JP3530319B2 - 誘電定数の温度係数の補償を達成する誘電材料 - Google Patents
誘電定数の温度係数の補償を達成する誘電材料Info
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- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/01—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics
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- C04B35/497—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on vanadium, niobium, tantalum, molybdenum or tungsten oxides or solid solutions thereof with other oxides, e.g. vanadates, niobates, tantalates, molybdates or tungstates based on solid solutions with lead oxides
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
- H01B3/00—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties
- H01B3/02—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of inorganic substances
- H01B3/12—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of inorganic substances ceramics
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- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
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Description
【０００１】
【本発明の分野】本発明は比較的高い誘電定数ととも
に、誘電定数の減少した温度係数を有する材料に係る。
に、誘電定数の減少した温度係数を有する材料に係る。
【０００２】
【従来の技術】マイクロエレクトロニクスデバイスの集
積化を絶えず増大させようとする力が、そのようなデバ
イスの定量要素の寸法を減少させようとするかなりの努
力に拍車をかけてきた。将来の技術は現在用いられてい
るものより高い誘電定数を有する材料の使用を、必要と
するであろう。
積化を絶えず増大させようとする力が、そのようなデバ
イスの定量要素の寸法を減少させようとするかなりの努
力に拍車をかけてきた。将来の技術は現在用いられてい
るものより高い誘電定数を有する材料の使用を、必要と
するであろう。
【０００３】チタン酸バリウムストロンチウム、Ｂａ
1-x Ｓｒx ＴｉＯ3 （ＢＳＴ）は、ＤＲＡＭのような用
途に対して、最も可能性のある誘電体材料となり（ティ
ー・エイモリ）（Ｔ．Ｅｉｍｏｒｉ）ら、ＩＥＤＭ９３
６３１（１９９３）、広く研究されている。ＢＳＴペ
ロブスカイトの誘電定数は高いが、それらはまた温度依
存性が高い。これはＢＳＴペロブスカイトの使用を基本
とするマイクロエレクトロニクスの熱的安定性を制限す
る要因である。
1-x Ｓｒx ＴｉＯ3 （ＢＳＴ）は、ＤＲＡＭのような用
途に対して、最も可能性のある誘電体材料となり（ティ
ー・エイモリ）（Ｔ．Ｅｉｍｏｒｉ）ら、ＩＥＤＭ９３
６３１（１９９３）、広く研究されている。ＢＳＴペ
ロブスカイトの誘電定数は高いが、それらはまた温度依
存性が高い。これはＢＳＴペロブスカイトの使用を基本
とするマイクロエレクトロニクスの熱的安定性を制限す
る要因である。
【０００４】ＢＳＴに比べ誘電定数の温度係数（ＴＣ
Ｋ）が減少した誘電材料を実現することが、本発明の目
的である。
Ｋ）が減少した誘電材料を実現することが、本発明の目
