WO2002048433A1 - Film anodise de tantale ou de niobium, son procede de formation et condensateur electrolytique l'utilisant - Google Patents

Film anodise de tantale ou de niobium, son procede de formation et condensateur electrolytique l'utilisant Download PDF

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Isayuki Horio
Tomoo Izumi
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Cabot Supermetals K.K.
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    • H01G9/04—Electrodes or formation of dielectric layers thereon
    • H01G9/042—Electrodes or formation of dielectric layers thereon characterised by the material

Definitions

  • valve metal represented by tantalum and niobium
  • tantalum chemical deposition has the advantage of stable dielectric properties with respect to temperature, and is therefore widely used for solid electrolytic capacitors.
  • the guaranteed stable operation period of solid electrolytic capacitors varies depending on the application, but the more stable the operation in a severe environment, the longer the stable operation is required.
  • One of the causes of a decrease in operation including a change in capacitance is a qualitative change in chemical film formation due to the movement of oxygen atoms during chemical film formation under the operating environment of the capacitor. The mechanism is that oxygen atoms in the amorphous structure during chemical film formation move to the crystalline base metal side beyond the boundary between the chemical film and the metal, and the formation of crystalline oxide at the boundary proceeds. (See, for example, "Corrosion on Science" Vol. 28, No. 1, pp. 43-56 (1988)).
  • An object of the present invention is to provide a highly stable chemical film formation having a structure for suppressing the movement of oxygen atoms during chemical film formation.
  • the present invention uses this highly stable chemical film formation to withstand severe use environments and to assure stable characteristics for a long period of time. It is intended to provide a dissolving capacitor. Disclosure of the invention
  • Oxygen during chemical film formation moves to the metal side across the potential barrier by receiving energy under the operating environment of the condenser.
  • the energy is mainly electric field energy and heat energy.
  • the present inventors found that tantalum or niobium oxide was formed along the thickness direction from the surface in forming a tantalum or niobium film.
  • an intermediate composition part that transitions from the stoichiometric composition to tantalum or niobium metal and making the thickness of this intermediate composition part 40 nm or more, the movement of oxygen atoms during chemical film formation is suppressed.
  • the present invention has been achieved.
  • the present invention provides a method for forming a film of tantalum or niobium used as an anode of an electrolytic capacitor, comprising an intermediate composition portion between tantalum or niobium metal and tantalum or niobium oxide, and the thickness of the intermediate composition portion is reduced.
  • This is a chemical film having a thickness of 40 nm or more.
  • the intermediate composition portion contains nitrogen, thereby controlling the thickness of the intermediate composition portion and preventing the transfer of oxygen atoms during the chemical film formation. I have.
  • the electrolytic capacitor according to the present invention has an intermediate composition portion between tantalum or niobium metal and tantalum or niobium oxide, and the thickness of the intermediate composition portion is set to 40 nm or more, thereby forming In this way, the transfer of oxygen atoms is suppressed and the characteristics are stabilized.
  • Wire, foil, or powdered sintered body can be used for tantalum or niobium substrate It is.
  • a powdered sintered body of tantalum or niobium is used, a small-sized and large-capacity capacitor can be obtained because the surface area is extremely large.
  • the thickness of the intermediate composition part can be 40 nm or more.
  • the chemical conversion method is not particularly limited, and a conventionally known method can be used. -Brief description of drawings
  • FIG. 1 is a diagram showing an oxygen concentration profile of the chemical film formation.
  • FIG. 2 is a view showing an example of an oxygen concentration profile of a chemical film formed after heat treatment at 480 ° C.
  • FIG. 3 is a diagram showing another example of the oxygen concentration profile of the chemical film formed after the heat treatment at 480 ° C.
  • FIG. 4 is a diagram showing an example of an oxygen concentration profile of a chemical film formed after heat treatment at 34 ° C. BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
  • Oxygen during chemical film formation moves to the metal side over the potential barrier of the intermediate composition part by receiving energy such as electric field energy and heat energy under the operating environment of the condenser.
  • energy such as electric field energy and heat energy under the operating environment of the condenser.
