JP7151907B2 - キャパシタおよびその製造方法 - Google Patents
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Description
本発明は、キャパシタおよびその製造方法に関する。
キャパシタの構成を開示した文献として、特開２００５－１２９５６６号公報(特許文献１)と特許第５０９１２４２号公報(特許文献２)とがある。特許文献１に記載されたキャパシタは、正電極と、負電極と、正電極および負電極の各極に設けられたカーボンナノチューブと、正電極および負電極の間においてカーボンナノチューブ間に充填されたポリフッ化ビニリデン(ＰＶＤＦ誘電体)と、を備えている。正電極および負電極は互いに対向している。正電極および負電極の一方に設けられたカーボンナノチューブは、他方に設けられたカーボンナノチューブ間に介挿されている。
特許文献２に記載されたキャパシタは、３Ｄ ＭＩＭキャパシタであって、下部プレートおよび上部プレートを備えている。下部プレートは、導電材料の層で形成されている。上部プレートも、導電材料の層で形成されている。上部プレートおよび下部プレートの各々は、高誘電率材料で形成された絶縁層によって分離されている。これらの層は、多数のナノファイバーが成長している表面をコーティング（被覆）している。
カーボンナノチューブまたはナノファイバーなどの、ナノサイズの外径を有する導電柱状部を備えるキャパシタ、たとえば、特許文献１に記載されたキャパシタの耐電圧を向上させるためには、互いに同一の２つのキャパシタを積層させることで複合キャパシタを形成することが考えられる。しかしながら、複合キャパシタは、積層前の１つのキャパシタに対して、体積が２倍となり、静電容量は半分となる。すなわち、上記のような複合キャパシタは、積層前の１つのキャパシタに対して、体積容量密度が４分の１となる。
また、たとえば、特許文献２に記載されたキャパシタの耐電圧を向上させるためには、誘電体層の厚さを均一にしつつ厚くすることが考えられる。しかしながら、ナノサイズの外径を有する導電柱状部上において、誘電体層の厚さを均一かつ厚く積層することは容易でない。また、誘電体層を上記のように積層するには時間がかかる。
本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、ナノサイズの外径を有する複数の導電柱状部を備えるキャパシタにおいて、体積容量密度の低下を抑制しつつ耐電圧を向上できるとともに、効率的かつ容易に製造可能であるキャパシタを提供することを目的とする。
本発明に基づくキャパシタは、第１支持部と、第２支持部と、複数の第１導電柱状部と、第１誘電体層と、複数の第２導電柱状部と、第２誘電体層と、導電部とを備えている。第２支持部は、第１支持部に間隔をあけて位置している。複数の第１導電柱状部の各々は、ナノサイズの外径を有している。複数の第１導電柱状部の各々は、第１支持部に支持され、第１支持部から第２支持部に向かう一方向に沿って延出している。第１誘電体層は、複数の第１導電柱状部の各々を被覆している。複数の第２導電柱状部の各々は、ナノサイズの外径を有している。複数の第２導電柱状部の各々は、第２支持部に支持され、第２支持部から第１支持部に向かう一方向に沿って延出している。第２誘電体層は、複数の第２導電柱状部の各々を被覆している。導電部は、第１誘電体層上に設けられて複数の第１導電柱状部の各々の少なくとも一部と第１誘電体層を介して対向している。導電部は、第２誘電体層上に設けられて複数の第２導電柱状部の各々の少なくとも一部と第２誘電体層を介して対向している。複数の第２導電柱状部の各々の先端は、複数の第１導電柱状部の各々の先端より、第１支持部側に位置している。
本発明に基づくキャパシタの製造方法は、第１支持部と、第２支持部と、複数の第１導電柱状部と、第１誘電体層と、複数の第２導電柱状部と、第２誘電体層と、導電部とを備え、複数の第１導電柱状部の各々が、ナノサイズの外径を有し、かつ、第１支持部に支持され、第１支持部から離れる一方向に沿って延出し、第１誘電体層が、複数の第１導電柱状部の各々を被覆し、複数の第２導電柱状部の各々が、ナノサイズの外径を有し、かつ、第２支持部に支持され、第２支持部から離れる一方向に沿って延出し、第２誘電体層が、複数の第２導電柱状部の各々を被覆し、導電部が、第１誘電体層上に設けられて複数の第１導電柱状部の各々の少なくとも一部と第１誘電体層を介して対向し、かつ、第２誘電体層上に設けられて複数の第２導電柱状部の各々の少なくとも一部と第２誘電体層を介して対向する、キャパシタの製造方法であって、第２支持部を第１支持部に近づける接近工程と、複数の第１導電柱状部と複数の第２導電柱状部とを互いに固定させる固定工程とを備えている。接近工程においては、第２支持部を第１支持部に近づけることにより、複数の第２導電柱状部の各々の先端を、複数の第１導電柱状部の各々の先端より、第１支持部側に配置する。固定工程においては、複数の第１導電柱状部と複数の第２導電柱状部とを、接着剤および少なくとも第１誘電体層と第２誘電体層とを介して互いに固定させる。
ナノサイズの外径を有する複数の導電柱状部を備えるキャパシタについて、体積容量密度の低下を抑制しつつ耐電圧を向上できるとともに、効率的かつ容易に製造できる。
以下、本発明の各実施形態に係るキャパシタについて図面を参照して説明する。以下の実施形態の説明においては、図中の同一または相当部分には同一符号を付して、その説明は繰り返さない。
(実施形態１)
図１は、本発明の実施形態１に係るキャパシタの構成を示す断面図である。図２は、本発明の実施形態１に係るキャパシタの構成を模式的に示す斜視図である。
図１は、本発明の実施形態１に係るキャパシタの構成を示す断面図である。図２は、本発明の実施形態１に係るキャパシタの構成を模式的に示す斜視図である。
図１および図２に示すように、本発明の実施形態１に係るキャパシタ１００は、第１支持部１１０と、第２支持部１２０と、複数の第１導電柱状部１１２と、第１誘電体層１１４と、複数の第２導電柱状部１２２と、第２誘電体層１２４と、導電部１３０とを備えている。
第１支持部１１０の外形の形状は特に限定されない。第１支持部１１０は、たとえば、板状、平板状、薄膜状またはフィルム状の外形を有していてもよい。たとえば、第１支持部１１０が平板状であれば、キャパシタ１００を製造する際に第１支持部１１０の取扱いが容易である。たとえば、第１支持部１１０が薄膜状であれば、キャパシタ１００全体の厚さを薄くできる。
本実施形態において、第１支持部１１０の第２支持部１２０側の面は、略平面である。また、第１支持部１１０を、第２支持部１２０側から見たときの外形形状は、特に限定されない。第１支持部１１０の外形形状は、第１支持部１１０を第２支持部１２０側から見たときに、キャパシタ１００を実装する場合を考慮して、楕円形など、角部が丸みを帯びていてもよいし、孔部が形成されていてもよい。
第１支持部１１０を構成する材料は特に限定されない。第１支持部１１０は、金属、半導体材料、セラミックス、または高分子材料が硬化することで形成された樹脂材料で構成されていてもよい。第１支持部１１０は、アルミニウムまたは銅などの金属で構成されていることが好ましい。第１支持部１１０が金属で構成されていることにより、第１支持部１１０を、キャパシタ１００の外部から後述する第１導電柱状部１１２に電気的に接続するための接続電極として用いることができ、さらにはキャパシタ１００の耐熱性も向上できる。
