JPH1083934A - コンデンサを具える構成部品 - Google Patents
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-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
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Abstract
小さい公差を有し、費用効率が良く、表面実装が可能で
あるコンデンサを提供する。 【解決手段】 少なくとも1個のガラスまたはAl2 O
3 の基板層(1)、少なくとも1個の抗反応層(2)ま
たはレベリング層(2)、少なくとも2個の電極層
(3,5)および少なくとも1個の誘電層(4)を有す
るコンデンサを具える構成物品、特に集積化構造素子ま
たは個別構造素子ならびにこのようなコンデンサにおい
て、ガラス基板(1)の上に抗反応層(2)を、あるい
はAl2 O3 基板(1)の上にレベリング層(2)を、
少なくとも1種の特定の物質から設ける。上述の物質の
内の1種またはいくつか種類の物質の組み合わせからな
る抗反応層(2)またはレベリング層(2)は、誘電層
(4)に高キャパシタンス値を与えることができる。
Description
ガラスまたはAl2 O3 の基板層、少なくとも1個の抗
反応層またはレベリング層、少なくとも2個の電極層お
よび少なくとも1個の誘電層を有するコンデンサを具え
る構成部品、特に集積化構造素子または個別構造素子な
らびにこのようなコンデンサに関するものである。ま
た、本発明は、ガラス基板および抗反応層を有するか、
あるいはAl2 O3基板およびレベリング層を有するコ
ンデンサを具える上述の構成部品の製造方法に関するも
のである。
よって製造するのが普通である。このために、混合酸化
物方法、あるいは水溶液からの沈殿生成のような湿式化
学的方法によって、粉末を製造する。所望の組成を有す
る粉末に結合剤を添加し、処理して例えば箔を形成す
る。形成した箔を電極ペーストで印刷し、次いでこれら
の箔を積み重ねる。結合剤を低温で燃えつくし、材料系
および組成に応じて約1250℃〜1300℃の範囲の
温度でコンデンサを焼結して緻密な製品にする。従来方
法によって製造したセラミックコンデンサは、厚さ約1
0〜15μm の誘電層を有する。粉末技術の進歩によっ
て、厚さ約3〜5μm の誘電層を有するコンデンサを製
造することができるようになった。
ため、また箔の積み重ねが70〜100層に及ぶことが
あるため、それぞれ1×0.5mm2 および0.5×0.
25mm2 に相当するコンデンサ寸法0402および02
01の場合には、外部寸法を小型にするために技術的に
極めて多くの費用がかかる。従来方法によっては製造し
たコンデンサは、代表的な例においては、約150〜2
50μm の漏洩路を示す。従って0402または020
1の横方向寸法を有するコンデンサは、狭い活性コンデ
ンサ表面を有しているにずきない。
(A1)「比較的安価で品質の良い薄膜コンデンサを製
造する方法およびこの方法によって製造したコンデンサ
(Verfahren zur Herstellung eines Preiswerten Dunn
filmkondensators und danach hergestellter Kondensa
tors) 」には、基板、好ましくはガラス板に、約3%の
リンを含有するリン富化二酸化ケイ素基材層を設けるこ
とが開示されている。前記リン富化二酸化ケイ素層に電
極を形成するように構成(structure)される導電材料、
好ましくはアルミニウムまたはニッケルの層を設ける。
次いで、このような処理を行なった基板を、誘電率K=
3.97、厚さ1.155μm の二酸化ケイ素層で被覆
する。ドイツ国特許(DE)第3414808号(A
1)には、次いで、表面キャパシタンスの極めて小さい
薄膜コンデンサについて記載されている。基板にはガラ
スを使用し、電極材料にはアルミニウムを使用してい
る。これらの条件下に、誘電層として上述のSiO2 層
のような簡単な酸化物層を使用することができる。これ
らの層は極めて小さい誘電率Kを有し、従って極めて小
さい表面キャパシタンスを生じる。これらの誘電層を使
用した場合には、100〜500pFを有するコンデン
サを製造することができるにすぎない。大きいキャパシ
タンスを得るには、K>50の誘電材料を薄い層として
基板の上に堆積させる必要がある。
は、高い表面キャパシタンス、薄い厚さおよび小さい公
差を有し、費用効率が良く、表面実装が可能であるコン
デンサを製造することにある。
ス基板を有するコンデンサを具える構成部品において、
抗反応層に用いる材料が、TiO2 ,ZrO2 ,HfO
2 ,SrTiO3 ,CaTiO3 ,BaTiO3 ,Ba
Zrx Ti1-x O3 (ただし、x=0〜1),PbZr
x Ti1-x O3 (ただし、x=0〜1),Ta2 O5 ,
Nb2 O5 ,MgO,BeO,Al2 O3 ,MgAl2
O4 ,ZrTiO4 ,BaF2 ,TiB 2 ,MgF2 ,
Y2 O3 ,Sc2 O3 ,La2 O3 およびPr2 O3 の
ようなLn2 O3 (ただし、Lnはランタニドを示す)
からなる群から選択した少なくとも1種の物質であるこ
とを特徴とすることにより、上述の目的を達成する。特
に、費用を低減するために、ガラス基板を石英ガラス
(SiO2 )の代りにケイ酸塩ガラスから作ることがで