的である。
【０００５】
【本発明の要約】本発明は高い誘電定数と誘電定数の減
少した温度係数（ＴＣＫ）を有する新しい誘電材料に係
る。また本発明に含まれるのは、一対の電極間にそのよ
うな材料を置くことにより、誘電体材料の例で作られた
セラミック容量である。容量は構造中で単層又は複数の
層で良い。
少した温度係数（ＴＣＫ）を有する新しい誘電材料に係
る。また本発明に含まれるのは、一対の電極間にそのよ
うな材料を置くことにより、誘電体材料の例で作られた
セラミック容量である。容量は構造中で単層又は複数の
層で良い。
【０００６】バルク多結晶セラミックスの研究に基き、
ＢＳＴに少量の四面体青銅型ニオブ酸塩Ｂａ1-x Ｓｒx
Ｎｂ2 Ｏ6 （ＢＳＮ）を混合することにより、誘電定数
の温度係数（ＴＣＫ）は減少し、誘電損の変化は無視で
きることがわかった。より多く混合すると、より大きな
補償が可能で、損失特性の低下も同時に得られる。測定
されるバルク誘電定数は減少するが、それらは２５０以
上を保ち、補償されていないＢＳＴ薄膜で共通に観測さ
れる範囲内にある。
ＢＳＴに少量の四面体青銅型ニオブ酸塩Ｂａ1-x Ｓｒx
Ｎｂ2 Ｏ6 （ＢＳＮ）を混合することにより、誘電定数
の温度係数（ＴＣＫ）は減少し、誘電損の変化は無視で
きることがわかった。より多く混合すると、より大きな
補償が可能で、損失特性の低下も同時に得られる。測定
されるバルク誘電定数は減少するが、それらは２５０以
上を保ち、補償されていないＢＳＴ薄膜で共通に観測さ
れる範囲内にある。
【０００７】バルクと薄膜ＢＳＴの間で一般に観測され
る特性の差により、薄膜ＢＳＴ−ＢＳＮ誘電体は、同じ
全体的振舞いに従うと予測されるが、ＴＣＫの補償の詳
細な振舞いは、薄膜モーフォロジーの詳細に存在する。
る特性の差により、薄膜ＢＳＴ−ＢＳＮ誘電体は、同じ
全体的振舞いに従うと予測されるが、ＴＣＫの補償の詳
細な振舞いは、薄膜モーフォロジーの詳細に存在する。
【０００８】
【本発明の詳細な記述】（ＢＳＴのように）そのキュー
リー点以上しかしその付近の温度で、高い誘電定数の材
料の誘電定数の負の温度係数ＴＣＫを補償するため、同
程度の誘電定数と正のＴＣＫをもつ誘電体、すなわちそ
のキュリー点以下の温度における強誘電体と、熱力学的
に平衡な材料を見い出すことが、必要である。これは強
誘電体研究の古くからの問題である。（ティー・ネガス
（Ｔ．Ｎｅｇａｓ）、ジー・イエガー（Ｇ．Ｙｅａｇｅ
ｒ）、エス・ベル（Ｓ．Ｂｅｌｌ）及びエヌ・コーツ
（Ｎ．Ｃｏａｔｓ）、アメリカン・セラミック・ソサイ
エティ・ブリテン（Ａｍ．Ｃｅｒ．Ｓｏｃ．Ｂｕｌ
ｌ．）７２ ８０（１９９３））
リー点以上しかしその付近の温度で、高い誘電定数の材
料の誘電定数の負の温度係数ＴＣＫを補償するため、同
程度の誘電定数と正のＴＣＫをもつ誘電体、すなわちそ
のキュリー点以下の温度における強誘電体と、熱力学的
に平衡な材料を見い出すことが、必要である。これは強
誘電体研究の古くからの問題である。（ティー・ネガス
（Ｔ．Ｎｅｇａｓ）、ジー・イエガー（Ｇ．Ｙｅａｇｅ
ｒ）、エス・ベル（Ｓ．Ｂｅｌｌ）及びエヌ・コーツ
（Ｎ．Ｃｏａｔｓ）、アメリカン・セラミック・ソサイ
エティ・ブリテン（Ａｍ．Ｃｅｒ．Ｓｏｃ．Ｂｕｌ
ｌ．）７２ ８０（１９９３））
【０００９】分散強誘電体であるＢＳＴの場合、高いＴ
ｃを有する同程度の分散強誘電体が必要である。２つの
強誘電体の多相混合が起るという条件は、用いることの
できる相を制限する重大事である。それは、ペロブスカ
イトを基本とした強誘電体の結晶化学のためであり、相
混合より固溶度が、一般的な法則である。
ｃを有する同程度の分散強誘電体が必要である。２つの
強誘電体の多相混合が起るという条件は、用いることの
できる相を制限する重大事である。それは、ペロブスカ
イトを基本とした強誘電体の結晶化学のためであり、相
混合より固溶度が、一般的な法則である。
【００１０】各種の化学系の研究により、室温以下のＴ
ｃを有するＢａ1-x Ｓｒx ＴｉＯ3ペロブスカイトは、
室温以上のＴｃを有する同じｘ値でＢａ1-x Ｓｒx Ｎｂ
2 Ｏ6 四面体青銅と勢力学的平衡になることが示され、
このことはＢＳＮの混合により、ＢＳＴのＴＣＫの補償
が可能であることを示唆している。
