JPH08330179A - セラミックコンデンサ - Google Patents
セラミックコンデンサInfo
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- JPH08330179A JPH08330179A JP13170695A JP13170695A JPH08330179A JP H08330179 A JPH08330179 A JP H08330179A JP 13170695 A JP13170695 A JP 13170695A JP 13170695 A JP13170695 A JP 13170695A JP H08330179 A JPH08330179 A JP H08330179A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】比誘電率が１０００以上で、ＤＣバイアス特性
および静電容量の温度特性が良好であり、層厚３μｍ以
下の誘電体薄膜を有するセラミックコンデンサを提供す
ることを目的とする。 【構成】誘電体薄膜を一対の電極により挟持してなるセ
ラミックコンデンサであって、前記誘電体薄膜が平均結
晶粒径０．１５〜０．２５μｍのチタン酸バリウム（Ｂ
ａＴｉＯ3 ）からなるもので、チタン酸バリウム（Ｂａ
ＴｉＯ3 ）は立方晶結晶であり、誘電体薄膜はゾルゲル
法により形成され、電極が配向した白金（Ｐｔ）薄膜で
あることが望ましい。
および静電容量の温度特性が良好であり、層厚３μｍ以
下の誘電体薄膜を有するセラミックコンデンサを提供す
ることを目的とする。 【構成】誘電体薄膜を一対の電極により挟持してなるセ
ラミックコンデンサであって、前記誘電体薄膜が平均結
晶粒径０．１５〜０．２５μｍのチタン酸バリウム（Ｂ
ａＴｉＯ3 ）からなるもので、チタン酸バリウム（Ｂａ
ＴｉＯ3 ）は立方晶結晶であり、誘電体薄膜はゾルゲル
法により形成され、電極が配向した白金（Ｐｔ）薄膜で
あることが望ましい。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、チタン酸バリウム（Ｂ
ａＴｉＯ3 ）からなる誘電体薄膜を有するセラミックコ
ンデンサに関するものである。
ａＴｉＯ3 ）からなる誘電体薄膜を有するセラミックコ
ンデンサに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】一般に、コンデンサなどに使用される誘
電体材料には、高い誘電率が要求されることは勿論のこ
と、誘電損失が小さく、温度特性が良好であり、直流電
圧に対する誘電特性の依存性が小さい等の種々の要求を
満足させる必要がある。
電体材料には、高い誘電率が要求されることは勿論のこ
と、誘電損失が小さく、温度特性が良好であり、直流電
圧に対する誘電特性の依存性が小さい等の種々の要求を
満足させる必要がある。
【０００３】従来では、誘電体材料として、チタン酸バ
リウム（ＢａＴｉＯ3 ）のようなペロブスカイト型の各
種酸化物が報告されており、また実用化されている。
リウム（ＢａＴｉＯ3 ）のようなペロブスカイト型の各
種酸化物が報告されており、また実用化されている。
【０００４】一方、近年、電子機器の小型化，高性能化
に伴い、コンデンサ等の電子部品の小型化，大容量化の
要求が高まってきている。この様な要求に応えるため
に、積層セラミックコンデンサ（ＭＬＣ）においては、
誘電体層を薄層化することにより静電容量を高めると共
に、小型化を図る必要が生じている。
に伴い、コンデンサ等の電子部品の小型化，大容量化の
要求が高まってきている。この様な要求に応えるため
に、積層セラミックコンデンサ（ＭＬＣ）においては、
誘電体層を薄層化することにより静電容量を高めると共
に、小型化を図る必要が生じている。
【０００５】しかしながら、薄層化された積層セラミッ
クコンデンサにおいては、誘電体層中の結晶粒径が小さ
くなり、サイズ効果により比誘電率が低下することが問
題となっていた。また薄層化に伴い、誘電体１層当りに
かかる電圧が大きくなり、特に直流電圧が印加された状
態での静電容量の低下（ＤＣバイアス特性の低下）が問
題となっていた。
クコンデンサにおいては、誘電体層中の結晶粒径が小さ
