JP2016084268A

JP2016084268A - 誘電体組成物および電子部品

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Publication number: JP2016084268A
Application number: JP2015138307A
Authority: JP
Inventors: 雷太郎政岡; Raitaro Masaoka; 弘基内山; Hiromoto Uchiyama; 祥平藤井; Shohei Fujii; 典子小笠原; Noriko Ogasawara
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 2014-10-27
Filing date: 2015-07-10
Publication date: 2016-05-19
Anticipated expiration: 2035-07-10
Also published as: KR20160049495A; JP6575185B2; KR20180084021A

Abstract

【課題】小型化した場合でも、比誘電率が高く、誘電損失が低い、すなわちＱ値が高い誘電体組成物及びその誘電体組成物を用いた電子部品を提供すること。
【解決手段】一般式ｘＡＯ−ｙＢ’Ｏ−ｚＢ’’_２Ｏ_５
（Ａは、Ｂａ、Ｃａ、Ｓｒの少なくとも一種以上から選択される元素、Ｂ’は、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｎｉの少なくとも一種以上から選択される元素、Ｂ’’は、Ｎｂ、Ｔａの少なくとも一種以上から選択される元素。）
で表され、ｘ、ｙ、ｚの関係が
ｘ＋ｙ＋ｚ＝１．０００
０．３７５≦ｘ≦０．５６３
０．２５０≦ｙ≦０．５００
ｘ／３≦ｚ≦ｘ／３＋１／９
である複合酸化物を主成分として含むことを特徴とする誘電体組成物。
【選択図】図１

Description

本発明は、誘電体組成物および電子部品に関する。

スマートフォンやタブレットに代表される移動体通信機器の更なる高速大容量通信化に対応するために複数の周波数帯域を同時に用いるＭＩＭＯ技術（Ｍｕｌｔｉ−ＩｎｐｕｔＭｕｌｔｉ−Ｏｕｔｐｕｔ）の実用化が始まっている。通信に使用する周波数帯域が増えると、周波数帯域毎にそれぞれ高周波部品が必要となるが、機器サイズを維持したまま部品点数を増やすには、各部品の更なる小型化、高機能化が求められる。

このような高周波対応の電子部品として、例えばダイプレクサやバンドパスフィルタ等がある。これらはいずれもキャパシタを担う誘電体とインダクタを担う磁性体の組み合わせによって構成されているが、良好な高周波特性を得るためには、高周波領域でのそれぞれの損失を抑制することが求められる。

誘電体に注目すると、（１）小型化の要求への対応として、キャパシタ部の面積を小さくするために、比誘電率（εｒ）が高いこと、（２）周波数の選択性を良好にするために、誘電損失が低い、すなわちＱ値が高いことなどが要求される。

例えば、ＧＨｚ帯で誘電損失が低い代表的な材料として、アモルファスＳｉＮｘ膜が挙げられる。しかし、比誘電率（εｒ）が６．５と低いことから、目的の機能をもたせるためには大きな面積が必要となり、小型化の要求に応えることが困難であった。

特許文献１には、誘電損失が低い、すなわちＱ値が高い材料であるＢａ（Ｍｇ_１／３Ｔａ_２／３）Ｏ_３についての技術が開示されている。これらは１５００℃以上の熱処理を経て得られた緻密な焼結体として、１０ＧＨｚで比誘電率（εｒ）＝２４．７、Ｑ＝５１０００を得ている。

また、非特許文献1では、Ｂａ（Ｍｇ_１／３Ｔａ_２／３）Ｏ_３をＰＬＤ法（パルスレーザー蒸着法）によって成膜し、６００℃の熱処理により結晶化し、２．６６ＧＨｚで比誘電率（εｒ）＝３３．３、ｔａｎδ＝０．０１５８（Ｑ値に換算するとＱ＝６３．３）を得ている。

Ｊｐｎ．Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．ｖｏｌ．４２（２００３）ｐｐ．７４２８−７４３１『ＰｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆＢａ（Ｍｇ１／３Ｔａ２／３）Ｏ３ＴｈｉｎＦｉｌｍｓＰｒｅｐａｒｅｄｂｙＰｕｌｓｅｄ−ＬａｓｅｒＤｅｐｏｓｉｔｉｏｎ』

特開平８−３１９１６２号公報

しかしながら、特許文献１の技術では、高周波対応の電子部品に用いるには大き過ぎ、一方、小型化を図るため特許文献１のＢａ（Ｍｇ_１／３Ｔａ_２／３）Ｏ_３を薄膜化すると、従来焼結体で得られていたような高いＱ値を得ることが困難であることが分かった。また、非特許文献1の技術は、薄膜として比誘電率（εｒ）＝３３．３、Ｑ値換算で６３．３が得られているものの、高周波対応の電子部品に用いるには、より高いＱ値が求められる。

