JPH0786074A - 半導体コンデンサ - Google Patents

半導体コンデンサ

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Publication number
JPH0786074A
JPH0786074A JP18882093A JP18882093A JPH0786074A JP H0786074 A JPH0786074 A JP H0786074A JP 18882093 A JP18882093 A JP 18882093A JP 18882093 A JP18882093 A JP 18882093A JP H0786074 A JPH0786074 A JP H0786074A
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JP
Japan
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thin film
semiconductor capacitor
semiconductor
capacitor
titanium metal
Prior art date
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Pending
Application number
JP18882093A
Other languages
English (en)
Inventor
Mikio Hayashi
幹生 林
Yukio Hamachi
幸生 浜地
Masahiro Yoshimura
昌弘 吉村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Japan Science and Technology Agency
Murata Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Murata Manufacturing Co Ltd
Research Development Corp of Japan
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 複雑な製造工程を必要とせず、生産性に優
れ、かつ、小型で大容量の半導体コンデンサを提供す
る。 【構成】 金属基体1と、前記金属基体1の表面に形成
された、金属基体1を構成する金属を含む複合酸化物半
導体薄膜2と、前記複合酸化物半導体薄膜2を介して前
記金属基体1と対向する対向電極3とを具備する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、コンデンサに関し、
詳しくは、複合酸化物半導体薄膜を用いた半導体コンデ
ンサに関する。
【0002】
【従来の技術】半導体コンデンサとしては、従来より、
堰層容量型、粒界絶縁型及び還元再酸化型などの種々の
タイプの半導体コンデンサが実用に供されている。
【0003】そして、これらの半導体コンデンサのう
ち、堰層容量型半導体コンデンサは、大きな容量を得る
ことができるという特徴を有している。すなわち、堰層
は整流性を有しており、半導体側を正として電圧を加え
たとき、逆方向バイアスとなって電流が流れにくくな
り、半導体と金属の間に大きな静電容量が形成される。
【0004】また、粒界絶縁型半導体コンデンサは、堰
層が各結晶粒ごとに分布しているので等価的に多層誘電
体となる。この粒界絶縁型半導体コンデンサは、堰層容
量型半導体コンデンサと比べて堰層の数が多くなるの
で、誘電体としての有効厚みを大きくとることが容易
で、定格電圧の高い半導体コンデンサが得られる。
【0005】さらに、還元再酸化型コンデンサは、上記
の堰層容量型半導体コンデンサと還元再酸化型半導体コ
ンデンサの中間の特性を有している。
【0006】上記従来の半導体コンデンサは、いずれも
チタン酸バリウム系半導体磁器を利用したものであり、
従来の高誘電率系磁器コンデンサに比べて小型大容量化
が可能であるという特徴を有している。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来の半
導体コンデンサにおいては、その構成材料である半導体
を得るために、原料を還元雰囲気下で焼成することが必
要であったり、還元雰囲気下での焼成後に粒界を絶縁化
するために酸化剤を塗布して再焼成するという2段階焼
成が必要であったりすることから、製造工程が複雑で、
生産性が低いという問題点がある。
【0008】また、品質を維持するために、高精度の条
件管理が必要であり、この点からも生産効率を向上させ
ることは困難である。
【0009】この発明は、上記問題点を解決するもので
