JPS59217322A - 還元再酸化型半導体コンデンサ磁器組成物 - Google Patents
還元再酸化型半導体コンデンサ磁器組成物Info
- Publication number
- JPS59217322A JPS59217322A JP58093097A JP9309783A JPS59217322A JP S59217322 A JPS59217322 A JP S59217322A JP 58093097 A JP58093097 A JP 58093097A JP 9309783 A JP9309783 A JP 9309783A JP S59217322 A JPS59217322 A JP S59217322A
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- Japan
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- reduced
- semiconductor
- semiconductor capacitor
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
この発明はチタン酸バリウム系の還元再酸化型半導体コ
ンデンサ磁器組成物釦関するものである。
ンデンサ磁器組成物釦関するものである。
従来、半導体コンデンサには、半導体磁器の結晶粒界に
Ｃｕ、Ｂｉ、Ｍｎなどを拡散させた粒界絶縁型のもの、
また半導体磁器の表面層を利用し、た表面基層型ならび
に還元再酸化型のものが知られている。
Ｃｕ、Ｂｉ、Ｍｎなどを拡散させた粒界絶縁型のもの、
また半導体磁器の表面層を利用し、た表面基層型ならび
に還元再酸化型のものが知られている。
このうち、粒界絶縁型半導体コンデンサには材料系とし
てＢａＴｉＯ３系と５ｒＴｉＯ，系のものがあり、近年
では温度特性、バイアス特性などの点ですぐれている５
ｒＴｉＯ，系が主流となつＣいる。
てＢａＴｉＯ３系と５ｒＴｉＯ，系のものがあり、近年
では温度特性、バイアス特性などの点ですぐれている５
ｒＴｉＯ，系が主流となつＣいる。
このほかこの種コンデンサの特徴としＣは、電極の種類
が変わっても特性変動が少ないこと、信頼性くすぐれ“
Ｃいるなどの長所を有している。しかしながら、一方で
は工程が複雑なためコストアップになっていること、破
壊電圧が低いこと、面積容量を大きくすることができな
いことなどが欠点として挙げられる。
が変わっても特性変動が少ないこと、信頼性くすぐれ“
Ｃいるなどの長所を有している。しかしながら、一方で
は工程が複雑なためコストアップになっていること、破
壊電圧が低いこと、面積容量を大きくすることができな
いことなどが欠点として挙げられる。
まだ、表面基層型半導体コンデンザは比較的大きな面積
容量を得ることができるが、破壊電圧、絶縁抵抗が低く
、使用範囲に制限がある。
容量を得ることができるが、破壊電圧、絶縁抵抗が低く
、使用範囲に制限がある。
さらに、還元再酸化型半導体コンデンサは誘電体磁器を
還元雰囲気中で熱処理し゛Ｃ半導体化し、次いで酸化性
算囲気で熱処理を行なつ“Ｃ表面に誘電体層を形成し、
しかるのち電極を付与することによって得られるもので
ある。したがってこの種のコンデンサの容量、絶縁抵抗
、破壊電圧、容量温度特性などの各鑞気特性は誘電体層
の生成状態に大きく左右されるという特徴がある。
還元雰囲気中で熱処理し゛Ｃ半導体化し、次いで酸化性
算囲気で熱処理を行なつ“Ｃ表面に誘電体層を形成し、
しかるのち電極を付与することによって得られるもので
ある。したがってこの種のコンデンサの容量、絶縁抵抗
、破壊電圧、容量温度特性などの各鑞気特性は誘電体層