本発明は、このような実状に鑑みてなされ、小型化した場合でも、比誘電率が高く、誘電損失が低い、すなわちＱ値が高い誘電体組成物及びその誘電体組成物を用いた電子部品を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明にかかる誘電体組成物は、
一般式ｘＡＯ−ｙＢ’Ｏ−ｚＢ’’_２Ｏ_５
（Ａは、Ｂａ、Ｃａ、Ｓｒの少なくとも一種以上から選択される元素、Ｂ’は、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｎｉの少なくとも一種以上から選択される元素、Ｂ’’は、Ｎｂ、Ｔａの少なくとも一種以上から選択される元素。）
で表され、ｘ、ｙ、ｚの関係が
ｘ＋ｙ＋ｚ＝１．０００
０．３７５≦ｘ≦０．５６３
０．２５０≦ｙ≦０．５００
ｘ／３≦ｚ≦ｘ／３＋１／９
である複合酸化物を主成分として含むことを特徴とする。

前記ｘ、ｙ、ｚの範囲にすることで、高い比誘電率と、高いＱ値が得られる。

本発明の望ましい態様としては、
前記一般式において、ｘ、ｙ、ｚの関係が
ｘ＋ｙ＋ｚ＝１．０００
０．４５０≦ｘ≦０．５７５
０．２１３≦ｙ≦０．３７７
ｘ／３＋０．０２５≦ｚ≦ｘ／３＋０．０８１
である複合酸化物を主成分として含む誘電体組成物であることが好ましい。

前記ｘ、ｙ、ｚの範囲にすることで、高いＱ値を有するＢ’サイトとＢ’’サイトの長距離秩序がより維持しやすくなり、より高いＱ値が得られ易くなるものと考えている。

また、上記本発明に係る誘電体膜を使用することにより、従来高周波対応の電子部品に用いられて来た誘電体組成物と比較して、小型化した場合でも十分に高い比誘電率を得られ、Ｑ値が高く、すなわち、高いＳ／Ｎ比を示す誘電体共振器や誘電体フィルタ等の電子部品を提供することができる。

本発明は、小型化した場合でも、比誘電率が高く、誘電損失が低い、すなわちＱ値が高い誘電体組成物及びその誘電体組成物を用いた電子部品を提供することが出来る。

図１は、本発明の一実施形態に係る薄膜コンデンサの断面図である。図２は、基板を２００℃に加熱して成膜した、本発明の一実施形態に係る誘電体膜の表面をＳＥＭ（走査型電子顕微鏡）で観察した写真である。図３は、基板を２００℃に加熱して成膜した、本発明の一実施形態よりもＢａが過剰な誘電体膜の表面をＳＥＭで観察した写真である。

以下、本発明の好適な実施形態について、場合により図面を参照して説明する。

＜薄膜コンデンサ１０＞
図１は、本発明の一実施形態に係る誘電体組成物を用いた電子部品の一例としての、薄膜コンデンサ１０の断面図である。薄膜コンデンサ１０は、支持基板１の表面に積層された下部電極３と、上部電極４、及び下部電極３と上部電極４の間に設けられた誘電体膜５とを備えている。支持基板１と下部電極３の間に、支持基板１と下部電極３の密着性を向上させるために下地層２を備える。支持基板１は、薄膜コンデンサ１０全体の機械的強度を確保する機能を有する。

薄膜コンデンサの形状に特に制限はないが、通常、直方体形状とされる。またその寸法にも特に制限はなく、厚みや長さは用途に応じて適当な寸法とすればよい。

＜支持基板１＞
図１に示す支持基板１を形成するための材料はとくに限定されるものではなく、単結晶としてはＳｉ単結晶、ＳｉＧｅ単結晶、ＧａＡｓ単結晶、ＩｎＰ単結晶、ＳｒＴｉＯ_３単結晶、ＭｇＯ単結晶、ＬａＡｌＯ_３単結晶、ＺｒＯ_２単結晶、ＭｇＡｌ_２Ｏ_４単結晶、ＮｄＧａＯ_３単結晶や、セラミック多結晶基板としてはＡｌ_２Ｏ_３多結晶、ＺｎＯ多結晶、ＳｉＯ_２多結晶や、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｔｉ、Ｗ、Ｍｏ、Ａｌ、Ｐｔなどの金属や、それらの合金の基板などによって支持基板１を形成することができるが特に限定されるものではない。これらの中では、低コスト、加工性から、Ｓｉ単結晶を基板として使用されることが一般的である。支持基板１は、基板の材質によってその抵抗率が異なる。抵抗率が低い材料を基板として使用する場合、そのまま使用すると基板側への電流のリークが薄膜コンデンサ１０の電気特性に影響を及ぼすことがある。そのため、支持基板１の表面に絶縁処理を施し、使用時の電流が支持基板１へ流れないようにする場合もある。例えば、Ｓｉ単結晶を支持基板１として使用する場合においては、支持基板１表面を酸化させてＳｉＯ_２絶縁層の形成を行うことや、支持基板１表面にＡｌ_２Ｏ_３、ＳｉＯ_２、Ｓｉ_３Ｎ_ｘなどの絶縁物を形成してもよく、支持基板１への絶縁が保てればその絶縁層の材料や膜厚は限定されないが、０．０１μｍ以上が好ましい。０．０１μｍ未満では絶縁性が保てないため、絶縁層の厚みとして好ましくない。支持基板１の厚さは、薄膜コンデンサ全体の機械的強度を確保することができれば、とくに限定されるものではないが、たとえば、１０μｍ〜５０００μｍに設定される。１０μｍ未満の場合は機械的強度が確保できなく、５０００μｍを超えると電子部品の小型化に寄与できないといった問題が生じる場合がある。

