ｖとすることにより孔径が１００ｎｍの孔Ｈが形成され、２段階目の印加電圧を８０Ｖとすることにより孔Ｈ２の孔径が２００ｎｍに拡大される。２段階目の電圧値を上述した範囲内とすることにより、孔Ｈ１と孔Ｈ２の数を概ね同等とすることが可能である。また、２段階目の電圧印加の処理時間を上述の範囲内とすることにより、孔Ｈ２のピッチ変換が十分に完了しつつ、２段階目の電圧印加によって底部に形成される金属酸化物３０２の厚さを小さくすることができる。２段階目の電圧印加で形成される金属酸化物３０２は、後の工程で除去されるため、できるだけ薄いことが好ましい。
続いて、図９（ａ）に示すように、酸化されていない第２基材３０３を除去する。第２基材３０３の除去は、例えばウェットエッチングによってすることができる。
続いて、図９（ｂ）に示すように、金属酸化物３０２を裏面３０２ｂ側から所定の厚さで除去する。これは反応性イオンエッチング（ＲＩＥ：Reactive Ion Etching）によってすることができる。この際、孔Ｈ２が裏面３０２ｂに連通し、孔Ｈ１は裏面３０２ｂに連通しない程度の厚さで、金属酸化物３０２を除去する。
続いて、図９（ｃ）に示すように、表面３０２ａに導電性材料からなる第１導体層３０４を成膜する。第１導体層３０４は、スパッタ法、真空蒸着法等、任意の方法によって成膜することが可能である。
続いて、図１０（ａ）に示すように、孔Ｈ２内に第１メッキ導体３０５を埋め込む。第１メッキ導体３０５は、導電性材料からなり、第１導体層３０４をシード層として金属酸化物３０２に電解メッキを施すことによって埋め込むことが可能である。孔Ｈ１にはメッキ液が侵入しないため、孔Ｈ１内には第１メッキ導体３０５は形成されない。
続いて、図１０（ｂ）に示すように、金属酸化物３０２を裏面３０２ｂから所定の厚さで再度除去する。これは、反応性イオンエッチングによってすることができる。この際、孔Ｈ１が裏面３０２ｂに連通する程度の厚さで金属酸化物３０２を除去する。
続いて、図１０（ｃ）に示すように、孔Ｈ１内に第２メッキ導体３０６を埋め込み、孔Ｈ２内に第３メッキ導体３０７を埋め込む。第２メッキ導体３０６及び第３メッキ導体３０７は、導電性材料からなり、第１導体層３０４をシード層として金属酸化物３０２に電解メッキを施すことによって埋め込むことが可能である。なお、この製造工程によれば、第２メッキ導体３０６と第３メッキ導体３０７は同一の材料となるが、他の製造工程を利用してこれらが異なる材料からなるものとすることも可能である。
ここで、孔Ｈ２には、先の工程によって第１メッキ導体３０５が形成されているため、第３メッキ導体３０７の先端は第２メッキ導体３０６の先端より突出する。以下、第１メッキ導体３０５と第３メッキ導体３０７とを合わせて第４メッキ導体３０８とする。
続いて、図１１（ａ）に示すように、金属酸化物３０２を裏面３０２ｂから所定の厚さで再度除去する。これは、ＣＭＰ（chemical mechanical polishing）等によってすることができる。この際、第４メッキ導体３０８が裏面３０２ｂに露出し、第２メッキ導体３０６が裏面３０２ｂに露出しない程度の厚さで金属酸化物３０２を除去する。
続いて、図１１（ｂ）に示すように、裏面３０２ｂに導電性材料からなる第２導体層３０９を成膜する。第２導体層３０９は、スパッタ法、真空蒸着法等、任意の方法によって成膜することが可能である。
続いて、図１１（ｃ）に示すように、第１導体層３０４を除去する。第１導体層３０４の除去は、ウェットエッチング法、ドライエッチング法、イオンミリング法、ＣＭＰ法等によってすることができる。
続いて、図１２（ａ）に示すように、第２導体層３０９をシード層として、第４メッキ導体３０８に電解エッチングを施す。第４メッキ導体３０８は第２導体層３０９に導通しているため、電解エッチングによりエッチングされる。一方、第２メッキ導体３０６は第２導体層３０９に導通していないため、電解エッチングによりエッチングされない。
続いて、図１２（ｂ）に示すように、表面３０２ａに導電性材料からなる第３導体層３１０を成膜する。第３導体層３１０は、スパッタ法、真空蒸着法等、任意の方法によって成膜することが可能である。
以上のようにして、コンデンサ１００を製造することが可能である。なお、金属酸化物３０２は誘電体層１０１に、第３導体層３１０は第１外部電極層１０２に、第２導体層３０９は第２外部電極層１０３にそれぞれ対応する。また第２メッキ導体３０６は第１内部電極１０４に、第４メッキ導体３０８は第２内部電極１０５にそれぞれ対応する。
なお、金属酸化物３０２の結晶化（加熱）工程は、孔Ｈを開口した工程（図８（ａ））の次に実施したが、これに限られず、他の工程で実施してもよい。しかしながら、上記メッキ導体や導体層が既に形成されている場合には、これらが溶融しないように留意する必要がある。
［貫通孔の配列について］
