JPH05326320A - 薄膜チップコンデンサ - Google Patents
薄膜チップコンデンサInfo
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- JPH05326320A JPH05326320A JP4158666A JP15866692A JPH05326320A JP H05326320 A JPH05326320 A JP H05326320A JP 4158666 A JP4158666 A JP 4158666A JP 15866692 A JP15866692 A JP 15866692A JP H05326320 A JPH05326320 A JP H05326320A
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Landscapes
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
- Ceramic Capacitors (AREA)
- Fixed Capacitors And Capacitor Manufacturing Machines (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 酸化チタン又は酸化アルミニウム焼結体で形
成したセラミックス基材を使用する薄膜チップコンデン
サを提供すること。 【構成】 高純度酸化チタン微粉末を1100〜1300℃で焼
成して得られた、又は、高純度酸化アルミニウム微粉末
を1200〜1400℃で焼成して得られた「表面に存在する3
μm径以上のポア−が100個/mm2以下」の酸化チタン
基材又は酸化アルミニウム基材を用いた薄膜チップコン
デンサ。酸化チタン基材にあっては、基材兼下部薄膜電
極として、又は、誘電体薄膜としても兼用する薄膜チッ
プコンデンサ。 【効果】 基材表面に存在する3μm径以上のポア−が
極めて少ない酸化チタン基材又は酸化アルミニウム基材
を用いることにより、高容量化を可能とする薄膜チップ
コンデンサを提供することができる。
成したセラミックス基材を使用する薄膜チップコンデン
サを提供すること。 【構成】 高純度酸化チタン微粉末を1100〜1300℃で焼
成して得られた、又は、高純度酸化アルミニウム微粉末
を1200〜1400℃で焼成して得られた「表面に存在する3
μm径以上のポア−が100個/mm2以下」の酸化チタン
基材又は酸化アルミニウム基材を用いた薄膜チップコン
デンサ。酸化チタン基材にあっては、基材兼下部薄膜電
極として、又は、誘電体薄膜としても兼用する薄膜チッ
プコンデンサ。 【効果】 基材表面に存在する3μm径以上のポア−が
極めて少ない酸化チタン基材又は酸化アルミニウム基材
を用いることにより、高容量化を可能とする薄膜チップ
コンデンサを提供することができる。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、基材上に下部薄膜電
極、誘電体薄膜、上部薄膜電極を形成した構造を有する
薄膜チップコンデンサに関し、特に該基材として酸化チ
タン又は酸化アルミニウム焼結体で形成したセラミック
基材を使用する薄膜チップコンデンサに関する。また、
本発明は、基材上に下部薄膜電極、誘電体薄膜、上部薄
膜電極を形成した構造を有する薄膜チップコンデンサに
おいて、基材兼下部薄膜電極として、或いは、さらに誘
電体薄膜としても兼用する酸化チタン基材からなる薄膜
チップコンデンサに関する。
極、誘電体薄膜、上部薄膜電極を形成した構造を有する
薄膜チップコンデンサに関し、特に該基材として酸化チ
タン又は酸化アルミニウム焼結体で形成したセラミック
基材を使用する薄膜チップコンデンサに関する。また、
本発明は、基材上に下部薄膜電極、誘電体薄膜、上部薄
膜電極を形成した構造を有する薄膜チップコンデンサに
おいて、基材兼下部薄膜電極として、或いは、さらに誘
電体薄膜としても兼用する酸化チタン基材からなる薄膜
チップコンデンサに関する。
【0002】
【従来の技術】現在、チップコンデンサは、積層チップ
コンデンサが主流であるが、これは工程が複雑であるこ
と、並びに、高容量化していくためには積層数を増加し
なくてはならず、そのための工程が煩雑であること等の
ために近年薄膜でチップコンデンサを形成する研究が盛
んに行なわれている。しかしながら、薄膜チップコンデ
ンサは、電極及び誘電体層の厚さが数μm以下で形成さ
れるので、この薄膜電極及び薄膜誘電体を形成する基材
の表面に大きなポア−が存在すると、耐圧不良を起こし
たり、極端な場合にはコンデンサを形成しなくなる等の
問題が生ずる。このため該基材の表面にポア−の少ない
セラミック基材が今日強く要望されている。
コンデンサが主流であるが、これは工程が複雑であるこ
と、並びに、高容量化していくためには積層数を増加し
なくてはならず、そのための工程が煩雑であること等の
ために近年薄膜でチップコンデンサを形成する研究が盛
んに行なわれている。しかしながら、薄膜チップコンデ
ンサは、電極及び誘電体層の厚さが数μm以下で形成さ
れるので、この薄膜電極及び薄膜誘電体を形成する基材
の表面に大きなポア−が存在すると、耐圧不良を起こし
たり、極端な場合にはコンデンサを形成しなくなる等の
問題が生ずる。このため該基材の表面にポア−の少ない
セラミック基材が今日強く要望されている。
【0003】そこで、本発明は、上記要望に沿うセラミ
ック基材を使用する薄膜チップコンデンサを提供するこ
とを目的とし、詳細には、基材表面に3μm径以上の大
きな径のポア−が極めて少ない酸化チタン又は酸化アル
ミニウムからなるセラミック基材を用いた薄膜チップコ
