(57)【要約】【課題】簡易且つ安価な製造工程によって形成可能な大容量小型キャパシタ用の構造体、キャパシタ、及びその製造方法を提供すること。【解決手段】  第１の下地上に形成され、第１の誘電体膜によって表面全体が覆われた複数の第１の導体粒子を含み、前記複数の第１の導体粒子が前記第１の誘電体膜によって互いに隔離された第１の誘電体層と、前記第１の誘電体層に積層され、前記第１の誘電体層より誘電体が占める体積の割合が高い第２の誘電体層とを含むこと。【選択図】    図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の下地上に形成され、第１の誘電体膜によって表面全体が覆われた複数の第１の導体粒子を含み、前記複数の第１の導体粒子が前記第１の誘電体膜によって互いに隔離された第１の誘電体層と、
前記第１の誘電体層に積層され、前記第１の誘電体層より誘電体が占める体積の割合が高い第２の誘電体層と、
を含む構造体。
【請求項２】
請求項１に記載の構造体において、
前記第２の誘電体層を２つの層を有し、
前記第１の誘電体層は、前記第２の誘電体層の２つの層の間に配置されていることを特徴とする構造体。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の構造体において、
前記第２の誘電体層は、第２の誘電体膜によって表面全体が覆われた複数の第２の導体粒子を含み、前記複数の第２の導体粒子が前記第２の誘電体膜によって互いに隔離され、
前記第１の導体粒子の間及び前記第２の導体粒子の間には誘電体粒子が存在し、
前記第２の誘電体層で前記誘電体粒子が占める体積の割合が、前記第１の誘電体層における前記割合より高いことを特徴とする構造体。
【請求項４】
請求項１又は２に記載の構造体において、
前記第２の誘電体膜は、前記第１の誘電体膜より厚いことを特徴とする構造体。
【請求項５】
請求項１乃至４に何れか１項に記載の構造体を具備し、
前記構造体の第１の主面に第１の電極が形成され、前記構造体の第２の主面に、第２の電極が形成されているキャパシタ。
【請求項６】
請求項５に記載のキャパシタにおいて、
前記第２の誘電体層は、
前記第１の誘電体層の側面及び前記第１の電極の表面に延在し、前記側面及び前記第１の電極の表面を覆っていることを特徴とする構造体。
【請求項７】
表面全体が第１の誘電体によって形成された複数の粒子を含む第１の粉末をガスと共に噴射することにより、前記粒子を第１の下地に衝突させ、前記粒子の表面全体が前記第１の誘電体で形成されたままの状態で、前記第１の下地に前記粒子を固着させる第１の固着工程と、
表面全体が第２の誘電体によって覆われた複数の導体粒子を含む第２の粉末をガスと共に噴射することにより、前記導体粒子を第２の下地に衝突させ、前記導体粒子の表面全体が前記第２の誘電体に覆われたままの状態で、前記第２の下地に前記導体粒子を固着させる第２の固着工程と、
前記第１の下地に固着した前記粒子と、前記第２の下地に固着した前記導体粒子とによって形成される構造体を電極で挟む電極形成工程と、を具備し、
前記第１の粉末に含まれる粒子全体が占める体積に対する前記第１の誘電体の体積の割合が、前記第２の粉末に含まれる導体粒子全体が占める体積に対する前記第１の誘電体及び前記第２の誘電体の体積の割合がより高いキャパシタの製造方法。
【請求項８】
請求項７に記載のキャパシタの製造方法において、
前記第１の固着工程後に前記第２の固着工程を実施し、
前記第２の固着工程後に更に前記第１の固着工程を実施することを、
特徴とするキャパシタの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、構造体、キャパシタ、及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
キャパシタは、電子機器が発生する雑音を抑制するためのデカップリング・キャパシタ、電子デバイス間の直流電位の相違を解消するためのカップリング・キャパシタ、更にはフィルタの構成部品等として、電子機器に欠かせない部品である。近年の、電子機器の小型化には目覚しいものがあるが、このような電子機器の小型化に合わせてキャパシタの小型化への要求も高まっている。
【０００３】
小型化に適したキャパシタには、セラミックキャパシタとアルミニウム電解キャパシタがある。これらのキャパシタは、単位体積当たりの容量が大きいので、小型化しても大きな容量を維持できる。
【０００４】
セラミックキャパシタでは、誘電体層がチタン酸バリウム等の強誘電体で形成され、必要な容量が確保される。セラミックキャパシタを更に大容量化した積層セラミックキャパシタでは、電極と誘電体層が交互に積層されている。一方、アルミニウム電解キャパシタでは、粗面化により陽極箔の表面積が拡大されて大容量化が実現されている。
【特許文献１】特開平５−４７５８９号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、何れのキャパシタでも、大容量化のためには、複雑且つ精密な製造工程が要求される。このため、これらのキャパシタを大容量化しようとすると、製造コストが高くなる。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、簡易且つ安価な製造工程によって形成可能な大容量小型キャパシタ用の構造体（誘電体層）、キャパシタ、及びその製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の目的を達成するために、本構造体（誘電体層）は、第１の下地上に形成され、第１の誘電体膜によって表面全体が覆われた複数の第１の導体粒子を含み、前記複数の第１の導体粒子が前記第１の誘電体膜によって互いに隔離された第１の誘電体層と、前記第１の誘電体層に積層され、前記第１の誘電体層より誘電体が占める体積の割合が高い第２の誘電体層とを含む構造体である。
【発明の効果】
【０００８】
本構造体、本キャパシタ、及びその製造方法によれば、簡易且つ安価に大容量小型キャパシタを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、図面にしたがって本発明の実施の形態について説明する。但し、本発明の技術的範囲はこれらの実施の形態に限定されず、特許請求の範囲に記載された事項とその均等物まで及ぶものである。
【００１０】
本発明者は、微粒子が集合した粉末をガスと共に噴射して基板に固着させる成膜方法（以下、ガスデポジッション法と呼ぶ）を種々研究してきた。その過程で、本発明者は、誘電体膜によって表面が覆われた導体粒子（例えば、表面が酸化されたＡｌ粒子）を原料粉末として、ガスデポジッション法により金属膜を形成して、その構造及び物性を調べた。
【００１１】
ガスデポジッション法では、微粒子がガスによって音速以上に加速されて、基板に激しく衝突する。その時の衝撃で微粒子が基板に固着し、厚膜が形成される。
【００１２】
この時、基板に固着した微粒子は、衝突時の衝撃によって、原形を止めないほど変形する。従って、導体粒子の表面を覆っていた誘電体膜が、衝突後も導体粒子の表面を覆っているか或いは誘電体膜を突き破って金属微粒子同士が固着するかは不明であった。
【００１３】
この点に関し、ガスデポジションにかかわる研究者達は、衝撃時に、活性な新生面が粒子表面を覆う酸化膜等を突き破って出現し、粒子同士が固着すると考えてきた。
【００１４】
図１は、酸化アルミニウムによって表面が覆われたＡｌ粉末を、ガスデポジッション法によってアルミニウム箔上に固着させて堆積膜を形成し、その断面を透過電子顕微鏡によって観察した画像の特徴を表した図面である。尚、以下、図面が異なっても対応する部分には同一の符号を付し、その説明は省略する。