＜下地層２＞
本実施形態において、図１に示す薄膜コンデンサ１０は、好ましくは、絶縁処理を施した支持基板１表面に、下地層２を有している。下地層２は、支持基板１と下部電極３の密着性向上を目的として挿入される。一例として、下部電極３にＣｕを使用する場合には下地層２はＣｒを、下部電極３にＰｔを使用する場合にはＴｉを下地層２として挿入することが一般的である。

密着性向上を目的としていることから、前記材料に限定されるものではなく、また支持基板１と下地層２の密着性を保つことが出来れば、下地層２は省略しても良い。

＜下部電極３＞
下部電極３を形成するための材料は、導電性を有していれば良く、例えば、Ｐｔ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｉｒ、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｎｉなどの金属や、それらの合金、又は導電性酸化物などによって形成することができる。そのため、コストや誘電体層４を熱処理するときの雰囲気に対応した材料を選択すればよい。誘電体層４は大気中の他、不活性ガスであるＮ_２やＡｒ、またＯ_２、不活性ガスと還元性ガスであるＨ_２の混合ガスで熱処理を行うことが出来る。下部電極３の膜厚は電極として機能すれば良く、０．０１μｍ以上が好ましい。０．０１μｍ未満の場合、導電性が悪くなることから好ましくない。また、支持基板１に電極として使用可能なＣｕやＮｉ、Ｐｔ等や酸化物導電性材料などを使用した基板を使用する場合は、前述した下地層２と下部電極３は省略することができる。

下部電極３の形成後に熱処理を行い、下地層２と下部電極３の密着性向上と、下部電極３の安定性向上を図ってもよい。熱処理を行う場合、昇温速度は好ましくは１０℃／分〜２０００℃／分、より好ましくは１００℃／分〜１０００℃／分である。熱処理時の保持温度は、好ましくは４００℃〜８００℃、その保持時間は、好ましくは０．１時間で〜４．０時間である。上記の範囲を超えると、密着不良の発生、下部電極３の表面に凹凸が発生することで、誘電体膜５の誘電特性の低下が生じやすくなる。

＜誘電体膜５＞
誘電体膜５を構成する誘電体組成物は、一般式ｘＡＯ−ｙＢ’Ｏ−ｚＢ’’_２Ｏ_５
（Ａは、Ｂａ、Ｃａ、Ｓｒの少なくとも一種以上から選択される元素、Ｂ’は、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｎｉの少なくとも一種以上から選択される元素、Ｂ’’は、Ｎｂ、Ｔａの少なくとも一種以上から選択される元素。）
で表される複合酸化物を主成分として含む

また、誘電体組成物の主成分をｘＡＯ−ｙＢ’Ｏ−ｚＢ’’_２Ｏ_５と表したときに、ｘ、ｙ、ｚの関係がｘ＋ｙ＋ｚ＝１．０００、０．３７５≦ｘ≦０．５６３、０．２５０≦ｙ≦０．５００、ｘ／３≦ｚ≦ｘ／３＋１／９である。

本発明者らは、高い比誘電率を維持したまま、Ｑ値が改善される効果が得られる要因を次のように考えている。一般的に、超格子構造をとりやすいＡ^２＋（Ｂ’^２＋ _１／３Ｂ’’^５＋ _２／３）Ｏ_３は、Ｂ’サイトとＢ’’サイトの長距離秩序により高いＱ値を持つことが知られているが、薄膜にすると従来の結晶構造は維持されず、Ｂ’サイトの欠損が起こりやすくなり、Ｂ’サイトとＢ’’の長距離秩序が維持されないため、Ｑ値が低下する傾向にあった。Ｂ’サイトイオンを過剰にすると、Ｂ’サイトの欠損を抑制することができるため、Ｂ’サイトとＢ’’サイトの長距離秩序が維持しやすくなり、Ｑ値も高くなるものと考えている。

ｘが０．３７５未満では、十分な比誘電率を得られない。ｙが０．５００を超えると成膜後にクラックが生じやすく、Ｑ値が大幅に低下してしまう傾向にある。ｚがｘ／３＋１／９を超えると、過剰なＴａ_２Ｏ_５が酸素欠損を起こしやすく、半導体化し、誘電損失が高くなる、すなわちＱ値が低くなってしまう傾向にある。ｘが０．５６３を超える、またはｙが０．２５０未満、あるいはｚがｘ／３未満の場合、過剰なＢａＯが大気中のＣＯ_２やＨ_２Ｏと反応し、誘電体組成物が変質してしまい、形状が維持できない傾向にある。ｘ、ｙ、ｚの範囲を、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１．０００、０．３７５≦ｘ≦０．５６３、０．２５０≦ｙ≦０．５００、ｘ／３≦ｚ≦ｘ／３＋１／９とすることで、高い比誘電率と高いＱ値を両立することが可能となる。

