JP4466992B2 - Circuit board, passive component, and method of manufacturing circuit board - Google Patents
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Description
本発明は、エアロゾル化した微粒子材料を吹き付けて堆積した酸化物誘電体層を有し、高周波回路に適した回路基板及び受動部品に関する。 The present invention relates to a circuit board and a passive component having an oxide dielectric layer deposited by spraying aerosolized fine particle material and suitable for a high frequency circuit.
パソコンや、オフコン、携帯電話、PDA等の情報処理関連電子機器、通信関連電子機器および半導体製造装置等の制御機械装置の中に組み込まれている実装用基板・パッケージ、メモリ・ロジック等の半導体、実装用個別電子部品には、記憶・演算等の能動的機能、アンテナ、フィルタ、コンデンサ等の受動機能を実現させるための種々の誘電体セラミックスが膜状・バルク状で形成されている。これらのデバイス・部品では、誘電体セラミックスに、金属や半導体の無機系材料や、ガラスエポキシ樹脂などの有機系材料などを複合化・多層化することによって集積化して構成されている。 Information processing related electronic equipment such as personal computers, office computers, mobile phones, PDAs, etc., communication related electronic equipment and semiconductors such as mounting boards and packages incorporated in control machine equipment such as semiconductor manufacturing equipment, semiconductors such as memory and logic, In the individual electronic components for mounting, various dielectric ceramics for realizing an active function such as memory / calculation and a passive function such as an antenna, a filter, and a capacitor are formed in a film or a bulk. These devices / parts are configured by integrating dielectric ceramics with inorganic materials such as metals and semiconductors, organic materials such as glass epoxy resins, and the like by combining and multilayering them.
そこで、このような異種材料が複合化されているデバイス・部品では、各材料のプロセス温度・雰囲気を整合化させること、及びプロセス工程中で温度階層を設けることが重要である。種々の材料の中でも、セラミックス材料は焼結の際のプロセス温度が高いため、他材料との整合がとれず、セラミックス材料を上記デバイス中に組み込むことが困難であり、セラミック材料の導入には制限があった。 Therefore, in such devices and parts in which different kinds of materials are compounded, it is important to match the process temperature and atmosphere of each material and to provide a temperature hierarchy in the process step. Among various materials, ceramic materials have a high process temperature during sintering, so they cannot be matched with other materials, making it difficult to incorporate ceramic materials into the above devices and limiting the introduction of ceramic materials. was there.
この問題を解決する方法として、セラミックス微粒子材料を基板等に噴射することにより、衝撃・固化して基板上にセラミックス膜を形成可能なエアロゾルデポジション法が提案されている。エアロゾルデポジション法は、セラミックス膜を形成した後に高温での加熱処理を必要としないため、複合材料を形成する方法として注目されている。
ところで、エアロゾルデポジション法を用いて、酸化物セラミックスの微粒子材料を使用して形成した酸化物誘電体層を層間絶縁層として用いた多層積層基板や、誘電体層として用いたキャパシタなどの受動部品が検討されている。酸化物セラミックスとして、ペロブスカイト型の結晶構造を有する材料、例えば、微粒子材料を使用して、バルク材料が有する高比誘電率を実現しようとするものである。 By the way, passive components such as a multilayer substrate using an oxide dielectric layer formed by using an oxide ceramics fine particle material as an interlayer insulating layer and a capacitor used as a dielectric layer using the aerosol deposition method. Is being considered. As the oxide ceramic, a material having a perovskite crystal structure, for example, using the finely particulate material, is intended to achieve a high dielectric constant with bulk material.
しかしながら、従来のエアロゾルデポジション法を用いて形成した誘電体膜層の誘電特性が同じ組成のバルク材料と比較して大幅に劣化する場合がある。特に高周波領域、例えば1GHz以上での誘電損失が増加してしまう。バルクセラミックの大気焼成では容易に特性が得られる組成であっても、エアロゾルデポジション法では導電性が高まり誘電損失が増加するという問題が生じる。 However, the dielectric properties of a dielectric film layer formed using a conventional aerosol deposition method may be significantly degraded compared to a bulk material having the same composition. In particular, the dielectric loss increases in a high frequency region, for example, 1 GHz or more. Even if the composition can be easily obtained by atmospheric firing of bulk ceramic, the aerosol deposition method has a problem of increased conductivity and dielectric loss.
そこで、本発明は上記問題点に鑑みてなされたもので、本発明の目的は、高周波領域において優れた誘電特性を有する回路基板及び受動部品を提供することである。さらに、高周波信号の伝送損失を低減し、高速な動作応答の回路基板及び受動部品を提供することである。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a circuit board and a passive component having excellent dielectric characteristics in a high frequency region. Another object of the present invention is to provide a circuit board and a passive component that can reduce transmission loss of a high-frequency signal and have a high-speed operation response.
本発明の一観点によれば、酸化物誘電体層と導電体層とが積層されてなる回路基板であって、前記酸化物誘電体層と、当該酸化物誘電体層を挟み、前記導電体層の一部からなる電極層と、からなるキャパシタを有し、前記酸化物誘電体層は、エアロゾル化した微粒子材料を吹き付けて堆積されてなり、酸化物誘電体材料と、該酸化物誘電体材料の酸素欠損を防止する酸素欠損防止剤とを含み、前記キャパシタは、前記酸化物誘電体層を堆積させた後に熱処理を施すことなく形成されるものであって、前記酸化物誘電体材料が、TiO2、BaTiO3、BaSrTiO3、BaTiZrO3、BaTi4O9、Ba2Ti9O20、Ba(Mg1/3Ta2/3)O3、Ba(Zn1/3Ta2/3)O3、Ba(Zn1/3Nb2/3)O3、及びZrSnTiO4からなる群のうち、少なくともいずれか1種を含む回路基板が提供される。 According to one aspect of the present invention, there is provided a circuit board in which an oxide dielectric layer and a conductor layer are laminated, and the conductor is sandwiched between the oxide dielectric layer and the oxide dielectric layer. And an oxide layer formed by spraying an aerosolized fine particle material, the oxide dielectric material, and the oxide dielectric An oxygen deficiency preventive agent for preventing oxygen deficiency of the material, wherein the capacitor is formed without heat treatment after the oxide dielectric layer is deposited, and the oxide dielectric material comprises: , TiO 2 , BaTiO 3 , BaSrTiO 3 , BaTiZrO 3 , BaTi 4 O 9 , Ba 2 Ti 9 O 20 , Ba (Mg 1/3 Ta 2/3 ) O 3 , Ba (Zn 1/3 Ta 2/3 ) O 3 , Ba (Zn 1/3 Nb 2/3 ) O 3 , and ZrSnTiO A circuit board including at least one of the group consisting of 4 is provided.
本発明によれば、酸化物誘電体材料の微粒子に酸素欠損防止剤を添加することによって、エアロゾル化して形成された酸化物誘電体層の誘電損失の増加を防止することができる。本願発明者の検討によれば以下のようなメカニズムによると推察される。すなわち、酸化物誘電体材料の微粒子材料が基板等に堆積する際に、微粒子同士あるいは微粒子と基板等が衝突して微粒子表面に新生面が現れる。その際に微粒子表面に酸素欠損が生じ、酸素欠損が生じた原子サイトにはイオンあるいはホールが生じた状態となる。本発明による酸素欠損防止剤、例えば酸素を含む酸化剤を添加することにより、酸化物誘電体材料の微粒子表面において耐還元作用を及ぼして酸素欠損の発生を防止する。 According to the present invention, an increase in dielectric loss of an oxide dielectric layer formed by aerosolization can be prevented by adding an oxygen deficiency inhibitor to fine particles of an oxide dielectric material. According to the study of the present inventor, it is assumed that the following mechanism is used. That is, when the fine particle material of the oxide dielectric material is deposited on the substrate or the like, the fine particles collide with each other or the fine particles and the substrate, and a new surface appears on the surface of the fine particles. At that time, oxygen vacancies are generated on the surface of the fine particles, and ions or holes are generated at the atomic sites where the oxygen vacancies are generated. Addition of an oxygen deficiency preventive agent according to the present invention, for example, an oxidizing agent containing oxygen, exerts a reduction-resistant action on the surface of fine particles of the oxide dielectric material, thereby preventing the occurrence of oxygen deficiency.
前記酸化剤はCa酸化物セラミックスまたはMn酸化物セラミックスであってもよい。Ca酸化物セラミックスまたはMn酸化物セラミックスを用いることにより、酸化物誘電体層の高周波領域における誘電損失を効果的に低減することができる。また、セラミックスを用いることにより酸化物誘電体材料と混合あるいは固溶して成膜することができ、また、酸化物誘電体材料の微粒子と同時あるいは交互に吹き付けることにより、酸化物誘電体層中に均一に分散させることができる。 The oxidizing agent may be Ca oxide ceramics or Mn oxide ceramics. By using Ca oxide ceramics or Mn oxide ceramics, the dielectric loss in the high frequency region of the oxide dielectric layer can be effectively reduced. In addition, ceramics can be used to form a film by mixing or dissolving with an oxide dielectric material, and in the oxide dielectric layer by spraying simultaneously or alternately with fine particles of the oxide dielectric material. Can be uniformly dispersed.