  • the oxygen atoms in the amorphous film having the amorphous structure move to the crystalline base metal side beyond the boundary between the chemical film and the metal, the generation of the crystalline oxide at the boundary proceeds, and the film quality of the chemical film is formed. It is presumed that the electrical characteristics of the solid electrolytic capacitor deteriorate due to changes in the electrical characteristics.
  • the method for increasing the thickness of the intermediate composition portion of the chemical film formation is not particularly limited, but any method can be adopted as long as the distribution of the electric field diffusion distance of oxygen atoms accompanying the chemical conversion treatment is widened. As one of them, a method was adopted in which an element having a diffusion rate smaller than that of oxygen in the base metal was previously present in the base metal before the chemical conversion treatment. For example, if a chemical conversion treatment is performed on an anode material in which nitrogen atoms are dissolved, oxygen atoms whose electric field diffusion is suppressed by nitrogen atoms will have a distribution in the diffusion distance, and the intermediate composition will have a thickness corresponding to the distribution. A part is formed.
  • Tantalum containing 17 ppm, 4380 ppm, or 107 ppm of nitrogen Each of the thin plates was subjected to a chemical conversion treatment in a 0.1% phosphoric acid aqueous solution at 60 ° C., at a current density of 8 / A / mm 2 at the time of voltage increase and a chemical formation voltage of 100 V for 60 minutes.
  • the results shown in FIG. 1 were obtained.
  • the horizontal axis represents the distance from the sample surface, and the vertical axis represents the oxygen concentration in atomic%.
  • the sample surface has a peak with a high oxygen concentration indicating the adsorbed oxygen.
  • FIG. 3 shows the oxygen profile of the sample heat-treated at 480 ° C. You. As shown in Fig. 3, in the oxygen profile after heat treatment (curve (2,)), the slope of the oxygen distribution is more oblique than the oxygen profile before heat treatment (curve (2)). It can be seen that the thickness of the oxide film has become thinner. The shifted portion of oxygen corresponds to the amount of oxygen transferred from the chemical film formation to the tantalum metal located inside.
  • the film thickness of the intermediate composition was 31 nm, as in the above experimental example.
  • the stability was evaluated using the method described above. As a result, when the heat treatment temperature was 200 ° C., no transfer of oxygen atoms was observed. However, when the heat treatment temperatures were 34 and 480 ° C., transfer of oxygen atoms was observed.
  • Figure 4 shows the oxygen profile of the sample heat treated at 340. As shown in Fig. 4, oxygen profile after heat treatment
  • the thickness should be at least 40 nm, preferably at least 100 nm.
  • the thickness of the intermediate composition portion is determined by the voltage during the chemical conversion treatment, but it should be 40 nm or more, preferably 80 nm or more, more preferably 100 nm or more, and 40 to 60% of the thickness of the chemical film formation.
  • a tantalum or niobium base material having a nitrogen content of 2,000 ppm or more and 1200 ppm or less may be used. Turned out to be. If the nitrogen content of the tantalum or niobium base material is less than 2000 ppm, the electric field diffusion distance of oxygen atoms cannot be maintained during the chemical conversion treatment, and if the nitrogen content exceeds 12 000 ppm, when used in a capacitor, The initial capacitance decreases.
  • a tantalum wire was planted on a tantalum powder containing 120 ppm, 4920 ppm, or 10050 ppm of nitrogen, and sintered in a vacuum to form an anode pellet.
  • Each of these pellets was subjected to a chemical conversion treatment in a 0.1% phosphoric acid aqueous solution at 60 ° C. for 60 minutes at a current density during boosting of 8 A / mm and a chemical formation voltage of 100 V.
  • the surface area (mm 2 ) targeted for the current density indicates the surface area of the pellet after sintering.
  • the thus-formed anode pellets were heat-treated at 200 T :, 340 ° C, or 480 for 60 minutes in a vacuum, and then the electrostatic capacities of the anode pellets were measured.
  • the capacitance was measured in a 30.5 V o 1% sulfuric acid solution under the conditions of a frequency of 120 Hz and a bias voltage of 1.5 V. Table 1 shows the measurement results.