ｃを有するＢａ1-x Ｓｒx ＴｉＯ3ペロブスカイトは、
室温以上のＴｃを有する同じｘ値でＢａ1-x Ｓｒx Ｎｂ
2 Ｏ6 四面体青銅と勢力学的平衡になることが示され、
このことはＢＳＮの混合により、ＢＳＴのＴＣＫの補償
が可能であることを示唆している。
【００１１】本発明はＢａ1-x Ｓｒx ＴｉＯ3 （ＢＳ
Ｔ）及びＢａ1-x Ｓｒx ＮｂＯ6 （ＢＳＮ）の混合物を
含む誘電体材料に係る。この場合、ｘは約０．１ないし
約０．９で、混合物中のＢＳＮに対するＢＳＴのモル比
は、約０．９５：０．５ないし約０．５：０．５であ
る。好ましい実施例において、混合物中のＢＳＮに対す
るＢＳＴのモル比は、約０．９：１ないし約０．５５：
０．４５である。特に好ましい実施例において、ｘは約
０．２５ないし約０．５で、混合物中のＢＳＮに対する
ＢＳＴのモル比は、約０．９：１ないし約０．５５：
０．４５の範囲である。
Ｔ）及びＢａ1-x Ｓｒx ＮｂＯ6 （ＢＳＮ）の混合物を
含む誘電体材料に係る。この場合、ｘは約０．１ないし
約０．９で、混合物中のＢＳＮに対するＢＳＴのモル比
は、約０．９５：０．５ないし約０．５：０．５であ
る。好ましい実施例において、混合物中のＢＳＮに対す
るＢＳＴのモル比は、約０．９：１ないし約０．５５：
０．４５である。特に好ましい実施例において、ｘは約
０．２５ないし約０．５で、混合物中のＢＳＮに対する
ＢＳＴのモル比は、約０．９：１ないし約０．５５：
０．４５の範囲である。
【００１２】本発明について一般的に述べてきたが、い
くつかの具体例を参照することにより、更に理解ができ
る。それらの例は本発明の視野を示すためだけであり、
限定するためではない。
くつかの具体例を参照することにより、更に理解ができ
る。それらの例は本発明の視野を示すためだけであり、
限定するためではない。
【００１３】
１． Ｂａ1-x Ｓｒx ＴｉＯ3 （ＢＳＴ）及びＢａ1-x
Ｓｒx Ｎｂ2 Ｏ6 （ＢＳＮ）の混合物から成る誘電体材
料ここで、ｘは約０．１ないし約０．９で、混合物中の
ＢＳＮに対するＢＳＴのモル比は、約０．９５：０．０
５ないし約０．５：０．５である。
Ｓｒx Ｎｂ2 Ｏ6 （ＢＳＮ）の混合物から成る誘電体材
料ここで、ｘは約０．１ないし約０．９で、混合物中の
ＢＳＮに対するＢＳＴのモル比は、約０．９５：０．０
５ないし約０．５：０．５である。
【００１４】２． 混合物中のＢＳＮに対するＢＳＴの
モル比が、約０．９：０．１ないし約０．５５：０．４
５である実施例１に記載の誘電体材料。
モル比が、約０．９：０．１ないし約０．５５：０．４
５である実施例１に記載の誘電体材料。
【００１５】３． ｘが約０．２５ないし約０．５であ
る実施例１に記載の誘電体材料。
る実施例１に記載の誘電体材料。
【００１６】４．混合物中のＢＳＮに対するＢＳＴのモ
ル比が、約０．９：０．１ないし約０．５５：０．４５
の範囲である実施例３記載の誘電体材料。
ル比が、約０．９：０．１ないし約０．５５：０．４５
の範囲である実施例３記載の誘電体材料。
【００１７】誘電特性の測定用に、バルクセラミック・
ペレットを２段階プロセスで合成した。
ペレットを２段階プロセスで合成した。
【００１８】第１に、ＢａＣＯ3 、ＳｒＣＯ3 、ＴｉＯ
2 及びＮｂ2 Ｏ5 の混合物から、Ａｌ2 Ｏ3 中にＢａ
1-x Ｓｒx ＴｉＯ3 及びＢａ1-x Ｓｒx Ｎｂ2 Ｏ6 粉末
（ｘ＝０．５、０．６２５、０．７５）を合成した。最
初に１２００℃で加熱し、続いて１３００℃で加熱し、
最後に中間で粉砕しながら数晩、空気中で１３５０℃で
加熱した。このように反応したすべての出発材料は、粉
末Ｘ線回折により単一相であったが、Ｓｒ.75 Ｂａ.25
Ｎｂ2 Ｏ6 は例外で、公表されている相図とは、明らか
に一致しない。ただし、反応の動力学は、非常に遅い可
能性がある。（エス・ニシガキ（Ｓ．Ｎｉｓｈｉｇａｋ
ｉ）、エイチ・カトー（Ｈ．Ｋａｔｏ）、エス・ヤノ
（Ｓ．Ｙａｎｏ）及びアール・カミムラ（Ｒ．Ｋａｍｉ
ｍｕｒａ）、セラミック・ブリテン（Ｃｅｒａｍｉｃ
Ｂｕｌｌｅｔｉｎ）６６ １４０５（１９８７））。
2 及びＮｂ2 Ｏ5 の混合物から、Ａｌ2 Ｏ3 中にＢａ
1-x Ｓｒx ＴｉＯ3 及びＢａ1-x Ｓｒx Ｎｂ2 Ｏ6 粉末
（ｘ＝０．５、０．６２５、０．７５）を合成した。最
