JP6915281B2 - Dielectric composition and electronic components - Google Patents

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Description

本発明は、誘電体組成物、および、当該誘電体組成物から構成される誘電体層を備える電子部品に関する。特に、積層セラミックコンデンサ、薄膜コンデンサ等の電子部品の誘電体層に好適な誘電体組成物に関する。 The present invention relates to a dielectric composition and an electronic component comprising a dielectric layer composed of the dielectric composition. In particular, the present invention relates to a dielectric composition suitable for a dielectric layer of electronic components such as multilayer ceramic capacitors and thin film capacitors.

電子部品、例えば、積層セラミックコンデンサ、薄膜コンデンサの小型化、高機能化に伴い、これらの誘電体層に用いられる誘電体材料としては、高い比誘電率を示し、かつ低い誘電損失を示す材料が求められる。さらに、これらの電子部品が搭載された電子機器の作動時には、電子部品に直流電圧が印加されるので、直流電圧に起因する高い電界強度下であっても、誘電体層の絶縁性を維持する必要がある。 As electronic components such as multilayer ceramic capacitors and thin film capacitors have become smaller and more sophisticated, the dielectric materials used for these dielectric layers include materials that exhibit a high relative permittivity and a low dielectric loss. Desired. Further, since a DC voltage is applied to the electronic components when the electronic device on which these electronic components are mounted is operated, the insulating property of the dielectric layer is maintained even under a high electric field strength due to the DC voltage. There is a need.

現在、誘電体材料として広く使用されているBaTiO系の誘電体組成物の比誘電率は500〜6000程度であり、比誘電率が10000を超えることはほとんどない。 Currently, the relative dielectric constant of BaTiO 3 based dielectric compositions are widely used as the dielectric material is about 500 to 6,000, the dielectric constant is seldom exceed 10000.

BaTiO系の誘電体材料と異なる材料系であって、高い比誘電率を示す誘電体材料も種々研究されている。たとえば、特許文献1には、ルチル型結晶構造を有するTiOに、In、Ga等の+3価の元素Aと、Nb、Ta等の+5価の元素Bを共置換した(A3+,B5+)TiO系の誘電体材料が開示されている。特許文献1によれば、この誘電体材料は、+3価元素と+5価元素とを共置換することにより得られる電子ピン止め欠陥双極子機構を利用して、10000を超える高い比誘電率と低い誘電損失とを両立している。 Various dielectric materials that are different from the BaTiO 3 type dielectric material and exhibit a high relative permittivity have also been studied. For example, in Patent Document 1, TiO 2 having a rutile-type crystal structure is co-substituted with a + trivalent element A such as In and Ga and a + pentavalent element B such as Nb and Ta (A 3+ , B 5+). ) TiO 2- based dielectric materials are disclosed. According to Patent Document 1, this dielectric material has a high relative permittivity of over 10,000 and a low relative permittivity of over 10,000 by utilizing an electron pinning defect dipole mechanism obtained by co-substituting a +3 valent element and a +5 valent element. It is compatible with dielectric loss.

また、特許文献2には、主成分のTiOにNbを含有させることにより半導体化させ、さらにBi、CeO、LaTiを含有させた誘電体材料が開示され、この誘電体材料も10000を超える巨大な比誘電率と低い誘電損失とを両立していることが開示されている。 Further, in Patent Document 2, a dielectric material which is made into a semiconductor by containing Nb 2 O 5 in the main component TiO 2 and further contains Bi 2 O 3 , CeO 2 , and La 2 Ti 2 O 7 is described. It is disclosed that this dielectric material also has both a huge relative permittivity exceeding 10,000 and a low dielectric loss.

特表2014−531389号公報Special Table 2014-53138 特開昭55−95204号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 55-9204

しかしながら、特許文献1に記載の誘電体材料では、酸素欠陥を利用し電子を局在化(ピン止め)しているため、当該誘電体材料を用いた誘電体層を備える電子部品に高い直流電圧が印加されると、酸素欠陥が移動し易くなると共に、局在化している電子がホッピング伝導し易くなり、比抵抗が急激に低下してしまうという課題があった。 However, in the dielectric material described in Patent Document 1, since electrons are localized (pinned) by utilizing oxygen defects, a high DC voltage is applied to an electronic component provided with a dielectric layer using the dielectric material. When is applied, there is a problem that oxygen defects are easily moved, localized electrons are easily hopping and conducted, and the specific resistance is sharply lowered.

また、特許文献2に記載の誘電体材料では、含有されているBi、CeO、LaTiが、高い比抵抗を有する粒界を形成しているが、粒界自体は極薄(例えば10nm以下)であるため、高い直流電圧が印加されると、絶縁破壊が生じて比抵抗が急激に低下するという特許文献1と同様な課題があった。 Further, in the dielectric material described in Patent Document 2, the contained Bi 2 O 3 , CeO 2 , and La 2 Ti 2 O 7 form a grain boundary having a high specific resistance, but the grain boundary itself. Is extremely thin (for example, 10 nm or less), so that when a high DC voltage is applied, dielectric breakdown occurs and the specific resistance sharply decreases, which is the same problem as in Patent Document 1.

本発明は、このような実状に鑑みてなされ、その目的は、高い比誘電率(たとえば、10000以上)を示しつつ、直流電圧印加時の高い電界強度下においても高い比抵抗(たとえば、5V/μmにおいて、1.00×10Ωcm以上)を有する誘電体組成物と、その誘電体組成物から構成される誘電体層を備える電子部品を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such an actual situation, and an object of the present invention is to exhibit a high relative permittivity (for example, 10,000 or more) and a high specific resistance (for example, 5 V /) even under a high electric field strength when a DC voltage is applied. in [mu] m, and an object thereof is to provide a dielectric composition having 1.00 × 10 8 Ωcm or higher), the electronic component comprising a formed dielectric layer from the dielectric composition.

上記目的を達成するため、本発明の誘電体組成物は、
[1]組成式Ti1.0000−x−y−z2+δで表され、ルチル型結晶構造を有する複合酸化物を主成分として含み、
AがAl、Ga、Inおよび希土類元素からなる群から選ばれる1つ以上の元素、
BがSi、ZrおよびHfからなる群から選ばれる1つ以上の元素、
CがV、Nb、SbおよびTaからなる群から選ばれる1つ以上の元素であり、
xとyとzとが、
x>0、y>0、z>0、
0.0050≦x+y+z≦0.3000、
2.0000≦(x+z)/y≦20.0000、
0.8000≦x/z≦1.2000
である関係を満足することを特徴とする誘電体組成物である。
In order to achieve the above object, the dielectric composition of the present invention is used.
[1] represented by the formula Ti 1.0000-x-y-z A x B y C z O 2 + δ, comprise a composite oxide having a rutile-type crystal structure as a main component,
One or more elements in which A is selected from the group consisting of Al, Ga, In and rare earth elements,
One or more elements in which B is selected from the group consisting of Si, Zr and Hf,
C is one or more elements selected from the group consisting of V, Nb, Sb and Ta.
x, y, and z are
x> 0, y> 0, z> 0,
0.0050 ≦ x + y + z ≦ 0.3000,
2.0000 ≦ (x + z) / y ≦ 20.0000,
0.8000 ≤ x / z ≤ 1.2000
It is a dielectric composition characterized by satisfying the relationship of.

[2]xとzとが、1.0200<x/z≦1.2000である関係を満足することを特徴とする[1]に記載の誘電体組成物である。 [2] The dielectric composition according to [1], wherein x and z satisfy a relationship of 1.0200 <x / z ≦ 1.2000.

[3]xとyとzとが、
0.8000≦x/z<0.9800、
2.0000≦(x+z)/y≦9.0000
である関係を満足することを特徴とする[1]に記載の誘電体組成物である。
[3] x, y, and z are
0.8000 ≤ x / z <0.9800,
2.0000 ≦ (x + z) / y ≦ 9.0000
The dielectric composition according to [1], which is characterized by satisfying the relationship of.

[4]xとyとzとが、
0.9800≦x/z≦1.0200、
7.0000<(x+z)/y<17.0000
である関係を満足することを特徴とする[1]に記載の誘電体組成物である。
[4] x, y, and z are
0.9800 ≤ x / z ≤ 1.0200,
7.0000 <(x + z) / y <17.0000
The dielectric composition according to [1], which is characterized by satisfying the relationship of.

[5][1]から[4]のいずれかに記載の誘電体組成物を含む誘電体層を備える電子部品である。 [5] An electronic component comprising a dielectric layer containing the dielectric composition according to any one of [1] to [4].

本発明の誘電体組成物が上記の特徴を有することにより、高い比誘電率(たとえば、10000以上)を示しつつ、直流電圧印加時の高い電界強度下においても高い比抵抗(たとえば、5V/μmにおいて、1.00×10Ωcm以上)を有する誘電体組成物と、その誘電体組成物から構成される誘電体層を備える電子部品を提供することができる。 Due to the above-mentioned characteristics, the dielectric composition of the present invention exhibits a high relative permittivity (for example, 10,000 or more) and a high specific resistance (for example, 5 V / μm) even under a high electric field strength when a DC voltage is applied. in, it is possible to provide a dielectric composition, an electronic component comprising a formed dielectric layer from the dielectric composition having 1.00 × 10 8 Ωcm or higher).

図1は、本発明の一実施形態に係る積層セラミックコンデンサの断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view of a multilayer ceramic capacitor according to an embodiment of the present invention.

