(57)【要約】【課題】容量、誘電率、及び信頼性を向上させることができる誘電体組成物及びそれを用いた電子部品を提供する。【解決手段】本発明は、カルシウム（Ｃａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、チタン（Ｔｉ）が一部固溶されて修正された（Ｃａ１−ｘＳｒｘ）（Ｚｒ１−ｙＴｉｙ）Ｏ３を含む母材粉末（ｘ＝０．７、ｙ＝０．０３）と、マンガン（Ｍｎ）酸化物または炭酸塩を含む第１副成分と、前記母材粉末１００モル（ｍｏｌ）に対して、２〜３モルのイットリウム（Ｙ）酸化物または炭酸塩を含む第２副成分と、ケイ素（Ｓｉ）酸化物または炭酸塩を含む第３副成分と、を含む、誘電体組成物及びそれを用いた電子部品を提供する。【選択図】図１
2020023423.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
カルシウム（Ｃａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、チタン（Ｔｉ）が一部固溶されて修正された（Ｃａ１−ｘＳｒｘ）（Ｚｒ１−ｙＴｉｙ）Ｏ３を含む母材粉末（ｘ＝０．７、ｙ＝０．０３）と、
マンガン（Ｍｎ）酸化物または炭酸塩を含む第１副成分と、
前記母材粉末１００モル（ｍｏｌ）に対して、２〜３モルのイットリウム（Ｙ）酸化物または炭酸塩を含む第２副成分と、
ケイ素（Ｓｉ）酸化物または炭酸塩を含む第３副成分と、を含む、誘電体組成物。
【請求項２】
前記第１副成分の含量に対する前記第２副成分の含量の割合が０．６〜１．０である、請求項１に記載の誘電体組成物。
【請求項３】
カルシウム（Ｃａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、チタン（Ｔｉ）が一部固溶されて修正された（Ｃａ１−ｘＳｒｘ）（Ｚｒ１−ｙＴｉｙ）Ｏ３を含む母材粉末（ｘ＝０．７、ｙ＝０．０３）と、
マンガン（Ｍｎ）酸化物または炭酸塩を含む第１副成分と、
前記母材粉末１００モル（ｍｏｌ）に対して、２〜３モルのジスプロシウム（Ｄｙ）を含む第２副成分と、
ケイ素（Ｓｉ）酸化物または炭酸塩を含む第３副成分と、を含む、誘電体組成物。
【請求項４】
前記第１副成分の含量に対する前記第２副成分の含量の割合が０．６〜１．０である、請求項３に記載の誘電体組成物。
【請求項５】
複数の誘電体層と内部電極を含む本体と、
前記本体に前記内部電極と接続されるように配置される外部電極と、を含み、
前記複数の誘電体層は、カルシウム（Ｃａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、チタン（Ｔｉ）が一部固溶されて修正された（Ｃａ１−ｘＳｒｘ）（Ｚｒ１−ｙＴｉｙ）Ｏ３を含む母材粉末（ｘ＝０．７、ｙ＝０．０３）と、マンガン（Ｍｎ）酸化物または炭酸塩を含む第１副成分と、前記母材粉末１００モル（ｍｏｌ）に対して、２〜３モルのイットリウム（Ｙ）を含む第２副成分と、ケイ素（Ｓｉ）酸化物または炭酸塩を含む第３副成分と、を含む、電子部品。
【請求項６】
前記複数の誘電体層は、前記第１副成分の含量に対する前記第２副成分の含量の割合が０．６〜１．０である、請求項５に記載の電子部品。
【請求項７】
前記内部電極がニッケル（Ｎｉ）またはＮｉ合金を含む、請求項５に記載の電子部品。
【請求項８】
複数の誘電体層と内部電極を含む本体と、
前記本体に前記内部電極と接続されるように配置される外部電極と、を含み、
前記複数の誘電体層は、カルシウム（Ｃａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、チタン（Ｔｉ）が一部固溶されて修正された（Ｃａ１−ｘＳｒｘ）（Ｚｒ１−ｙＴｉｙ）Ｏ３を含む母材粉末（ｘ＝０．７、ｙ０．０３）と、マンガン（Ｍｎ）酸化物または炭酸塩を含む第１副成分と、前記母材粉末１００モル（ｍｏｌ）に対して、２〜３モルのジスプロシウム（Ｄｙ）を含む第２副成分と、ケイ素（Ｓｉ）酸化物または炭酸塩を含む第３副成分と、を含む、電子部品。
【請求項９】
前記複数の誘電体層は、前記第１副成分の含量に対する前記第２副成分の含量の割合が０．６〜１．０である、請求項８に記載の電子部品。
【請求項１０】