初に１２００℃で加熱し、続いて１３００℃で加熱し、
最後に中間で粉砕しながら数晩、空気中で１３５０℃で
加熱した。このように反応したすべての出発材料は、粉
末Ｘ線回折により単一相であったが、Ｓｒ.75 Ｂａ.25
Ｎｂ2 Ｏ6 は例外で、公表されている相図とは、明らか
に一致しない。ただし、反応の動力学は、非常に遅い可
能性がある。（エス・ニシガキ（Ｓ．Ｎｉｓｈｉｇａｋ
ｉ）、エイチ・カトー（Ｈ．Ｋａｔｏ）、エス・ヤノ
（Ｓ．Ｙａｎｏ）及びアール・カミムラ（Ｒ．Ｋａｍｉ
ｍｕｒａ）、セラミック・ブリテン（Ｃｅｒａｍｉｃ
Ｂｕｌｌｅｔｉｎ）６６ １４０５（１９８７））。
【００１９】これらの粉末は次に、適当な比率で完全に
混合し、組成（Ｂａ1-x Ｓｒx ＴｉＯ3 ）1-y （Ｂａ
1-x Ｓｒx Ｎｂ2 Ｏ6 ）y 、０≦ｙ≦１の１．５グラ
ム、１／２インチ径のペレットを生成し、１３５０−１
３７５℃の温度で、６時間、空気中で燃焼した。いくつ
かの材料では、より高い温度で、部分的な溶融が起っ
た。
混合し、組成（Ｂａ1-x Ｓｒx ＴｉＯ3 ）1-y （Ｂａ
1-x Ｓｒx Ｎｂ2 Ｏ6 ）y 、０≦ｙ≦１の１．５グラ
ム、１／２インチ径のペレットを生成し、１３５０−１
３７５℃の温度で、６時間、空気中で燃焼した。いくつ
かの材料では、より高い温度で、部分的な溶融が起っ
た。
【００２０】このように生成したペレットは、それらの
理論的な密度付近にはなく、従ってそれらの真の理想的
なバルクの値より低い測定誘電定数を有する。燃焼後の
ペレットのＸ線回折測定により、ＢＳＴ及びＢＳＮ相の
混合物であることが示された。ただし、Ｓｒ.75 Ｂａ
.25 材料は例外で、他の相も存在した。燃焼後、ペレッ
ト表面を平滑に研磨し、ブラシでガリウム−インジウム
合金電極を形成した。１００ｋＨｚ、１及び１０ＭＨｚ
の周波数で、−２０ないし＋６０℃の温度において、Ｈ
Ｐ４１９２Ａインピーダンスアナライザにより、誘電定
数を測定した。
理論的な密度付近にはなく、従ってそれらの真の理想的
なバルクの値より低い測定誘電定数を有する。燃焼後の
ペレットのＸ線回折測定により、ＢＳＴ及びＢＳＮ相の
混合物であることが示された。ただし、Ｓｒ.75 Ｂａ
.25 材料は例外で、他の相も存在した。燃焼後、ペレッ
ト表面を平滑に研磨し、ブラシでガリウム−インジウム
合金電極を形成した。１００ｋＨｚ、１及び１０ＭＨｚ
の周波数で、−２０ないし＋６０℃の温度において、Ｈ
Ｐ４１９２Ａインピーダンスアナライザにより、誘電定
数を測定した。
【００２１】（Ｂａ.5Ｓｒ.5ＴｉＯ3 ）1-y （Ｂａ.5Ｓ
ｒ.5Ｎｂ2 Ｏ6 ）y 及び（Ｂａ.25Ｓｒ.75 ＴｉＯ3 ）
1-y （Ｂａ.28 Ｓｒ.75 Ｎｂ2 Ｏ6 ）y セラミックにつ
いての誘電定数の温度依存性の測定結果が、図１及び２
に示されている。検討した各種の材料についての測定さ
れた誘電定数、誘電正接、ＴＣＫ及びＴＣＫ減少係数
が、表１に示されている。図は１００ｋＨｚ（主図面）
及び１０ＭＨｚ（挿入図）の周波数について、パーセン
トのΔＫ／Ｋ20℃対−２０ないし６０℃の範囲の温度を
示す。ＢＳＮ含有量を増すとともに、誘電定数の温度依
存性が、著しくかつ系統的に減少することが、材料の両
方の組について、明らかにわかる。ＴＣＫの減少は両方
の周波数で大きいが、ＢＳＮ中の誘電定数の周波数依存
性により、補償の詳細は異なる。
ｒ.5Ｎｂ2 Ｏ6 ）y 及び（Ｂａ.25Ｓｒ.75 ＴｉＯ3 ）
1-y （Ｂａ.28 Ｓｒ.75 Ｎｂ2 Ｏ6 ）y セラミックにつ
いての誘電定数の温度依存性の測定結果が、図１及び２
に示されている。検討した各種の材料についての測定さ
れた誘電定数、誘電正接、ＴＣＫ及びＴＣＫ減少係数
が、表１に示されている。図は１００ｋＨｚ（主図面）
及び１０ＭＨｚ（挿入図）の周波数について、パーセン
トのΔＫ／Ｋ20℃対−２０ないし６０℃の範囲の温度を
示す。ＢＳＮ含有量を増すとともに、誘電定数の温度依
存性が、著しくかつ系統的に減少することが、材料の両
方の組について、明らかにわかる。ＴＣＫの減少は両方
の周波数で大きいが、ＢＳＮ中の誘電定数の周波数依存
性により、補償の詳細は異なる。
【００２２】表１はセラミック試料について、図１及び
２に示されたようなプロットからとったＴＣＫデータの
