JPS63141206A - 粒界絶縁型半導体磁器 - Google Patents

粒界絶縁型半導体磁器

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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。

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、粒界絶縁型半導体磁器に関する。
(従来の技術J 従来、この種の粒界絶縁型半導体磁器として、BaTi
O3,8rTi03. (Ba1−x8rxJTj03
゜(8r1−xoax)TiO2,(Ba1−xOax
7Ti05等の半導体磁器が知られている。これらは第
2図示の如く多結晶体を構成する半導電性の結晶粒aと
これら結晶粒3間の粒界相すとで構成されておシ、みか
けの比誘t″4εappは結晶粒aを形成する材料と粒
界州bt−形成する材料との組み合わせで決定される。
(発明が解決しようとする問題点〕 しかしながら、粒界相すの材料を変えただけでは、みか
けの比誘電率εappの向上に限界があシ、よシ高い静
電容量の磁器コンデンサを取得し念いという要求に対し
ては結晶粒を大きく成長させ粒界相を薄くする等してい
るが、それ程高い静電容量の磁器コンデンサは得られな
いという不都合を有する。
本発明は前記不都合を解消し、みかけの比誘電率gap
pの向上した粒界絶縁型半導体磁器を提供することを目
的とする。
(間萌点を解決するための手段] 本発明の粒界絶縁型半導体磁器は、多結晶体を構成する
各結晶粒が、半導電性酸化物の主相と、この主相取分と
他成分とから成り該主相を囲繞する誘電性酸化物の複合
相とから成る。
(実施列) 次に添付図面に従って本発明の実施列に付き説明する。
図中(1)は粒界絶縁型半導体磁器を構成する多結晶体
を示し、各結晶粒(2)は半導電性酸化物の主相(3)
とこれを囲繞する複合相(4)とから成シ、該複合相(
4)は主相成分と他成分との固醇体である誘電性酸化物
で形成される。尚、図中(5)は結晶粒(2)間の粒界
相を示す。
主相は、一般には、MP、Oa、Sr、Ba、Ni。
Cu、Zn、Pb、Biから選択された少くとも1穏以
上の元素と、Ti、Zr、Nb、Ta、Or、Mn、F
e、Co。
Y、Lm、Ce、Pr、Nd、Sm、Dy、入t、 S
 i 、W、 Sn 、 Sbから選択された少くとも
1種以上の元素を含む酸化物、例えばBaTiO3,5
rTj03.(Ba1−xSrxJTi03 、 (8
r 1−x 0ax)Ti03. (Ba 1−xOa
 x ) T + 05等のペロブスカイト型半導性酸
化物や、或いはT 102 、5n02 、 ZnO等
の元素単体の半導電性酸化物等から成る。
複合相(4)中の主相(3)成分と固痔体を形成してい
る他の成分は、Li、Na、に、Idf、Oa、Sr、
Ba。
Ni 、Cu、Zn、Pb、Bi、Ti等とから選択さ
れる。
粒界相(5)は、Lt 、Na、に、Si、NJn、C
u、At、B。
MP、Oa、8r、Ba、Ni、Zn等から選択ぢれた
元素から構成されるガラス状マトリックスとして存在す
る。
次に、よシ具体的な実施列を比較例と共に説明する。
実施列1 純度9969%の半導電性の酸化亜鉛(ZnO)の粉末
を粒径を大きくする穴めに1250℃で5時間熱処理し
て平均粒径8μmのZnO粉末を得た。
次に、上記Zn01モルに対して塩化カルシウム(0a
O221が2モルチ、塩化チタン(TiO241が3モ
ルチとなるように、ZnOt−509、0aO62ft
t、36 f 、 Ti014を3.49 f秤量し、
水を溶媒としてゼールミルで10時間攪拌後、アンモニ
ア水(NH5J’z5モル添加し、ZaO粉体上にOa
 、 T i成分の微粒子を沈殿させ危。次にこの沈殿
物を濾過、乾燥した後、PvA]々インダーを加えて摺
潰機で約30分間混合して団粒を作製し念。この団粒を
金型に入れ、2 ton/−の加圧圧縮で直径20wψ
、肉厚1fiの円板状に成型し九後、1300℃で2時
間焼成し、50個の焼結体を得た。
次に、得られた焼結体全スライスしてイオンミルにて処
理し、走査凰透過電子顕微焼(STBMJを用い、焼結
体の元素分布を調べた。
この結果、該焼結体はZnOから成る主相のまわ9を(
Zn 、Oa ) TiO3複合相が囲繞する結晶粒と
これら結晶粒間の粒界相とから構成されていることが確
認された。
次に、残りの焼結体の両面にAりを焼付けして、粒界絶
縁型半導体磁器を作製し、みかけの比電率εapI)%
誘電体損失tonσ並びに絶縁抵抗値IFLを測定し、
平均値を算出してその結果を下記表に示した。
比較列1 平均粒径8μmの酸化亜鉛(ZnO) 1モルに対して
炭酸カルシウム(0aOOs )が2モルチ、酸化チタ
ン(’ri02Jが3モルチとなるように、ZnOを5
02.0a003 k 1.23 f 、 ’r i0
2 ’t” 1.47f秤量して、その後は実施列1と
同様にして得た焼結体に入2全焼付けた試料を作製し、
みかけの比誘電率eapp等を測定し、その結果を下記
表に示した。
実施列2 純度99.6 %の酸化チタン(TlO21の粉末上粒
径を犬きくするために1250℃で2時間熱処理して平
均粒径5μmのTf02粉末を得た。
次に、上記T4021モルに対しで硝酸)々リウムBa
 (NO3) 2が3モルチ、硝酸ストロンチウム5r
(NO312が2モルチとなるように、TiO2を50
2、Ba1NO3J2e4.89 f、 5r(NO5
