JPH0115128B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0115128B2 JPH0115128B2 JP57126946A JP12694682A JPH0115128B2 JP H0115128 B2 JPH0115128 B2 JP H0115128B2 JP 57126946 A JP57126946 A JP 57126946A JP 12694682 A JP12694682 A JP 12694682A JP H0115128 B2 JPH0115128 B2 JP H0115128B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- diffusing agent
- semiconductor ceramic
- grain boundary
- diffusion
- layer
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
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- Ceramic Capacitors (AREA)
Description
本発明は半導体磁器の粒界に拡散剤を熱拡散さ
せて、その粒界領域に誘電体層を設けることによ
り得られる粒界層型半導体セラミツクコンデンサ
の拡散剤塗布方法に関する。 コンデンサとしての粒界誘電体層型半導体は、
半導体化結晶間の粒界領域を高抵抗化し、結晶粒
界に誘電体層を設ける必要があるため、粒界拡散
剤の塗布方法によりコンデンサとしての諸特性が
大きく左右される。 従来における粒界層型半導体セラミツクコンデ
ンサの拡散剤塗布方法は拡散剤として酸化物、金
属等の固体粉末を用いるため、粒子状態という性
格上理論拡散量の約100〜10000倍もの拡散剤が必
要であるばかりでなく、半導体セラミツク表面に
拡散剤層を均一成分、均一膜でつけることが非常
に困難であつた。また、蒸着法により上記の欠点
を解決したものもあるが、量産性がなく非常にコ
スト高となる。これらの解決には、拡散剤成分を
均一に安価に半導体セラミツク表面に形成させる
製造方法を開発することである。 すなわち、本発明に係る粒界層型半導体セラミ
ツクコンデンサの拡散剤塗布方法は、半導体セラ
ミツクコンデンサ基板を、拡散剤の金属成分を含
有する有機系金属石ケンまたはその金属石ケンと
有機系バインダーよりなる混合液につけ、その後
に熱処理等の乾燥処理により、セラミツク表面に
金属成分層を形成させ、拡散処理をすることを特
徴とする。 尚、上記有機系金属石ケン液により第１図に示
すように、半導体セラミツク基板１の表面に有機
系金属石ケン層２を形成させ、熱処理の温度、処
理雰囲気、真空度等により、セラミツク基板１の
表面に、金属層、金属酸化物層等を形成させる。
これにより、半導体セラミツク基板１の表面に、
拡散剤成分よりなる金属層、金属酸化物層６を均
一に形成させ、その後拡散処理を施し、第２図
ａ，ｂに示すように、半導体セラミツク基板１の
半導体化結晶３間の結晶粒界４に誘電体層５を形
成させる。また、熱処理等の乾燥処理を行わない
場合、半導体セラミツク基板１表面上の拡散剤層
の皮膜ムラが発生する。 以下、本発明を実施例を挙げ具体的に説明す
る。試料の調整工程としては工業用原料（純度99
％以上）のSrCO3，TiO2，Nb2O5粉末等を用い、
この粉末を、湿式混合、乾燥、1200℃の温度で仮
焼し、SrO―TiO2―Nb2O5系仮焼原料粉末を得
た。ついで、この仮焼原料粉末を、平均2.5μmの
粉末に粉砕した後、ポリビニルアルコール水溶液
をバインダーとして添加混合し、32メツシユパス
に整粒し、その整粒粉を直径15mm、厚さ0.5mmの
円板形に1ton／cm2の加圧力で成形し、これらの成
形体を空気中1000℃で加熱処理した後に、90％
N2―10％H2の混合ガス気流中において1400℃の
温度で３時間焼成して直径約22.5mm、厚さ約0.4
mmの円板形の半導体磁器を得た。 拡散剤としては、組成として公知のBi：65mol
％、Cu：35mol％よりなり、本発明例としてオク
チル酸Bi―Cu（Bi：65mol％、Cu：35mol％）、
ナフテン酸Bi―Cu（Bi：65mol％、Cu：35mol
％）を、従来例としてBi2O：65mol％、Cu2O：
35mol％よりなる酸化物粉末をペースト状にした
ものを準備した。尚、本発明の拡散剤は、下記の
第１表に示す溶液を用いた。
せて、その粒界領域に誘電体層を設けることによ
り得られる粒界層型半導体セラミツクコンデンサ
の拡散剤塗布方法に関する。 コンデンサとしての粒界誘電体層型半導体は、
半導体化結晶間の粒界領域を高抵抗化し、結晶粒
界に誘電体層を設ける必要があるため、粒界拡散
剤の塗布方法によりコンデンサとしての諸特性が
大きく左右される。 従来における粒界層型半導体セラミツクコンデ
ンサの拡散剤塗布方法は拡散剤として酸化物、金
属等の固体粉末を用いるため、粒子状態という性
格上理論拡散量の約100〜10000倍もの拡散剤が必
要であるばかりでなく、半導体セラミツク表面に