要約、絶対的誘電定数及び測定された誘電正接（Ｄ＝１
／Ｑ＝ｔａｎδ）を示す。
２に示されたようなプロットからとったＴＣＫデータの
要約、絶対的誘電定数及び測定された誘電正接（Ｄ＝１
／Ｑ＝ｔａｎδ）を示す。
【表１】
【００２３】補償されていないＢＳＴ試料では高いＫ及
び非常に高いＴＣＫ（たとえばＢａ.5Ｓｒ.5ＴｉＯ3 の
場合、１００ｋＨｚでＴＣＫ＝２７，１００ｐｐｍ／
℃）がみられる。たとえば１０−２０％モル分率といっ
た少量のＢＳＮを添加すると、誘電性の犠牲は小さく、
ＴＣＫは２−６分の１に減少する。測定された誘電定数
の減少は、かなりであるが、ペレット密度又はＢＳＴの
粒径、薄膜ＢＳＴ誘電体の測定されるＫの減少の原因と
同様の要因の違いによる可能性がある。それにもかかわ
らず、誘電定数は大きいままで、ＢＳＴ薄膜で一般に観
測される範囲にある。
び非常に高いＴＣＫ（たとえばＢａ.5Ｓｒ.5ＴｉＯ3 の
場合、１００ｋＨｚでＴＣＫ＝２７，１００ｐｐｍ／
℃）がみられる。たとえば１０−２０％モル分率といっ
た少量のＢＳＮを添加すると、誘電性の犠牲は小さく、
ＴＣＫは２−６分の１に減少する。測定された誘電定数
の減少は、かなりであるが、ペレット密度又はＢＳＴの
粒径、薄膜ＢＳＴ誘電体の測定されるＫの減少の原因と
同様の要因の違いによる可能性がある。それにもかかわ
らず、誘電定数は大きいままで、ＢＳＴ薄膜で一般に観
測される範囲にある。
【００２４】表１はまた、温度に対する誘電定数の変化
が、バルクセラミックスで著しく減少する可能性のある
各種の組成を示す。これらの組成は一般に、約０．６Ｂ
ＳＴ：０．４ＢＳＮの付近にある。ほぼ補償された状態
におけるＫの温度依存性は、大きな正及び負の温度依存
性間の微妙なバランスによるため、Ｋ対Ｔ曲線の詳細な
形は、図１及び２に示されたものより、複雑になる可能
性がある。図３は１００ｋＨｚ及び１０ＭＨｚの両方に
おける最も補償されたいくつかの誘電体についてのＴに
対するＫの変化を、著しく拡大した尺度で示す。いくつ
かの材料の場合、約４０℃の温度範囲で、誘電定数はき
わめてよく補償され、１％の数１０分の１変化するだけ
である。
が、バルクセラミックスで著しく減少する可能性のある
各種の組成を示す。これらの組成は一般に、約０．６Ｂ
ＳＴ：０．４ＢＳＮの付近にある。ほぼ補償された状態
におけるＫの温度依存性は、大きな正及び負の温度依存
性間の微妙なバランスによるため、Ｋ対Ｔ曲線の詳細な
形は、図１及び２に示されたものより、複雑になる可能
性がある。図３は１００ｋＨｚ及び１０ＭＨｚの両方に
おける最も補償されたいくつかの誘電体についてのＴに
対するＫの変化を、著しく拡大した尺度で示す。いくつ
かの材料の場合、約４０℃の温度範囲で、誘電定数はき
わめてよく補償され、１％の数１０分の１変化するだけ
である。
【００２５】ＢＳＴ薄膜は一般に、バルク材料より低い
誘電定数の温度変化を示すから、誘電定数とその温度変
化の許容できる折衷が得られるＢＳＴ−ＢＳＮ比は、用
いるプロセスに依存し、ＢＳＴ薄膜それ自身の特性に依
存する。ある程度の損失はバルクＢＳＴのように、化学
的な添加で改善されるであろうが（エヌ・エー・アンド
ルーバ（Ｎ．Ａ．Ａｎｄｒｅｅｖａ）、オー・エイ・グ
ルシェブスカヤ（Ｏ．Ａ．Ｇｒｕｓｈｅｖｓｋａｙａ）
及びヴィ・アイ・ツコフスキー（Ｖ．Ｉ．Ｚｈｕｋｏｖ
ｓｋｉｉ）、ブリラン・アカデミック・サイエンス（Ｂ
ｕｌｌ．Ａｃａｄ．Ｓｃｉ．）ＵＳＳＲ、フィジックス
・シリーズ（Ｐｈｙｓ．Ｓｅｒ．）２４１２８１（１９
６０））、ＢＳＮ／ＢＳＴ混合物においては、損失はＢ
ＳＴと強誘電体ＢＳＮの真性損失に、支配される可能性
がある。純粋なＢＳＴ薄膜ですでに観測されている非線
形Ｃ−Ｖ曲線は、ＢＳＮ−ＢＳＴ薄膜でも観察されるは
ずで、ある種のヒステリシスのように、それらをＤＲＡ
Ｍで使用することを不可能にする要因ではない。
誘電定数の温度変化を示すから、誘電定数とその温度変
化の許容できる折衷が得られるＢＳＴ−ＢＳＮ比は、用
いるプロセスに依存し、ＢＳＴ薄膜それ自身の特性に依
存する。ある程度の損失はバルクＢＳＴのように、化学
的な添加で改善されるであろうが（エヌ・エー・アンド
ルーバ（Ｎ．Ａ．Ａｎｄｒｅｅｖａ）、オー・エイ・グ
ルシェブスカヤ（Ｏ．Ａ．Ｇｒｕｓｈｅｖｓｋａｙａ）
