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積層キャパシター及び積層キャパシターの製造方法 新技術説明会

国内特許コード P150011400
整理番号 E086P45JPD1
掲載日 2015年2月24日
出願番号 特願2013-009148
公開番号 特開2013-236052
登録番号 特許第5615945号
出願日 平成25年1月22日(2013.1.22)
公開日 平成25年11月21日(2013.11.21)
登録日 平成26年9月19日(2014.9.19)
優先権データ
  • 特願2011-252235 (2011.11.18) JP
発明者
  • 下田 達也
  • ▲徳▼光 永輔
  • 尾上 允敏
  • 宮迫 毅明
出願人
  • 独立行政法人科学技術振興機構
発明の名称 積層キャパシター及び積層キャパシターの製造方法 新技術説明会
発明の概要 【課題】酸化物を誘電体層又は、誘電体層と電極層に適用した積層キャパシターの高性能化、及びそのような積層キャパシターの製造プロセスの簡素化と省エネルギー化を実現する。
【解決手段】
本発明の1つの積層キャパシターは、電極層と誘電体層とが、それぞれ一層積み重ねられた構造を一部に備えている。加えて、その誘電体層は、ビスマス(Bi)とニオブ(Nb)とからなる酸化物、又はビスマス(Bi)と亜鉛(Zn)とニオブ(Nb)とからなる酸化物(不可避不純物を含み得る)によって構成される第1酸化物層と、ランタン(La)とタンタル(Ta)とからなる酸化物、ランタン(La)とジルコニウム(Zr)とからなる酸化物、及びストロンチウム(Sr)とタンタル(Ta)とからなる酸化物の群から選択される1種の酸化物(不可避不純物を含み得る)によって構成される第2酸化物層との積層酸化物からなる。
【選択図】図13
従来技術、競合技術の概要



従来から、固体電子装置においては、高速動作の期待できる強誘電体薄膜を備えた装置が開発されている。固体電子装置に用いる誘電体材料として、金属酸化物が現在盛んに開発されているが、Pbを含まず、比較的低温で焼成可能な誘電セラミックスとして、BiNbOが挙げられる。このBiNbOについては、固相成長法によって形成されたBiNbOの誘電特性が報告されている(非特許文献1)。また、未だ出願公開はされていないが、本願出願人は、製造工程の簡素化がより図れるとともに、比較的高い絶縁性と比誘電率を備えた、ある特殊な結晶構造を有する結晶相を備えたビスマス(Bi)とニオブ(Nb)とからなる酸化物層(不可避不純物を含み得る)とその製造方法に関する発明を出願している(特許文献1及び2)。

産業上の利用分野



本発明は、積層キャパシター及び積層キャパシターの製造方法に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
電極層と誘電体層とが、それぞれ一層積み重ねられた構造を一部に備え、
前記誘電体層は、
ビスマス(Bi)とニオブ(Nb)とからなる酸化物、又はビスマス(Bi)と亜鉛(Zn)とニオブ(Nb)とからなる酸化物(不可避不純物を含み得る)によって構成される、完全に結晶化をさせない第1酸化物層と、ランタン(La)とタンタル(Ta)とからなる酸化物、ランタン(La)とジルコニウム(Zr)とからなる酸化物、及びストロンチウム(Sr)とタンタル(Ta)とからなる酸化物の群から選択される1種の酸化物(不可避不純物を含み得る)によって構成される、完全に結晶化をさせない第2酸化物層との積層酸化物からなる、
積層キャパシター。

【請求項2】
前記電極層が、ランタン(La)とニッケル(Ni)とからなる酸化物、アンチモン(Sb)と錫(Sn)とからなる酸化物、及びインジウム(In)と錫(Sn)とからなる酸化物の群から選択される1種の電極用酸化物(不可避不純物を含み得る)によって構成される、
請求項1に記載の積層キャパシター。

【請求項3】
前記第1酸化物が、ビスマス(Bi)とニオブ(Nb)とからなる酸化物(不可避不純物を含み得る)であり、かつ前記ビスマス(Bi)が1としたときに前記ニオブ(Nb)の原子組成比が、0.33以上3以下であり、
前記第2酸化物層が、ランタン(La)とタンタル(Ta)とからなる酸化物(不可避不純物を含み得る)からなり、かつ前記ランタン(La)を1としたときの前記タンタル(Ta)の原子組成比が、0.11以上9以下である、
請求項1又は請求項2に記載の積層キャパシター。

【請求項4】
前記第1酸化物層が、結晶相及びアモルファス相を含む、
請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載の積層キャパシター。