前記内部電極がニッケル（Ｎｉ）またはＮｉ合金を含む、請求項８に記載の電子部品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は誘電体組成物及びそれを用いた電子部品に関する。
【背景技術】
【０００２】
積層型キャパシタ（ＭＬＣＣ）、インダクタ、圧電素子、バリスタ（ｖａｒｉｓｔｏｒ）、チップ抵抗、及びサーミスタなどは、誘電体材料を使用する電子部品である。
【０００３】
上記電子部品は、用途及び容量に応じて様々な大きさと形状を有し、最近では、電子製品の小型化、軽量化、及び多機能化の傾向に対応するために、超小型化、超高容量化、及び昇圧化などが求められている。
【０００４】
このように、上記電子部品は、超小型化のために誘電体層の厚さを薄くし、超高容量化のためにできるだけ多くの内部電極を積層して製造されることができる。
【０００５】
しかし、誘電体層の厚さを薄くし、昇圧化させると、昇圧化によって誘電体層にかかる電界の強さが高くなるため、ＤＣ−バイアス（ｂｉａｓ）特性が悪化し得る。
【０００６】
また、誘電体層の薄層化によって層間に印加される電圧（Ｖ／ｍ）が大きくなり、微細構造上の欠陥が発生して絶縁抵抗（ＩＲ：Ｉｎｓｕｌａｔｉｏｎ  Ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ）のような耐電圧特性が悪化し、電子部品の信頼性が低下し得る。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許第５１８２５３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の目的は、容量、誘電率、及び信頼性を向上させることができる誘電体組成物及びそれを用いた電子部品を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一側面は、カルシウム（Ｃａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、チタン（Ｔｉ）が一部固溶されて修正された（Ｃａ１−ｘＳｒｘ）（Ｚｒ１−ｙＴｉｙ）Ｏ３を含む母材粉末（ｘ＝０．７、ｙ＝０．０３）と、マンガン（Ｍｎ）酸化物または炭酸塩を含む第１副成分と、上記母材粉末１００モル（ｍｏｌ）に対して、２〜３モルのイットリウム（Ｙ）酸化物または炭酸塩を含む第２副成分と、ケイ素（Ｓｉ）酸化物または炭酸塩を含む第３副成分と、を含む、誘電体組成物を提供する。
【００１０】
本発明の他の側面は、カルシウム（Ｃａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、チタン（Ｔｉ）が一部固溶されて修正された（Ｃａ１−ｘＳｒｘ）（Ｚｒ１−ｙＴｉｙ）Ｏ３を含む母材粉末（ｘ＝０．７、ｙ＝０．０３）と、マンガン（Ｍｎ）酸化物または炭酸塩を含む第１副成分と、上記母材粉末１００モル（ｍｏｌ）に対して、２〜３モルのジスプロシウム（Ｄｙ）を含む第２副成分と、ケイ素（Ｓｉ）酸化物または炭酸塩を含む第３副成分と、を含む、誘電体組成物を提供する。
【００１１】
本発明の一実施形態において、上記第１副成分の含量に対する上記第２副成分の含量の割合は０．６〜１．０であることができる。
【００１２】
本発明のさらに他の一側面は、複数の誘電体層と内部電極を含む本体と、上記本体に上記内部電極と接続されるように配置される外部電極と、を含み、上記誘電体層が上記誘電体組成物を含む、電子部品を提供する。
【００１３】
本発明の一実施形態において、上記誘電体層は、上記第１副成分の含量に対する上記第２副成分の含量の割合が０．６〜１．０であることができる。
【００１４】
本発明の一実施形態において、上記内部電極は、ニッケル（Ｎｉ）またはＮｉ合金を含むことができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の実施形態によると、誘電体層の厚さを１．５ｕｍ以下にしてもＣ０Ｇ特性を満足しながら信頼性を確保できる電子部品を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施形態による電子部品を概略的に示した斜視図である。
【図２】図１のＩ−Ｉ'線に沿った断面図である。
【図３】図１のキャパシタ本体を概略的に示した分離斜視図である。