及びヴィ・アイ・ツコフスキー（Ｖ．Ｉ．Ｚｈｕｋｏｖ
ｓｋｉｉ）、ブリラン・アカデミック・サイエンス（Ｂ
ｕｌｌ．Ａｃａｄ．Ｓｃｉ．）ＵＳＳＲ、フィジックス
・シリーズ（Ｐｈｙｓ．Ｓｅｒ．）２４１２８１（１９
６０））、ＢＳＮ／ＢＳＴ混合物においては、損失はＢ
ＳＴと強誘電体ＢＳＮの真性損失に、支配される可能性
がある。純粋なＢＳＴ薄膜ですでに観測されている非線
形Ｃ−Ｖ曲線は、ＢＳＮ−ＢＳＴ薄膜でも観察されるは
ずで、ある種のヒステリシスのように、それらをＤＲＡ
Ｍで使用することを不可能にする要因ではない。
【００２６】現在の研究の結果は、ＢＳＮの添加によ
り、バルクＢＳＴの誘電定数の温度依存性を著しく抑え
ることが可能であることを示しており、それはＢＳＴ／
ＢＳＮ混合相容量要素を用いたＤＲＡＭのようなデバイ
スの熱的安定性を著しく改善することを、示している。
り、バルクＢＳＴの誘電定数の温度依存性を著しく抑え
ることが可能であることを示しており、それはＢＳＴ／
ＢＳＮ混合相容量要素を用いたＤＲＡＭのようなデバイ
スの熱的安定性を著しく改善することを、示している。
【００２７】本発明で開発した材料の特性は、その薄膜
の形が、マイクロエレクトロニクスにおいて、高い誘電
定数の用途を出現させる上で、かなり関心をもたれるよ
うなものである。
の形が、マイクロエレクトロニクスにおいて、高い誘電
定数の用途を出現させる上で、かなり関心をもたれるよ
うなものである。
【図１】Ｂａ.5Ｓｒ.5ＴｉＯ3 −Ｂａ.5Ｓｒ.5Ｎｂ2 Ｏ
6 バルクセラミックについての−２０ないし６０℃の温
度範囲における１００ｋＨｚ（主図面）及び１０ＭＨｚ
（挿入図面）での測定誘電定数。
6 バルクセラミックについての−２０ないし６０℃の温
度範囲における１００ｋＨｚ（主図面）及び１０ＭＨｚ
（挿入図面）での測定誘電定数。
【図２】Ｂａ.25 Ｓｒ.75 ＴｉＯ3 −Ｂａ.25 Ｓｒ.75
Ｎｂ2 Ｏ6 バルクセラミックについての−２０ないし６
０℃の温度範囲における１００ｋＨｚ（主図面）及び１
０ＭＨｚ（挿入図面）での測定誘電定数。
Ｎｂ2 Ｏ6 バルクセラミックについての−２０ないし６
０℃の温度範囲における１００ｋＨｚ（主図面）及び１
０ＭＨｚ（挿入図面）での測定誘電定数。
【図３】−２０ないし６０℃の範囲におけるいくつかの
ほぼ補償されたＢＳＴ−ＢＳＮセラミックについての誘
電定数の温度依存性。
ほぼ補償されたＢＳＴ−ＢＳＮセラミックについての誘
電定数の温度依存性。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 ジェームス ジョセフ クラジャウスキ
ー
アメリカ合衆国 08869 ニュージャー
シィ，ラリタン，オバート ドライヴ
10
(72)発明者 ウィリアム フレデリック ペック
アメリカ合衆国 08807 ニュージャー
シィ，ブリッジウォーター，マウンテン
サイド レーン 120
(56)参考文献 Ｊ．Ｍ．Ｍａｒｘ， Ｏ．Ｅｋｎｏｙ
ａｎ， Ｈ．Ｆ．Ｔａｙｌｏｒ， ａｎ
ｄ Ｚ．Ｔａｎｇ， Ｒ．Ｒ．Ｎｅｕｒ
ｇａｏｎｋａｒ ，Ｅｌｅｃｔｒｏ−ｏ
ｐｔｉｃ ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ ａｎ
ｄ ｓｅｌｆ−ｐｏｌｉｎｇ ｉｎ ｓ
ｔｒａｉｎ−ｉｎｄｕｃｅｄ ｗａｖｅ
ｇｕｉｄｅｓ ｉｎ ｂａｒｉｕｍｕ
ｓｔｒｏｎｔｉｕｍｕ ｔｉｔａｎａｔ
ｅ，Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ
Ｌｅｔｔｅｒｓ，米国，Ａｍｅｒｉｃａ
ｎ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｐｈｙ
ｓｉｃｓ，1995年 ９月 ４日，67
（10），４ Ｓｅｐｔｅｍｂｅｒ
1995，1381−1383
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
C04B 35/00 - 35/51
Claims (4)
- 【請求項１】 ｘが約０．１ないし約０．９で、混合物
中のＢＳＮに対するＢＳＴのモル比が、約０．９５：
０．０５ないし約０．５：０．５の範囲であるＢａ１−
ｘ Ｓｒｘ ＴｉＯ３ （ＢＳＴ）及びＢａ１−ｘ Ｓ