第１支持部１１０が金属以外の材料で構成されている場合、第１支持部１１０には、キャパシタ１００とは異なる他の電子部品と、第１導電柱状部１１２とを互いに電気的に接続するための接続電極または電気配線部が設けられていてもよい。
複数の第１導電柱状部１１２の各々は、ナノサイズの外径を有している。本明細書において、ナノサイズとは、たとえば、０．１ｎｍ以上１０００ｎｍ以下であることを意味する。複数の第１導電柱状部１１２の各々は、筒状であってもよいし、有底筒状であってもよい。
本実施形態において、複数の第１導電柱状部１１２は、導電性材料で構成されているが、複数の第１導電柱状部１１２は、半導体材料もしくは絶縁材料で構成された部材が金属によって薄くコーティングされることによって形成された柱状物で構成されていてもよい。複数の第１導電柱状部１１２の各々は、たとえば、カーボンナノファイバー、または、ＺｎＯなどで構成される他のナノファイバー、ＺｎＯ、ＧａＮもしくはヘマタイトなどで構成されるナノロッドまたはナノワイヤを含んでいる。本実施形態において、複数の第１導電柱状部１１２は、具体的にはカーボンナノチューブからなり、より具体的には、複数の第１導電柱状部１１２の各々は、たとえば１００本～２００本の、複数のカーボンナノチューブからなる。
本実施形態において、カーボンナノチューブのカイラリティは特に限定されない。カーボンナノチューブは、半導体型または金属型でもよく、カーボンナノチューブは、半導体型と金属型の両方を含んでいてもよい。電気抵抗の観点から、カーボンナノチューブは、半導体型と比較して金属型の比率が高いことが好ましい。
本実施形態において、カーボンナノチューブを構成する層の数は特に限定されない。カーボンナノチューブは、１層で構成されるＳＷＣＮＴ(Single Wall Carbon Nanotube）でもよいし、２層以上で構成されるＭＷＣＮＴ(Multiwall Carbon Nanotube）でもよい。
複数の第１導電柱状部１１２の各々は、第１支持部１１０に支持され、第１支持部１１０から離れる一方向に沿って延出している。本実施形態において、複数の第１導電柱状部１１２の各々は、第１支持部１１０の表面上から延出するように設けられているが、第１支持部１１０の内部から外側へ延出するように設けられていてもよい。
複数の第１導電柱状部１１２の各々の長さは特に限定されない。複数の第１導電柱状部１１２の各々の長さは、複数の第１導電柱状部１１２の延在方向に直交する面方向における面積あたりの容量密度の観点から、長いことが好ましい。複数の第１導電柱状部１１２の各々の長さは、たとえば、数μｍ以上、２０μｍ以上、５０μｍ以上、１００μｍ以上、５００μｍ以上、７５０μｍ以上、１０００μｍ以上、または、２０００μｍ以上である。
また、複数の第１導電柱状部１１２の各々の長さは、互いに異なっていてもよいが、複数の第１導電柱状部１１２の各々の先端は、上記一方向に略垂直な仮想平面上において整列していることが好ましい。これにより、本実施形態に係るキャパシタ１００の静電容量を容易に制御することができる。さらには、後述する本実施形態に係るキャパシタ１００の製造方法において、第２支持部１２０を第１支持部１１０に近づける接近工程で、複数の第１導電柱状部１１２と複数の第２導電柱状部１２２とを、互いにより深く嵌め合わせることができる。
第１誘電体層１１４は、複数の第１導電柱状部１１２の各々を被覆している。本実施形態において、複数の第１導電柱状部１１２の各々を被覆する第１誘電体層１１４が、第１支持部１１０上で互いに連続するように位置している。より具体的には、第１誘電体層１１４は、第１支持部１１０上において複数の第１導電柱状部１１２の各々の全体を被覆している。
なお、第１誘電体層１１４と複数の第１導電柱状部１１２との間には、追加の導電体層が設けられていてもよい。これにより、キャパシタ１００の寄生抵抗をより低減することができる。
第１誘電体層１１４を構成する材料は、特に限定されないが、たとえば、二酸化シリコン、酸化アルミニウム、窒化シリコン、酸化タンタル、酸化ハフニウム、チタン酸バリウム、ジルコン酸チタン酸鉛、または、これらの組み合わせが挙げられる。
第２支持部１２０は、第１支持部１１０に間隔をあけて位置している。第２支持部１２０は、第１支持部１１０が有することができる形状を有し得る。第２支持部１２０は、第１支持部１１０を構成できる材料で構成され得る。本実施形態において、第２支持部１２０は、第１支持部１１０と対応するように、同様の構成を有している。
また、実施形態に係るキャパシタ１００は、１つの第１支持部１１０に対して複数の第２支持部１２０を備えていてもよいし、１つの第２支持部１２０に対して複数の第１支持部１１０を備えていてもよい。キャパシタ１００が備える第１支持部１１０および第２支持部１２０の数は、キャパシタ１００を実装する実装基板の構成を考慮して適宜選択される。
複数の第２導電柱状部１２２の各々は、ナノサイズの外径を有している。具体的には、複数の第２導電柱状部１２２の各々は、第２支持部１２０に支持され、第２支持部１２０から離れる一方向に沿って延出している。複数の第２導電柱状部１２２の各々は、複数の第１導電柱状部１１２が有することができる形状を有し得る。
複数の第２導電柱状部１２２の各々は、第１導電柱状部１１２の各々を構成できる材料で構成され得る。本実施形態においては、複数の第２導電柱状部１２２は、カーボンナノチューブからなる。このように、本実施形態においては、複数の第１導電柱状部１１２および複数の第２導電柱状部１２２の少なくとも一方は、カーボンナノチューブからなる。具体的には、複数の第１導電柱状部１１２および複数の第２導電柱状部１２２の両方がカーボンナノチューブからなる。本実施形態において、第２導電柱状部１２２の各々は、複数の第１導電柱状部１１２の各々と略同等の構成を有している。
また、図１に示すように、複数の第１導電柱状部１１２の各々は、第１支持部１１０から第２支持部１２０に向かう一方向に沿って延出している。複数の第２導電柱状部１２２の各々は、第２支持部１２０から第１支持部１１０に向かう一方向に沿って延出している。複数の第２導電柱状部１２２の各々の先端１２３は、複数の第１導電柱状部１１２の各々の先端１２３より、第１支持部１１０側に位置している。体積容量密度低下を抑制する観点から、第１導電柱状部１１２の各々の先端１１３の位置は、第２支持部１２０に近いほど好ましく、第２導電柱状部１２２の各々の先端１２３の位置は、第１支持部１１０に近いほど好ましい。