  • Example 1 having an intermediate composition portion having a thickness of 129 nm
  • Example 2 having an intermediate composition portion of 90 nm, even after heating to at 340, the capacitance only changes 1. 16 n FZmm 2 1. to 56 n FZmm 2, or One 480 ° C after heating to be, capacitance 1. only changes slightly from 16 n F / mm 2 to 1 1. 38 ⁇ F / mm 2, shows stable characteristics.

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Description

明 现 曞 タンタルたたはニオブの化成膜及びその圢成方法、
䞊びにそれを甚いた電解コンデンサ
背景技術
1 . 発明の技術分野
本発明は、 タンタルたたはニオブに代衚される匁䜜甚金属の陜極酞化膜 以䞋、 化成膜ず称する〉 䞊びにそれを甚いた電解コンデンサに関する。
2 . 埓来の技術
タンタルやニオブに代衚される匁䜜甚金属の化成膜 陜極酞化膜 は、 良奜な 絶瞁特性ず高い誘電率を有するため、 コンデンザの䞻芁な構成材料ずしお甚いら れおいる。 特に、 タンタルの化成膜は、 枩床に察する誘電特性が安定である利点 をも有するため、 固䜓電解コンデンサに倚く利甚されおいる。
固䜓電解コンデンサは、 その甚途により、 保蚌されおいる安定動䜜期間が異な るが、 厳しい環境で䜿甚されるものほど、 長期間にわたる安定動䜜が芁求される。 静電容量の倉化等を始めずする動䜜䜎䞋の䞀因ずしお、 コンデンサの動䜜環境䞋 における化成膜䞭の酞玠原子の移動による化成膜の質的倉化が挙げられる。 その 機構は、 化成膜䞭のアモルファス構造䞭の酞玠原子が、 化成膜䞀金属の境界を越 えお結晶性の基䜓金属偎に移り、 境界での結晶性酞化物の生成が進むこずによる ずされおいる 䟋えば、 " Corros i on Sc i ence" Vo l . 28, No. 1 , pp43-56 (1988)参 照 。
埓来、 固䜓コンデンサの動䜜安定性向䞊のための技術は、 固䜓コンデンサの構 造、 陰極及び陜極の材料の改良ず、 それらの圢成方法に関するものが殆どで、 化 成膜の構造を倉えるこずにより䞊蚘のような酞玠原子の移動を抑制する方法は珟 状では芋圓たらない。
本発明は、 化成膜䞭の酞玠原子の移動を抑制するための構造を有する、 安定性 の高い化成膜を提䟛するこずを目的ずする。 たた、 本発明は、 この安定性の高い 化成膜を䜿甚しお、 過酷な䜿甚環境に耐え、 長期間安定した特性を保蚌できる電 解コンデンサを提䟛するこずを目的ずする。 発明の開瀺
化成膜䞭の酞玠は、 コンデンザの動䜜環境䞋'で゚ネルギを受け取るこずにより、 ポテンシャル障壁を越えお金属偎に移る。 ここでいう゚ネルギずは、 䞻に電界ェ ネルギず熱゚ネルギである。 本発明者らは、 このようなメカニズムによる酞玠原 子の移動を抑制するための構造を怜蚎した結果、 タンタルたたはニオブの化成膜 に、 衚面からの厚さ方向に沿っおタンタルたたはニオブ酞化物の化孊量論的組成 からタンタルたたはニオブ金属に遷移する䞭間組成郚分を蚭け、 この䞭間組成郚 分の厚さを 4 0 n m以䞊ずするこずにより、 化成膜䞭における酞玠原子の移動が 抑制されるこずを芋いだし、 本発明を達成するに至った。