本発明の他の観点によれば、エアロゾル化した微粒子材料を吹き付けて堆積されてなる酸化物誘電体層と、当該酸化物誘電体層を挟み、前記導電体層の一部からなる電極層と、からなるキャパシタと、を有し、前記酸化物誘電体層は、酸化物誘電体材料と、該酸化物誘電体材料の酸素欠損を防止する酸素欠損防止剤とを含み、前記キャパシタは、前記酸化物誘電体層を堆積させた後に熱処理を施すことなく形成されるものであって、前記酸化物誘電体材料が、TiO2、BaTiO3、BaSrTiO3、BaTiZrO3、BaTi4O9、Ba2Ti9O20、Ba(Mg1/3Ta2/3)O3、Ba(Zn1/3Ta2/3)O3、Ba(Zn1/3Nb2/3)O3、及びZrSnTiO4からなる群のうち、少なくともいずれか1種を含むものである受動部品が提供される。
更に、本発明の他の観点によれば、酸化物誘電体層と導電体層とが積層されてなる回路基板の製造方法であって、前記回路基板は、前記酸化物誘電体層と、当該酸化物誘電体層を挟み、前記導電体層の一部からなる電極層と、からなるキャパシタを有しており、微粒子よりなる酸化物誘電体材料及び酸素欠損防止剤をエアロゾル化して基板に吹き付けて酸化物誘電体層を形成する工程とを含み、前記酸化物誘電体層を形成する工程は、前記酸化物誘電体層を堆積させた後に熱処理を施さないものであって、前記酸化物誘電体材料が、TiO2、BaTiO3、BaSrTiO3、BaTiZrO3、BaTi4O9、Ba2Ti9O20、Ba(Mg1/3Ta2/3)O3、Ba(Zn1/3Ta2/3)O3、Ba(Zn1/3Nb2/3)O3、及びZrSnTiO4からなる群のうち、少なくともいずれか1種を含むものである回路基板の製造方法が提供される。
また、酸化物誘電体層と導電体層とが積層されてなる回路基板の製造方法であって、前記回路基板は、前記酸化物誘電体層と、当該酸化物誘電体層を挟み、前記導電体層の一部からなる電極層と、からなるキャパシタを有しており、微粒子よりなる酸化物誘電体材料及び酸素欠損防止剤を混合して微粒子混合物を形成する工程と、前記微粒子混合物をエアロゾル化して基板に吹き付けて酸化物誘電体層を形成する工程とを含み、前記酸化物誘電体層を形成する工程は、前記酸化物誘電体層を堆積させた後に熱処理を施さないものであって、前記酸化物誘電体材料が、TiO2、BaTiO3、BaSrTiO3、BaTiZrO3、BaTi4O9、Ba2Ti9O20、Ba(Mg1/3Ta2/3)O3、Ba(Zn1/3Ta2/3)O3、Ba(Zn1/3Nb2/3)O3、及びZrSnTiO4からなる群のうち、少なくともいずれか1種を含むものである回路基板の製造方法が提供される。
また、酸化物誘電体層と導電体層とが積層されてなる回路基板の製造方法であって、前記回路基板は、前記酸化物誘電体層と、当該酸化物誘電体層を挟み、前記導電体層の一部からなる電極層と、からなるキャパシタを有しており、微粒子よりなる酸化物誘電体材料及び酸素欠損防止剤を各々異なる噴射ノズルより同時あるいは交互に吹き付けて酸化物誘電体層を形成する工程とを含み、前記酸化物誘電体層を形成する工程は、前記酸化物誘電体層を堆積させた後に熱処理を施さないものであって、前記酸化物誘電体材料が、TiO2、BaTiO3、BaSrTiO3、BaTiZrO3、BaTi4O9、Ba2Ti9O20、Ba(Mg1/3Ta2/3)O3、Ba(Zn1/3Ta2/3)O3、Ba(Zn1/3Nb2/3)O3、及びZrSnTiO4からなる群のうち、少なくともいずれか1種を含むものである回路基板の製造方法が提供される。
According to another aspect of the present invention, an oxide dielectric layer formed by spraying an aerosolized fine particle material, and an electrode layer composed of a part of the conductor layer with the oxide dielectric layer interposed therebetween, The oxide dielectric layer includes an oxide dielectric material and an oxygen deficiency preventing agent for preventing oxygen deficiency in the oxide dielectric material, and the capacitor includes the capacitor The oxide dielectric material is formed without being subjected to a heat treatment after the oxide dielectric layer is deposited, and the oxide dielectric material is formed of TiO 2 , BaTiO 3 , BaSrTiO 3 , BaTiZrO 3 , BaTi 4 O 9 , Ba 2. Ti 9 O 20 , Ba (Mg 1/3 Ta 2/3 ) O 3 , Ba (Zn 1/3 Ta 2/3 ) O 3 , Ba (Zn 1/3 Nb 2/3 ) O 3 , and ZrSnTiO 4 Receiving at least one of the group consisting of Component is provided.
Furthermore, according to another aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a circuit board in which an oxide dielectric layer and a conductor layer are laminated, the circuit board comprising the oxide dielectric layer, A capacitor comprising an oxide dielectric layer and an electrode layer made of a part of the conductor layer is provided, and an oxide dielectric material made of fine particles and an oxygen deficiency preventive agent are aerosolized and sprayed onto the substrate. Forming the oxide dielectric layer, wherein the step of forming the oxide dielectric layer is a step in which heat treatment is not performed after the oxide dielectric layer is deposited, and the oxide dielectric layer is formed. Body materials are TiO 2 , BaTiO 3 , BaSrTiO 3 , BaTiZrO 3 , BaTi 4 O 9 , Ba 2 Ti 9 O 20 , Ba (Mg 1/3 Ta 2/3 ) O 3 , Ba (Zn 1/3 Ta 2 / 3 ) O 3 , Ba (Zn 1/3 Nb 2/3 ) O 3 , and ZrSn A method of manufacturing a circuit board that includes at least one of the group consisting of TiO 4 is provided.
A method of manufacturing a circuit board in which an oxide dielectric layer and a conductor layer are laminated, the circuit board sandwiching the oxide dielectric layer and the oxide dielectric layer, and An electrode layer comprising a part of the body layer; and a step of mixing a dielectric oxide material comprising fine particles and an oxygen deficiency inhibitor to form a fine particle mixture; and And forming the oxide dielectric layer by spraying on the substrate, and the step of forming the oxide dielectric layer is a method in which heat treatment is not performed after the oxide dielectric layer is deposited. The oxide dielectric material is TiO 2 , BaTiO 3 , BaSrTiO 3 , BaTiZrO 3 , BaTi 4 O 9 , Ba 2 Ti 9 O 20 , Ba (Mg 1/3 Ta 2/3 ) O 3 , Ba (Zn 1/3 Ta 2/3 ) O 3 , Ba (Zn 1/3 Nb 2/3 ) O 3 and ZrSnTiO 4 are provided. A method for producing a circuit board that includes at least one of the groups is provided.
A method of manufacturing a circuit board in which an oxide dielectric layer and a conductor layer are laminated, the circuit board sandwiching the oxide dielectric layer and the oxide dielectric layer, and An oxide dielectric layer having an electrode layer comprising a part of the body layer and an oxide dielectric material comprising fine particles and an oxygen deficiency preventing agent sprayed simultaneously or alternately from different spray nozzles The step of forming the oxide dielectric layer is not subjected to a heat treatment after the oxide dielectric layer is deposited, and the oxide dielectric material is made of TiO 2. BaTiO 3 , BaSrTiO 3 , BaTiZrO 3 , BaTi 4 O 9 , Ba 2 Ti 9 O 20 , Ba (Mg 1/3 Ta 2/3 ) O 3 , Ba (Zn 1/3 Ta 2/3 ) O 3 , Ba (Zn 1/3 Nb 2/3 ) O 3 and ZrSnTiO A method of manufacturing a circuit board that includes at least one of the group consisting of 4 is provided.
本発明によれば、上述した作用により、高周波領域における誘電損失を低減して、低インダクタンス化、高速伝送化を図ることができる。ここで、受動部品は、例えば、積層セラミックコンデンサ、薄膜コイル、積層コイル、あるいはこれらを用いたフィルタ、ストリップラインを用いたインダクタ、キャパシタ、フィルタなどである。 According to the present invention, the above-described action can reduce the dielectric loss in the high frequency region, and can achieve low inductance and high speed transmission. Here, the passive component is, for example, a multilayer ceramic capacitor, a thin film coil, a multilayer coil, a filter using these, an inductor using a strip line, a capacitor, a filter, or the like.
本発明によれば、酸化物誘電体材料の微粒子に酸素欠損防止剤を添加することによって、エアロゾル化して形成された酸化物誘電体層の誘電損失の増加を防止し、高周波領域において優れた誘電特性を有する回路基板及び受動部品を実現することができる。 According to the present invention, by adding an oxygen deficiency inhibitor to fine particles of an oxide dielectric material, an increase in dielectric loss of the oxide dielectric layer formed by aerosolization can be prevented, and excellent dielectric properties can be obtained in a high frequency region. Circuit boards and passive components having characteristics can be realized.
以下、必要に応じて図面を参照しつつ本発明を更に具体的に説明する。 Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to the drawings as necessary.
図1は、本発明の実施の形態に係る回路基板の要部断面図である。図1を参照するに、本実施の形態に係る回路基板10は、ベース基板11と、ベース基板11上に下部配線層12、キャパシタ層13、上部配線層14が順次積層されて構成されている。
FIG. 1 is a cross-sectional view of a main part of a circuit board according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 1, a
具体的には、下部配線層12は、ベース基板11表面に選択的に形成された第1導電体層15と、ベース基板11及び第1導電体層15を覆う第1層間絶縁層16と、第1層間絶縁層16上に選択的に形成された第2導電体層18と、第1層間絶縁層13及び第2導電体層14を覆う第2層間絶縁層19と、第1導電体層15と第2導電体層18などを電気的に接続するビア17、20、26などから構成されている。
Specifically, the
キャパシタ層13は、第2層間絶縁層19上に形成された第1電極層21と、第2層間絶縁層19及び第1電極層21を覆う誘電体層22と、第1電極層21に対向して誘電体層22上に形成された第2電極層23などから構成され、キャパシタ27が形成されている。
The
上部配線層14は、キャパシタ層13の第2電極層23と、誘電体層22及び第2電極層23を覆う第3層間絶縁層24と、第3層間絶縁層24上に形成された第3導電体層25及びスパイラルインダクタ28と、第2電極層23と第3導電体層25とを接続するビア26などから構成されている。
The
本実施の形態に係る回路基板は、前記第1〜第3層間絶縁層16,19,24(以下、特別に区別する必要がない場合は層間絶縁層と総称する。)及び誘電体層22が酸化物誘電体微粒子材料と酸素原子を含む酸化剤が混合されてエアロゾル化され、基板11や導電体層15、電極層23等に吹き付けられて形成されている。このようなエアロゾルデポジション法(以下「AD法」と称する。)では、微粒子材料が基板等に衝突する際に、微粒子材料と基板、あるいは微粒子材料同士が衝突し、衝突のエネルギーにより微粒子表面が活性化され、基板等と微粒子、あるいは微粒子同士が接着し、連続膜が形成される。したがって、AD法では基板等を加熱しなくとも成膜できるので、LTCC法のような900℃〜1000℃程度の高温での加熱処理(焼成)を必要としない。
The circuit board according to the present embodiment includes the first to third interlayer
図1に戻り、層間絶縁層16,19,24に用いられる酸化物誘電体材料としては、高周波における低誘電損失の観点から、MgO、TiO2、ZrO2、SiO2、Al2O3、BaTiO3、BaZrO3、ZrSnTiO4、BaTi4O9、Ba2Ti9O20、MgTiO3、MgZrO3、Ba(Zn1/3Ta2/3)O3、Ba(Zn1/3Nb2/3)O3、Ba(Mg1/3Ta2/3)O3、Ba(Co1/3Ta2/3)O3、Ba(Co1/3Nb2/3)O3、Ba(Ni1/3Ta2/3)O3、SrTiO3、SrZrO3、Nd2Ti2O7、(BaSr)TiO3、Ba(TiZr)O3 、PbTiO3、PbZrO3、Pb(Mg1/3Nb2/3)O3、Pb(Ni1/3Nb2/3)O3、Pb(Zn1/3Nb2/3)O3、3Al2O3・2SiO2(ムライト)、MgO・Al2O3(スピネル)、2MgO・SiO2(フォルステライト)、2Al2O3・2MgO・5SiO2(コージエライト)、CaO・SiO2(ウォラストナイト)、CaO・Al2O3・2SiO2(アノーサイト)、CaO・MgO・2SiO2(ディオプサイド)、2CaO・Al2O3・SiO2(ゲーレナイト)及びこれらから選択される1種あるいは2種以上の混合物が好適である。
Returning to FIG. 1, oxide dielectric materials used for the
また、誘電体層22に用いられる酸化物誘電体材料としては、高周波における高比誘電率及び低誘電損失の観点から、TiO2、BaTiO3、ZrSnTiO4、BaTi4O9、BaTiZrO3、Ba2Ti9O20、Ba(Zn1/3Ta2/3)O3、Ba(Zn1/3Nb2/3)O3、Ba(Mg1/3Ta2/3)O3、(BaSr)TiO3、及びこれらから選択される1種あるいは2種以上の混合物が好適である。
The oxide dielectric material used for the
上記酸素原子を含む酸化剤の酸化物誘電体材料への添加量は、添加後の全体の体積を基準として、0.1vol%〜20vol%に設定されることが好ましく、1vol%〜10vol%が特に好ましい。0.1体積%を下回ると誘電損失が増加し、20体積%を超えると酸化剤の誘電特性が発現し酸化物誘電体層の誘電特性が劣化してしまう。 The amount of the oxidant containing oxygen atoms added to the oxide dielectric material is preferably set to 0.1 vol% to 20 vol%, preferably 1 vol% to 10 vol%, based on the total volume after addition. Particularly preferred. If it is less than 0.1% by volume, the dielectric loss increases, and if it exceeds 20% by volume, the dielectric properties of the oxidant are exhibited and the dielectric properties of the oxide dielectric layer are degraded.