ンデンサを提供するにあり、高容量化を可能とする薄膜
チップコンデンサを提供することを目的とする。また、
本発明は、表面に3μm径以上の大きな径のポア−が極
めて少ない酸化チタン基材を用い、基材兼下部薄膜電極
として、或いは、さらに誘電体薄膜としても兼用する酸
化チタン基材からなる薄膜チップコンデンサを提供する
ことを目的とする。
ック基材を使用する薄膜チップコンデンサを提供するこ
とを目的とし、詳細には、基材表面に3μm径以上の大
きな径のポア−が極めて少ない酸化チタン又は酸化アル
ミニウムからなるセラミック基材を用いた薄膜チップコ
ンデンサを提供するにあり、高容量化を可能とする薄膜
チップコンデンサを提供することを目的とする。また、
本発明は、表面に3μm径以上の大きな径のポア−が極
めて少ない酸化チタン基材を用い、基材兼下部薄膜電極
として、或いは、さらに誘電体薄膜としても兼用する酸
化チタン基材からなる薄膜チップコンデンサを提供する
ことを目的とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】そして、本発明は、薄膜
チップコンデンサの基材として、酸化チタン又は酸化ア
ルミニウム基材からなり、その表面に存在する3μm径
以上のポア−数が100個/mm2以下の基材を用いること
を特徴とし、また、酸化チタン基材にあっては、基材用
以外に下部薄膜電極又はさらに誘電体薄膜としても兼用
する基材を用いることを特徴とし、これによって上記目
的とする薄膜チップコンデンサを提供するものである。
チップコンデンサの基材として、酸化チタン又は酸化ア
ルミニウム基材からなり、その表面に存在する3μm径
以上のポア−数が100個/mm2以下の基材を用いること
を特徴とし、また、酸化チタン基材にあっては、基材用
以外に下部薄膜電極又はさらに誘電体薄膜としても兼用
する基材を用いることを特徴とし、これによって上記目
的とする薄膜チップコンデンサを提供するものである。
【0005】即ち、本発明は、 「(1) 基材上に下部薄膜電極、誘電体薄膜、上部薄膜電
極を形成してなる薄膜チップコンデンサにおいて、上記
基材として、表面に存在する3μm径以上のポア−数が
1mm2当り100個以下である酸化チタン基材又は酸化ア
ルミニウム基材からなることを特徴とする薄膜チップコ
ンデンサ(以下、第1発明という)。 (2) 基材上に下部薄膜電極、誘電体薄膜、上部薄膜電極
を形成してなる薄膜チップコンデンサにおいて、表面に
存在する3μm径以上のポア−数が1mm2当り100個以
下であり、かつ、半導体化した酸化チタン基材からな
り、該基材を前記基材兼下部薄膜電極として用いること
を特徴とする薄膜チップコンデンサ(以下、第2発明と
いう)。 (3) 基材上に下部薄膜電極、誘電体薄膜、上部薄膜電極
を形成してなる薄膜チップコンデンサにおいて、表面に
存在する3μm径以上のポア−数が1mm2当り100個以
下であり、かつ、表面を絶縁体化した半導体化酸化チタ
ン基材からなり、該基材を前記基材兼下部薄膜電極とし
て、上記絶縁体化した表面を前記誘電体薄膜として用い
ることを特徴とする薄膜チップコンデンサ(以下、第3
発明という)。」 を要旨とするものである。
極を形成してなる薄膜チップコンデンサにおいて、上記
基材として、表面に存在する3μm径以上のポア−数が
1mm2当り100個以下である酸化チタン基材又は酸化ア
ルミニウム基材からなることを特徴とする薄膜チップコ
ンデンサ(以下、第1発明という)。 (2) 基材上に下部薄膜電極、誘電体薄膜、上部薄膜電極
を形成してなる薄膜チップコンデンサにおいて、表面に
存在する3μm径以上のポア−数が1mm2当り100個以
下であり、かつ、半導体化した酸化チタン基材からな
り、該基材を前記基材兼下部薄膜電極として用いること
を特徴とする薄膜チップコンデンサ(以下、第2発明と
いう)。 (3) 基材上に下部薄膜電極、誘電体薄膜、上部薄膜電極
を形成してなる薄膜チップコンデンサにおいて、表面に
存在する3μm径以上のポア−数が1mm2当り100個以
下であり、かつ、表面を絶縁体化した半導体化酸化チタ
ン基材からなり、該基材を前記基材兼下部薄膜電極とし
て、上記絶縁体化した表面を前記誘電体薄膜として用い
ることを特徴とする薄膜チップコンデンサ(以下、第3
発明という)。」 を要旨とするものである。
【0006】以下、本発明を詳細に説明すると、本発明
者等は、表面にポア−が極めて少ないセラミックの製造
法について、鋭意研究した結果、次の(A)〜(E)の製造法
によれば本発明で目的とするセラミック基材(酸化チタ
ン基材又は酸化アルミニウムム基材)が得られることを
見出し、本発明(第1発明)を完成した。 (酸化チタン基材について) (A) 高純度酸化チタン粉末を成形した後1100〜1300℃で
大気、不活性雰囲気又は還元雰囲気中で焼成する方法。 (B) 上記(A)で得られた焼結体をさらにHIP処理する
方法。 (C) 上記(A)の方法のうち「還元雰囲気中での焼成法」
により得られた酸化チタン又は上記(B)で得られた焼結
体をさらに700〜900℃で加熱処理する方法。 (酸化アルミニウム基材について) (D) 高純度酸化アルミニウム粉末を成形した後1200〜14
00℃で大気、不活性雰囲気又は還元雰囲気中で焼成する
方法。 (E) 上記(D)で得られた焼結体をさらにHIP処理する
方法。
者等は、表面にポア−が極めて少ないセラミックの製造
法について、鋭意研究した結果、次の(A)〜(E)の製造法
によれば本発明で目的とするセラミック基材(酸化チタ
ン基材又は酸化アルミニウムム基材)が得られることを
見出し、本発明(第1発明)を完成した。 (酸化チタン基材について) (A) 高純度酸化チタン粉末を成形した後1100〜1300℃で