【００１５】
堆積膜の形成に用いたＡｌ粉末は、厚さ１０〜１００ｎｍの酸化アルミニウムによって表面が覆われた平均粒径３μｍ±１μｍ（±の後の数字は標準偏差を表す）のＡｌ粒子が集合したものである。ここで、成膜条件は、後述する実施例１の第２の層６４と同じである。また、Ａｌ粒子の平均粒径は、遠心分離沈降法によって測定したものである（以下の説明でも、同様である。）。
【００１６】
図２は、堆積前の微粒子の断面構造を説明する模式図である。図２に示すように、原料粉末を形成する微粒子２は、導体粒子４（ここでは、Ａｌ粒子）の表面全体が誘電体６（ここでは、酸化アルミニウム）によって覆われている。そして、微粒子２の形状は概ね球形である。
【００１７】
しかし、微粒子２が基板に衝突して形成された堆積膜中では、図１に示すようにＡｌ粒子８は大きく変形している。一方、個々のＡｌ粒子８は分離しており、粒子間には酸化アルミニウム層１０が介在している。すなわち、堆積膜中でも、Ａｌ粒子８（金属粒子）の表面全体は、酸化アルミニウム（誘電体）によって覆われている。
【００１８】
図１及び図２を参照して説明した成膜法は、研究者達が考えてきたような、強い衝撃によって新生面を露出させて、粒子同士を強固に密着させるという成膜メカニズムに基づくものではない。この成膜方法は、粒子コア部の金属の塑性を利用して、個々の粒子が、その表面に形成されている誘電体皮膜が破壊しない程度に塑性変形することで、個々の粒子が一体化・固着するというメカニズムに基づく成膜方法である。すなわち、本成膜方法は、微粒子を原料とし金属の塑性変形を利用する成膜方法といえる。
【００１９】
次に、本発明者は、このような堆積膜の電気的特性を調べた。個々のＡｌ粒子８が絶縁性の酸化アルミニウム膜１０によって分離されている構造から予測されるように、堆積膜は、抵抗値が極めて高く絶縁性であった。
【００２０】
この様な結果に基づいて、本発明者は、上記堆積膜の活用法の一つとして、上記堆積膜がキャパシタの誘電体層（キャパシタの電極間に挟まれる層）として使用可能か検討することとした。そこで、本発明者は、上記堆積膜の上面に金属電極を形成し、当該金属電極を上部電極とし、アルミニウム箔製の基板を下部電極とする試料を作製して、単位面積当たりの容量（容量密度）を測定した。尚、堆積膜の厚さは、２５０μｍである。
【００２１】
測定の結果得られた容量密度は、従来のキャパシタの容量密度を超える、３０μＦ/ｃｍ2という極めて高い値であった。例えば、高誘電率を有するチタン酸バリウムを誘電体層し、誘電体層の厚さを１μｍと薄くしたセラミックキャパシタでさえ、その容量密度は２．５μF/ｃｍ２でしかない。
【００２２】
このように容量密度が高くなった理由は、隣接するＡｌ粒子８同士が、極薄い酸化アルミニウム１０を介して、容量的に結合しているためと考えられる。
【００２３】
更に、ガスデポジッション法は、簡易且つ安価な厚膜の製造方法である。以上のような知見に基づき、本発明者は、ガスデポジッション法で形成した堆積膜を、誘電体層とするキャパシタの検討を更に進めることとした。
【００２４】
そこで、本発明者は、ガスデポジッションで形成した堆積膜の容量密度を更に高くする成膜条件を種々検討した。その結果、導体粒子４の表面を覆う誘電体６が薄くなると、容量密度が高くなることが明らかになった。また、高誘電率製の微粒子（例えば、チタン酸バリウム（BaTiO3）粒子）を原料粉末に混合すると、堆積膜の容量密度が高なることも明らかなった。
【００２５】
図３は、酸化アルミニウムによって表面が覆われたＡｌ粒子とチタン酸バリウム（BaTiO3）微粒子の混合粉末を原料粉末とし、ガスデポジッション法によって形成された構造体の断層像である。ここで、酸化アルミニウムの厚さは１０〜１００ｎｍであり、Ａｌ粉末の粒径は３μｍ±１μｍである。また、チタン酸バリウム微粒子の粒径は１００ｎｍである。そして、上記混合粉末に於けるチタン酸バリウムの割合は、体積比率で５％である（以下、５vol％のように表す）。尚、成膜条件の詳細は、後述する実施例１の第２の層６４と同じである。
【００２６】
測定の結果、この堆積膜の容量密度は、１００μF/ｃｍ２と非常に高いことが明らかになった。尚、この時の堆積膜の厚さは、１０μｍである。
【００２７】
図３に示すように、原料粉末に混合されたチタン酸バリウム微粒子１２は、Ａｌ粒子８の表面を覆う酸化アルミニウム１０の連続体中に分散された状態で堆積膜に取り込まれる。
【００２８】
チタン酸バリウムは、比誘電率が３０００と極めて高い誘電体である。このような誘電体粒子が、導体粒子（Ａｌ粒子８）の間に介在する誘電体膜１４中に分散されると、誘電体膜１４の平均的な誘電率が増加する。このため、堆積膜の容量密度が、大きくなると考えられる。
【００２９】
図４は、図３を参照して説明した堆積膜を誘電体層１６とするキャパシタ１８の構成を説明する概念図（断面図）である。図４に示すように、キャパシタ１８は、ガスデポジション法で形成した誘電体層１６と、この誘電体層１６を上下から挟む上部電極２０と下部電極２２を有している。尚、図４には、チタン酸バリウム微粒子１２が誘電体膜１４に分散された堆積膜を、誘電体層１６とするキャパシタが図示されている。しかし、以下の説明は、チタン酸バリウム微粒子１２等の誘電体粒子が分散されていない堆積膜（図１参照）を、誘電体層とするキャパシタにも共通する。
【００３０】
図４に示すように、誘電体層１６の大半は、導体粒子であるＡｌ粒子８によって占められている。このため、キャパシタ１８に電圧が印加されると、電界はＡｌ粒子８の間に介在する誘電体膜１４に印加される。尚、誘電体膜１４は、酸化アルミニウム１０とチタン酸バリウム微粒子が複合して形成された構造体（性質の異なる複数の部分が組み合わされて形成された部材）である。
【００３１】
従って、キャパシタ１８の耐圧やリーク電流は、この誘電体膜１４の耐性によって決まる。
【００３２】
図５は、キャパシタの耐圧とリーク電流の関係を説明する図である。横軸は、キャパシタに印加される電圧である。縦軸は、キャパシタに流れる電流である。キャパシタに電圧を印加すると、微量のリーク電流２４が流れる。しかし、電圧が増加していくと、あるところでブレイクダウンが起きて急激に電流が増加する。このように電流が急激に増加する電圧が、耐圧２６である。
【００３３】
さて、上述したようにキャパシタ１８に印加された電圧は、略すべてＡｌ粒子８間の薄い誘電体膜１４に印加される。このため、図１又は図３を参照して説明したような堆積膜を誘電体層とするキャパシタでは、誘電体膜１４が薄いので、ブレイクダウンを起こしやすい。更に、誘電体膜１４が薄くなっている箇所と導体粒子（Ａｌ粒子８）が連なった電流パス２８（電流が流れ易くなっている経路）が、形成されやすくなっている。このため、リーク電流が大きくなる。
【００３４】
本発明者が、上記キャパシタ１８の電気的特性を評価したところ、実用化に必要な５Ｖ以上の耐圧の確保が可能であることは明らかになった。また、電解キャパシタと同程度のリーク電流を確保できることも明らかになった。
【００３５】
しかし、リーク電流は、セラミックキャパシタの低リーク電流には及ばなかった。従って、上記キャパシタを実用化のためには、リーク電流の更なる低減が望まれる。
【００３６】
更に、キャパシタ１８には、キャパシタとしての諸特性（容量、耐圧、及びリーク電流等）のばらつきが大きいという問題もある。このため、キャパシタ１８の歩留まりも、十分とはいえない。
【００３７】