くなり、サイズ効果により比誘電率が低下することが問
題となっていた。また薄層化に伴い、誘電体１層当りに
かかる電圧が大きくなり、特に直流電圧が印加された状
態での静電容量の低下（ＤＣバイアス特性の低下）が問
題となっていた。
【０００６】これらの問題点を解決した、（ＰｂＬａ）
（ＺｒＴｉ）Ｏ3 系の誘電体薄膜が、特開平３−２８３
５１５号公報に開示されている。
（ＺｒＴｉ）Ｏ3 系の誘電体薄膜が、特開平３−２８３
５１５号公報に開示されている。
【０００７】また、誘電体粒子を微粒子化したものとし
て、特開昭６２−７２５５７号公報に、粒径が０．２５
〜５μｍのＢａＴｉＯ3 と、酸化鉄、酸化銅から構成し
た厚み０．６ｍｍ程度の誘電体が開示されている。この
誘電体は、ＢａＴｉＯ3 粉末、酸化鉄粉末および酸化銅
粉末とを混合し、焼成して得られることが記載されてい
る。
て、特開昭６２−７２５５７号公報に、粒径が０．２５
〜５μｍのＢａＴｉＯ3 と、酸化鉄、酸化銅から構成し
た厚み０．６ｍｍ程度の誘電体が開示されている。この
誘電体は、ＢａＴｉＯ3 粉末、酸化鉄粉末および酸化銅
粉末とを混合し、焼成して得られることが記載されてい
る。
【０００８】
【発明が解決しようとする問題点】しかしながら、原料
として粉末を用いて作製された従来の誘電体では、誘電
体層の厚みを３μｍ以下にすることは製造工程上困難で
あったため、素子の小型化、大容量化が阻害されてい
た。
として粉末を用いて作製された従来の誘電体では、誘電
体層の厚みを３μｍ以下にすることは製造工程上困難で
あったため、素子の小型化、大容量化が阻害されてい
た。
【０００９】また、誘電体層のＢａＴｉＯ3 の粒子径を
サブミクロン以下とすることが困難であり、しかもＢａ
ＴｉＯ3 粒子を微粒化できたとしても、直流電圧印加時
の静電容量の低下が大きいという問題があった。
サブミクロン以下とすることが困難であり、しかもＢａ
ＴｉＯ3 粒子を微粒化できたとしても、直流電圧印加時
の静電容量の低下が大きいという問題があった。
【００１０】
【問題点を解決するための手段】上記問題点を解決する
ために、本発明者等は鋭意検討した結果、０．１５〜
０．２５μｍの平均結晶粒子径をもつＢａＴｉＯ3 の誘
電体層は、比誘電率が１０００以上で温度特性もコンデ
ンサのＢ特性を満足し、且つ直流電圧印加による静電容
量の減少率も５Ｖ／μｍの電界印加時に３０％未満と小
さく、薄層のセラミックコンデンサを得ることができる
ことを見い出し本発明に至った。
ために、本発明者等は鋭意検討した結果、０．１５〜
０．２５μｍの平均結晶粒子径をもつＢａＴｉＯ3 の誘
電体層は、比誘電率が１０００以上で温度特性もコンデ
ンサのＢ特性を満足し、且つ直流電圧印加による静電容
量の減少率も５Ｖ／μｍの電界印加時に３０％未満と小
さく、薄層のセラミックコンデンサを得ることができる
ことを見い出し本発明に至った。
【００１１】即ち、本発明のセラミックコンデンサは、
誘電体薄膜を一対の電極により挟持してなるセラミック
コンデンサであって、前記誘電体薄膜が平均結晶粒径
０．１５〜０．２５μｍのチタン酸バリウム（ＢａＴｉ
Ｏ3 ）からなるものであり、チタン酸バリウム（ＢａＴ
ｉＯ3 ）は立方晶結晶であることが望ましい。また、誘
電体薄膜はゾルゲル法により形成されていることが望ま
しい。さらに、電極が配向した白金（Ｐｔ）薄膜である
ことが望ましい。
誘電体薄膜を一対の電極により挟持してなるセラミック
コンデンサであって、前記誘電体薄膜が平均結晶粒径
０．１５〜０．２５μｍのチタン酸バリウム（ＢａＴｉ
Ｏ3 ）からなるものであり、チタン酸バリウム（ＢａＴ
ｉＯ3 ）は立方晶結晶であることが望ましい。また、誘
電体薄膜はゾルゲル法により形成されていることが望ま
しい。さらに、電極が配向した白金（Ｐｔ）薄膜である
ことが望ましい。
【００１２】本発明においては、ＢａＴｉＯ3 の平均結
晶粒径ｄを０．１５〜０．２５μｍとしたのは、平均結
晶粒径ｄが０．１５μｍ未満であると比誘電率が１００
０未満となり、また０．２５μｍより大きいと静電容量
の直流バイアス特性が５Ｖ／μｍの直流電圧印加時に３
０％を越え、静電容量の温度変化率も−２５℃〜８５℃
の範囲で±１０％を越えるからである。ＢａＴｉＯ3 の