きる。小さい寸法で大きいキャパシタンスを得るには、
誘電率K>10の誘電材料を使用する必要があり、この
誘電材料から薄膜法によって充分に大きいキャパシタン
スを有する薄い誘電層を製造することができる。
の上に使用できるようにするには、誘電材料とガラス基
板との反応を防止する抗反応層を設ける必要がある。さ
らに、前記抗反応層は、ガラス基板と誘電層との熱膨脹
係数の差に起因する亀裂の生成を防止する。ガラス基板
に上述の物質の1種または数種の組み合わせからなる抗
反応層を設けた場合には、充分に大きいキャパシタンス
を達成することができる誘電層を前記抗反応層に設ける
ことかできる。適当な抗反応層堆積方法では、Ti/P
t層のような複合体層を設け、次いで反応性イオンエッ
チングによってPtを構成(structure)し、その後酸素
雰囲気中でTiを酸化してTiO2 を生成する。
る材料は、Ti/Pt,Ta/Pt,Ti/Pd/P
t,Ir,IrOx ,IrO2 /Ir,ZrO2 /P
t,Ti/Cu,Ti/Ni,Ti/NiAl,Ti/
(Ni,Al,Cr),Ti/(Ni,Al,Fe),
Ti/(Ni,Fe,Cr),Ti/(Ni,Al,C
r,Fe),Ti/(Ni,Fe,Cr,Si),Ti
/(Co,Ni,Fe,Cr),Ptx Al1-x /P
t,Pt/IrO2 ,TiO2 /Pt、導電性酸化物、
少なくとも1種の導電性酸化物と貴金属とのハイブリッ
ド、および少なくとも1種の貴金属と卑金属とのハイブ
リッドからなる群から選択した少なくとも1種の物質で
ある。電極材料には貴金属層または卑金属層を使用し、
例えば、リソグラフィー法と湿式エッチング工程または
乾式エッチング工程とを組み合わせることにより、これ
らの層を、電極を形成するように構成(structure)す
る。導電性酸化物には、例えば、RuOx ,SrRuO
3 、または他の化合物を使用することができる。導電性
酸化物と貴金属とのハイブリッド組み合わせには、例え
ば、RuOx /Ptのような組み合わせを使用すること
ができる。特に、貴金属と卑金属とのハイブリッド電極
としては、組み合わせTi/Cu/Pt,Ti/Ni/
PtおよびTi/(Ni,Cr,Al,Fe)/Ptな
らびに同様な化合物を使用するのが適当である。
は、誘電層として厚さ10nm〜2μm の強誘電材料層を
使用する。抗反応層は、損率の小さい薄い強誘電性誘電
層を費用効率の良い方法で基板に被着させることができ
るようにするので、薄膜技術によって容量の大きいキャ
パシタンスを有するコンデンサを製造することができ
る。このコンデンサは表面実装可能(SMD)であり、
極めて正確に製造することができる。厚さ10nm〜2μ
m の薄層には、下記の誘電材料を使用するのが好まし
い:
〜1)、過剰量の鉛を含有するもの、あるいは含有しな
いもの 被ドープPbZrx Ti1-x O3 、例えば、Nbをドー
プしたもの
有しないもの CeをドープしたBaTiO3 Nbおよび/またはCoをドープしたBaTiO3 BaZrx Ti1-x O3 (ただし、x=0〜1) Ba1-x Srx TiO3 (ただし、x=0〜1) 被ドープSrTiO3 、例えば、La,Nb,Fe,M
nをドープしたもの SrZrx Ti1-x O3 (ただし、x=0〜1)、Mn
ドーパントを含有するもの、あるいは含有しないもの
し、x=0.01〜0.05;y=0.43〜0.55;z=0.44〜0.5
2) (BaTiO3)0.18-0.27 +(Nd2 O3)0.316-0.355
+(TiO2)0.276-0.35 5 +(Bi2 O3)0.025-0.081
+ZnO Nb,Y,La,Pr,NiをドープしたMgO−Ti
O2 −CaO−Al2 O 3 −SiO2 Al2 O3 Ba2 Ti9 O20 Nb2 O5 TiO2 CaTiO3 CaTiO3 +CaTiSiO5 (Sr,Ca)(Ti,Zr)O3 (Sr,Ca,M)(Ti,Zr)O3 ,M=Mgまた
はZn (Sr,Ca,Mg,Zn)(Ti,Zr,Si)O3 (Sr,Ca,Cu,Mn,Pb)TiO3 +Bi2 O
3
d2 O3 −Nb2 O5-TiO2 SiO2 ,MnO2 ,PbOが添加されている(Bi2
O3)x (Nb2 O5)1-x Nb2 O5 ,CoO,MnO2 ,CeO2 ,ZnOをド
ープしたBaTiO3 MnO,MgOおよび希土類酸化物が添加されている
(BaTiO3 +CaZrO3 ) (Ba,Ca)TiO3 +Nb2 O5 ,Co2 O3 ,M
nO2 Zr(Ti,Sn)O4 BaO−PbO−Nd2 O3 −Pr2 O3 −Bi2 O3
−TiO2 Ba(Zn,Ta)O3 Ta2 O5 CaZrO3 (Ba,Nd)(Ti,Zr)O3 +Ceドーパント (Ba,Ca,Sr)(Ti,Zr)O3 +Li2 O,
SiO2'B2 O3
−TiO2 〔Pb(Mg1/3 Nb2/3 )O3 〕x −〔PbTi
O3 〕1-x (ただし、x=0〜1)、過剰量の鉛を含有
するもの、および含有しないもの、ドーパントを含有す
るもの、および含有しないもの (Pb,Ba,Sr)(Mg1/3 Nb2/3)x Tiy (Z
n1/3 Nb2/3)1-x-y O 3 i)Pb(Mg1/2 W1/2)O3 ii) Pb(Fe1/2 Nb1/2)O3 iii)Pb(Fe2/3 W1/3)O3 iv) Pb(Ni1/3 Nb2/3)O3 v)Pb(Zn1/3 Nb2/3)O3 化合物i)〜v)とPbTiO3 およびPb(Mg1/3