【図４】（ａ）〜（ｃ）は、従来の誘電体層と、本発明の実施形態による誘電体層をそれぞれ示したＳＥＭ写真である。
【図５】従来の誘電体組成物を用いた積層型キャパシタと、本発明のＤｙを含む誘電体組成物を用いた積層型キャパシタの信頼性を示したグラフである。
【図６】従来の誘電体組成物を用いた積層型キャパシタと、本発明のＹを含む誘電体組成物を用いた積層型キャパシタの信頼性を示したグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下では、添付の図面を参照して本発明の好ましい実施形態について説明する。しかし、本発明の実施形態は様々な他の形態に変形されることができ、本発明の範囲は以下で説明する実施形態に限定されない。また、本発明の実施形態は、当該技術分野で平均的な知識を有する者に本発明をより完全に説明するために提供されるものである。したがって、図面における要素の形状及び大きさなどはより明確な説明のために拡大縮小表示（又は強調表示や簡略化表示）がされることがある。また、各実施形態の図面に示された同一の思想の範囲内において機能が同一である構成要素に対しては、同一の参照符号を使用して説明する。
【００１８】
さらに、明細書全体において、ある部分がある構成要素を「含む」とするとき、特に反対の記載がない限り、他の構成要素を除外する意味ではなく、他の構成要素をさらに含むことができることを意味する。
【００１９】
本発明は、誘電体組成物に関するものであり、本発明の実施形態による誘電体組成物を含む電子部品は、積層型キャパシタ、インダクタ、圧電素子、バリスタ、チップ抵抗、及びサーミスタなどがあり、下記では電子製品の一例として積層型キャパシタについて説明する。
【００２０】
以下、本発明の実施形態を明確に説明するために、本体１１０の方向を定義すると、図面に示されているＸ、Ｙ、及びＺはそれぞれ、本体１１０の長さ方向、幅方向、及び厚さ方向を示す。
【００２１】
また、本実施形態においてＺ方向は、誘電体層が積層される積層方向と同一の概念として使用することができる。
【００２２】
図１〜図３を参照すると、本実施形態による積層型キャパシタ１００は、複数の誘電体層１１１及び第１及び第２内部電極１２１、１２２を含む本体１１０と、第１及び第２外部電極１３１、１３２と、を含む。
【００２３】
本体１１０は、複数の誘電体層１１１をＺ方向に積層した後に焼成したものであり、本体１１０において互いに隣接する誘電体層１１１の間の境界は、走査電子顕微鏡（ＳＥＭ：Ｓｃａｎｎｉｎｇ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）を利用せずには確認し難いほど一体化することができる。
【００２４】
このとき、本体１１０の形状は特に制限されないが、ほぼ直方体形状であることができる。しかし、本発明はこれに限定されない。
【００２５】
また、本体１１０の形状、寸法、及び誘電体層１１１の積層数は、本実施形態の図面に示されたものに限定されない。
【００２６】
本実施形態では、説明の便宜のために、本体１１０のＺ方向に互いに対向する両面を第１及び第２面１、２と定義し、第１及び第２面１、２と連結され、Ｘ方向に互いに対向する両面を第３及び第４面３、４と定義し、第１及び第２面１、２と連結され、かつ第３及び第４面３、４と連結され、Ｙ方向に互いに対向する両面を第５及び第６面５、６と定義する。
【００２７】
また、本実施形態において、積層型キャパシタ１００の実装面は、本体１１０の第１面１であることができる。
【００２８】
また、本体１１０は、キャパシタの容量形成に寄与する部分としての活性領域１１５と、上下マージン部として、Ｚ方向に活性領域１１５の上下部にそれぞれ形成される上部及び下部カバー１１２、１１３と、を含むことができる。
【００２９】
上部及び下部カバー１１２、１１３は、内部電極を含まないことを除き、誘電体層１１１と同一の材料及び構成を有することができる。
【００３０】
このとき、上部及び下部カバー１１２、１１３は、単一の誘電体層または２つ以上の誘電体層を活性領域１１５の上下面にそれぞれＺ方向に積層して形成することができ、基本的には物理的または化学的ストレスによる第１及び第２内部電極１２１、１２２の損傷を防止する役割を果たすことができる。