平均結晶粒径ｄは、比誘電率向上という点から０．１８
〜０．２２μｍであることが望ましい。
晶粒径ｄを０．１５〜０．２５μｍとしたのは、平均結
晶粒径ｄが０．１５μｍ未満であると比誘電率が１００
０未満となり、また０．２５μｍより大きいと静電容量
の直流バイアス特性が５Ｖ／μｍの直流電圧印加時に３
０％を越え、静電容量の温度変化率も−２５℃〜８５℃
の範囲で±１０％を越えるからである。ＢａＴｉＯ3 の
平均結晶粒径ｄは、比誘電率向上という点から０．１８
〜０．２２μｍであることが望ましい。
【００１３】このように、ＢａＴｉＯ3 の平均結晶粒径
ｄを０．１５〜０．２５μｍとするためには、ゾルゲル
法により誘電体薄膜を形成し、９５０℃の温度で焼成す
ることが望ましい。
ｄを０．１５〜０．２５μｍとするためには、ゾルゲル
法により誘電体薄膜を形成し、９５０℃の温度で焼成す
ることが望ましい。
【００１４】ＢａＴｉＯ3 は立方晶結晶であることが、
静電容量の直流バイアス特性と温度特性という点で望ま
しい。このように立方晶結晶とするためには、ゾルゲル
法による成膜において塗布溶液中の金属モル数の比を厳
密に制御することが望ましい。
静電容量の直流バイアス特性と温度特性という点で望ま
しい。このように立方晶結晶とするためには、ゾルゲル
法による成膜において塗布溶液中の金属モル数の比を厳
密に制御することが望ましい。
【００１５】また、誘電体薄膜を挟持する電極として
は、配向した白金（Ｐｔ）薄膜，Ｐｄ薄膜等があり、こ
れらのうちでも配向した白金（Ｐｔ）薄膜が最適であ
る。配向した白金（Ｐｔ）薄膜とは、配向性または単結
晶的白金（Ｐｔ）薄膜であり、配向性を有するＰｔ薄膜
とは、３つの結晶軸のうち一つの軸が膜表面に近似的に
垂直な方向に揃った膜であり、単結晶的Ｐｔ薄膜とは３
つの結晶軸が全て揃った膜である。このような電極は、
スパッタ蒸着やレーザ蒸着法等物理的蒸着において、電
極が形成される基板温度を４５０℃以上とすることによ
り得られるもので、これらのうちでも、基板温度を４５
０℃以上としたスパッタ蒸着が望ましい。
は、配向した白金（Ｐｔ）薄膜，Ｐｄ薄膜等があり、こ
れらのうちでも配向した白金（Ｐｔ）薄膜が最適であ
る。配向した白金（Ｐｔ）薄膜とは、配向性または単結
晶的白金（Ｐｔ）薄膜であり、配向性を有するＰｔ薄膜
とは、３つの結晶軸のうち一つの軸が膜表面に近似的に
垂直な方向に揃った膜であり、単結晶的Ｐｔ薄膜とは３
つの結晶軸が全て揃った膜である。このような電極は、
スパッタ蒸着やレーザ蒸着法等物理的蒸着において、電
極が形成される基板温度を４５０℃以上とすることによ
り得られるもので、これらのうちでも、基板温度を４５
０℃以上としたスパッタ蒸着が望ましい。
【００１６】以下、本発明を詳細に説明する。ＢａＴｉ
Ｏ3 微粒子はゾルゲル法、水熱合成法等の湿式合成法に
より作製するのが好ましい。本発明においてゾルゲル法
を用いて作製した。
Ｏ3 微粒子はゾルゲル法、水熱合成法等の湿式合成法に
より作製するのが好ましい。本発明においてゾルゲル法
を用いて作製した。
【００１７】具体的には、先ず、Ｂａ（ＯＲ1 ）2 （Ｒ
1 ：炭素数１以上の炭化水素基）で表される、例えばバ
リウムメトキシド等のバリウムアルコキシドと、Ｒ2 Ｏ
Ｃ2Ｈ4 ＯＨ（Ｒ2 ：炭素数１以上の炭化水素基）で表
される、例えば２−メトキシエタノ−ル等のアルコ−ル
類とのアルコ−ル交換反応による溶液、あるいは固体の
バリウム金属を前記Ｒ2 ＯＣ2 Ｈ4 ＯＨに溶解してＢａ
（ＯＣ2 Ｈ4 ＯＲ2 ）2 で表される、例えばバリウムメ
トキシエトキシド溶液を合成する。
1 ：炭素数１以上の炭化水素基）で表される、例えばバ
リウムメトキシド等のバリウムアルコキシドと、Ｒ2 Ｏ
Ｃ2Ｈ4 ＯＨ（Ｒ2 ：炭素数１以上の炭化水素基）で表
される、例えば２−メトキシエタノ−ル等のアルコ−ル
類とのアルコ−ル交換反応による溶液、あるいは固体の
バリウム金属を前記Ｒ2 ＯＣ2 Ｈ4 ＯＨに溶解してＢａ
（ＯＣ2 Ｈ4 ＯＲ2 ）2 で表される、例えばバリウムメ
トキシエトキシド溶液を合成する。
【００１８】一方、Ｔｉ（ＯＲ3 ）4 （Ｒ3 ：炭素数１
以上の炭化水素基）で表される、例えばチタンブトキシ
ド等のチタンアルコキシドと、前記Ｒ2 ＯＣ2 Ｈ4 ＯＨ