あり、複雑な製造工程を必要とせず、生産性に優れ、か
つ、小型で大容量の半導体コンデンサを提供することを
目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明の半導体コンデンサは、金属基体と、前記
金属基体の表面に形成された、前記金属基体を構成する
金属を含む複合酸化物半導体薄膜と、前記複合酸化物半
導体薄膜を介して前記金属基体と対向する対向電極とを
具備することを特徴とする。
【0011】また、前記金属基体が多孔体であることを
特徴とする。
【0012】
【実施例】以下、この発明の実施例を図に基づいて説明
する。
【0013】実施例1 図1は、この実施例にかかる半導体コンデンサを示す断
面図である。この半導体コンデンサは、チタン金属基板
(金属基体)1上にチタン酸バリウム系半導体薄膜(複
合酸化物半導体薄膜)2を配設するとともに、チタン酸
バリウム系半導体薄膜2上に銀電極(対向電極)3を配
設し、さらに、銀電極3に取出しリード線4を取り付
け、全体を外装樹脂5で被覆することにより形成されて
いる。
【0014】次に、この半導体コンデンサの製造方法に
ついて説明する。この半導体コンデンサを製造するにあ
たっては、まず、チタン金属基板1の両面をフッ化水素
(HF)水溶液を用いて処理することにより付着物を除
去するとともに、その表面積を増大させる。
【0015】それから、このチタン金属基板1を超音波
洗浄した後、0.5mol/L水酸化バリウム水溶液に浸漬
し、95℃の温度で1時間化成処理を行い、チタン金属
基板1の表面にチタン酸バリウム系半導体薄膜2を直接
形成する。
【0016】次に、チタン金属基板1の表面にチタン酸
バリウム系半導体薄膜2が形成された複合体の両面に銀
を蒸着することにより、銀電極3を形成する。そして、
この銀電極3に取出しリード線4を取り付けることによ
り半導体コンデンサ素子を得る。
【0017】それから、この半導体コンデンサ素子全体
を液体エポキシ樹脂に浸漬して、エポキシ樹脂(外装樹
脂)5による外装を行うことにより、図1に示すような
半導体コンデンサを得る。
【0018】このようにして得られた半導体コンデンサ
について、その静電容量、絶縁抵抗及び絶縁破壊電圧を
測定したところ、以下のような結果が得られた。 静電容量(周波数1kHz,印加電圧1Vrms):62nF 絶縁抵抗(10V直流電圧下で測定) :3.2×107Ω 絶縁破壊電圧 :8V
【0019】実施例2 以下の方法により、上記実施例1(図1)と同様の半導
体コンデンサを作製した。
【0020】まず、チタン金属基板(金属基体)1の両
面をHF水溶液を用いて処理することにより付着物を除
去するとともに、その表面積を増大させる。
【0021】それから、このチタン金属基板1を超音波
洗浄した後、0.5mol/L水酸化バリウム水溶液(処理
溶液)に浸漬し、チタン金属基板1を陽極に、白金プレ
ート(図示せず)を対極に用いて、150℃の温度で、
12Vの定電圧電解を行う水熱電気化学処理を1時間施
し、チタン金属基板1の表面にチタン酸バリウム系半導
体薄膜2を直接形成する。
【0022】次に、チタン金属基板1の表面にチタン酸
バリウム系半導体薄膜2が形成された複合体の両面に銀
を蒸着することにより、銀電極3を形成する。そして、
この銀電極3に取出しリード線4を取り付けることによ
り半導体コンデンサ素子を得る。
【0023】それから、この半導体コンデンサ素子全体
を外装樹脂である液体エポキシ樹脂に浸漬して、エポキ
シ樹脂(外装樹脂)5による外装を行うことにより図1
に示す半導体コンデンサと同様の半導体コンデンサを得
る。
【0024】このようにして得られた半導体コンデンサ
について、その静電容量、絶縁抵抗及び絶縁破壊電圧を
測定したところ、以下のような結果が得られた。 静電容量(周波数1kHz,印加電圧1Vrms):35nF 絶縁抵抗(10V直流電圧下で測定) :1.2×108Ω 絶縁破壊電圧 :12V
【0025】実施例3 図2は、この実施例にかかる半導体コンデンサを示す断
面図である。この半導体コンデンサは、チタン金属基板
(金属基体)1上にチタン酸バリウム系半導体薄膜(複
合酸化物半導体薄膜)2を配設するとともに、チタン酸
バリウム系半導体薄膜2上に酸化銅薄膜6及び銀電極
(対向電極)3を配設し、さらに、銀電極3に取出しリ
ード線4を取り付け、全体を外装樹脂5で被覆すること
により形成されている。
【0026】次に、この半導体コンデンサの製造方法に
ついて説明する。この半導体コンデンサを製造するにあ
たっては、まず、実施例1と同様の化成処理を施すこと
により、チタン金属基板1の表面にチタン酸バリウム系
半導体薄膜2を直接形成した複合体を作製する。
【0027】次に、この複合体の両面に酸化銅を電子ビ