Ａは、Ｂａ、Ｃａ、Ｓｒの少なくとも一種以上から選択される元素である。Ｂａ，Ｃａ，Ｓｒを一種で用いても、複数含有させて用いても同様な効果が得られる。また、Ｂ’は、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｎｉの少なくとも一種以上から選択される元素であり、Ｂ’’は、Ｎｂ、Ｔａの少なくとも一種以上から選択される元素である。これらについても、一種で用いても複数含有させて用いても同様な効果が得られる。

更に、前記一般式において、ｘ、ｙ、ｚの関係がｘ＋ｙ＋ｚ＝１．０００、０．４２５≦ｘ≦０．５２５、０．２７５≦ｙ≦０．４０９、ｘ／３＋０．０２５≦ｚ≦ｘ／３＋０．０８１である複合酸化物を主成分として含む。

前記ｘ、ｙ、ｚの範囲にすることで、高いＱ値を有するＢ’サイトとＢ’’サイトの長距離秩序がより維持しやすくなり、より高いＱ値が得られ易くなる効果がある。

誘電体膜５の厚さは、好ましくは１０ｎｍ〜５０μｍ、より好ましくは５０ｎｍ〜１０００ｎｍである。１０ｎｍ未満では絶縁破壊が生じやすく、２０００ｎｍを超える場合においては、コンデンサの静電容量を大きくするために電極面積を広くする必要があり、電子部品の設計によっては小型化が困難となる場合がある。誘電体膜厚の計測はＦＩＢ（集束イオンビーム）加工装置で掘削し、得られた断面をＳＩＭ（走査型イオン顕微鏡）等で観察して測長すれば良い。

誘電体膜５は、好ましくは真空蒸着法、スパッタリング法、ＰＬＤ（パルスレーザー蒸着法）、ＭＯ−ＣＶＤ（有機金属化学気相成長法）、ＭＯＤ（有機金属分解法）やゾル・ゲル法、ＣＳＤ（化学溶液堆積法）などの各種薄膜形成法を用いて形成したものである。その際に使用する原料（蒸着材料、各種ターゲット材料や有機金属材料等）には微少な不純物や副成分が含まれている場合があるが、絶縁性を大きく低下させる不純物でなければ、特に問題はない。

誘電体組成物はまた、本発明の効果である誘電特性、すなわち比誘電率やＱ値を大きく低下させるものでなければ、微少な不純物や副成分を含んでいてもかまわない。よって、残部である主成分の含有量は特に限定されるものではないが、たとえば前記主成分を含有する誘電体組成物全体に対して５０％以上、１００％以下である。

また、誘電体膜５は通常、本発明の誘電体組成物のみで構成されるが、別の誘電体組成物の膜と組み合わせた積層構造であっても構わない。例えば、既存のＳｉ_３Ｎ_ｘ、ＳｉＯ_ｘ、Ａｌ_２Ｏ_ｘ、ＺｒＯ_ｘ、Ｔａ_２Ｏ_ｘ等のアモルファス誘電体膜や結晶膜との積層構造とすることで、誘電体膜５のインピーダンスや比誘電率の温度変化を調整することが可能となる。

＜上部電極４＞
本実施形態の一例において、薄膜コンデンサ１０は、誘電体膜５の表面に、薄膜コンデンサ１０の他方の電極として機能する上部電極４を備えている。上部電極４を形成するための材料は、導電性を有していれば、とくに限定されるものではなく、下部電極３と同様の材料によって、上部電極４を形成することができる。上部電極４の膜厚は電極として機能すれば良く、０．０１μｍ以上が好ましい。膜厚が０．０１μｍ以下の場合、導電性が悪化するため上部電極４として好ましくない。

上述した実施形態では、本発明の一実施形態に係る誘電体組成物を用いた電子部品の一例としての、薄膜コンデンサを例示したが、本発明に係る誘電体組成物を用いた電子部品としては、薄膜コンデンサに限定されず、たとえば、ダイプレクサ、バンドパスフィルタ、バランやカプラ等、誘電体膜を有する電子部品であれば何でも良い。

以下、本発明を、さらに詳細な実施例に基づき説明するが、本発明は、これら実施例に限定されない。

＜実施例１＞＜比較例１＞
まず、３５０μｍ厚のＳｉの表面に６μｍ厚のＳｉＯ_２絶縁膜を備えた１０ｍｍ×１０ｍｍ角の基板の表面上に、下地層であるＴｉ薄膜を２０ｎｍの厚さとなるようにスパッタリング法で形成した。