以上の説明では、誘電体層１０１に形成される貫通孔１０１ａ（図４参照）は、誘電体層１０１の厚み方向に沿って形成され、規則的に配列しているものとして説明した。しかし、貫通孔１０１ａは次のように、規則的に配列しないようにすることも可能である。図１３乃至図１９は、コンデンサ１００の模式的な断面図である。
以上の説明では、誘電体層１０１に形成される貫通孔１０１ａ（図４参照）は、誘電体層１０１の厚み方向に沿って形成され、規則的に配列しているものとして説明した。しかし、貫通孔１０１ａは次のように、規則的に配列しないようにすることも可能である。図１３乃至図１９は、コンデンサ１００の模式的な断面図である。
図１３は貫通孔１０１ａが規則的に配列しているコンデンサ１００を示す。貫通孔１０１ａが規則的に配列しているため、貫通孔１０１ａの内部に形成される第１内部電極１０４及び第２内部電極１０５も規則的に配列している。この場合、図１３に破線で示すように、貫通孔１０１ａの伸びる方向（誘電体層１０１の厚み方向）に壁開し易く、この方向におけるコンデンサ１００の機械強度が不十分となる。
そこで、図１４に示すように、誘電体層１０１の表層部において、貫通孔１０１ａを不規則な配列とすることができる。この場合、第１内部電極１０４及び第２内部電極１０５も貫通孔１０１ａに沿って不規則な配列となる。この貫通孔１０１ａの不規則な配列によって、図１４に破線で示すように、誘電体層１０１の厚み方向において壁開し易い方向や位置が異なり、厚み方向におけるコンデンサ１００の機械強度が大きくなる。なお、図１４では、貫通孔１０１ａの第１外部電極層１０２側が不規則な配列となっているが、第２外部電極層１０３側が不規則な配列となっていてもよい。
同様に、図１５に示すように、誘電体層１０１の表裏両側の表層部において、貫通孔１０１ａを不規則な配列としてもよく、図１６に示すように、誘電体層１０１の層中央部において貫通孔１０１ａを不規則な配列としてもよい。また、図１７乃至図１９のように貫通孔１０１ａが厚み方向に複数に分岐したり、複数の貫通孔１０１ａが合一する配列としてもよい。いずれの場合であっても、貫通孔１０１ａの不規則な配列によって誘電体層１０１の厚み方向において壁開し易い方向や位置が異なり、この方向におけるコンデンサ１００の機械強度を大きくすることが可能である。
貫通孔１０１ａを不規則な配列とするためには、上述の陽極酸化処理において、陽極酸化の条件（印加電圧や浴液）を調整すればよい。例えば誘電体層１０１の表層部のみに貫通孔１０１ａの不規則配列を形成したい場合（図１４）、陽極酸化処理開始時から所定時間までは不規則配列条件での処理によって不規則配列を形成し、残りの領域は規則配列条件に変更すればよい。
誘電体層１０１の表裏両側の表層部（図１５）、あるいは層中央部（図１６）に貫通孔１０１ａの不規則配列を形成させたい場合も同様に、陽極酸化処理中の所定のタイミングで処理条件を変化させることにより実現することが可能である。
本技術は上記実施形態にのみ限定されるものではなく、本技術の要旨を逸脱しない範囲内において適宜変更することが可能である。
１００…コンデンサ
１０１…誘電体層
１０１ａ…貫通孔
１０２…第１外部電極層
１０３…第２外部電極層
１０４…第１内部電極
１０５…第２内部電極
１０１…誘電体層
１０１ａ…貫通孔
１０２…第１外部電極層
１０３…第２外部電極層
１０４…第１内部電極
１０５…第２内部電極
Claims (6)
- 結晶構造を有する金属酸化物からなり、第１の面と、前記第１の面と反対側の第２の面と、前記第１の面と前記第２の面に連通する複数の貫通孔とを備える誘電体層と、
前記第１の面に配設された第１の外部電極層と、
前記第２の面に配設された第２の外部電極層と、
前記複数の貫通孔に形成され、前記第１の外部電極層に接続された第１の内部電極と、
前記複数の貫通孔に形成され、前記第２の外部電極層に接続された第２の内部電極と
を具備するコンデンサ。 - 請求項１に記載のコンデンサであって、
前記誘電体層は、陽極酸化作用によって貫通孔を生じる材料からなる
コンデンサ。 - 請求項１に記載のコンデンサであって、
前記誘電体層は、酸化アルミニウムからなる
コンデンサ。 - 請求項１に記載のコンデンサであって、
前記誘電体層は、α相、θ相、δ相及びγ相のうちいずかの結晶相を有する酸化アルミニウムからなる
コンデンサ。 - 金属を酸化させることによって、複数の貫通孔を有する金属酸化物を形成し、
前記金属酸化物を加熱して、前記金属酸化物を結晶化させ、
前記複数の貫通孔に第１の内部電極及び第２の内部電極を形成し、
前記第１の内部電極に接続する第１の外部電極層と、前記第２の内部電極に接続する第２の外部電極層とを前記金属酸化物上に配設する
コンデンサの製造方法。 - 請求項５に記載のコンデンサの製造方法であって、
前記金属酸化物は、酸化アルミニウムであり、
前記金属酸化物を結晶化させる工程では、前記酸化アルミニウムを８００℃以上に加熱する
コンデンサの製造方法。
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