【請求項5】
ビスマス(Bi)を含む前駆体及びニオブ(Nb)を含む前駆体を溶質とする前駆体溶液、又はビスマス(Bi)を含む前駆体、亜鉛(Zn)を含む前駆体、及びニオブ(Nb)を含む前駆体を溶質とする前駆体溶液である第1前駆体溶液を出発材とする第1前駆体層を、酸素含有雰囲気中において加熱することにより、前記ビスマス(Bi)と前記ニオブ(Nb)、又は前記ビスマス(Bi)と前記亜鉛(Zn)と前記ニオブ(Nb)からなる、完全に結晶化をさせない第1酸化物層(不可避不純物を含み得る)を形成する第1酸化物層形成工程と、
ランタン(La)を含む前駆体及びタンタル(Ta)を含む前駆体を溶質とする前駆体溶液、ランタン(La)を含む前駆体及びジルコニウム(Zr)を含む前駆体を溶質とする前駆体溶液、及びストロンチウム(Sr)を含む前駆体及びタンタル(Ta)を含む前駆体を溶質とする前駆体溶液の群から選択される1種の第2前駆体溶液を出発材とする第2前駆体層を、酸素含有雰囲気中において加熱することにより、前記ランタン(La)と前記タンタル(Ta)、前記ランタン(La)と前記ジルコニウム(Zr)、又は前記ストロンチウム(Sr)と前記タンタル(Ta)とからなる、完全に結晶化をさせない第2酸化物層(不可避不純物を含み得る)を、前記第1酸化物層上又は下に形成する第2酸化物層形成工程とを、
第1電極層を形成する第1電極層形成工程と、前記第1電極層との間に前記第1酸化物層と前記第2酸化物層とを挟むように形成される第2電極層を形成する第2電極層形成工程との間に行い、かつ
前記第1電極層形成工程、前記第1酸化物層形成工程、前記第2酸化物層形成工程、及び前記第2電極層形成工程が、それぞれ1回行われる、
積層キャパシターの製造方法。

【請求項6】
前記第1酸化物層を形成するための加熱温度が、450℃以上700℃以下であり、
前記第2酸化物層を形成するための加熱温度が、250℃以上700℃以下であり、
請求項5に記載の積層キャパシターの製造方法。

【請求項7】
前記第1酸化物層が、結晶相及びアモルファス相を含む、
請求項5又は請求項6に記載の積層キャパシターの製造方法。

【請求項8】
前記第1電極層を形成する工程及び/又は前記第2電極層を形成する工程が、
ランタン(La)を含む前駆体及びニッケル(Ni)を含む前駆体を溶質とする前駆体溶液、アンチモン(Sb)を含む前駆体及び錫(Sn)を含む前駆体を溶質とする前駆体溶液、又はインジウム(In)を含む前駆体と錫(Sn)を含む前駆体を溶質とする前駆体溶液である電極層用前駆体溶液を出発材とする電極層用前駆体層を、酸素含有雰囲気中において加熱することにより、前記ランタン(La)と前記ニッケル(Ni)とからなる酸化物、前記アンチモン(Sb)と前記錫(Sn)とからなる酸化物、又は前記インジウム(In)と前記錫(Sn)とからなる酸化物である電極層用酸化物(不可避不純物を含み得る)を形成する工程である、
請求項5乃至請求項7のいずれか1項に記載の積層キャパシターの製造方法。

【請求項9】
前記電極層用酸化物を形成するための加熱温度が、500℃以上900℃以下である、
請求項8に記載の積層キャパシターの製造方法。

【請求項10】
前記第1酸化物層形成工程及び/又は前記第2酸化物層形成工程において、
前記第1前駆体溶液を出発材とする第1前駆体層又は前記第2前駆体溶液を出発材とする第2前駆体層を、前記第1酸化物層又は前記第2酸化物層を形成する前に、酸素含有雰囲気中において、80℃以上300℃以下で加熱した状態で型押し加工を施すことにより、前記第1前駆体層又は前記第2前駆体層に対して型押し構造を形成する型押し工程をさらに含む、
請求項5乃至請求項9のいずれか1項に記載の積層キャパシターの製造方法。

【請求項11】
前記第1電極層及び/又は前記第2電極層の形成工程において、
前記電極層用前駆体溶液を出発材とする電極層用前駆体層を、前記電極層用酸化物を形成する前に、酸素含有雰囲気中において、80℃以上300℃以下で加熱した状態で型押し加工を施すことにより、前記電極層用前駆体層に対して型押し構造を形成する型押し工程をさらに含む、
請求項8又は請求項9に記載の積層キャパシターの製造方法。

【請求項12】
前記型押し工程において、1MPa以上20MPa以下の範囲内の圧力で前記型押し加工を施す、
請求項10又は請求項11に記載の積層キャパシターの製造方法。

【請求項13】
前記型押し工程において、予め、80℃以上300℃以下の範囲内の温度に加熱した型を用いて前記型押し加工を施す、
請求項10乃至請求項12のいずれか1項に記載の積層キャパシターの製造方法。
産業区分
  • 電子部品
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2013009148thum.jpg
出願権利状態 登録
参考情報 (研究プロジェクト等) ERATO 下田ナノ液体プロセス 領域
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