本実施形態においては、上記一方向に垂直な仮想平面上において、複数の第１導電柱状部１１２と、複数の第２導電柱状部１２２とが、互い違いに配置されていることが好ましい。このように、本実施形態においては、上記一方向に垂直な仮想平面上において、複数の第１導電柱状部１１２の各々の最も近くに位置する導電柱状部が第２導電柱状部１２２であるが、第１導電柱状部１１２および第２導電柱状部１２２の上記仮想平面上における相対的な位置関係は、特に限定されない。図３は、本発明の実施形態１の第１変形例に係るキャパシタの構成を示す断面図である。図３に示すように、本発明の実施形態１の第１変形例に係るキャパシタ１００ａにおいては、上記仮想平面上において、複数の第１導電柱状部１１２のうちの少なくとも１つは、複数の第２導電柱状部１２２より、他の第１導電柱状部１１２の近くに位置している。また、本発明の実施形態１の第１変形例に係るキャパシタ１００ａにおいては、上記仮想平面上において、複数の第２導電柱状部１２２のうちの少なくとも１つは、複数の第１導電柱状部１１２より、他の第２導電柱状部１２２の近くに位置している。
図１に示すように、本発明の実施形態１に係るキャパシタ１００において、第２誘電体層１２４は、複数の第２導電柱状部１２２の各々を被覆している。具体的には、第２誘電体層１２４は、第２支持部１２０上において複数の第１導電柱状部１１２の各々の全体を被覆している。本実施形態において、複数の第２導電柱状部１２２の各々を被覆する第２誘電体層１２４は、第２支持部１２０上で互いに連続するように位置している。
第２誘電体層１２４を構成する材料は、特に限定されない。本実施形態においては、第２誘電体層１２４を構成する材料は、第１誘電体層１１４を構成することができる材料で構成され得る。
図１に示すように、導電部１３０は、第１誘電体層１１４上に設けられて複数の第１導電柱状部１１２の各々の少なくとも一部と第１誘電体層１１４を介して対向している。導電部１３０は、第２誘電体層１２４上に設けられて複数の第２導電柱状部１２２の各々の少なくとも一部と第２誘電体層１２４を介して対向している。本実施形態において、第１誘電体層１１４は、導電部１３０を介して第２誘電体層１２４と接触している。また、第１誘電体層１１４の一部は、第２誘電体層１２４の一部と直接接触していてもよい。
本実施形態においては、第１誘電体層１１４上の導電部１３０と、第２誘電体層１２４上の導電部１３０とが、一体の部材で構成されている。本実施形態において、導電部１３０は、第１支持部１１０から第２支持部１２０に向かう一方向において、複数の第１導電柱状部１１２の各々の先端１１３と、複数の第２導電柱状部１２２の各々の先端１２３との間に位置している。
導電部１３０を構成する材料については、キャパシタ１００の製造方法の説明の中で説明する。以下、本発明の実施形態１に係るキャパシタ１００の製造方法について説明する。
図４は、本発明の実施形態１に係るキャパシタの製造方法を示すフローチャートである。図４に示すように、本発明の実施形態１に係るキャパシタの１００製造方法は、第１柱状部形成工程Ｓ１と、第１誘電体被覆工程Ｓ２と、第２柱状部形成工程Ｓ３と、第２誘電体被覆工程Ｓ４と、接着剤配置工程Ｓ５と、接近工程Ｓ６と、固定工程Ｓ７とを備えている。
図５は、本発明の実施形態１に係るキャパシタの製造方法において、第１支持部に、複数の第１導電柱状部と、第１誘電体層とが設けられた状態を示す図である。図５に示すように、第１柱状部形成工程Ｓ１においては、第１導電柱状部１１２を第１支持部１１０から成長させる。本実施形態においては、第１支持部１１０上に配置した触媒粒子から、第１導電柱状部１１２であるカーボンナノチューブを成長させる。
触媒粒子は、第１導電柱状部１１２がカーボンナノチューブである場合はたとえばＦｅ、ＮｉまたはＣｏ、もしくはこれらを含む合金などからなり、第１導電柱状部１１２がＺｎＯを含む場合はたとえばＰｔまたはＡｕもしくはこれらを含む合金などからなる。触媒粒子を配置する方法としては、ＣＶＤ法、スパッタリングまたはＰＶＤ(Physical Vapor Deposition)と、リソグラフィまたはエッチングなどとを組み合わせることが挙げられる。なお、後述する接近工程Ｓ６において、第１支持部１１０から第２支持部１２０に向かう一方向から見て、当該一方向に垂直な面方向において第１導電柱状部１１２および第２導電柱状部１２２が互いに離れて位置するように、触媒粒子の位置はパターニングにより適宜選択される。
複数の第１導電柱状部１１２の成長方法は特に限定されない。本実施形態において、複数の第１導電柱状部１１２は、ＣＶＤまたはプラズマ強化ＣＶＤ法などを用いて成長させることができる。ＣＶＤまたはプラズマ強化ＣＶＤ法において使用するガスとしては、一酸化炭素、メタン、エチレン、アセチレン、または、これらと水素あるいはアンモニアの混合物などが挙げられる。
複数の第１導電柱状部１１２の各々は、触媒粒子の表面から成長する。複数の第１導電柱状部１１２の各々は、先端１１３が、第１支持部１１０から離れていくように、成長する。本実施形態においては、上記１組の複数の触媒粒子に対して、１つの第１導電柱状部１１２が成長する。
複数の第１導電柱状部１１２の各々を、上記ＣＶＤまたはプラズマ強化ＣＶＤ法などを用いて成長させる場合、温度条件およびガス条件などを適宜選択することで、複数の第１導電柱状部１１２の各々が、所望の範囲内の長さおよび外径を有するように複数の第１導電柱状部１１２の各々を成長させることができる。ただし、複数の第１導電柱状部１１２の各々の具体的な長さは、第１支持部１１０の表面上におけるガスの濃度、ガスの流量、温度のばらつきによって、互いに異なっている。
なお、複数の第１導電柱状部１１２の各々は、第１支持部１１０とは異なる別の基板上に成長させた後、これらの第１導電柱状部１１２を第１支持部１１０に化学的または機械的に差し込むようにして移し替えてもよい。この場合、基板と第１導電柱状部１１２との接合部が、本実施形態に係るキャパシタ１００における先端１１３となる。これにより、先端１１３を、上記一方向に略垂直な面方向において容易に整列させることができる。
上記基板上において複数の第１導電柱状部１１２を成長させる方法は、上述した第１支持部１１０上において複数の第１導電柱状部１１２を成長させる方法と同様である。また、上記基板を構成する材料としては、たとえば、酸化シリコン、シリコン、ガリウム砒素、アルミニウム、または、ＳＵＳなどが挙げられる。
なお、複数の第１導電柱状部１１２の各々を、カーボンナノチューブを成長させて形成する代わりに、柱状物を金属で薄くコーティングすることで形成してもよい。当該コーティングの具体的な方法としては、ＡＬＤ(Atomic Layer Deposition)法、ＣＶＤ(Chemical Vapor Deposition)法、ＭＯＣＶＤ(Metalorganic Chemical Vapor Deposition）法、超臨界流体成膜法、めっき法、または導電性ペーストを塗布した後にこれを乾燥させる方法などが挙げられる。
図５に示すように、第１誘電体被覆工程Ｓ２においては、第１誘電体層１１４を、複数の第１導電柱状部１１２と、第１支持部１１０において第１導電柱状部１１２が突出している側の面上とに被覆する。第１誘電体層１１４の被覆方法は特に限定されず、めっき法、ＡＬＤ法、ＣＶＤ法、ＭＯＣＶＤ法、超臨界流体成膜法、またはスパッタリングなどが挙げられる。なお、図４に示すように、本実施形態に係るキャパシタ１００の製造方法は、第１誘電体被覆工程Ｓ２を、後述する接着剤配置工程Ｓ５および接近工程Ｓ６の前に備えているが、接近工程Ｓ６の後に備えていてもよい。
