JPH0524645B2 - - Google Patents
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- JPH0524645B2 JPH0524645B2 JP24891287A JP24891287A JPH0524645B2 JP H0524645 B2 JPH0524645 B2 JP H0524645B2 JP 24891287 A JP24891287 A JP 24891287A JP 24891287 A JP24891287 A JP 24891287A JP H0524645 B2 JPH0524645 B2 JP H0524645B2
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Landscapes
- Ceramic Capacitors (AREA)
- Inorganic Insulating Materials (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は粒界誘電体層型の半導体磁器コンデン
サ等として用いられる半導体磁器物質に関する。
サ等として用いられる半導体磁器物質に関する。
一般にチタン酸ストロンチウム（SrTiO3）等
を主体とする半導体磁器の結晶粒界に誘電体層を
形成して構成される半導体磁器物質は誘電率が高
く、また電気的安定性に優れていることから、近
時コンデンサ、バリスター、サーミスター等に広
く利用されている。
を主体とする半導体磁器の結晶粒界に誘電体層を
形成して構成される半導体磁器物質は誘電率が高
く、また電気的安定性に優れていることから、近
時コンデンサ、バリスター、サーミスター等に広
く利用されている。
ところで従来におけるこの種の半導体磁器物質
は主成分であるチタン酸ストロンチウムに、結晶
粒の半導体化のための原子価制御剤として酸化ニ
オブ（Nb2O5）、酸化イツトリウム（Y2O3）等
を、また焼結助剤として酸化ケイ素（SiO2）、酸
化マンガン（MnO2）等を夫々添加し、中性又は
還元雰囲気中で焼結し、得られた半導体磁器に拡
散物質として酸化ビスマス（Bi2O3）、酸化銅
（CuO）、酸化マンガン（MnO2）等の混合物を結
晶粒界に熱拡散させることにより得ている（特公
昭58−23922号）。
は主成分であるチタン酸ストロンチウムに、結晶
粒の半導体化のための原子価制御剤として酸化ニ
オブ（Nb2O5）、酸化イツトリウム（Y2O3）等
を、また焼結助剤として酸化ケイ素（SiO2）、酸
化マンガン（MnO2）等を夫々添加し、中性又は
還元雰囲気中で焼結し、得られた半導体磁器に拡
散物質として酸化ビスマス（Bi2O3）、酸化銅
（CuO）、酸化マンガン（MnO2）等の混合物を結
晶粒界に熱拡散させることにより得ている（特公
昭58−23922号）。
拡散物質として用いる混合物はその成分が、例
えばコンデンサの電気的特性に大きな影響を及ぼ
すことは知られているが、従来用いられている混
合物である酸化ビスマス（Bi2O3）はコンデンサ
としての誘電率（εapp）、誘電正接（tanδ）につ
いて優れた特性が得られる反面、絶縁抵抗率
（ρapp）が低く、また酸化銅（CuO）、或いは酸
化マンガン（MnO2）は絶縁抵抗率（ρapp）につ
いて優れた特性が得られる反面、誘電率（εapp）
が低く、更にこれら各金属酸化物の混合物を用い
た場合にも平均的レベルの電気的特性は得られる
ものの誘電率、誘電正接、絶縁抵抗率のいずれに
も十分な値が得られないという問題があつた。
えばコンデンサの電気的特性に大きな影響を及ぼ
すことは知られているが、従来用いられている混
合物である酸化ビスマス（Bi2O3）はコンデンサ
としての誘電率（εapp）、誘電正接（tanδ）につ
いて優れた特性が得られる反面、絶縁抵抗率
（ρapp）が低く、また酸化銅（CuO）、或いは酸
化マンガン（MnO2）は絶縁抵抗率（ρapp）につ
いて優れた特性が得られる反面、誘電率（εapp）