【００３１】
第１及び第２内部電極１２１、１２２は、互いに異なる極性が印加される電極であって、誘電体層１１１を挟んでＺ方向に沿って交互に配置され、一端が本体１１０の第３及び第４面３、４を介してそれぞれ露出することができる。
【００３２】
このとき、第１及び第２内部電極１２１、１２２は、中間に配置された誘電体層１１１によって互いに電気的に絶縁されることができる。
【００３３】
また、本体１１０の第３及び第４面３、４を介して交互に露出される第１及び第２内部電極１２１、１２２の端部は、本体１１０の第３及び第４面３、４に配置される第１及び第２外部電極１３１、１３２とそれぞれ接続されて電気的に連結されることができる。
【００３４】
上記のような構成により、第１及び第２外部電極１３１、１３２に所定の電圧が印加されると、第１及び第２内部電極１２１、１２２の間に電荷が蓄積される。
【００３５】
このとき、積層型キャパシタ１００の静電容量は、活性領域１１５においてＺ方向に沿って互いに重なる第１及び第２内部電極１２１、１２２が互いに重なる面積と比例する。
【００３６】
また、第１及び第２内部電極１２１、１２２は、ニッケル（Ｎｉ）またはニッケル合金を含むことができる。
【００３７】
上記Ｎｉ合金は、マンガン（Ｍｎ）、クロム（Ｃｒ）、コバルト（Ｃｏ）、硫黄（Ｓ）、スズ（Ｓｎ）、及びアルミニウム（Ａｌ）から選択された１種以上の元素であることができる。
【００３８】
第１及び第２外部電極１３１、１３２は、互いに異なる極性の電圧が加えられるものであって、本体１１０のＸ方向の両端部にそれぞれ配置され、本体１１０の第３及び第４面３、４を介して露出する第１及び第２内部電極１２１、１２２の端部と接続されて電気的に連結され、キャパシタ回路を構成することができる。
【００３９】
このとき、第１及び第２外部電極１３１、１３２に含まれる導電材は、特に限定されないが、導電性に優れたＮｉ、銅（Ｃｕ）、またはそれらの合金を用いることができる。
【００４０】
また、第１及び第２外部電極１３１、１３２は、必要に応じて本体１１０の第３及び第４面３、４に形成される導電層と、上記導電層上に形成されるめっき層と、を含むことができる。
【００４１】
上記めっき層は、ニッケル（Ｎｉ）めっき層と、上記ニッケル（Ｎｉ）めっき層上に形成されるスズ（Ｓｎ）めっき層と、を含むことができる。
【００４２】
また、第１外部電極１３１は、第１頭部１３１ａと、第１バンド部１３１ｂと、を含むことができる。
【００４３】
第１頭部１３１ａは、本体１１０の第３面３に形成されて第１内部電極１２１と接続される部分であり、第１バンド部１３１ｂは、第１頭部１３１ａから本体１１０の第１面１の一部まで延長される部分である。
【００４４】
このとき、第１バンド部１３１ｂは、固着強度の向上などのために、本体１１０の第５及び第６面５、６の一部及び第２面２の一部までさらに延長されることができる。
【００４５】
また、第２外部電極１３２は、第２頭部１３２ａと、第２バンド部１３２ｂと、を含むことができる。
【００４６】
第２頭部１３２ａは、本体１１０の第４面４に形成されて第２内部電極１２２と接続される部分であり、第２バンド部１３２ｂは、第２頭部１３２ａから本体１１０の第１面１の一部まで延長される部分である。
【００４７】
このとき、第２バンド部１３２ｂは、固着強度の向上などのために、キャパシタ本体１１０の第５及び第６面５、６の一部及び第２面２の一部までさらに延長されることができる。
【００４８】
本実施形態において、本体１１０に含まれる誘電体層１１１は、耐還元性誘電体組成物を含有することができ、上記誘電体組成物は、ＥＩＡ規格で規定するＣ０Ｇ組成物である。
【００４９】
本実施形態による誘電体組成物は、カルシウム（Ｃａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、チタン（Ｔｉ）が一部固溶されて修正された（Ｃａ１−ｘＳｒｘ）（Ｚｒ１−ｙＴｉｙ）Ｏ３を含む母材粉末（ｘ＝０．７、ｙ＝０．０３）と、マンガン（Ｍｎ）酸化物または炭酸塩を含む第１副成分と、上記母材粉末１００モル（ｍｏｌ）に対して、２〜３モルのイットリウム（Ｙ）またはジスプロシウム（Ｄｙ）を含む第２副成分と、ケイ素（Ｓｉ）酸化物または炭酸塩を含む第３副成分と、を含む。
【００５０】