酸素原子を含む酸化剤としては、例えばCa酸化物セラミックスやMn酸化物セラミックス酸化物が挙げられる。Ca酸化物セラミックスとしては、CaTiO3、CaZrO3、CaSnO3、CaO、及びこれらの混合物が挙げられる。また、Mn酸化物セラミックスとしては、MnO、MnO2、Mn2O3、Mn3O4、MnTiO3、及びこれらの混合物が挙げられる。AD法により層間絶縁層16,19,24や誘電体層22の成膜の際に、基板と酸化物誘電体材料の微粒子との衝突、あるいは微粒子同士の衝突により、酸化物誘電体材料の微粒子表面から酸素原子が脱離し、酸化物誘電体材料中に酸素欠陥が形成される。Ca酸化物セラミックス又はMn酸化物セラミックスを添加することにより、酸素欠陥の形成が防止され、その結果、形成された層間絶縁層16,19,24や誘電体層22の誘電損失の低減することができる。
Examples of the oxidizing agent containing oxygen atoms include Ca oxide ceramics and Mn oxide ceramic oxides. Examples of Ca oxide ceramics include CaTiO 3 , CaZrO 3 , CaSnO 3 , CaO, and mixtures thereof. Examples of the Mn oxide ceramics include MnO, MnO 2 , Mn 2 O 3 , Mn 3 O 4 , MnTiO 3 , and mixtures thereof. When the
なお、Mn酸化物セラミックスのうち、保存時あるいは成膜時の化学的安定性の観点からは、MnO、Mn2O3、Mn3O4、MnTiO3、及びこれらの混合物を用いることが好ましい。MnO2は金属製のエアロゾル発生器やノズル等を腐食させ易い。 Of the Mn oxide ceramics, MnO, Mn 2 O 3 , Mn 3 O 4 , MnTiO 3 , and mixtures thereof are preferably used from the viewpoint of chemical stability during storage or film formation. MnO 2 tends to corrode metal aerosol generators and nozzles.
酸化物誘電体材料及びCa酸化物セラミックス又はMn酸化物セラミックス(以下、Ca酸化物等と略称する。)の微粒子の平均粒径は、10nm〜10μmの範囲に設定される。10nmより小さいと基板への密着強度が不足し、10μmより大きいと連続膜が形成しにくくなり脆弱な膜になってしまう。酸化物誘電体材料とCa酸化物等を混合してAD法により吹き付ける場合は、平均粒径の比(酸化物誘電体材料/Ca酸化物等)が、1/1〜100/1の範囲内であることが好ましい。酸化物誘電体材料の微粒子の表面を覆うように形成することができるため、効果的に酸素欠損を防止することができる。 The average particle diameter of the oxide dielectric material and fine particles of Ca oxide ceramics or Mn oxide ceramics (hereinafter abbreviated as Ca oxide) is set in the range of 10 nm to 10 μm. If it is smaller than 10 nm, the adhesion strength to the substrate is insufficient, and if it is larger than 10 μm, it becomes difficult to form a continuous film, resulting in a fragile film. When an oxide dielectric material and Ca oxide are mixed and sprayed by the AD method, the average particle size ratio (oxide dielectric material / Ca oxide etc.) is within the range of 1/1 to 100/1. It is preferable that Since the oxide dielectric material can be formed so as to cover the surface of the fine particles, oxygen deficiency can be effectively prevented.
酸化物誘電体材料にCa酸化物等を添加する手法としては、互いに混合あるいは固溶させることが挙げられる。例えば、微粒子状のCa酸化物等を予め酸化物誘電体材料に混合・分散させて噴射してもよく(以下、「混合噴射法」という。)、酸化物誘電体材料と独立の噴射ノズルより同時に吹き付けて堆積してもよく(以下、「同時噴射法」という。)、酸化物誘電体材料と交互に吹き付けてもよい(以下、「交互噴射法」という。)。形成された誘電体膜の均一性の観点からは混合噴射法がよく、混合比率の制御性の観点からは同時噴射法が好ましい。また、酸素欠損防止剤を固溶する方法としては、酸素欠損防止剤を予め酸化物誘電体材料に混合・分散させ、加熱処理することにより固溶することができる。 Examples of a method of adding Ca oxide or the like to the oxide dielectric material include mixing or solid solution with each other. For example, finely divided Ca oxide or the like may be mixed and dispersed in an oxide dielectric material in advance (hereinafter referred to as “mixed injection method”), or from an injection nozzle independent of the oxide dielectric material. It may be sprayed and deposited at the same time (hereinafter referred to as “simultaneous spraying method”) or may be sprayed alternately with an oxide dielectric material (hereinafter referred to as “alternate spraying method”). From the viewpoint of uniformity of the formed dielectric film, the mixed injection method is preferable, and from the viewpoint of controllability of the mixing ratio, the simultaneous injection method is preferable. Further, as a method for dissolving the oxygen deficiency preventing agent, the oxygen deficiency preventing agent can be dissolved in advance by mixing and dispersing the oxygen deficiency preventing agent in the oxide dielectric material and performing heat treatment.
図2は、本発明に用いられるAD法による成膜装置の概略構成図である。図2を参照するに、AD膜形成装置50は、大略、微粒子材料をエアロゾル化するエアロゾル発生器51と、エアロゾル化された微粒子材料を噴射して基板11上に層間絶縁層等を形成する成膜室52などから構成されている。
FIG. 2 is a schematic configuration diagram of a film forming apparatus using the AD method used in the present invention. Referring to FIG. 2, the AD
エアロゾル発生器51には、ガスボンベ53及びマスフローコントローラ54が配管66を介して接続されている。ガスボンベ53に充填された高圧のアルゴン等のキャリアガスをマスフローコントローラ54において制御する。マスフローコントローラ54によりエアロゾル発生器51の容器56内での微粒子の発塵量や成膜室52におけるエアロゾル化された微粒子の噴出量を制御することができる。キャリアガスは、アルゴンガスの他、ヘリウム、ネオン、窒素の不活性ガスを用いることができる。なお、微粒子材料としてペロブスカイト構造を有する酸化物セラミックスを用いる場合は、キャリアガスは酸化性のガス、例えば酸素や空気を用いてもよく、不活性ガスに添加してもよい。成膜の際に酸化物セラミックス微粒子材料の酸素欠損を補うことができる。
A
また、エアロゾル発生器51には、超音波振動や電磁振動、機械的振動により微粒子を一次粒子化する振動機58が設けられている。振動機58により微粒子を一次粒子化させることができ、その結果、緻密かつ均一な層間絶縁層等を形成することができる。
In addition, the aerosol generator 51 is provided with a
成膜室52には、エアロゾル発生器51から配管59を介して接続されたノズル60と、ノズル60と対向して基板11を保持する基板保持台61が設けられ、さらに、基板11の位置を制御するXYZステージ62が基板保持台61に連結されている。また、成膜室52内の圧力を低圧とするためのメカニカルブースタ64とロータリポンプ65が接続されている。XYZステージ62は基板保持台61を定速・繰り返し駆動動作を行うものであってもよい。
The
膜形成材料となる微粒子をエアロゾル発生器51の容器56に充填して、ガスボンベ53から、例えば19.6Pa〜49Pa(2〜5kg/cm2)の圧力のアルゴンガスをキャリアガスとして成膜室52に供給し、微粒子を振動機58により加振してエアロゾル化する。エアロゾル化した微粒子はキャリアガス共に、容器56内の圧力より低圧に設定されている成膜室52に配管59を通じて搬送される。成膜室52においてノズル60からキャリアガスと共に微粒子が噴射され、ジェット流となって微粒子が図1に示す基板11等の上に堆積し、例えば第1層間絶縁層16が形成される。噴射速度は、ノズル60の形状、導入されるキャリアガスの圧力及び容器56内と成膜室52内との圧力差により制御することができ、3m/秒〜400m/秒(好ましくは200m/秒〜400m/秒)の範囲に設定される。この範囲に噴射速度を設定することにより、基板11等の下地との密着強度が高い第1層間絶縁層16等を形成することができる。微粒子が基板11との衝突の際に基板11の表面の汚染層や水分を除去し、また、第1導電体層15等の表面の汚染層や酸化物層を除去して表面を活性化する。また、微粒子自体の表面も微粒子相互の衝突により同様に活性化される。その結果、微粒子が基板11や第1導電体層15等の表面に結合し、さらに微粒子同士が結合するので付着強度が高く緻密な第1層間絶縁層16等が形成される。なお、噴射速度が400m/秒より大となると基板11に損傷を与えるおそれがあり、3m/秒より小さいと十分な付着強度を確保することができない。
Fine particles as a film forming material are filled in the
上述した成膜装置50を用いて、予めCa酸化物等を酸化物誘電体材料に混合して成膜する混合噴射法により酸化物誘電体層を形成することができる。また、上述した同時噴射法あるいは交互噴射法では独立した複数のノズルを備えた成膜装置を使用する。
Using the
図3は、本発明に用いられるAD法による他の成膜装置の概略構成図である。図中、先に説明した部分に対応する部分には同一の参照符号を付し、説明を省略する。 FIG. 3 is a schematic configuration diagram of another film forming apparatus using the AD method used in the present invention. In the figure, portions corresponding to the portions described above are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
図3を参照するに、成膜装置70は、キャリアガスを供給するボンベ53A,53Bと、マスフローコントーラ54A,54Bと、容器56A,56Bを有するエアロゾル発生器51A,51Bと、成膜室52内にノズル60A,60Bが2系統独立して設けられ、微粒子材料がノズル60A,60Bより同時にあるいは交互に噴射できるようになっている。エアロゾル発生器51Aの容器56Aに酸化物誘電体層材料を充填し、エアロゾル発生器51Bの容器56BにCa酸化物等を充填し、同時あるいは交互に噴射しエアロゾル化した微粒子を吹き付ける。
Referring to FIG. 3, a
同時噴射法では、各々の微粒子をエアロゾル化してキャリアガス流量等により配合量を制御する。また、交互噴射法ではキャリアガス流量、各々の微粒子の吹き付け時間等により配合量を制御する。 In the co-injection method, each fine particle is aerosolized and the blending amount is controlled by the carrier gas flow rate or the like. In the alternate injection method, the blending amount is controlled by the carrier gas flow rate, the spraying time of each fine particle, and the like.