が低く、更にこれら各金属酸化物の混合物を用い
た場合にも平均的レベルの電気的特性は得られる
ものの誘電率、誘電正接、絶縁抵抗率のいずれに
も十分な値が得られないという問題があつた。
本発明はかかる事情に鑑みなされたものであつ
て、その目的とするところは誘電率、絶縁抵抗率
が共に向上した粒界誘電体層型の半導体磁器物質
を提供することにある。
て、その目的とするところは誘電率、絶縁抵抗率
が共に向上した粒界誘電体層型の半導体磁器物質
を提供することにある。
本発明に係る半導体磁器物質は半導体磁器の結
晶粒界に、酸化ビスマス（Bi2O3）が10〜80モル
％、酸化銅（CuO）が10〜60モル％及びカリウム
系金属化合物、カリウム系金属酸化物のうちの１
種又は２種以上が10〜80モル％からなる組成物が
拡散して前記結晶粒界に誘電体層を形成してなる
ことを特徴とする。
晶粒界に、酸化ビスマス（Bi2O3）が10〜80モル
％、酸化銅（CuO）が10〜60モル％及びカリウム
系金属化合物、カリウム系金属酸化物のうちの１
種又は２種以上が10〜80モル％からなる組成物が
拡散して前記結晶粒界に誘電体層を形成してなる
ことを特徴とする。
本発明にあつてはこれによつて誘電率、絶縁抵
抗率のいずれにも高い値が得られる。
抗率のいずれにも高い値が得られる。
例えば主成分であるチタン酸ストロンチウム
（SrTiO3）に、酸化ニオブ（Nb2O5）を0.1〜２
モル％、酸化マンガン（MnO2）を0.1〜２モル％
の各範囲で添加したものを原料として直径10mm、
厚さ0.8mmの円板状の素体を加圧成形し、次にこ
の円板状の素体を、例えば水素１〜15％、窒素99
〜85％の還元雰囲気中で1400〜1540℃で４〜10時
間焼成して半導体磁器を得、更にこの半導体磁器
に拡散物質として下記の混合物を塗布し、大気中
で1000〜1350℃で１〜２時間焼成を行つて本発明
の半導体磁器物質を得、その後この半導体磁器物
質の両面に、例えば銀ペーストを付着させ800℃
で焼付けて電極を形成し、半導体磁器コンデンサ
を得た。
（SrTiO3）に、酸化ニオブ（Nb2O5）を0.1〜２
モル％、酸化マンガン（MnO2）を0.1〜２モル％
の各範囲で添加したものを原料として直径10mm、
厚さ0.8mmの円板状の素体を加圧成形し、次にこ
の円板状の素体を、例えば水素１〜15％、窒素99
〜85％の還元雰囲気中で1400〜1540℃で４〜10時
間焼成して半導体磁器を得、更にこの半導体磁器
に拡散物質として下記の混合物を塗布し、大気中
で1000〜1350℃で１〜２時間焼成を行つて本発明
の半導体磁器物質を得、その後この半導体磁器物
質の両面に、例えば銀ペーストを付着させ800℃
で焼付けて電極を形成し、半導体磁器コンデンサ
を得た。
なお円板状の素体の焼結用還元雰囲気としては
水素１〜15％、窒素99〜85％に限らず、結晶粒が
十分半導体化され得る雰囲気であればよい。また
電極材料についてもAgに限らずAl、その他の材
料も用いられる。
水素１〜15％、窒素99〜85％に限らず、結晶粒が
十分半導体化され得る雰囲気であればよい。また
電極材料についてもAgに限らずAl、その他の材
料も用いられる。
拡散物質である混合物は酸化ビスマス
（Bi2O3）を10〜80モル％、酸化銅（CuO）を10
〜60モル％及びカリウム系金属化合物、カリウム
系金属酸化物のうちの１種又は２種以上が10〜80
モル％の組成よりなる。金属化合物としては炭酸
カリウム（K2CO3）、水素化カリウム（KH）、炭
化カリウム（K2C2）、炭酸水素カリウム
（KHCO3）等が用いられ、また金属酸化物とし
ては超酸化カリウム（KO2）、酸化カリウム
（K2O）、過酸化カリウム（K2O2）、三酸化カリウ
ム（K2O3）等が用いられる。
（Bi2O3）を10〜80モル％、酸化銅（CuO）を10
〜60モル％及びカリウム系金属化合物、カリウム
系金属酸化物のうちの１種又は２種以上が10〜80
モル％の組成よりなる。金属化合物としては炭酸