かかる誘電体組成物で誘電体層１１１を形成する場合、１，３００℃以下の還元雰囲気で焼成が可能となり、これにより、第１及び第２内部電極１２１、１２２の材料としてニッケル（Ｎｉ）またはＮｉ合金を使用することができる。
【００５１】
したがって、優れた冷結晶化温度（ＴＣＣ：Ｃｏｌｄ  Ｃｒｙｓｔａｌｌｉｚａｔｉｏｎ  Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ）及びＤＣ−ｂｉａｓ特性を有することができ、高い信頼性を確保することができる。
【００５２】
以下、本発明の実施形態による誘電体組成物の各成分について、より具体的に説明する。
【００５３】
ａ）母材粉末
上記母材粉末は誘電体の主成分であり、カルシウム（Ｃａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、チタン（Ｔｉ）が一部固溶されて修正された（Ｃａ１−ｘＳｒｘ）（Ｚｒ１−ｙＴｉｙ）Ｏ３（以下、「ＣＳＺＴ」と表記する）を含む。ここで、ｘまたはｙの割合に比例して誘電率が線形的に変化するが、ｘまたはｙが増加するにつれて誘電率もそれに比例して増加する。しかし、Ｃ０Ｇ特性を満足させるためには、誘電率を適切に制御する必要があり、上記ｘは０．７、上記ｙは０．０３であることが好ましい。
【００５４】
ｂ）第１副成分
上記第１副成分は、マンガン（Ｍｎ）酸化物または炭酸塩を含むことができる。
【００５５】
上記マンガン酸化物または炭酸塩の形態は特に制限されない。
【００５６】
また、上記第１副成分は、耐還元性を付与し、微細構造の緻密化を向上させ、かつ安定した高温加速寿命を維持する役割を果たすことができる。
【００５７】
ｃ）第２副成分
上記第２副成分としては、希土類元素（Ｒａｒｅ  ｅａｒｔｈ  ｅｌｅｍｅｎｔ）であるイットリウム（Ｙ）またはジスプロシウム（Ｄｙ）酸化物または炭酸塩を含むことができる。
【００５８】
上記ＹまたはＤｙ酸化物または炭酸塩の形態は特に制限されない。
【００５９】
また、上記第２副成分は、粒成長を制御し、かつグレイン（Ｇｒａｉｎ）分布を均一化させることにより、信頼性を向上させる役割を果たすことができる。
【００６０】
このとき、上記第２副成分は、上記母材粉末１００モル（ｍｏｌ）に対して２〜３モルを含む。
【００６１】
ｄ）第３副成分
上記第３副成分としては、ケイ素（Ｓｉ）酸化物または炭酸塩を含むことができる。
【００６２】
上記Ｓｉ酸化物または炭酸塩の形態は特に制限されない。
【００６３】
また、上記第３副成分は、焼結助剤の役割を果たすものであり、焼結温度を低下させ、主成分である上記母材粉末、上記第１副成分、上記第２副成分の少なくとも一つ以上と反応して焼結性を促進させる役割を果たすことができる。
【００６４】
従来の電子部品に使用される誘電体は、主成分であるチタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ３）にカルシウム（Ｃａ）、マンガン（Ｍｎ）、マグネシウム（Ｍｇ）、希土類（Ｒｅａｒ  Ｅａｒｔｈ）を固溶させて製造する。
【００６５】
しかし、上記材料は、強誘電体特性を有しているため、使用時間の累積に伴ってエージング（Ａｇｉｎｇ）現象による誘電損失が発生し得る。
【００６６】
このとき、誘電体層の厚さを薄くし、昇圧化させると、昇圧化によって誘電体層にかかる電界の強さが高くなり、ＤＣ−バイアス（ｂｉａｓ）特性が悪化し得る。
【００６７】
また、薄層化によって層間に印加される電圧（Ｖ／ｍ）が大きくなり、微細構造上の欠陥が発生して絶縁抵抗（ＩＲ：Ｉｎｓｕｌａｔｉｏｎ  Ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ）のような耐電圧特性が悪化し、信頼性が低下し得る。
【００６８】
一方、積層型キャパシタの誘電体層は、セラミック粒子（結晶粒）と上記セラミック粒子間に存在する粒界部（結晶粒界）からなることができる。
【００６９】
Ｃ０Ｇ特性の誘電体材料の信頼性を向上させるためには、結晶粒界（Ｇｒａｉｎ  Ｂｏｕｎｄａｒｙ）の分率を増加させて相対的に多くの粒界を確保することで、絶縁抵抗（ＩＲ：Ｉｎｓｕｌａｔｉｏｎ  Ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ）の低下を防止する必要がある。