次いで、上記で形成したＴｉ薄膜上に下部電極であるＰｔ薄膜を１００ｎｍの厚さとなるようにスパッタリング法で形成した。

形成したＴｉ／Ｐｔ薄膜に対し、昇温速度を４００℃／分、保持温度を７００℃、温度保持時間を３０分、雰囲気を酸素雰囲気とし常圧下で熱処理を行った。

誘電体膜の形成にはＰＬＤ法を使用した。誘電体膜の形成に必要なターゲットは次のように作製した。

まず、表１に示す試料Ｎｏ．１〜試料Ｎｏ．２５のＭｇ、Ｔａの量となるようにＭｇＯ、Ｔａ_２Ｏ_５の秤量を行い、１Ｌの広口ポリポットに秤量した原料粉末と水、及びφ２ｍｍのＺｒＯ_２ビーズを入れて２０時間の湿式混合を行った。その後、混合粉末スラリーを１００℃、２０時間で乾燥させ、得られた混合粉末をＡｌ_２Ｏ_３坩堝に入れ、大気中１２５０℃で５時間保持する焼成条件で１次仮焼を行い、ＭｇＯ−Ｔａ_２Ｏ_５仮焼粉末を得た。

次に、表１に示す試料Ｎｏ．１〜試料Ｎｏ．２５のｚの値となるように、得られたＭｇＯ−Ｔａ_２Ｏ_５仮焼粉末とＢａＣＯ_３とを秤量し、１Ｌの広口ポリポットに秤量した原料粉末と水、及びφ２ｍｍのＺｒＯ_２ビーズを入れて２０時間の湿式混合を行った。その後、混合粉末スラリーを１００℃、２０時間で乾燥させ、得られた混合粉末をＡｌ_２Ｏ_３坩堝に入れ、大気中１０５０℃で５時間保持する焼成条件で２次仮焼を行い、ＢａＯ−ＭｇＯ−Ｔａ_２Ｏ_５仮焼粉末を得た。

Ｍｇを含まないＢａＯ−Ｔａ_２Ｏ_５系化合物は、目的とするＢａＯ−ＭｇＯ−Ｔａ_２Ｏ_５の生成を阻害してしまうが、このように２段階の仮焼を行うことで、ＢａＯ−Ｔａ_２Ｏ_５系化合物が生成することを抑制することができる。

得られた仮焼粉末乳鉢に入れ、バインダーとして濃度６ｗｔ％のＰＶＡ（ポリビニルアルコール）水溶液を、仮焼粉末に対して１０ｗｔ％となるように添加し、乳棒を使用して造粒粉を作製した後、φ２０ｍｍの金型へ厚みが５ｍｍ程度となるように造粒粉を入れた。次に一軸加圧プレス機を使用し成形体を得た。成形条件は、圧力：２．０×１０^８Ｐａ、温度：室温とした。

その後、得られた成形体について、昇温速度を１００℃／時間、保持温度を４００℃、温度保持時間を４時間として、雰囲気は常圧の空気中で脱バインダー処理を行った後に、昇温速度を２００℃／時間、保持温度を１６００℃〜１７００℃、温度保持時間を１２時間とし、雰囲気は常圧の空気中で焼成を行った。

次いで、得られた焼結体の厚さが４ｍｍとなるように、円筒研磨機で両面を研磨し、誘電体膜を形成するために必要なＰＬＤ用ターゲットを得た。

こうして得られたＰＬＤ用ターゲットを用いて、下部電極上に４００ｎｍの厚さとなるようにＰＬＤ法で誘電体膜を形成した。ＰＬＤ法による成膜条件は、酸素圧を１×１０^−１（Ｐａ）とし、基板を２００℃に加熱した。また、下部電極の一部を露出させるために、メタルマスクを使用して、誘電体膜が一部成膜されない領域を形成した。

誘電体膜厚の計測はＦＩＢで掘削し、得られた断面をＳＩＭで観察して測長した。

成膜後の誘電体膜の組成は、すべての試料についてＸＲＦ（蛍光Ｘ線元素分析）を使用して分析を行い、表１〜４に記載の組成であることを確認した。

次いで、得られた上記誘電体膜上に、蒸着装置を使用して上部電極であるＡｇ薄膜を形成した。上部電極の形状を、メタルマスクを使用して、直径１００μｍ、厚さ１００ｎｍとなるように形成することで、図１に示す構造の試料Ｎｏ．１〜試料Ｎｏ．４５を得た。

得られたすべての薄膜コンデンサ試料について、比誘電率、Ｑ値を、それぞれ下記に示す方法により行った。

＜比誘電率（εr），Ｑ値＞
比誘電率（εr）およびＱ値は、薄膜コンデンサ試料に対し、基準温度２５℃において、ＲＦインピーダス／マテリアルアナライザ（Ａｇｉｌｅｎｔ社製４９９１Ａ）にて、周波数２ＧＨｚ，入力信号レベル（測定電圧）０．５Ｖｒｍｓの条件下で測定された静電容量と膜厚測定の結果から算出した（単位なし）。比誘電率は高い方が好ましく、１０以上を良好とした。また、Ｑ値は高い方が好ましく、４００以上を良好とした。