図1に戻り、第1〜第3導電体層16,19,24、第1及び第2電極層21,23,25(以下総称して導電体層という。)、ビア26は、金属あるいは合金などの導電材料をめっき法、スパッタ法、真空蒸着法、CVD法などより形成することができる。導電体層のパターニングは、予めパターニングしたレジスト膜や導電体層を形成した後にエッチングするなどの公知の方法を用いることができる。 Returning to FIG. 1, the first to third conductor layers 16, 19, 24, the first and second electrode layers 21, 23, 25 (hereinafter collectively referred to as conductor layers), and the via 26 are made of metal or alloy. A conductive material such as a plating method, a sputtering method, a vacuum evaporation method, a CVD method, or the like can be formed. For the patterning of the conductor layer, a known method such as etching after forming a previously patterned resist film or conductor layer can be used.
AD法では高温の加熱処理を必要としないので導電体層に低融点金属材料を用いることができ、また、金属材料のみの連続膜とすることができるので、導電体層等を金属あるいは合金の材料本来の低比抵抗とすることができる。したがって、CR遅延を抑制することができる。導電材料は、比抵抗の点からCu、Ag、Au、Alあるいはこれらの合金などが好ましい。また、導電材料は、酸素を含むガスをキャリアガスとした時に酸化され難い点で、Au、Pt、Pdあるいはこれらの合金が好ましい。 Since the AD method does not require high-temperature heat treatment, a low-melting-point metal material can be used for the conductor layer, and a continuous film made of only a metal material can be used. It can be made the material's original low specific resistance. Therefore, CR delay can be suppressed. The conductive material is preferably Cu, Ag, Au, Al, or an alloy thereof from the viewpoint of specific resistance. In addition, the conductive material is preferably Au, Pt, Pd, or an alloy thereof because it is difficult to be oxidized when a gas containing oxygen is used as a carrier gas.
本実施の形態に係る回路基板は、層間絶縁層16,19,24や誘電体層22が高周波における誘電損失が低減されているので、高周波信号の伝送損失を低減することができる。さらに導電体層等16,19,24,21,23,25が低比抵抗材料により形成されているので高周波信号のCR遅延、ひいては電子部品の動作応答遅延を防止することができる。
In the circuit board according to the present embodiment, the dielectric loss at high frequencies of the
本発明は、図1に示したように回路基板中にキャパシタ27、スパイラルインダクタ28などの受動部品を形成できることはもちろんであるが、同様にして、受動部品の単体あるいは集合体に適用することができる。本発明が適用される受動部品としては、例えば、積層セラミックコンデンサ、薄膜コイル、積層コイル、あるいはこれらを用いたフィルタ、ストリップラインあるいはマイクロストリップラインを用いたキャパシタ、インダクタ、カップラー、スプリッター、フィルタなどが挙げられる。
The present invention can form passive components such as a capacitor 27 and a
図4は、本発明の他の実施の形態に係る積層セラミックコンデンサの断面図である。図4を参照するに、積層セラミックコンデンサ30は、誘電体層22a〜22fと内部電極層21a〜21eとが交互に積層されてなり、内部電極層21a〜21eは第1外部電極層31及び第2外部電極層32に電気的に接続されて構成されている。
FIG. 4 is a cross-sectional view of a multilayer ceramic capacitor according to another embodiment of the present invention. Referring to FIG. 4, the multilayer
誘電体層22a〜22fは、図1に示す誘電体層22と同様に形成され、内部電極層21a〜21eは図1に示す導電体層等16,19,24,21,23,25と同様に形成されている。したがって、高周波領域における低インダクタンス、かつ誘電損失の少ない積層セラミックコンデンサを実現することができる。
The
また、導電層により形成された接地電極層とマイクロストリップラインとの間に酸化物誘電体層を形成したマイクロストリップラインを用いた受動部品においても、本発明の酸化物誘電体層を用いることができる。高周波領域での誘電損失が低く、さらに図1に示す誘電体層22と同様の高比誘電率材料を用いることにより回路を小型化することができる。
The oxide dielectric layer of the present invention can also be used in a passive component using a microstrip line in which an oxide dielectric layer is formed between a ground electrode layer formed of a conductive layer and the microstrip line. it can. The dielectric loss in the high frequency region is low, and the circuit can be miniaturized by using a high relative dielectric constant material similar to that of the
以下、本発明の実施例について説明する。実施例1〜10は、混合噴射法を用いて、酸化物誘電体材料にCa酸化物セラミックスを添加して成膜した例である。 Examples of the present invention will be described below. Examples 1 to 10 are examples in which a film is formed by adding Ca oxide ceramics to an oxide dielectric material using a mixed injection method.
[実施例1]
平均粒径0.25μmのSrZrO3粉末(堺化学社製)に、平均粒径0.5μmのCaZrO3粉末(堺化学社製)を5.0vol%添加して市販の混合機により撹拌し混合粉体を得た。この混合粉体を図2に示すAD法による成膜装置を使用し、ガラス基板上に厚さ50μmの誘電体膜を形成した。圧力19.6Paの高純度窒素ガス(純度99.9%)をキャリアガスとして、キャリアガスの流量を4L/分に設定してエアロゾル化した。成膜室を5Pa〜10Paに設定し、混合粉体の流量を30g/時間に設定して30分間噴射した。
[Example 1]
5.0 vol% of CaZrO 3 powder (manufactured by Sakai Chemical Co., Ltd.) having an average particle diameter of 0.5 μm is added to SrZrO 3 powder (manufactured by Sakai Chemical Co., Ltd.) having an average particle diameter of 0.25 μm, and the mixture is stirred and mixed by a commercially available mixer. A powder was obtained. Using this mixed powder, a dielectric film having a thickness of 50 μm was formed on a glass substrate by using a film forming apparatus by AD method shown in FIG. A high-purity nitrogen gas having a pressure of 19.6 Pa (purity: 99.9%) was used as a carrier gas, and the flow rate of the carrier gas was set to 4 L / min for aerosolization. The film forming chamber was set to 5 Pa to 10 Pa, the flow rate of the mixed powder was set to 30 g / hour, and sprayed for 30 minutes.
また、誘電特性測定用として、本実施例の誘電体膜をCr膜(厚さ0.1μm)/Cu膜(厚さ0.5μm)の積層体よりなる下部電極及び上部電極を用いて、ガラス基板/下部電極/誘電体膜/上部電極の構成のキャパシタを形成した。なお、上記CaZrO3粉末の体積濃度は混合粉体の体積を基準とした。 For dielectric property measurement, the dielectric film of this example is made of glass using a lower electrode and an upper electrode made of a laminate of Cr film (thickness 0.1 μm) / Cu film (thickness 0.5 μm). A capacitor having a structure of substrate / lower electrode / dielectric film / upper electrode was formed. The volume concentration of the CaZrO 3 powder was based on the volume of the mixed powder.
[実施例2]
平均粒径0.5μmのBa(Mg1/3Ta2/3)O3粉末(高純度化学研究所社製)に、実施例1に用いた平均粒径0.5μmのCaZrO3粉末を4.0vol%添加し、以下実施例1と同様にしてガラス基板上に厚さ50μmのCaZrO3含有Ba(Mg1/3Ta2/3)O3膜を成膜し、合わせて誘電特性測定用のキャパシタを作製した。
[Example 2]
To the Ba (Mg 1/3 Ta 2/3 ) O 3 powder (manufactured by High Purity Chemical Laboratory Co., Ltd.) having an average particle size of 0.5 μm, 4 CaZrO 3 powder having an average particle size of 0.5 μm used in Example 1 was used. 0.0 vol% was added, and a CaZrO 3 -containing Ba (Mg 1/3 Ta 2/3 ) O 3 film having a thickness of 50 μm was formed on the glass substrate in the same manner as in Example 1 and used for dielectric property measurement. The capacitor was manufactured.
[実施例3]
平均粒径0.8μmのBaTi9O20粉末(高純度化学研究所社製)に、実施例1に用いた平均粒径0.5μmのCaZrO3粉末を3.0vol%添加し、以下実施例1と同様にしてガラス基板上に厚さ50μmのCaZrO3含有BaTi9O20膜を成膜し、合わせて誘電特性測定用のキャパシタを作製した。
[Example 3]
To a BaTi 9 O 20 powder having an average particle size of 0.8 μm (manufactured by Kojundo Chemical Laboratory Co., Ltd.), 3.0 vol% of CaZrO 3 powder having an average particle size of 0.5 μm used in Example 1 was added. 1, a CaZrO 3 -containing BaTi 9 O 20 film having a thickness of 50 μm was formed on a glass substrate, and a capacitor for measuring dielectric properties was also produced.
[実施例4]
平均粒径0.25μmのSrZrO3粉末20重量部と、平均粒径0.5μmのBa(Zn1/3Ta2/3)O3粉末80重量部に、実施例1に用いた平均粒径0.5μmのCaZrO3粉末を2.0vol%添加し、以下実施例1と同様にしてガラス基板上に厚さ50μmのCaZrO3含有SrZrO3/BaTi9O20膜を成膜し、合わせて誘電特性測定用のキャパシタを作製した。
[Example 4]
The average particle diameter used in Example 1 was 20 parts by weight of SrZrO 3 powder having an average particle diameter of 0.25 μm and 80 parts by weight of Ba (Zn 1/3 Ta 2/3 ) O 3 powder having an average particle diameter of 0.5 μm. A 0.5 μm CaZrO 3 powder was added in an amount of 2.0 vol%, and a 50 μm-thick CaZrO 3 -containing SrZrO 3 / BaTi 9 O 20 film was formed on the glass substrate in the same manner as in Example 1 and combined with the dielectric. A capacitor for measuring characteristics was produced.
[実施例5]
平均粒径0.8μmのBaTi4O9粉末に、平均粒径0.3μmのCaO粉末(高純度化学研究所社製)を3.0vol%添加し、以下実施例1と同様にしてガラス基板上に厚さ50μmのCaO含有BaTi4O9膜を成膜し、合わせて誘電特性測定用のキャパシタを作製した。
[Example 5]
To a BaTi 4 O 9 powder having an average particle diameter of 0.8 μm, 3.0 vol% of CaO powder having an average particle diameter of 0.3 μm (manufactured by Kojundo Chemical Laboratory Co., Ltd.) was added. A CaO-containing BaTi 4 O 9 film having a thickness of 50 μm was formed thereon, and a capacitor for measuring dielectric properties was also produced.
[実施例6]
平均粒径0.1μmのAl2O3粉末10重量部に、平均粒径0.5μmのBa(Zn1/3Ta2/3)O3粉末90重量部に、実施例5に用いた平均粒径0.3μmのCaO粉末を3.0vol%添加し、以下実施例1と同様にしてガラス基板上に厚さ50μmのCaO含有Al2O3/Ba(Zn1/3Ta2/3)O3膜を成膜し、合わせて誘電特性測定用のキャパシタを作製した。
[Example 6]
The average used in Example 5 was added to 10 parts by weight of Al 2 O 3 powder having an average particle diameter of 0.1 μm and 90 parts by weight of Ba (Zn 1/3 Ta 2/3 ) O 3 powder having an average particle diameter of 0.5 μm. A CaO powder having a particle size of 0.3 μm was added in an amount of 3.0 vol%, and the CaO-containing Al 2 O 3 / Ba (Zn 1/3 Ta 2/3 ) having a thickness of 50 μm was then formed on the glass substrate in the same manner as in Example 1. An O 3 film was formed, and a capacitor for measuring dielectric characteristics was produced.