大気、不活性雰囲気又は還元雰囲気中で焼成する方法。 (B) 上記(A)で得られた焼結体をさらにHIP処理する
方法。 (C) 上記(A)の方法のうち「還元雰囲気中での焼成法」
により得られた酸化チタン又は上記(B)で得られた焼結
体をさらに700〜900℃で加熱処理する方法。 (酸化アルミニウム基材について) (D) 高純度酸化アルミニウム粉末を成形した後1200〜14
00℃で大気、不活性雰囲気又は還元雰囲気中で焼成する
方法。 (E) 上記(D)で得られた焼結体をさらにHIP処理する
方法。
【0007】即ち、本発明者等は、上記(A)〜(E)の製造
法によれば、粒界にポア−が集積して顕在化することな
く極めて微細なポア−として結晶粒内に留めることがで
き、本発明で目的とする「表面に3μm径以上の大きな
径のポア−が極めて少ない酸化チタン及び酸化アルミニ
ウム焼結体」が得られることを見出し、この焼結体を薄
膜チップコンデンサ用の基材として使用する本発明(第
1発明)を完成したものである。
法によれば、粒界にポア−が集積して顕在化することな
く極めて微細なポア−として結晶粒内に留めることがで
き、本発明で目的とする「表面に3μm径以上の大きな
径のポア−が極めて少ない酸化チタン及び酸化アルミニ
ウム焼結体」が得られることを見出し、この焼結体を薄
膜チップコンデンサ用の基材として使用する本発明(第
1発明)を完成したものである。
【0008】また、本発明者等は、上記酸化チタン基材
について前記(A)の製造法のうち「還元雰囲気中での焼
成法」によれば、後に詳記するが、表面にポア−が極め
て少ない酸化チタン基材が得られるのみならず半導体化
した酸化チタンが得られことを見出し、この半導体化酸
化チタン基材を基材兼下部薄膜電極として用いる第2発
明を完成した。前記(B)の「HIP処理」によっても半
導体化した酸化チタンが得られ、これも基材兼下部薄膜
電極として用いることができる。なお、これらによって
得られた半導体化酸化チタン基材上に下部薄膜電極を形
成し、基材としてのみ使用することもできる。
について前記(A)の製造法のうち「還元雰囲気中での焼
成法」によれば、後に詳記するが、表面にポア−が極め
て少ない酸化チタン基材が得られるのみならず半導体化
した酸化チタンが得られことを見出し、この半導体化酸
化チタン基材を基材兼下部薄膜電極として用いる第2発
明を完成した。前記(B)の「HIP処理」によっても半
導体化した酸化チタンが得られ、これも基材兼下部薄膜
電極として用いることができる。なお、これらによって
得られた半導体化酸化チタン基材上に下部薄膜電極を形
成し、基材としてのみ使用することもできる。
【0009】更に、本発明者等は、上記酸化チタン基材
について前記(C)の「さらに700〜900℃で加熱処理する
方法」によれば、これも後に詳記するが、半導体化した
酸化チタンの表面にさらに絶縁体薄膜が形成し、この基
材を基材兼下部薄膜電極として用い、上記絶縁体化した
表面を誘電体薄膜として使用する第3発明を完成したも
のである。
について前記(C)の「さらに700〜900℃で加熱処理する
方法」によれば、これも後に詳記するが、半導体化した
酸化チタンの表面にさらに絶縁体薄膜が形成し、この基
材を基材兼下部薄膜電極として用い、上記絶縁体化した
表面を誘電体薄膜として使用する第3発明を完成したも
のである。
【0010】前記(A)〜(E)の製造法において、原料とし
て使用する酸化チタン粉末又は酸化アルミニウム粉末と
しては、99%以上の高純度のものを用いるのが好まし
い。99%未満では、本発明で目的とする“表面にポアー
が極めて少ない基材(3μm径以上のポアー数が100個
/mm2以下の基材)”が得られ難いので、好ましくな
い(後記比較例5、6、13、14参照)。上記原料粉末の平
均粒子径としては、1μm以下のものを用いるのが好ま
しい。1μmをこえると、同じく本発明で目的とする
“表面にポアーが極めて少ない基材”が得られ難いの
で、好ましくない(後記比較例7、8、15、16参照)。
て使用する酸化チタン粉末又は酸化アルミニウム粉末と
しては、99%以上の高純度のものを用いるのが好まし
い。99%未満では、本発明で目的とする“表面にポアー
が極めて少ない基材(3μm径以上のポアー数が100個
/mm2以下の基材)”が得られ難いので、好ましくな
い(後記比較例5、6、13、14参照)。上記原料粉末の平
均粒子径としては、1μm以下のものを用いるのが好ま
しい。1μmをこえると、同じく本発明で目的とする
“表面にポアーが極めて少ない基材”が得られ難いの
で、好ましくない(後記比較例7、8、15、16参照)。
【0011】上記原料粉末について更に詳記すると、純
度が99%未満の場合、また、平均粒子径が1μmより粗
い場合、後記するように、低温易焼結の性質が失われて
しまい、充分に焼結密度が上がらない。一方、焼結密度
を上げるために高温で焼結すると、粒成長が生じ、ポア
ーが粗大化してしまう(後記比較例1〜16参照)。
度が99%未満の場合、また、平均粒子径が1μmより粗
い場合、後記するように、低温易焼結の性質が失われて
しまい、充分に焼結密度が上がらない。一方、焼結密度
を上げるために高温で焼結すると、粒成長が生じ、ポア
ーが粗大化してしまう(後記比較例1〜16参照)。
【0012】従って、本発明において、原料として使用
する酸化チタン粉末又は酸化アルミニウム粉末として
は、99%以上の高純度で1μm以下の平均粒子径のもの
を用いるのが好ましく、99.8%以上の高純度で0.5μm
以下の平均粒子径の酸化チタン粉末又は酸化アルミニウ
ム粉末を用いるのがより好ましい。
する酸化チタン粉末又は酸化アルミニウム粉末として