以下、本発明を、具体的な実施形態に基づき、以下の順序で詳細に説明する。
1.積層セラミックコンデンサ
1.1 積層セラミックコンデンサの全体構成
1.2 誘電体層
1.2.1 誘電体組成物
1.3 内部電極層
1.4 端子電極
2.積層セラミックコンデンサの製造方法
3.本実施形態における効果
4.変形例
Hereinafter, the present invention will be described in detail in the following order based on specific embodiments.
1. 1. Multilayer Ceramic Capacitor 1.1 Overall Composition of Multilayer Ceramic Capacitor 1.2 Dielectric Layer 1.2.1 Dielectric Composition 1.3 Internal Electrode Layer 1.4 Terminal Electrode 2. Manufacturing method of multilayer ceramic capacitors 3. Effect in this embodiment 4. Modification example

(1.積層セラミックコンデンサ)
(1.1 積層セラミックコンデンサの全体構成)
図1に示すように、本実施形態に係る電子部品の一例としての積層セラミックコンデンサ1は、誘電体層2と、内部電極層3と、が交互に積層された構成の素子本体10を有する。この素子本体10の両端部には、素子本体10の内部で交互に配置された内部電極層3と各々導通する一対の外部電極4が形成してある。素子本体10の形状に特に制限はないが、通常、直方体状とされる。また、その寸法にも特に制限はなく、用途に応じて適当な寸法とすればよい。
(1. Multilayer ceramic capacitor)
(1.1 Overall configuration of multilayer ceramic capacitor)
As shown in FIG. 1, the multilayer ceramic capacitor 1 as an example of the electronic component according to the present embodiment has an element main body 10 having a structure in which a dielectric layer 2 and an internal electrode layer 3 are alternately laminated. A pair of external electrodes 4 that conduct with the internal electrode layers 3 alternately arranged inside the element body 10 are formed at both ends of the element body 10. The shape of the element body 10 is not particularly limited, but is usually a rectangular parallelepiped shape. Further, the dimensions are not particularly limited, and the dimensions may be appropriate according to the intended use.

(1.2 誘電体層)
誘電体層2は、後述する本実施形態に係る誘電体組成物から構成されている。その結果、誘電体層2を有する積層セラミックコンデンサは、高い比誘電率(たとえば、10000以上)を示しつつ、かつ、直流電圧印加時の高い電界強度下においても高い比抵抗(たとえば、5V/μmにおいて、1.00×10Ωcm以上)を示すことができる。
(1.2 Dielectric layer)
The dielectric layer 2 is composed of the dielectric composition according to the present embodiment, which will be described later. As a result, the multilayer ceramic capacitor having the dielectric layer 2 exhibits a high relative permittivity (for example, 10,000 or more) and has a high specific resistance (for example, 5 V / μm) even under a high electric field strength when a DC voltage is applied. in may indicate 1.00 × 10 8 Ωcm or higher).

誘電体層2の1層あたりの厚み(層間厚み)は特に限定されず、所望の特性や用途等に応じて任意に設定することができる。通常は、層間厚みは100μm以下であることが好ましく、より好ましくは30μm以下である。本実施形態では、層間厚みの下限は、たとえば3.0μm程度に設定できるが、これよりも薄い厚みであってもよい。本実施形態に係る誘電体組成物によれば、層間厚みを上記の範囲とした場合であっても、上述した効果を十分に得ることができる。 The thickness of the dielectric layer 2 per layer (interlayer thickness) is not particularly limited, and can be arbitrarily set according to desired characteristics, applications, and the like. Usually, the interlayer thickness is preferably 100 μm or less, more preferably 30 μm or less. In the present embodiment, the lower limit of the interlayer thickness can be set to, for example, about 3.0 μm, but the thickness may be thinner than this. According to the dielectric composition according to the present embodiment, even when the interlayer thickness is in the above range, the above-mentioned effect can be sufficiently obtained.

また、誘電体層2の積層数は特に限定されないが、本実施形態では、20以上であることが好ましく、より好ましくは50以上である。 The number of laminated dielectric layers 2 is not particularly limited, but in the present embodiment, it is preferably 20 or more, and more preferably 50 or more.

(1.2.1 誘電体組成物)
本実施形態に係る誘電体組成物は、ルチル型結晶構造を有する複合酸化物を主成分として含有している。当該複合酸化物は、組成式Ti1.0000−x−y−z2+δで表され、二酸化チタン(TiO)において、チタン元素(Ti)の一部を、所定の元素により置換した構成を有している。また、当該複合酸化物では、酸素(O)量が化学量論比であってもよいし、酸素欠陥等により化学量論比から若干偏倚してもよい。化学量論比からの偏倚量は、置換する元素の種類およびそれらの置換量に応じて変化し、上記の組成式において「δ」で表される。
(1.2.1 Dielectric Composition)
The dielectric composition according to the present embodiment contains a composite oxide having a rutile-type crystal structure as a main component. The composite oxide expressed by the formula Ti 1.0000-x-y-z A x B y C z O 2 + δ, in titanium dioxide (TiO 2), a part of the titanium element (Ti), predetermined It has a composition replaced by an element. Further, in the composite oxide, the amount of oxygen (O) may be a stoichiometric ratio, or may be slightly deviated from the stoichiometric ratio due to oxygen defects or the like. The amount of deviation from the stoichiometric ratio varies depending on the type of element to be substituted and the amount of substitution thereof, and is represented by "δ" in the above composition formula.

本実施形態では、Tiを置換する元素は、TiOにおけるTiの価数(+4価)を基準にして、3つの元素グループ(「A」、「B」および「C」)に分けられている。 In the present embodiment, the elements substituting Ti are divided into three element groups (“A”, “B” and “C”) based on the valence (+4 valence) of Ti in TiO 2. ..

上記の組成式における「A」は、Tiの価数(+4価)よりも価数が1小さい+3価の価数を有する元素から構成される。すなわち、「A」に属する元素はアクセプターである。具体的には、「A」は、Al、Ga、Inおよび希土類元素からなる群から選ばれる1つ以上である。なお、希土類元素は、Sc、Y、La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、YbおよびLuからなる群から選ばれる1つ以上である。したがって、「A」は、Al、Ga、In、Sc、Y、La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、YbおよびLuからなる群から選ばれる1つ以上である。 "A" in the above composition formula is composed of an element having a valence of +3 valence, which is one less than the valence of Ti (+4 valence). That is, the element belonging to "A" is an acceptor. Specifically, "A" is one or more selected from the group consisting of Al, Ga, In and rare earth elements. The rare earth element is one or more selected from the group consisting of Sc, Y, La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb and Lu. .. Therefore, "A" is from the group consisting of Al, Ga, In, Sc, Y, La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb and Lu. One or more to be chosen.

上記の組成式における「x」は、複合酸化物において、「A」がTiを置換している割合(アクセプター量)を示している。本実施形態では、x>0であり、0.0010以上であることが好ましい。「x」の上限は、後述する「y」および「z」との関係により決まる。 The "x" in the above composition formula indicates the ratio (acceptor amount) in which "A" replaces Ti in the composite oxide. In this embodiment, x> 0, preferably 0.0010 or more. The upper limit of "x" is determined by the relationship with "y" and "z" described later.

上記の組成式における「B」は、Tiの価数(+4価)と同じ価数を有する元素から構成される。具体的には、「B」は、Si、Zr、Hfからなる群から選ばれる1つ以上であり、少なくともZrを含むことが好ましい。 "B" in the above composition formula is composed of an element having the same valence as the valence of Ti (+4 valence). Specifically, "B" is one or more selected from the group consisting of Si, Zr, and Hf, and preferably contains at least Zr.

上記の組成式における「y」は、複合酸化物において、「B」がTiを置換している割合(Bの置換量)を示している。本実施形態では、y>0であり、0.0010以上であることが好ましい。「y」の上限は、上述した「x」および後述する「z」との関係により決まる。 “Y” in the above composition formula indicates the ratio of “B” substituting Ti (substitution amount of B) in the composite oxide. In this embodiment, y> 0, preferably 0.0010 or more. The upper limit of "y" is determined by the relationship between "x" described above and "z" described later.

上記の組成式における「C」は、Tiの価数(+4価)よりも価数が1大きい+5価の価数を有する元素から構成される。すなわち、「C」に属する元素はドナーである。具体的には、「C」は、V、Nb、SbおよびTaからなる群から選ばれる1つ以上であり、少なくともNbを含むことが好ましい。 "C" in the above composition formula is composed of an element having a valence of +5 valence, which is one higher in valence than the valence of Ti (+4 valence). That is, the element belonging to "C" is a donor. Specifically, "C" is one or more selected from the group consisting of V, Nb, Sb and Ta, and preferably contains at least Nb.

上記の組成式における「z」は、複合酸化物において、「C」がTiを置換している割合(ドナー量)を示している。本実施形態では、z>0であり、0.0010以上であることが好ましい。「z」の上限は、上述した「x」および「y」との関係により決まる。 “Z” in the above composition formula indicates the ratio (donor amount) of “C” substituting Ti in the composite oxide. In this embodiment, z> 0, preferably 0.0010 or more. The upper limit of "z" is determined by the relationship with "x" and "y" described above.

本実施形態では、複合酸化物において、アクセプターとして働く「A」と、ドナーとして働く「C」とを含有させ(Tiを置換し)、さらに、Tiと同じ価数を有する「B」を含有させている(Tiを置換している)。そして、「x」、「y」および「z」、すなわち、Tiに対する「A」の置換量(アクセプター量)、「B」の置換量および「C」の置換量(ドナー量)が所定の関係を満足するよう制御することにより、非常に高い誘電率(たとえば、10000以上)を示しつつ、直流電圧印加時の高い電界強度下においても高い比抵抗(たとえば、5V/μmにおいて1.0×10Ωcm以上)を得ることができる。 In the present embodiment, the composite oxide contains "A" that acts as an acceptor and "C" that acts as a donor (replaces Ti), and further contains "B" having the same valence as Ti. (Replaces Ti). Then, "x", "y" and "z", that is, the substitution amount of "A" with respect to Ti (acceptor amount), the substitution amount of "B" and the substitution amount of "C" (donor amount) have a predetermined relationship. By controlling so as to satisfy, while exhibiting a very high dielectric constant (for example, 10,000 or more), a high specific resistance (for example, 1.0 × 10 at 5 V / μm) even under a high electric field strength when a DC voltage is applied. 8 Ωcm or more) can be obtained.