拡散剤層を均一成分、均一膜でつけることが非常
に困難であつた。また、蒸着法により上記の欠点
を解決したものもあるが、量産性がなく非常にコ
スト高となる。これらの解決には、拡散剤成分を
均一に安価に半導体セラミツク表面に形成させる
製造方法を開発することである。 すなわち、本発明に係る粒界層型半導体セラミ
ツクコンデンサの拡散剤塗布方法は、半導体セラ
ミツクコンデンサ基板を、拡散剤の金属成分を含
有する有機系金属石ケンまたはその金属石ケンと
有機系バインダーよりなる混合液につけ、その後
に熱処理等の乾燥処理により、セラミツク表面に
金属成分層を形成させ、拡散処理をすることを特
徴とする。 尚、上記有機系金属石ケン液により第１図に示
すように、半導体セラミツク基板１の表面に有機
系金属石ケン層２を形成させ、熱処理の温度、処
理雰囲気、真空度等により、セラミツク基板１の
表面に、金属層、金属酸化物層等を形成させる。
これにより、半導体セラミツク基板１の表面に、
拡散剤成分よりなる金属層、金属酸化物層６を均
一に形成させ、その後拡散処理を施し、第２図
ａ，ｂに示すように、半導体セラミツク基板１の
半導体化結晶３間の結晶粒界４に誘電体層５を形
成させる。また、熱処理等の乾燥処理を行わない
場合、半導体セラミツク基板１表面上の拡散剤層
の皮膜ムラが発生する。 以下、本発明を実施例を挙げ具体的に説明す
る。試料の調整工程としては工業用原料（純度99
％以上）のSrCO3，TiO2，Nb2O5粉末等を用い、
この粉末を、湿式混合、乾燥、1200℃の温度で仮
焼し、SrO―TiO2―Nb2O5系仮焼原料粉末を得
た。ついで、この仮焼原料粉末を、平均2.5μmの
粉末に粉砕した後、ポリビニルアルコール水溶液
をバインダーとして添加混合し、32メツシユパス
に整粒し、その整粒粉を直径15mm、厚さ0.5mmの
円板形に1ton／cm2の加圧力で成形し、これらの成
形体を空気中1000℃で加熱処理した後に、90％
N2―10％H2の混合ガス気流中において1400℃の
温度で３時間焼成して直径約22.5mm、厚さ約0.4
mmの円板形の半導体磁器を得た。 拡散剤としては、組成として公知のBi：65mol
％、Cu：35mol％よりなり、本発明例としてオク
チル酸Bi―Cu（Bi：65mol％、Cu：35mol％）、
ナフテン酸Bi―Cu（Bi：65mol％、Cu：35mol
％）を、従来例としてBi2O：65mol％、Cu2O：
35mol％よりなる酸化物粉末をペースト状にした
ものを準備した。尚、本発明の拡散剤は、下記の
第１表に示す溶液を用いた。
【表】
上記拡散剤を用い、本発明例では半導体磁器素
子を弗素樹脂系ネツトに入れ、金属石ケン液につ
けた後、半導体磁器素子を50〜100℃で大気中に
おいて乾燥させた。ここで真空処理においても同
等の拡散剤皮膜が得られた。また、これら処理を
しないものについては、第３図に示すように半導
体セラミツク基板１に拡散剤層の皮膜ムラ部７が
発生し、衝撃等においてこの皮膜ムラ部７が剥離
しやすい状態となつた。また、従来例としては、
松やに、テレピン油等を適量加えて混合し、ペー
スト状拡散剤とし、半導体磁器素子表面にむらな
く塗布した。 以上のように拡散剤を塗布した半導体磁器素子
を大気下1100〜1200℃の温度にて拡散処理を行つ
た。この熱拡散処理にあたつては塗布した拡散成
分が蒸発、溶融流失、試料外への拡散などにより
試料外に失なわれないように留意した。また、拡
散剤量、拡散温度、拡散時間については下記第２
表に示す。このようにして得られた粒界誘電体層
型半導体磁器の円板形素子の両面にAg電極を焼
付けてコンデンサ素子とし、下記の第３表に示す
各諸特性を調べた。
子を弗素樹脂系ネツトに入れ、金属石ケン液につ
けた後、半導体磁器素子を50〜100℃で大気中に
おいて乾燥させた。ここで真空処理においても同
等の拡散剤皮膜が得られた。また、これら処理を
しないものについては、第３図に示すように半導
体セラミツク基板１に拡散剤層の皮膜ムラ部７が
発生し、衝撃等においてこの皮膜ムラ部７が剥離
しやすい状態となつた。また、従来例としては、
松やに、テレピン油等を適量加えて混合し、ペー
スト状拡散剤とし、半導体磁器素子表面にむらな
く塗布した。 以上のように拡散剤を塗布した半導体磁器素子
を大気下1100〜1200℃の温度にて拡散処理を行つ
た。この熱拡散処理にあたつては塗布した拡散成
分が蒸発、溶融流失、試料外への拡散などにより
試料外に失なわれないように留意した。また、拡
散剤量、拡散温度、拡散時間については下記第２
表に示す。このようにして得られた粒界誘電体層
型半導体磁器の円板形素子の両面にAg電極を焼
付けてコンデンサ素子とし、下記の第３表に示す
各諸特性を調べた。
【表】
(注) 拡散剤量は酸化物粉末に換算して素子１
枚(約250mg)当りの量である。
枚(約250mg)当りの量である。
【表】
第２表、第３表において本発明範囲内の実施例
は試料No.１〜No.７迄であり、他は範囲外の比較で
ある。上記実施例から明らかなように、εa，
tanδ、昇圧破壊電圧、容量温度変化率、拡散剤使
用量ともに優れている。これらの好結果は、半導