は、99%以上の高純度で1μm以下の平均粒子径のもの
を用いるのが好ましく、99.8%以上の高純度で0.5μm
以下の平均粒子径の酸化チタン粉末又は酸化アルミニウ
ム粉末を用いるのがより好ましい。
【0013】本発明において、上記原料粉末をドクター
ブレイド法又は押出法等により成形し、セラミックグリ
ーンシート化する。得られたグリーンシートを必要に応
じ脱バインダー処理した後、焼成条件を制御しながら焼
成する。この焼成温度条件は、酸化チタン基材と酸化ア
ルミニウム基材では異なり、酸化チタン基材では、1100
〜1300℃で焼成し、一方、酸化アルミニウム基材では、
1200〜1400℃で焼成する。
ブレイド法又は押出法等により成形し、セラミックグリ
ーンシート化する。得られたグリーンシートを必要に応
じ脱バインダー処理した後、焼成条件を制御しながら焼
成する。この焼成温度条件は、酸化チタン基材と酸化ア
ルミニウム基材では異なり、酸化チタン基材では、1100
〜1300℃で焼成し、一方、酸化アルミニウム基材では、
1200〜1400℃で焼成する。
【0014】上記焼成温度として、1100℃未満(酸化チ
タン基材の場合)又は1200℃未満(酸化アルミニウム基
材の場合)の焼成では、焼結自体進行しにくくそれぞれ
の焼結体が得られ難く、一方、1300℃(酸化チタン基材
の場合)又は1400℃(酸化アルミニウム基材の場合)を
こえる焼成温度では、本発明で目的とする“表面にポア
ーが極めて少ない基材”が得られ難いので、好ましくな
い。
タン基材の場合)又は1200℃未満(酸化アルミニウム基
材の場合)の焼成では、焼結自体進行しにくくそれぞれ
の焼結体が得られ難く、一方、1300℃(酸化チタン基材
の場合)又は1400℃(酸化アルミニウム基材の場合)を
こえる焼成温度では、本発明で目的とする“表面にポア
ーが極めて少ない基材”が得られ難いので、好ましくな
い。
【0015】上記焼成温度について更に説明すると、本
発明では、チタニアセラミック及びアルミナセラミック
で通常採用されている焼成温度(前者では1350℃前後、
後者では1500〜1600℃)よりも低温である「1100〜1300
℃」及び「1200〜1400℃」で焼成するものであり、1300
℃(酸化チタン基材の場合)及び1400℃(酸化アルミニ
ウム基材の場合)を越える温度では、粒成長(結晶成
長)が著しく、ポアーの粒界相への移動と粒成長に伴う
ポアーの粗大化が生じるので、好ましくない。本発明で
は、このような低温での焼結を容易に行わせるため(低
温易焼結性を発揮させるため)、前記した99%以上の高
純度で1μm以下の平均粒子径の酸化チタン粉末又は酸
化アルミニウム粉末を原料として使用するものである。
発明では、チタニアセラミック及びアルミナセラミック
で通常採用されている焼成温度(前者では1350℃前後、
後者では1500〜1600℃)よりも低温である「1100〜1300
℃」及び「1200〜1400℃」で焼成するものであり、1300
℃(酸化チタン基材の場合)及び1400℃(酸化アルミニ
ウム基材の場合)を越える温度では、粒成長(結晶成
長)が著しく、ポアーの粒界相への移動と粒成長に伴う
ポアーの粗大化が生じるので、好ましくない。本発明で
は、このような低温での焼結を容易に行わせるため(低
温易焼結性を発揮させるため)、前記した99%以上の高
純度で1μm以下の平均粒子径の酸化チタン粉末又は酸
化アルミニウム粉末を原料として使用するものである。
【0016】本発明において、表面のポアーをより少な
くするため、上記焼成条件で得られた酸化チタン又は酸
化アルミニウム焼結体に対しさらにHIP処理(例えば
カ−ボンヒ−タを有するHIP炉での処理)を施すこと
ができる。このHIP処理としては、粒成長によるポア
ーの粗大化を生じさせないという点から、焼成温度より
もいくぶん低温で行うのが好ましく、また、圧力として
は、500kg/cm2以上が好ましく、より好ましくは15
00kg/cm2以上である。なお、HIP処理条件は、
酸化チタンの場合と酸化アルミニウムの場合では異な
り、前者では、具体的には800〜1100℃の温度で1500k
g/cm2の圧力で行うのが好ましく、後者では、1000
〜1400℃未満で1800kg/cm2の圧力で行うのが好ま
しい。
くするため、上記焼成条件で得られた酸化チタン又は酸
化アルミニウム焼結体に対しさらにHIP処理(例えば
カ−ボンヒ−タを有するHIP炉での処理)を施すこと
ができる。このHIP処理としては、粒成長によるポア
ーの粗大化を生じさせないという点から、焼成温度より
もいくぶん低温で行うのが好ましく、また、圧力として
は、500kg/cm2以上が好ましく、より好ましくは15
00kg/cm2以上である。なお、HIP処理条件は、
酸化チタンの場合と酸化アルミニウムの場合では異な
り、前者では、具体的には800〜1100℃の温度で1500k
g/cm2の圧力で行うのが好ましく、後者では、1000
〜1400℃未満で1800kg/cm2の圧力で行うのが好ま
しい。
【0017】前記焼成時における雰囲気としては、酸化
チタン、酸化アルミニウムのいずれの場合も大気、不活
性雰囲気(例えばアルゴン雰囲気)又は還元雰囲気(例
えばカ−ボンヒ−タ等の使用による窒素雰囲気)中で焼
成することができる。上記雰囲気のうち還元雰囲気中で
焼成する場合、酸化チタン基材では、酸化アルミニウム
基材と異なり、焼成時に酸化チタンが半導体化する。ま
た、酸化チタン基材の場合、前記したHIP処理(例え
ばカ−ボンヒ−タを使用したHIP処理)を施した場合
でも酸化アルミニウム基材の場合と異なり、半導体化し
た基材が得られる。
チタン、酸化アルミニウムのいずれの場合も大気、不活