具体的には、Tiを置換する元素(「A」、「B」および「C」)の総置換量、「B」の置換量とアクセプター量およびドナー量の合計との比率、アクセプター量とドナー量との比率を制御している。本実施形態では、総置換量が、0.0050≦x+y+z≦0.3000である関係を満足し、「B」の置換量とアクセプター量およびドナー量の合計との比率が、2.0000≦(x+z)/y≦20.0000である関係を満足し、アクセプター量とドナー量との比率が、0.8000≦x/z≦1.2000である関係を満足する。 Specifically, the total substitution amount of the elements that replace Ti ("A", "B", and "C"), the ratio of the substitution amount of "B" to the total of the acceptor amount and the donor amount, the acceptor amount and the donor. It controls the ratio with the amount. In the present embodiment, the relationship that the total substitution amount is 0.0050 ≦ x + y + z ≦ 0.3000 is satisfied, and the ratio of the replacement amount of “B” to the total of the acceptor amount and the donor amount is 2.000 ≦ ( The relationship of x + z) / y ≦ 20.000 is satisfied, and the relationship of the ratio of the acceptor amount to the donor amount is 0.8000 ≦ x / z ≦ 1.2000.

本実施形態では、総置換量、および、「B」の置換量とアクセプター量およびドナー量の合計との比率を上記の範囲内とすることにより、直流電圧印加時の高い電界強度下においても高い比抵抗を得ることができる。一方、総置換量および「B」の置換量とアクセプター量およびドナー量の合計との比率が上記の関係を満足しない場合、高い直流電圧が印加されると、比抵抗が急激に低下してしまう傾向にある。 In the present embodiment, the total replacement amount and the ratio of the replacement amount of "B" to the total of the acceptor amount and the donor amount are within the above ranges, so that the total replacement amount is high even under a high electric field strength when a DC voltage is applied. Specific resistance can be obtained. On the other hand, if the ratio of the total substitution amount and the substitution amount of "B" to the sum of the acceptor amount and the donor amount does not satisfy the above relationship, the specific resistance sharply decreases when a high DC voltage is applied. There is a tendency.

また、総置換量、および、アクセプター量とドナー量との比率を上記の範囲内とすることにより、非常に高い比誘電率が得られる。一方、アクセプター量とドナー量との比率が小さすぎる場合、高い比誘電率は得られるものの、誘電損失が大きくなってしまう傾向にある。また、アクセプター量とドナー量との比率が大きすぎる場合は、高い比誘電率が得られない傾向にある。 Further, by setting the total substitution amount and the ratio of the acceptor amount and the donor amount within the above ranges, a very high relative permittivity can be obtained. On the other hand, if the ratio of the acceptor amount to the donor amount is too small, a high relative permittivity can be obtained, but the dielectric loss tends to be large. Further, if the ratio between the acceptor amount and the donor amount is too large, a high relative permittivity tends not to be obtained.

したがって、非常に高い誘電率と直流電圧印加時の高い電界強度下における高い比抵抗とを両立するには、Tiを置換する元素の総置換量、「B」の置換量とアクセプター量およびドナー量の合計との比率、および、アクセプター量とドナー量との比率の全てが上記の関係を満足する必要がある。 Therefore, in order to achieve both a very high dielectric constant and a high resistivity under a high electric field strength when a DC voltage is applied, the total substitution amount of the element that replaces Ti, the substitution amount of "B", the acceptor amount, and the donor amount All of the ratio to the total and the ratio of the acceptor amount to the donor amount need to satisfy the above relationship.

非常に高い誘電率が得られる要因としては、たとえば以下のような説明が可能である。すなわち、ルチル型結晶構造を有するTiOのTiの一部を、ドナーである+5価元素「C」(V、Nb、Sb、Taから選ばれる少なくとも1つ)で置換することにより、負に帯電した電子が生成される。しかしながら、ドナーのみを導入しただけでは、通常は、電子のホッピング伝導が促進されるので、比抵抗が低下してしまう。 For example, the following can be explained as a factor for obtaining a very high dielectric constant. That is, it is negatively charged by substituting a part of Ti of TiO 2 having a rutile crystal structure with a donor + pentavalent element "C" (at least one selected from V, Nb, Sb, and Ta). The generated electrons are generated. However, if only the donor is introduced, the hopping conduction of electrons is usually promoted, so that the resistivity is lowered.

そのため、さらに、TiOのTiの一部を、アクセプターである+3価元素「A」(Al、Ga、In及び希土類元素から選ばれる少なくとも1つ)で置換することにより、正に帯電した酸素欠陥を生成させ、この生成した酸素欠陥により生成した電子をピン止めする。その結果、電子の移動が抑制されるため、比抵抗の低下が抑制できる。このとき、生成した電子が酸素欠陥によるピン止め効果の及ぶ範囲でTi−Tiの格子間を移動するため、酸素欠陥を利用した欠陥双極子が形成され、欠陥双極子の存在に起因する巨大な比誘電率を得ることが可能となる。 Therefore, by further substituting a part of Ti of TiO 2 with the + trivalent element "A" (at least one selected from Al, Ga, In and rare earth elements) which is an acceptor, a positively charged oxygen defect Is generated, and the electrons generated by this generated oxygen defect are pinned. As a result, the movement of electrons is suppressed, so that the decrease in resistivity can be suppressed. At this time, the generated electrons move between the Ti-Ti lattices within the range of the pinning effect due to the oxygen defect, so that a defective dipole using the oxygen defect is formed, which is huge due to the existence of the defective dipole. It is possible to obtain the relative permittivity.

また、直流電圧印加時の高い電界強度下において高い比抵抗が得られる要因としては、たとえば、以下のように推測することができる。アクセプターの導入により生成される酸素欠陥は、高い直流電圧が印加されると移動し易くなると共に、ピン止めされていた電子もピン止め効果の影響が減少し、電子のホッピング伝導が起り易くなる。このため、高い直流電圧下では、比抵抗が急激に低下する。 Further, as a factor for obtaining a high resistivity under a high electric field strength when a DC voltage is applied, it can be estimated as follows, for example. Oxygen defects generated by the introduction of the acceptor are easily moved when a high DC voltage is applied, and the influence of the pinning effect on the pinned electrons is reduced, so that hopping conduction of electrons is likely to occur. Therefore, under a high DC voltage, the specific resistance drops sharply.

本実施形態では、この比抵抗の急激な低下を抑制するために、Tiと同じ価数を有する+4価元素「B」(Si、Zr、Hfから選ばれる少なくとも1つ)でTiOのTiの一部を置換し、+3価元素「A」の置換量(アクセプター量)と、+5価元素「C」の置換量(ドナー量)と、+4価元素「B」の置換量とを制御することにより、これらの元素間に生じる相互作用が酸素欠陥の移動を抑制し電子をピン止めする効果を強めることが可能となり、直流電圧印加時の高い電界強度下においても比抵抗の低下が抑制できると考えている。 In the present embodiment, in order to suppress this sudden decrease in resistivity, the + tetravalent element "B" (at least one selected from Si, Zr, and Hf) having the same valence as Ti is used as the Ti of TiO 2. Partially substituted to control the substitution amount (acceptor amount) of the +3 valent element "A", the substitution amount (donor amount) of the +5 valent element "C", and the substitution amount of the +4 valent element "B". As a result, the interaction between these elements can suppress the movement of oxygen defects and enhance the effect of pinning electrons, and the decrease in resistivity can be suppressed even under high electric field strength when a DC voltage is applied. thinking.

したがって、TiOに対し、アクセプターおよびドナーを導入するだけでなく、Tiと異なり、Tiと同じ価数を有する元素を導入することにより初めて、アクセプターおよびドナーを導入しただけでは得られない相互作用を生じさせることができる。その結果、「B」の置換量とアクセプター量およびドナー量の合計との比率を上述した範囲内とすることにより、高い比誘電率と直流電圧印加時の高い電界強度下における高い比抵抗とを両立することができる。 Therefore, not only by introducing an acceptor and a donor to TiO 2 , but also by introducing an element having the same valence as Ti, unlike Ti, an interaction that cannot be obtained only by introducing an acceptor and a donor can be obtained. Can be caused. As a result, by setting the ratio of the substitution amount of "B" to the total of the acceptor amount and the donor amount within the above-mentioned range, a high relative permittivity and a high specific resistance under a high electric field strength when a DC voltage is applied can be obtained. It can be compatible.

本実施形態では、xとzとが、1.0200<x/z≦1.2000の関係を満足することが好ましい。すなわち、「A」の置換量(アクセプター量)が「C」の置換量(ドナー量)よりも多い上記の範囲(「A」リッチの範囲)とすることで、酸素欠陥の移動抑制と電子をピン止めする効果とを更に強めることが可能となる。その結果、直流電圧印加時の高い電界強度下において、より高い比抵抗が得られやすい傾向にある。 In this embodiment, it is preferable that x and z satisfy the relationship of 1.0200 <x / z ≦ 1.2000. That is, by setting the substitution amount (acceptor amount) of "A" to be larger than the substitution amount (donor amount) of "C" in the above range ("A" rich range), the movement of oxygen defects can be suppressed and electrons can be suppressed. It is possible to further strengthen the pinning effect. As a result, a higher specific resistance tends to be easily obtained under a high electric field strength when a DC voltage is applied.