Nb2/3)O3 との組み合わせ Pb(Sc1/2 Ta1/2)O3
なる層構造、例えば、チタン含有量の大きいPZT層の
上にPLZT層が設けられている層構造を使用すること
ができ、これにより特に層の電気特性が改善される。
層を有するコンデンサを具える構成部品において、レベ
リング層の材料として、TiO2 ,ZrO2 ,HfO
2 ,SrTiO3 ,CaTiO3 ,CaZrO3 ,Ba
TiO3 ,BaZrx Ti1-xO3 (ただし、x=0〜
1),PbZrx Ti1-x O3 (ただし、x=0〜
1),Ta2 O5 ,Nb2 O5 ,MgO,BeO,Al
2 O3 ,MgAl2 O4 ,ZrTiO4 ,BaF2 ,M
gF2 ,Y2 O3 ,Sc2 O3 ,La2 O3 およびPr
2 O3 のようなLn2 O3 (ただし、Lnはランタニド
を示す)からなる群から選択した少なくとも1種の物質
が添加されているかあるいは添加されていない非結晶性
ガラスが使用されていることを特徴とすることによっ
て、本発明の目的を達成する。ガラス基板および抗反応
層を有する本発明のコンデンサと同様に、この場合に
も、誘電率K>10の誘電材料を使用して小さい寸法で
大きいキャパシタンスを得ることができる。これらの材
料を費用効率の良いAl2 O3 基板の上に使用するに
は、レベリング層を設ける必要があり、これは、誘電層
とAl2O3 との反応のほか大きな表面粗さに起因する
コンデンサの短絡を防止する必要があるからである。さ
らに、膨脹係数の差に起因する誘電層における亀裂の発
生が回避される。
数種の組み合わせからなるレベリング層を設ける場合に
は、充分に大きいキャパシタンスを達成することができ
る誘電層を前記レベリング層に設けることができる。表
面粗さの著しく大きい基板、例えば、厚膜状Al2 O3
基板の場合には、設けられたレベリング層は数ミクロン
の厚さを有する。このレベリング層は、例えば、鉛ケイ
酸塩ガラス層とすることができ、あるいは温度安定性を
増大するためにTiO2 ,ZrO2 またはPbTiO3
あるいは上述の添加物質のいずれかを富化したガラス層
とすることができる。厚さ数ミクロンの層を堆積させる
方法として、例えば、スクリーン印刷法のような厚膜法
を使用することができる。
サの好適例においては、電極層の材料は、Ti/Pt,
Ta/Pt,Ti/Pd/Pt,Ir,IrOx ,Ir
O2/Ir,ZrO2 /Pt,Ti/Cu,Ti/N
i,Ti/NiAl,Ti/(Ni,Al,Cr),T
i/(Ni,Al,Fe),Ti/(Ni,Fe,C
r),Ti/(Ni,Al,Cr,Fe),Ti/(N
i,Fe,Cr,Si),Ti/(Co,Ni,Fe,
Cr),Ptx Al1-x /Pt,Pt/IrO2 ,Ti
O2 /Pt,導電性酸化物、少なくとも1種の導電性酸
化物と貴金属とのハイブリッド、および少なくとも1種
の貴金属と卑金属とのハイブリッドからなる群から選択
した少なくとも1種の物質である。導電性酸化物には、
例えば、化合物RuOx ,SrRuO3 または他の化合
物を使用することができる。導電性酸化物と貴金属との
ハイブリッド組み合わせには、例えば、RuOx /Pt
のような組み合わせを使用することができる。特に、貴
金属と卑金属とのハイブリッド電極としては、組み合わ
せTi/Cu/Pt,Ti/Ni/PtおよびTi/
(Ni,Cr,Al,Fe)/Ptならびに類似の化合
物を使用することができる。
ては、誘電層は厚さ10nm〜2μmの1個の強誘電材料
層である。この場合にも、レベリング層を使用して損率
の小さい薄い強誘電性誘電層を費用効率の良い基板に被
着させることができ、この誘電層は、薄膜技術によって
容量の大きいキャパシタンスを有するコンデンサの製造
を可能にし、このコンデンサは表面実装可能(SMD)
であり、高い精度で製造することができる。誘電材料に
は、上述の物質を使用するのが好ましく、上述の物質を
ガラス基板に10nm〜2μm の層厚で被着させる。
明のコンデンサの他の例においては、電極層の材料は、
Agx Pt1-x (ただし、x=0〜1),Agx Pd
1-x (ただし、x=0〜1),Ag,Cu,Niおよび
これらの金属の粉末に少量の接着性ガラスが添加されて
いるものからなる群から選択したペースト形態の少なく
とも1種の金属粉末である。
ての例のほか、また、厚さ2μm 〜20μm の強誘電材
料層を誘電層として使用するのが有利である。約2μm
〜20μm の層厚とするには、誘電材料として、粉末状
の下記の成分を含有するペーストを使用するのが好まし
い。
〜1)、過剰量の鉛(例えば、PbWO3 )を含有する
もの、あるいは含有しないもの 被ドープPbZrx Ti1-x O3 ,液相
有するもの、あるいは含有しないもの BaZrx Ti1-x O3 (ただし、x=0〜1) Ba1-x Srx TiO3 (ただし、x=0〜1) 被ドープSrTiO3 、例えば、La,Nb,Fe,M
nをドープしたもの SrZrx Ti1-x O3 (ただし、x=0〜1)、Mn
ドーパントを含有するもの、あるいは含有しないもの
し、x=0.01〜0.05;y=0.43〜0.55;z=0.44〜0.5
2) (BaTiO3)0.18-0.27 +(Nd2 O3)0.316-0.355
+(TiO2)0.276-0. 355 +(Bi2 O3 )0.025-0.081
+ZnO CaTiO3 +CaTiSiO5 (Sr,Ca)(Ti,Zr)O3 (Sr,Ca,M)(Ti,Zr)O3 ,M=Mgまた