[実施例7]
平均粒径0.25μmのSrZrO3粉末に、平均粒径0.2μmのCaSnO3粉末(高純度化学研究所社製)を5.0vol%添加し、以下実施例1と同様にしてガラス基板上に厚さ50μmのCaO含有SrZrO3膜を成膜し、合わせて誘電特性測定用のキャパシタを作製した。
[Example 7]
The SrZrO 3 powder having an average particle diameter of 0.25 [mu] m, an average particle diameter of 0.2 [mu] m CaSnO 3 powder of (Kojundo Chemical Laboratory Co., Ltd.) was added 5.0 vol%, the following examples 1 and glass substrate in the same manner Then, a CaO-containing SrZrO 3 film having a thickness of 50 μm was formed, and a capacitor for measuring dielectric properties was also produced.
[実施例8]
平均粒径0.8μmのBaTi4O9粉末に、平均粒径0.2μmのCaSnO3粉末を5.0vol%添加し、以下実施例1と同様にしてガラス基板上に厚さ50μmのCaSnO3含有BaTi4O9膜を成膜し、合わせて誘電特性測定用のキャパシタを作製した。
[Example 8]
The BaTi 4 O 9 powder having an average particle diameter of 0.8 [mu] m, average particle a CaSnO 3 powder diameter 0.2μm was added 5.0 vol%, the following examples 1 in the same manner as CaSnO 3 having a thickness of 50μm on a glass substrate A contained BaTi 4 O 9 film was formed, and a capacitor for measuring dielectric properties was also produced.
[実施例9]
平均粒径0.25μmのSrZrO3粉末に、平均粒径0.2μmのCaTiO3粉末(高純度化学研究所社製)を3.0vol%添加し、以下実施例1と同様にしてガラス基板上に厚さ50μmのCaTiO3含有SrZrO3膜を成膜し、合わせて誘電特性測定用のキャパシタを作製した。
[Example 9]
The SrZrO 3 powder having an average particle diameter of 0.25 [mu] m, an average particle diameter of 0.2 [mu] m CaTiO 3 powder of (Kojundo Chemical Laboratory Co., Ltd.) was added 3.0vol%, or less Example 1 and the glass substrate in the same manner Then, a CaTiO 3 -containing SrZrO 3 film having a thickness of 50 μm was formed, and a capacitor for measuring dielectric characteristics was also produced.
[実施例10]
平均粒径0.6μmのBaTi4O9粉末に、平均粒径0.2μmのCaTiO3粉末を3.0vol%添加し、以下実施例1と同様にしてガラス基板上に厚さ50μmのCaTiO3含有BaTi4O9膜を成膜し、合わせて誘電特性測定用のキャパシタを作製した。
[Example 10]
To a BaTi 4 O 9 powder having an average particle diameter of 0.6 μm, 3.0 vol% of CaTiO 3 powder having an average particle diameter of 0.2 μm was added. Thereafter, in the same manner as in Example 1, a CaTiO 3 having a thickness of 50 μm was formed on a glass substrate. A contained BaTi 4 O 9 film was formed, and a capacitor for measuring dielectric properties was also produced.
[比較例1]
実施例1においてCaZrO3粉末を添加しなかった以外は実施例1と同様にしてSrZrO3膜を成膜した。
[Comparative Example 1]
A SrZrO 3 film was formed in the same manner as in Example 1 except that no CaZrO 3 powder was added in Example 1.
[比較例2]
実施例5においてCaO粉末を添加しなかった以外は実施例5と同様にしてBaTi4O9膜を成膜した。
[Comparative Example 2]
A BaTi 4 O 9 film was formed in the same manner as in Example 5 except that no CaO powder was added in Example 5.
図5は、Ca酸化物セラミックスを添加した酸化物誘電体層の特性を示す図である。なお、図中、斜線を付した欄はCa酸化物セラミックスを添加していないことを示す。 FIG. 5 is a diagram showing characteristics of an oxide dielectric layer to which Ca oxide ceramics are added. In the figure, the hatched column indicates that no Ca oxide ceramics are added.
図5を参照するに、酸化物誘電体層の緻密性を示す吸水率(0.5%以下を合格とする。)、及び基板との密着性を示す密着強度(2kg/mm2以上を合格とする。)については、実施例1〜10及び比較例1、2の総てが膜質および機械的強度の点で十分な膜が形成されていることが分かる。 Referring to FIG. 5, the water absorption rate indicating the denseness of the oxide dielectric layer (less than 0.5% is acceptable), and the adhesion strength indicating adhesion to the substrate (passing 2 kg / mm 2 or more). )), It can be seen that all of Examples 1 to 10 and Comparative Examples 1 and 2 have a sufficient film formed in terms of film quality and mechanical strength.
誘電特性については、Ca酸化物セラミックスを添加しない比較例1及び2は誘電損失が4%〜10%であるのに対し、Ca酸化物セラミックスを添加した実施例1〜10は誘電損失が0.003%〜0.1%であるので、大幅に低くなっている。より詳細には、比較例1の誘電損失が10%であるのに対して、CaZrO3粉末を5.0vol%添加した実施例1は誘電損失が0.01%であり、CaZrO3粉末添加の効果が高いことが分かる。また同様に、比較例2の誘電損失が4%であるのに対して、CaO粉末を3.0vol%添加した実施例5は誘電損失が0.05%、CaSnO3粉末を5.0vol%添加した実施例7は0.2%、CaTiO3粉末を3.0vol%添加した実施例10は0.1%であり、これらのCa酸化物セラミックスの添加の効果が高いことが分かる。 Regarding dielectric properties, Comparative Examples 1 and 2 to which no Ca oxide ceramics are added have a dielectric loss of 4% to 10%, while Examples 1 to 10 to which Ca oxide ceramics are added have a dielectric loss of 0. 10%. Since it is 003% to 0.1%, it is significantly low. More specifically, the dielectric loss of Comparative Example 1 is 10%, whereas Example 1 to which 5.0 vol% of CaZrO 3 powder is added has a dielectric loss of 0.01%, and CaZrO 3 powder is added. It turns out that an effect is high. Similarly, the dielectric loss of Comparative Example 2 is 4%, whereas Example 5 to which 3.0 vol% of CaO powder is added has a dielectric loss of 0.05% and CaSnO 3 powder is added by 5.0 vol%. Example 7 was 0.2%, and Example 10 in which 3.0 vol% of CaTiO 3 powder was added was 0.1%. It can be seen that the effect of adding these Ca oxide ceramics is high.
なお、酸化物誘電体層の吸水率は、酸化物誘電体層が形成された基板を水に1時間浸漬し、その前後の質量の差を酸化物誘電体層の質量で割って求めた。吸水率が低いほど緻密性が高いことを示す。また、酸化物誘電体層と基板との密着性はセバスチャン法を用いて測定した。セバスチャン法は、酸化物誘電体層が形成された基板を固定し、酸化物誘電体層の表面に密着試験子を接着剤で固定する。そして、密着試験子を引き上げて酸化物誘電体層が基板から剥がれたときの密着試験子単位面積当りの引き上げ力(kg/mm2)の大きさを密着性の指標とするものであり、引き上げ力が大きいほど密着性が大きいことが示す。 The water absorption rate of the oxide dielectric layer was determined by immersing the substrate on which the oxide dielectric layer was formed in water for 1 hour and dividing the difference in mass before and after that by the mass of the oxide dielectric layer. A lower water absorption indicates higher density. The adhesion between the oxide dielectric layer and the substrate was measured using the Sebastian method. In the Sebastian method, a substrate on which an oxide dielectric layer is formed is fixed, and an adhesion tester is fixed to the surface of the oxide dielectric layer with an adhesive. Then, the magnitude of the pulling force per unit area (kg / mm 2 ) when the adhesion tester is pulled up and the oxide dielectric layer is peeled off from the substrate is used as an index of adhesion. The greater the force, the greater the adhesion.
また、比誘電率は実施例及び比較例のキャパシタの電極に周波数1GHzの高周波電圧を印加して測定した。誘電損失は摂動法を用いて、ネットワークアナライザを使用して測定した。 The relative dielectric constant was measured by applying a high frequency voltage of 1 GHz to the electrodes of the capacitors of the examples and comparative examples. Dielectric loss was measured using a network analyzer using the perturbation method.
次に、実施例11〜20は、混合噴射法を用いて酸化物誘電体材料にMn酸化物セラミックスを添加して成膜したものである。 Next, Examples 11 to 20 are formed by adding Mn oxide ceramics to an oxide dielectric material using a mixed injection method.
[実施例11]
平均粒径0.25μmのSrZrO3粉末に、平均粒径0.5μmのMnO2粉末を4.0vol%添加し、以下実施例1と同様にしてガラス基板上に厚さ50μmのMnO2含有SrZrO3膜を成膜し、合わせて誘電特性測定用のキャパシタを作製した。
[Example 11]
4.0 vol% of MnO 2 powder having an average particle size of 0.5 μm was added to SrZrO 3 powder having an average particle size of 0.25 μm, and SrZrO containing MnO 2 having a thickness of 50 μm on a glass substrate in the same manner as in Example 1. Three films were formed, and a capacitor for measuring dielectric characteristics was also produced.
[実施例12]
平均粒径0.5μmのBa(Zn1/3Ta2/3)O3粉末に、平均粒径0.5μmのMnO2粉末を2.0vol%添加し、以下実施例1と同様にしてガラス基板上に厚さ50μmのMnO2含有Ba(Zn1/3Ta2/3)O3膜を成膜し、誘電特性測定用のキャパシタを作製した。
[Example 12]
To the Ba (Zn 1/3 Ta 2/3 ) O 3 powder having an average particle size of 0.5 μm, 2.0 vol% of MnO 2 powder having an average particle size of 0.5 μm was added. A 50 μm thick MnO 2 -containing Ba (Zn 1/3 Ta 2/3 ) O 3 film was formed on the substrate to produce a capacitor for measuring dielectric properties.
[実施例13]
平均粒径0.5μmのBa(Zn1/3Ta2/3)O3粉末に、平均粒径0.5μmのMnO粉末(高純度化学研究所社製)を3.0vol%添加し、以下実施例1と同様にしてガラス基板上に厚さ50μmのMnO含有Ba(Zn1/3Ta2/3)O3膜を成膜し、誘電特性測定用のキャパシタを作製した。
[Example 13]
To a Ba (Zn 1/3 Ta 2/3 ) O 3 powder having an average particle size of 0.5 μm, 3.0 vol% of MnO powder having an average particle size of 0.5 μm (manufactured by Kojundo Chemical Laboratory Co., Ltd.) was added. In the same manner as in Example 1, a 50 μm-thick MnO-containing Ba (Zn 1/3 Ta 2/3 ) O 3 film was formed on a glass substrate to produce a capacitor for measuring dielectric properties.
[実施例14]
平均粒径0.8μmのBaTi4O9粉末に、平均粒径0.5μmのMnO粉末を3.0vol%添加し、以下実施例1と同様にしてガラス基板上に厚さ50μmのMnO含有BaTi4O9膜を成膜し、誘電特性測定用のキャパシタを作製した。
[Example 14]
To the BaTi 4 O 9 powder having an average particle diameter of 0.8 μm, 3.0 vol% of MnO powder having an average particle diameter of 0.5 μm was added. Thereafter, in the same manner as in Example 1, an MnO-containing BaTi having a thickness of 50 μm was formed on the glass substrate. A 4 O 9 film was formed to produce a capacitor for measuring dielectric characteristics.