また、xとzとが、0.8000≦x/z<0.9800の関係を満足する場合、xとyとzとが、2.0000≦(x+z)/y≦9.0000の関係を満足することが好ましい。すなわち、「A」の置換量(アクセプター量)が「C」の置換量(ドナー量)よりも少ない上記の範囲(「C」リッチの範囲)である場合、「A」の置換量(アクセプター量)と「C」の置換量(ドナー量)との合計量と、「B」の置換量(+4価元素量)との比率を上記の範囲とすることで、酸素欠陥の移動抑制と電子をピン止めする効果とを更に強めることが可能となる。その結果、直流電圧印加時の高い電界強度下において、より高い比抵抗が得られやすい傾向にある。 Further, when x and z satisfy the relationship of 0.8000 ≦ x / z <0.9800, the relationship of x, y and z is 2.0000 ≦ (x + z) / y ≦ 9.0000. It is preferable to be satisfied. That is, when the substitution amount (acceptor amount) of "A" is smaller than the substitution amount (donor amount) of "C" in the above range ("C" rich range), the substitution amount (acceptor amount) of "A" ) And the total amount of the substitution amount (donor amount) of "C" and the substitution amount of "B" (+ tetravalent element amount) within the above range, the movement of oxygen defects can be suppressed and electrons can be suppressed. It is possible to further strengthen the pinning effect. As a result, a higher specific resistance tends to be easily obtained under a high electric field strength when a DC voltage is applied.

また、xとzとが、0.9800≦x/z≦1.0200の関係を満足する場合、xとyとzとが、7.0000<(x+z)/y<17.0000の関係を満足することが好ましい。すなわち、「A」の置換量(アクセプター量)と、「C」の置換量(ドナー量)とが等量に近い範囲内である場合、「A」の置換量(アクセプター量)と「C」の置換量(ドナー量)との合計量と、「B」の置換量(+4価元素量)との比率を上記の範囲とすることで、酸素欠陥の移動抑制と電子をピン止めする効果とを更に強めることが可能となる。その結果、直流電圧印加時の高い電界強度下において、より高い比抵抗が得られやすい傾向にある。 Further, when x and z satisfy the relationship of 0.9800 ≦ x / z ≦ 1.0200, the relationship between x, y and z is 7.00000 <(x + z) / y <17.0000. It is preferable to be satisfied. That is, when the substitution amount (acceptor amount) of "A" and the substitution amount (donor amount) of "C" are within a range close to the equal amount, the substitution amount (acceptor amount) of "A" and "C" By setting the ratio of the total amount of the substitution amount (donor amount) of "B" to the substitution amount of "B" (+ tetravalent element amount) in the above range, the effect of suppressing the movement of oxygen defects and pinning electrons can be obtained. Can be further strengthened. As a result, a higher specific resistance tends to be easily obtained under a high electric field strength when a DC voltage is applied.

このように、本実施形態に係る誘電体組成物は、高い比誘電率と、直流電圧印加時の高い電界強度下における高い比抵抗とを両立できるため、小型かつ大容量の積層セラミックコンデンサ、低背かつ大容量の薄膜コンデンサ等の電子部品の誘電体層として好適に用いることができる。 As described above, the dielectric composition according to the present embodiment can achieve both a high relative permittivity and a high specific resistance under a high electric field strength when a DC voltage is applied. It can be suitably used as a dielectric layer of an electronic component such as a thin film capacitor having a large back and a large capacity.

また、本実施形態に係る誘電体組成物は、本発明の効果を奏する範囲内において、微量な不純物、副成分等を含んでいてもよい。このような成分としては、たとえば、Mn、Ca、Ba,Zn等が例示される。したがって、主成分の含有量は特に限定されるものではないが、たとえば主成分を含有する誘電体組成物全体に対して70mol%以上、100mol%以下である。 In addition, the dielectric composition according to the present embodiment may contain trace amounts of impurities, subcomponents, etc. within the range in which the effects of the present invention are exhibited. Examples of such a component include Mn, Ca, Ba, Zn and the like. Therefore, the content of the main component is not particularly limited, but is, for example, 70 mol% or more and 100 mol% or less with respect to the entire dielectric composition containing the main component.

(1.3 内部電極層)
本実施形態では、内部電極層3は、各端面が素子本体10の対向する2端部の表面に交互に露出するように積層してある。
(1.3 Internal electrode layer)
In the present embodiment, the internal electrode layers 3 are laminated so that their end faces are alternately exposed on the surfaces of the two opposing ends of the element body 10.

内部電極層3に含有される導電材は特に限定されないが、Ni、Ni系合金、CuまたはCu系合金が好ましい。なお、Ni、Ni系合金、CuまたはCu系合金中には、P等の各種微量成分が0.1質量%程度以下含まれていてもよい。また、内部電極層3は、市販の電極用ペーストを使用して形成してもよい。内部電極層3の厚さは用途等に応じて適宜決定すればよい。 The conductive material contained in the internal electrode layer 3 is not particularly limited, but Ni, Ni-based alloys, Cu or Cu-based alloys are preferable. The Ni, Ni-based alloy, Cu, or Cu-based alloy may contain various trace components such as P in an amount of about 0.1% by mass or less. Further, the internal electrode layer 3 may be formed by using a commercially available electrode paste. The thickness of the internal electrode layer 3 may be appropriately determined according to the application and the like.

(1.4 外部電極)
本実施形態では、一対の外部電極4は、素子本体10の両端部に形成され、交互に配置された内部電極層3の露出端面に接続されて、コンデンサ回路を構成する。外部電極4に含有される導電材は特に限定されない。本実施形態では、安価なNi、Cu、耐熱性の高いAu、Ag、Pd、これらの合金等の種々の導電材を用いることができる。外部電極4の厚さは用途等に応じて適宜決定されればよいが、通常、10〜50μm程度であることが好ましい。
(1.4 External electrode)
In the present embodiment, the pair of external electrodes 4 are formed at both ends of the element body 10 and are connected to the exposed end faces of the alternately arranged internal electrode layers 3 to form a capacitor circuit. The conductive material contained in the external electrode 4 is not particularly limited. In this embodiment, various conductive materials such as inexpensive Ni, Cu, highly heat-resistant Au, Ag, Pd, and alloys thereof can be used. The thickness of the external electrode 4 may be appropriately determined depending on the application and the like, but is usually preferably about 10 to 50 μm.

(2.積層セラミックコンデンサの製造方法)
次に、図1に示す積層セラミックコンデンサ1の製造方法の一例について以下に説明する。
(2. Manufacturing method of multilayer ceramic capacitor)
Next, an example of a method for manufacturing the multilayer ceramic capacitor 1 shown in FIG. 1 will be described below.

本実施形態に係る積層セラミックコンデンサ1は、従来の積層セラミックコンデンサと同様に、ペーストを用いた通常の印刷法やシート法によりグリーンチップを作製し、これを焼成して素子本体を得た後、素子本体に外部電極を印刷又は転写して焼成することにより製造される。以下、製造方法について具体的に説明する。 As for the multilayer ceramic capacitor 1 according to the present embodiment, as in the case of the conventional multilayer ceramic capacitor, a green chip is produced by a normal printing method or a sheet method using a paste, and the green chip is fired to obtain an element main body. It is manufactured by printing or transferring an external electrode on the element body and firing it. Hereinafter, the manufacturing method will be specifically described.

まず、誘電体組成物の出発原料を準備する。出発原料としては、上記の誘電体組成物を構成する複合酸化物に含まれる金属の酸化物やその混合物、複合酸化物を用いることができる。その他、焼成により上記した酸化物や複合酸化物となる各種化合物、たとえば炭酸塩、シュウ酸塩、硝酸塩、水酸化物、有機金属化合物等から適宜選択し、混合して用いることができる。たとえば、上記の「A」がGa、「B」がZr、「C」がNbである場合には、TiO粉末、Ga粉末、ZrO粉末およびNb粉末を準備すればよい。なお、各粉末の平均粒子径は1.0μm以下であることが好ましい。 First, a starting material for the dielectric composition is prepared. As a starting material, a metal oxide contained in the composite oxide constituting the above-mentioned dielectric composition, a mixture thereof, or a composite oxide can be used. In addition, various compounds that become oxides and composite oxides by firing, such as carbonates, oxalates, nitrates, hydroxides, and organic metal compounds, can be appropriately selected and mixed for use. For example, when the above "A" is Ga, "B" is Zr, and "C" is Nb, TiO 2 powder, Ga 2 O 3 powder, ZrO 2 powder, and Nb 2 O 5 powder may be prepared. good. The average particle size of each powder is preferably 1.0 μm or less.

準備した出発原料を、所定の割合に秤量した後、ボールミル等を用いて所定の時間、湿式混合を行う。混合粉を乾燥後、大気中において1000℃以下の熱処理を行い、複合酸化物の仮焼き粉末を得る。 The prepared starting raw material is weighed to a predetermined ratio, and then wet-mixed for a predetermined time using a ball mill or the like. After the mixed powder is dried, it is heat-treated at 1000 ° C. or lower in the air to obtain a calcined powder of the composite oxide.

続いて、上記で得られた仮焼き粉末を塗料化して、誘電体層用ペーストを調製する。誘電体層用ペーストは、誘電体混合粉末と有機ビヒクルとを混練した有機系の塗料であってもよく、水系の塗料であってもよい。 Subsequently, the calcined powder obtained above is made into a paint to prepare a paste for a dielectric layer. The paste for the dielectric layer may be an organic paint obtained by kneading a mixed dielectric powder and an organic vehicle, or may be a water-based paint.

有機ビヒクルとは、バインダを有機溶剤中に溶解したものである。有機ビヒクルに用いるバインダは特に限定されず、エチルセルロース、ポリビニルブチラール等の通常の各種バインダから適宜選択すればよい。用いる有機溶剤も特に限定されず、印刷法やシート法など、利用する方法に応じて、テルピネオール、ブチルカルビトール、アセトン等の各種有機溶剤から適宜選択すればよい。 An organic vehicle is a binder dissolved in an organic solvent. The binder used for the organic vehicle is not particularly limited, and may be appropriately selected from various ordinary binders such as ethyl cellulose and polyvinyl butyral. The organic solvent to be used is not particularly limited, and various organic solvents such as terpineol, butyl carbitol, and acetone may be appropriately selected depending on the method to be used such as a printing method and a sheet method.