すなわち、 本発明は、 電解コンデンサの陜極ずしお䜿甚されるタンタルたたは ニオブの化成膜においお、 タンタルたたはニオブ金属ずタンタルたたはニオブ酞 化物ずの䞭間組成郚分を有し、 この䞭間組成郚分の厚さが 4 0 n m以䞊である化 成膜である。
たた、 本発明に係るタンタルたたはニオブの化成膜では、 䞊蚘䞭間組成郚分に 窒玠を含有させるこずにより、 䞭間組成郚分の厚さを制埡し、 化成膜䞭における 酞玠原子の移動を防止しおいる。
曎に、 本発明に係る電解コンデンサは、 タンタルたたはニオブ金属ずタンタル たたはニオブ酞化物ずの䞭間組成郚分を有し、 この䞭間組成郚分の厚さを 4 0 n m以䞊ずするこずにより、 化成膜䞭における酞玠原子の移動を抑制し、 特性の安 定化を図っおいる。
この電解コンデンサでは、 厳しい動䜜環境䞋で゚ネルギを受けおも化成膜䞭に おける酞玠の移動が起こらず、 安定性の高い特性を有する電解コンデンサが埗ら れる。
たた、 本発明に係るタンタルたたはニオブの化成膜の圢成方法は、 窒玠含有量 が 2 0 0 0 p p m〜 1 2 0 0 0 p p mであるタンタルたたはニオブの基材を化成 凊理する方法である。
タンタルたたはニオブの基材には、 線、 箔、 あるいは粉末焌結䜓等が䜿甚可胜 である。 特に、 タンタルたたはニオブの粉末焌結䜓を䜿甚する堎合には、 衚面積 が極めお倧きいため、 小型で倧容量のコンデンサをえるこずができる。
この堎合、 タンタルたたはニオブの基材の結晶䞭に窒玠を固溶させおおけば、 䞭間組成郚分にも窒玠が含有されるこずになり、 䞭間組成郚分の厚さを制埡可胜 ずなり、 その結果、 䞭間組成郚分の厚さを 4 0 n m以䞊ずするこずができる。 なお、 化成凊理の方法には特に制限がなく、 埓来より公知の方法が䜿甚可胜で ある。 - 図面の簡単な説明
図 1は、 化成膜の酞玠濃床プロファむルを瀺す図である。
図 2は、 4 8 0 °Cで熱凊理埌の化成膜の酞玠濃床プロファむルの䞀䟋を瀺す図 である。
図 3は、 4 8 0 °Cで熱凊理埌の化成膜の酞玠濃床プロファむルの他の䟋を瀺す 図である。
図 4は、 3 4 0 °Cで熱凊理埌の化成膜の酞玠濃床プロファむルの䞀䟋を瀺す図 である。 発明を実斜するための最良の圢態
䞀般に、 固䜓電解コンデンサは、 タンタル、 ニオブ等の匁䜜甚を有する金属線、 箔、 たたは粉末焌結䜓を陜極䜓ずしお甚いおいる。 この陜極䜓に化成凊理 陜極 酞化凊理 を斜しお衚面に化成膜 酞化皮膜 を圢成し、 その䞊に二酞化マンガ ンゃ導電性高分子等の固䜓電解質を付着させ、 曎にその䞊にグラフアむト局及び 銀塗膜局からなる電極局を圢成するこずにより、 コンデンサが圢成される。 䞊蚘 化成凊理により埗られるタンタルたたはニオブの化成膜は匷力な誘電䜓ずしお䜜 甚する。 䟋えば、 タンタル化成膜の金属偎に隣接しおいる郚分は、 T a 205の理 論組成以䞊に T a原子を含んだ 換蚀すれば酞玠濃床が䜎い n型酞化タンタル で、 その厚さは 5〜3 0 n mず掚定される。 この局に続く局は、 T a 2 O sの理論 組成を有する真性半導䜓ずみなされる 1局で、 この局は化成電圧に比䟋した厚さ を有し、 静電容量を芏定する誘電䜓ずしお䜜甚する局である。 構造制埡を行わない通垞のタンタルたたはニォブ化成膜の堎合、 その䞭間組成 郚分の厚さは 4 0 n m未満であり、 極めお薄い。 なお、 䞭間組成郚分の厚さは、 䞀般的には、 ォヌゞェ電子分光法により深さ方向の酞玠量を枬定するこずにより 求められる。