ｒｘ ＮｂＯ６（ＢＳＮ）の混合物を含む多結晶誘電材
料。 - 【請求項２】 混合物中のＢＳＮに対するＢＳＴのモル
比が、約０．９：０．１ないし約０．５５：０．４５の
範囲である請求項１記載の多結晶誘電材料。 - 【請求項３】 ｘが約０．２５ないし約０．５である請
求項１記載の多結晶誘電材料。 - 【請求項４】 混合物中のＢＳＮに対するＢＳＴのモル
比が、約０．９：０．１ないし約０．５５：０．４５の
範囲である請求項３記載の多結晶誘電材料。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US08/538,317 US5552355A (en) | 1995-10-03 | 1995-10-03 | Compensation of the temperature coefficient of the dielectric constant of barium strontium titanate |
| US08/538317 | 1995-10-03 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09118565A JPH09118565A (ja) | 1997-05-06 |
| JP3530319B2 true JP3530319B2 (ja) | 2004-05-24 |
Family
ID=24146410
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26280596A Expired - Lifetime JP3530319B2 (ja) | 1995-10-03 | 1996-10-03 | 誘電定数の温度係数の補償を達成する誘電材料 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5552355A (ja) |
| EP (1) | EP0767466B1 (ja) |
| JP (1) | JP3530319B2 (ja) |
| KR (1) | KR970021023A (ja) |
| DE (1) | DE69607715T2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10658113B2 (en) | 2018-07-23 | 2020-05-19 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Ceramic dielectric and ceramic electronic component and device |
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|---|---|---|---|---|
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| TW417293B (en) | 1999-08-27 | 2001-01-01 | Taiwan Semiconductor Mfg | Formation of DRAM capacitor |
| US20090258247A1 (en) * | 2008-04-11 | 2009-10-15 | Siemens Power Generation, Inc. | Anisotropic Soft Ceramics for Abradable Coatings in Gas Turbines |
| US20040061990A1 (en) * | 2002-09-26 | 2004-04-01 | Dougherty T. Kirk | Temperature-compensated ferroelectric capacitor device, and its fabrication |
| US8685545B2 (en) | 2012-02-13 | 2014-04-01 | Siemens Aktiengesellschaft | Thermal barrier coating system with porous tungsten bronze structured underlayer |