[実施例15]
平均粒径0.25μmのSrZrO3粉末に、平均粒径0.5μmのMn2O3粉末(高純度化学研究所社製)を3.0vol%添加し、以下実施例1と同様にしてガラス基板上に厚さ50μmのMn2O3含有SrZrO3膜を成膜し、誘電特性測定用のキャパシタを作製した。
[Example 15]
The average particle size 0.25μm of SrZrO 3 powder, and the average added particle Mn (manufactured by Kojundo Chemical Laboratory Co.) 2 O 3 powder of diameter 0.5μm to 3.0vol%, glass and in the same manner as in Example 1 A 50 μm thick SrZrO 3 film containing Mn 2 O 3 was formed on the substrate to produce a capacitor for measuring dielectric properties.
[実施例16]
平均粒径0.8μmのBaTi4O9粉末に、平均粒径0.5μmのMn2O3粉末を3.0vol%添加し、以下実施例1と同様にしてガラス基板上に厚さ50μmのMn2O3含有BaTi4O9膜を成膜し、誘電特性測定用のキャパシタを作製した。
[Example 16]
To the BaTi 4 O 9 powder having an average particle diameter of 0.8 μm, 3.0 vol% of Mn 2 O 3 powder having an average particle diameter of 0.5 μm was added. An Mn 2 O 3 -containing BaTi 4 O 9 film was formed to produce a capacitor for measuring dielectric properties.
[実施例17]
平均粒径0.25μmのSrZrO3粉末に、平均粒径0.5μmのMn3O4粉末を3.0vol%添加し、以下実施例1と同様にしてガラス基板上に厚さ50μmのMn3O4含有SrZrO3膜を成膜し、誘電特性測定用のキャパシタを作製した。
[Example 17]
To the SrZrO 3 powder having an average particle size of 0.25 μm, 3.0 vol% of Mn 3 O 4 powder having an average particle size of 0.5 μm was added. Thereafter, Mn 3 having a thickness of 50 μm was formed on the glass substrate in the same manner as in Example 1. An O 4 -containing SrZrO 3 film was formed to produce a capacitor for measuring dielectric characteristics.
[実施例18]
平均粒径0.8μmのBaTi4O9粉末に、平均粒径0.5μmのMn3O4粉末を3.0vol%添加し、以下実施例1と同様にしてガラス基板上に厚さ50μmのMn3O4含有BaTi4O9膜を成膜し、誘電特性測定用のキャパシタを作製した。
[Example 18]
To the BaTi 4 O 9 powder having an average particle diameter of 0.8 μm, 3.0 vol% of Mn 3 O 4 powder having an average particle diameter of 0.5 μm was added. A BaTi 4 O 9 film containing Mn 3 O 4 was formed to produce a capacitor for measuring dielectric properties.
[実施例19]
平均粒径0.25μmのSrZrO3粉末に、平均粒径0.5μmのMnTiO3粉末(高純度化学研究所社製)を3.0vol%添加し、以下実施例1と同様にしてガラス基板上に厚さ50μmのMnTiO3含有SrZrO3膜を成膜し、誘電特性測定用のキャパシタを作製した。
[Example 19]
The SrZrO 3 powder having an average particle diameter of 0.25 [mu] m, an average particle diameter of 0.5 [mu] m MnTiO 3 powder of (Kojundo Chemical Laboratory Co., Ltd.) was added 3.0vol%, or less Example 1 and the glass substrate in the same manner Then, a 50 μm thick MrTiO 3 -containing SrZrO 3 film was formed to produce a capacitor for measuring dielectric properties.
[実施例20]
平均粒径0.8μmのBaTi4O9粉末に、平均粒径0.5μmのMnTiO3粉末を3.0vol%添加し、以下実施例1と同様にしてガラス基板上に厚さ50μmのMnTiO3含有BaTi4O9膜を成膜し、誘電特性測定用のキャパシタを作製した。
[Example 20]
The BaTi 4 O 9 powder having an average particle diameter of 0.8 [mu] m, average particle a MnTiO 3 powder diameter 0.5μm was added 3.0vol%, or less Example 1 in the same manner as MnTiO 3 having a thickness of 50μm on a glass substrate A contained BaTi 4 O 9 film was formed to produce a capacitor for measuring dielectric characteristics.
[比較例3]
実施例12においてMnO2粉末を添加しなかった以外は実施例12と同様にしてBaTi4O9膜を成膜した。
[Comparative Example 3]
A BaTi 4 O 9 film was formed in the same manner as in Example 12 except that MnO 2 powder was not added in Example 12.
図6は、Mn酸化物セラミックスを添加した酸化物誘電体層の特性を示す図である。図中、説明の便宜のため図4に示した比較例1を示す。なお、図中、斜線を付した欄はMn酸化物セラミックスを添加していないことを示す。 FIG. 6 is a diagram showing characteristics of an oxide dielectric layer to which Mn oxide ceramics are added. For convenience of explanation, Comparative Example 1 shown in FIG. 4 is shown. In the figure, the hatched column indicates that no Mn oxide ceramics are added.
図6を参照するに、吸水率及び密着強度については、実施例11〜20及び比較例1、3の総てが膜質および機械的強度の点で十分な膜が形成されていることが分かる。 Referring to FIG. 6, with respect to the water absorption rate and the adhesion strength, it can be seen that all of Examples 11 to 20 and Comparative Examples 1 and 3 have a sufficient film formed in terms of film quality and mechanical strength.
誘電特性については、Mn酸化物セラミックスを添加しない比較例1及び3は誘電損失が10%〜15%であるのに対し、Mn酸化物セラミックスを添加した実施例11〜20は誘電損失が0.005%〜0.2%と大幅に低くなっている。より詳細には、酸化物誘電体材料をSrZrO3とする比較例1の誘電損失が10%であるのに対して、MnO2粉末、Mn2O3粉末、Mn3O4粉末、MnTiO3粉末をそれぞれ添加した、実施例11、実施例15、実施例17、実施例19は、誘電損失が0.01%、0.01%、0.1%、0.2%であり、これらのMn酸化物セラミックスの添加により誘電損失が1/1000〜1/50に大幅に低減されていることが分かる。 Regarding dielectric properties, Comparative Examples 1 and 3 to which no Mn oxide ceramics are added have a dielectric loss of 10% to 15%, while Examples 11 to 20 to which Mn oxide ceramics are added have a dielectric loss of 0.2%. 005% to 0.2% is significantly lower. More specifically, while the dielectric loss of Comparative Example 1 in which the oxide dielectric material is SrZrO 3 is 10%, MnO 2 powder, Mn 2 O 3 powder, Mn 3 O 4 powder, MnTiO 3 powder In Example 11, Example 15, Example 17, and Example 19, respectively, were added, and the dielectric loss was 0.01%, 0.01%, 0.1%, and 0.2%. It can be seen that the dielectric loss is greatly reduced to 1/1000 to 1/50 by the addition of oxide ceramics.
また、酸化物誘電体材料をBa(Zn1/3Ta2/3)O3とする比較例3の誘電損失が15%であるのに対して、MnO2粉末、MnO粉末をそれぞれ添加した、実施例12、実施例13は、誘電損失が0.05%、0.005%であり、これらのMn酸化物セラミックスの添加により誘電損失が1/3000〜1/300に大幅に低減されていることが分かる。 Further, while the dielectric loss of Comparative Example 3 in which the oxide dielectric material is Ba (Zn 1/3 Ta 2/3 ) O 3 is 15%, MnO 2 powder and MnO powder were added respectively. In Examples 12 and 13, the dielectric loss is 0.05% and 0.005%, and the addition of these Mn oxide ceramics significantly reduces the dielectric loss to 1/3000 to 1/300. I understand that.
以下、実施例21〜23、比較例4及び5はCa酸化物セラミックスの添加量を異ならせた例である。 Hereinafter, Examples 21 to 23 and Comparative Examples 4 and 5 are examples in which the addition amount of Ca oxide ceramics is varied.
[実施例21〜実施例23]
実施例1の平均粒径0.5μmのCaZrO3粉末を下記の量を添加した以外は実施例1と同様にして、CaZrO3含有SrZrO3膜及びキャパシタを形成した。
[Example 21 to Example 23]
A CaZrO 3 -containing SrZrO 3 film and a capacitor were formed in the same manner as in Example 1 except that the following amount of the CaZrO 3 powder having an average particle diameter of 0.5 μm of Example 1 was added.
実施例21: 0.2vol%
実施例22: 1.0vol%
実施例23:15.0vol%
[比較例4、5]
実施例1の平均粒径0.5μmのCaZrO3粉末を下記の量を添加した以外は実施例1と同様にして、CaZrO3含有SrZrO3膜及びキャパシタを形成した。
Example 21: 0.2 vol%
Example 22: 1.0 vol%
Example 23: 15.0 vol%
[Comparative Examples 4 and 5]
A CaZrO 3 -containing SrZrO 3 film and a capacitor were formed in the same manner as in Example 1 except that the following amount of the CaZrO 3 powder having an average particle diameter of 0.5 μm of Example 1 was added.
比較例4: 0.05vol%
比較例5:25.0vol%
図8は、Ca酸化物セラミックスの添加量を異ならせた酸化物誘電体層の特性を示す図である。図中、説明の便宜のため図5に示した実施例1を示す。
Comparative Example 4: 0.05 vol%
Comparative Example 5: 25.0 vol%
FIG. 8 is a diagram showing the characteristics of oxide dielectric layers with different amounts of Ca oxide ceramic added. In the drawing, the first embodiment shown in FIG. 5 is shown for convenience of explanation.
図8を参照するに、吸水率及び密着強度については、実施例1、21〜23及び比較例4、5の総てが膜質および機械的強度の点で十分な膜が形成されていることが分かる。 Referring to FIG. 8, with respect to the water absorption rate and the adhesion strength, all of Examples 21, 21 to 23 and Comparative Examples 4 and 5 are sufficiently formed in terms of film quality and mechanical strength. I understand.
誘電特性については、比較例4及び5は誘電損失が2%〜5%であるのに対し、CaZrO3粉末の添加量が0.2vol%(実施例21)〜15vol%(実施例23)は0.01%〜0.1%と大幅に低くなっていることが分かる。したがって、添加量をこの範囲とすることにより誘電損失を低減することができる。 Regarding the dielectric properties, Comparative Examples 4 and 5 have a dielectric loss of 2% to 5%, whereas the amount of CaZrO 3 powder added is 0.2 vol% (Example 21) to 15 vol% (Example 23). It can be seen that it is significantly low, from 0.01% to 0.1%. Therefore, the dielectric loss can be reduced by setting the addition amount within this range.
さらに、実施例21と比較例4、実施例23と比較例5の誘電損失の値から、CaZrO3粉末の添加量を0.1vol%〜20vol%まで拡張することができると考えられる。 Furthermore, from the dielectric loss values of Example 21 and Comparative Example 4, Example 23 and Comparative Example 5, it is considered that the amount of CaZrO 3 powder added can be expanded to 0.1 vol% to 20 vol%.