【００７０】
誘電体内部での抵抗を比較してみると、粒内の抵抗値に比べて粒界の抵抗値が相対的に大きいことが知られている。
【００７１】
このように粒界の抵抗値が粒内の抵抗値よりも大きい理由は、インタフェース（Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）領域におけるショットキー障壁（Ｓｃｈｏｔｔｋｙ  Ｂａｒｒｉｅｒ）モデルで説明されることができる。
【００７２】
一般に、粒界付近には、イオン（Ｉｏｎ）または電子（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ）の濃度が高い空間電荷層（Ｓｐａｃｅ  ｃｈａｒｇｅ  ｌａｙｅｒ）、つまり空乏層（ｄｅｐｌｅｔｉｏｎ  ｌａｙｅｒ）が形成されるが、特定の元素を粒界に高濃度に分布させると、フェルミ準位（Ｆｅｒｍｉ  ｌｅｖｅｌ）が上昇し、これによりショットキー障壁高さ（Ｓｃｈｏｔｔｋｙ  ｂａｒｒｉｅｒ  ｈｅｉｇｈｔ）が増加して空乏層が大きくなる。
【００７３】
したがって、熱イオン活性化（Ｔｈｅｒｍｉｏｎｉｃ  ａｃｔｉｖａｔｉｏｎ）による電荷キャリア（Ｃｈａｒｇｅ  ｃａｒｒｉｅｒ）のトンネリング（Ｔｕｎｎｅｌｉｎｇ）現象が抑制されるため、信頼性が上昇する効果を期待することができる。
【００７４】
本実施形態では、誘電体組成物の組成と含量を選定するに当たり、ＣＳＺＴ内の固溶あるいは粒界偏祈（Ｓｅｇｒｅｇａｔｉｏｎ）時に電荷密度を下げるか、又は結晶粒界の分率を高めて信頼性の改善が期待できる、希土類元素（以下、「ＲＥ」とする）の組成と含量を提示する。
【００７５】
特に、緻密化及び均一粒成長の制御を同時に実現できるように、Ｍｎ−ＲＥ−Ｓｉの含量比を最適化し、かつＲＥとしてＹまたはＤｙを使用することにより、高温での絶縁抵抗低下（ＩＲ  ｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎ）を改善することができる。
【００７６】
本実施形態のＣＳＺＴ母材粉末を使用するＣ０Ｇ電子部品において希土類成分の検出は、透過電子顕微鏡（ＴＥＭ：Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）またはＩＣＰ（発光分光分析）を用いて確認することができる。
【００７７】
図４（ａ）は、従来の誘電体層を示したＴＥＭ写真であり、図４（ｂ）は、本発明の実施例１であるＤｙを含む誘電体層を示したＴＥＭ写真であり、図４（ｃ）は、本発明の実施例２であるＹを含む誘電体層を示したＴＥＭ写真である。
【００７８】
図４（ａ）〜図４（ｃ）を参照すると、従来のＭｎ、Ｚｒ、Ｓｉを含む誘電体層の組成をＭｎ、Ｄｙ、Ｓｉ及びＭｎ、Ｙ、Ｓｉを含む誘電体層の組成にそれぞれ変更することにより、比較例と比較して、本実施例１及び２は、粒界の分率が増加することによって粒成長が抑制されて均一な微細構造を確保することが確認できる。
【００７９】
図５は従来の誘電体組成物を用いた積層型キャパシタと、本発明のＤｙを含む誘電体組成物を用いた積層型キャパシタの信頼性を示したグラフであり、図６は従来の誘電体組成物を用いた積層型キャパシタと、本発明のＹを含む誘電体組成物を用いた積層型キャパシタの信頼性を示したグラフである。
【００８０】
ここで、比較例は、従来に使用される組成系であるＭｎ−Ｚｒ−Ｓｉ系において、Ｚｒを０．２９ｍｏｌ〜１．５ｍｏｌの間で可変させながら比較したものであり、＃１は、ＤｙまたはＹを１．０モル、＃２は、ＤｙまたはＹを１．５モル、＃３は、ＤｙまたはＹを２．０モル、＃４は、ＤｙまたはＹを２．５モル、＃５は、ＤｙまたはＹを３．０モル、＃６はＤｙまたはＹを３．５モル使用した。
【００８１】
図５及び図６を参照すると、本発明の実施例１及び２の場合、同等の電気的特性において焼成温度が増加する副効果を最小化し、粒界抵抗及び分率増加による信頼性向上により、絶縁抵抗低下（ＩＲ  ｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎ）が比較例に比べて２５％以上向上することが確認できる。
【００８２】