リーク電流及び耐圧は、導体粒子（Ａｌ粒子８）間に介在する誘電体膜１４を厚くすれば、改善することができる。しかし、誘電体膜１４が厚くなると、キャパシタ１８の容量は減少してしまう。このように、リーク電流（及び耐圧）と容量は、トレードオフの関係にある。
【００３８】
図６は、本実施の形態のキャパシタ３０の構成を説明する概念図である。図６に示すように、本実施の形態のキャパシタ３０では、誘電体層１６の内部が、薄い誘電体膜１４を有する第１の誘電体層３２を具備している。
【００３９】
一方、上部電極２０及び下部電極２２の近傍部には、誘電体が占める体積の割合が、第１の誘電体層３２より高い第２の誘電体層３４が設けられている（図６に示した例では、第２の誘電体層３４全体が誘電体（チタン酸バリウム微粒子１２）によって形成されている。）。
【００４０】
このため、本実施の形態のキャパシタ３０では、第２の誘電体層３４によって、電流パスの形成が妨げられる。故に、本キャパシタ３０のリーク電流は、小さくなる。
【００４１】
一方、誘電体層１６の大半は、導体粒子（Ａｌ粒子８）の間に薄い誘電体膜１４が介在して実効誘電率が高くなった堆積膜で形成されている。このため本キャパシタ３０の容量は高くなっている。尚、実効誘電率とは、誘電体ではない絶縁性の層（例えば、図１を参照して説明した堆積膜）を誘電体とみなして算出した、実効的な誘電率のことである。
【００４２】
ここで、本実施の形態のキャパシタ３０の要部を纏めると、以下にようになる。
【００４３】
本実施の形態のキャパシタ３０は、第１の誘電体膜（例えば、酸化アルミニウム１０）によって第１の表面全体が覆われた第１の導体粒子（例えば、Ａｌ粒子８）が第１の下地（例えば、第２の誘電体層３４）に衝突し、第１の誘電体膜（例えば、酸化アルミニウム１０）によって前記第１の表面全体が覆われた状態のまま前記第１の下地に固着して形成された第１の誘電体層３２を有している。
【００４４】
更に、本実施の形態のキャパシタ３０は、誘電体が占める体積の割合が、第１の誘電体層３２より高い第２の誘電体層３４を有している。
【００４５】
そして、本実施の形態のキャパシタ３０では、第１の誘電体層３２と第２の誘電体層３４が積層された構造体の第１の主面に第１の電極（下部電極２２）が形成され、この構造体の第２の主面に、第２の電極（上部電極２０）が形成されている。
【００４６】
或いは、本実施の形態のキャパシタ３０の要部は、以下にように纏めることもできる。
【００４７】
本実施の形態のキャパシタ３０は、第１の下地上（例えば、下地電極２２側の第２の誘電体層３４）に形成され、第１の誘電体膜（例えば、酸化アルミニウム１０）によって表面全体が覆われた複数の第１の導体粒子（例えば、Ａｌ粒子８）を含み、上記複数の第１の導体粒子（例えば、Ａｌ粒子８）が上記第１の誘電体膜（例えば、酸化アルミニウム１０）によって互いに隔離された第１の誘電体層３２と、上記第１の誘電体層３２に積層され、上記第１の誘電体層より誘電体が占める体積の割合が高い第２の誘電体３４層とを含んでいる。
【００４８】
更に、本実施の形態のキャパシタ３０では、上記第２の誘電体層３４を２層有し、上記第１の誘電体層は、２つの上記第２の誘電体層３３の間に配置されている。
【実施例１】
【００４９】
（１）構  成
図７は、本実施例のキャパシタ３６の構成を説明する断面図である。
【００５０】
キャパシタ３６は、複数のキャパシタフィルム３８，３９,４０を有している。また、キャパシタフィルム３８，３９,４０は積層され、両脇が、夫々、金属箔４１によって固定されている。
【００５１】
これら複数のキャパシタフィルム３８，３９,４０は、金属箔４１によって両脇が固定された状態で、更に基板４２の上に固定されている。基板４２の上には、キャパシタフィルム３８，３９,４０を覆うように、外装ケース４３が固定されている。
【００５２】
ここで、金属箔４１は、各キャパシタフィルム３８，３９,４０の基板となるアルミニウム箔５０の側面に電気的に接続されている。そして、金属箔４１は、基板４２を貫通するビアホールに設けられた配線４５によって、基板４２の下面に設けられた第１の端子４４に電気的に接続されている。
【００５３】
また、後述するように、キャパシタフィルム３８，３９,４０の上面及び下面に設けられたカーボン膜が、銀ペーストによって、互いに接着されている。更に、最下層のキャパシタフィルム３８の下面に設けられたカーボン膜が、基板４２の上面に設けられたパッド４７に、銀ペースによって接着されている。
【００５４】
更に、パッド４７は、基板４２を貫通するビアホールに設けられた配線４６によって、基板４２の下面に設けられた第２の端子５１に電気的に接続されている。
【００５５】
図８は、キャパシタフィルム３８，３９,４０の構成を説明する断面図である。
【００５６】
キャパシタフィルム３８，３９,４０は、アルミニウム箔５０を基板として形成されている（図８参照）。アルミニウム箔５０の両面には、ガスデポジッション法によって誘電体層（構造体）５２が形成されている。この誘電体層５２の上には、ペースト状の導電性高分子５４が塗布されている。更に、その上にペースト状のカーボン（カーボン膜）５６と銀ペース５８が、順次塗布されている。尚、銀ペース５８は、上下のキャパシタフィルム３８，３９,４０を、機械的に接着すると同時に、電気的に接続する部材である。また、銀ペース５８は、積層された上下のキャパシタフィルムの双方に属する部材である。
【００５７】
ここで、アルミニウム箔５０は、キャパシタフィルム３８，３９,４０の第１の電極４８として機能する。
【００５８】
一方、アルミニウム箔５０の両側に形成された、導電性高分子５４、カーボン膜５６、及び銀ペース５８は第２の電極４９を形成し、リード線（図示せず）により接続されて電気的に一体化している。
【００５９】
ここで、上下に隣接するキャパシタフィルムのカーボン膜５６は、銀ペースト５８によって電気的に接続されている。従って、各キャパシタフィルム３８，３９,４０の第２の電極４９は、全て電気的に接続されて一体化している。
【００６０】
また、キャパシタフィルム３８，３９,４０の第１の電極４８も、全て金属箔４１によって、電気的に接続されて一体化している。
【００６１】
そして、図７を参照して説明した構造から明らかなように、電気的に一体化した、キャパシタフィルム３８，３９,４０の第１の電極４８は、第１の端子４４に電気的に接続されている。更に、電気的に一体化した、キャパシタフィルム３８，３９,４０の第２の電極４９は、第２の端子５１に電気的に接続されている。
【００６２】
図９は、キャパシタフィルム３８，３９,４０の上部６０（アルミニウム箔５０の上側に形成された部分）の構成を説明する断面図である。キャパシタフィルム３８，３９,４０の下部は図示されていないが、図９に図示した上部６０と同じ構成を有している。
【００６３】
以下、キャパシタフィルム３８，３９,４０の構成を、製造方法に従って説明する。
【００６４】
まず、厚さ５０μｍのアルミニウム箔５０の上に、ガスデポジション法によって、厚さ５μｍのチタン酸バリウム層（第１の層６２）を堆積する。原料粉末は、平均粒子径５０ｎｍのチタン酸バリウム粒子が集合した粉末である。
【００６５】
このチタン酸バリウム層の堆積は、下記「（２）ガスデポジッション法」で説明する方法に従って行われる。特に説明しないが、ガスデポジション法による堆積膜の形成は、以後、同様に行われる。尚、図９に記載された「ｔ」は、各堆積層の厚さを表す（以下の図面でも同じ）。また、「Ｖｄ」は、チタン酸バリウム粒子の原料粉末における体積比を表す（以下の図面でも同じ）。
【００６６】