試料Ｎｏ．１〜試料Ｎｏ．１７
試料Ｎｏ．１〜試料Ｎｏ．１７は、図２に示したものと同様に表面にクラック等の欠陥は見られなかった。表１より、ＢａＯ−ＭｇＯ−Ｔａ_２Ｏ_５を主成分とする誘電体膜であって、前記誘電体膜の主成分をｘＢａＯ−ｙＭｇＯ−ｚＴａ_２Ｏ_５と表したときに、ｘ、ｙ、ｚの関係がｘ＋ｙ＋ｚ＝１．０００、０．３７５≦ｘ≦０．５６３、０．２５０≦ｙ≦０．５００、ｘ／３≦ｚ≦ｘ／３＋１／９である試料Ｎｏ．１〜試料Ｎｏ．１７は、比誘電率が１０以上、Ｑ値が４００以上であることが確認できた。

試料Ｎｏ．９〜試料Ｎｏ．１７
表１より、誘電体膜の主成分をｘＢａＯ−ｙＭｇＯ−ｚＴａ_２Ｏ_５と表したときに、ｘ、ｙ、ｚの関係がｘ＋ｙ＋ｚ＝１．０００、０．４２５≦ｘ≦０．５２５、０．２７５≦ｙ≦０．４０９、ｘ／３＋０．０２５≦ｚ≦ｘ／３＋０．０８１である試料Ｎｏ．９〜試料Ｎｏ．１７は、比誘電率が１５以上、Ｑ値が５００以上であることが確認できた。

試料Ｎｏ．１８〜試料Ｎｏ．２５
ｘ＞０．５６３であった試料Ｎｏ．１８、試料Ｎｏ．１９は、図３に示したものと同様に表面にクラックが生じたため誘電特性を評価できなかった。試料Ｎｏ．２０〜試料Ｎｏ．２５は、図２に示したものと同様に表面にクラック等の欠陥は見られなかった。ｙ＞０．５００であった試料Ｎｏ．２０、試料Ｎｏ．２１は、比誘電率が１０未満であった。ｚ＞ｘ／３＋１／９であった試料Ｎｏ．２２〜試料Ｎｏ．２５は、Ｑ値が４００未満であった。

＜実施例２＞
Ｂａ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｍｇ、Ｔａの量を表２に示す値となるように、ＢａＣＯ_３、ＣａＣＯ_３、ＳｒＣＯ_３、ＭｇＯ、Ｔａ_２Ｏ_５の秤量を行い、１次仮焼ではＭｇＯ−Ｔａ_２Ｏ_５仮焼粉末を、２次仮焼ではそれぞれ、ＣａＯ−ＭｇＯ−Ｔａ_２Ｏ_５（試料Ｎｏ．２６）、ＳｒＯ−ＭｇＯ−Ｔａ_２Ｏ_５（試料Ｎｏ．２７）、（Ｂａ−Ｃａ）Ｏ−ＭｇＯ−Ｔａ_２Ｏ_５（試料Ｎｏ．２８）、（Ｃａ−Ｓｒ）Ｏ−ＭｇＯ−Ｔａ_２Ｏ_５（試料Ｎｏ．２９）、（Ｓｒ−Ｂａ）Ｏ−ＭｇＯ−Ｔａ_２Ｏ_５（試料Ｎｏ．３０）、（Ｂａ−Ｃａ−Ｓｒ）Ｏ−ＭｇＯ−Ｔａ_２Ｏ_５（試料Ｎｏ．３１）の仮焼粉末を得た。組成以外は実施例１と同様にしてターゲットを作製し、それぞれ試料Ｎｏ．２６〜試料Ｎｏ．３１の薄膜コンデンサ試料を作製した。実施例１と同様の評価を行った結果を表２に示す。

試料Ｎｏ．１１、試料Ｎｏ．２６〜試料Ｎｏ．３１
試料Ｎｏ．２６〜試料Ｎｏ．３１は、図２に示したものと同様に表面にクラック等の欠陥は見られなかった。表２より、ＡＯ−ＭｇＯ−Ｔａ_２Ｏ_５を主成分とする誘電体膜であって、Ａが、Ｂａ、Ｃａ、Ｓｒの少なくとも一種以上含有した試料Ｎｏ．１１、試料Ｎｏ．２６〜試料Ｎｏ．３１は、ほぼ同様な特性を示し、比誘電率が１０以上、Ｑ値が４００以上を有することが確認できる。