)2t2.64ffP量し、水を溶媒どしてゼールミル
で10時時間式混合後、スプレードライヤーで噴霧乾燥
して粉末を得た。この粉末を実施列1と同様にして円板
状に成壓した後、H24チ/N296%の環元雰囲気中
で1300℃で2時間焼成し、50個の焼結体を得た。
次に、得られた焼結体の元素分布を実施列1と同様にし
て走置型透過電子顕微鏡で調べたところ、該焼結体は’
r+o2から成る主相のまわシを(Ba 、Sr J’
f’i05複合相が囲繞する結晶粒とこれら結晶粒間の
粒界相とから構成されていることが確認された。
次に残力の焼結体の片面にB i 203− OuO−
B203から成る絶縁ペーストを該焼結体の重量に対し
て5of%塗布し、大気中で1200℃で熱処理し、粒
界絶縁型半導体磁器を作製し、みかけの比誘電率gap
p等を測安し、平均値を算出してその結果を下記表に示
した。
比較列2 平均粒径5μmの酸化チタン(Ti0231モルに対し
て炭酸〕々リウム(Ba○037が3モルチ、炭酸スト
ロンチウム(S r C!03 )が2モルチとなるよ
うに、ri02 f 50 f、Ba003を3.79
XSr003を1.859秤量して、その後は実施列2
と同様にして得た焼結体の片面に絶縁ペーストラ塗布し
て熱処理した試料を作製し、みかけの比誘電率εa91
)等を測定し、その結果を下記表に示したつ実施列3 炭酸ストロンチウムl SrCO3J tモルに対シテ
酸化チタン(T[>23が0.998モルチ、酸化ニオ
ブ(Nb205Jがo、o o tモルチとなるように
、5r003 (i75 L 8.8 f、 Ti02
t” 280.2 f、Nb 205’i 0.9 を
仮焼し、平均粒径5μmのSr(’rio、gg6Nb
 O,002303粉末を得た。次に上記5r(TiO
,998NbO,0021031モルに対して、酢酸カ
ルシウム(Oa (02T−1302)2 )が5モル
チ、オキシ硝酸チタン(TfO(NO3J2Jが5モル
チとなるように、上記5r(Tj O,998Nb O
,0021o3 t50、Of、 0a(02H302
J2e2.15 f、 Ti0(NO3J2を2.56
1秤址して、その彼は実施列2と1m]様にして環元雰
囲気中で、ただし1400℃で焼成し、50個の焼結体
を侍た。
次に得られた焼結体の元素分布を実施列1と同様にして
走置型透過電子顕微鏡で調べ友ところ、該焼結体は5r
(Ti、NbJO3から成る主相のまわりを(Sr 、
Oa JTi03複合相が囲繞する結晶粒とこれら結晶
粒間の粒界相とから構成さjていることがW1認された
次に残りの焼結体から実施列1と同様にして粒界絶縁型
半導体磁器全作製し、みかげの比誘電率t app等を
測定し、平均値を算出してその結果を下記表に示した。
比較り113 平均粒径5μmのS r (T i O,998Nb 
O,002j031モルに対して炭酸カルシウム(Oa
CO3)が5モルチ、酸化チタン(Ti02Jが5モル
チになるように5r(Ti □0ggB Nb □、□
o2303 ft5of。
OuO03f t、36 f、 TiO2f LO9を
秤量して、その後は実施列3と同様にして得次焼結体の
片面に絶縁ペースト?塗布して熱処理し穴試料を作製し
、みかけの比誘電率g app等を測定し、その結果を
下記表に示した。
表から明らかなように、実施列1〜3の粒界絶縁型半導
体磁器の全てが比較列1〜3に比してみかけの比誘電率
t appが極めて犬きく、シかも誘電体損失tanσ
や絶縁抵抗値IRも優れることがわかる。
(発明の効果] このように、本発明の粒界絶縁型半導体磁器は、多結晶
体を構成する各結晶粒全半導電性酸酸化物の主相と、こ
の主相成分と他成分とから成シ該主相を囲繞する誘電性
酸化物の複合相とで構成するようにしたので、みかけの
比誘電率gappに優れる等の効果を有する。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明粒界絶縁型半導体磁器の1実施列の結晶
構造の概略図、第2図は従来の粒界絶縁型半導体磁器の
結晶構造の概略図。 1・・・多結晶体    2・・・結晶粒3・・・主相
      4・・・複合相5・・・粒界相 第1図 第2図 手続補正書 昭和 年 月 日

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、多結晶体を構成する各結晶粒が、半導電性酸化物の
    主相と、この主相成分と他成分とから成り該主相を囲繞
    する誘電性酸化物の複合相とから成る粒界絶縁型半導体
    磁器。 2、主相はMg、Ca、Sr、Ba、Ni、Cu、Zn
    、Pb、Biから選択された少なくとも1種以上の元素
    と、Ti、Zr、Nb、Ta、Cr、Mn、Fe、Co
    、Y、La、Ce、Pr、Nol、Sm、Dy、Al、
    Si、W、Sn、Sbから選択された少くとも1種以上
    の元素を含む酸化物から成ることを特徴とする特許請求
    の範囲第1項に記載の半導体磁器。 3、主相は元素単体の酸化物から成ることを特徴とする
    特許請求の範囲第1項に記載の半導体磁器。 4、複合相の他成分はLi、Na、K、Mg、Ca、S
    r、Ba、Ni、Cu、Zn、Pb、Bi、Tiから選
    択された元素から成ることを特徴とする特許請求の範囲
    第1項乃至第3項の何れか1項に記載の半導体磁器。
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