はZn (Sr,Ca,Mg,Zn)(Ti,Zr,Si)O3 (Sr,Ca,Cu,Mn,Pb)TiO3 +Bi2 O
3
d2 O3 −Nb2 O5 −TiO2 SiO2 ,MnO2 ,PbOが添加されている(Bi2
O3 ) x (Nb2 O5) 1-x Nb2 O5 ,CoO,MnO2 ,CeO2 ,ZnOをド
ープしたBaTiO3 MnO,MgOおよび希土類酸化物が添加されているB
aTiO3 +CaZrO3 (Ba,Ca)TiO3 +Nb2 O5 ,Co2 O3 ,M
n2 Nb,Y,La,Pr,NiをドープしたMgO−Ti
O2 −CaO−Al2O3 −SiO2 Ba2 Ti9 O20 Zr(Ti,Sn)O4 BaO−PbO−Nd2 O3 −Pr2 O3 −Bi2 O3
−TiO2 Ba(Zn,Ta)O3 CaZrO3 (Ba,Nd)(Ti,Zr)O3 +Ceドーパント (Ba,Ca,Sr)(Ti,Zr)O3 +Li2 O,
SiO2 ,B2 O3
−TiO2 [Pb(Mg1/3 Nb2/3 O3 ]x −[PbTiO3 ]
1-x (ただし、x=0〜1)、液相 (Pb,Ba,Sr)(Mg1/3 Nb2/3 )x Ti
y (Zn1/3 Nb2/3 )1- x-y O3 i)Pb(Mg1/2 W1/2 )O3 ii) Pb(Fe1/2 Nb1/2 )O3 iii) Pb(Fe2/3 W1/3 )O3 iv) Pb(Ni1/3 Nb2/3 )O3 v)Pb(Zn1/3 Nb2/3 )O3 化合物i)〜v)とPbTiO3 およびPb(Mg1/3
Nb2/3 )O3 との組み合わせ、液相、 Pb(Sc1/2 Ta1/2 )O3 PbWO3 を含有する[Pb(Mg1/3 Nb2/3 )
O3 ]x −[PbTiO3]1-x (ただし、x=0〜
1)、液相
上述の成分を含有するもの、および処理温度を低下する
ためにゲル状のガラスまたは無機結合剤を混合したもの
である。
少なくとも1種の有機物質または無機物質の保護層を設
けるのが有利である。保護層、例えば、機械的応力に対
する保護を提供する特に適当な保護層は、重合体の保護
層または無機物質の保護層またはこれらの組み合わせ、
例えば、SiO2 +ポリアミドである。あるいは、コン
デンサを具える構成部品を、無機物質または重合体の保
護層に他の基板、例えば、ガラス基板が接着されている
ように、構成することができる。
るのが好ましい。端部接点の位置で、本発明の構成部品
を外部の構成部品に電気的に接続することができる。用
途に応じて、構成の異なる端部接点を使用するのが有利
であることがある。従って、5個の面が接触する従来の
端部接点のほかに、特定の用途または特定の構成部品実
装方法に一層適した他の例も使用することができる。例
えば、次の端部接点を使用することができる: a)5個より少ない接触面を有するSMD端部接点、 b)U字形接点を形成する3個の面からなる端部接点、 c)L字形接点を形成する2個の面から成る端部接点、 d)5個以下の接触面を有し、上側および下側の両電極
層と上方から接触しているSMD端部接点。
する工程、 − 前記基板層に少なくとも1個の抗反応層を被着させ
る工程、 − 前記抗反応層に少なくとも1個の第1電極層を被着
させる工程、 −前記第1電極層を、少なくとも1個の第1電極を形成
するように構成する工程、 − 前記第1電極の上に少なくとも1個の誘電層を設け
る工程、 − 前記誘電層の上に少なくとも1個の第2電極層を設
ける工程、および − 前記第2電極層を、少なくとも1個の第2電極を形
成するように構成する工程 を有する、コンデンサを具える構成部品を製造する方法
において、前記抗反応層に用いる材料が、TiO2 ,Z
rO2 ,HfO2 ,SrTiO3 ,CaTiO3,Ba
TiO3 ,BaZrx Ti1-x O3 (ただし、x=0〜
1)、PbZrxTi1-x O3 (ただし、x=0〜
1)、Ta2 O5 ,Nb2 O5 ,MgO,BeO,Al
2 O3 ,MgAl2 O4 ,ZrTiO4 ,BaF2 ,T
iB2 ,MgF 2 ,Y2 O3 ,Sc2 O3 ,La2 O3
およびPr2 O3 のようなLn2 O3 (ただし、Lnは
ランタニドを示す)からなる群から選択した少なくとも
1種の物質であることを特徴とすることによって、本発
明の目的を達成する。
を使用するのが適当である:スパッタリング法、電子ビ
ーム蒸着法、レーザアブレーション(ablation) 法、化
学的気相堆積法または湿式化学的方法、例えば、ゾル−
ゲル法。抗反応層を製造するには、次の堆積方法を使用
するのが有利である:湿式化学的方法、例えば、遠心
法、浸漬被覆法、吹付け法あるいはスパッタリング法、
化学的気相堆積法またはレーザーアブレーション法。
うにする工程、 − 前記基板層に少なくとも1個のレベリング層を被着
させる工程、 − 前記レベリング層に少なくとも1個の第1電極層を
被着させる工程、 − 前記第1電極層を、少なくとも1個の第1電極を形
成するように構成する工程、 − 前記第1電極の上に少なくとも1個の誘電層を設け
る工程、 − 前記誘電層の上に少なくとも1個の第2電極層を設
ける工程、 − 前記第2電極層を、少なくとも1個の第2電極を形
成するように構成する工程 を有する、コンデンサを具える構成部品を製造する方法
において、前記レベリング層の材料としてTiO2 ,Z
rO2 ,HfO2 ,SrTiO3 ,CaTiO3,Ba
TiO3 ,BaZrx Ti1-x O3 (ただし、x=0〜
1)、PbZrxTi1-x O3 (ただし、x=0〜