＜実施例３＞
Ｂａ、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｎｉ、Ｔａの量を表３に示す値となるように、ＢａＣＯ_３、ＭｇＯ、ＺｎＯ、ＮｉＯ、Ｔａ_２Ｏ_５の秤量を行い、１次仮焼ではそれぞれ、ＺｎＯ−Ｔａ_２Ｏ_５（試料Ｎｏ．３２）、ＮｉＯ−Ｔａ_２Ｏ_５（試料Ｎｏ．３３）、（Ｍｇ−Ｚｎ）Ｏ−Ｔａ_２Ｏ_５（試料Ｎｏ．３４）、（Ｚｎ−Ｎｉ）Ｏ−Ｔａ_２Ｏ_５（試料Ｎｏ．３５）、（Ｎｉ−Ｍｇ）Ｏ−Ｔａ_２Ｏ_５（試料Ｎｏ．３６）、（Ｍｇ−Ｚｎ−Ｎｉ）Ｏ−Ｔａ_２Ｏ_５（試料Ｎｏ．３７）の仮焼粉末を、２次仮焼ではそれぞれ、ＢａＯ−ＺｎＯ−Ｔａ_２Ｏ_５（試料Ｎｏ．３２）、ＢａＯ−ＮｉＯ−Ｔａ_２Ｏ_５（試料Ｎｏ．３３）、ＢａＯ−（Ｍｇ−Ｚｎ）Ｏ−Ｔａ_２Ｏ_５（試料Ｎｏ．３４）、ＢａＯ−（Ｚｎ−Ｎｉ）Ｏ−Ｔａ_２Ｏ_５（試料Ｎｏ．３５）、ＢａＯ−（Ｎｉ−Ｍｇ）Ｏ−Ｔａ_２Ｏ_５（試料Ｎｏ．３６）、ＢａＯ−（Ｍｇ−Ｚｎ−Ｎｉ）Ｏ−Ｔａ_２Ｏ_５（試料Ｎｏ．３７）の仮焼粉末を得た。組成以外は実施例１と同様にしてターゲットを作製し、それぞれ試料Ｎｏ．３２〜試料Ｎｏ．３７の薄膜コンデンサ試料を作製した。実施例１と同様の評価を行った結果を表３に示す。

試料Ｎｏ．１１、試料Ｎｏ．３２〜試料Ｎｏ．３７
試料Ｎｏ．３２〜試料Ｎｏ．３７は、図２に示したものと同様に表面にクラック等の欠陥は見られなかった。表３より、ＢａＯ−Ｂ’Ｏ−Ｔａ_２Ｏ_５を主成分とする誘電体膜であって、Ｂ’が、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｎｉの少なくとも一種以上含有した試料Ｎｏ．１１、試料Ｎｏ．３２〜試料Ｎｏ．３７は、ほぼ同様な特性を示し、比誘電率が１０以上、Ｑ値が４００以上を有することが確認できる。

＜実施例４＞
Ｂａ、Ｍｇ、Ｔａ、Ｎｂの量を表４に示す値となるように、ＢａＣＯ_３、ＭｇＯ、Ｔａ_２Ｏ_５、Ｎｂ_２Ｏ_５の秤量を行い、１次仮焼ではそれぞれ、ＭｇＯ−Ｎｂ_２Ｏ_５（試料Ｎｏ．３８）、ＭｇＯ−（Ｔａ−Ｎｂ）_２Ｏ_５（試料Ｎｏ．３９）の仮焼粉末を、２次仮焼ではそれぞれ、ＢａＯ−ＭｇＯ−Ｎｂ_２Ｏ_５（試料Ｎｏ．３８）、ＢａＯ−ＭｇＯ−（Ｔａ−Ｎｂ）_２Ｏ_５（試料Ｎｏ．３９）の仮焼粉末を得た。組成以外は実施例１と同様にしてターゲットを作製し、それぞれ試料Ｎｏ．２７、試料Ｎｏ．２８の薄膜コンデンサ試料を作製した。実施例１と同様の評価を行った結果を表４に示す。

試料Ｎｏ．１１、試料Ｎｏ．３８、試料Ｎｏ．３９
試料Ｎｏ．３８、試料Ｎｏ．３９は、図２に示したものと同様に表面にクラック等の欠陥は見られなかった。表４より、ＢａＯ−ＭｇＯ−Ｂ’’_２Ｏ_５を主成分とする誘電体膜であって、Ｂ’’が、Ｎｂ、Ｔａの少なくとも一種以上含有した試料Ｎｏ．１１、試料Ｎｏ．３８、試料Ｎｏ．３９は、ほぼ同様な特性を示し、比誘電率が１０以上、Ｑ値が４００以上を有することが確認できる。