したがって、本実施例のように、第２副成分として希土類系のＤｙまたはＹを使用し、その最適の組成を母材粉末１００モル（ｍｏｌ）に対して２〜３モルにすることにより、電子製品の高温信頼性を向上させることができる。
【００８３】
以下、本発明は、実施例と比較例を挙げてさらに詳細に説明するが、これは発明の具体的な理解を助けるためのものであり、本発明の範囲が下記の実施例により限定されるものではない。
【００８４】
[実験例]
実験に用いられた積層型キャパシタの製造工程は以下の通りである。
【００８５】
まず、誘電体組成物の母材粉末は、平均粒子サイズが１００ｎｍ級のＣＳＺＴを使用し、ここに第１副成分としてＭｎを投入し、第３副成分としてＳｉを投入する。
【００８６】
第２副成分としては、比較例の場合はＺｒを投入し、第１実施例の場合はＤｙを投入し、第２実施例の場合はＹを投入する。
【００８７】
このとき、上記第１〜第３副成分は、酸化物または炭酸塩の形態で投入する。
【００８８】
また、本実験では、表１に記載された組成及び含量に従って母材粉末と第１〜第３副成分粉末を用意した後、ジルコニアボールを混合及び分散媒体として使用し、エタノール及びトルエンを溶媒として分散剤と混合した後、約２０時間ボールミリング（ｍｉｌｌｉｎｇ）する。その後、誘電体シート（Ｓｈｅｅｔ）の強度実現のためにバインダーを混合してスラリーを作製する。
【００８９】
このように製造されたスラリーは、小型ドクターブレード（ｄｏｃｔｏｒ  ｂｌａｄｅ）方式のコーター（ｃｏａｔｅｒ）を利用して成形し、１．０〜１．５μｍの厚さのシートを製造する。
【００９０】
次に、成形されたシートにＮｉで内部電極を印刷した後、上下カバーとして厚さ３μｍのシート３０層分をそれぞれ積層して積層体を作り、圧着工程を行ってバー（Ｂａｒ）を製作する。
【００９１】
そして、上記バーを切断機を用いて長さと幅がそれぞれ１．０ｍｍ×０．５ｍｍサイズのチップに切断する。
【００９２】
次に、脱バインダーのために、上記チップを４００℃のエア雰囲気で仮焼した後、約１，３００℃以下、水素（Ｈ２）濃度２．０％以下の条件で約１時間焼成する。
【００９３】
以後、銅（Ｃｕ）ペーストでターミネーション工程及び電極焼成を行い、Ｃ０Ｇ特性の積層型キャパシタを完成する。
【００９４】
そして、それぞれの試料ごとに、積層型キャパシタの微細構造の均一性と誘電率、及び高温信頼性などの電気的特性を測定する。
【００９５】
［評価］
以下の表１は、第１及び第３副成分の含量と第２副成分の組成及び含量により変化する積層型キャパシタの微細構造の均一性及び高温信頼性を測定し、その結果をそれぞれ示したものである。
【００９６】
ここで、上記微細構造の均一性は、ＳＥＭを用いて×３００００倍率でグレイン（Ｇｒａｉｎ）サイズを測定したとき、Ｄ５０を基準に粒度が５００ｎｍ以上である場合を×と判定し、Ｄ５０を基準に粒度が３００ｎｍ超５００ｎｍ未満の場合を△と判定し、Ｄ５０を基準に粒度が３５０ｎｍ以下である場合を○と判定して示す。
【００９７】
そして、上記高温信頼性を測定するための高温信頼性試験（Ｈｉｇｈ  ａｃｃｅｌｅｒａｔｅｄ  ｌｉｆｅ  ｔｅｓｔ）では、各試料ごとに４０個のサンプルをとり、１５０℃及び５分（ｍｉｎ）当たり５Ｖ／μｍずつ電界を増加させる条件で高温耐電圧（Ｖ／μｍ）を測定した。
【００９８】
上記高温耐電圧は、絶縁抵抗が１０５Ω以上を耐える電圧を意味する。
【００９９】
ここで、高温耐電圧（Ｖ／μｍ）が１１０Ｖ／μｍ以下の場合を×と定義し、Ｖ／μｍが１１０Ｖ／μｍ超１３０Ｖ／μｍ未満の場合を△と定義し、Ｖ／μｍが１３０Ｖ／μｍの場合を○と定義して示す。
【０１００】
【表１】
2020023423.tif 000003
【０１０１】
まず、表１の試料１〜１０を参照して、第２副成分としてＺｒを使用する従来の比較例について説明する。
【０１０２】
試料１〜４に示されたように、第２副成分であるＺｒの含量を０．２９モルに固定し、第３副成分であるＳｉの含量を２．６４モルに固定し、第１副成分であるＭｎの含量を４．５モルから２モルまで徐々に減少させた結果、微細構造の均一性は改善されたが、高温信頼性はむしろ悪化することが分かった。
【０１０３】
また、試料５〜８に示されたように、第２副成分であるＺｒの含量を０．２９モルに固定し、第１副成分であるＭｎの含量を４．５モルから２モルまで徐々に減少させ、第３副成分であるＳｉの含量を１．４７モルに下げて固定した結果、本体の緻密度が改善されないだけでなく、高温信頼性もむしろ悪化することが分かった。