また、誘電体層用ペーストを水系の塗料とする場合には、水溶性のバインダや分散剤等を水に溶解させた水系ビヒクルと、誘電体原料とを混練すればよい。水系ビヒクルに用いる水溶性バインダは特に限定されず、たとえば、ポリビニルアルコール、セルロース、水溶性アクリル樹脂等を用いればよい。 When the paste for the dielectric layer is used as a water-based paint, the water-based vehicle in which a water-soluble binder, a dispersant, or the like is dissolved in water may be kneaded with the dielectric material. The water-soluble binder used in the water-based vehicle is not particularly limited, and for example, polyvinyl alcohol, cellulose, a water-soluble acrylic resin, or the like may be used.

内部電極層用ペーストは、上記した各種導電性金属、その合金からなる導電材、あるいは、焼成後に上記した導電材となる各種酸化物、有機金属化合物、レジネート等と、上記した有機ビヒクルとを混練して調製する。 The paste for the internal electrode layer is obtained by kneading the above-mentioned various conductive metals, a conductive material made of an alloy thereof, various oxides, an organometallic compound, a resinate, etc., which become the above-mentioned conductive material after firing, and the above-mentioned organic vehicle. To prepare.

外部電極用ペーストは、上記した内部電極層用ペーストと同様にして調製すればよい。 The paste for the external electrode may be prepared in the same manner as the paste for the internal electrode layer described above.

上記した各ペースト中の有機ビヒクルの含有量に特に制限はなく、通常の含有量、例えば、バインダは1質量%〜5質量%程度、溶剤は10質量%〜50質量%程度とすれば良い。また、各ペースト中には、必要に応じて各種分散剤、可塑剤、誘電体、絶縁体等から選択される添加物が含有されていてもよい。これらの総含有量は、10質量%以下とすることが好ましい。 The content of the organic vehicle in each of the above-mentioned pastes is not particularly limited, and may be a normal content, for example, about 1% by mass to 5% by mass for the binder and about 10% by mass to 50% by mass for the solvent. Further, each paste may contain an additive selected from various dispersants, plasticizers, dielectrics, insulators and the like, if necessary. The total content of these is preferably 10% by mass or less.

印刷法を用いる場合、誘電体層用ペーストおよび内部電極層用ペーストを、PET等の基板上に印刷、積層し、所定形状に切断した後、基板から剥離してグリーンチップとする。 When the printing method is used, the paste for the dielectric layer and the paste for the internal electrode layer are printed and laminated on a substrate such as PET, cut into a predetermined shape, and then peeled from the substrate to obtain a green chip.

また、シート法を用いる場合、誘電体層用ペーストを用いてグリーンシートを形成し、この上に内部電極層用ペーストを印刷した後、これらを積層してグリーンチップとする。 When the sheet method is used, a green sheet is formed using the paste for the dielectric layer, the paste for the internal electrode layer is printed on the green sheet, and then these are laminated to form a green chip.

焼成前に、グリーンチップに脱バインダ処理を施す。脱バインダ条件としては、昇温速度を好ましくは5℃/時間〜300℃/時間、保持温度を好ましくは180℃〜500℃、温度保持時間を好ましくは0.5時間〜24時間とする。また、雰囲気は、空気もしくは還元雰囲気とする。また、上記した脱バインダ処理において、Nガスや混合ガス等を加湿するには、たとえばウェッター等を使用すればよい。この場合、水温は5℃〜75℃程度が好ましい。 Before firing, the green chips are debindered. As the binder removal conditions, the temperature rising rate is preferably 5 ° C./hour to 300 ° C./hour, the holding temperature is preferably 180 ° C. to 500 ° C., and the temperature holding time is preferably 0.5 hour to 24 hours. The atmosphere is air or a reducing atmosphere. Further, in the above binder removal processing, to wet the N 2 gas and mixed gas, etc., for example, it may be used to wetter like. In this case, the water temperature is preferably about 5 ° C. to 75 ° C.

また、焼成時の保持温度は、好ましくは1250℃〜1450℃、より好ましくは1300℃〜1400℃である。保持温度が上記の範囲未満であると焼結体の緻密化が不十分となり、上記の範囲を超えると、内部電極層の異常焼結による電極の途切れが生じ易く、内部電極層を構成する材料の拡散に起因して温度に対する静電容量の変化率が大きく成り易い。また、上記の範囲を超えると結晶粒子が粗大化して、焼結体の絶縁性を低下させてしまう恐れがある。 The holding temperature during firing is preferably 1250 ° C to 1450 ° C, more preferably 1300 ° C to 1400 ° C. If the holding temperature is less than the above range, the densification of the sintered body becomes insufficient, and if it exceeds the above range, the electrode is likely to be interrupted due to abnormal sintering of the internal electrode layer, and the material constituting the internal electrode layer. The rate of change of capacitance with respect to temperature tends to be large due to the diffusion of. Further, if it exceeds the above range, the crystal particles may become coarse and the insulating property of the sintered body may be deteriorated.

また、昇温速度を好ましくは200℃/時間〜1000℃/時間、より好ましくは200℃/時間〜500℃/時間とする。また、焼結後の結晶粒子の粒度分布を0.5μm〜5.0μmの範囲内に制御するために、温度保持時間を好ましくは1.0時間〜24.0時間、より好ましくは2.0時間〜10.0時間、冷却速度を好ましくは100℃/時間〜500℃/時間、より好ましくは200℃/時間〜300℃/時間とする。 The rate of temperature rise is preferably 200 ° C./hour to 1000 ° C./hour, and more preferably 200 ° C./hour to 500 ° C./hour. Further, in order to control the particle size distribution of the crystal particles after sintering within the range of 0.5 μm to 5.0 μm, the temperature holding time is preferably 1.0 hour to 24.0 hours, more preferably 2.0. The cooling rate is preferably 100 ° C./hour to 500 ° C./hour, more preferably 200 ° C./hour to 300 ° C./hour.

また、焼成雰囲気としては、加湿したNとHとの混合ガスを用い、酸素分圧が10−2〜10−9Paであることが好ましい。より好ましくは、酸素分圧が10−2〜10−5Paである。 Further, as the firing atmosphere, it is preferable to use a mixed gas of humidified N 2 and H 2 and to have an oxygen partial pressure of 10-2 to 10-9 Pa. More preferably, the oxygen partial pressure is 10-2 to 10-5 Pa.

焼成後、得られた素子本体に対し、必要に応じてアニール処理を行う。アニール処理条件は、公知の条件とすればよく、たとえば、アニール処理時の酸素分圧を焼成時の酸素分圧よりも高い酸素分圧とし、保持温度を1000℃以下とすることが好ましい。 After firing, the obtained element body is annealed as necessary. The annealing treatment conditions may be known conditions. For example, it is preferable that the oxygen partial pressure during the annealing treatment is higher than the oxygen partial pressure during firing and the holding temperature is 1000 ° C. or lower.

また、上記の脱バインダ処理、焼成およびアニール処理は、独立して行ってもよく、連続して行ってもよい。 Further, the above-mentioned debinder treatment, firing and annealing treatment may be performed independently or continuously.

上記のようにして得られた焼結体(素子本体)の誘電体層に含まれる複合酸化物は、上述した組成式で表され、ルチル型結晶構造を有している。この焼結体に、例えばバレル研磨やサンドブラスト等により端面研磨を施し、外部電極用ペーストを塗布して焼成し、外部電極4を形成する。そして、必要に応じ、外部電極4表面に、めっき等により被覆層を形成する。 The composite oxide contained in the dielectric layer of the sintered body (device body) obtained as described above is represented by the above-mentioned composition formula and has a rutile-type crystal structure. The sintered body is subjected to end face polishing by, for example, barrel polishing or sandblasting, and an external electrode paste is applied and fired to form an external electrode 4. Then, if necessary, a coating layer is formed on the surface of the external electrode 4 by plating or the like.

(3.本実施形態における効果)
本実施形態では、誘電体組成物を構成する複合酸化物として、二酸化チタン(TiO)のチタン(Ti)の一部を、アクセプター元素およびドナー元素により置換するだけでなく、Tiと同じ価数を有する元素(+4価元素)もTiの一部を置換している。
(3. Effect in this embodiment)
In the present embodiment, as the composite oxide constituting the dielectric composition , not only a part of titanium (Ti) of titanium dioxide (TiO 2 ) is replaced with an acceptor element and a donor element, but also the same valence as Ti. The element having (+4 valent element) also replaces a part of Ti.

そして、置換元素の総置換量(x+y+z)と、アクセプター量(x)とドナー量(z)との比率と、を所定の範囲に制御することにより、酸素欠陥を利用する欠陥双極子機構に起因する非常に大きな比誘電率を発現させることができる。 Then, by controlling the total substitution amount (x + y + z) of the substitution element and the ratio of the acceptor amount (x) and the donor amount (z) within a predetermined range, it is caused by the defect dipole mechanism utilizing oxygen defects. It is possible to develop a very large relative permittivity.

さらに、置換元素の総置換量(x+y+z)と、アクセプター量(x)およびドナー量(z)の合計量と+4価元素の置換量(y)との比率と、を所定の範囲に制御することにより、アクセプター(A)、ドナー(C)、+4価元素(B)間に相互作用が生じて、電子をピン止めする効果を強めることができる。その結果、直流電圧印加時の高い電界強度下においても比抵抗の低下を抑制することができる。換言すれば、比抵抗の電圧依存性を小さくすることができる。 Further, the total substitution amount (x + y + z) of the substitution element, the total amount of the acceptor amount (x) and the donor amount (z), and the ratio of the substitution amount (y) of the + tetravalent element are controlled within a predetermined range. As a result, an interaction occurs between the acceptor (A), the donor (C), and the + tetravalent element (B), and the effect of pinning the electron can be strengthened. As a result, it is possible to suppress a decrease in specific resistance even under a high electric field strength when a DC voltage is applied. In other words, the voltage dependence of the resistivity can be reduced.