図１および図４に示すように、第２柱状部形成工程Ｓ３においては、第１柱状部形成工程Ｓ１において第１支持部１１０に第１導電柱状部１１２を配置することができる方法と同様の方法で、第２支持部１２０に複数の第２導電柱状部１２２を配置することができる。第２誘電体被覆工程Ｓ４においては、第１誘電体被覆工程Ｓ２において第１支持部１１０および第１導電柱状部１１２に第１誘電体層１１４を配置することができる方法と同様の方法で、第２支持部１２０および第２導電柱状部１２２に第２誘電体層１２４を配置することができる。また、図４に示すように、本実施形態に係るキャパシタ１００の製造方法は、第２誘電体被覆工程Ｓ４を、後述する接着剤配置工程Ｓ５および接近工程Ｓ６の前に備えているが、接近工程Ｓ６の後に備えていてもよい。
図６は、本発明の実施形態１に係るキャパシタの製造方法において、第１支持部と第２支持部との間に、シート状の接着剤を配置した状態を示す図である。図４および図６に示すように、本実施形態の接着剤配置工程Ｓ５においては、第２支持部１２０を第１支持部１１０に近づける前に、複数の第１導電柱状部１１２と複数の第２導電柱状部１２２との間に、接着剤としてシート状接着剤１０を配置する。本実施形態においては、複数の第１導電柱状部１１２の各々の先端１１３上に設けられた第１誘電体層１１４上にシート状接着剤１０を配置する。
図６に示すように、接近工程Ｓ６においては、第２支持部１２０を第１支持部１１０に近づける。具体的には、複数の第１導電柱状部１１２および複数の第２導電柱状部１２２を、それぞれ第１誘電体層１１４および第２誘電体層１２４を介して、シート状接着剤１０に押し当てつつ、第２支持部１２０を第１支持部１１０に近づける。本実施形態においては、第１誘電体層１１４が被覆された複数の第１導電柱状部１１２と、第２誘電体層１２４が被覆された複数の第２導電柱状部１２２とが、シート状接着剤１０を貫通する。複数の第１導電柱状部１１２と、複数の第２導電柱状部１２２とが、シート状接着剤１０を貫通した後、さらに、第２支持部１２０を第１支持部１１０に近づけることにより、複数の第２導電柱状部１２２の各々の先端１２３を、複数の第１導電柱状部１１２の各々の先端１１３より、第１支持部１１０側に配置する。
本実施形態の接近工程Ｓ６においては、シート状接着剤１０を加熱して粘度を低下させながら、複数の第１導電柱状部１１２および複数の第２導電柱状部１２２を、シート状接着剤１０に押し当ててもよい。
固定工程Ｓ７においては、複数の第１導電柱状部１１２と複数の第２導電柱状部１２２とを互いに固定させる。本実施形態においては、上記接着剤を硬化させることにより、複数の第１導電柱状部１１２と複数の第２導電柱状部１２２とを互いに固定させる。具体的には、複数の第１導電柱状部１１２と複数の第２導電柱状部１２２とを、硬化した接着剤および少なくとも第１誘電体層１１４と第２誘電体層１２４とを介して互いに固定させる。シート状接着剤１０が、加熱により粘度が低くなる材料で構成されている場合、シート状接着剤１０を加熱しながら第２支持部１２０を第１支持部１１０に近づけた後に、シート状接着剤１０を降温させることで、シート状接着剤１０を硬化させてもよい。
そして、本実施形態においては、上記接着剤が導電性を有している。複数の第１導電柱状部１１２と複数の第２導電柱状部１２２とを互いに固定させるときに、硬化した接着剤が導電部１３０となる。このように、本実施形態においては、導電部１３０に複数の第１導電柱状部１１２の各々の一部と複数の第２導電柱状部１２２の各々の一部とが埋め込まれるように配置されるため、アンカー効果によって、接着剤すなわち導電部１３０と、複数の第１導電柱状部１１２の各々および複数の第２導電柱状部１２２の各々とが互いに強固に接着されている。
このため、本実施形態において、接着剤すなわち導電部１３０は、導電性高分子またはＡｇフィラーなどの金属フィラーを含むペースト状の導電性材料の硬化物で構成されている。
上記の工程により、図１に示すような本発明の実施形態１に係るキャパシタ１００が製造される。
上記のように、本発明の実施形態１に係るキャパシタ１００においては、複数の第１導電柱状部１１２の各々は、第１支持部１１０に支持され、第１支持部１１０から第２支持部１２０に向かう一方向に沿って延出している。複数の第２導電柱状部１２２の各々は、第２支持部１２０に支持され、第２支持部１２０から第１支持部１１０に向かう一方向に沿って延出している。導電部１３０は、第１誘電体層１１４上に設けられて複数の第１導電柱状部１１２の各々の少なくとも一部と第１誘電体層１１４を介して対向している。導電部１３０は、第２誘電体層１２４上に設けられて複数の第２導電柱状部１２２の各々の少なくとも一部と第２誘電体層１２４を介して対向している。複数の第２導電柱状部１２２の各々の先端１２３は、複数の第１導電柱状部１１２の各々の先端１１３より、第１支持部１１０側に位置している。
これにより、ナノサイズの外径を有する複数の第１導電柱状部１１２および複数の第２導電柱状部１２２を備えるキャパシタ１００において、体積容量密度の低下を抑制しつつ耐電圧を向上できる。さらには、このような構成のキャパシタ１００は、効率的かつ容易に製造可能である。
本実施形態に係るキャパシタ１００においては、複数の第１導電柱状部１１２および複数の第２導電柱状部１２２の少なくとも一方は、カーボンナノチューブからなる。カーボンナノチューブからなる導電柱状部は、同等の大きさの金属からなる導電柱状部より、機械的特性に優れるため、キャパシタ１００の信頼性を向上できる。
本実施形態に係るキャパシタ１００においては、複数の第１導電柱状部１１２および複数の第２導電柱状部１２２の両方がカーボンナノチューブからなる。これにより、複数の第１導電柱状部１１２および複数の第２導電柱状部１２２の両方の機械的特性を向上できるため、キャパシタ１００の信頼性をさらに向上できる。
また、本発明の実施形態１に係るキャパシタ１００の製造方法は、第２支持部１２０を第１支持部１１０に近づける接近工程Ｓ６と、複数の第１導電柱状部１１２と複数の第２導電柱状部１２２とを互いに固定させる固定工程Ｓ７とを備えている。接近工程Ｓ６においては、第２支持部１２０を第１支持部１１０に近づけることにより、複数の第２導電柱状部１２２の各々の先端を、複数の第１導電柱状部１１２の各々の先端より、第１支持部１１０側に配置する。固定工程Ｓ７においては、複数の第１導電柱状部１１２と複数の第２導電柱状部１２２とを、接着剤および少なくとも第１誘電体層１１４と第２誘電体層１２４とを介して互いに固定させる。
これにより、体積容量密度の低下が抑制されつつ耐電圧が向上された本発明の実施形態１に係るキャパシタ１００を、効率的かつ容易に製造することができる。
本実施形態に係るキャパシタ１００の製造方法においては、接着剤が導電性を有している。複数の第１導電柱状部１１２と複数の第２導電柱状部１２２とを互いに固定させるときに、硬化した接着剤が導電部１３０となる。これにより、第１誘電体層１１４および第２誘電体層１２４の各々の表面に、導電部１３０を別途被覆することなく、複数の第１導電柱状部１１２および複数の第２導電柱状部１２２の各々の対向電極を設けることができる。
本実施形態に係るキャパシタ１００の製造方法は、第２支持部１２０を第１支持部１１０に近づける前に、複数の第１導電柱状部１１２と複数の第２導電柱状部１２２との間に、接着剤としてシート状接着剤を配置する接着剤配置工程Ｓ５をさらに備えている。第２支持部１２０を第１支持部１１０に近づけるときには、複数の第１導電柱状部１１２および複数の第２導電柱状部１２２をシート状接着剤に押し当てつつ、第２支持部１２０を第１支持部１１０に近づける。
これにより、接着剤を設けつつ、第１支持部１１０側に設けられた部材に対して、第２支持部１２０側に設けられた部材の相対的な位置を決めることができ、効率よくキャパシタ１００を製造できる。
(実施形態２)
以下、本発明の実施形態２に係るキャパシタについて説明する。本発明の実施形態２に係るキャパシタは、導電柱状部に対する導電部の相対的な位置が、本発明の実施形態１に係るキャパシタ１００と異なっている。よって、本発明の実施形態１に係るキャパシタ１００と同様である構成については説明を繰り返さない。
以下、本発明の実施形態２に係るキャパシタについて説明する。本発明の実施形態２に係るキャパシタは、導電柱状部に対する導電部の相対的な位置が、本発明の実施形態１に係るキャパシタ１００と異なっている。よって、本発明の実施形態１に係るキャパシタ１００と同様である構成については説明を繰り返さない。
図７は、本発明の実施形態２に係るキャパシタの構成を示す断面図である。図７に示すように、本発明の実施形態２に係るキャパシタ２００において、導電部２３０は、第１誘電体層１１４上および第２誘電体層１２４上において、少なくとも、第１支持部１１０から第２支持部１２０に向かう一方向における複数の第１導電柱状部１１２の各々の先端１１３から複数の第２導電柱状部１２２の各々の先端１２３まで位置している。
これにより、複数の第１導電柱状部１１２および複数の第２導電柱状部１２２の各々において、導電部２３０を介した対向面積を増やすことができるため、キャパシタ２００の静電容量を大きくできる。また、上記一方向に垂直な面方向において、第１導電柱状部１１２と第２導電柱状部１２２とが互いに隣り合うことで形成された隙間全体に導電部２３０が配置されるため、キャパシタ２００内の導電経路の断面積が大きくなり、キャパシタ２００における寄生抵抗成分を小さくすることができる。
さらに、本発明の実施形態２に係るキャパシタにおいては、導電部２３０が、複数の第１導電柱状部１１２の先端１１３側において、第１誘電体層１１４を介して第１導電柱状部１１２と対向している。また、導電部２３０が、複数の第２導電柱状部１２２の先端１２３側において、第２誘電体層１２４を介して第２導電柱状部１２２と対向している。これにより、キャパシタ２００の静電容量をさらに大きくできる。
次に、本発明の実施形態２に係るキャパシタ２００の製造方法について説明する。本発明の実施形態２に係るキャパシタ２００の製造方法は、本発明の実施形態１に係るキャパシタ１００の製造方法と、接近工程Ｓ６において異なっている。
本発明の実施形態２に係るキャパシタ２００の製造方法の接近工程においては、第２支持部１２０を第１支持部１１０に近づける際に、シート状接着剤１０に、複数の第１導電柱状部１１２および複数の第２導電柱状部１２２を貫通させずに押し当てる。これにより、シート状接着剤１０が、複数の第１導電柱状部１１２および複数の第２導電柱状部１２２の各々の形状に沿って変形する。このため、硬化した接着剤すなわち導電部２３０は、複数の第１導電柱状部１１２および複数の第２導電柱状部１２２に対して、上述のように配置される。
また、本発明の実施形態２に係るキャパシタ２００の製造方法においては、シート状接着剤１０が、加熱によりゲル状または液状になる材料で構成されていてもよい。これにより、硬化した接着剤すなわち導電部２３０を、上述のように、容易に配置できる。
(実施形態３)
以下、本発明の実施形態３に係るキャパシタについて説明する。本発明の実施形態３に係るキャパシタは、主に、導電柱状部の長さが本発明の実施形態１に係るキャパシタ１００と異なっている。よって、本発明の実施形態１に係るキャパシタ１００と同様である構成については説明を繰り返さない。
以下、本発明の実施形態３に係るキャパシタについて説明する。本発明の実施形態３に係るキャパシタは、主に、導電柱状部の長さが本発明の実施形態１に係るキャパシタ１００と異なっている。よって、本発明の実施形態１に係るキャパシタ１００と同様である構成については説明を繰り返さない。
図８は、本発明の実施形態３に係るキャパシタの構成を示す断面図である。図８に示すように、本発明の実施形態３に係るキャパシタ３００においては、導電部３３０が、複数の第１導電柱状部３１２の先端１１３側において、第１誘電体層１１４を介して第１導電柱状部３１２と対向している。また、本発明の実施形態３に係るキャパシタ３００においては、複数の第１導電柱状部３１２の各々の長さ寸法は、複数の第１支持部１１０と第２支持部１２０との離間距離の０．６倍の寸法より大きい。これにより、キャパシタ３００の体積容量密度の低下を抑制できる。
なお、本実施形態においても、複数の第２導電柱状部１２２の各々の先端１２３は、複数の第１導電柱状部３１２の各々の先端１１３より、第１支持部１１０側に位置している。これにより、本発明の実施形態１に係るキャパシタ１００と同様に、キャパシタ３００においても、体積容量密度の低下を抑制しつつ耐電圧を向上できる。さらには、このような構成のキャパシタ３００は、効率的かつ容易に製造可能である。
(実施形態４)
以下、本発明の実施形態４に係るキャパシタについて説明する。本発明の実施形態４に係るキャパシタは、主に、導電柱状部の長さが本発明の実施形態１に係るキャパシタ１００と異なっている。よって、本発明の実施形態１に係るキャパシタ１００と同様である構成については説明を繰り返さない。
以下、本発明の実施形態４に係るキャパシタについて説明する。本発明の実施形態４に係るキャパシタは、主に、導電柱状部の長さが本発明の実施形態１に係るキャパシタ１００と異なっている。よって、本発明の実施形態１に係るキャパシタ１００と同様である構成については説明を繰り返さない。
図９は、本発明の実施形態４に係るキャパシタの構成を示す断面図である。図９に示すように、本発明の実施形態４に係るキャパシタ４００においては、複数の第１導電柱状部４１２および複数の第２導電柱状部４２２の各々の長さ寸法は、複数の第１支持部１１０と第２支持部１２０との離間距離の０．９倍の寸法より大きい。これにより、キャパシタ４００の体積容量密度の低下を抑制できる。
なお、本実施形態においても、複数の第２導電柱状部１２２の各々の先端１２３は、複数の第１導電柱状部４１２の各々の先端１１３より、第１支持部１１０側に位置している。これにより、本発明の実施形態１に係るキャパシタ１００と同様に、キャパシタ４００においても、体積容量密度の低下を抑制しつつ耐電圧を向上できる。さらには、このような構成のキャパシタ４００は、効率的かつ容易に製造可能である。
(実施形態５)
以下、本発明の実施形態５に係るキャパシタについて説明する。本発明の実施形態５に係るキャパシタは、主に、導電部の位置が、本発明の実施形態２に係るキャパシタ２００と異なっている。よって、本発明の実施形態２に係るキャパシタ２００と同様である構成については説明を繰り返さない。
以下、本発明の実施形態５に係るキャパシタについて説明する。本発明の実施形態５に係るキャパシタは、主に、導電部の位置が、本発明の実施形態２に係るキャパシタ２００と異なっている。よって、本発明の実施形態２に係るキャパシタ２００と同様である構成については説明を繰り返さない。
図１０は、本発明の実施形態５に係るキャパシタの構成を示す断面図である。図１０に示すように、本発明の実施形態５に係るキャパシタ５００において、導電部５３０は、複数の第１導電柱状部１１２の各々の全体と第１誘電体層１１４を介して対向し、かつ、第２導電柱状部１２２の各々の全体と第２誘電体層１２４を介して対向している。これにより、複数の第１導電柱状部１１２および複数の第２導電柱状部１２２の各々において、導電部５３０との対向面積をさらに増やすことができるため、キャパシタ５００の静電容量をより一層大きくできる。
次に、本発明の実施形態５に係るキャパシタ５００の製造方法について説明する。本発明の実施形態５に係るキャパシタ５００の製造方法は、本発明の実施形態２に係るキャパシタ２００の製造方法と同じ方法を採用できるが、接着剤配置工程Ｓ５、接近工程Ｓ６および固定工程Ｓ７においては、これと異なる方法を採用することができる。
本発明の実施形態５に係るキャパシタ５００の製造方法の変形例においては、接着剤配置工程Ｓ５を備えていない。この接着剤配置工程Ｓ５に代えて、本発明の実施形態５に係るキャパシタ５００の製造方法の変形例は、複数の第２導電柱状部１２２の各々の先端１２３を、複数の第１導電柱状部１１２の各々の先端１１３より、第１支持部１１０側に位置させた後、接着剤として液状またはゲル状の接着剤を、第１支持部１１０と第２支持部１２０との間に流し込む工程をさらに備える。
これにより、第１支持部１１０から第２支持部１２０に向かう一方向において、第１導電柱状部１１２の先端１１３と第２支持部１２０との間、または、第２導電柱状部１２２の先端１１３と第１支持部１１０との間など、第１誘電体層１１４と第２誘電体層１２４との間の隙間全体に、接着剤を設けることができる。この接着剤が硬化して導電部５３０となる場合には、複数の第１導電柱状部１１２および複数の第２導電柱状部１２２の、導電部５３０を介した対向面積を向上できる。
本実施形態に係るキャパシタ５００の製造方法の変形例で用いる接着剤が、加熱により液状またはゲル状となる場合においては、上述の流込工程において、予め加熱された接着剤を流し込んでもよいし、接着剤を加熱しながら流し込んでもよい。
なお、本発明の実施形態５に係るキャパシタ５００の製造方法の変形例においては、上記の流込工程により接着剤を配置するため、第２支持部１２０を第１支持部１１０に近づける工程において、複数の第１導電柱状部１１２および複数の第２導電柱状部１２２をシート状接着剤１０に押し当てることを要しない。
(実施形態６)
以下、本発明の実施形態６に係るキャパシタについて説明する。本発明の実施形態６に係るキャパシタは、一部の柱状部を構成する材料が、本発明の実施形態５に係るキャパシタ５００と異なっている。よって、本発明の実施形態５に係るキャパシタ５００と同様である構成については説明を繰り返さない。
以下、本発明の実施形態６に係るキャパシタについて説明する。本発明の実施形態６に係るキャパシタは、一部の柱状部を構成する材料が、本発明の実施形態５に係るキャパシタ５００と異なっている。よって、本発明の実施形態５に係るキャパシタ５００と同様である構成については説明を繰り返さない。
図１１は、本発明の実施形態６に係るキャパシタの構成を示す断面図である。図１１に示すように、本発明の実施形態６に係るキャパシタ６００においては、複数の第１導電柱状部６１２および複数の第２導電柱状部６２２のいずれか一方が、金属からなる。これにより、第１導電柱状部６１２または第２導電柱状部６２２のいずれかがカーボンナノチューブとは異なる導電柱状部であっても、体積容量密度の低下を抑制しつつ耐電圧を向上できる。なお、本実施形態においては、具体的には、複数の第２導電柱状部６２２の各々が金属で構成されている。
本実施形態において、金属で構成される複数の第２導電柱状部６２２は、以下のように設けられる。すなわち、本発明の実施形態１に係るキャパシタ１００の製造方法と同様にして、第１柱状部形成工程Ｓ１および第１誘電体被覆工程Ｓ２により設けられた第１誘電体層１１４上に、ＡＬＤ法、ＭＯＣＶＤ法、または、超臨界流体成膜法などにより、導電部６３０を積層する。そして、積層された導電部６３０に対して、化学的なエッチングにより、凹部を形成する。凹部が形成された導電部６３０上において、さらに、凹部の形状に沿って第２誘電体層１２４が被覆される。そして、凹部上に形成された第２誘電体層１２４上に、さらに、第２導電柱状部６２２を設ける。そして最後に、第２誘電体層１２４および第２導電柱状部６２２上に、第２支持部１２０を設ければよい。
(実施形態７)
以下、本発明の実施形態７に係るキャパシタについて説明する。本発明の実施形態７に係るキャパシタは、導電部が２つに分かれている点が、主に、本発明の実施形態１に係るキャパシタ１００と異なる。よって、本発明の実施形態１に係るキャパシタ１００と同様である構成については説明を繰り返さない。
以下、本発明の実施形態７に係るキャパシタについて説明する。本発明の実施形態７に係るキャパシタは、導電部が２つに分かれている点が、主に、本発明の実施形態１に係るキャパシタ１００と異なる。よって、本発明の実施形態１に係るキャパシタ１００と同様である構成については説明を繰り返さない。
図１２は、本発明の実施形態７に係るキャパシタの構成を示す断面図である。図１２に示すように、本発明の実施形態７に係るキャパシタ７００は、導電部の一部分として第１導電体層７３１を備え、導電部の他の部分として第２導電体層７３２を備えている。第１導電体層７３１は、第１誘電体層１１４上の全体にわたって形成されている。第２導電体層７３２は、第２誘電体層１２４上の全体にわたって形成されている。
第１導電体層７３１および第２導電体層７３２の各々を構成する材料は特に限定されない。第１導電体層７３１および第２導電体層７３２の各々を構成する材料としては、銀、金、銅、白金、アルミニウム、または、これらを含む合金などが挙げられる。
本発明の実施形態７に係るキャパシタ７００は、さらに、中間固定部７４０を備えている。中間固定部７４０は、導電材料で構成されていてもよいし、絶縁材料で構成されていてもよい。中間固定部７４０が導電材料で構成されている場合は、第１導電体層７３１と第２導電体層７３２とが互いに電気的に接続されるため、キャパシタ７００は、２つのキャパシタが接続された構成を有することができる。
中間固定部７４０の具体的な位置は、複数の第１導電柱状部１１２および複数の第２導電柱状部１２２の各々を間接的に互いに固定していれば特に限定されない。上記の一方向において、複数の第１導電柱状部１１２の先端１１３と複数の第２導電柱状部１２２の先端１２３との間にのみ位置していもよいし、上記の一方向において、第１支持部１１０と第２支持部１２０との間において第１導電体層７３１と第２導電体層７３２との間を埋めるように位置していもよい。
中間固定部７４０の形成方法は特に限定されないが、本発明の実施形態１に係るキャパシタ１００の導電部１３０または本発明の実施形態５に係るキャパシタ５００の導電部５３０を形成する方法と同様の方法を採用することができる。
また、本発明の実施形態７に係るキャパシタ７００においても、本発明の実施形態１に係るキャパシタ１００と同様に、第１導電柱状部１１２の各々の先端１１３の位置が、第２支持部１２０に近いほど好ましく、第２導電柱状部１２２の各々の先端１２３の位置が、第１支持部１１０に近いほど好ましいが、少なくとも、複数の第２導電柱状部１２２の各々の先端１２３は、複数の第１導電柱状部１１２の各々の先端１１３より、第１支持部１１０側に位置していればよい。
図１３は、本発明の実施形態７の第１変形例に係るキャパシタの構成を示す断面図である。図１３に示すように、本発明の実施形態７の変形例に係るキャパシタ７００ａにおいては、第１支持部１１０から第２支持部１２０に向かう一方向において、複数の第１導電柱状部１１２の各々の先端１１３の位置と、複数の第２導電柱状部１２２の各々の先端１２３との離間距離の位置との差の寸法は、第１支持部１１０と第２支持部１２０との離間距離の０．６倍以下である。しかしながら、複数の第２導電柱状部１２２の各々の先端１２３は、複数の第１導電柱状部１１２の各々の先端１１３より、第１支持部１１０側に位置しているため、本実施形態においても、体積容量密度の低下を抑制しつつ耐電圧を向上できる。
本発明の実施形態７に係るキャパシタ７００の製造方法は、第２支持部１２０を第１支持部１１０に近づける前に、第１誘電体層１１４上に第１導電体層７３１を積層する工程と、第２誘電体層１２４上に第２導電体層７３２を積層する工程とをさらに備えている。これらの積層工程で積層された第１導電体層７３１および第２導電体層７３２は、それぞれ、第１誘電体層１１４および第２誘電体層１２４との界面での密着性が高い。当該密着性の高さにより、これらの界面においては気泡の発生が抑制されている。一方で、本発明の実施形態１に係るキャパシタ１００においては、接着剤からなる導電部１３０を第１誘電体層１１４および第２誘電体層１２４に接着させたときに、接着界面で気泡が発生する。このように、本発明の実施形態７に係るキャパシタ７００の上記界面においては、第１導電体層７３１または第２導電体層７３２からなる対向電極の有効面積に影響を与える気泡が生じていないため、体積容量密度の低下をより抑制することができる。また、本発明の実施形態７においては、本発明の実施形態１に係るキャパシタ１００とは異なる製造方法によって、体積容量密度の低下を抑制しつつ耐電圧を向上させたキャパシタ７００を、効率的かつ容易に製造できる。
すなわち、本実施形態において、第１導電体層７３１および第２導電体層７３２の各々は、それぞれ、第１誘電体被覆工程Ｓ２および第２誘電体被覆工程Ｓ４の直後に形成すればよい。なお、第１導電体層７３１および第２導電体層７３２の積層方法は特に限定されない。第１導電体層７３１および第２導電体層７３２の各々は、たとえばＡＬＤ法、ＣＶＤ法、ＭＯＣＶＤ法、超臨界流体成膜法、またはスパッタリング法などにより形成される。
(実施形態８)
以下、本発明の実施形態８に係るキャパシタについて説明する。本発明の実施形態８に係るキャパシタは、固定層をさらに備えている点が、本発明の実施形態７に係るキャパシタ７００と異なる。よって、本発明の実施形態７に係るキャパシタ７００と同様である構成については説明を繰り返さない。
以下、本発明の実施形態８に係るキャパシタについて説明する。本発明の実施形態８に係るキャパシタは、固定層をさらに備えている点が、本発明の実施形態７に係るキャパシタ７００と異なる。よって、本発明の実施形態７に係るキャパシタ７００と同様である構成については説明を繰り返さない。
図１４は、本発明の実施形態８に係るキャパシタの構成を示す断面図である。図１４に示すように、本発明の実施形態８に係るキャパシタ８００は、さらに固定層８５０を備えている。本実施形態において、固定層８５０は、第１導電体層７３１と中間固定部７４０との間に位置している。固定層８５０は、第２導電体層７３２と中間固定部７４０との間にも位置している。固定層８５０を設けることにより、複数の第１導電柱状部１１２の各々と複数の第２導電柱状部１２２の各々が自重または外部からの機械的な外力により変形することを抑制することができる。
本実施形態において、固定層８５０は絶縁材料で構成されている。これにより、中間固定部７４０が絶縁材料で構成されている場合には、キャパシタ８００は、体積あたりの容量密度を増加させつつ、互いに独立した２つのキャパシタを備えることができる。また、固定層８５０は導電材料で構成されていてもよい。さらに中間固定部７４０が導電材料で構成されている場合には、キャパシタ７００の機械的強度を向上させるとともに、２つのキャパシタを直列接続することができる。
(実施形態９)
以下、本発明の実施形態９に係るキャパシタについて説明する。本発明の実施形態９に係るキャパシタは、主に、各柱状部の構成が、本発明の実施形態１に係るキャパシタ１００と異なる。よって、本発明の実施形態１に係るキャパシタ１００と同様である構成については説明を繰り返さない。
以下、本発明の実施形態９に係るキャパシタについて説明する。本発明の実施形態９に係るキャパシタは、主に、各柱状部の構成が、本発明の実施形態１に係るキャパシタ１００と異なる。よって、本発明の実施形態１に係るキャパシタ１００と同様である構成については説明を繰り返さない。
図１５は、本発明の実施形態９に係るキャパシタの構成を示す断面図である。図１５に示すように、本発明の実施形態９に係るキャパシタ９００においては、複数の第２導電柱状部１２２の各々の長さが互いに異なっている。本発明の実施形態９に係るキャパシタ９００においても、複数の第２導電柱状部１２２の各々の先端１２３は、複数の第１導電柱状部１１２の各々の先端１１３より、第１支持部１１０側に位置している。よって、本実施形態に係るキャパシタ９００においても、体積容量密度の低下を抑制しつつ耐電圧を向上できる。さらには、このような構成のキャパシタ９００は、効率的かつ容易に製造可能である。
(実施形態１０)
以下、本発明の実施形態１０に係るキャパシタについて説明する。本発明の実施形態１０に係るキャパシタは、主に、各柱状部の構成が、本発明の実施形態９に係るキャパシタ９００と異なる。よって、本発明の実施形態９に係るキャパシタ９００と同様である構成については説明を繰り返さない。
以下、本発明の実施形態１０に係るキャパシタについて説明する。本発明の実施形態１０に係るキャパシタは、主に、各柱状部の構成が、本発明の実施形態９に係るキャパシタ９００と異なる。よって、本発明の実施形態９に係るキャパシタ９００と同様である構成については説明を繰り返さない。
図１６は、本発明の実施形態１０に係るキャパシタの構成を示す断面図である。図１６に示すように、本発明の実施形態１０に係るキャパシタ１０００においては、複数の第２導電柱状部１２２の少なくとも１つが、先端１２３において、第２誘電体層１２４を介して、第１誘電体層１１４と接触している。これにより、キャパシタ１０００の機械強度が向上する。なお、複数の第１導電柱状部１１２の少なくとも１つが、先端１１３において、第１誘電体層１１４を介して、第２誘電体層１２４と接触していてもよい。
(実施形態１１)
以下、本発明の実施形態１１に係るキャパシタについて説明する。本発明の実施形態１１に係るキャパシタは、主に、各柱状部の構成が、本発明の実施形態１０に係るキャパシタ１０００と異なる。よって、本発明の実施形態１０に係るキャパシタ１０００と同様である構成については説明を繰り返さない。
以下、本発明の実施形態１１に係るキャパシタについて説明する。本発明の実施形態１１に係るキャパシタは、主に、各柱状部の構成が、本発明の実施形態１０に係るキャパシタ１０００と異なる。よって、本発明の実施形態１０に係るキャパシタ１０００と同様である構成については説明を繰り返さない。
図１７は、本発明の実施形態１１に係るキャパシタの構成を示す断面図である。図１７に示すように、本発明の実施形態１１に係るキャパシタ１１００においては、複数の第２導電柱状部１２２の少なくとも１つが、先端１２３側において、第２誘電体層１２４を介して、第１誘電体層１１４と接触しつつ湾曲している。これにより、キャパシタ１１００の機械強度が向上するとともに、第１支持部１１０から第２支持部１２０に向かう一方向における、第１導電柱状部１１２と第２導電柱状部１２２との接着強度が向上する。なお、複数の第１導電柱状部１１２の少なくとも１つが、先端１１３側において、第１誘電体層１１４を介して、第２誘電体層１２４と接触しつつ湾曲してもよい。
上述した実施形態の説明において、組み合わせ可能な構成を相互に組み合わせてもよい。
今回開示された実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
１０ シート状接着剤、１００，１００ａ，２００，３００，４００，５００，６００，７００，７００ａ，８００，９００，１０００，１１００ キャパシタ、１１０ 第１支持部、１１２，３１２，４１２，６１２ 第１導電柱状部、１１３，１２３ 先端、１１４ 第１誘電体層、１２０ 第２支持部、１２２，４２２，６２２ 第２導電柱状部、１２４ 第２誘電体層、１３０，２３０，３３０，５３０，６３０ 導電部、７３１ 第１導電体層、７３２ 第２導電体層、７４０ 中間固定部、８５０ 固定層。
Claims (11)
- 第１支持部と、
前記第１支持部に間隔をあけて位置する第２支持部と、
前記第１支持部に支持され、前記第１支持部から前記第２支持部に向かう一方向に沿って延出し、かつ、ナノサイズの外径を有する、複数の第１導電柱状部と、
前記複数の第１導電柱状部の各々を被覆する第１誘電体層と、
前記第２支持部に支持され、前記第２支持部から前記第１支持部に向かう前記一方向に沿って延出し、かつ、ナノサイズの外径を有する、複数の第２導電柱状部と、
前記複数の第２導電柱状部の各々を被覆する第２誘電体層と、
前記第１誘電体層上に設けられて前記複数の第１導電柱状部の各々の少なくとも一部と前記第１誘電体層を介して対向し、かつ、前記第２誘電体層上に設けられて前記複数の第２導電柱状部の各々の少なくとも一部と前記第２誘電体層を介して対向する、導電部とを備え、
前記複数の第２導電柱状部の各々の先端は、前記複数の第１導電柱状部の各々の先端より、第１支持部側に位置している、キャパシタ。 - 前記導電部は、前記第１誘電体層上および前記第２誘電体層上において、少なくとも、前記一方向における前記複数の第１導電柱状部の各々の先端から前記複数の第２導電柱状部の各々の先端まで位置している、請求項１に記載のキャパシタ。
- 前記複数の第１導電柱状部および前記複数の第２導電柱状部の少なくとも一方は、カーボンナノチューブからなる、請求項１または請求項２に記載のキャパシタ。
- 前記複数の第１導電柱状部および前記複数の第２導電柱状部の両方がカーボンナノチューブからなる、請求項３に記載のキャパシタ。
- 前記複数の第１導電柱状部および前記複数の第２導電柱状部のいずれか一方が、金属からなる、請求項３に記載のキャパシタ。
- 前記第１誘電体層は、前記第１支持部上において前記複数の第１導電柱状部の各々の全体を被覆しており、
前記第２誘電体層は、前記第２支持部上において前記複数の第１導電柱状部の各々の全体を被覆しており、
前記導電部は、前記複数の第１導電柱状部の各々の全体と前記第１誘電体層を介して対向し、かつ、前記第２導電柱状部の各々の全体と前記第２誘電体層を介して対向する、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のキャパシタ。 - 第１支持部と、
前記第１支持部に支持され、前記第１支持部から離れる一方向に沿って延出し、かつ、ナノサイズの外径を有する、複数の第１導電柱状部と、
前記複数の第１導電柱状部の各々を被覆する第１誘電体層と、
第２支持部と、
前記第２支持部に支持され、前記第２支持部から離れる一方向に沿って延出し、かつ、ナノサイズの外径を有する、複数の第２導電柱状部と、
前記複数の第２導電柱状部の各々を被覆する第２誘電体層と、
前記第１誘電体層上に設けられて前記複数の第１導電柱状部の各々の少なくとも一部と前記第１誘電体層を介して対向し、かつ、前記第２誘電体層上に設けられて前記複数の第２導電柱状部の各々の少なくとも一部と前記第２誘電体層を介して対向する導電部とを備える、キャパシタの製造方法であって、
前記第２支持部を前記第１支持部に近づけることにより、前記複数の第２導電柱状部の各々の先端を、前記複数の第１導電柱状部の各々の先端より、第１支持部側に配置する工程と、
前記複数の第１導電柱状部と前記複数の第２導電柱状部とを、接着剤および少なくとも前記第１誘電体層と前記第２誘電体層とを介して互いに固定させる工程とを備える、キャパシタの製造方法。 - 前記接着剤が導電性を有しており、
前記複数の第１導電柱状部と前記複数の第２導電柱状部とを互いに固定させるときに、硬化した前記接着剤が前記導電部となる、請求項７に記載のキャパシタの製造方法。 - 前記第２支持部を前記第１支持部に近づける前に、前記導電部の一部分として、前記第１誘電体層上に第１導電体層を積層する工程と、
前記第２支持部を前記第１支持部に近づける前に、前記導電部の他の部分として、前記第２誘電体層上に第２導電体層を積層する工程とをさらに備える、請求項７に記載のキャパシタの製造方法。 - 前記第２支持部を前記第１支持部に近づける前に、前記複数の第１導電柱状部と前記複数の第２導電柱状部との間に、前記接着剤としてシート状接着剤を配置する工程をさらに備え、
前記第２支持部を前記第１支持部に近づけるときに、前記複数の第１導電柱状部および前記複数の第２導電柱状部を前記シート状接着剤に押し当てつつ、前記第２支持部を前記第１支持部に近づける、請求項７から請求項９のいずれか１項に記載のキャパシタの製造方法。 - 前記複数の第２導電柱状部の各々の先端を、前記複数の第１導電柱状部の各々の先端より、第１支持部側に位置させた後、前記接着剤として液状またはゲル状の接着剤を、前記第１支持部と前記第２支持部との間に流し込む工程をさらに備える、請求項７から請求項９のいずれか１項に記載のキャパシタの製造方法。
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