とのアルコ−ル交換反応からＴｉ（ＯＣ2 Ｈ4 ＯＲ2 ）
4 で表される、例えばチタンメトキシエトキシド溶液を
合成する。
以上の炭化水素基）で表される、例えばチタンブトキシ
ド等のチタンアルコキシドと、前記Ｒ2 ＯＣ2 Ｈ4 ＯＨ
とのアルコ−ル交換反応からＴｉ（ＯＣ2 Ｈ4 ＯＲ2 ）
4 で表される、例えばチタンメトキシエトキシド溶液を
合成する。
【００１９】次に、等モル濃度の前記Ｂａ（ＯＣ2 Ｈ4
ＯＲ2 ）2 溶液とＴｉ（ＯＣ2 Ｈ4ＯＲ2 ）4 溶液を混
合した後、加熱撹拌あるいは還流してＢａ−Ｔｉ複合ア
ルコキシド溶液を得る。
ＯＲ2 ）2 溶液とＴｉ（ＯＣ2 Ｈ4ＯＲ2 ）4 溶液を混
合した後、加熱撹拌あるいは還流してＢａ−Ｔｉ複合ア
ルコキシド溶液を得る。
【００２０】得られた複合アルコキシド溶液を塗布溶液
とし、ディップコ−ティング法や、スピンコ−ティング
法、スプレ−コ−ティング法等により、Ｐｔ等の電極用
金属薄膜を蒸着した基板に塗布する。金属薄膜を蒸着す
る基板としては、サファイア，ＳｉＯ2 ，Ｓｉ，Ｍｇ
Ｏ，ＳｒＴｉＯ3 ，アルミナ，石英等が用いられるが、
薄膜との反応性が小さく、安価で、かつ、金属薄膜の結
晶性という点からサファイアが望ましい。
とし、ディップコ−ティング法や、スピンコ−ティング
法、スプレ−コ−ティング法等により、Ｐｔ等の電極用
金属薄膜を蒸着した基板に塗布する。金属薄膜を蒸着す
る基板としては、サファイア，ＳｉＯ2 ，Ｓｉ，Ｍｇ
Ｏ，ＳｒＴｉＯ3 ，アルミナ，石英等が用いられるが、
薄膜との反応性が小さく、安価で、かつ、金属薄膜の結
晶性という点からサファイアが望ましい。
【００２１】次に、塗布溶液中の溶媒の沸点以上、Ｂａ
ＴｉＯ3 の結晶化温度以下の温度範囲、例えば１２０℃
〜５００℃で熱処理してアルコ−ルや残留水分の含有量
を所定量以下に乾燥除去し、Ｂａ−Ｔｉ複合アルコキシ
ド溶液の塗布から乾燥までの操作を所望の膜厚が得られ
るまで繰り返し行う。この操作の繰り返し回数は、塗布
溶液の濃度、粘度及び薄膜の厚さにより適宜決定するこ
とができる。
ＴｉＯ3 の結晶化温度以下の温度範囲、例えば１２０℃
〜５００℃で熱処理してアルコ−ルや残留水分の含有量
を所定量以下に乾燥除去し、Ｂａ−Ｔｉ複合アルコキシ
ド溶液の塗布から乾燥までの操作を所望の膜厚が得られ
るまで繰り返し行う。この操作の繰り返し回数は、塗布
溶液の濃度、粘度及び薄膜の厚さにより適宜決定するこ
とができる。
【００２２】本発明によれば、所定の膜厚を形成した
後、ＢａＴｉＯ3 の結晶化温度以上の温度、例えば、酸
化性雰囲気中、７００℃以上の温度で、膜厚により約１
０分から１２時間程度焼成してＢａＴｉＯ3 薄膜を得
る。また、焼成はその都度重量変化が生じなくなるまで
行う事が望ましく、予め使用する複合アルコキシドで作
製した乾燥ゲルの重量変化を熱分析で測定し、結晶化温
度以上の温度で重量変化が認められなくなる時間を決定
し、その時間を焼成時間として採用すれば良い。
後、ＢａＴｉＯ3 の結晶化温度以上の温度、例えば、酸
化性雰囲気中、７００℃以上の温度で、膜厚により約１
０分から１２時間程度焼成してＢａＴｉＯ3 薄膜を得
る。また、焼成はその都度重量変化が生じなくなるまで
行う事が望ましく、予め使用する複合アルコキシドで作
製した乾燥ゲルの重量変化を熱分析で測定し、結晶化温
度以上の温度で重量変化が認められなくなる時間を決定
し、その時間を焼成時間として採用すれば良い。
【００２３】また、溶液を塗布する際に、金属薄膜電極
と塗布溶液との付着が不十分である場合には、金属薄膜
電極と塗布溶液との濡れ性を向上すべく、複合アルコキ
シド溶液を調製する際の溶媒量を変えて、第１回目に塗
布する溶液の濃度を薄くすることにより塗布膜の均一性
を改善でき、この際に用いる複合アルコキシド溶液は溶
媒量が異なるだけで、組成等には変化が無いことから、
組成上の均一性を損なうことはない。
と塗布溶液との付着が不十分である場合には、金属薄膜
電極と塗布溶液との濡れ性を向上すべく、複合アルコキ
シド溶液を調製する際の溶媒量を変えて、第１回目に塗
布する溶液の濃度を薄くすることにより塗布膜の均一性
を改善でき、この際に用いる複合アルコキシド溶液は溶