化成膜䞭の酞玠は、 コンデンザの動䜜環境䞋で電界゚ネルギゃ熱゚ネルギ等の ゚ネルギを受けるこずにより、 䞭間組成郚分のポテンシャル障壁を越えお金属偎 に移動する。 アモルファス構造を有する化成膜䞭の酞玠原子が化成膜䞀金属の境 界を越えお結晶性の基䜓金属偎に移るず、 境界での結晶性酞化物の生成が進み、 化成膜の膜質が倉化し、 固䜓電解コンデンサの電気特性を劣化させるず掚定され る。
埓っお、 酞玠の移動を抑制すれば、 固䜓電解コンデンサの電気特性の劣化を防 ぐこずが可胜ずなる。 そこで、 本発明では、 化成膜䞭の䞭間組成郚分の厚さを 4 0 n m以䞊ずするこずにより酞玠の移動を抑制し、 固䜓電解コンデンサの電気特 性の劣化を防止しおいる。
化成膜の䞭間組成郚分を厚くする方法に぀いおは、 特に限定されないが、 化成 凊理に䌎う酞玠原子の電界拡散距離の分垃を広くするような方法であれば、 あら ゆる方法が採甚可胜である。 その䞀぀ずしお、 基䜓金属䞭における拡散速床が酞 玠より小さな元玠を、 化成凊理前の基䜓金属䞭に予め存圚させる方法を採甚した。 䟋えば、 窒玠原子を固溶させた陜極材料を化成凊理した堎合、 窒玠原子により電 界拡散を抑制された酞玠原子は拡散距離に分垃を有するこずになり、 その分垃に 応じた厚さで䞭間組成郚分が圢成される。
本発明の構造を有する化成膜により酞玠原子の移動が抑制されるこずは、 以䞋 の実隓䟋から明らかである。 実隓䟋では、 酞玠移動のための゚ネルギを付䞎する 方法ずしお、 化成膜を真空䞭で熱凊理しお熱゚ネルギを付䞎しおいるが、 この方 法の劥圓性は、 䟋えば、 J. E l ec t rochem. Soc. Vol . 110, 卯 1264 (1963)から明ら かである。 この文献には、 窒玠を添加しおいない通垞のタンタルの化成膜に぀い お、 熱凊理の圱響による酞玠の移動により、 誘電率が倉わるこずが瀺されおいる。 実隓䟋
窒玠を 1 7 p p m、 4 3 8 0 p p m、 たたは 1 0 7 3 0 p p m含有するタンタ ル薄板を、 それぞれ 60°Cの 0. 1 %リン酞氎溶液䞭にお、 昇電圧時電流密床 8 /A/mm2、 化成電圧 100 Vで、 60分間化成凊理した。 埗られた化成膜に぀ いお、 ォヌゞェ電子分光法による深さ方向に沿った酞玠原子の分垃を枬定したず ころ、 図 1に瀺す結果が埗られた。 図 1においお、 暪軞は詊料衚面からの距離、 瞊軞は酞玠濃床を原子で衚したものである。 詊料衚面には吞着酞玠を瀺す酞玠 濃床の高いピヌクがあり、 その埌、 衚面から 1 30 nm皋床たでは、 酞玠濃床が 箄 60原子の化成皮膜が圢成されおいる。 その埌、 酞玠分垃の傟斜郚分に盞圓 する䞭間組成郚分を経お、 衚面から 320 nm以降は、 酞玠濃床が 1 0原子以 䞋の金属組成ずなっおいる。 酞玠分垃の傟斜郚分に盞圓する䞭間組成郚分を膜厚 に換算するず、 窒玠含有量が 17 p pmの詊料では 3 1 nm (図 1の曲線1)参 照 、 窒玠含有量が 4380 p pmの詊料では 90 nm (図 1の曲線2)参照 、 窒玠含有量が 10730 p pmの詊料では 129 nm (図 1の曲線3)参照 であった。
以䞊の通り、 基材の窒玠含有量が高いほど、 䞭間組成郚分の膜厚が厚くなるこ ずがわかる。