の生成状態に大きく左右されるという特徴がある。
この還元再酸化型半導体コンデンサについては特許公報
や文献などで数多く紹介され′Ｃおり、また実用化もさ
れＣいるが、近年コンデンサの小形大容量化がさらに強
く要望され′Ｃいることから、面積容量が一層大きい（
０，７μＦ／ｃ１４以上）材料の出現が要望されている
。
や文献などで数多く紹介され′Ｃおり、また実用化もさ
れＣいるが、近年コンデンサの小形大容量化がさらに強
く要望され′Ｃいることから、面積容量が一層大きい（
０，７μＦ／ｃ１４以上）材料の出現が要望されている
。
しかしながら、面積容量を犬さくするためには、誘電体
磁器の誘電率が同じである場合、当然半導体磁器表面の
再酸化層（誘電体７Ｕは薄くなければならず、逆に破壊
電圧、絶縁抵抗の低下を招くことになる。
磁器の誘電率が同じである場合、当然半導体磁器表面の
再酸化層（誘電体７Ｕは薄くなければならず、逆に破壊
電圧、絶縁抵抗の低下を招くことになる。
このように小形大容量化を図るといっても、面積容量が
大きいことはもちろん、破壊電圧、絶縁抵抗が高いこと
が必要であり、そのためには次のような条件を満足しな
ければならない。
大きいことはもちろん、破壊電圧、絶縁抵抗が高いこと
が必要であり、そのためには次のような条件を満足しな
ければならない。
（０誘電体磁器の誘電率が大きいこと。
■ 磁器が緻密で結晶粒径が均一で小さいこと。
■ 還元、再酸化速度が大きいこと。
従来、還元再酸化型半導体コンデンサにはＢａＴ ｉ
Ｏｚ Ｌ ａｌ Ｏ３−Ｔ１０２系などの固溶体ＫＭ
ｎ酸化物を添加した組成系が知られている。しかし、こ
れらの組成系のものは結晶粒径が小さいと誘電率が８０
００〜１００００程度と小さくなる。また誘電率を１２
０００以上のものＫしようとすると、結晶粒径が５μｍ
以上と大きくなシ、面積容量を０．７μＦ／ｃｄ以上に
したとき、破壊電圧、絶縁抵抗が極端に低下し゛〔しま
い、実用に供し得ないという問題があった。
Ｏｚ Ｌ ａｌ Ｏ３−Ｔ１０２系などの固溶体ＫＭ
ｎ酸化物を添加した組成系が知られている。しかし、こ
れらの組成系のものは結晶粒径が小さいと誘電率が８０
００〜１００００程度と小さくなる。また誘電率を１２
０００以上のものＫしようとすると、結晶粒径が５μｍ
以上と大きくなシ、面積容量を０．７μＦ／ｃｄ以上に
したとき、破壊電圧、絶縁抵抗が極端に低下し゛〔しま
い、実用に供し得ないという問題があった。
この発明者はチタン酸バリウム系の種々の組成物につい
て研究した結果、誘電率が高く、しかも磁器が緻密で結
晶粒径が微小均一であシ、かつ還元再酸化が容易な還元
再酸化型半導体コンデンサ用の磁器組成物を見い出し、
その結果コンデンサの小形大容量化を達成したものであ
る。
て研究した結果、誘電率が高く、しかも磁器が緻密で結
晶粒径が微小均一であシ、かつ還元再酸化が容易な還元
再酸化型半導体コンデンサ用の磁器組成物を見い出し、
その結果コンデンサの小形大容量化を達成したものであ
る。
すなわち、この発明は、チタン酸バリウム（Ｂａ’Ｉ’
１０３）、酸化セリウム（ＣｅＯ富１）、酸化ランタン
（Ｌａ、 Ｏ，）、酸化？ｓｒ：ｚ功ム（ＺｒＯりを含
む主成分に、酸化マンガンをＭｎに換算して０．０１〜
０．４重量％添加含有させたものである。
１０３）、酸化セリウム（ＣｅＯ富１）、酸化ランタン
（Ｌａ、 Ｏ，）、酸化？ｓｒ：ｚ功ム（ＺｒＯりを含
む主成分に、酸化マンガンをＭｎに換算して０．０１〜
０．４重量％添加含有させたものである。
この組成物は次のようにし゛Ｃ処理され半導体コンデン
サとして構成される。つまシ、原料組成を調合、混合し
、この混合物を成形して酸化性雰囲気で焼成し、次匹で
還元性雰囲気で熱処理を行つ“〔半導体磁器としたのち