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| DE1944017A1 (de) * | 1969-08-29 | 1971-03-04 | Blochina Galina P | Verfahren zur Herstellung von auf glaskristallines Material verarbeitbarem Glas |
| JPH0442855A (ja) * | 1990-06-08 | 1992-02-13 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 磁器組成物及びその製造方法 |
| DE69209417T2 (de) * | 1991-09-25 | 1996-11-28 | Murata Manufacturing Co | Nichtreduzierbare dielektrische keramische Zusammensetzung |
-
1995
- 1995-10-03 US US08/538,317 patent/US5552355A/en not_active Expired - Lifetime
-
1996
- 1996-09-25 DE DE69607715T patent/DE69607715T2/de not_active Expired - Lifetime
- 1996-09-25 EP EP96306964A patent/EP0767466B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1996-10-02 KR KR1019960043670A patent/KR970021023A/ko not_active Application Discontinuation
- 1996-10-03 JP JP26280596A patent/JP3530319B2/ja not_active Expired - Lifetime
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Ｊ．Ｍ．Ｍａｒｘ， Ｏ．Ｅｋｎｏｙａｎ， Ｈ．Ｆ．Ｔａｙｌｏｒ， ａｎｄ Ｚ．Ｔａｎｇ， Ｒ．Ｒ．Ｎｅｕｒｇａｏｎｋａｒ ，Ｅｌｅｃｔｒｏ−ｏｐｔｉｃ ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ ａｎｄ ｓｅｌｆ−ｐｏｌｉｎｇ ｉｎ ｓｔｒａｉｎ−ｉｎｄｕｃｅｄ ｗａｖｅｇｕｉｄｅｓ ｉｎ ｂａｒｉｕｍｕ ｓｔｒｏｎｔｉｕｍｕ ｔｉｔａｎａｔｅ，Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ，米国，Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｐｈｙｓｉｃｓ，１９９５年 ９月 ４日，６７（１０），４ Ｓｅｐｔｅｍｂｅｒ １９９５，１３８１−１３８３ |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10658113B2 (en) | 2018-07-23 | 2020-05-19 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Ceramic dielectric and ceramic electronic component and device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE69607715T2 (de) | 2000-11-23 |
| KR970021023A (ko) | 1997-05-28 |
| EP0767466A3 (en) | 1997-07-16 |
| EP0767466A2 (en) | 1997-04-09 |
| JPH09118565A (ja) | 1997-05-06 |
| DE69607715D1 (de) | 2000-05-18 |
| EP0767466B1 (en) | 2000-04-12 |
| US5552355A (en) | 1996-09-03 |
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