次に、このチタン酸バリウム層（第１の層６２）の上に、ガスデポジション法によって、厚さ約５０μｍの堆積膜（第２の層６４）を堆積する。原料粉末は、表面酸化処理の施されたアルミニウム粒子にチタン酸バリウム粒子を、５ｖｏｌ％（体積比）添加した混合粉末である。アルミニウム粒子の平均粒子径は、３μｍ±１μｍである。チタン酸バリウム粒子の平均粒子径は５０ｎｍである。
【００６７】
ここで、表面酸化処理とは、大気中でアルミニウム粒子を５５０℃で５時間、加熱する処理である（以下の実施例でも、同じである。）。この表面酸化処理によって、アルミニウム粒子の表面全体に、自然酸化膜より厚い約５ｎｍの酸化アルミニウムが形成される。尚、図９に記載された「ｄ」は、酸化アルミニウムの厚さを表す（以下の図面でも同じ）。
【００６８】
次に、第２の層６４の上に、第１の層６２と同じ手順で、チタン酸バリウム層（第３の層６６）を堆積する。このチタン酸バリウム層（第３の層６６）の厚さは、第１の層６２と同じ、５μｍである。
【００６９】
その後、ペースト状の導電性高分子５４を塗布する。更に、その上にペースト状のカーボン膜５６を塗布し、最後に銀ペース５８を塗布する。
【００７０】
ところで、第２の層６４は、図３を参照して説明した堆積膜と同様に、Ａｌ粒子８と、Ａｌ粒子８の表面全体を覆う誘電体膜１４によって形成された構造体である。また、誘電体膜１４は、Ａｌ粒子８の表面を覆う酸化アルミニウム１０製の連続体と、この連続体中に分散されたチタン酸バリウム微粒子１２とによって形成されている。
【００７１】
ここで、誘電体膜１４は、極めて薄い（〜５ｎｍ）。また、チタン酸バリウム微粒子１２の添加によって、誘電体膜１４の誘電率は高くなっている。このため、第２の層６４の実効誘電率は極めて高くなる。
【００７２】
その結果、キャパシタフィルム３８,３９,４０の容量密度は、非常に高くなっている。そして、複数のキャパシタフィルム３８,３９,４０が並列に接続された、本実施例のキャパシタ３６の容量密度は非常に高くなる。
【００７３】
上述したように、第２の層６４において、隣接するＡｌ粒子８を隔てる誘電体膜１４は、非常に薄い（約５ｎｍ）。このため、第２の層６４には、リーク電流の経路となる電流パスが形成されやすい。
【００７４】
しかし、本実施例のキャパシタ３６では、第１の電極４８と第２の層６４の間に、５μｍという厚いチタン酸バリウム層（第１の層６２）が形成されている。更に、第２の電極４９と第２の層６４の間にも、厚さ５μｍのチタン酸バリウム層（第２の層６６）が形成されている。
【００７５】
これらチタン酸バリウム層が、第１の電極４８から第２の電極４９に至る電流パスの形成を妨げている。このため、キャパシタフィルム３８,３９,４０のリーク電流は小さくなる。従って、本キャパシタ３６のリーク電流も小さくなる。
【００７６】
更に、電流パスの形成が阻害されることによって、リーク電流や耐圧のばらつきも小さくなり、歩留りが向上する。
【００７７】
図１０及び図１１には、本実施例と後述する実施例２〜実施例４のキャパシタに係るデータを纏めた表が記載されている。図１０に記載された表１には、本実施例、実施例１、及び実施例２のキャパシタに係るデータ（従来例１〜３）が纏められている。図１１に記載された表２には、実施例４及び後述する比較例のキャパシタに係るデータが記載されている。更に、表２には、実用化済みの高容量キャパシタに関する、典型的なデータが併記されている。
【００７８】
表１に示すように、本キャパシタ３６の容量密度は、誘電体層が６０μｍと薄いにも拘わらず、２００μＦ/ｃｍ２と従来の電解キャパシタと同程度である。また、耐圧も２０Ｖと、実用上必要な５Ｖを大きく上回っている。
【００７９】
表２には、電流パスの発生を阻害するチタン酸バリウム層（第１の層６２及び第３の層６６）を具備しない後記比較例に関するデータが記載されている。誘電体層の厚さの違いを考慮しても、本実施例のキャパシタの耐圧は比較例のキャパシタの耐圧３Ｖより格段に高い。
【００８０】
表１に示すように、本キャパシタ３６のリーク電流は、電界強度０．２５ｋＶ／ｍｍに相当する電圧１５Ｖが印加された時に、１０−７Ａ／ｃｍ２となる。一方、比較例のキャパシタのリーク電流は、電界強度０．１ｋＶ／ｍｍに相当する電圧２Ｖが印加された時に、１０−７Ａ／ｃｍ２となる。すなわち、本実施例によれば、チタン酸バリウム層（第１の層６２及び第３の層６６）を具備しない比較例より、リーク電流が格段に小さくなる。
【００８１】
なお、耐圧及びリーク電流は、第２の電極４９を形成する前の誘電体層５２を、アジピン酸水溶液に浸し、第１の電極４８とこの水溶液の間に電圧を印加して測定した。
【００８２】
ここで、本キャパシタ４０の構成の要部を纏めると、以下のようになる。
【００８３】
本キャパシタ３６は、図８参照に示すように、誘電体層（構造体）５２の第１の主面６５に第１の電極４８が形成され、誘電体層（構造体）５２の第２の主面６７に、第２の電極４９が形成されているキャパシタである。
【００８４】
そして、誘電体層（構造体）５２は、図９に示すように、誘電体膜（酸化アルミニウム１０）によって表面全体が覆われた導体粒子（Ａｌ粒子８）が第１の下地（第１の電極４８）に衝突し、誘電体膜（酸化アルミニウム１０）によって表面全体が覆われた状態のまま第１の下地（第１の層６２）に固着して形成された第１の誘電体層（第２の層６４）を有している。
【００８５】
更に、誘電体層（構造体）５２は、誘電体が占める体積の割合が、第１の誘電体層（第２の層６４）より高い第２の誘電体層（第１の層６２及び第３の層６６）を有している。
【００８６】
ここで、誘電体層（構造体）５２は、第２の誘電体層を２層有し、一方の第２の誘電体層（第１の層６２）は、第１の誘電体層（第２の層６４）と第１の主面６５の間に配置されている。また、他方の第２の誘電体層（第３の層６６）は、第１の誘電体層（第２の層６４）と第２の主面６７の間に配置されている。
【００８７】
更に、第２の誘電体層（第１の層６２及び第３の層６６）は、誘電体粒子（チタン酸バリウム）が下地（第１の電極４８又は第２の層６４）に衝突し、この下地に固着して形成された層である。従って、第２の誘電体層は、全て誘電体で占められている。
【００８８】
図１２は、異なったタイプのキャパシタフィルム６９の構成を説明する断面図である。
【００８９】
キャパシタフィルム６９では、第２の電極４９側の第２の誘電体層（第３の層６６）が、第１の誘電体層（第２の層６４）の側面及び第１の電極４８の表面に延在している。そして、第２の誘電体層（第３の層６６）が、誘電体層５２の側面及び第１の電極４８の表面を覆っている。
【００９０】
このため、第２の電極４９（導電性高分子５４、カーボン５６、及び銀ペース５８）が、第１の電極４８の上に食み出しても、両電極が短絡することはない。
【００９１】
図１３は、第２の電極４９が形成される前の誘電体層５２（構造体）から、第１の電極４８が剥離された状態を説明する断面図である。第１の電極４８は、例えば、ウェットエッチング等によって剥離することができる。
【００９２】
このような構造体６８を形成し、その後上面７０及び下面７２に改めて電極を形成して、キャパシタを製造してもよい。
【００９３】
（２）ガスデポジッション法
図１４は、誘電体層５２の形成に用いるガスデポジッション法の手順を説明するフロー図である。図１５は、このガスデポジッション法に使用する成膜装置の構成図である。
【００９４】
まず、基板７６（例えば、アルミニウム箔５０）を成膜装置７８に装着する。成膜室８０は、Ｘ、Ｙ方向への移動が可能なステージ８２を有している。このステージ８２に、基板７６を装着する（ステップＳ１）。
【００９５】