性雰囲気(例えばアルゴン雰囲気)又は還元雰囲気(例
えばカ−ボンヒ−タ等の使用による窒素雰囲気)中で焼
成することができる。上記雰囲気のうち還元雰囲気中で
焼成する場合、酸化チタン基材では、酸化アルミニウム
基材と異なり、焼成時に酸化チタンが半導体化する。ま
た、酸化チタン基材の場合、前記したHIP処理(例え
ばカ−ボンヒ−タを使用したHIP処理)を施した場合
でも酸化アルミニウム基材の場合と異なり、半導体化し
た基材が得られる。
【0018】この半導体化した酸化チタン基材を薄膜コ
ンデンサの下部電極として兼用することが可能であるが
(第2発明)、この基材表面に下部薄膜電極を形成し、
その上に誘電体薄膜並びに上部薄膜電極を形成して薄膜
チップコンデンサとすることもできる(第1発明)。こ
の半導体化した表面をさらに絶縁体化するため、700〜9
00℃で大気雰囲気中で加熱処理を行うこともできる。
ンデンサの下部電極として兼用することが可能であるが
(第2発明)、この基材表面に下部薄膜電極を形成し、
その上に誘電体薄膜並びに上部薄膜電極を形成して薄膜
チップコンデンサとすることもできる(第1発明)。こ
の半導体化した表面をさらに絶縁体化するため、700〜9
00℃で大気雰囲気中で加熱処理を行うこともできる。
【0019】この加熱処理を施した酸化チタン基材を用
いる場合、その表面に上部薄膜電極を形成するだけで薄
膜チップコンデンサを構成することができる(第3発
明)。即ち、この半導体化した基材それ自体を下部薄膜
電極として、また、この表面の絶縁体層を誘電体薄膜と
して利用でき、表面に上部薄膜電極を設けるだけで薄膜
チップコンデンサを形成することができる。このように
形成された薄膜チップコンデンサの容量は、基材表面の
絶縁体層厚さに関係するため、700〜900℃で大気雰囲気
中で加熱処理するその温度及び時間により適宜調整し、
制御することができる。
いる場合、その表面に上部薄膜電極を形成するだけで薄
膜チップコンデンサを構成することができる(第3発
明)。即ち、この半導体化した基材それ自体を下部薄膜
電極として、また、この表面の絶縁体層を誘電体薄膜と
して利用でき、表面に上部薄膜電極を設けるだけで薄膜
チップコンデンサを形成することができる。このように
形成された薄膜チップコンデンサの容量は、基材表面の
絶縁体層厚さに関係するため、700〜900℃で大気雰囲気
中で加熱処理するその温度及び時間により適宜調整し、
制御することができる。
【0020】例えば700〜900℃で大気雰囲気中で1時間
加熱処理した酸化チタン基材を2mm角に切断し、片面
(A面)の絶縁体層を研磨除去し、別の表面(B面)に
Auを蒸着し、A−B間の容量を測定したところ、 ・前記(A)の方法のうち「大気又は不活性雰囲気中での
焼成」のとき、容量は320PFであり、 ・前記(A)の方法のうち「還元雰囲気中での焼成」のと
き、容量は250PF、 ・前記(B)の方法「さらにHIP処理を施した」とき、
容量は300PF、であった。
加熱処理した酸化チタン基材を2mm角に切断し、片面
(A面)の絶縁体層を研磨除去し、別の表面(B面)に
Auを蒸着し、A−B間の容量を測定したところ、 ・前記(A)の方法のうち「大気又は不活性雰囲気中での
焼成」のとき、容量は320PFであり、 ・前記(A)の方法のうち「還元雰囲気中での焼成」のと
き、容量は250PF、 ・前記(B)の方法「さらにHIP処理を施した」とき、
容量は300PF、であった。
【0021】本発明の第1〜3発明において、前記(A)
〜(E)の製造法によって得られた酸化チタン基材又は酸
化アルミニウム基材に、必要に応じてその表面を平面研
削及びラップ処理を施すことができる。
〜(E)の製造法によって得られた酸化チタン基材又は酸
化アルミニウム基材に、必要に応じてその表面を平面研
削及びラップ処理を施すことができる。
【0022】
【実施例】以下、本発明の実施例を比較例と共に挙げ、
本発明をより詳細に説明する。 (実施例1〜4)平均粒径0.25μm、純度99.8%の酸化
チタン粉末にポリビニルブチラールとエチルアルコール
を加えて混合し、スラリー化した後、ドクターブレイド
法によりグリーンシートを作製した。
本発明をより詳細に説明する。 (実施例1〜4)平均粒径0.25μm、純度99.8%の酸化
チタン粉末にポリビニルブチラールとエチルアルコール
を加えて混合し、スラリー化した後、ドクターブレイド
法によりグリーンシートを作製した。
【0023】このグリーンシートを脱バインダー処理し
た後、表1に示す常圧焼結条件(温度1200℃、大気又は
窒素雰囲気)で焼成し、さらに実施例2、4では、表1
に示すHIP処理条件(1000℃、1500kg/cm2の圧
力)でアルゴン雰囲気中でカ−ボンヒ−タを有するHI
P炉でHIP処理した。次に、実施例1を除いて実施例
2〜4では、700〜900℃で大気雰囲気中で加熱処理を行
った。
た後、表1に示す常圧焼結条件(温度1200℃、大気又は
窒素雰囲気)で焼成し、さらに実施例2、4では、表1
に示すHIP処理条件(1000℃、1500kg/cm2の圧
力)でアルゴン雰囲気中でカ−ボンヒ−タを有するHI
P炉でHIP処理した。次に、実施例1を除いて実施例
2〜4では、700〜900℃で大気雰囲気中で加熱処理を行
った。
【0024】得られた各酸化チタン基材について、3μ
m径以上のポアー数を測定し、その結果を表1に示し
た。各基材表面には30μm径以上のポアーが認められな
かった。なお、基材表面のポアーの径及び個数は、走査
型電子顕微鏡で観察し、得られた像の写真を使用して測
定した。
m径以上のポアー数を測定し、その結果を表1に示し
た。各基材表面には30μm径以上のポアーが認められな
かった。なお、基材表面のポアーの径及び個数は、走査