＜実施例５＞
Ｂａ、Ｃａ、Ｓｒ，Ｍｇ、Ｚｎ、Ｎｉ、Ｔａ、Ｎｂの量を表５に示す値となるように、ＢａＣＯ_３、ＣａＣＯ_３、ＳｒＣＯ_３、ＭｇＯ、ＺｎＯ、ＮｉＯ、Ｔａ_２Ｏ_５、Ｎｂ_２Ｏ_５の秤量を行い、１次仮焼ではそれぞれ、（Ｍｇ−Ｚｎ）Ｏ−（Ｔａ−Ｎｂ）_２Ｏ_５（試料Ｎｏ．４０）、（Ｚｎ−Ｎｉ）Ｏ−（Ｔａ−Ｎｂ）_２Ｏ_５（試料Ｎｏ．４１）、（Ｎｉ−Ｍｇ）Ｏ−（Ｔａ−Ｎｂ）_２Ｏ_５（試料Ｎｏ．４２）、（Ｍｇ−Ｚｎ−Ｎｉ）Ｏ−（Ｔａ−Ｎｂ）_２Ｏ_５（試料Ｎｏ．４３）の仮焼粉末を、２次仮焼ではそれぞれ、（Ｂａ−Ｃａ）Ｏ−（Ｍｇ−Ｚｎ）Ｏ−（Ｔａ−Ｎｂ）_２Ｏ_５（試料Ｎｏ．４０）、（Ｃａ−Ｓｒ）Ｏ−（Ｚｎ−Ｎｉ）Ｏ−（Ｔａ−Ｎｂ）_２Ｏ_５（試料Ｎｏ．４１）、（Ｓｒ−Ｂａ）Ｏ−（Ｎｉ−Ｍｇ）Ｏ−（Ｔａ−Ｎｂ）_２Ｏ_５（試料Ｎｏ．４２）、（Ｂａ−Ｃａ−Ｓｒ）Ｏ−（Ｍｇ−Ｚｎ−Ｎｉ）Ｏ−（Ｔａ−Ｎｂ）_２Ｏ_５（試料Ｎｏ．４３）の仮焼粉末を得た。組成以外は実施例１と同様にしてターゲットを作製し、それぞれ試料Ｎｏ．４０〜試料Ｎｏ．４３の薄膜コンデンサ試料を作製した。実施例１と同様の評価を行った結果を表５に示す。

試料Ｎｏ．４０〜試料Ｎｏ．４３
試料Ｎｏ．４０〜試料Ｎｏ．４３は、図２に示したものと同様に表面にクラック等の欠陥は見られなかった。表５より、ＡＯ−Ｂ’Ｏ−Ｂ’’_２Ｏ_５を主成分とする誘電体膜であって、Ａは、Ｂａ、Ｃａ、Ｓｒの少なくとも一種以上から選択される元素を含み、Ｂ’は、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｎｉの少なくとも一種以上から選択される元素を含み、Ｂ’’は、Ｎｂ、Ｔａの少なくとも一種以上から選択される元素を含有した試料Ｎｏ．４０〜試料Ｎｏ．４３は、ほぼ同様な特性を示し、比誘電率が１０以上、Ｑ値が４００以上を有することが確認できる。

＜実施例６＞
誘電体膜の成膜をスパッタリング法で成膜した以外は実施例１の試料Ｎｏ．１１と同様の手法で試料を作製し、実施例１と同様の評価を行った。結果を表６に示す。

＜実施例７＞
誘電体膜厚みを８００ｎｍとした以外は、実施例１の試料Ｎｏ．１１と同様の手法で試料を作製し、実施例１と同様の評価を行った。結果を表６に示す。

試料Ｎｏ．４４、試料Ｎｏ．４５
試料Ｎｏ．４４、試料Ｎｏ．４５は、図２に示したものと同様に表面にクラック等の欠陥は見られなかった。表７より、誘電体膜の製法（試料Ｎｏ．４４）や誘電体膜厚（試料Ｎｏ．４５）が異なっても、本実施形態の誘電体膜を使用することで、比誘電率が１０以上、Ｑ値が４００以上であることが確認できた。

以上に説明したように、本発明は、誘電体組成物及び電子部品に係るものであり、本発明は小型化しても比誘電率が高く、誘電損失が小さい、すなわちＱ値が高い誘電体組成物及びその誘電体組成物を用いた電子部品を提供する。それにより、誘電体組成物を使用する電子部品において、小型化、高機能化を図ることができる。本発明は、たとえば、誘電体膜を使用する、ダイプレクサやバンドパスフィルタなど薄膜高周波部品等に対して広く新技術を提供するものである。

１… 支持基板
２… 下地層
３… 下部電極
４… 上部電極
５… 誘電体膜
１０… 薄膜コンデンサ

Claims

一般式ｘＡＯ−ｙＢ’Ｏ−ｚＢ’’_２Ｏ_５
（Ａは、Ｂａ、Ｃａ、Ｓｒの少なくとも一種以上から選択される元素、Ｂ’は、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｎｉの少なくとも一種以上から選択される元素、Ｂ’’は、Ｎｂ、Ｔａの少なくとも一種以上から選択される元素。）
で表され、ｘ、ｙ、ｚの関係が
ｘ＋ｙ＋ｚ＝１．０００
０．３７５≦ｘ≦０．５６３
０．２５０≦ｙ≦０．５００
ｘ／３≦ｚ≦ｘ／３＋１／９
である複合酸化物を主成分として含むことを特徴とする誘電体組成物。
前記一般式において、ｘ、ｙ、ｚの関係が
ｘ＋ｙ＋ｚ＝１．０００
０．４２５≦ｘ≦０．５２５
０．２７５≦ｙ≦０．４０９
ｘ／３＋０．０２５≦ｚ≦ｘ／３＋０．０８１
である複合酸化物を主成分として含むことを特徴とする請求項１に記載の誘電体組成物。
請求項１または請求項２のいずれかに記載の誘電体組成物を有する電子部品。