次に、成膜室８０の内部を、メカニカルブースターポンプ８６と真空ポンプ８８によって真空に排気し、予め１０Ｐａ以下に減圧する（ステップＳ２）。この時、ガスボンベ９０と浮遊粉塵化容器９２を接続するガス管に設けられた第１のバルブ９４は閉じられている。また、浮遊粉塵化容器９２と成膜室８０を接続するガス管に設けられた第２のバルブ９６も閉じられている。
【００９６】
次に、原料粉末（例えば、チタン酸バリウム粉末）を、浮遊粉塵化容器９２に充填する（ステップＳ３）。
【００９７】
次に、振動器８４によって浮遊粉塵化容器９２全体に超音波を印加した状態で、原料粉末７４を約８０度に加熱し、３０分間真空脱気する。この時、第２のバルブ９６が開けられ、浮遊粉塵化容器９２が真空排気される。尚、第２のバルブ９６は、真空脱気の終了後閉じられる。以上の前処理によって、原料粉末７４の表面に吸着した水分が除去される（ステップＳ４）。
【００９８】
次に、第１のバルブ９４を開け、浮遊粉塵化容器９２に高純度ヘリウムガス(ガス圧: ２kg/ｃｍ２、ガス流量:８ｌ/min.)からなる圧縮ガスを導入する。
【００９９】
この圧縮ガスの導入によって、原料粉末７４を形成する微粒子が舞い上がり、ヘリウムガス中を浮遊し始める（このようにガス中を浮遊する微粒子は、浮遊粉塵と呼ばれる。）。この間も、振動器８４によって浮遊粉塵化容器９２全体に超音波が印加され、浮遊粉塵化が促進される。尚、ガス流量は、ガスボンベ９０と浮遊粉塵化容器９２の間に設けられたマスフローメータ（図示せず）によって計測される（ステップＳ５）。
【０１００】
次に、第２のバルブ９６が開かれて、浮遊粉塵化された原料粉末が、ノズル９８を通して、成膜室８０に送り込まれる。この時、浮遊粉塵化したが原料粉末は、ノズル９８から基板７６に向かって、ヘリウムガスと共に噴射される。この噴射によって、原料粉末を形成する粒子は加速される。加速された粒子は、基板７６に衝突し固着する（ステップＳ６）。
【０１０１】
以上の工程によって、基板７６に接する層（例えば、第１の層６２）が形成される。
【０１０２】
異なる構造の層（第２の層６４、第３の層６６等）を積層する場合には、夫々の層構造に対応する原料粉末を用意し、原料粉末の充填（ステップＳ３）からガス噴射/固着（ステップＳ６）までの工程を実施する。
【０１０３】
（３）製造方法（要部）
以上の説明から明らかなように、本キャパシタ４０の製造方法の要部は、以下の通りである。
【０１０４】
本製造方法は、表面全体が誘電体（チタン酸バリウム）によって形成された粒子（チタン酸バリウム粒子）が集合した第１の粉末を、ガスと共に噴射して加速し、第１の下地（アルミニウム箔５０）に上記粒子を衝突させ、表面全体が誘電体で形成されたままの状態で上記粒子（チタン酸バリウム粒子）を、第１の下地（アルミニウム箔５０）に固着させる第１の固着工程を具備している。この第１の固着工程により、第１の層６２が形成される（図９参照）。
【０１０５】
また、本製造方法は、誘電体膜（酸化アルミニウム）によって表面全体が覆われた導体粒子（Ａｌ粒子）が集合した第２の粉末を、ガスと共に噴射して加速し、第２の下地（第１の層６２）に上記導体粒子（Ａｌ粒子）を衝突させ、表面全体が誘電体に覆われたままの状態で上記導体粒子（Ａｌ粒子）を第２の下地（第１の層６２）に固着させる第２の固着工程を具備している（図９参照）。この第２の固着工程によって、第２の層６４が形成される。
【０１０６】
更に、本製造方法では、第２の固着工程の後、第１の固着工程が再度実施される。但し、その際、上記粒子（チタン酸バリウム粒子）が衝突する下地は、第２の層６４である。この固着工程により、第３の層６６が形成される。
【０１０７】
また、本製造方法は、固着した上記粒子（チタン酸バリウム粒子）及び上記導体粒子（Ａｌ粒子）によって形成される構造体（誘電体層５２）を電極で挟む電極形成工程を具備している。
【０１０８】
そして、本製造方法は、第１の粉末を形成する粒子全体が占める体積に対する誘電体部分（チタン酸バリウム）の体積の割合が、第２の粉末を形成する粒子全体が占める体積に対する誘電体部分（チタン酸バリウム及び酸化アルミニウム）の体積の割合がより高いキャパシタの製造方法である。
【０１０９】
或いは、本キャパシタ４０の製造方法の要部は、以下のように纏めることもできる。
【０１１０】
本製造方法は、表面全体が第１の誘電体（チタン酸バリウム）によって形成された複数の粒子（チタン酸バリウム粒子）を含む第１の粉末をガスと共に噴射することにより、上記粒子を第１の下地（アルミニウム箔５０）に衝突させ、上記粒子の表面全体が第１の誘電体で形成されたままの状態で、上記第１の下地に上記粒子を固着させる第１の固着工程を具備している。
【０１１１】
本製造方法は、表面全体が第２の誘電体（酸化アルミニウム）によって覆われた複数の導体粒子（Ａｌ粒子）を含む第２の粉末をガスと共に噴射することにより、上記導体粒子を第２の下地（第１の層６２）に衝突させ、上記導体粒子の表面全体が第２の誘電体に覆われたままの状態で、前記第２の下地に前記導体粒子を固着させる第２の固着工程を具備している。
【０１１２】
更に、本製造方法は、第１の下地に固着した上記粒子（チタン酸バリウム粒子）と、上記第２の下地に固着した上記導体粒子（Ａｌ粒子）とによって形成される構造体を電極で挟む電極形成工程とを具備している。
【０１１３】
そして、本製造方法は、第１の粉末に含まれる粒子全体が占める体積に対する上記第１の誘電体の体積の割合が、上記第２の粉末に含まれる導体粒子全体が占める体積に対する上記第１の誘電体及び上記第２の誘電体の体積の割合がより高いキャパシタの製造方法である。
【実施例２】
【０１１４】
本実施例のキャパシタも、実施例１と同様に、キャパシタフィルが積層されて形成されたキャパシタである。図１６は、本キャパシタフィルム１００の上半分の構成を説明する断面図である。
【０１１５】
キャパシタフィルム１００は、アルミニウム箔５０を基板として形成されている（図１６参照）。アルミニウム箔５０の両面には、ガスデポジッション法によって誘電体層１０２が形成されている。尚、図１６では、アルミニウム箔５０の下側に形成された誘電体層１０２は省略されている。また、図１６に示された記号（ｔ, d, Ｖｄ）の意味は、図９中の対応する記号の意味と同じである。
【０１１６】
以下、キャパシタフィルム１００の構成を、製造方法に従って説明する。
【０１１７】
まず、厚さ５０μｍのアルミニウム箔５０の上に、ガスデポジション法によって、厚さ約５μｍの堆積膜（第１の層１０４）を形成する。原料粉末は、表面酸化処理の施されたアルミニウム粒子が集合した粉末に、チタン酸バリウム粒子が２０ｖｏｌ％（体積比）添加された混合粉末である。尚、上記表面酸化処理は、実施例１でアルミニウム粒子に施された表面酸化処理と同じ処理である。以下の工程でも同様である。
【０１１８】
アルミニウム粒子の平均粒子径は、３μｍ±１μｍである。アルミニウム粒子の表面を覆う酸化アルミニウムの厚さは、５ｎｍである。一方、チタン酸バリウム粒子の平均粒子径は５０ｎｍである。以後の工程で使用する混合粉末を形成するアルミニウム粒子及びチタン酸バリウム粒子の構造も、ここで説明した構造と同じである。
【０１１９】
次に、第１の層１０４の上に、ガスデポジション法によって、厚さ約５μｍの堆積膜（第２の層１０６）を形成する。原料粉末は、表面酸化処理の施されたアルミニウム粒子が集合した粉末に、チタン酸バリウム粒子が１０ｖｏｌ％（体積比）添加された混合粉末である。
【０１２０】
次に、第２の層１０６の上に、ガスデポジション法によって、厚さ約４０μｍの堆積膜（第３の層１０８）を形成する。原料粉末は、表面酸化処理の施されたアルミニウム粒子が集合した粉末に、チタン酸バリウム粒子が５ｖｏｌ％（体積比）添加された混合粉末である。