型電子顕微鏡で観察し、得られた像の写真を使用して測
定した。
【0025】(実施例5)平均粒径0.7μm、純度99.2
%の酸化チタン粉末にポリビニルブチラールとエチルア
ルコールを加えて混合し、スラリー化した後、ドクター
ブレイド法によりグリーンシートを作製した。
%の酸化チタン粉末にポリビニルブチラールとエチルア
ルコールを加えて混合し、スラリー化した後、ドクター
ブレイド法によりグリーンシートを作製した。
【0026】このグリーンシートを脱バインダー処理し
た後、表1に示す常圧焼結条件(温度1200℃、大気雰囲
気)で焼成し、さらに表1に示すHIP処理条件でアル
ゴン雰囲気中でHIP処理(前記実施例2、4と同様の
HIP処理)を行い、その後700〜900℃で大気雰囲気中
で加熱処理した。得られた酸化チタン基材について、実
施例1〜4と同様ポアー数を測定し、その結果を表1に
示した。なお、この基材表面には30μm径以上のポアー
が皆無であった。
た後、表1に示す常圧焼結条件(温度1200℃、大気雰囲
気)で焼成し、さらに表1に示すHIP処理条件でアル
ゴン雰囲気中でHIP処理(前記実施例2、4と同様の
HIP処理)を行い、その後700〜900℃で大気雰囲気中
で加熱処理した。得られた酸化チタン基材について、実
施例1〜4と同様ポアー数を測定し、その結果を表1に
示した。なお、この基材表面には30μm径以上のポアー
が皆無であった。
【0027】(実施例6〜9)平均粒径0.25μm、純度
99.9%の酸化アルミニウム粉末にポリビニルブチラール
とエチルアルコールを加えて混合し、スラリー化した
後、ドクターブレイド法によりグリーンシートを作製し
た。
99.9%の酸化アルミニウム粉末にポリビニルブチラール
とエチルアルコールを加えて混合し、スラリー化した
後、ドクターブレイド法によりグリーンシートを作製し
た。
【0028】このグリーンシートを脱バインダー処理し
た後、表1に示す常圧焼結条件(温度1400℃、大気又は
窒素雰囲気)で焼成し、さらに実施例7、9では、表1
に示すHIP処理条件(1350℃、1800kg/cm2の圧
力)でアルゴン雰囲気中でHIP処理を行った。得られ
た酸化アルミニウム基材について、実施例1〜4と同様
ポアー数を測定し、その結果を表1に示した。なお、該
基材表面には30μm径以上のポアーが皆無であった。
た後、表1に示す常圧焼結条件(温度1400℃、大気又は
窒素雰囲気)で焼成し、さらに実施例7、9では、表1
に示すHIP処理条件(1350℃、1800kg/cm2の圧
力)でアルゴン雰囲気中でHIP処理を行った。得られ
た酸化アルミニウム基材について、実施例1〜4と同様
ポアー数を測定し、その結果を表1に示した。なお、該
基材表面には30μm径以上のポアーが皆無であった。
【0029】(実施例10)平均粒径0.6μm、純度99.
2%の酸化アルミニウム粉末にポリビニルブチラールと
エチルアルコールを加えて混合し、スラリー化した後、
ドクターブレイド法によりグリーンシートを作製した。
このグリーンシートを脱バインダー処理した後、表1に
示す常圧焼結条件(温度1400℃、大気雰囲気)で焼成
し、さらに表1に示すHIP処理条件(1350℃、1800k
g/cm2の圧力)でアルゴン雰囲気中でHIP処理を
行った。得られた酸化アルミニウム基材について、実施
例1〜4と同様ポアー数を測定し、その結果を表1に示
した。なお、この基材表面には30μm径以上のポアーが
皆無であった。
2%の酸化アルミニウム粉末にポリビニルブチラールと
エチルアルコールを加えて混合し、スラリー化した後、
ドクターブレイド法によりグリーンシートを作製した。
このグリーンシートを脱バインダー処理した後、表1に
示す常圧焼結条件(温度1400℃、大気雰囲気)で焼成
し、さらに表1に示すHIP処理条件(1350℃、1800k
g/cm2の圧力)でアルゴン雰囲気中でHIP処理を
行った。得られた酸化アルミニウム基材について、実施
例1〜4と同様ポアー数を測定し、その結果を表1に示
した。なお、この基材表面には30μm径以上のポアーが
皆無であった。
【0030】
【表1】
【0031】(比較例1〜8)表2に示す純度及び平均
粒径の酸化チタン粉末を用い、前記実施例1〜4と同様
の方法でグリ−ンシ−トを作製し、脱バインダ−した
後、表2に示す常圧焼結条件、HIP処理条件で焼成
し、さらに比較例1、5、7を除いて前記実施例と同様の
加熱処理を行った。得られた各酸化チタン基材につい
て、実施例1〜4と同様ポアー数を測定し、その結果を
表2に示した。
粒径の酸化チタン粉末を用い、前記実施例1〜4と同様
の方法でグリ−ンシ−トを作製し、脱バインダ−した
後、表2に示す常圧焼結条件、HIP処理条件で焼成
し、さらに比較例1、5、7を除いて前記実施例と同様の
加熱処理を行った。得られた各酸化チタン基材につい
て、実施例1〜4と同様ポアー数を測定し、その結果を
表2に示した。
【0032】(比較例9〜16)表2に示す純度及び平
均粒径の酸化アルミニウム粉末を用い、前記実施例6〜
9と同様の方法でグリ−ンシ−トを作製し、脱バインダ
−した後、表2に示す常圧焼結条件、HIP処理条件で
焼成した。得られた各酸化アルミニウム基材について、
実施例1〜4と同様ポアー数を測定し、その結果を表2
に示した。
均粒径の酸化アルミニウム粉末を用い、前記実施例6〜
9と同様の方法でグリ−ンシ−トを作製し、脱バインダ
−した後、表2に示す常圧焼結条件、HIP処理条件で
焼成した。得られた各酸化アルミニウム基材について、
実施例1〜4と同様ポアー数を測定し、その結果を表2
に示した。
【0033】
【表2】
【0034】前記表1から明らかなように、平均粒径0.