1)、Ta2 O5 ,Nb2 O5 ,MgO,BeO,Al
2 O3 ,MgAl2 O4 ,ZrTiO4 ,BaF2 ,T
iB2 ,MgF 2 ,Y2 O3 ,Sc2 O3 ,La2 O3
およびPr2 O3 のようなLn2 O3 (ただし、Lnは
ランタニドを示す)からなる群から選択した少なくとも
1種の物質が添加されているかあるいは添加されていな
い非結晶性ガラスを使用することを特徴とすることによ
って、本発明の目的を達成する。
堆積方法としては、印刷法、例えば、スクリーン印刷
法、フレキソ印刷法、遠心法、浸漬被覆法、ドクターブ
レード被覆法またはカーテン被覆法が好ましい。レベリ
ング層は、印刷法、例えば、スクリーン印刷法、フレキ
ソ印刷法、遠心法、浸漬被覆法、ドクターブレード被覆
法またはカーテン被覆法のような方法により堆積させる
のが好ましい。
生産製品であるので、費用効率の極めて良い制御方法を
使用する必要がある。キャパシタンスの値K>10であ
る薄い誘電層を堆積させる費用効率の極めて良い方法の
一例は、湿式化学的薄膜法、例えば、ゾル−ゲル法であ
る。この方法は、例えば、400〜700℃の温度にお
いてPbZrx Ti1-x O3 層をセラミック層の形態で
生成することができる。
bZrx Ti1-x O3 焼結体の製造に用いられる対応す
る温度より500〜600℃低い。これらの方法、例え
ば湿式化学的方法を使用することにより、低温において
10nm以下の厚さの層を堆積させることができる。こ
のような低い温度はガラス基板またはAl2 O3 基板の
ような費用効率の良い基板の上に極めて薄い層を生成す
るのに必要である。極めて薄いコンデンサを製造するに
は、厚さ約200〜500μmの薄い基板を使用する。
下に説明する具体例から明らかであり、本発明のこれら
の面を具体例について説明する。以下に、本発明を図面
を参照して例について説明する。しかし当業者にとって
本発明の範囲内において多くの変更が可能である。図1
に示す構成部品において、符号1は基板層、例えば、ガ
ラスまたはAl2O3 の基板層を示し、符号2は抗反応
層またはレベリング層を示し、符号3は第1電極を示
し、符号4は誘電層を示し、符号5は第2電極を示し、
符号6は保護層を示し、符号7は2個の端部接点を示
し、これらの接点はそれぞれ構成部品の両端に設けられ
ている。構成部品の5個の面と接触する従来の端部接点
のほかに、他の例も可能である。
パッタリングによって薄いTi層2を設け、その後この
層を酸化した。次いで、Ti/Pt層3をスパッタリン
グによって設けた。この電極層は機械的マスクを介して
スパッタリングすることにより構成した。この基板の上
にPbZr0.35Ti0.65O3 層4を設けた。このPbZ
r0.35Ti0.65O3 層4は、酢酸鉛三水和物を60gの
エチルグリコールモノメチルエーテルに溶解した溶液を
使用して堆積させた。この溶液には、8.62gのチタ
ン−テトラ−n−ブチレートおよび7.51gのジルコ
ニウム−テトラ−n−ブチレートを添加した。この溶液
を、0.2μmの細孔の大きさを有する酢酸セルロース
フィルタに通した。
うにして構成したPt電極3を有するガラス基板1を使
用した。この基板に約1m1のPb−Ti−Zr溶液を
被着させ、この溶液を2500rpmの遠心処理によっ
て被膜にした。この被膜を酸素雰囲気中で100℃/秒
の速度で550℃に加熱し、次いでこの温度で焼結し
た。この処理を数回繰り返して、厚さ約0.3〜1μm
の層を形成した。第2Pt電極5を、機械的マスクを介
してスパッタリングによってこのPZT層4の上に設け
た。厚さ0.5μmのSiO2 層および有機保護層6を
堆積させた後に、基板を細条に分割し、次いで端部接点
7を設けた。
ッタリングによって薄いTi層2を設け、その後この層
を熱酸化した。次いで、Ti/Pt層をスパッタリング
によって設けた。この電極は反応性イオンエッチングに
よって構成した。この基板の上にPbZr0.35Ti0.65
O3 層4を設けた。このPbZr0.35Ti0.65O3 層4
は、酢酸鉛三水和物を60gのエチレングリコールモノ
メチルエーテルに溶解した溶液を使用して堆積させた。
この溶液には、8.62gのチタン−テトラ−n−ブチ
レートおよび7.51gのジルコニウム−テトラ−n−
ブチレートを添加した。この溶液を、0.2μmの細孔
の大きさを有する酢酸セルロースフィルタに通した。
うにして構成したPt電極3を有するガラス基板1を使
用した。この基板に約1m1のPb−Ti−Zr溶液を
被着させ、この溶液を2500rpmの遠心処理によっ
て被膜にした。この被膜を酸素雰囲気中で100℃/秒
の速度で550℃に加熱し、次いでこの温度で焼結し
た。この処理を数回繰り返して、厚さ約0.2〜1μm
の層を形成した。このPZT層4の上に第2Pt電極5
をスパッタリングによって設け、次いで反応性イオンエ
ッチングによって構成した。実施例1に記載したと同様
にして、コンデンサ構成部品を形成するのに必要な以後
の処理工程を行った。
ング1737、商品名)の上にスパッタリングによって
薄いTi層2およびTi/Pt層3を設け、次いで構成
(structure)した。この基板の上に、酢酸鉛三水和物を
60gのエチレングリコールモノメチルエーテルに溶解
した溶液を使用して、PbZr0.35Ti 0.65O3 層4を
堆積させた。この溶液には、8.62gのチタン−テト
ラ−n−ブチレートおよび7.51gのジルコニウム−
テトラ−n−ブチレートを添加した。この溶液を、0.