以下、実施例24〜26は、混合噴射法に代えて、酸化物誘電体材料とCa酸化物セラミックスを予め固溶させる方法、同時噴射法、交互噴射法を用いた例である。 Examples 24 to 26 are examples in which a method of dissolving an oxide dielectric material and a Ca oxide ceramic in advance, a simultaneous injection method, and an alternate injection method are used instead of the mixed injection method.
[実施例24]
平均粒径0.25μmのSrZrO3粉末に平均粒径0.5μmのCaZrO3粉末(堺化学社製)を5.0vol%を添加して市販の混合機により撹拌し混合粉体を得た。この混合粉体をアルミナるつぼに入れ、大気中で加熱処理(1000℃、5時間)を行った。加熱処理を行った粉体を市販のボールミルを用いて10時間粉砕処理を行い、平均粒径が0.5μmの固溶された粉体を得た。この粉体を実施例1と同様にしてガラス基板上にCaZrO3含有SrZrO3膜及びキャパシタを形成した。
[Example 24]
To the SrZrO 3 powder having an average particle size of 0.25 μm, 5.0 vol% of CaZrO 3 powder (manufactured by Sakai Chemical Co., Ltd.) having an average particle size of 0.5 μm was added and stirred with a commercially available mixer to obtain a mixed powder. This mixed powder was placed in an alumina crucible and heat-treated in the atmosphere (1000 ° C., 5 hours). The heat-treated powder was pulverized for 10 hours using a commercially available ball mill to obtain a solid-solubilized powder having an average particle size of 0.5 μm. In the same manner as in Example 1, a CaZrO 3 -containing SrZrO 3 film and a capacitor were formed from this powder on a glass substrate.
[実施例25]
図3に示す成膜装置を用いて、平均粒径0.25μmのSrZrO3粉末と、平均粒径0.5μmのCaZrO3粉末をそれぞれエアロゾル発生器11A,11Bに充填し、エアロゾル発生器11Aには圧力19.6Paの高純度窒素ガス(純度99.9%)をキャリアガス(流量:8L/分)に設定し、エアロゾル発生器11Bには圧力9.8Paの高純度窒素ガス(純度99.9%)をキャリアガス(流量:2L/分)に設定して導入した。それぞれのノズル20A、20Bからエアロゾルの噴射を30分行い、ガラス基板上に厚さ50μmのCaZrO3含有SrZrO3膜及びキャパシタを形成した。
[Example 25]
Using the film forming apparatus shown in FIG. 3, and SrZrO 3 powder having an average particle diameter of 0.25 [mu] m, CaZrO 3 powder having an average particle diameter of 0.5μm each aerosol generator 11A, filled into 11B, the aerosol generator 11A Set a high purity nitrogen gas (purity 99.9%) at a pressure of 19.6 Pa as a carrier gas (flow rate: 8 L / min), and the aerosol generator 11B has a high purity nitrogen gas (purity 99.99%). 9%) was introduced as a carrier gas (flow rate: 2 L / min). Aerosol was sprayed from the nozzles 20A and 20B for 30 minutes to form a CaZrO 3 -containing SrZrO 3 film and a capacitor having a thickness of 50 μm on the glass substrate.
[実施例26]
図3に示す成膜装置を用いて、平均粒径0.25μmのSrZrO3粉末と、平均粒径0.5μmのCaZrO3粉末をそれぞれエアロゾル発生器11A,11Bに充填し、エアロゾル発生器11Aには圧力19.6Paの高純度窒素ガス(純度99.9%)をキャリアガス(流量:8L/分)に設定し、エアロゾル発生器11Bには圧力9.8Paの高純度窒素ガス(純度99.9%)をキャリアガス(流量:2L/分)に設定して導入した。それぞれのノズル20A、20Bからエアロゾルを5分毎に交互に計30分噴射を行い、ガラス基板上に厚さ50μmのCaZrO3含有SrZrO3膜及びキャパシタを形成した。
[Example 26]
Using the film forming apparatus shown in FIG. 3, and SrZrO 3 powder having an average particle diameter of 0.25 [mu] m, CaZrO 3 powder having an average particle diameter of 0.5μm each aerosol generator 11A, filled into 11B, the aerosol generator 11A Set a high purity nitrogen gas (purity 99.9%) at a pressure of 19.6 Pa as a carrier gas (flow rate: 8 L / min), and the aerosol generator 11B has a high purity nitrogen gas (purity 99.99%). 9%) was introduced as a carrier gas (flow rate: 2 L / min). Aerosol was alternately ejected from the respective nozzles 20A and 20B every 5 minutes for a total of 30 minutes to form a CaZrO 3 -containing SrZrO 3 film and a capacitor having a thickness of 50 μm on the glass substrate.
図8は、形成方法の異なる酸化物誘電体層の特性を示す図である。図中、説明の便宜のため図5に示した実施例1を示す。 FIG. 8 is a diagram showing the characteristics of oxide dielectric layers formed by different methods. In the drawing, the first embodiment shown in FIG. 5 is shown for convenience of explanation.
図8を参照するに、吸水率及び密着強度については、実施例1及び実施例24〜実施例26の総てが膜質および機械的強度の点で十分な膜が形成されていることが分かる。 Referring to FIG. 8, with respect to the water absorption rate and the adhesion strength, it can be seen that all of Examples 1 and 24 to 26 are sufficiently formed in terms of film quality and mechanical strength.
誘電特性については、実施例1及び実施例24〜実施例26で略同様の0.01%〜0.07%であり、混合噴射法、予め固溶する方法、同時噴射法、交互噴射法のうち、いずれの方法を用いても良好な結果を示すことが分かる。図7では混合噴射法、及び予め固溶する方法が特に優れていることが分かる。 The dielectric properties are 0.01% to 0.07%, which is substantially the same as in Example 1 and Examples 24 to 26. The mixed injection method, the method of dissolving in advance, the simultaneous injection method, and the alternating injection method are the same. Of these, it can be seen that any method is used to provide good results. In FIG. 7, it can be seen that the mixed injection method and the method of dissolving in advance are particularly excellent.
以上本発明の好ましい実施の形態について詳述したが、本発明は係る特定の実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。 The preferred embodiments of the present invention have been described in detail above, but the present invention is not limited to the specific embodiments, and various modifications and changes can be made within the scope of the present invention described in the claims. It can be changed.
なお、以上の説明に関して更に以下の付記を開示する。
(付記1) 酸化物誘電体層と導電体層とが積層されてなる回路基板であって、
前記酸化物誘電体層は、エアロゾル化した微粒子材料を吹き付けて堆積されてなり、酸化物誘電体材料と、該酸化物誘電体材料の酸素欠損を防止する酸素欠損防止剤とを含むことを特徴とする回路基板。
(付記2) 前記導電体層は、金属あるいは合金材料よりなる連続膜であることを特徴とする付記1記載の回路基板。
(付記3) 前記酸化物誘電体層と、
当該酸化物誘電体層を挟み、前記導電体層の一部からなる電極層と、からなるキャパシタを有し、
前記酸化物誘電体材料が、TiO2、BaTiO3、BaSrTiO3、BaTiZrO3、BaTi4O9、Ba2Ti9O20、Ba(Mg1/3Ta2/3)O3、Ba(Zn1/3Ta2/3)O3、Ba(Zn1/3Nb2/3)O3、及びZrSnTiO4からなる群のうち、少なくともいずれか1種を含むことを特徴とする付記1または2記載の回路基板。
(付記4) 前記酸素欠損防止剤が酸素原子を有する酸化剤であり、
前記酸化剤の含有量は0.1体積%〜15体積%の範囲に設定されることを特徴とする付記1〜3のうち、いずれか一項記載の回路基板。
(付記5) 前記酸化物誘電体材料の平均粒径は10nm〜10μmの範囲に設定されることを特徴とする付記1〜4のうち、いずれか一項記載の回路基板。
(付記6) 前記酸化剤はCa酸化物セラミックスまたはMn酸化物セラミックスであることを特徴とする付記4または5記載の回路基板。
(付記7) 前記Ca酸化物セラミックスはCaO、CaTiO3、CaZrO3、及びCaSnO3からなる群のうち少なくとも1種を含むことを特徴とする付記6項記載の回路基板。
(付記8) 前記Mn酸化物セラミックスはMnO、MnO2、Mn2O3、Mn3O4、及びMnTiO3からなる群のうち少なくとも1種を含むことを特徴とする付記6記載の回路基板。
(付記9) エアロゾル化した微粒子材料を吹き付けて堆積されてなる酸化物誘電体層を有し、
前記酸化物誘電体層は、酸化物誘電体材料と、該酸化物誘電体材料の酸素欠損を防止する酸素欠損防止剤とを含むことを特徴とする受動部品。
(付記10) 酸化物誘電体層と導電体層とが積層されてなる回路基板の製造方法であって、
微粒子よりなる酸化物誘電体材料及び酸素欠損防止剤をエアロゾル化して基板に吹き付けて酸化物誘電体層を形成する工程とを含む回路基板の製造方法。
(付記11) 酸化物誘電体層と導電体層とが積層されてなる回路基板の製造方法であって、
微粒子よりなる酸化物誘電体材料及び酸素欠損防止剤を混合して微粒子混合物を形成する工程と、
前記微粒子混合物をエアロゾル化して基板に吹き付けて酸化物誘電体層を形成する工程とを含む回路基板の製造方法。
(付記12) 酸化物誘電体層と導電体層とが積層されてなる回路基板の製造方法であって、
微粒子よりなる酸化物誘電体材料及び酸素欠損防止剤を各々異なる噴射ノズルより同時あるいは交互に吹き付けて酸化物誘電体層を形成する工程とを含む回路基板の製造方法。
In addition, the following additional notes are disclosed regarding the above description.
(Appendix 1) A circuit board in which an oxide dielectric layer and a conductor layer are laminated,
The oxide dielectric layer is deposited by spraying an aerosolized fine particle material, and includes an oxide dielectric material and an oxygen deficiency preventing agent for preventing oxygen deficiency of the oxide dielectric material. A circuit board.
(Additional remark 2) The said conductor layer is a continuous film which consists of a metal or an alloy material, The circuit board of
(Supplementary Note 3) The oxide dielectric layer;
Having an oxide layer sandwiched between the oxide dielectric layers and an electrode layer made of a part of the conductor layer,
The oxide dielectric material is TiO 2 , BaTiO 3 , BaSrTiO 3 , BaTiZrO 3 , BaTi 4 O 9 , Ba 2 Ti 9 O 20 , Ba (Mg 1/3 Ta 2/3 ) O 3 , Ba (Zn 1
(Appendix 4) The oxygen deficiency inhibitor is an oxidizing agent having an oxygen atom,
Content of the said oxidizing agent is set to the range of 0.1 volume%-15 volume%, The circuit board as described in any one of Additional remarks 1-3 characterized by the above-mentioned.
(Additional remark 5) The average particle diameter of the said oxide dielectric material is set to the range of 10 nm-10 micrometers, The circuit board as described in any one of Additional remarks 1-4 characterized by the above-mentioned.
(Additional remark 6) The said oxidizing agent is Ca oxide ceramics or Mn oxide ceramics, The circuit board of
(Supplementary Note 7) The Ca oxide ceramics CaO, CaTiO 3, CaZrO 3, and the circuit board according to
(Supplementary Note 8) The
(Additional remark 9) It has the oxide dielectric layer formed by spraying the aerosol-formed fine particle material,
The passive component, wherein the oxide dielectric layer includes an oxide dielectric material and an oxygen deficiency preventing agent for preventing oxygen deficiency of the oxide dielectric material.