、酸化性雰囲気で熱処理を行つ′Ｃ半導体磁器表面に薄
い誘電体層を形成し。
サとして構成される。つまシ、原料組成を調合、混合し
、この混合物を成形して酸化性雰囲気で焼成し、次匹で
還元性雰囲気で熱処理を行つ“〔半導体磁器としたのち
、酸化性雰囲気で熱処理を行つ′Ｃ半導体磁器表面に薄
い誘電体層を形成し。
さらに表面に亀匪を付与して半導体コンデンサとし゛Ｃ
構成される。
構成される。
この発明にかかる還元再酸化型半導体コンデンサ磁器組
成物は酸化セリウム（ｃｅｏ、）と酸化ジルコニウム（
ＺｒＯ２）ｆキュリ一点のシフターとシ゛〔主体的に用
いたものであシ、Ｎａ２Ｏ５，Ｌａ２０．などを十ユリ
一点のシフターとして用いた従来列にくらべ−Ｃキュリ
一点における誘電率が１５０００以上と大きいこと、誘
電率が１ｓｏｏｏ以上であるにもかかわらず結晶粒径が
ｔＯ〜ｔ５μｍ以下と小さくかつ結晶粒の大きさが均一
であること、焼結性がよく磁器が緻密であること、還元
再酸化が容易であることなど小形大容量の還元再酸化型
半導体コンデンサに要求される条件を十分に満足するも
のである。
成物は酸化セリウム（ｃｅｏ、）と酸化ジルコニウム（
ＺｒＯ２）ｆキュリ一点のシフターとシ゛〔主体的に用
いたものであシ、Ｎａ２Ｏ５，Ｌａ２０．などを十ユリ
一点のシフターとして用いた従来列にくらべ−Ｃキュリ
一点における誘電率が１５０００以上と大きいこと、誘
電率が１ｓｏｏｏ以上であるにもかかわらず結晶粒径が
ｔＯ〜ｔ５μｍ以下と小さくかつ結晶粒の大きさが均一
であること、焼結性がよく磁器が緻密であること、還元
再酸化が容易であることなど小形大容量の還元再酸化型
半導体コンデンサに要求される条件を十分に満足するも
のである。
以下この発明を実施例にしたがって詳細に説明する。
試料の作成にあたって第１表に示す組成比のものが得ら
れるようにＢａＴｉ０．、ＣｅＯ，、Ｌａ、０３゜２ｒ
０２・ＭｎＣ０１の各原料を秤量し、各秤量原料をポリ
ポットに投入し酢酸ビニルなどの有機）（インダととも
に１６時間混合した。混合したのち脱水乾燥し、５０メ
ツシユの篩に通し−Ｃ整粒した。次いで１０００幇／ｉ
の圧力で直径１０ｍ−厚み０，５した。この半導体磁器
を８５０〜１０００ ′ｃ′で２時間酸化性器囲気であ
る空気中で熱処理を行ない、半導体磁器の表面に薄い誘
電体層を形成した。しかるのち半導体磁器の表面に銀ペ
ーストを塗布し、７００〜８５０ｔ″で６０分間焼付け
て電極を形成し、還元再酸化型半導体コンデンサを得た
。
れるようにＢａＴｉ０．、ＣｅＯ，、Ｌａ、０３゜２ｒ
０２・ＭｎＣ０１の各原料を秤量し、各秤量原料をポリ
ポットに投入し酢酸ビニルなどの有機）（インダととも
に１６時間混合した。混合したのち脱水乾燥し、５０メ
ツシユの篩に通し−Ｃ整粒した。次いで１０００幇／ｉ
の圧力で直径１０ｍ−厚み０，５した。この半導体磁器
を８５０〜１０００ ′ｃ′で２時間酸化性器囲気であ
る空気中で熱処理を行ない、半導体磁器の表面に薄い誘
電体層を形成した。しかるのち半導体磁器の表面に銀ペ
ーストを塗布し、７００〜８５０ｔ″で６０分間焼付け
て電極を形成し、還元再酸化型半導体コンデンサを得た
。
このように１−て作成したコンデンサについて、磁器の
平均結晶粒径、誘電率、単位面積当）の容量（Ｃ（μＦ
／ｄ））、誘電損失（ｔａｎδ（イ）〕、絶縁抵抗〔工
Ｒ（Ω）〕、破壊電圧〔ｖｂ（ｖ））を測定し、その結
果を第１表に合わせて示した。
平均結晶粒径、誘電率、単位面積当）の容量（Ｃ（μＦ
／ｄ））、誘電損失（ｔａｎδ（イ）〕、絶縁抵抗〔工
Ｒ（Ω）〕、破壊電圧〔ｖｂ（ｖ））を測定し、その結
果を第１表に合わせて示した。
なお、容量、誘電損失はＱ、１Ｖｒ、ｒｐ、Ｂ、 １Ｋ