すなわち、TiOにおいて、価数の違いにより区分される3つの元素グループ(A、BおよびC)に属する元素でTiの一部を置換し、3つの元素グループに属する元素の置換量の関係を上述した範囲内とすることにより、非常に高い比誘電率(たとえば、10000以上)を示しつつ、高い電界強度下における高い比抵抗(たとえば、5V/μmの電界強度下において1.00×10Ωcm以上)を得ることができる。 That is, in TiO 2 , a part of Ti is replaced by an element belonging to three element groups (A, B and C) classified by the difference in valence, and the relationship of the amount of substitution of the element belonging to the three element groups is established. with the range described above, very high dielectric constant (e.g., 10,000 or more) while exhibiting a high specific resistance (e.g. under high electric field strength, 5V / μm 1.00 × 10 8 in an electric field strength of Ωcm or more) can be obtained.

電界強度は印加される電圧に比例するので、本実施形態に係る誘電体組成物が高い電界強度下において高い比抵抗が得られるということは、当該誘電体組成物を含む誘電体層を備える電子部品の定格電圧を高めることにつながる。したがって、このような電子部品は、従来の電子部品の定格電圧を超える高い電圧が印加される場合においても使用でき、より多くの電荷を蓄積することができる。 Since the electric field strength is proportional to the applied voltage, the fact that the dielectric composition according to the present embodiment can obtain a high resistivity under a high electric field strength means that the electrons including the dielectric layer containing the dielectric composition are provided. This leads to an increase in the rated voltage of the parts. Therefore, such an electronic component can be used even when a high voltage exceeding the rated voltage of the conventional electronic component is applied, and more electric charge can be accumulated.

さらに、3つの元素グループに属する元素の置換量の関係をより限定することにより、非常に高い比誘電率を維持しつつ、高い電界強度下における比抵抗をより高めることができる。 Furthermore, by further limiting the relationship between the substitution amounts of the elements belonging to the three element groups, it is possible to further increase the specific resistance under high electric field strength while maintaining a very high relative permittivity.

(4.変形例)
上述した実施形態では、電子部品が積層セラミックコンデンサである場合について説明したが、電子部品が、その他の電子部品、たとえば、薄膜コンデンサであってもよい。この場合には、薄膜コンデンサの誘電体層を上述した誘電体組成物で構成すればよい。この薄膜コンデンサの誘電体層は、たとえば、薄膜形成法等を用いて、上述した誘電体組成物を構成する元素が基板上に堆積され形成されていてもよい。薄膜形成法としては、スパッタリング法、化学気相蒸着法等の公知の気相成長法が好ましい。
(4. Modification example)
In the above-described embodiment, the case where the electronic component is a multilayer ceramic capacitor has been described, but the electronic component may be another electronic component, for example, a thin film capacitor. In this case, the dielectric layer of the thin film capacitor may be composed of the above-mentioned dielectric composition. The dielectric layer of this thin film capacitor may be formed by depositing the elements constituting the above-mentioned dielectric composition on the substrate by using, for example, a thin film forming method or the like. As the thin film forming method, a known vapor phase growth method such as a sputtering method or a chemical vapor deposition method is preferable.

以上、本発明の実施形態について説明してきたが、本発明は上記の実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の範囲内において種々の態様で改変しても良い。 Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above embodiments, and may be modified in various ways within the scope of the present invention.

以下、実施例及び比較例を用いて、本発明をさらに詳細に説明する。ただし、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples and Comparative Examples. However, the present invention is not limited to the following examples.

まず、誘電体組成物の主成分である複合酸化物(Ti1.0000−x−y−z2+δ)の出発原料として、二酸化チタン(TiO)、「A」の酸化物(A)、「B」の酸化物(BO)および「C」の酸化物(C)の粉末を準備した。なお、各粉末の平均粒子径は1.0μm以下であった。本焼成後の誘電体組成物(焼結体)が、表1および2に示す組成を有するように、上記の出発原料を秤量した。 First, as starting materials of the complex oxide as the main component of the dielectric composition (Ti 1.0000-x-y- z A x B y C z O 2 + δ), titanium dioxide (TiO 2), "A" Powders of oxide (A 2 O 3 ), oxide of "B" (BO 2 ) and oxide of "C" (C 2 O 5 ) were prepared. The average particle size of each powder was 1.0 μm or less. The above starting materials were weighed so that the dielectric composition (sintered body) after the main firing had the compositions shown in Tables 1 and 2.

次に、秤量した各原料粉末を、分散媒としてのエタノールを用いてボールミルにより16時間湿式混合し、混合物を乾燥して混合原料粉末を得た。その後、得られた混合原料粉末を、大気中において保持温度950℃、保持時間24時間の条件で熱処理を行い、複合酸化物の仮焼き粉末を得た。 Next, each of the weighed raw material powders was wet-mixed with a ball mill for 16 hours using ethanol as a dispersion medium, and the mixture was dried to obtain a mixed raw material powder. Then, the obtained mixed raw material powder was heat-treated in the air under the conditions of a holding temperature of 950 ° C. and a holding time of 24 hours to obtain a calcined powder of a composite oxide.

上記で得られた仮焼き粉末1000gに対して、トルエン+エタノール溶液、可塑剤及び分散剤を90:6:4で混合した溶剤を700g添加し、周知の分散方法であるバスケットミルを用いて2時間分散させ、誘電体層用ペーストを作製した。 To 1000 g of the calcined powder obtained above, 700 g of a solvent obtained by mixing a toluene + ethanol solution, a plasticizer and a dispersant at a ratio of 90: 6: 4 was added, and using a basket mill, which is a well-known dispersion method, 2 The paste was dispersed for a time to prepare a paste for a dielectric layer.

内部電極層の原料として、平均粒径が0.2μmのNi粉末を準備し、Ni粉末100質量%と、有機ビヒクル(エチルセルロース樹脂8質量%をブチルカルビトール92質量%に溶解したもの)30質量%、及びブチルカルビトール8質量%とを、3本ロールにより混練、ペースト化し、内部電極層用ペーストを得た。なお、これらのペーストの粘性はいずれも約200cpsに調整した。 As a raw material for the internal electrode layer, Ni powder having an average particle size of 0.2 μm was prepared, and 100% by mass of Ni powder and 30% by mass of an organic vehicle (8% by mass of ethyl cellulose resin dissolved in 92% by mass of butyl carbitol) were prepared. % And 8% by mass of butyl carbitol were kneaded and made into a paste by three rolls to obtain a paste for the internal electrode layer. The viscosity of each of these pastes was adjusted to about 200 cps.

作製した誘電体層用ペーストを用いて、PETフィルム上に、乾燥後の厚みが7μmとなるようにグリーンシートを形成した。次いで、この上に内部電極層用ペーストを用いて、内部電極層を所定パターンで印刷した後、PETフィルムからシートを剥離し、内部電極層を有するグリーンシートを作製した。次いで、内部電極層を有するグリーンシートを複数枚積層し、加圧接着することによりグリーン積層体とし、このグリーン積層体を所定サイズに切断することにより、グリーンチップを得た。 Using the prepared paste for the dielectric layer, a green sheet was formed on the PET film so that the thickness after drying was 7 μm. Next, the internal electrode layer was printed in a predetermined pattern using the paste for the internal electrode layer, and then the sheet was peeled off from the PET film to prepare a green sheet having the internal electrode layer. Next, a plurality of green sheets having an internal electrode layer were laminated and pressure-bonded to form a green laminate, and the green laminate was cut to a predetermined size to obtain a green chip.

次いで、得られたグリーンチップについて、脱バインダ処理、焼成及びアニール処理を行うことで積層セラミック焼結体を得た。なお、脱バインダ処理、焼成及びアニール処理の条件は、以下の通りである。また、それぞれの雰囲気ガスの加湿にはウェッターを用いた。
(脱バインダ処理)
昇温速度:100℃/時間
保持温度:400℃
温度保持時間:8.0時間
雰囲気ガス:加湿したNとHとの混合ガス
(焼成)
昇温速度:300℃/時間
保持温度:1300℃〜1450℃
温度保持時間:10時間
冷却速度:200℃/時間
雰囲気ガス:加湿したNとHとの混合ガス
酸素分圧:10−2〜10−5Pa
(アニール処理)
保持温度:1000℃
温度保持時間:2.0時間
昇温、降温速度:200℃/時間
雰囲気ガス:加湿したNガス
Next, the obtained green chips were subjected to a binder removal treatment, a firing treatment, and an annealing treatment to obtain a laminated ceramic sintered body. The conditions for the binder removal treatment, firing and annealing treatment are as follows. A wetter was used to humidify each atmospheric gas.
(Binder removal processing)
Temperature rise rate: 100 ° C / hour Holding temperature: 400 ° C
Temperature holding time: 8.0 hours Atmospheric gas: Mixed gas of humidified N 2 and H 2 (firing)
Temperature rise rate: 300 ° C / hour Holding temperature: 1300 ° C to 1450 ° C
Temperature holding time: 10 hours Cooling rate: 200 ° C./hour Atmospheric gas: Mixed gas of humidified N 2 and H 2 Oxygen partial pressure: 10-2 to 10-5 Pa
(Annealing process)
Holding temperature: 1000 ° C
Temperature holding time: 2.0 hours temperature rise, temperature decrease rate: 200 ° C / hour Atmospheric gas: Humidified N 2 gas

得られた各焼結体(素子本体)について、ICP発光分光分析法を用いて、各焼結体に含まれる誘電体組成物の組成分析を行った結果、表1および2に記載されている組成と一致した。 Tables 1 and 2 show the results of composition analysis of the dielectric composition contained in each of the obtained sintered bodies (element body) using ICP emission spectroscopic analysis. Consistent with composition.