(Additional remark 10) It is a manufacturing method of the circuit board formed by laminating | stacking an oxide dielectric material layer and a conductor layer,
Forming an oxide dielectric layer by aerosolizing an oxide dielectric material made of fine particles and an oxygen deficiency preventive agent and spraying it on the substrate.
(Additional remark 11) It is a manufacturing method of the circuit board formed by laminating | stacking an oxide dielectric material layer and a conductor layer,
Mixing an oxide dielectric material comprising fine particles and an oxygen deficiency inhibitor to form a fine particle mixture;
Forming the oxide dielectric layer by aerosolizing the fine particle mixture and spraying the mixture onto the substrate.
(Additional remark 12) It is a manufacturing method of the circuit board formed by laminating | stacking an oxide dielectric material layer and a conductor layer,
Forming an oxide dielectric layer by spraying an oxide dielectric material made of fine particles and an oxygen deficiency preventing agent simultaneously or alternately from different spray nozzles.
10 回路基板
11 ベース基板
12 下部配線層
13 キャパシタ層
14 上部配線層
15 第1導電体層
16 第1層間絶縁層
17、20、26 ビア
18 第2導電体層
19 第2層間絶縁層
21 第1電極層
22 誘電体層
23 第2電極層
24 第3層間絶縁層
25 第3導電体層
27 キャパシタ
28 スパイラルインダクタ
30 積層セラミックコンデンサ
31 第1外部電極層
32 第2外部電極層
50、70 AD膜形成装置
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記酸化物誘電体層と、
当該酸化物誘電体層を挟み、前記導電体層の一部からなる電極層と、からなるキャパシタを有し、
前記酸化物誘電体層は、エアロゾル化した微粒子材料を吹き付けて堆積されてなり、酸化物誘電体材料と、該酸化物誘電体材料の酸素欠損を防止する酸素欠損防止剤とを含み、
前記キャパシタは、前記酸化物誘電体層を堆積させた後に熱処理を施すことなく形成されるものであって、
前記酸化物誘電体材料が、TiO2、BaTiO3、BaSrTiO3、BaTiZrO3、BaTi4O9、Ba2Ti9O20、Ba(Mg1/3Ta2/3)O3、Ba(Zn1/3Ta2/3)O3、Ba(Zn1/3Nb2/3)O3、及びZrSnTiO4からなる群のうち、少なくともいずれか1種を含むことを特徴とする回路基板。 A circuit board in which an oxide dielectric layer and a conductor layer are laminated,
The oxide dielectric layer;
Having an oxide layer sandwiched between the oxide dielectric layers and an electrode layer made of a part of the conductor layer,
The oxide dielectric layer is deposited by spraying aerosolized fine particle material, and includes an oxide dielectric material, and an oxygen deficiency preventing agent for preventing oxygen deficiency of the oxide dielectric material,
The capacitor is formed without performing a heat treatment after depositing the oxide dielectric layer,
The oxide dielectric material is TiO 2 , BaTiO 3 , BaSrTiO 3 , BaTiZrO 3 , BaTi 4 O 9 , Ba 2 Ti 9 O 20 , Ba (Mg 1/3 Ta 2/3 ) O 3 , Ba (Zn 1 / 3 Ta 2/3 ) O 3 , Ba (Zn 1/3 Nb 2/3 ) O 3 , and a circuit board comprising at least one selected from the group consisting of ZrSnTiO 4 .
前記酸化剤の含有量は0.1体積%〜15体積%の範囲に設定されることを特徴とする請求項1記載の回路基板。 The oxygen deficiency inhibitor is an oxidizing agent having an oxygen atom;
2. The circuit board according to claim 1, wherein the content of the oxidizing agent is set in a range of 0.1 volume% to 15 volume%.
当該酸化物誘電体層を挟み、前記導電体層の一部からなる電極層と、からなるキャパシタと、を有し、
前記酸化物誘電体層は、酸化物誘電体材料と、該酸化物誘電体材料の酸素欠損を防止する酸素欠損防止剤とを含み、
前記キャパシタは、前記酸化物誘電体層を堆積させた後に熱処理を施すことなく形成されるものであって、
前記酸化物誘電体材料が、TiO2、BaTiO3、BaSrTiO3、BaTiZrO3、BaTi4O9、Ba2Ti9O20、Ba(Mg1/3Ta2/3)O3、Ba(Zn1/3Ta2/3)O3、Ba(Zn1/3Nb2/3)O3、及びZrSnTiO4からなる群のうち、少なくともいずれか1種を含むものであることを特徴とする受動部品。 An oxide dielectric layer deposited by spraying aerosolized particulate material;
A capacitor composed of an electrode layer composed of a part of the conductor layer with the oxide dielectric layer sandwiched therebetween,
The oxide dielectric layer includes an oxide dielectric material and an oxygen deficiency preventing agent for preventing oxygen deficiency of the oxide dielectric material,
The capacitor is formed without performing a heat treatment after depositing the oxide dielectric layer,
The oxide dielectric material is TiO 2 , BaTiO 3 , BaSrTiO 3 , BaTiZrO 3 , BaTi 4 O 9 , Ba 2 Ti 9 O 20 , Ba (Mg 1/3 Ta 2/3 ) O 3 , Ba (Zn 1 / 3 Ta 2/3 ) O 3 , Ba (Zn 1/3 Nb 2/3 ) O 3 , and a passive component comprising at least one of the group consisting of ZrSnTiO 4 .
前記回路基板は、前記酸化物誘電体層と、当該酸化物誘電体層を挟み、前記導電体層の一部からなる電極層と、からなるキャパシタを有しており、
微粒子よりなる酸化物誘電体材料及び酸素欠損防止剤をエアロゾル化して基板に吹き付けて酸化物誘電体層を形成する工程とを含み、
前記酸化物誘電体層を形成する工程は、前記酸化物誘電体層を堆積させた後に熱処理を施さないものであって、
前記酸化物誘電体材料が、TiO2、BaTiO3、BaSrTiO3、BaTiZrO3、BaTi4O9、Ba2Ti9O20、Ba(Mg1/3Ta2/3)O3、Ba(Zn1/3Ta2/3)O3、Ba(Zn1/3Nb2/3)O3、及びZrSnTiO4からなる群のうち、少なくともいずれか1種を含むものであることを特徴とする回路基板の製造方法。 A method of manufacturing a circuit board in which an oxide dielectric layer and a conductor layer are laminated,
The circuit board has a capacitor comprising the oxide dielectric layer and an electrode layer sandwiching the oxide dielectric layer and comprising a part of the conductor layer,
Forming an oxide dielectric material layer and forming an oxide dielectric layer by aerosolizing an oxide dielectric material made of fine particles and an oxygen deficiency preventive agent and spraying it on a substrate;
The step of forming the oxide dielectric layer is a step in which heat treatment is not performed after the oxide dielectric layer is deposited,
The oxide dielectric material is TiO 2 , BaTiO 3 , BaSrTiO 3 , BaTiZrO 3 , BaTi 4 O 9 , Ba 2 Ti 9 O 20 , Ba (Mg 1/3 Ta 2/3 ) O 3 , Ba (Zn 1 / 3 Ta 2/3 ) O 3 , Ba (Zn 1/3 Nb 2/3 ) O 3 , and ZrSnTiO 4 , which contains at least one of the groups Method.
前記回路基板は、前記酸化物誘電体層と、当該酸化物誘電体層を挟み、前記導電体層の一部からなる電極層と、からなるキャパシタを有しており、
微粒子よりなる酸化物誘電体材料及び酸素欠損防止剤を混合して微粒子混合物を形成する工程と、
前記微粒子混合物をエアロゾル化して基板に吹き付けて酸化物誘電体層を形成する工程とを含み、
前記酸化物誘電体層を形成する工程は、前記酸化物誘電体層を堆積させた後に熱処理を施さないものであって、
前記酸化物誘電体材料が、TiO2、BaTiO3、BaSrTiO3、BaTiZrO3、BaTi4O9、Ba2Ti9O20、Ba(Mg1/3Ta2/3)O3、Ba(Zn1/3Ta2/3)O3、Ba(Zn1/3Nb2/3)O3、及びZrSnTiO4からなる群のうち、少なくともいずれか1種を含むものであることを特徴とする回路基板の製造方法。 A method of manufacturing a circuit board in which an oxide dielectric layer and a conductor layer are laminated,
The circuit board has a capacitor comprising the oxide dielectric layer and an electrode layer sandwiching the oxide dielectric layer and comprising a part of the conductor layer,
Mixing an oxide dielectric material comprising fine particles and an oxygen deficiency inhibitor to form a fine particle mixture;
Aerosolizing the particulate mixture and spraying the substrate to form an oxide dielectric layer,
The step of forming the oxide dielectric layer is a step in which heat treatment is not performed after the oxide dielectric layer is deposited,
The oxide dielectric material is TiO 2 , BaTiO 3 , BaSrTiO 3 , BaTiZrO 3 , BaTi 4 O 9 , Ba 2 Ti 9 O 20 , Ba (Mg 1/3 Ta 2/3 ) O 3 , Ba (Zn 1 / 3 Ta 2/3 ) O 3 , Ba (Zn 1/3 Nb 2/3 ) O 3 , and ZrSnTiO 4 , which contains at least one of the groups Method.
前記回路基板は、前記酸化物誘電体層と、当該酸化物誘電体層を挟み、前記導電体層の一部からなる電極層と、からなるキャパシタを有しており、
微粒子よりなる酸化物誘電体材料及び酸素欠損防止剤を各々異なる噴射ノズルより同時あるいは交互に吹き付けて酸化物誘電体層を形成する工程とを含み、
前記酸化物誘電体層を形成する工程は、前記酸化物誘電体層を堆積させた後に熱処理を施さないものであって、
前記酸化物誘電体材料が、TiO2、BaTiO3、BaSrTiO3、BaTiZrO3、BaTi4O9、Ba2Ti9O20、Ba(Mg1/3Ta2/3)O3、Ba(Zn1/3Ta2/3)O3、Ba(Zn1/3Nb2/3)O3、及びZrSnTiO4からなる群のうち、少なくともいずれか1種を含むものであることを特徴とする回路基板の製造方法。 A method of manufacturing a circuit board in which an oxide dielectric layer and a conductor layer are laminated,
The circuit board has a capacitor comprising the oxide dielectric layer and an electrode layer sandwiching the oxide dielectric layer and comprising a part of the conductor layer,
Forming an oxide dielectric layer by spraying an oxide dielectric material made of fine particles and an oxygen deficiency inhibitor simultaneously or alternately from different spray nozzles,
The step of forming the oxide dielectric layer is a step in which heat treatment is not performed after the oxide dielectric layer is deposited,
The oxide dielectric material is TiO 2 , BaTiO 3 , BaSrTiO 3 , BaTiZrO 3 , BaTi 4 O 9 , Ba 2 Ti 9 O 20 , Ba (Mg 1/3 Ta 2/3 ) O 3 , Ba (Zn 1 / 3 Ta 2/3 ) O 3 , Ba (Zn 1/3 Nb 2/3 ) O 3 , and ZrSnTiO 4 , which contains at least one of the groups Method.
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