Ｈｚで測定した値である。容量については還元温度、再
酸化温度によって変化するため、還元後の磁器比抵抗が
一定となるように還元温度を設定すると／ｄとし、他の
電気特性に゛Ｃ評価するようにシＹ：比較を容易にした
ー 絶縁抵抗は１２ＶＤ、Ｃを１分間即加し゛Ｃ測定した。
Ｈｚで測定した値である。容量については還元温度、再
酸化温度によって変化するため、還元後の磁器比抵抗が
一定となるように還元温度を設定すると／ｄとし、他の
電気特性に゛Ｃ評価するようにシＹ：比較を容易にした
ー 絶縁抵抗は１２ＶＤ、Ｃを１分間即加し゛Ｃ測定した。
破壊電圧はり、Ｃ昇圧破壊方式を用いた。
味誘電率は１．ＱＶｒ、ｍ、ｅ、 １ＫＨｚでセｐり定
し、測定温度は２０℃を基準としだ。
味誘電率は１．ＱＶｒ、ｍ、ｅ、 １ＫＨｚでセｐり定
し、測定温度は２０℃を基準としだ。
１ な挑第１衣中０印を付したも０は″ｃ″
発明範囲外のものであり、それ以外はこの発明範囲内の
ものである。
発明範囲外のものであり、それ以外はこの発明範囲内の
ものである。
第１表から明らかなように、この発明の還元再酸化型半
導体コンデンサ磁器組成物によれば、きわめ°Ｃすぐれ
た電気特性を有する半導体コンデンサを提供することが
できる。すなわち、単位面積当少の容量がＣＬ７μＦ／
ｉと大きいにもかかわらす破壊電圧は４００ｖ以上、絶
縁抵抗は１０Ω以上、誘電損失は６．０％以下とすぐれ
た特性を示すものである。また破壊電圧値のバラツキも
小さいことが確認された。
導体コンデンサ磁器組成物によれば、きわめ°Ｃすぐれ
た電気特性を有する半導体コンデンサを提供することが
できる。すなわち、単位面積当少の容量がＣＬ７μＦ／
ｉと大きいにもかかわらす破壊電圧は４００ｖ以上、絶
縁抵抗は１０Ω以上、誘電損失は６．０％以下とすぐれ
た特性を示すものである。また破壊電圧値のバラツキも
小さいことが確認された。
従来のＢａＴｉ０．−Ｌａ！Ｏ，−Ｔｉｅ□系において
、絶縁抵抗が１０の特性のものを得ようとすれば、面積
容量は高々０．４〜０．５μＦ／ｄ程度であシ、また破
壊電圧も３００ｖぐらぐであったが、この発明によれば
ＣＬ７μＦ／ｄの面積容量が得られるとともに破壊電圧
も４００ｖ以上のものが得られ、コンデンサの小形大容
量化、高耐圧化が図れる点で格段にすぐれたものである
と云える。
、絶縁抵抗が１０の特性のものを得ようとすれば、面積
容量は高々０．４〜０．５μＦ／ｄ程度であシ、また破
壊電圧も３００ｖぐらぐであったが、この発明によれば
ＣＬ７μＦ／ｄの面積容量が得られるとともに破壊電圧
も４００ｖ以上のものが得られ、コンデンサの小形大容
量化、高耐圧化が図れる点で格段にすぐれたものである
と云える。
、上記したようにこの発明においてすぐれｆｃ％性が得
られるのは、第１表から明らかなように、誘電率が１２
０００以上と大きいにもかかわらず、磁器の平均結晶粒
径が１．０〜１．５μｍ と均一で小さいこと、また、
磁器の断面を鏡面研磨し、内部の空孔量、分布を観察し
た結果、従来のものにくらべて緻密な磁器であること、
さらに還元および再酸化が容易であること、などがその
理由としＣ挙げられる。
られるのは、第１表から明らかなように、誘電率が１２
０００以上と大きいにもかかわらず、磁器の平均結晶粒
径が１．０〜１．５μｍ と均一で小さいこと、また、
磁器の断面を鏡面研磨し、内部の空孔量、分布を観察し
た結果、従来のものにくらべて緻密な磁器であること、
さらに還元および再酸化が容易であること、などがその
理由としＣ挙げられる。
この発明におい−Ｃ組成物の範囲を限定したのは以下の
理由による。
理由による。
（ｉｌ Ｃｅ Ｏ２が１，０モル条未満では、キュリ
一点の移動がないため室温での誘電率が低くなシ、まだ