【０１２１】
次に、第３の層１０８の上に、ガスデポジション法によって、厚さ約５μｍの堆積膜（第４の層１１０）を形成する。原料粉末は、表面酸化処理が施されたアルミニウム粒子が集合した粉末に、チタン酸バリウム粒子が１０ｖｏｌ％（体積比）添加された混合粉末である。
【０１２２】
最後に、第４の層１１０の上に、ガスデポジション法によって、厚さ約５μｍの堆積膜（第５の層１１２）を形成する。原料粉末は、表面酸化処理が施されたアルミニウム粒子が集合した粉末に、チタン酸バリウム粒子が２０ｖｏｌ％（体積比）添加された混合粉末である。
【０１２３】
その後、ペースト状の導電性高分子５４を塗布する。更に、その上にペースト状のカーボン５６が塗布し、最後に銀ペース５８を塗布する。
【０１２４】
以上の説明から明らかなように、本実施例のキャパシタ１００では、第２の誘電体層（第１の層１０４及び第５の層１１２）が、誘電体膜（酸化アルミニウム膜）によって表面全体が覆われた導体粒子（アルミニウム粒子）が下地（アルミニウム箔５０又は第４の層１１０）に衝突し、上記誘電体膜（アルミニウム粒子）によって表面全体が覆われた状態のまま下地に固着して形成されている。
【０１２５】
すなわち、第２の誘電体層（第１の層１０４及び第５の層１１２）は、誘電体膜（酸化アルミニウム膜）によって表面全体が覆われた複数の導体粒子（アルミニウム粒子）を含み、上記複数の導体粒子（アルミニウム粒子）が上記誘電体膜（酸化アルミニウム膜）によって互いに隔離されている。
【０１２６】
また、上記導体粒子間には、誘電体粒子（チタン酸バリウム粒子）が存在している。そして、第２の誘電体層（第１の層１０４及び第５の層１１２）で誘電体粒子が占める体積の割合が、第１の誘電体層（第３の層１０８）における割合より高くなっている。
【０１２７】
ところで、第３の層１０８は、図３を参照して説明した堆積膜と略同じ構成を有している。このため、第３の層１０８の実効誘電率は極めて高い。故に、キャパシタフィルム１００の容量密度は、非常に高い。由って、本実施例のキャパシタの容量密度も、非常に高い。
【０１２８】
一方、第１の電極４８に接している第１の層１０４には、多量のチタン酸バリウムが添加されている。すなわち、第１の層１０４では、誘電体の体積比が高くなっている。このため、第１の層１０４では、導体粒子（Ａｌ粒子）を隔てる誘電体膜が厚くなっている。
【０１２９】
同様に、第２の電極４９に接している第５の層１１２には、多量のチタン酸バリウムが添加されている。すなわち、第５の層１１２でも、誘電体の体積比が高くなっている。このため、第５の層１１２でも、導体粒子（Ａｌ粒子）を隔てる誘電体膜が厚くなっている。
【０１３０】
従って、本実施例のキャパシタでは、第１の層１０４及び第５の層１１２が電流パスの形成を阻害するので、電流パスが形成され難くなっている。故に、本実施例のキャパシタのリーク電流は小さい。また、電流パスが形成され難くなっているので、リーク電流や耐圧のばらつきも小さくなり、歩留りが向上する。
【０１３１】
尚、第２の層１０６及び第４の層１１０は、誘電体の体積比が急激に変化しないように設けられた緩衝層である。このような緩衝層を設けることにより、第１の層１０４と第３の層１０８の密着性が良くなる。また、第３の層１０８と第５の層１１２の密着性も良くなる。
【０１３２】
本キャパシタの特性は、表１（図１０）に記載されている。
【０１３３】
表１に示すように、本キャパシタの容量密度は、３００μＦ/ｃｍ２と電界キャパシタの容量密度（２００μＦ/ｃｍ２）を超えている（図１０及び図１１参照）。また、耐圧も１０Ｖと実用上必要な５Ｖを大きく上回っている。
【０１３４】
表２（図１１）には、電流パスの発生を阻害する層（第１の層１０４及び第５の層１１２）を具備しない比較例に関するデータも記載されている。誘電体層の厚さの違いを考慮しても、本実施例のキャパシタの耐圧は比較例より高い。
【０１３５】
表１に示すように、本キャパシタのリーク電流は、電界強度０．２５ｋＶ／ｍｍに相当する電圧１５Ｖが印加された時に、１０−７Ａ／ｃｍ２となる。一方、比較例のキャパシタのリーク電流は、電界強度０．１ｋＶ／ｍｍに相当する電圧２Ｖが印加された時に、１０−７Ａ／ｃｍ２となる。すなわち、本実施例によれば、電流パスの発生を阻害する層（第１の層１０４及び第５の層１１２）を具備しない比較例より、リーク電流が格段に小さくなる。
【０１３６】
図１７は、表面が研磨された誘電体層１０２の状態を説明する図である。このように誘電体層１０２の表面を研磨してから、研磨面１１４に第２の電極４９を形成すると、キャパシタの容量が大きくなる。
【０１３７】
これは、誘電体層１０２の最表面を覆っている酸化膜が除去されるためである。尚、図１７では、アルミニウム箔５０の下側に形成される誘電体層は、省略されている。また、以下の実施例でも、同様に誘電体層の表面を研磨してから第２の電極４９を形成することによって、キャパシタの容量を大きくすることができる。
【０１３８】
尚、誘電体層１０２の研磨は、機械研磨、電解研磨、ＣＭＰ（chemical mechanical polishing）、イオンミリングの何れを用いて実施してもよい。
【０１３９】
図１８は、アルミニウム箔５０から剥離した構造体（誘電体層１０２）の上面及び下面を夫々５００ｎｍ研磨した後の状態を説明する図である。このようにして形成した構造体１１６の上側の研磨面１１８及び下側の研磨面１２０に、夫々電極を形成して、キャパシタとしてもよい。以下の実施例でも、同様に、アルミニウム箔から剥離した構造体の上面及び下面を研磨し、その後電極を形成してキャパシタとしてもよい。
【実施例３】
【０１４０】
本実施例のキャパシタも、実施例１と同様に、キャパシタフィルムが積層されて形成されたキャパシタである。図１９は、このキャパシタフィルム１２２の上半分の構成を説明する断面図である。
【０１４１】
キャパシタフィルム１２２は、アルミニウム箔５０を基板として形成さている（図１９参照）。アルミニウム箔５０の両面には、ガスデポジッション法によって誘電体層１３４が形成されている。尚、図１９でも、アルミニウム箔５０の下側に形成された誘電体層１３４は省略されている。また、図１９に示された記号（ｔ, d, Ｖｄ）の意味は、図９中の対応する記号の意味と同じである。
【０１４２】
以下、キャパシタフィルム１２２の構成を、製造方法に従って説明する。
【０１４３】
まず、厚さ５０μｍのアルミニウム箔５０の上に、ガスデポジション法によって、厚さ約５μｍの堆積膜（第１の層１２４）を形成する。原料粉末は、表面全体が酸化アルミニウムによって覆われたアルミニウム粒子が集合した粉末である。
【０１４４】
アルミニウム粒子の平均粒子径は、３μｍ±１μｍである。アルミニウム粒子の表面を覆う酸化アルミニウムの厚さは、３００ｎｍである。このアルミニウム粒子の表面を覆う酸化アルミニウムは、ゾルゲル法によって形成されたものである。以下の工程で使用する粉末の粒子表面を覆う酸化アルミニウムも、ゾルゲル法によって形成されたものである。
【０１４５】
次に、第１の層１２４の上に、ガスデポジション法によって、厚さ約５μｍの堆積膜（第２の層１２６）を形成する。原料粉末は、表面全体が酸化アルミニウムによって覆われたアルミニウム粒子が集合した粉末である。
【０１４６】
アルミニウム粒子の平均粒子径は、３μｍ±１μｍである。アルミニウム粒子の表面を覆う酸化アルミニウムの厚さは、１００ｎｍである。
【０１４７】
次に、第２の層１２６の上に、ガスデポジション法によって、厚さ約４０μｍの堆積膜（第３の層１２８）を形成する。原料粉末は、表面全体が酸化アルミニウムによって覆われたアルミニウム粒子が集合した粉末である。