25μm、純度99.8%の酸化チタン粉末を成形した後、大
気又は窒素中で1200℃で焼成した実施例1、3では、ポア
ー数が70個/mm2のものが得られ、また、この実施例
1、3で得られた焼結体をさらにHIP処理を行った実施
例2、4では、34個/mm2、38個/mm2のものが得られ
た。このことからHIP処理をさらに行うことにより基
材表面に存在するポアーが極めて少なくなり、薄膜チッ
プコンデンサ用基材としてより好適であることが理解で
きる。
25μm、純度99.8%の酸化チタン粉末を成形した後、大
気又は窒素中で1200℃で焼成した実施例1、3では、ポア
ー数が70個/mm2のものが得られ、また、この実施例
1、3で得られた焼結体をさらにHIP処理を行った実施
例2、4では、34個/mm2、38個/mm2のものが得られ
た。このことからHIP処理をさらに行うことにより基
材表面に存在するポアーが極めて少なくなり、薄膜チッ
プコンデンサ用基材としてより好適であることが理解で
きる。
【0035】同様に、平均粒径0.25μm、純度99.9%の
酸化アルミニウム粉末を成形した後、大気又は窒素中で
1400℃で焼成した実施例6、8では、ポアー数が85個/m
m2、82個/mm2のものが得られ、また、この実施例
6、8で得られた焼結体をさらにHIP処理を行った実施
例7、9では、48個/mm2、40個/mm2のものが得られ
た。このことから、上記酸化チタン基材と同様、酸化ア
ルミニウム基材においてもHIP処理をさらに行うこと
により、基材表面に存在するポアーが極めて少なくな
り、薄膜チップコンデンサ用基材としてより好適である
ことが理解できる。
酸化アルミニウム粉末を成形した後、大気又は窒素中で
1400℃で焼成した実施例6、8では、ポアー数が85個/m
m2、82個/mm2のものが得られ、また、この実施例
6、8で得られた焼結体をさらにHIP処理を行った実施
例7、9では、48個/mm2、40個/mm2のものが得られ
た。このことから、上記酸化チタン基材と同様、酸化ア
ルミニウム基材においてもHIP処理をさらに行うこと
により、基材表面に存在するポアーが極めて少なくな
り、薄膜チップコンデンサ用基材としてより好適である
ことが理解できる。
【0036】また、平均粒径0.7μm、純度99.2%の酸
化チタン粉末(実施例2よりも平均粒径が大であり、低
純度の原料であるが、いずれも本発明の範囲内の原料)
を使用した実施例5及び平均粒径0.6μm、純度99.2%の
酸化アルミニウム粉末(実施例7よりも平均粒径が大で
あり、低純度の原料であるが、いずれも本発明の範囲内
の原料)を使用した実施例10では、ポアー数が実施例2
及び実施例7より多いけれども、いずれも本発明で意図
する100個以内の92個/mm2及び96個/mm2のものが
得られ、薄膜チップコンデンサ用基材として使用可能な
ものである。
化チタン粉末(実施例2よりも平均粒径が大であり、低
純度の原料であるが、いずれも本発明の範囲内の原料)
を使用した実施例5及び平均粒径0.6μm、純度99.2%の
酸化アルミニウム粉末(実施例7よりも平均粒径が大で
あり、低純度の原料であるが、いずれも本発明の範囲内
の原料)を使用した実施例10では、ポアー数が実施例2
及び実施例7より多いけれども、いずれも本発明で意図
する100個以内の92個/mm2及び96個/mm2のものが
得られ、薄膜チップコンデンサ用基材として使用可能な
ものである。
【0037】上記実施例1〜10に対して、前記表2から
明らかなように、原料粉末として、本発明で規定する平
均粒径(1μm以下)、純度(99%以上)の範囲内のも
のを使用しても、本発明で同じく規定する焼成温度(酸
化チタン粉末にあっては1100〜1300℃、酸化アルミニウ
ム粉末にあっては1200〜1400℃)の範囲外、特にその上
限を越える1600℃で焼成した比較例1〜4及び9〜12で
は、HIP処理を行なったとしても、少なくとも500個
/mm2近くから1000個/mm2程度のポアーがその表面
に存在し、薄膜チップコンデンサ用基材として不適であ
った。
明らかなように、原料粉末として、本発明で規定する平
均粒径(1μm以下)、純度(99%以上)の範囲内のも
のを使用しても、本発明で同じく規定する焼成温度(酸
化チタン粉末にあっては1100〜1300℃、酸化アルミニウ
ム粉末にあっては1200〜1400℃)の範囲外、特にその上
限を越える1600℃で焼成した比較例1〜4及び9〜12で
は、HIP処理を行なったとしても、少なくとも500個
/mm2近くから1000個/mm2程度のポアーがその表面
に存在し、薄膜チップコンデンサ用基材として不適であ
った。
【0038】更に、比較例5、6及び比較例13、14で見ら
れるように、99%未満の純度の原料粉末を使用すると、
また、比較例7、8及び比較例15、16で見られるように、
1μmを越える平均粒径の原料粉末を使用すると、本発
明で規定する焼成温度を越えて焼成しなければならず、
その結果として、多数のポアーがその表面に存在し、こ
れまた薄膜チップコンデンサ用基材として不適であっ
た。
れるように、99%未満の純度の原料粉末を使用すると、
また、比較例7、8及び比較例15、16で見られるように、
1μmを越える平均粒径の原料粉末を使用すると、本発
明で規定する焼成温度を越えて焼成しなければならず、
その結果として、多数のポアーがその表面に存在し、こ
れまた薄膜チップコンデンサ用基材として不適であっ
た。
【0039】以上表1及び表2の対比から明らかなよう
に、本発明は、 原料粉末として、平均粒径1μm以下で純度99%以
上の高純度酸化チタン微粉末又は高純度酸化アルミニウ
ム微粉末を使用すること、 酸化チタン微粉末原料の場合は、1100〜1300℃で、
酸化アルミニウム微粉末原料の場合は、1200〜1400℃で
焼成すること、により、はじめて目的とする表面にポア
ーが極めて少ない酸化チタン又は酸化アルミニウムから
なる薄膜チップコンデンサ用基材が得られ、更に、 HIP処理により、より一層ポアー数が少ない基材
が得られること、が理解できる。
に、本発明は、 原料粉末として、平均粒径1μm以下で純度99%以
上の高純度酸化チタン微粉末又は高純度酸化アルミニウ
ム微粉末を使用すること、 酸化チタン微粉末原料の場合は、1100〜1300℃で、
酸化アルミニウム微粉末原料の場合は、1200〜1400℃で
焼成すること、により、はじめて目的とする表面にポア
ーが極めて少ない酸化チタン又は酸化アルミニウムから
なる薄膜チップコンデンサ用基材が得られ、更に、 HIP処理により、より一層ポアー数が少ない基材
が得られること、が理解できる。
【0040】
【発明の効果】本発明は、以上詳記したとおり、セラミ
ックからなる薄膜チップコンデンサ用基材として、酸化
チタン基材及び酸化アルミニウム基材からなり、その表
面に3μm径以上の大径のポアーが100個以下/mm2と
いう極めてポアー数が少ない薄膜チップコンデンサ用基
材を提供できる効果を有する。また、酸化チタン基材で
は、表面に3μm径以上の大きなポア−が極めて少ない
ばかりでなく、基材兼下部薄膜電極として、さらには、
誘電体薄膜としても兼用し得る薄膜チップコンデンサを
提供することができ、高容量化を可能とする薄膜チップ
コンデンサを提供することができる効果を有する。
ックからなる薄膜チップコンデンサ用基材として、酸化