次に、 窒玠を 1 0730 p pm含有するタンタル薄板を利甚しお圢成した、 äž­ 間組成郚分の膜厚が 129 nmである化成膜の安定性の評䟡を目的ずしお、 化成 凊理埌に埗られたタンタル薄板を、 それぞれ真空䞭にお、 200°C、 340 、 たたは 480°Cの枩床で、 60分間熱凊理した。 それぞれの化成凊理膜䞭におけ る酞玠分垃を枬定したずころ、 酞玠分垃は、 いずれの熱凊理枩床でも熱凊理俞の 詊料における酞玠分垃ず倉わらず、 酞玠分子の移動は芋られなかった。 䟋えば、 480°Cで熱凊理を行った詊料の酞玠プロファむル 図 2の曲線3 ' )参照 は、 図 2に瀺す通り、 熱凊理前の酞玠プロファむル 図 2の曲線3)参照 ず殆ど同 じであり、 酞玠分垃の倉化は認められなかった。
次に、 窒玠を 4380 p pm含有するタンタル薄板を利甚しお圢成した、 侭間 組成郚分の膜厚が 9 0 nmである化成膜に぀いお、 前蚘の堎合ず同様に安定性の 評䟡を行った。 その結果、 熱凊理枩床が 200°C及び 340°Cの堎合には酞玠原 子の移動は認められなかったが、 熱凊理枩床が 480 の堎合には、 酞玠原子の 移動が認められた。 480°Cで熱凊理された詊料の酞玠プロファむルを図 3に瀺 す。 図 3に瀺す通り、 熱凊理埌の酞玠プロファむル 曲線2 )) では、 熱凊理 前の酞玠プロファむル 曲線2)) に比しお、 酞玠分垃の傟斜郚分が化成膜の衚 面偎 図では巊偎 にずれ、 酞化膜の厚さが薄くな぀おいるこずがわかる。 この、 ずれた郚分の酞玠が、 化成膜から、 内郚に䜍眮するタンタル金属偎に移動した酞 玠量に盞圓する。
比范䟋
次に、 窒玠を殆ど含有しない、 普通のタンタル薄板 窒玠含有量 1 7 p pm) を䜿甚した、 䞭間組成郚分の膜厚が 3 1 nmの化成膜に぀いお、 䞊蚘実隓䟋の堎 合ず同様の手法を甚いお安定性を評䟡した。 その結果、 熱凊理枩床が 2 0 0°Cの 堎合には酞玠原子の移動は認められなかったが、 熱凊理枩床が 34 及び 48 0°Cの堎合には、 酞玠原子の移動が認められた。 340でで熱凊理された詊料の 酞玠プロファむルを図 4に瀺す。 図 4に瀺す通り、 熱凊理埌の酞玠プロファむル
(曲線1 ' )) では、 酞玠が化成膜から内郚のタンタル金属偎に移動した結果、 熱凊理前の酞玠プロファむル 曲線1)) に比しお、 酞玠分垃の傟斜郚分が化成 膜の衚面偎 図では巊偎 にずれ、 酞化膜の厚さが薄くな぀おいるこずがわかる。 䞭間組成郚分の膜厚が 3 l nmず薄いため、 䞊蚘実隓䟋の堎合より䜎い枩床で酞 玠が移動しおいる。
以䞊の結果から、 化成膜䞭の䞭間組成郚分の厚さが厚いほど、 酞玠原子が移動 しにくいこずがわかる。 これらの事実に基づき曎に怜蚎を加えた結果、 実際に電 解コンデンサがおかれる厳しい䜿甚環境䞋においおも酞玠原子の移動が起こらず、 安定した電気特性を維持するためには、 䞭間組成郚分の厚さを 40 nm以䞊、 奜 たしくは 1 0 0 nm以䞊にすればよいずの結論に達した。 䞭間組成郚分の厚さは 化成凊理時の電圧によっお決たるが、 40 nm以䞊、 奜たしくは 80 nm以䞊、 曎に奜たしくは 1 00 nm以䞊で、 化成膜の厚さの 40〜60 %ずするのがよレ^ 化成膜の厚さの 40 %未満ずなるず、 酞玠原子の移動を十分抑制できず、 化成膜 の厚さの 6 0 %を越えるず、 電解コンデンサの䜓積に察し芁求される蓄電容量が 確保できなくなる。
たた、 このような厚さの䞭間組成郚分を埗るには、 窒玠含有量が 2 000 p p m以䞊 1 20 0 0 p pm以䞋であるタンタルたたはニオブの基材を利甚すればよ いこずが刀明した。 タンタルたたはニオブの基材の窒玠含有量が 2000 p pm 未満では、 化成凊理時に酞玠原子の電界拡散距離を維持するこずができず、 1 2 000 p pmを越えるず、 コンデンサに䜿甚した際に、 初期の静電容量が䜎䞋す る。