ーム蒸着の方法により蒸着して酸化銅薄膜6を形成し、
さらにその上に銀を蒸着することにより銀電極3を形成
する。
【0028】その後、上記実施例1と同様の方法にした
がって、図2に示すような半導体コンデンサを得る。
【0029】なお、この実施例の半導体コンデンサにお
いては、酸化銅薄膜6がP型半導体を形成するととも
に、この酸化銅薄膜6が、あらかじめ形成されているN
型半導体であるチタン酸バリウム系半導体薄膜2とPN
接合をなし、これにより静電容量を発現する。
【0030】このようにして得られた半導体コンデンサ
について、その静電容量、絶縁抵抗及び絶縁破壊電圧を
測定したところ、以下のような結果が得られた。 静電容量(周波数1kHz,印加電圧1Vrms):35nF 絶縁抵抗(10V直流電圧下で測定) :6.5×108Ω 絶縁破壊電圧 :15V
【0031】実施例4 図3は、この実施例にかかる半導体コンデンサを示す断
面図であり、図4は、半導体コンデンサを構成する複合
構造体のミクロ断面概略図である。この半導体コンデン
サにおいては、金属基体として、チタン金属粒子11a
(図4)を成形してなるチタン金属多孔体11が用いら
れており、チタン金属多孔体11には、図3に示すよう
に、取出しリード線4の一部が埋設されている。
【0032】また、チタン金属多孔体11を構成するチ
タン金属粒子11aの表面にはチタン酸バリウム系半導
体薄膜(複合酸化物半導体薄膜)2が形成され、かつ、
銀電極(対向電極)3aがその細部にまで形成されてい
る。
【0033】さらに、このチタン金属多孔体11,チタ
ン酸バリウム系半導体薄膜2及び銀電極(対向電極)3
aからなる複合構造体の表面にカーボン層7を配設する
とともに、その上に銀電極3bを形成することにより複
合電極焼結体8a,8bが形成されている。
【0034】そして、2つの複合電極焼結体8a,8b
を互に接合し、全体を外装樹脂5で被覆することによ
り、図3に示すような半導体コンデンサが形成されてい
る。
【0035】次に、この半導体コンデンサの製造方法に
ついて説明する。この半導体コンデンサを製造するにあ
たっては、まず、チタン金属粉末を短冊状に成形し、9
00〜1000℃の温度で真空焼結することによりチタ
ン金属多孔体11を作製する。なお、成形時に陽極用の
取出しリード線4の一部をチタン金属多孔体11中に埋
設しておく。
【0036】それから、上記実施例2と同様の水熱電気
化学処理を施すことにより、チタン金属多孔体11を構
成するチタン金属粒子11a(図4)の表面にチタン酸
バリウム系半導体薄膜2(図4)を形成する。次に、銀
を無電解メッキすることにより、チタン金属多孔体11
の細部にまで銀電極(対向電極)3aが形成された複合
構造体を得る。そして、この複合構造体をコロイダルカ
ーボン中に浸漬し、必要に応じて複数回の浸漬、乾燥を
繰り返し、その表面にカーボン層7を形成する。そし
て、このカーボン層7の上に、銀ペースト(銀電極)3
bを塗布、焼付けすることにより複合電極焼結体8a,
8bを得る。
【0037】それから、この複合電極焼結体8a,8b
を2個一組とし、銀電極3bが形成された面が接合する
ように組み合わせることにより、整流性のない半導体コ
ンデンサ素子を得る。次いで、この半導体コンデンサ素
子全体を外装樹脂である液体エポキシ樹脂に浸漬して、
外層樹脂5による外装を行うことにより図3に示すよう
な半導体コンデンサを得る。
【0038】このようにして得られた半導体コンデンサ
について、静電容量、絶縁抵抗及び絶縁破壊電圧を測定
したところ、以下のような結果が得られた。 静電容量(周波数1kHz,印加電圧1Vrms):35μF 絶縁抵抗(10V直流電圧下で測定) :4.8×107Ω 絶縁破壊電圧 :15V
【0039】実施例5 以下の方法により、上記実施例4(図3)と同様の半導
体コンデンサを作製した。
【0040】チタン金属粉末を短冊状に成形し、900
〜1000℃の温度で真空焼結を行い、チタン金属多孔
体11を作製する。なお、成形時に陽極用の取出しリー
ド線4の一部をチタン金属多孔体11中に埋設してお
く。
【0041】それから、上記実施例2と同様の水熱電気
化学処理を施すことにより、チタン金属多孔体11を構
成するチタン金属粒子11a(図4)の表面にチタン酸
バリウム系半導体薄膜2(図4)を形成する。なお、こ
の実施例においては、水熱電気化学処理を施す際に、処
理溶液に、バリウムに対して0.1mol%の水酸化鉄を
添加する。このように、水酸化鉄を添加した処理溶液を
用いることにより、チタン金属(粒子)の表面のチタン
酸バリウム系半導体薄膜の半導体化が促進される。
【0042】それから、実施例4と同様の方法にしたが
って、図3に示すような半導体コンデンサを作製する。
【0043】このようにして得られた半導体コンデンサ