焼結性が悪くなるため面積容量が０．７μＦ／、−ｄと
大きくなると工Ｒ，Ｖｌ）とも悪くなり、ｔａｎδも悪
くなる。またＣｅＯ２が６．０モル多を越えると誘電率
が低くなり、工Ｒ，ｖｂとも悪くなる。
一点の移動がないため室温での誘電率が低くなシ、まだ
焼結性が悪くなるため面積容量が０．７μＦ／、−ｄと
大きくなると工Ｒ，Ｖｌ）とも悪くなり、ｔａｎδも悪
くなる。またＣｅＯ２が６．０モル多を越えると誘電率
が低くなり、工Ｒ，ｖｂとも悪くなる。
＋２） Ｌａ２０．は焼結性改善のだめに効果がある
が、０．６モル％以上になると磁器の結晶粒径が大きく
なり、ｖｂが低下する。
が、０．６モル％以上になると磁器の結晶粒径が大きく
なり、ｖｂが低下する。
（３） ＺｒＯ２が１，０モル多未満では焼結性が悪
くなり、ｔａｎδが大きくなるとともにｙｂが低下する
。またＺｒＯ，が１５〜０モルチモルえると誘電率が低
下し、磁器の融着が起こる。
くなり、ｔａｎδが大きくなるとともにｙｂが低下する
。またＺｒＯ，が１５〜０モルチモルえると誘電率が低
下し、磁器の融着が起こる。
（４） Ｂ ＩＬ Ｔ ｉ Ｏ、の組成範囲はＣｅＯ
，、Ｌａ、 ０． 、 ＺｒＯ２によ−シ決定されるが
、この発明範囲外の試料（試料番号１，４）からも明ら
かなように、いずれも誘電率が低く、工Ｒ，Ｖｂが低く
なる。
，、Ｌａ、 ０． 、 ＺｒＯ２によ−シ決定されるが
、この発明範囲外の試料（試料番号１，４）からも明ら
かなように、いずれも誘電率が低く、工Ｒ，Ｖｂが低く
なる。
（５）酸化マンガンの添加は工Ｒの改善、ｖｂの向上さ
らにｔａｎδの改善に効果があるが、酸化マンガンがＭ
ｎに換算し゛Ｃｏ、０１重量係未満重量部加含有の効果
がなく、０．４重量％を越えると磁器の誘電率が低下し
、面積容量を大きくするため誘電体層を薄くするとＩＲ
，Ｖｂとも低下する。
らにｔａｎδの改善に効果があるが、酸化マンガンがＭ
ｎに換算し゛Ｃｏ、０１重量係未満重量部加含有の効果
がなく、０．４重量％を越えると磁器の誘電率が低下し
、面積容量を大きくするため誘電体層を薄くするとＩＲ
，Ｖｂとも低下する。
なお、この発明におい°（、ＺｒＯ２の代わシにＴｌＯ
２を含有させたり、あるいはＺｒＯ２の一部をＴｉｅ。
２を含有させたり、あるいはＺｒＯ２の一部をＴｉｅ。
で置換したものでも同様の効果を奏することが確認でき
た。また、Ｌ ａ ｚ Ｏ３の代わシにＮｄ、 Ｏ，、
Ｐｒ２０１を含有させだ如、あるいはＬａ２０．の一部
をＮｄ２Ｏ３，Ｐｒ２０． のうち少なくとも１ｓで
置換えしたものでも同様の効果を奏することが確認でき
た。
た。また、Ｌ ａ ｚ Ｏ３の代わシにＮｄ、 Ｏ，、
Ｐｒ２０１を含有させだ如、あるいはＬａ２０．の一部
をＮｄ２Ｏ３，Ｐｒ２０． のうち少なくとも１ｓで
置換えしたものでも同様の効果を奏することが確認でき
た。
以上の説明から明らかなように、この発明によれば、面
積容量が従来になくきわめて太きいという特徴を有しな
がら、絶縁抵抗、破壊電圧が高いという特性を有するも
のであり、小形大容量のコンデンサを提供するととがで
きるという効果を有する０ 特許出願人 株式会社 村田製作所
積容量が従来になくきわめて太きいという特徴を有しな
がら、絶縁抵抗、破壊電圧が高いという特性を有するも
のであり、小形大容量のコンデンサを提供するととがで
きるという効果を有する０ 特許出願人 株式会社 村田製作所
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 チタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ３）が７８．７モル優を
越え、かつ９８．０モル多未満 酸化セリウム（Ｃｅ０２）が１．０〜６．０ モル％酸