得られた焼結体の端面をサンドブラストにて研磨した後、外部電極としてIn−Ga共晶合金を塗布し、図1に示す積層セラミックコンデンサと同形状の積層セラミックコンデンサ試料(試料No.1から試料No.54)を得た。得られた各積層セラミックコンデンサ試料のサイズは、3.2mm×1.6mm×1.2mmであり、誘電体層の厚みが5.0μm、内部電極層の厚みが2.0μm、内部電極層に挟まれた誘電体層の数は50層であった。 After polishing the end face of the obtained sintered body by sandblasting, an In—Ga eutectic alloy is applied as an external electrode, and a laminated ceramic capacitor sample having the same shape as the laminated ceramic capacitor shown in FIG. 1 (from sample No. 1). Sample No. 54) was obtained. The size of each of the obtained multilayer ceramic capacitor samples is 3.2 mm × 1.6 mm × 1.2 mm, the thickness of the dielectric layer is 5.0 μm, the thickness of the internal electrode layer is 2.0 μm, and the internal electrode layer has a thickness of 2.0 μm. The number of sandwiched dielectric layers was 50.

得られた試料No.1から試料No.54の積層セラミックコンデンサ試料について、室温の比誘電率、tanδ及び直流電圧を25V(電界強度5V/μm)印加したときの比抵抗を以下のようにして測定・評価した。 The obtained sample No. Sample No. 1 to sample No. For 54 multilayer ceramic capacitor samples, the relative permittivity at room temperature, tan δ, and the specific resistance when a DC voltage of 25 V (electric field strength 5 V / μm) was applied were measured and evaluated as follows.

[比誘電率及びtanδ]
積層セラミックコンデンサ試料に対し、室温(20℃)において、デジタルLCRメータ(YHP社製4284A)にて、周波数1kHz、入力信号レベル(測定電圧)1Vrmsの信号を入力し、静電容量及びtanδを測定した。そして、比誘電率(単位なし)を、誘電体層の厚みと、有効電極面積と、測定により得られた静電容量とに基づき算出した。比誘電率は高いほうが好ましく、10000以上を良好であると判断し、tanδは低い方が好ましく30%以下を良好であると判断した。結果を表1および2に示す。
[Relative permittivity and tan δ]
A signal with a frequency of 1 kHz and an input signal level (measurement voltage) of 1 Vrms is input to a multilayer ceramic capacitor sample at room temperature (20 ° C.) with a digital LCR meter (4284A manufactured by YHP), and the capacitance and tan δ are measured. did. Then, the relative permittivity (without unit) was calculated based on the thickness of the dielectric layer, the effective electrode area, and the capacitance obtained by the measurement. It was judged that a high relative permittivity was preferable and 10,000 or more was good, and a low tan δ was preferably 30% or less. The results are shown in Tables 1 and 2.

[直流電圧印加時の比抵抗]
積層セラミックコンデンサ試料に対し、室温(20℃)において、デジタル抵抗メータ(ADVANTEST社製R8340)にて、測定電圧25V(電界強度5V/μm)を印加し、測定時間60秒の条件で絶縁抵抗を測定した。なお、参考のため、測定電圧を5V(電界強度1V/μm)とした場合の絶縁抵抗も同様に測定した。
[Specific resistance when DC voltage is applied]
A measurement voltage of 25 V (electric field strength 5 V / μm) is applied to a multilayer ceramic capacitor sample at room temperature (20 ° C.) with a digital resistance meter (R8340 manufactured by ADVANTEST), and insulation resistance is applied under the condition of a measurement time of 60 seconds. It was measured. For reference, the insulation resistance when the measured voltage was 5 V (electric field strength 1 V / μm) was also measured in the same manner.

得られた絶縁抵抗、積層セラミックコンデンサ試料の電極面積および誘電体厚みから比抵抗の値を算出した。比抵抗は高いほうが好ましく、測定電圧25V(電界強度5V/μm)において、1.00×10Ωcm以上である試料を良好であると判断した。比抵抗が1.00×10Ωcm以上である試料がより好ましい。なお、表1および2では、比抵抗の値を対数表示しており、表1および2の比抵抗の欄において「a」と表されている場合、比抵抗の値は10である。1.00×10を対数表示すると9.0となり、3.16×10を対数表示すると、8.5となり、1.00×10を対数表示すると8.0となる。結果を表1および2に示す。 The value of specific resistance was calculated from the obtained insulation resistance, the electrode area of the monolithic ceramic capacitor sample, and the thickness of the dielectric. The specific resistance the higher is preferable, in the measurement voltage 25V (field strength 5V / [mu] m), was determined sample is 1.00 × 10 8 Ωcm or more and is good. Samples specific resistance is 1.00 × 10 9 Ωcm or more is more preferable. In Tables 1 and 2, the value of the specific resistance is displayed logarithmically, and when it is represented by "a" in the column of the specific resistance in Tables 1 and 2, the value of the specific resistance is 10 a . 1.00 × 10 9 to when logarithm 9.0 next, when the 3.16 × 10 8 to logarithm, 8.5, and becomes 8.0 when the 1.00 × 10 8 to logarithm. The results are shown in Tables 1 and 2.

Figure 0006915281
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Figure 0006915281
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表1および2に示す結果によれば、試料No.1〜試料No.54のうち、本実施形態の範囲内にある積層セラミックコンデンサ試料は、酸素欠陥を利用した欠陥双極子が形成されるため、10000以上の巨大な比誘電率および低い誘電損失が得られることが確認できた。さらに、+3価元素(Al、Ga、In、希土類元素)の置換量(アクセプター量)と、+5価元素(V、Nb、Sb、Ta)の置換量(ドナー量)と、+4価元素(Si、Zr、Hf)の置換量との所定の関係に起因する相互作用により、酸素欠陥の移動を抑制し、電子をピン止めする効果が強めることが可能となる。その結果、高い電界強度下においても(5V/μm)、高い比抵抗(1.00×10Ωcm以上)を示すことが確認できた。 According to the results shown in Tables 1 and 2, the sample No. 1-Sample No. Of 54, it has been confirmed that in the multilayer ceramic capacitor sample within the range of the present embodiment, defective dipoles utilizing oxygen defects are formed, so that a huge relative permittivity of 10,000 or more and a low dielectric loss can be obtained. did it. Further, the amount of substitution (acceptor amount) of +3 valent elements (Al, Ga, In, rare earth elements), the amount of substitution (donor amount) of +5 valent elements (V, Nb, Sb, Ta), and +4 valent elements (Si). , Zr, Hf) due to a predetermined relationship with the substitution amount, it is possible to suppress the movement of oxygen defects and enhance the effect of pinning electrons. As a result, even in a high electric field intensity (5V / [mu] m), it was confirmed to exhibit a high specific resistance (1.00 × 10 8 Ωcm or higher).

これに対し、試料No.1〜試料No.6は、組成式Ti1.0000−x−y−z2+δ中のx、y、zの何れか1つ以上が0であり、本実施形態の範囲外である。この場合には、酸素欠陥を利用した欠陥双極子に起因する非常に大きな比誘電率が発現しない、または、+3価元素「A」(Al、Ga、In、希土類元素)の置換量と、+5価元素「C」(V、Nb、Sb、Ta)の置換量と、+4価元素「B」(Si、Zr、Hf)の置換量との所定の関係に起因する相互作用が得られない。その結果、比誘電率が10000未満となる、または、高い電界強度下(5V/μm)における比抵抗が1.00×10Ωcm未満になることが確認できた。 On the other hand, sample No. 1-Sample No. 6, formula Ti 1.0000-x-y-z A x B y C z O 2 + δ x in a y, or one of z is 0, outside the scope of this embodiment. In this case, a very large relative permittivity due to a defective dipole utilizing oxygen defects does not appear, or the amount of substitution of the +3 valent element "A" (Al, Ga, In, rare earth element) and +5. No interaction is obtained due to the predetermined relationship between the substitution amount of the valence element "C" (V, Nb, Sb, Ta) and the substitution amount of the +4 valence element "B" (Si, Zr, Hf). As a result, the dielectric constant becomes less than 10000, or the specific resistance under high electric field intensity (5V / μm) it was confirmed that less than 1.00 × 10 8 Ωcm.

また、試料No.7、試料No.8は、「A」、「B」および「C」の総置換量(x+y+z)が本実施形態の範囲外のため、酸素欠陥を利用した欠陥双極子の作用が得られ難く、比誘電率が10000未満となることが確認できた。 In addition, sample No. 7. Sample No. In No. 8, since the total substitution amount (x + y + z) of "A", "B" and "C" is outside the range of this embodiment, it is difficult to obtain the action of a defective dipole utilizing oxygen defects, and the relative permittivity is high. It was confirmed that it was less than 10,000.

また、「A」の置換量と「C」の置換量との合計量と、「B」の置換量との比率((x+z)/y)が本実施形態の範囲外である試料No.9、試料No.11、試料No.13、試料No.22、試料No.23は、+4価元素「B」がTiの一部を置換しているものの、+3価元素「A」(Al、Ga、In、希土類元素)の置換量と、+5価元素「C」(V、Nb、Sb、Ta)の置換量と、+4価元素「B」(Si、Zr、Hf)の置換量との所定の関係に起因する相互作用が得られず、高い電界強度下(5V/μm)における比抵抗が1.00×10Ωcm未満になることが確認できた。 Further, the sample No. in which the ratio ((x + z) / y) of the total amount of the substitution amount of “A” and the substitution amount of “C” to the substitution amount of “B” is outside the range of the present embodiment. 9. Sample No. 11. Sample No. 13. Sample No. 22, Sample No. In No. 23, although the +4 valent element "B" replaces a part of Ti, the amount of substitution of the +3 valent element "A" (Al, Ga, In, rare earth element) and the +5 valent element "C" (V) , Nb, Sb, Ta) and the substitution amount of the +4 valent element "B" (Si, Zr, Hf) could not be interacted with due to the predetermined relationship, and under high electric field strength (5V /). resistivity in [mu] m) it was confirmed that less than 1.00 × 10 8 Ωcm.