【０１０４】
また、試料９及び１０に示されたように、第１副成分であるＭｎの含量を３モルに固定し、第３副成分であるＳｉの含量を１．４７モルに下げて固定し、第２副成分であるＺｒの含量を１モルから１．５モルに増加させた結果、本体の緻密度は大きく変わらないが、微細構造の均一性は向上し、高温信頼性に大きな変化はなかった。
【０１０５】
以上のことから、第２副成分としてＺｒを使用する比較例（試料１〜１０）は、第１副成分、第２副成分、第３副成分の含量を調節しても、高温信頼性を大幅に改善させることは困難であることが分かる。
【０１０６】
試料１１〜１６は、本発明の第１実施例によるものであり、第２副成分としてＤｙを使用する。
【０１０７】
試料１１〜１６を参照すると、Ｚｒを使用する上記比較例に比べて誘電率に大きな差がないことが分かった。
【０１０８】
また、第１副成分であるＭｎの含量を３モルに固定し、第３副成分であるＳｉの含量を１．４７モルに固定し、第２副成分であるＤｙの含量を１モルから３．５モルまで徐々に増加させた結果、Ｄｙの含量が１．５モルである試料１２から粒成長が抑制されて本体の緻密度と微細構造の均一性が向上し、高温信頼性も改善されることが分かった。
【０１０９】
但し、試料１２は高温信頼性が△を示し、第１副成分であるＭｎの含量に対する第２副成分であるＤｙの含量の割合が１．０００を超える試料１６は、Ｐｙｒｏｃｈｌｏｒｉｄｅ（Ｄｙ２Ｔｉ２Ｏ７）という二次相が形成されて、微細構造の均一性と高温信頼性が試料１５に比べてむしろ悪化することが分かった。
【０１１０】
したがって、本体の緻密度と微細構造の均一性が改善され、かつ高温信頼性が良好なＤｙ／Ｍｎの割合は、０．６以上１．０以下と見なすことができる。
【０１１１】
試料１７〜２２は、本発明の第２実施例によるものであって、第２副成分としてＹを使用する。
【０１１２】
試料１７〜２２を参照すると、Ｚｒを使用する上記比較例に比べて誘電率に大きな差がないことが分かった。
【０１１３】
また、第１実施例と同様に、第１副成分であるＭｎの含量を３モルに固定し、第３副成分であるＳｉの含量を１．４７モルに固定する。そして、第２副成分であるＹの含量を１モルから３．５モルまで徐々に増加させた結果、Ｙの含量が１．５モルである試料１８から粒成長が抑制されて本体の緻密度と微細構造の均一性が向上し、高温信頼性も改善されることが分かった。
【０１１４】
ただし、試料１８は高温信頼性が△を示し、第１副成分であるＭｎの含量に対する第２副成分であるＹの含量の割合が１．０００を超える試料２２は、Ｐｙｒｏｃｈｌｏｒｉｄｅ（Ｙ２Ｔｉ２Ｏ７）という二次相が形成されて、微細構造の均一性と高温信頼性が試料２１に比べてむしろ悪化することが分かった。
【０１１５】
したがって、本体の緻密度と微細構造の均一性が改善され、かつ高温信頼性が良好なＹ／Ｍｎの割合は、０．６以上１．０以下と見なすことができる。
【０１１６】
上記のように、第２副成分としてＤｙまたはＹを使用し、本発明の実施例を満足させる範囲で誘電体組成物を製造する場合、誘電体層の厚さを薄くしても高誘電率と高い信頼性を確保することができる。
【０１１７】
以上、本発明の実施形態について詳細に説明したが、本発明の技術的範囲はこれに限定されず、特許請求の範囲に記載された本発明の技術的思想から外れない範囲内で多様な修正及び変形が可能であるということは、当技術分野の通常の知識を有する者には明らかである。
【符号の説明】
【０１１８】
１００  積層型キャパシタ
１１０  本体
１１１  誘電体層
１１２、１１３  カバー
１１５  活性領域
１２１、１２２  第１及び第２内部電極
１３１、１３２  第１及び第２外部電極
１３１ａ、１３２ａ  第１及び第２頭部
１３１ｂ、１３２ｂ  第１及び第２バンド部
【図１】
2020023423.tif 000004
【図２】
2020023423.tif 000005
【図３】
2020023423.tif 000006
【図４】
2020023423.tif 000007
【図５】
2020023423.tif 000008
【図６】
2020023423.tif 000009