チタン基材及び酸化アルミニウム基材からなり、その表
面に3μm径以上の大径のポアーが100個以下/mm2と
いう極めてポアー数が少ない薄膜チップコンデンサ用基
材を提供できる効果を有する。また、酸化チタン基材で
は、表面に3μm径以上の大きなポア−が極めて少ない
ばかりでなく、基材兼下部薄膜電極として、さらには、
誘電体薄膜としても兼用し得る薄膜チップコンデンサを
提供することができ、高容量化を可能とする薄膜チップ
コンデンサを提供することができる効果を有する。
Claims (8)
- 【請求項1】 基材上に下部薄膜電極、誘電体薄膜、上
部薄膜電極を形成してなる薄膜チップコンデンサにおい
て、上記基材として、表面に存在する3μm径以上のポ
ア−数が1mm2当り100個以下である酸化チタン基材又
は酸化アルミニウム基材からなることを特徴とする薄膜
チップコンデンサ。 - 【請求項2】 基材上に下部薄膜電極、誘電体薄膜、上
部薄膜電極を形成してなる薄膜チップコンデンサにおい
て、表面に存在する3μm径以上のポア−数が1mm2
当り100個以下であり、かつ、半導体化した酸化チタン
基材からなり、該基材を前記基材兼下部薄膜電極として
用いることを特徴とする薄膜チップコンデンサ。 - 【請求項3】 基材上に下部薄膜電極、誘電体薄膜、上
部薄膜電極を形成してなる薄膜チップコンデンサにおい
て、表面に存在する3μm径以上のポア−数が1mm2
当り100個以下であり、かつ、表面を絶縁体化した半導
体化酸化チタン基材からなり、該基材を前記基材兼下部
薄膜電極として、上記絶縁体化した表面を前記誘電体薄
膜として用いることを特徴とする薄膜チップコンデン
サ。 - 【請求項4】 酸化チタン基材として、平均粒径1μm
以下で純度99%以上の酸化チタン粉末を成形した後1100
〜1300℃で大気、不活性雰囲気又は還元雰囲気中で焼成
して得た酸化チタン基材、或いは、該基材をさらに500
kg/cm2以上の圧力下でHIP処理して得た酸化チ
タン基材からなることを特徴とする請求項1に記載の薄
膜チップコンデンサ。 - 【請求項5】 酸化チタン基材として、平均粒径1μm
以下で純度99%以上の酸化チタン粉末を成形した後1100
〜1300℃で還元雰囲気中で焼成して得た半導体化酸化チ
タン基材からなることを特徴とする請求項2記載の薄膜
チップコンデンサ。 - 【請求項6】 酸化チタン基材として、平均粒径1μm
以下で純度99%以上の酸化チタン粉末を成形した後1100
〜1300℃で大気、不活性雰囲気又は還元雰囲気中で焼成
し、さらに500kg/cm2以上の圧力下でHIP処理し
て得た半導体化酸化チタン基材からなることを特徴とす
る請求項2記載の薄膜チップコンデンサ。 - 【請求項7】 酸化チタン基材として、平均粒径1μm
以下で純度99%以上の酸化チタン粉末を成形した後1100
〜1300℃で大気、不活性雰囲気又は還元雰囲気中で焼成
し、500kg/cm2以上の圧力下でHIP処理し、さら
に700〜900℃で加熱処理して得た酸化チタン基材からな
ることを特徴とする請求項1又は3記載の薄膜チップコ
ンデンサ。 - 【請求項8】 酸化アルミニウム基材として、平均粒径
1μm以下で純度99%以上の酸化アルミニウム粉末を成
形した後1200〜1400℃で大気、不活性雰囲気又は還元雰
囲気中で焼成して得た酸化アルミニウム基材、或いは、
該基材をさらに500kg/cm2以上の圧力下でHIP処
理して得た酸化アルミニウム基材からなることを特徴と
する請求項1に記載の薄膜チップコンデンサ。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4158666A JPH05326320A (ja) | 1992-05-26 | 1992-05-26 | 薄膜チップコンデンサ |
| EP19930902556 EP0673023B1 (en) | 1992-05-26 | 1993-02-02 | Vacuum-clamping device using ceramic vacuum-clamping board |
| KR1019940703996A KR0155186B1 (ko) | 1992-05-26 | 1993-02-02 | 세라믹 기판과 그 제조방법 및 세라믹 흡착기판을 사용한 박판흡착장치 |
| DE69325034T DE69325034T2 (de) | 1992-05-26 | 1993-02-02 | Unterdruckhaltevorrichtung für substrate mit keramischer vakuumspannplatte |
| US08/343,464 US5834106A (en) | 1992-05-26 | 1993-02-02 | Ceramic substrate and producing process thereof, and a suction carrier for wafers using a ceramic wafer-chucking substrate |
| PCT/JP1993/000120 WO1993024925A1 (fr) | 1992-05-26 | 1993-02-02 | Substrat de ceramique, procede de production et dispositif de blocage par le vide du substrat mettant en ×uvre une plaque de blocage par le vide en ceramique |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4158666A JPH05326320A (ja) | 1992-05-26 | 1992-05-26 | 薄膜チップコンデンサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05326320A true JPH05326320A (ja) | 1993-12-10 |
Family
ID=15676703
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4158666A Pending JPH05326320A (ja) | 1992-05-26 | 1992-05-26 | 薄膜チップコンデンサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05326320A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010258406A (ja) * | 2009-03-31 | 2010-11-11 | Tdk Corp | 薄膜コンデンサの製造方法及び薄膜コンデンサ |
-
1992
- 1992-05-26 JP JP4158666A patent/JPH05326320A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010258406A (ja) * | 2009-03-31 | 2010-11-11 | Tdk Corp | 薄膜コンデンサの製造方法及び薄膜コンデンサ |
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