化ランタン（Ｌａ、０２）が １１．３モル多未満酸化
ジルコニウム（ＺｒＯ２）がｉ、ｏ〜１５．０モル多か
うなる主成分区、 酸化マンガンをＭｎに換算し°ｒＯ，０１〜０．４重量
％添加含有し°〔なる還元再酸化型半導体コンデンサ磁
器組成物。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58093097A JPS59217322A (ja) | 1983-05-25 | 1983-05-25 | 還元再酸化型半導体コンデンサ磁器組成物 |
| US06/613,628 US4535064A (en) | 1983-05-25 | 1984-05-24 | Ceramic compositions for a reduction-reoxidation type semiconducting capacitor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58093097A JPS59217322A (ja) | 1983-05-25 | 1983-05-25 | 還元再酸化型半導体コンデンサ磁器組成物 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59217322A true JPS59217322A (ja) | 1984-12-07 |
| JPS6258129B2 JPS6258129B2 (ja) | 1987-12-04 |
Family
ID=14073014
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58093097A Granted JPS59217322A (ja) | 1983-05-25 | 1983-05-25 | 還元再酸化型半導体コンデンサ磁器組成物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59217322A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6911102B2 (en) * | 1999-08-09 | 2005-06-28 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Laminated type semiconductor ceramic element and production method for the laminated type semiconductor ceramic element |
-
1983
- 1983-05-25 JP JP58093097A patent/JPS59217322A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6911102B2 (en) * | 1999-08-09 | 2005-06-28 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Laminated type semiconductor ceramic element and production method for the laminated type semiconductor ceramic element |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6258129B2 (ja) | 1987-12-04 |
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