媒量が異なるだけで、組成等には変化が無いことから、
組成上の均一性を損なうことはない。
【００２４】尚、塗布溶液は、その濃度を薄くしたもの
を塗布、乾燥する行程を多数回繰り返した方が、膜の均
一性を向上できることは言うまでもない。
を塗布、乾燥する行程を多数回繰り返した方が、膜の均
一性を向上できることは言うまでもない。
【００２５】また、得られた前記複合アルコキシド溶液
に、全金属モル数の１０〜２０倍の水を溶媒と混合した
ものを、撹拌しながら適下、混合する。１００℃〜１２
０℃に加熱し、撹拌しながら溶媒を完全に除去する。得
られたゲルを５００℃以下の温度で熱処理し、有機成分
を除去して、仮焼粉体を得る。この仮焼粉体に所定のバ
インダーを添加し、成形し焼成することによりＢａＴｉ
Ｏ3 膜体を得る。この場合でも、ＢａＴｉＯ3 の平均結
晶粒径が０．１５〜０．２５μｍであるならば、所定の
効果を得ることができる。
に、全金属モル数の１０〜２０倍の水を溶媒と混合した
ものを、撹拌しながら適下、混合する。１００℃〜１２
０℃に加熱し、撹拌しながら溶媒を完全に除去する。得
られたゲルを５００℃以下の温度で熱処理し、有機成分
を除去して、仮焼粉体を得る。この仮焼粉体に所定のバ
インダーを添加し、成形し焼成することによりＢａＴｉ
Ｏ3 膜体を得る。この場合でも、ＢａＴｉＯ3 の平均結
晶粒径が０．１５〜０．２５μｍであるならば、所定の
効果を得ることができる。
【００２６】図１に本発明のセラミックコンデンサの縦
断面図を示す。図において、符号１は、サファイア，Ｓ
ｉＯ2 等の基板であり、符号２，３は電極、符号４は誘
電体薄膜である。
断面図を示す。図において、符号１は、サファイア，Ｓ
ｉＯ2 等の基板であり、符号２，３は電極、符号４は誘
電体薄膜である。
【００２７】
【作用】本発明によれば、ＢａＴｉＯ3 の平均結晶粒径
が０．１５〜０．２５μｍと小さいことから、強誘電性
が消失し、常誘電体的性質が現れ、温度特性及び直流バ
イアス特性が良好になったと考えられる。これは、Ｘ線
回折結果より、ＢａＴｉＯ3 の結晶構造が立方晶構造で
あることと、電束（Ｄ）−電界（Ｅ）履歴曲線測定の結
果、履歴が観測されないことから明かである。
が０．１５〜０．２５μｍと小さいことから、強誘電性
が消失し、常誘電体的性質が現れ、温度特性及び直流バ
イアス特性が良好になったと考えられる。これは、Ｘ線
回折結果より、ＢａＴｉＯ3 の結晶構造が立方晶構造で
あることと、電束（Ｄ）−電界（Ｅ）履歴曲線測定の結
果、履歴が観測されないことから明かである。
【００２８】また、０．１５μｍ以上の粒子径を有すＢ
ａＴｉＯ3 を作製するためには、９５０℃以上の焼成温
度が必要である。多結晶Ｐｔ薄膜電極の上にＢａＴｉＯ
3 膜を形成する場合、９５０℃以上の焼成温度において
Ｐｔ多結晶も３次元的に粒成長する為、ＢａＴｉＯ3 と
反応が容易に起こり、粒成長を抑制する。配向したＰｔ
膜を用いると、Ｐｔ自身が温度によらず焼成により膜面
に平行方向に２次元的な粒成長をするか、もしくは粒成
長しない為、ＢａＴｉＯ3 との反応が起こりにくく、Ｐ
ｔの拡散していない粒成長したＢａＴｉＯ3 が得られ
る。
ａＴｉＯ3 を作製するためには、９５０℃以上の焼成温
度が必要である。多結晶Ｐｔ薄膜電極の上にＢａＴｉＯ
3 膜を形成する場合、９５０℃以上の焼成温度において
Ｐｔ多結晶も３次元的に粒成長する為、ＢａＴｉＯ3 と
反応が容易に起こり、粒成長を抑制する。配向したＰｔ
膜を用いると、Ｐｔ自身が温度によらず焼成により膜面
に平行方向に２次元的な粒成長をするか、もしくは粒成
長しない為、ＢａＴｉＯ3 との反応が起こりにくく、Ｐ
ｔの拡散していない粒成長したＢａＴｉＯ3 が得られ
る。
【００２９】
【実施例】以下、本発明のセラミックコンデンサについ
詳細に説明する。
詳細に説明する。
【００３０】先ず、２．４４３ｇの金属バリウム（Ｂ
ａ）を３４．２９７ｇの２−メトキシエタノ−ル（ＣＨ
3 ＯＣ2 Ｈ4 ＯＨ）に溶解して、０．５Ｍ（ｍｏｌ／
ｌ）のバリウムメトキシエトキシド（Ｂａ（ＯＣ2 Ｈ4
ＯＣＨ3 ））溶液を調製した。一方、６．０４６ｇのテ
トラブトキシチタン（Ｔｉ・（Ｏ−ｎ−Ｂｕ）4 ）を３
４．２９７ｇの２−メトキシエタノ−ル（ＣＨ3 ＯＣ2