2μmの細孔の大きさを有する酢酸セルロースフィルタ
に通した。
うにして構成したPt電極3を有するガラス基板1を使
用した。この基板に約1m1のPb−Ti−Zr溶液を
被着させ、この溶液を2500rpmの遠心処理によっ
て被膜にした。この被膜を酸素雰囲気中で300℃/秒
の速度で600℃に加熱し、次いでこの温度で焼結し
た。
0.47O3 の第2層を設けた。このために、酢酸鉛をメト
キシエタノールに溶解した。このメトキシエタノールに
は、4.204gのチタン−テトラ−n−ブチレートお
よび5.076gのジルコニウム−テトラ−n−ブチレ
ートを溶解した。このチタンおよびジルコニウムを含有
する溶液を酢酸鉛溶液にかきまぜながら添加した。さら
に、水と濃HNO3 とメトキシエタノールとから加水分
解用溶液を作った。この加水分解用溶液を、鉛、チタン
およびジルコニウムを含有する溶液に添加した。
i−Zr溶液を被着させ、この溶液を2500rpmの
遠心処理によって被膜にした。この被膜を酸素雰囲気中
で300℃/秒の速度で600℃に加熱し、次いでこの
温度で焼結した。この処理を数回繰り返した。最後の被
覆処理では、650℃の加熱温度を使用した。このPZ
T層4の上に第2Pt電極5をスパッタリングによって
設け、次いで反応性イオンエッチングによって構成(st
ructure)した。実施例1に記載したと同様にして、コン
デンサ構成部品を形成するのに必要な以後の処理を行っ
た。
基板に相当する)の上に10nmのTiおよび140n
mのPtを含有する薄いTi/Pt層2,3をスパッタ
リングによって設けた。連続するPt電極3を反応性イ
オンエッチングによって構成した。次いで、連続するT
i層を酸素流中で450℃において熱処理して前記Ti
層を緻密なTiO2 層2に転化することにより、基板1
の上にTiO2 からなる抗反応層2を形成した。この基
板の上に、PbZr0.35Ti0.65O3 層およびLaをド
ープしたPbZr0.53Ti0.47O3 層4を設けた。Pb
−La−Ti−Zr溶液の調製は実施例1,2または3
に記載した溶液の調製と同様にして行った。
ラス基板1を使用してPb−Ti−Zr層およびPb−
La−Zr−Ti層4を堆積させた。この層構造の堆積
は実施例3に記載したと同様にして行った。このPZT
層4の上にPt層をスパッタリングによって設けた。上
側電極5を反応性イオンエッチングによって構成(stric
ture) した。次いで、0.5μmのSiO2 からなる保
護層6を化学的堆積法によって被着させ、この層を構成
した。このSiO2 層にポリイミドの形態の厚さ10μ
mのポリマー層を設け、次いでこの層を構成した。この
ガラス基板を細条に分割した。NiCr端部接点7をス
パッタリングによって設け、NiPbSn端部接点7を
電気めっき浴中で成長させた。
部接点を設けた。次いで、このガラス基板に、抗反応層
2として作用する薄いZrO2 層を遠心法によっで被着
させた。リフトオフ(lift-off) 法によって、この抗反
応層2の上に、10nmのTiおよび140nmのPt
を含有する構成された薄いTi/Pt層2,3を設け
た。この基板に、PbZr0.35Ti0.65O3 層とLaを
ドープしたPbZr0.53Ti0.47O3 層とからなる層構
造4を被着させた。
にして行った。コンデンサを製造するために、PLZT
層4の上にPt層5を設けた。この上側電極5をリフト
オフ法によって構成した。次いで、0.5μmのSi3
N4 からなる保護層6をPECVD法によって堆積させ
た。このSi3 N4 層を構成した後に、厚さ約10μm
のポリイミド層を設け、この層を構成した。細条に分割
した後に、スパッタリングによってNiCr端部接点7
を設けた。個々の生成物に完全に分割した後に、NiP
bSn端部接点7を電気めっき浴中で成長させた。
部接点を設けた。次いで、レベリング層2として作用す
るケイ酸鉛層を追加の印刷処理によって設けた。このた
めに、ケイ酸鉛粉末をイソプロパノール中に分散させ
た。粗粒を沈降法によって除去した。このようにして形
成したスラリをドクターブレード被覆法によってAl2
O3 基板1に被着させた。この基板を乾燥し、次いで9
00℃において焼結した。リフトオフ法を使用して、こ
の平坦になった基板1,2の上に、10nmのTiと1
40nmのPtとからなる薄いTi/Pt層2,3をス
パッタリングによって設け、次いで構成した。
r0.53Ti0.47O3 層4を設けた。被覆処理を実施例4
に記載したと同様にして行った。コンデンサを製造する
ために、PLZT層4の上にPt層5を設けた。この上
側電極5を印刷法およびリフトオフ法によって構成し
た。次いで、低い焼結温度を有し、保護層6として作用
するガラス層を印刷法によって設けた。細条に分割した
後に、スパッタリングによってNiCr端部接点を設け
た。個々の生成物に完全に分割した後に、NiPbSn
端部接点7を電気めっき浴中で成長させた。
構造を示す断面図である。
2 層) 3 第1電極(第1電極層、Ti/Pt層、Pt電極) 4 誘電層(PbZr0.35Ti0.65O3 層、PbZr
0.35Ti0.65O3 層とLaをドープしたPbZr0.53T
i0.47O3 とからなる層構造、PZT層、PLZT層、
Pb−Ti−Zr層およびPb−La−Zr−Ti層) 5 第2電極(第2電極層、Pt電極) 6 保護層 7 端部接点