【０１４８】
アルミニウム粒子の平均粒子径は、３μｍ±１μｍである。アルミニウム粒子の表面を覆う酸化アルミニウムの厚さは、１０ｎｍである。
【０１４９】
次に、第３の層１２８の上に、ガスデポジション法によって、厚さ約５μｍの堆積膜（第４の層１３０）を形成する。原料粉末は、表面全体が酸化アルミニウムによって覆われたアルミニウム粒子が集合した粉末である。
【０１５０】
アルミニウム粒子の平均粒子径は、３μｍ±１μｍである。アルミニウム粒子の表面を覆う酸化アルミニウムの厚さは、１００ｎｍである。
【０１５１】
最後に、第４の層１３０の上に、ガスデポジション法によって、厚さ約５μｍの堆積膜（第５の層１３２）を形成する。原料粉末は、表面全体が酸化アルミニウムによって覆われたアルミニウム粒子が集合した粉末である。
【０１５２】
アルミニウム粒子の平均粒子径は、３μｍ±１μｍである。アルミニウム粒子の表面を覆う酸化アルミニウムの厚さは、３００ｎｍである。
【０１５３】
その後、ペースト状の導電性高分子５４を塗布する。更に、その上にペースト状のカーボン５６を塗布し、最後に銀ペース５８を塗布する。
【０１５４】
このように、本実施例のキャパシタでは、導体粒子（アルミニウム粒子）の表面を覆う誘電体膜（酸化アルミニウム膜）の厚さが、第１の誘電体層（第３の層１２８）より第２の誘電体層（第１の層１２４及び第５の層１３２）で厚くなっている。
【０１５５】
ところで、第３の層１２８は、図１を参照して説明した堆積膜と略同じ構成を有している。このため、第３の層１２８の実効誘電率は極めて高い。故に、キャパシタフィルム１２２の容量密度は、非常に高い。由って、本実施例のキャパシタの容量密度も、非常に高い。
【０１５６】
一方、第１の電極４８に接している第１の層１２４でＡｌ粒子の表面を覆う酸化アルミニウムが、第３の層でＡｌ粒子の表面を覆う酸化アルミニウムより厚くなっている（その結果、第１の層１２４では、誘電体の体積比が高くなっている。）。
【０１５７】
同様に、第２の電極４９に接している第５の層１３２でＡｌ粒子の表面を覆う酸化アルミニウムが、第３の層でＡｌ粒子の表面を覆う酸化アルミニウムより厚くなっている。
【０１５８】
従って、本実施例のキャパシタでは、電流パスが形成され難くなっている。故に、本実施例のキャパシタでは、リーク電流が小さくなる。また、リーク電流や耐圧のばらつきも小さくなり、歩留りが向上する。
【０１５９】
尚、第２の層１２６及び第４の層１３０は、誘電体の体積比が急激に変化しないように設けられた緩衝層である。このような緩衝層を設けることにより、第１の層１２４と第３の層１２８の密着性が良くなる。また、第３の層１２８と第５の層１３２の密着性も良くなる。
【０１６０】
本キャパシタの特性は、表１（図１０）に記載されている。
【０１６１】
表１に示すように、本キャパシタの容量密度は、３００μＦ/ｃｍ２と電解キャパシタの容量密度（２００μＦ/ｃｍ２）を超えている（図１０及び図１１参照）。また、耐圧も１０Ｖと、実用上必要な５Ｖを大きく上回っている。
【０１６２】
表１には、電流パスの発生を阻害する層（第１の層１２４及び第５の層１３２）を具備しない比較例に関するデータも記載されている。誘電体層の厚さの違いを考慮しても、本実施例のキャパシタの耐圧は比較例より高い。
【０１６３】
表１に示すように、本キャパシタのリーク電流は、電界強度０．２５ｋＶ／ｍｍに相当する電圧１５Ｖが印加された時に、１０−７Ａ／ｃｍ２となる。一方、比較例のキャパシタのリーク電流は、電界強度０．１ｋＶ／ｍｍに相当する電圧２Ｖが印加された時に、１０−７Ａ／ｃｍ２となる。すなわち、本実施例によれば、電流パスの発生を阻害する層（第１の層１２４及び第５の層１３２）を具備しない比較例より、リーク電流が格段に小さくなる。
【実施例４】
【０１６４】
本実施例のキャパシタも、実施例１と同様に、キャパシタフィルが積層されて形成されたキャパシタである。図２０は、このキャパシタフィルム１３６の上半分の構成を説明する断面図である。
【０１６５】
キャパシタフィルム１３６は、アルミニウム箔５０を基板として形成さている（図２０参照）。アルミニウム箔５０の両面には、ガスデポジッション法によって誘電体層１４８が形成されている。尚、図２０でも、図９と同様、アルミニウム箔５０の下側に形成された誘電体層１４８は省略されている。また、図２０に示された記号（ｔ, d, Ｖｄ）の意味は、図９中の対応する記号の意味と同じである。
【０１６６】
以下、キャパシタフィルム１３６の構成を、製造方法に従って説明する。
【０１６７】
まず、厚さ５０μｍのアルミニウム箔５０の上に、ガスデポジション法によって、厚さ約５μｍの堆積膜（第１の層１３８）を形成する。
【０１６８】
原料粉末は、表面全体が酸化アルミニウムによって覆われたアルミニウム粒子が集合した粉末に、チタン酸バリウム粒子が２０ｖｏｌ％（体積比）添加された混合粉末である。
【０１６９】
アルミニウム粒子の平均粒子径は、３μｍ±１μｍである。アルミニウム粒子の表面を覆う酸化アルミニウムの厚さは、３００ｎｍである。アルミニウム粒子の表面を覆う酸化アルミニウムは、ゾルゲル法によって形成されたものである。以下の工程で使用される粉末の粒子表面を覆う酸化アルミニウムも、ゾルゲル法によって形成されるものである。
【０１７０】
一方、チタン酸バリウム粒子の平均粒子径は５０ｎｍである。尚、以下の工程でも原料粉末にチタン酸バリウム粒子が混合されるが、その平均粒子径も５０ｎｍである。
【０１７１】
次に、第１の層１３８の上に、ガスデポジション法によって、厚さ約５μｍの堆積膜（第２の層１４０）を形成する。
【０１７２】
原料粉末は、表面全体が酸化アルミニウムによって覆われたアルミニウム粒子が集合した粉末に、チタン酸バリウム粒子が１０ｖｏｌ％（体積比）添加された混合粉末である。
【０１７３】
アルミニウム粒子の平均粒子径は、３μｍ±１μｍである。アルミニウム粒子の表面を覆う酸化アルミニウムの厚さは、１００ｎｍである。
【０１７４】
次に、第２の層１４０の上に、ガスデポジション法によって、厚さ約４０μｍの堆積膜（第３の層１４２）を形成する。原料粉末は、表面全体が酸化アルミニウムによって覆われたアルミニウム粒子が集合した粉末に、チタン酸バリウム粒子が５ｖｏｌ％（体積比）添加された混合粉末である。
【０１７５】
アルミニウム粒子の平均粒子径は、３μｍ±１μｍである。アルミニウム粒子の表面を覆う酸化アルミニウムの厚さは、１０ｎｍである。
【０１７６】
次に、第３の層１４２の上に、ガスデポジション法によって、厚さ約５μｍの堆積膜（第４の層１４４）を形成する。原料粉末は、表面全体が酸化アルミニウムによって覆われたアルミニウム粒子が集合した粉末に、チタン酸バリウム粒子が１０ｖｏｌ％（体積比）添加された混合粉末である。
【０１７７】
アルミニウム粒子の平均粒子径は、３μｍ±１μｍである。アルミニウム粒子の表面を覆う酸化アルミニウムの厚さは、１００ｎｍである。
【０１７８】
最後に、第４の層１４４の上に、ガスデポジション法によって、厚さ約５μｍの堆積膜（第５の層１４６）を形成する。原料粉末は、表面全体が酸化アルミニウムによって覆われたアルミニウム粒子が集合した粉末に、チタン酸バリウム粒子が２０ｖｏｌ％（体積比）添加された混合粉末である。
【０１７９】
アルミニウム粒子の平均粒子径は、３μｍ±１μｍである。アルミニウム粒子の表面を覆う酸化アルミニウムの厚さは、３００ｎｍである。
【０１８０】
その後、ペースト状の導電性高分子５４を塗布する。更に、その上にペースト状のカーボン５６を塗布し、最後に銀ペース５８を塗布する。
【０１８１】
