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(In Japanese)積層キャパシター及び積層キャパシターの製造方法 meetings

Patent code P130009759
File No. E086P45WO
Posted date Aug 8, 2013
Application number P2012-551405
Patent number P5232963
Date of filing Oct 25, 2012
Date of registration Apr 5, 2013
International application number JP2012077630
Date of international filing Oct 25, 2012
Priority data
  • P2011-252235 (Nov 18, 2011) JP
Inventor
  • (In Japanese)下田 達也
  • (In Japanese)▲徳▼光 永輔
  • (In Japanese)尾上 允敏
  • (In Japanese)宮迫 毅明
Applicant
  • (In Japanese)国立研究開発法人科学技術振興機構
Title (In Japanese)積層キャパシター及び積層キャパシターの製造方法 meetings
Abstract (In Japanese)本発明の1つの積層キャパシター100は、電極層20a,・・・,20eと誘電体層30a,・・・,30dとが交互に少なくとも2回積み重ねられた構造を一部に備えている。さらに積層キャパシター100は、誘電体層30a,・・・,30dが、ビスマスとニオブとからなる酸化物、又はビスマスと亜鉛とニオブとからなる酸化物(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、ランタンとタンタルとからなる酸化物、ランタンとジルコニウムとからなる酸化物、及びストロンチウムとタンタル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。
Outline of related art and contending technology (In Japanese)

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、BiNbO4が挙げられる。このBiNbO4については、固相成長法によって形成されたBiNbO4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)。

Field of industrial application (In Japanese)

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。

Scope of claims (In Japanese)
【請求項1】
 
電極層と誘電体層とが交互に少なくとも2回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、
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、少なくとも2回繰り返される、
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。
IPC(International Patent Classification)
F-term
State of application right Registered
Reference ( R and D project ) ERATO SHIMODA Nano-Liquid Process AREA
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