について、その静電容量、絶縁抵抗及び絶縁破壊電圧を
測定したところ、以下のような結果が得られた。 静電容量(周波数1kHz,印加電圧1Vrms):28μF 絶縁抵抗(1V直流電圧下で測定) :1.0×107Ω 絶縁破壊電圧 :15V
【0044】なお、この発明の半導体コンデンサは、上
記実施例に限定されるものではなく、金属基体を構成す
る金属の種類、複合酸化物半導体薄膜の組成、対向電極
を構成する電極材料の種類、あるいは、金属基体、複合
酸化物半導体薄膜及び対向電極を組合せてなる半導体コ
ンデンサ素子の細部の構造などに関し、発明の要旨を逸
脱しない範囲において、種々の応用、変形を加えること
が可能である。
【0045】
【発明の効果】上述のように、この発明の半導体コンデ
ンサは、金属基体と、その表面に形成された、金属基体
を構成する金属を含む複合酸化物半導体薄膜と、前記複
合酸化物半導体薄膜を介して前記金属基体と対向する対
向電極とを備えて構成されているので、小型、大容量
で、かつ複雑な製造工程を必要とせず容易に製造するこ
とが可能なコンデンサを得ることができる。
【0046】また、金属基体として、多孔体を用いるこ
とにより、さらに大きな静電容量を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施例にかかる半導体コンデンサ
の内部構造を示す断面図である。
【図2】この発明の他の実施例にかかる半導体コンデン
サの内部構造を示す断面図である。
【図3】この発明のさらに他の実施例にかかる半導体コ
ンデンサの内部構造を示す断面図である。
【図4】チタン金属多孔体(金属基体)を構成するチタ
ン金属粒子上にチタン酸バリウム系半導体薄膜が形成さ
れた状態を示すミクロ断面概略図である。
【符号の説明】
1 チタン金属基板(金属基体) 2 チタン酸バリウム系半導体薄膜(複合酸
化物半導体薄膜) 3,3a 対向電極(銀電極) 4 取出しリード線 5 外装樹脂 6 酸化銅薄膜 7 カーボン層 8a,8b 複合電極焼結体 11 チタン金属多孔体(金属基体) 11a チタン金属粒子
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 浜地 幸生 京都府長岡京市天神二丁目26番10号 株式 会社村田製作所内 (72)発明者 吉村 昌弘 神奈川県綾瀬市寺尾中一丁目6番12

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 金属基体と、前記金属基体の表面に形成
    された、前記金属基体を構成する金属を含む複合酸化物
    半導体薄膜と、前記複合酸化物半導体薄膜を介して前記
    金属基体と対向する対向電極とを具備することを特徴と
    する半導体コンデンサ。
  2. 【請求項2】 前記金属基体が多孔体であることを特徴
    とする請求項1記載の半導体コンデンサ。
JP18882093A 1993-06-30 1993-06-30 半導体コンデンサ Pending JPH0786074A (ja)

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JP18882093A JPH0786074A (ja) 1993-06-30 1993-06-30 半導体コンデンサ

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JP18882093A JPH0786074A (ja) 1993-06-30 1993-06-30 半導体コンデンサ

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JPH0786074A true JPH0786074A (ja) 1995-03-31

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JP (1) JPH0786074A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103606457A (zh) * 2013-11-06 2014-02-26 宜春市六和电子有限公司 一种电极为箔式有机薄膜卷绕型y电容器
KR200477755Y1 (ko) * 2013-11-06 2015-07-16 이춘 니스트로닉스 컴퍼니 리미티드 일종의 전극이 포일형인 유기박막 권취형 y 커패시터

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Date Code Title Description
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20021015