実斜䟋
本発明の具䜓的な実斜䟋を以䞋に瀺す。
窒玠を 120 p pm、 4920 p pm, たたは 10050 p p m含有するタン タル粉末にタンタル線を怍え、 真空䞭で焌結しお陜極ペレットずした。 これらの ペレットを、 それぞれ 60°Cの 0. 1 %リン酞氎溶液䞭にお、 昇圧時電流密床 8 A/mm 化成電圧 1 00 Vで、 60分間化成凊理した。 ここで、 電流密床の 察象ずなる衚面積 mm2) は、 焌結埌のペレットの衚面積を瀺す。
このようにしお埗た化成埌の陜極ペレットを、 それぞれ真空䞭にお、 200 T、 340°C、 たたは 480 の枩床で、 60分間熱凊理した埌、 陜極ペレットの静 電容量をそれぞれ枬定した。 静電容量は、 30. 5 V o 1 %の硫酞溶液䞭にお、 呚波数 120Hz、 バむアス電圧 1. 5 Vの条件で枬定した。 枬定結果を衚 1に 瀺す。
è¡š 1の結果から、 厚さ 129 nmの䞭間組成郚分を有する実斜䟋 1の堎合、 4
80°Cに加熱した埌でも、 静電容量は 1. 05 nF/mm2から 2. 52 n F/m m2に倉化するのみで、 倉化量が少なく、 安定した特性を瀺しおいる。 たた、 厚さ
90 nmの䞭間組成郚分を有する実斜䟋 2の堎合、 340でに加熱した埌でも、 静電容量は 1. 16 n FZmm2から 1. 56 n FZmm2に倉化するのみで、 か ぀ 480°Cに加熱した埌でも、 静電容量は 1. 16 n F/mm2から 1 1. 38η F /mm2にやや倉化するのみで、 安定した特性を瀺しおいる。
これに察し、 厚さ 3 1 nmの䞭間組成郚分を有する比范䟋の堎合、 340°Cに 加熱した埌の静電容量の倉化は 1. 16 nF/mm2から 1. 6 1 n F/mm2ず 安定しおいるものの、 480でに加熱した埌の静電容量は、 44. 9 n F/mm 2ず倧きく倉化し、 特性が倉化しやすく安定性に欠けおいる。 1 レレ fe^ /7ΓιΙ 実/ ί也 1列 1 実斜䟋 2 1匕軟䟋 基材の窒玠含有量ppm) 10 υ , 0リ5 υ0リ 4, 920 120 䞭間組成郚分の厚さnm) 129 90 31 初期の静電容量nF/mm2) 1.05 1.16 1.16
200°C 1.07 1.19 1.24 熱凊理埌
熱凊理埌の
340°C 1.18 1.56 1.61 (nF/mm2) 熱凊理埌
480°C 2.52 11.38 44.90 熱凊理埌

Claims

請求の範囲
1 . タンタルたたはニオブの化成膜であっお、 タンタルたたはニオブ金属ずタン タルたたはニオブ酞化物ずの䞭間組成郚分を有し、 この䞭間組成郚分の厚さが 4 0 n m以䞊であるタンタルたたはニオブの化成膜。
2 . 前蚘䞭間組成郚分が窒玠を含有する特蚱請求の範囲第 1項に蚘茉のタンタル たたはニオブの化成膜。
3 . 特蚱請求の範囲第 1たたは第 2項に蚘茉のタンタルたたはニオブの化成膜を 有する電解コンデンサ。
4 . 窒玠含有量が 2 0 0 0 p p m〜 1 2 0 0 0 ρ ρ mであるタンタルたたはニォ ブの基材を化成凊理するタンタルたたはニオブの化成膜の圢成方法。
5 . 前蚘タンタルたたはニオブの基材が粉末焌結䜓である特蚱請求の範囲第 4項 に蚘茉のタンタルたたはニオブの化成膜の圢成方法。
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