Ｈ4 ＯＨ）に溶解して０．５Ｍ（ｍｏｌ／ｌ）のチタン
メトキシエトキシド（Ｔｉ（ＯＣ2 Ｈ4 ＯＣＨ3 ）4 ）
溶液を調製した。次に、前記２種類のアルコキシド溶液
を混合し、１２４℃で２時間還流操作を行い、塗布溶液
を調製した。
ａ）を３４．２９７ｇの２−メトキシエタノ−ル（ＣＨ
3 ＯＣ2 Ｈ4 ＯＨ）に溶解して、０．５Ｍ（ｍｏｌ／
ｌ）のバリウムメトキシエトキシド（Ｂａ（ＯＣ2 Ｈ4
ＯＣＨ3 ））溶液を調製した。一方、６．０４６ｇのテ
トラブトキシチタン（Ｔｉ・（Ｏ−ｎ−Ｂｕ）4 ）を３
４．２９７ｇの２−メトキシエタノ−ル（ＣＨ3 ＯＣ2
Ｈ4 ＯＨ）に溶解して０．５Ｍ（ｍｏｌ／ｌ）のチタン
メトキシエトキシド（Ｔｉ（ＯＣ2 Ｈ4 ＯＣＨ3 ）4 ）
溶液を調製した。次に、前記２種類のアルコキシド溶液
を混合し、１２４℃で２時間還流操作を行い、塗布溶液
を調製した。
【００３１】得られた塗布溶液を、サファイア単結晶上
に電極となる白金を６５０℃でスパッタ蒸着してなる基
板にスピンコ−ティング法により塗布した。３００℃に
保持したホットプレ−トで１分間、さらに７５０℃の温
度で５分間熱処理した後、室温まで冷却した。塗布・乾
燥する行程を１５回繰り返した後、管状炉で５０ｍｌ／
分の酸素を流しながら、９００，９５０，１０００，１
０５０℃及び１１００℃で各２０分〜３時間焼成し、膜
厚が０．５０μｍのＢａＴｉＯ3 試料を作製した。得ら
れた誘電体薄膜をＸ線回折測定（ＸＲＤ）により分析を
行ったところ、いずれもＢａＴｉＯ3 の結晶構造が立方
晶構造であることを確認した。
に電極となる白金を６５０℃でスパッタ蒸着してなる基
板にスピンコ−ティング法により塗布した。３００℃に
保持したホットプレ−トで１分間、さらに７５０℃の温
度で５分間熱処理した後、室温まで冷却した。塗布・乾
燥する行程を１５回繰り返した後、管状炉で５０ｍｌ／
分の酸素を流しながら、９００，９５０，１０００，１
０５０℃及び１１００℃で各２０分〜３時間焼成し、膜
厚が０．５０μｍのＢａＴｉＯ3 試料を作製した。得ら
れた誘電体薄膜をＸ線回折測定（ＸＲＤ）により分析を
行ったところ、いずれもＢａＴｉＯ3 の結晶構造が立方
晶構造であることを確認した。
【００３２】得られた試料について、表面ＳＥＭ（走査
型電子顕微鏡）観察と断面ＴＥＭ（透過型電子顕微鏡）
観察を行い、平均粒子径を求めた。また、試料表面に直
径０．２ｍｍの金（Ａｕ）の円形電極をスパッタ蒸着
し、ＬＣＲメ−タ−（ヒュウレットパッカ−ド社製４２
８４Ａ）を用いて、比誘電率，誘電損失，これらの直流
バイアス特性、温度変化率を測定した。
型電子顕微鏡）観察と断面ＴＥＭ（透過型電子顕微鏡）
観察を行い、平均粒子径を求めた。また、試料表面に直
径０．２ｍｍの金（Ａｕ）の円形電極をスパッタ蒸着
し、ＬＣＲメ−タ−（ヒュウレットパッカ−ド社製４２
８４Ａ）を用いて、比誘電率，誘電損失，これらの直流
バイアス特性、温度変化率を測定した。
【００３３】測定条件は、測定周波数ｆ＝１ｋＨｚ、印
加電圧Ｖrms ＝１００ｍＶとした。
加電圧Ｖrms ＝１００ｍＶとした。
【００３４】室温での比誘電率（Ｋ）、誘電損失（Ｄ
Ｆ）および−２５℃と８５℃の静電容量の変化率を測定
し、これらの結果を表１に示す。尚、−２５℃の静電容
量の変化率ＴＣＣ（％）は、−２５℃の静電容量をＣｐ
-25 とし、２５℃の静電容量をＣｐ25とした時、（Ｃｐ
-25 −Ｃｐ25）×１００／Ｃｐ25で求め、８５℃の静電
容量の変化率ＴＣＣ（％）は、８５℃の静電容量をＣｐ
85とし、２５℃の静電容量をＣｐ25とした時、（Ｃｐ85
−Ｃｐ25）×１００／Ｃｐ25で求めた。またＤＣバイア
ス特性を、電圧を印加しない場合の静電容量Ｃ0 、１Ｖ
／μｍまたは５Ｖ／μｍの電圧を印加したときの静電容
量Ｃ1 とした時に、（Ｃ0 −Ｃ1 ）／Ｃ0 ×１００で求
め、表１に記載した。
Ｆ）および−２５℃と８５℃の静電容量の変化率を測定
し、これらの結果を表１に示す。尚、−２５℃の静電容
量の変化率ＴＣＣ（％）は、−２５℃の静電容量をＣｐ
-25 とし、２５℃の静電容量をＣｐ25とした時、（Ｃｐ
-25 −Ｃｐ25）×１００／Ｃｐ25で求め、８５℃の静電
容量の変化率ＴＣＣ（％）は、８５℃の静電容量をＣｐ