また、アクセプター量とドナー量との比率(x/z)が0.8000未満である試料No.11、試料No.19は、tanδが30%を超え、高い電界強度下(5V/μm)における比抵抗が1.00×10Ωcm未満になることが確認できた。一方、x/zが1.2000を超えている試料No.8、試料No.9、試料No.18は、比誘電率が1000未満と非常に低い比誘電率しか示さないことが確認できた。 Further, the sample No. in which the ratio (x / z) of the acceptor amount and the donor amount is less than 0.8000. 11. Sample No. 19, tan [delta exceeds 30%, the specific resistance under high electric field intensity (5V / μm) it was confirmed that less than 1.00 × 10 8 Ωcm. On the other hand, the sample No. in which x / z exceeds 1.2000. 8. Sample No. 9. Sample No. It was confirmed that No. 18 showed a very low relative permittivity of less than 1000.

また、試料No.1〜試料No.54のうち、本実施形態の範囲内にある積層セラミックコンデンサ試料では、アクセプターである「A」がAl、Ga、Inおよび希土類元素から選ばれる1つ以上の元素であれば、比誘電率が10000以上を示しつつ、高い電界強度下(5V/μm)における比抵抗が1.00×10Ωcm以上であることが確認できた。同様に、+4価元素である「B」がSi、Zr、Hfから選ばれる1つ以上の元素、ドナーである「C」がV、Nb、Sb、Taから選ばれる1つ以上の元素であれば、同様な効果が得られることが確認できた。 In addition, sample No. 1-Sample No. Of the 54, in the multilayer ceramic capacitor sample within the range of the present embodiment, if the acceptor "A" is one or more elements selected from Al, Ga, In and rare earth elements, the relative permittivity is 10,000. while exhibiting higher, specific resistance under high electric field intensity (5V / μm) was confirmed to be at 1.00 × 10 8 Ωcm or more. Similarly, the +4 valent element "B" may be one or more elements selected from Si, Zr, Hf, and the donor "C" may be one or more elements selected from V, Nb, Sb, Ta. For example, it was confirmed that the same effect can be obtained.

アクセプター量とドナー量との比率(x/z)が、1.0200<x/z≦1.2000の範囲にある試料No.16、試料No.25、試料No.31、試料No.33〜試料No.38は、酸素欠陥の移動抑制と電子をピン止めする効果を更に強めることが可能となり、高い電界強度下(5V/μm)において、より高い比抵抗(1.00×10Ωcm以上)が得られ易くなることが確認できた。 The sample No. in which the ratio (x / z) of the acceptor amount to the donor amount is in the range of 1.0200 <x / z ≦ 1.2000. 16. Sample No. 25, Sample No. 31, Sample No. 33-Sample No. 38 further can be enhanced and made effective to pin the movement restraining and electrons of the oxygen defects, under high electric field intensity (5V / [mu] m), a higher specific resistance (1.00 × 10 9 Ωcm or more) give It was confirmed that it was easy to get rid of.

アクセプター量とドナー量との比率(x/z)が、0.8000≦x/z<0.9800であり、(x+z)/yが2.000≦(x+z)/y≦9.0000を満足する試料No.17、試料No.48〜試料No.50、試料No.52〜試料No.54も、酸素欠陥の移動抑制と電子をピン止めする効果を更に強めることが可能となるため、高い電界強度下(5V/μm)において、より高い比抵抗(1.00×10Ωcm以上)が得られ易くなることが確認できた。 The ratio (x / z) of the acceptor amount to the donor amount is 0.8000 ≦ x / z <0.9800, and (x + z) / y satisfies 2.000 ≦ (x + z) / y ≦ 9.0000. Sample No. 17, Sample No. 48-Sample No. 50, sample No. 52 ~ Sample No. 54 also, since it is possible to further enhance the effect of pinning the movement restraining and electrons of the oxygen defects, under high electric field intensity (5V / [mu] m), a higher specific resistance (1.00 × 10 9 Ωcm or more) Was confirmed to be easy to obtain.

アクセプター量とドナー量との比率(x/z)が、0.9800≦x/z≦1.0200であり、(x+z)/yが7.0000<(x+z)/y<17.0000を満足する試料No.21、試料No.24、試料No.32、試料No.40〜試料No.45も、酸素欠陥の移動抑制と電子をピン止めする効果を更に強めることが可能となるため、高い電界強度下(5V/μm)において、より高い比抵抗(1.00×10Ωcm以上)が得られ易くなることが確認できた。 The ratio (x / z) of the acceptor amount to the donor amount is 0.9800 ≦ x / z ≦ 1.0200, and (x + z) / y satisfies 7.0000 <(x + z) / y <17.0000. Sample No. 21, Sample No. 24, Sample No. 32, Sample No. 40-Sample No. 45 also, since it is possible to enhance the effect of pinning the movement restraining and electrons of the oxygen defect Furthermore, under high electric field strength at (5V / [mu] m), a higher specific resistance (1.00 × 10 9 Ωcm or more) Was confirmed to be easy to obtain.

本発明に係る誘電体組成物は、高い比誘電率(たとえば、10000以上)と、高い電界強度下における高い比抵抗(たとえば、5V/μmにおいて、1.00×10Ωcm以上)と、を両立できるため、小型かつ大容量の積層セラミックコンデンサ、低背かつ大容量の薄膜コンデンサ等の電子部品の誘電体層として好適に用いることができる。 The dielectric composition according to the present invention, high dielectric constant (e.g., 10,000 or more) and a high specific resistance under high field strengths (e.g., at 5V / μm, 1.00 × 10 8 Ωcm or higher) and the Since they are compatible with each other, they can be suitably used as a dielectric layer of electronic components such as a compact and large-capacity multilayer ceramic capacitor and a low-profile and large-capacity thin film capacitor.

1… 積層セラミックコンデンサ
10… 素子本体
2… 誘電体層
3… 内部電極層
4… 外部電極
1 ... Multilayer ceramic capacitor 10 ... Element body 2 ... Dielectric layer 3 ... Internal electrode layer 4 ... External electrode

Claims (5)

組成式Ti1.0000−x−y−z2+δで表され、ルチル型結晶構造を有する複合酸化物を主成分として含み、
前記AがAl、Ga、Inおよび希土類元素からなる群から選ばれる1つ以上の元素、
前記BがSi、ZrおよびHfからなる群から選ばれる1つ以上の元素、
前記CがV、Nb、SbおよびTaからなる群から選ばれる1つ以上の元素であり、
前記xと前記yと前記zとが、
x>0、y>0、z>0、
0.0050≦x+y+z≦0.3000、
2.0000≦(x+z)/y≦20.0000、
0.8000≦x/z≦1.2000
である関係を満足し、
周波数1kHzにおける比誘電率が14500以上であり、周波数1kHzにおけるtanδが30%以下であり、電界強度5V/μmにおける比抵抗が1.00×10 Ωcm以上であることを特徴とする誘電体組成物。
Expressed by a composition formula Ti 1.0000-x-y-z A x B y C z O 2 + δ, comprise a composite oxide having a rutile-type crystal structure as a main component,
One or more elements in which A is selected from the group consisting of Al, Ga, In and rare earth elements,
One or more elements, wherein B is selected from the group consisting of Si, Zr and Hf.
C is one or more elements selected from the group consisting of V, Nb, Sb and Ta.
The x, the y, and the z
x> 0, y> 0, z> 0,
0.0050 ≦ x + y + z ≦ 0.3000,
2.0000 ≦ (x + z) / y ≦ 20.0000,
0.8000 ≤ x / z ≤ 1.2000
Satisfied with the relationship
Ri der dielectric constant of 14500 or more at a frequency 1 kHz, tan [delta is 30% or less at a frequency 1 kHz, a dielectric resistivity at the electric field intensity 5V / [mu] m is characterized der Rukoto 1.00 × 10 8 Ωcm or higher Body composition.
前記xと前記zとが、1.0200<x/z≦1.2000である関係を満足することを特徴とする請求項1に記載の誘電体組成物。 The dielectric composition according to claim 1, wherein the x and the z satisfy a relationship of 1.0200 <x / z ≦ 1.2000. 前記xと前記yと前記zとが、
0.8000≦x/z<0.9800、
2.0000≦(x+z)/y≦9.0000
である関係を満足することを特徴とする請求項1に記載の誘電体組成物。
The x, the y, and the z
0.8000 ≤ x / z <0.9800,
2.0000 ≦ (x + z) / y ≦ 9.0000
The dielectric composition according to claim 1, wherein the dielectric composition is characterized by satisfying the relationship.
前記xと前記yと前記zとが、
0.9800≦x/z≦1.0200、
7.0000<(x+z)/y<17.0000
である関係を満足することを特徴とする請求項1に記載の誘電体組成物。
The x, the y, and the z
0.9800 ≤ x / z ≤ 1.0200,
7.0000 <(x + z) / y <17.0000
The dielectric composition according to claim 1, wherein the dielectric composition is characterized by satisfying the relationship.
請求項1から4のいずれかに記載の誘電体組成物を含む誘電体層を備える電子部品。 An electronic component comprising a dielectric layer containing the dielectric composition according to any one of claims 1 to 4.
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