体セラミツク基板表面に拡散剤成分が微粒子状に
均一に付着しているため、その成分の粒界拡散時
のセラミツク基板表面における結晶粒界単位面積
当りの拡散剤成分量が従来例にくらべて多いこと
による。従つて、拡散剤量、拡散温度、拡散時間
についての特性変化も従来例にくらべて優れてい
る。 尚、本実施例では有機系金属石ケンとして、オ
クチル酸系、ナフテン酸系を用いたが、他の有機
系でもよく、また拡散剤としてBi―Cu系を用い
たが、他の成分系でもよく、従来工法よりも優れ
た結果が得られる。 以上のように、本発明は拡散剤の塗布方法とし
て非常に優れた製造方法であり、工業的量産化に
おいても著しく安定なものであり、産業的価値の
大なるものである。
は試料No.１〜No.７迄であり、他は範囲外の比較で
ある。上記実施例から明らかなように、εa，
tanδ、昇圧破壊電圧、容量温度変化率、拡散剤使
用量ともに優れている。これらの好結果は、半導
体セラミツク基板表面に拡散剤成分が微粒子状に
均一に付着しているため、その成分の粒界拡散時
のセラミツク基板表面における結晶粒界単位面積
当りの拡散剤成分量が従来例にくらべて多いこと
による。従つて、拡散剤量、拡散温度、拡散時間
についての特性変化も従来例にくらべて優れてい
る。 尚、本実施例では有機系金属石ケンとして、オ
クチル酸系、ナフテン酸系を用いたが、他の有機
系でもよく、また拡散剤としてBi―Cu系を用い
たが、他の成分系でもよく、従来工法よりも優れ
た結果が得られる。 以上のように、本発明は拡散剤の塗布方法とし
て非常に優れた製造方法であり、工業的量産化に
おいても著しく安定なものであり、産業的価値の
大なるものである。
第１図は本発明方法を説明するための半導体セ
ラミツク基板への有機系金属石ケンの付着状態を
示す図、第２図ａ，ｂは同じく粒界誘電体層の形
成過程（拡散処理前、拡散処理後）を示す図、第
３図は本発明方法において、熱処理、真空処理等
をしない場合の拡散剤皮膜ムラを示す図である。 １……半導体セラミツク基板、２……有機系金
属石ケン層、３……半導体化結晶、４……結晶粒
界、５……粒界誘電体層、６……熱真空処理後の
拡散成分層、７……皮膜ムラ部。
ラミツク基板への有機系金属石ケンの付着状態を
示す図、第２図ａ，ｂは同じく粒界誘電体層の形
成過程（拡散処理前、拡散処理後）を示す図、第
３図は本発明方法において、熱処理、真空処理等
をしない場合の拡散剤皮膜ムラを示す図である。 １……半導体セラミツク基板、２……有機系金
属石ケン層、３……半導体化結晶、４……結晶粒
界、５……粒界誘電体層、６……熱真空処理後の
拡散成分層、７……皮膜ムラ部。
Claims (1)
- １ 粒界層型半導体セラミツクコンデンサ基板
を、拡散剤の金属成分を含有する有機系金属石ケ
ン液またはその有機系金属石ケンと有機バインダ
ーよりなる混合溶液につけ、その後に乾燥処理
し、セラミツク表面に金属成分層を形成させ、拡
散処理をすることを特徴とする粒界層型半導体セ
ラミツクコンデンサの拡散剤塗布方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57126946A JPS5917228A (ja) | 1982-07-20 | 1982-07-20 | 粒界層型半導体セラミツクコンデンサの拡散剤塗布方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57126946A JPS5917228A (ja) | 1982-07-20 | 1982-07-20 | 粒界層型半導体セラミツクコンデンサの拡散剤塗布方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5917228A JPS5917228A (ja) | 1984-01-28 |
| JPH0115128B2 true JPH0115128B2 (ja) | 1989-03-15 |
Family
ID=14947802
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57126946A Granted JPS5917228A (ja) | 1982-07-20 | 1982-07-20 | 粒界層型半導体セラミツクコンデンサの拡散剤塗布方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5917228A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6049619A (ja) * | 1983-08-27 | 1985-03-18 | 松下電器産業株式会社 | 粒界層型半導体セラミツクコンデンサの製造方法 |
-
1982
- 1982-07-20 JP JP57126946A patent/JPS5917228A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5917228A (ja) | 1984-01-28 |
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