85とし、２５℃の静電容量をＣｐ25とした時、（Ｃｐ85
−Ｃｐ25）×１００／Ｃｐ25で求めた。またＤＣバイア
ス特性を、電圧を印加しない場合の静電容量Ｃ0 、１Ｖ
／μｍまたは５Ｖ／μｍの電圧を印加したときの静電容
量Ｃ1 とした時に、（Ｃ0 −Ｃ1 ）／Ｃ0 ×１００で求
め、表１に記載した。
【００３５】
【表１】
【００３６】この表１より、本発明のセラミックコンデ
ンサでは、試料Ｎo.３〜７から判るように、いずれも比
誘電率１０００以上、誘電損失ｔａｎδが３．８％以
下、温度変化率±８％以内、ＤＣバイアス１Ｖ／μｍ印
加時に減少率５％以下、ＤＣバイアス５Ｖ／μｍ印加時
に減少率３０％以下を満足している。一方、本発明の範
囲外の試料では、比誘電率が低かったり、ＤＣバイアス
特性や静電容量の温度変化率が悪化することが判る。
ンサでは、試料Ｎo.３〜７から判るように、いずれも比
誘電率１０００以上、誘電損失ｔａｎδが３．８％以
下、温度変化率±８％以内、ＤＣバイアス１Ｖ／μｍ印
加時に減少率５％以下、ＤＣバイアス５Ｖ／μｍ印加時
に減少率３０％以下を満足している。一方、本発明の範
囲外の試料では、比誘電率が低かったり、ＤＣバイアス
特性や静電容量の温度変化率が悪化することが判る。
【００３７】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
誘電体薄膜が平均結晶粒径０．１５〜０．２５μｍのチ
タン酸バリウム（ＢａＴｉＯ3 ）からなるため、誘電体
薄膜の薄層化を促進することができるとともに、比誘電
率が比較的大きく、静電容量の温度変化率が小さく、Ｄ
Ｃバイアス特性も良好であるため、素子の小型化を図る
ことができ、例えば、誘電体層の厚さが３μｍ以下の薄
層及び薄膜コンデンサの実用化を促進できる。
誘電体薄膜が平均結晶粒径０．１５〜０．２５μｍのチ
タン酸バリウム（ＢａＴｉＯ3 ）からなるため、誘電体
薄膜の薄層化を促進することができるとともに、比誘電
率が比較的大きく、静電容量の温度変化率が小さく、Ｄ
Ｃバイアス特性も良好であるため、素子の小型化を図る
ことができ、例えば、誘電体層の厚さが３μｍ以下の薄
層及び薄膜コンデンサの実用化を促進できる。
【図１】本発明のセラミックコンデンサを示す縦断面図
である。
である。
１・・・基板 ２，３・・・電極 ４・・・誘電体薄膜
Claims (4)
- 【請求項１】誘電体薄膜を一対の電極により挟持してな
るセラミックコンデンサであって、前記誘電体薄膜が平
均結晶粒径０．１５〜０．２５μｍのチタン酸バリウム
（ＢａＴｉＯ3 ）からなることを特徴とするセラミック
コンデンサ。 - 【請求項２】チタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ3 ）は立方
晶結晶であることを特徴とする請求項１記載のセラミッ
クコンデンサ。 - 【請求項３】誘電体薄膜はゾルゲル法により形成されて
いる請求項１または２記載のセラミックコンデンサ。 - 【請求項４】電極は配向した白金（Ｐｔ）薄膜である請
求項１乃至３記載のセラミックコンデンサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13170695A JP3389370B2 (ja) | 1995-05-30 | 1995-05-30 | セラミックコンデンサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13170695A JP3389370B2 (ja) | 1995-05-30 | 1995-05-30 | セラミックコンデンサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08330179A true JPH08330179A (ja) | 1996-12-13 |
| JP3389370B2 JP3389370B2 (ja) | 2003-03-24 |
Family
ID=15064306