Claims (14)
- 【請求項1】− 少なくとも1個のガラス基板層
(1)、 − 少なくとも1個の抗反応層(2)、 − 少なくとも2個の電極層(3,5)および − 少なくとも1個の誘電層(4)を有するコンデンサ
を具える構成部品において、 前記抗反応層(2)に用いる材料が、TiO2 ,ZrO
2 ,HfO2 ,SrTiO3 ,CaTiO3 ,BaTi
O3 ,BaZrx Ti1-x O3 (ただし、x=0〜
1),PbZrx Ti1-x O3 (ただし、x=0〜
1),Ta2 O5 ,Nb 2 O5 ,MgO,BeO,Al
2 O3 ,MgAl2 O4 ,ZrTiO4 ,BaF 2 ,T
iB2 ,MgF2 ,Y2 O3 ,Sc2 O3 ,La2 O3
およびPr2 O3のようなLn2 O3 (ただし、Lnは
ランタニドを示す)からなる群から選択した少なくとも
1種の物質であることを特徴とするコンデンサを具える
構成部品。 - 【請求項2】 前記電極層(3,5)に用いる材料が、
Ti/Pt,Ta/Pt,Ti/Pd/Pt,Ir,I
rOx ,IrO2 /Ir,ZrO2 /Pt,Ti/C
u,Ti/Ni,Ti/NiAl,Ti/(Ni,A
l,Cr),Ti/(Ni,Al,Fe),Ti/(N
i,Fe,Cr),Ti/(Ni,Al,Cr,F
e),Ti/(Ni,Fe,Cr,Si),Ti/(C
o,Ni,Fe,Cr),Ptx Al1-x /Pt,Pt
/IrO2 ,TiO2 /Pt,導電性酸化物、少なくと
も1種の導電性酸化物と貴金属とのハイブリッド、およ
び少なくとも1種の貴金属と卑金属とのハイブリッドか
らなる群から選択した少なくとも1種の物質であること
を特徴とする請求項1記載の構成部品。 - 【請求項3】 前記誘電層(4)として、厚さ10nm〜
2μm の強誘電材料層を使用することを特徴とする請求
項1または2記載の構成部品。 - 【請求項4】− 少なくとも1個のAl2 O3 基板層
(1)、 − 少なくとも1個のレベリング層(2)、 − 少なくとも2個の電極層(3,5)および − 少なくとも1個の誘電層(4)を有するコンデンサ
を具える構成部品において、 前記レベリング層(2)の材料として、TiO2 ,Zr
O2 ,HfO2 ,SrTiO3 ,CaTiO3 ,CaZ
rO3 ,BaTiO3 ,BaZrx Ti1-x O 3 (ただ
し、x=0〜1),PbZrx Ti1-x O3 (ただし、
x=0〜1),Ta2 O5 ,Nb2 O5 ,MgO,Be
O,Al2 O3 ,MgAl2 O4 ,ZrTiO4 ,Ba
F2 ,MgF2 ,Y2 O3 ,Sc2 O3 ,La2 O3 お
よびPr 2 O3 のようなLn2 O3 (ただし、Lnはラ
ンタニドを示す)からなる群から選択した少なくとも1
種の物質が添加されているかあるいは添加されていない
非結晶性ガラスが使用されていることを特徴とするコン
デンサを具える構成部品。 - 【請求項5】 前記電極層(3,5)に用いる材料が、
Ti/Pt,Ta/Pt,Ti/Pd/Pt,Ir,I
rOx ,IrO2 /Ir,ZrO2 /Pt,Ti/C
u,Ti/Ni,Ti/NiAl,Ti/(Ni,A
l,Cr),Ti/(Ni,Al,Fe),Ti/(N
i,Fe,Cr),Ti/(Ni,Al,Cr,F
e),Ti/(Ni,Fe,Cr,Si),Ti/(C
o,Ni,Fe,Cr),Ptx Al1-x /Pt,Pt
/IrO2 ,TiO2 /Pt、導電性酸化物、少なくと
も1種の導電性酸化物と貴金属とのハイブリッド、およ
び少なくとも1種の貴金属と卑金属とのハイブリッドか
らなる群から選択した少なくとも1種の物質であること
を特徴とする請求項4記載の構成部品。 - 【請求項6】 前記誘電層(4)として、厚さ10nm〜
2μm の強誘電材料層が使用されていることを特徴とす
る請求項4または5記載の構成部品。 - 【請求項7】 前記電極層(3,5)に用いる材料が、
Agx Pt1-x (ただし、x=0〜1),Agx Pd
1-x (ただし、x=0〜1),Ag,Cu,Niおよび
これらの金属の粉末に少量の接着性ガラスが添加されて
いるものからなる群から選択したペースト形態の少なく
とも1種の金属粉末であることを特徴とする請求項4記
載の構成部品。 - 【請求項8】 前記誘電層(4)として、厚さ10nm〜
2μm の強誘電材料層が使用されていることを特徴とす
る請求項4または7記載の構成部品。 - 【請求項9】 少なくとも1個の有機または無機の保護
層(6)が設けられていることを特徴とする請求項1〜
8のいずれか一つの項に記載の構成部品。 - 【請求項10】 少なくとも2個の端部接点が設けられ
ていることを特徴とする請求項1〜9のいずれか一つの
項に記載の構成部品。 - 【請求項11】− 少なくとも1個のガラス基板層
(1)、 − 少なくとも1個の抗反応層(2)、 − 少なくとも2個の電極層(3,5)および − 少なくとも1個の誘電層(4)を有するコンデンサ
において、 前記抗反応層(2)に用いる材料が、TiO2 ,ZrO
2 ,HfO2 ,SrTiO3 ,CaTiO3 ,BaTi
O3 ,BaZrx Ti1-x O3 (ただし、x=0〜
1),PbZrx Ti1-x O3 (ただし、x=0〜
1),Ta2 O5 ,Nb 2 O5 ,MgO,BeO,Al