カリウム（K2CO3）、水素化カリウム（KH）、炭
化カリウム（K2C2）、炭酸水素カリウム
（KHCO3）等が用いられ、また金属酸化物とし
ては超酸化カリウム（KO2）、酸化カリウム
（K2O）、過酸化カリウム（K2O2）、三酸化カリウ
ム（K2O3）等が用いられる。
第１，２，３図は拡散物質である混合物として
酸化ビスマス、酸化銅、及びカリウム系金属化合
物の１種である炭酸カリウムの各成分についてそ
の組成を変えた混合物について、その電気的特性
を調べた結果を示している。
酸化ビスマス、酸化銅、及びカリウム系金属化合
物の１種である炭酸カリウムの各成分についてそ
の組成を変えた混合物について、その電気的特性
を調べた結果を示している。
第１図は誘電率（εapp）×10-4値を、また第２
図は誘電正接（tanδ）値（％）を、更に第３図は
絶縁抵抗率（ρapp）×10-10値（Ω−cm）を夫々示
すグラフであり、グラフ中の黒丸印は夫々の成分
組成を拡散物質として得た半導体磁器物質の各供
試材を、また数値は10枚の試料の誘電率値、誘電
正接値、絶縁抵抗値の平均値を示している。
図は誘電正接（tanδ）値（％）を、更に第３図は
絶縁抵抗率（ρapp）×10-10値（Ω−cm）を夫々示
すグラフであり、グラフ中の黒丸印は夫々の成分
組成を拡散物質として得た半導体磁器物質の各供
試材を、また数値は10枚の試料の誘電率値、誘電
正接値、絶縁抵抗値の平均値を示している。
なお電気的特性のうち、誘電率（εapp）、誘電
正接（tanδ）は作成した半導体磁器コンデンサに
周波数1kHz、電圧1Vを印加して測定した値であ
り、また絶縁抵抗率（ρapp）は25Vの直流電圧印
加１分後の電流値を測定し、これに基づいて算出
した値である。
正接（tanδ）は作成した半導体磁器コンデンサに
周波数1kHz、電圧1Vを印加して測定した値であ
り、また絶縁抵抗率（ρapp）は25Vの直流電圧印
加１分後の電流値を測定し、これに基づいて算出
した値である。
第１，２，３図から明らかな如く、酸化ビスマ
ス（Bi2O3）が10〜80モル％、酸化銅（CuO）が
10〜60モル％、炭酸カリウムを10〜80モル％の範
囲内とした混合物を拡散物質に用いた本発明組成
物にあつては、誘電率、誘電正接、絶縁抵抗率の
いずれにおいても優れた電気的特性を示している
のが解る。
ス（Bi2O3）が10〜80モル％、酸化銅（CuO）が
10〜60モル％、炭酸カリウムを10〜80モル％の範
囲内とした混合物を拡散物質に用いた本発明組成
物にあつては、誘電率、誘電正接、絶縁抵抗率の
いずれにおいても優れた電気的特性を示している
のが解る。
これに対して酸化ビスマスが10モル％未満、又
は90モル％以上では第１図から明らかなように誘
電率（εapp）が明らかに低く、更に酸化ビスマ
ス単体は第３図から明らかなように絶縁抵抗率に
著しい低下が認められる。
は90モル％以上では第１図から明らかなように誘
電率（εapp）が明らかに低く、更に酸化ビスマ
ス単体は第３図から明らかなように絶縁抵抗率に
著しい低下が認められる。
また、酸化銅が70モル％以上では第１，２図か
ら明らかな如く誘電率、誘電正接が共に劣り、ま
た10モル％未満では第１，３図から明らかな如く
誘電率、絶縁抵抗率は共に十分な値が得られてい
ないことが解る。
ら明らかな如く誘電率、誘電正接が共に劣り、ま
た10モル％未満では第１，３図から明らかな如く
誘電率、絶縁抵抗率は共に十分な値が得られてい
ないことが解る。
更に炭酸カリウムが90モル％以上、又は10モル
％未満では誘電率、誘電正接、絶縁抵抗率のいず
れかに劣つた値が認められる。
％未満では誘電率、誘電正接、絶縁抵抗率のいず
れかに劣つた値が認められる。
ちなみに本発明物質に用いる拡散物質として酸
化ビスマスを70モル％、酸化銅を10モル％、炭酸
カリウムを20モル％からなる組成の混合物を用い
た場合、酸化ビスマス単体を用いる場合と比較し
て誘電率で1.7倍、絶縁抵抗率で２桁以上の向上
が図れることが解る。
化ビスマスを70モル％、酸化銅を10モル％、炭酸
カリウムを20モル％からなる組成の混合物を用い
た場合、酸化ビスマス単体を用いる場合と比較し
て誘電率で1.7倍、絶縁抵抗率で２桁以上の向上
が図れることが解る。
なお、拡散物質の一つとして炭酸カリウムの場
合につき説明したが、他の超酸化カリウム、酸化
カリウム、過酸化カリウム、三酸化二カリウム、
水素化カリウム、炭化カリウム、炭酸水素カリウ
ム、又はこれらの２種以上の混合物についても10
〜80モル％の範囲内で略同様の効果があることが
確認された。
合につき説明したが、他の超酸化カリウム、酸化
カリウム、過酸化カリウム、三酸化二カリウム、
水素化カリウム、炭化カリウム、炭酸水素カリウ
ム、又はこれらの２種以上の混合物についても10
〜80モル％の範囲内で略同様の効果があることが
確認された。
以上の如く本発明にあつては、拡散物質として
酸化ビスマス、酸化銅、及びカリウム系金属化合
物、カリウム系金属酸化物の少なくとも１種又は
２種以上を組合せてなる組成物を用いてあるから
誘電率、絶縁抵抗率が大幅に向上し得る優れた効
果を奏するものである。
酸化ビスマス、酸化銅、及びカリウム系金属化合
物、カリウム系金属酸化物の少なくとも１種又は
２種以上を組合せてなる組成物を用いてあるから
誘電率、絶縁抵抗率が大幅に向上し得る優れた効
果を奏するものである。
第１図は拡散物質の組成と誘電率との関係を示
す図、第２図は拡散物質の組成と誘電正接との関
係を示す図、第３図は拡散物質の組成と絶縁抵抗
率との関係を示す図である。
す図、第２図は拡散物質の組成と誘電正接との関
係を示す図、第３図は拡散物質の組成と絶縁抵抗
率との関係を示す図である。
Claims (1)
- １ 半導体磁器の結晶粒界に、酸化ビスマス
（Bi2O3）が10〜80モル％、酸化銅（CuO）が10
〜60モル％、及びカリウム系金属化合物、カリウ
ム系金属酸化物のうちの１種または２種以上が10
〜80モル％からなる組成物が拡散して、前記結晶
粒界に誘電体層を形成してなることを特徴とする
半導体磁器物質。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24891287A JPS6490514A (en) | 1987-09-30 | 1987-09-30 | Semiconductor porcelain material |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24891287A JPS6490514A (en) | 1987-09-30 | 1987-09-30 | Semiconductor porcelain material |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6490514A JPS6490514A (en) | 1989-04-07 |
| JPH0524645B2 true JPH0524645B2 (ja) | 1993-04-08 |
Family
ID=17185270
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24891287A Granted JPS6490514A (en) | 1987-09-30 | 1987-09-30 | Semiconductor porcelain material |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6490514A (ja) |
-
1987
- 1987-09-30 JP JP24891287A patent/JPS6490514A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6490514A (en) | 1989-04-07 |
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