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13170695A Expired - Fee Related JP3389370B2 (ja) | 1995-05-30 | 1995-05-30 | セラミックコンデンサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3389370B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6764565B2 (en) * | 2002-12-17 | 2004-07-20 | National Central University | Method of producing lithium aluminosilicate ceramics |
| US7011726B1 (en) * | 2004-09-27 | 2006-03-14 | Intel Corporation | Method of fabricating thin dielectric film and thin film capacitor including the dielectric film |
| WO2006075751A1 (ja) * | 2005-01-17 | 2006-07-20 | Mitsui Mining & Smelting Co., Ltd. | キャパシタ層形成材及びそのキャパシタ層形成材の製造方法並びにそのキャパシタ層形成材を用いて得られる内蔵キャパシタ層を備えたプリント配線板 |
| US20100271748A1 (en) * | 2009-04-24 | 2010-10-28 | Jung Rag Yoon | Embedded capacitor, embedded capacitor sheet using the same and method of manufacturing the same |
-
1995
- 1995-05-30 JP JP13170695A patent/JP3389370B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6764565B2 (en) * | 2002-12-17 | 2004-07-20 | National Central University | Method of producing lithium aluminosilicate ceramics |
| US7011726B1 (en) * | 2004-09-27 | 2006-03-14 | Intel Corporation | Method of fabricating thin dielectric film and thin film capacitor including the dielectric film |
| WO2006075751A1 (ja) * | 2005-01-17 | 2006-07-20 | Mitsui Mining & Smelting Co., Ltd. | キャパシタ層形成材及びそのキャパシタ層形成材の製造方法並びにそのキャパシタ層形成材を用いて得られる内蔵キャパシタ層を備えたプリント配線板 |
| US20100271748A1 (en) * | 2009-04-24 | 2010-10-28 | Jung Rag Yoon | Embedded capacitor, embedded capacitor sheet using the same and method of manufacturing the same |
| US8274779B2 (en) * | 2009-04-24 | 2012-09-25 | Samhwa Capacitor Co., Ltd. | Embedded capacitor, embedded capacitor sheet using the same and method of manufacturing the same |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3389370B2 (ja) | 2003-03-24 |
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|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |