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介電組合物以及電子部件的制作方法

文檔序號(hào):12369369閱讀:198來(lái)源:國(guó)知局
介電組合物以及電子部件的制作方法與工藝

本發(fā)明涉及介電組合物以及電子部件。



背景技術(shù):

為了對(duì)應(yīng)于以智能手機(jī)或平板電腦為代表的移動(dòng)通信設(shè)備的進(jìn)一步高速大容量通信化而開(kāi)始了同時(shí)使用多個(gè)頻帶的MIMO技術(shù)(Multi-Input Multi-Output)的實(shí)用化。每一個(gè)頻帶都分別需要高頻部件,如果使用于通信的頻帶增加,對(duì)于想依然維持設(shè)備尺寸而增加部件個(gè)數(shù)來(lái)說(shuō),要求各個(gè)部件被進(jìn)一步小型化以及高功能化。

作為像這樣的對(duì)應(yīng)高頻的電子部件,例如有雙工器(diplexer)或帶通濾波器(band-pass filter)等。這些都是由用作電容器的介電體和用作電感器的磁性體的結(jié)合而構(gòu)成的,不過(guò)為了得到良好的高頻特性,尋求抑制在高頻區(qū)域內(nèi)的各自的損耗。

如果著眼于介電體,則要求:(1)作為對(duì)小型化的要求的應(yīng)對(duì),為了減小電容器部的面積而要求相對(duì)介電常數(shù)(εr)高;(2)為了使頻率的選擇性良好而要求介電損耗低,即要求Q值高;(3)要求耐受電壓高等。

例如,作為在GHz帶內(nèi)介電損耗低的代表性材料,可以列舉不定形SiNx膜。但是,由于相對(duì)介電常數(shù)(εr)低至6.5,所以為了帶來(lái)目標(biāo)的功能需要大的面積,并且難以應(yīng)對(duì)小型化的要求。

在專利文獻(xiàn)1中,公開(kāi)有關(guān)于作為介電損耗低即Q值高的材料的Ba(Mg1/3Ta2/3)O3的技術(shù)。這些是經(jīng)過(guò)1500℃以上的熱處理而獲得的致密燒結(jié)體,在10GHz下得到相對(duì)介電常數(shù)(εr)=24.7;Q=51000。

另外,在非專利文獻(xiàn)1中,由PLD法(脈沖激光蒸鍍法)將Ba(Mg1/3Ta2/3)O3實(shí)施成膜,通過(guò)600℃的熱處理進(jìn)行結(jié)晶化,在2.66GHz下獲得相對(duì)介電常數(shù)(εr)=33.3;tanδ=0.0158(若換算成Q值則Q=63.3)。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1:日本特開(kāi)平8-319162號(hào)公報(bào)

非專利文獻(xiàn)

非專利文獻(xiàn)1:Jpn.J.Appl.Phys.,vol.42(2003),pp.7428-7431,“Properties of Ba(Mg1/3Ta2/3)O3Thin Films Prepared by Pulsed-Laser Deposition”.



技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:

發(fā)明想要解決的技術(shù)問(wèn)題

然而,因?yàn)閷@墨I(xiàn)1的技術(shù)為燒結(jié)體并且為了獲得介電特性而需要足夠的體積,所以對(duì)于在對(duì)應(yīng)高頻波的電子部件中使用來(lái)說(shuō)尺寸過(guò)大,另一方面,已知如果為了謀求小型化而將專利文獻(xiàn)1的Ba(Mg1/3Ta2/3)O3薄膜化,則難以獲得如現(xiàn)有燒結(jié)體中得到的高Q值。另外,非專利文獻(xiàn)1的技術(shù)中,作為薄膜雖然得到相對(duì)介電常數(shù)(εr)=33.3、以Q值換算為63.3,但是對(duì)于在對(duì)應(yīng)高頻波的電子部件中的使用來(lái)說(shuō),要求更高的Q值。

另外,專利文獻(xiàn)1以及非專利文獻(xiàn)1并沒(méi)有談及耐受電壓。

本發(fā)明是鑒于這樣的實(shí)際狀況而完成的,目的在于提供一種介電組合物以及使用了該介電組合物的電子部件,該介電組合物即使是在小型化了的情況下也能夠相對(duì)介電常數(shù)高、介電損耗小、即Q值高、進(jìn)一步耐受電壓高。

解決技術(shù)問(wèn)題的手段

為了達(dá)到上述目的,本發(fā)明所涉及的介電組合物的特征在于:作為主成分包含由通式xAO-yBO-zC2O5(式中A表示選自Ba、Ca、Sr的至少一種元素,B表示Mg,C表示選自Nb、Ta的至少一種元素)所表示的復(fù)合氧化物,式中x、y、z的關(guān)系為x+y+z=1.000;0.000<x≤0.281;0.625≤y<1.000;0.000<z≤0.375。

通過(guò)控制為上述x、y、z的范圍,從而能夠獲得相對(duì)介電常數(shù)高Q值高,進(jìn)一步耐受電壓高的介電組合物。

另外,通過(guò)使用上述本發(fā)明所涉及的介電組合物,從而與現(xiàn)有的被用于對(duì)應(yīng)高頻波的電子部件的介電組合物相比,能夠提供一種即使在小型化了的情況下也能夠獲得充分高的相對(duì)介電常數(shù)、且Q值高即顯示高S/N比、進(jìn)一步耐受電壓高的介質(zhì)諧振器或介質(zhì)濾波器等電子部件。

發(fā)明效果

本發(fā)明可以提供一種介電組合物以及使用了該介電組合物的電子部件,該介電組合物即使是在小型化了的情況下也相對(duì)介電常數(shù)高、介電損耗低即Q值高、進(jìn)一步耐受電壓高。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式所涉及的薄膜電容器的截面圖。

圖2是用SEM(掃描電子顯微鏡)觀察的將基板加熱至200℃來(lái)成膜的本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式所涉及的介電組合物(實(shí)施例1)的表面的照片。

符號(hào)說(shuō)明

1.支撐基板

2.基底層

3.下部電極

4.上部電極

5.介電薄膜

10.薄膜電容器

具體實(shí)施方式

以下是根據(jù)不同情況參照附圖來(lái)對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。

〈薄膜電容器10〉

圖1是使用了本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式所涉及的介電組合物的作為電子部件一個(gè)例子的薄膜電容器10的截面圖。薄膜電容器10具備:層疊于支撐基板1表面的下部電極3、上部電極4、以及設(shè)置于下部電極3與上部電極4之間的介電薄膜5。為了提高支撐基板1與下部電極3的緊密附著性而在支撐基板1與下部電極3之間配備基底層2。支撐基板1具有確保薄膜電容器10整體的機(jī)械強(qiáng)度的功能。

對(duì)于薄膜電容器的形狀來(lái)說(shuō)并沒(méi)有特別的限制,通常被做成長(zhǎng)方體形狀。另外,對(duì)其尺寸也沒(méi)有特別的限制,厚度或長(zhǎng)度可以根據(jù)用途做成適當(dāng)?shù)某叽纭?/p>

〈支撐基板1〉

用于形成圖1所示的支撐基板1的材料不特別限定,可以由作為單晶的Si單晶、SiGe單晶、GaAs單晶、InP單晶、SrTiO3單晶、MgO單晶、LaAlO3單晶、ZrO2單晶、MgAl2O4單晶、NdGaO3單晶;作為陶瓷多晶基板的Al2O3多晶、ZnO多晶、SiO2多晶;Ni、Cu、Ti、W、Mo、Al、Pt等金屬或它們的合金的基板等來(lái)形成支撐基板1,但是沒(méi)有特別的限定。這些材料中,從低成本以及加工性的觀點(diǎn)出發(fā),通常使用Si單晶作為基板。支撐基板1根據(jù)基板的材質(zhì)不同其電阻率會(huì)有所不同。在將電阻率低的材料作為基板使用的情況下,如果直接使用則電流流向基板側(cè)的漏電會(huì)影響到薄膜電容器10的電特性。因此,也可能對(duì)支撐基板1的表面實(shí)施絕緣處理,以使使用時(shí)的電流不流向支撐基板1。例如,在將Si單晶作為支撐基板1使用的情況下,可以使支撐基板1表面氧化并形成SiO2絕緣層,或也可以將Al2O3、SiO2、Si3Nx等絕緣物形成于支撐基板1的表面,只要能夠保持對(duì)支撐基板1的絕緣,其絕緣層的材料或膜厚都沒(méi)有限定,優(yōu)選為0.01μm以上。因?yàn)樵谛∮?.01μm的情況下不能保持絕緣性,所以作為絕緣層的厚度不優(yōu)選。支撐基板1的厚度只要能夠確保薄膜電容器整體的機(jī)械強(qiáng)度則沒(méi)有特別的限定,例如可以被設(shè)定為10μm~5000μm。如果小于10μm的情況下不能夠確保機(jī)械強(qiáng)度,如果超過(guò)5000μm則有可能產(chǎn)生所謂不利于電子部件小型化的問(wèn)題。

〈基底層2〉

在本實(shí)施方式中,圖1所示的薄膜電容器10優(yōu)選為在實(shí)施了絕緣處理的支撐基板1表面上具有基底層2?;讓?是以提高支撐基板1與下部電極3的緊密附著性為目的而被插入的。作為一個(gè)例子,在將Cu用于下部電極3的情況下,通常是插入Cr作為基底層2;在將Pt用于下部電極3的情況下,通常是插入Ti作為基底層2。

由于以提高緊密附著性為目的,所以對(duì)上述材料并沒(méi)有限定,另外,只要能夠保持支撐基板1與下部電極3的緊密附著性則也可以省略基底層2。

〈下部電極3〉

用于形成下部電極3的材料只要具有導(dǎo)電性即可,例如可以由Pt、Ru、Rh、Pd、Ir、Au、Ag、Cu、Ni等的金屬或它們的合金或者導(dǎo)電性氧化物等來(lái)形成。因此,可以選擇對(duì)應(yīng)于成本或者對(duì)介電層4實(shí)施熱處理時(shí)的氣氛的材料。介電層4除了在大氣中之外還可以在作為惰性氣體的N2或Ar中、或者在惰性氣體和作為氧化性氣體的O2的混合氣體中、或者惰性氣體和作為還原性氣體的H2的混合氣體中進(jìn)行熱處理。下部電極3的膜厚只要能夠作為電極發(fā)揮功能即可,優(yōu)選為0.01μm以上。在其小于0.01μm的情況下,導(dǎo)電性會(huì)變差,因而不優(yōu)選。另外,在將使用了能夠用作電極的Cu或Ni、Pt等或氧化物導(dǎo)電性材料等的基板使用于支撐基板1的情況下,可以省略上述基底層2和下部電極3。

也可以在形成下部電極3之后進(jìn)行熱處理,并謀求基底層2與下部電極3的緊密附著性的提高以及下部電極3的穩(wěn)定性的提高。在進(jìn)行熱處理的情況下,升溫速度優(yōu)選為10℃/分~2000℃/分,進(jìn)一步優(yōu)選為100℃/分~1000℃/分。熱處理時(shí)的保持溫度優(yōu)選為400℃~800℃,其保持時(shí)間優(yōu)選為0.1小時(shí)~4.0小時(shí)。如果超過(guò)上述范圍,則由于發(fā)生緊密附著不良、在下部電極3的表面上產(chǎn)生凹凸,從而容易發(fā)生介電薄膜5的介電特性的降低。

〈介電薄膜5〉

構(gòu)成介電薄膜5的介電組合物包含以通式xAO-yBO-zC2O5(A表示選自Ba、Ca、Sr中的至少一種的元素,B表示Mg,C表示選自Nb、Ta中的至少一種的元素)所表示的復(fù)合氧化物作為主成分。

另外,在將介電組合物的主成分表示為xAO-yBO-zC2O5時(shí),x、y、z的關(guān)系為x+y+z=1.000;0.000<x≤0.281;0.625≤y<1.000;0.000<z≤0.375。

本發(fā)明人等認(rèn)為在維持高Q值的情況下也能夠獲得相對(duì)介電常數(shù)比單純的MgO變高的效果的主要原因如下:通常已知結(jié)晶的對(duì)稱性良好的MgO具有高Q值,但是由于其對(duì)稱性不能獲得充分的電介質(zhì)極化,不能夠獲得高的相對(duì)介電常數(shù)。通過(guò)添加上述A以及C所表示的元素從而MgO的一部分成為鈣鈦礦型的A2+(B’2+1/3B”5+2/3)O3,因此在維持高Q值的情況下相對(duì)介電常數(shù)也變得比單純的MgO高。

另外,認(rèn)為由于O的2p軌道和Mg的3s軌道的最外層原子軌道的能級(jí)之差大,所以通過(guò)較多地含有MgO而難以引發(fā)電子激發(fā),提高使得作為代表性的破壞模式即電子雪崩(electron avalanche)變得難以發(fā)生的效果,并且耐受電壓變高。

如果x超過(guò)0.281,則過(guò)剩的BaO與大氣中的H2O或CO2反應(yīng)并生成Ba(OH)2或BaCO3,并且不能得到充分的Q值。如果y小于0.625,則不能獲得充分的Q值。如果z超過(guò)0.375,則過(guò)剩的Ta2O5容易引起氧缺陷,從而半導(dǎo)體化,并且有介電損耗變大即Q值變低的傾向。通過(guò)將x、y、z的范圍控制在x+y+z=1.000;0.000<x≤0.281;0.625≤y<1.000;0.000<z≤0.375,從而能夠兼顧高的相對(duì)介電常數(shù)和高Q值、高耐受電壓。

進(jìn)一步,在上述通式中,x、y、z的關(guān)系優(yōu)選為x+y+z=1.000;0.000<x≤0.281;0.625≤y<1.000;0.000<z≤0.125。

通過(guò)控制為上述x、y、z的范圍,MgO的一部分成為鈣鈦礦型的A2+(B’2+1/3B”5+2/3)O3,并且通過(guò)較多地包含帶隙能量(bandgap energy)大的MgO,從而有在維持高耐受電壓的情況下還進(jìn)一步容易獲得更高Q值的效果。

A為選自Ba、Ca、Sr中的至少一種元素。使用Ba、Ca、Sr中的一種或通過(guò)含有多種來(lái)使用都能夠獲得同樣的效果。另外,B為Mg,C為選自Nb、Ta中的至少一種的元素。關(guān)于這些元素,使用一種或通過(guò)含有多種來(lái)使用都能夠獲得同樣的效果。

介電薄膜5的厚度優(yōu)選為10nm~2000nm,更加優(yōu)選為50nm~1000nm。在小于10nm的情況下容易發(fā)生絕緣擊穿,在超過(guò)2000nm的情況下,為了增大電容器的靜電容量有必要擴(kuò)大電極面積,并且有可能由于電子部件的設(shè)計(jì)而難以小型化。介電薄膜厚度的測(cè)量可以用FIB(聚焦離子束)加工裝置來(lái)進(jìn)行磨削并用SIM(掃描離子顯微鏡)等來(lái)觀察測(cè)量所獲得的截面的長(zhǎng)度。

介電薄膜5優(yōu)選使用真空蒸鍍法、濺射法、PLD(脈沖激光蒸鍍法)、MO-CVD(金屬有機(jī)化學(xué)氣相沉積法)、MOD(金屬有機(jī)分解法)或溶膠-凝膠法、CSD(化學(xué)溶液沉積法)等各種薄膜形成法來(lái)形成。此時(shí),有可能在所使用的原料(蒸鍍材料、各種靶材或有機(jī)金屬材料等)中含有微量的雜質(zhì)或副成分,但只要不是使絕緣性大幅度降低的雜質(zhì)就不會(huì)有特別的問(wèn)題。

只要不大幅度降低作為本發(fā)明的效果的介電特性,即,相對(duì)介電常數(shù)或Q值、耐受電壓,介電組合物另外可以含有的微少的雜質(zhì)或副成分。因此,剩余部分的主成分的含量沒(méi)有特別的限定,例如相對(duì)于含有上述主成分的介電組合物整體為50mol%以上且100mol%以下。

另外,介電薄膜5通常僅由本發(fā)明的介電組合物構(gòu)成,也可以是與其它介電組合物的膜相結(jié)合的層疊結(jié)構(gòu)。例如,可以通過(guò)做成現(xiàn)有的Si3Nx、SiOx、Al2Ox、ZrOx、Ta2Ox等不定形介電薄膜或與結(jié)晶膜的層疊結(jié)構(gòu),從而調(diào)整介電薄膜5的阻抗或相對(duì)介電常數(shù)的溫度變化。

〈上部電極4〉

在本實(shí)施方式的一個(gè)例子中,薄膜電容器10在介電薄膜5的表面上具備作為薄膜電容器10的另一個(gè)電極發(fā)揮作用的上部電極4。用于形成上部電極4的材料只要具有導(dǎo)電性則沒(méi)有特別的限定,可以由與下部電極3相同的材料來(lái)形成上部電極4。上部電極4的膜厚只要能夠作為電極發(fā)揮作用即可,優(yōu)選為10nm以上。在膜厚為10nm以下的情況下導(dǎo)電性發(fā)生惡化,所以不優(yōu)選作為上部電極4。

在上述的實(shí)施方式中,例示了作為使用本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式所涉及的介電組合物的電子部件的一個(gè)例子的薄膜電容器,作為使用了本發(fā)明所涉及的介電組合物的電子部件,不限定于薄膜電容器,例如雙工器(diplexer)、帶通濾波器、不平衡變壓器(balun)或耦合器等,只要是具有介電薄膜的電子部件則哪一種都可以。

實(shí)施例

以下進(jìn)一步基于詳細(xì)的實(shí)施例來(lái)說(shuō)明本發(fā)明,但是本發(fā)明不限定于這些實(shí)施例。

〈實(shí)施例1〉〈比較例1〉

首先,在350μm厚的10mm×10mm正方形支撐基板表面上用濺射法形成作為基底層的Ti薄膜至成為20nm的厚度,其中,在上述支撐基板中,在Si表面上具備有6μm厚的SiO2絕緣膜。

接著,用濺射法在上述形成的Ti薄膜上形成作為下部電極的Pt薄膜至成為100nm的厚度。

相對(duì)于所形成的Ti/Pt薄膜,在升溫速度為400℃/分;保持溫度為700℃;溫度保持時(shí)間為30分鐘;氣氛為氧氣氛;常壓下進(jìn)行熱處理。

在介電薄膜的形成中使用了PLD法。介電薄膜的形成所需要的靶材按以下方式制作。

首先,稱取MgO、Ta2O5以成為表1所示的樣品No.1~樣品No.9以及樣品No.11~樣品No.14的Mg、Ta的量,將稱量好的原料粉末和水以及φ2mm的ZrO2珠投入到1L廣口塑料缽中并進(jìn)行20小時(shí)的濕式混合。之后,在100℃溫度條件下將混合粉末漿料干燥20小時(shí),將所獲得的混合粉末加入到Al2O3坩堝中,以在大氣中用1250℃的溫度保持5小時(shí)的燒成條件實(shí)行1次煅燒,獲得了MgO-Ta2O5煅燒粉末。

接著,稱取所獲得的MgO-Ta2O5煅燒粉末和BaCO3以成為表1所示的樣品No.1~樣品No.14的比率,將稱量好的原料粉末、水以及φ2mm的ZrO2珠投入到1L廣口塑料缽中并進(jìn)行20小時(shí)的濕式混合。之后,在100℃下將混合粉末漿料干燥20小時(shí),將所獲得的混合粉末加入到Al2O3坩堝中,以在大氣中1050℃下保持5小時(shí)的燒成條件進(jìn)行2次煅燒,并獲得BaO-MgO-Ta2O5煅燒粉末。

不含Mg的BaO-Ta2O5系化合物會(huì)阻礙作為目的產(chǎn)物的BaO-MgO-Ta2O5的生成,但通過(guò)這樣進(jìn)行2個(gè)階段的煅燒從而就能夠抑制BaO-Ta2O5系化合物生成。

將所獲得的煅燒粉末加入到研缽中,作為膠粘劑添加濃度為6wt%的PVA(聚乙烯醇)水溶液至相對(duì)于煅燒粉末成為4wt%,在使用研杵來(lái)制作造粒粉之后將造粒粉加入到φ20mm的模具中至厚度成為5mm左右。接著,使用單軸壓制機(jī)并制得成型體。成型條件設(shè)為壓力為2.0×108Pa;溫度為室溫。

之后,在將升溫速度設(shè)為100℃/小時(shí);保持溫度設(shè)為400℃;溫度保持時(shí)間設(shè)為4小時(shí);氣氛為常壓的大氣中對(duì)得到的成型體進(jìn)行脫膠粘劑處理,之后將升溫速度設(shè)為200℃/小時(shí);保持溫度設(shè)為1600℃~1700℃;溫度保持時(shí)間設(shè)為12小時(shí);在氣氛為常壓的大氣中進(jìn)行燒成。

接著,用圓筒研磨機(jī)研磨兩面至所獲得的燒結(jié)體的厚度成為4mm,并得到為形成介電薄膜所需的PLD用靶材。

使用這樣得到的PLD用靶材,用PLD法在下部電極上形成介電薄膜至厚度成為400nm。通過(guò)PLD法進(jìn)行成膜的條件為:將氧壓控制在1×10-1(Pa),并將基板加熱到200℃。另外,為了使下部電極的一部分露出而使用金屬掩模以形成一部分沒(méi)有成膜介電薄膜的區(qū)域。在O2氣氛條件下以600℃對(duì)上述介電薄膜進(jìn)行1小時(shí)的退火處理。

介電薄膜厚的測(cè)量是通過(guò)用FIB進(jìn)行磨削并用SIM觀察所獲得的截面來(lái)進(jìn)行長(zhǎng)度測(cè)量。

針對(duì)所有樣品,按下述所示的方法進(jìn)行組成分析并確認(rèn)了成膜后的介電薄膜是表1所記載的組成。

〈組成分析〉

組成分析是在室溫下使用波長(zhǎng)色散X射線熒光光譜法(Rigaku公司制ZSX-100e)來(lái)進(jìn)行。

接著,使用蒸鍍裝置在所得到的上述介電薄膜上形成作為上部電極的Ag薄膜。通過(guò)使用金屬掩模形成上部電極的形狀至成為直徑100μm以及厚度100nm,從而獲得圖1所示結(jié)構(gòu)的樣品No.1~樣品No.14。

針對(duì)所獲得的所有薄膜電容器樣品分別通過(guò)下述所示的方法進(jìn)行相對(duì)介電常數(shù)、Q值、耐受電壓的測(cè)定。

〈相對(duì)介電常數(shù)(εr)、Q值〉

相對(duì)介電常數(shù)(εr)以及Q值是由針對(duì)薄膜電容器樣品在基準(zhǔn)溫度25℃下用RF阻抗/材料分析儀(Agilent公司制4991A)在頻率為2GHz以及輸入信號(hào)電平(測(cè)定電壓)為0.5Vrm的條件下測(cè)定的靜電容量和膜厚測(cè)定結(jié)果計(jì)算得到的(無(wú)單位)。相對(duì)介電常數(shù)越高越好,10以上為良好。另外,Q值越高越好,650以上為良好。

〈耐受電壓(Vbd)〉

耐受電壓是相對(duì)于薄膜電容器樣品,將數(shù)字超高電阻/微電流表(ADVANTEST R8340)連接于下部電極露出的區(qū)域和上部電極,以5V/秒的階梯式施加電壓并進(jìn)行測(cè)量,讀取從初始電阻值降低兩個(gè)數(shù)量級(jí)時(shí)的電壓值,并讀取該值作為樣品的破壞電壓值(V)。將用電介質(zhì)膜厚除所獲得的破壞電壓值(V)所得到的數(shù)值設(shè)定為耐受電壓(kV/μm)并記載于表1中。耐受電壓越高越好,0.5kV/μm以上為良好。

【表1】

樣品No.1~樣品No.9

樣品No.1~樣品No.9與圖2所表示的情況相同在表面上沒(méi)有發(fā)現(xiàn)龜裂等缺陷。根據(jù)表1,能夠確認(rèn):介電組合物為以BaO-MgO-Ta2O5作為主成分的介電組合物,在將上述介電組合物的主成分表示為xBaO-yMgO-zTa2O5時(shí),x、y、z的關(guān)系為x+y+z=1.000;0.000<x≤0.281;0.625≤y<1.000;0.000<z≤0.375的樣品No.1~樣品No.9的相對(duì)介電常數(shù)為10以上,Q值為650以上,耐受電壓為0.5kV/μm以上。

樣品No.1、樣品No.2、樣品No.6、樣品No.8、樣品No.9

根據(jù)表1,能夠確認(rèn):在將介電薄膜的主成分表示為xBaO-yMgO-zTa2O5時(shí),x、y、z的關(guān)系為x+y+z=1.000;0.000<x≤0.281;0.625≤y<1.000;0.000<z≤0.125的樣品No.1、樣品No.2、樣品No.6、樣品No.8、樣品No.9的相對(duì)介電常數(shù)為10以上、Q值為850以上、耐受電壓為0.5kV/μm以上。這樣,能夠確認(rèn):通過(guò)限定z的范圍從而能夠在維持相對(duì)介電常數(shù)以及耐受電壓的情況下進(jìn)一步提高Q值。

樣品No.10~樣品No.14

x>0.281的樣品No.10由于龜裂所以不能評(píng)價(jià)介電特性。樣品No.11~樣品No.14與圖2所表示的情況相同在表面上沒(méi)有發(fā)現(xiàn)龜裂等缺陷。能夠確認(rèn):y<0.625的樣品No.11~樣品No.14的耐受電壓小于0.5kV/μm。

〈實(shí)施例2〉

稱取BaCO3、CaCO3、SrCO3、MgO、Ta2O5至Ba、Ca、Sr、Mg、Ta的量成為表2所示的值,通過(guò)1次煅燒獲得MgO-Ta2O5煅燒粉末,通過(guò)2次煅燒分別獲得CaO-MgO-Ta2O5(樣品No.15)、SrO-MgO-Ta2O5(樣品No.16)、(Ba-Ca)O-MgO-Ta2O5(樣品No.17)、(Ca-Sr)O-MgO-Ta2O5(樣品No.18)、(Sr-Ba)O-MgO-Ta2O5(樣品No.19)、(Ba-Ca-Sr)O-MgO-Ta2O5(樣品No.20)的煅燒粉末。除了組成之外其它均以與實(shí)施例1同樣的方法制作靶材,并分別制作了樣品No.15~樣品No.20的薄膜電容器樣品。將進(jìn)行了與實(shí)施例1相同的評(píng)價(jià)的結(jié)果示于表2中。

【表2】

樣品No.9、樣品No.15~樣品No.20

樣品No.15~樣品No.20與圖2所表示的情況相同在表面上沒(méi)有發(fā)現(xiàn)龜裂等欠缺。根據(jù)表2,可以確認(rèn):介電組合物為以AO-MgO-Ta2O5作為主成分的介電組合物,且A含有選自Ba、Ca、Sr中的至少一種的樣品No.9、樣品No.15~樣品No.20顯示出基本相同的特性,相對(duì)介電常數(shù)為10以上,Q值為650以上,耐受電壓為0.5kV/μm以上。

〈實(shí)施例3〉

稱取BaCO3、MgO、Ta2O5、Nb2O5至Ba、Mg、Ta、Nb的量成為表3所示的值,通過(guò)1次煅燒分別得到MgO-Nb2O5(樣品No.21)、MgO-(Ta-Nb)2O5(樣品No.22)的煅燒粉末,通過(guò)2次煅燒分別得到BaO-MgO-Nb2O5(樣品No.21)、BaO-MgO-(Ta-Nb)2O5(樣品No.22)的煅燒粉末。除了組成之外其余均以與實(shí)施例1同樣的方法制作靶材,并分別制作了樣品No.21、樣品No.22的薄膜電容器樣品。將進(jìn)行了與實(shí)施例1同樣的評(píng)價(jià)的結(jié)果示于表3中。

【表3】

樣品No.9、樣品No.21、樣品No.22

樣品No.21、樣品No.22與圖2所示的情況同樣在表面上沒(méi)有發(fā)現(xiàn)龜裂等缺陷。根據(jù)表3,能夠確認(rèn):介電組合物為以BaO-MgO-C2O5作為主成分的介電組合物,且C含有選自Nb、Ta中的至少一種的樣品No.9、樣品No.21、樣品No.22顯示基本相同的特性,相對(duì)介電常數(shù)為10以上,Q值為650以上,耐受電壓為0.5kV/μm以上。

〈實(shí)施例4〉

稱取BaCO3、CaCO3、SrCO3、MgO、Ta2O5、Nb2O5至Ba、Ca、Sr、Mg、Ta、Nb的量成為表4所示的值,通過(guò)1次煅燒分別得到MgO-(Ta-Nb)2O5(樣品No.23~樣品No.26)的煅燒粉末,通過(guò)2次煅燒分別得到(Ba-Ca)O-(Mg)O-(Ta-Nb)2O5(樣品No.23)、(Ca-Sr)O-(Mg)O-(Ta-Nb)2O5(樣品No.24)、(Sr-Ba)O-(Mg)O-(Ta-Nb)2O5(樣品No.25)、(Ba-Ca-Sr)O-(MgO)-(Ta-Nb)2O5(樣品No.26)的煅燒粉末。除了組成之外其余均以與實(shí)施例1同樣的方法制作靶材,并分別制作了樣品No.23~樣品No.26的薄膜電容器樣品。將進(jìn)行了與實(shí)施例1同樣的評(píng)價(jià)的結(jié)果示于表4中。

【表4】

樣品No.23~樣品No.26

樣品No.23~樣品No.26與圖2所示的情況相同在表面上沒(méi)有發(fā)現(xiàn)龜裂等缺陷。根據(jù)表4,能夠確認(rèn):介電組合物為以AO-BO-C2O5作為主成分的介電組合物,A含有選自Ba、Ca、Sr中的至少一種的元素,B為Mg且C含有選自Nb、Ta中的至少一種的元素的樣品No.23~樣品No.26顯示基本相同的特性,相對(duì)介電常數(shù)為10以上、Q值為650以上,耐受電壓為0.5kV/μm以上。

〈實(shí)施例5〉

除了用濺射法來(lái)成膜介電薄膜之外其余均以與實(shí)施例1的樣品No.9相同的方法制作樣品,并且進(jìn)行了與實(shí)施例1同樣的評(píng)價(jià)。結(jié)果示于表5中。

〈實(shí)施例6〉

除了將介電薄膜厚度做到800nm之外其余均以與實(shí)施例1的樣品No.9相同的手法制作樣品,并進(jìn)行了與實(shí)施例1相同的評(píng)價(jià)。將評(píng)價(jià)結(jié)果示于表5中。

[表5]

樣品No.27、樣品No.28

樣品No.27以及樣品No.28與圖2所表示的情況相同在表面上沒(méi)有發(fā)現(xiàn)龜裂等缺陷。根據(jù)表5能夠確認(rèn):即使介電薄膜的制法(樣品No.27)或介電薄膜厚度(樣品No.28)不同,通過(guò)使用本實(shí)施方式的介電薄膜從而相對(duì)介電常數(shù)為10以上、Q值為650以上且耐受電壓為0.5kV/μm以上。

產(chǎn)業(yè)上的利用可能性

正如以上所說(shuō)明的那樣,本發(fā)明涉及介電組合物以及電子部件,本發(fā)明提供一種介電組合物以及使用了該介電組合物的電子部件,該介電組合物即使進(jìn)行小型化也相對(duì)介電常數(shù)高,介電損耗低,即Q值高,進(jìn)一步耐受電壓高。由此,在使用介電組合物的電子部件中,能夠謀求到小型化以及高功能化。本發(fā)明例如對(duì)于使用介電薄膜的雙工器(diplexer)或帶通濾波器等薄膜高頻部件等能夠廣泛地提供新技術(shù)。

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