2 O3 ,MgAl2 O4 ,ZrTiO4 ,BaF 2 ,T
iB2 ,MgF2 ,Y2 O3 ,Sc2 O3 ,La2 O3
およびPr2 O3のようなLn2 O3 (ただし、Lnは
ランタニドを示す)からなる群から選択した少なくとも
1種の物質であることを特徴とするコンデンサを具える
構成部品。 - 【請求項12】− 少なくとも1個のAl2 O3 基板層
(1)、 − 少なくとも1個のレベリング層(2)、 − 少なくとも2個の電極層(3,5)および − 少なくとも1個の誘電層(4)を有するコンデンサ
において、 前記レベリング層(2)の材料として、TiO2 ,Zr
O2 ,HfO2 ,SrTiO3 ,CaTiO3 ,CaZ
rO3 ,BaTiO3 ,BaZrx Ti1-x O 3 (ただ
し、x=0〜1),PbZrx Ti1-x O3 (ただし、
x=0〜1),Ta2 O5 ,Nb2 O5 ,MgO,Be
O,Al2 O3 ,MgAl2 O4 ,ZrTiO4 ,Ba
F2 ,MgF2 ,Y2 O3 ,Sc2 O3 ,La2 O3 お
よびPr 2 O3 のようなLn2 O3 (ただし、Lnはラ
ンタニドを示す)からなる群から選択した少なくとも1
種の物質が添加されているかあるいは添加されていない
非結晶性ガラスが使用されていることを特徴とするコン
デンサを具える構成部品。 - 【請求項13】− 少なくとも1個のガラス基板層
(1)を使用できるようにする工程、 − 前記基板層(1)に少なくとも1個の抗反応層
(2)を被着させる工程、 − 前記抗反応層(2)に少なくとも1個の第1電極層
(3)を被着させる工程、 − 前記第1電極層(3)を、少なくとも1個の第1電
極(3)を形成するように構成する工程、 − 前記第1電極(3)の上に少なくとも1個の誘電層
(4)を設ける工程、 − 前記誘電層(4)の上に少なくとも1個の第2電極
層(5)を設ける工程、および − 前記第2電極層(5)を、少なくとも1個の第2電
極(5)を形成するように構成する工程を有する、コン
デンサを具える構成部品を製造する方法において、 前記抗反応層(2)に用いる材料が、TiO2 ,ZrO
2 ,HfO2 ,SrTiO3 ,CaTiO3 ,BaTi
O3 ,BaZrx Ti1-x O3 (ただし、x=0〜
1),PbZrx Ti1-x O3 (ただし、x=0〜
1),Ta2 O5 ,Nb 2 O5 ,MgO,BeO,Al
2 O3 ,MgAl2 O4 ,ZrTiO4 ,BaF 2 ,T
iB2 ,MgF2 ,Y2 O3 ,Sc2 O3 ,La2 O3
およびPr2 O3のようなLn2 O3 (ただし、Lnは
ランタニドを示す)からなる群から選択した少なくとも
1種の物質であることを特徴とするコンデンサを具える
構成部品の製造方法。 - 【請求項14】− 少なくとも1個のAl2 O3 基板層
(1)を使用できるようにする工程、 − 前記基板層(1)に少なくとも1個のレベリング層
(2)を被着させる工程、 − 前記レベリング層(2)に少なくとも1個の第1電
極層(3)を被着させる工程、 − 前記第1電極層(3)を、少なくとも1個の第1電
極(3)を形成するように構成する工程、 − 前記第1電極(3)の上に少なくとも1個の誘電層
(4)を設ける工程、 − 前記誘電層(4)の上に少なくとも1個の第2電極
層(5)を設ける工程、および − 前記第2電極層(5)を、少なくとも1個の第2電
極(5)を形成するように構成する工程を有する、コン
デンサを具える構成部品を製造する方法において、 前記レベリング層(2)の材料として、TiO2 ,Zr
O2 ,HfO2 ,SrTiO3 ,CaTiO3 ,CaZ
rO3 ,BaTiO3 ,BaZrx Ti1-x O 3 (ただ
し、x=0〜1),PbZrx Ti1-x O3 (ただし、
x=0〜1),Ta2 O5 ,Nb2 O5 ,MgO,Be
O,Al2 O3 ,MgAl2 O4 ,ZrTiO4 ,Ba
F2 ,MgF2 ,Y2 O3 ,Sc2 O3 ,La2 O3 お
よびPr 2 O3 のようなLn2 O3 (ただし、Lnはラ
ンタニドを示す)からなる群から選択した少なくとも1
種の物質が添加されてるかあるいは添加されていない非
結晶性ガラスを使用することを特徴とするコンデンサを
具える構成部品の製造方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19630883:6 | 1996-07-31 | ||
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Family
ID=7801368
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|---|---|---|---|
| JP9204686A Pending JPH1083934A (ja) | 1996-07-31 | 1997-07-30 | コンデンサを具える構成部品 |
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| EP (1) | EP0823718B1 (ja) |
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