ところで、第３の層１４２は、図３を参照して説明した堆積膜と略同じ構成を有している。このため、第３の層１４２の実効誘電率は極めて高い。故に、キャパシタフィルム１３６の容量密度は、非常に高い。由って、本実施例のキャパシタの容量密度は、非常に高い。
【０１８２】
一方、第１の電極４８に接している第１の層１３８では、Ａｌ粒子の表面を覆う酸化アルミニウムが厚くなっている。更に、第１の層１３８には、多量のチタン酸バリウムが添加されている。このため、第１の層１３８では、誘電体（酸化アルミニウム及びチタン酸バリウム）の体積比が高くなっている。その結果、第１の層１３８では、導体粒子（Ａｌ粒子）を隔てる誘電体膜が厚くなっている。
【０１８３】
同様に、第２の電極４９に接している第５の層１４６では、Ａｌ粒子の表面を覆う酸化アルミニウムが厚くなっている。更に、第２の電極４９に接している第５の層１４６には、多量のチタン酸バリウムが添加されている。このため、第５の層１４６でも、誘電体の体積比が高くなっている。その結果、第５の層１４６でも、導体粒子（Ａｌ粒子）を隔てる誘電体膜が厚くなっている。
【０１８４】
従って、本実施例のキャパシタでも、第１の層１３８及び第５の層１４６が電流パスの形成を阻害するので、電流パスが形成され難くなっている。故に、本実施例のキャパシタでも、リーク電流は小さくなる。また、リーク電流や耐圧のばらつきも小さくなり、歩留りが向上する。
【０１８５】
本キャパシタの特性は、表２（図１１）に記載されている。
【０１８６】
表２に示すように、本キャパシタの容量密度は、誘電体層の厚さの相違を考慮しても、６００μＦ/ｃｍ２と電解キャパシタの容量密度（２００μＦ/ｃｍ２）を大きく超えている。また、耐圧も１０Ｖと実用上必要な５Ｖを大きく上回っている。
【０１８７】
表２には、電流パスの発生を阻害する層（第１の層１３８及び第５の層１４６）を具備しない比較例に関するデータも記載されている。誘電体層の厚さの違いを考慮しても、本実施例のキャパシタの耐圧は比較例より高い。
【０１８８】
表２に示すように、本キャパシタのリーク電流は、電界強度０．２５ｋＶ／ｍｍに相当する電圧１５Ｖが印加された時に、１０−７Ａ／ｃｍ２となる。一方、比較例のキャパシタのリーク電流は、電界強度０．１ｋＶ／ｍｍに相当する電圧２Ｖが印加された時に、１０−７Ａ／ｃｍ２となる。すなわち、本実施例によれば、電流パスの発生を阻害する層（第１の層１３８及び第５の層１４６）を具備しない比較例より、リーク電流が格段に小さくなる。
【０１８９】
（変形例）
以上の例では、誘電体層は、アルミニウム箔の上に成膜されている。しかし、銅箔が貼付されたプリント基板の上や樹脂ビルドアップ基板内部に、ガスデポジッション法によって誘電体膜を成膜して、キャパシタを製造してもよい。
【０１９０】
また、以上の例では、成膜後の誘電体層には、特段の処理は施されない。しかし、成膜後の誘電体層にレーザ照射（例えば、出力１０ＷのＣＯ２レーザもしくはＹＶＯ４レーザの照射)を施してもよい。このようなレーザ照射を施すと誘電体層が緻密化し、容量が更に向上する。
【０１９１】
また、成膜後の誘電体層に、アジピン酸アンモン水溶液中で直流電圧を印加して、１５分間の化成処理を施してもよい。このようにすると、誘電体層の表面全体に化成膜が形成されるので、耐圧が更に向上する。尚、化成処理に用いられる電圧及び処理時間は、例えば、１５Ｖ及び１５分である。
【０１９２】
また、以上の例では、原料粉末に含まれる導電性粒子は、アルミニウム粒子である。しかし、導電性粒子としては、チタン、タンタル、ジルコニウム、シリコン、及びマグネシウム等のアルミニウム以外の弁金属の粒子であってもよい。更に、原料粉末に含まれる導電性粒子は、これらの弁金属をその成分とする合金製の粒子であってもよい。
【０１９３】
更に、これら導電体粒子を覆う誘電体としては、酸化タンタル、酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化ハフニウム、二酸化珪素、窒化シリコン、窒化アルミニウム、窒化タンタル、酸化マグネシウム等の種々の誘電体を用いてもよい。
【０１９４】
また、誘電体で覆われた導電体粒子と混合されて原料粉末となる誘電体粒子についても同じである。尚、この誘電体粒子の比誘電率は、上記導体粒子の酸化物の比誘電率より高いことが好ましい。例えば、上記誘電体粒子は、比誘電率が８以上の誘電体で形成されていることが好ましい。
【０１９５】
また、上記誘電体粒子の平均粒径は、各層を形成する上記導体粒子の平均粒径よりも小さいことが好ましい。例えば、上記誘電体粒子の平均粒径は１μｍ以下であることが好ましい。
【０１９６】
以上の実施の形態をまとめると、次の付記のとおりである。
【０１９７】
（付記１）
第１の誘電体膜によって第１の表面全体が覆われた第１の導体粒子が第１の下地に衝突し、前記第１の誘電体膜によって前記第１の表面全体が覆われた状態のまま前記第１の下地に固着して形成された第１の誘電体層と、
誘電体が占める体積の割合が、前記第１の誘電体層より高い第２の誘電体層とが積層された構造体。
【０１９８】
（付記２）
付記１に記載の構造体において、
前記第２の誘電体層を２層有し、
一方の前記第２の誘電体層が、前記第１の誘電体層と第１の主面の間に配置され、
他方の前記第２の誘電体層が、前記第１の誘電体層と第２の主面の間に配置されていることを、
特徴とする構造体。
【０１９９】
（付記３）
付記１又は２に記載の構造体において、
前記第２の誘電体層が、誘電体粒子が下地に衝突し、前記下地に固着して形成された層であることを、
特徴とする構造体。
【０２００】
（付記４）
付記３に記載の構造体において、
前記第１の導体粒子の間に、誘電体粒子が存在することを、
特徴とする構造体。
【０２０１】
（付記５）
付記１又は２に記載の構造体において、
前記第２の誘電体層が、第２の誘電体膜によって第２の表面全体が覆われた第２の導体粒子が下地に衝突し、前記第２の誘電体膜によって前記第２の表面全体が覆われた状態のまま前記下地に固着して形成された層であることを、
特徴とする構造体。
【０２０２】
（付記６）
付記５に記載の構造体において、
前記第１の導体粒子の間及び前記第２の導体粒子の間に、誘電体粒子が存在し、
前記第２の誘電体層で前記誘電体粒子が占める体積の割合が、前記第１の誘電体層における前記割合より高いことを、
特徴とする構造体。
【０２０３】
（付記７）
付記５に記載の構造体において、
前記第２の誘電体膜が、前記第１の誘電体膜より厚いことを、
特徴とする構造体。
【０２０４】
（付記８）
付記４に記載の構造体において、
前記誘電体粒子の平均粒径が、前記第１の導体粒子の平均粒径よりも小さいことを、
特徴とする構造体。
【０２０５】
（付記９）
付記６に記載の構造体において、
前記誘電体粒子の平均粒径が、前記第１の導体粒子及び前記第２の導体粒子の平均粒径よりも小さいことを、
特徴とする構造体。
【０２０６】
（付記１０）
付記１乃至４の何れか1項に記載の構造体において、
前記第１の誘電体膜が、前記第１の導体粒子の自然酸化膜より厚いことを、
特徴とする構造体。
【０２０７】
（付記１１）
付記５乃至９の何れか1項に記載の構造体において、
前記第１の誘電体膜が、前記第１の導体粒子の自然酸化膜より厚く、
前記２の誘電体膜が、前記第２の導体粒子の自然酸化膜より厚いことを、
特徴とする構造体。
【０２０８】
（付記１２）
付記１乃至１１に何れか1項に記載の構造体を具備し、
前記構造体の第１の主面に第１の電極が形成され、前記構造体の第２の主面に、第２の電極が形成されているキャパシタ。
【０２０９】
（付記１３）
付記１２に記載のキャパシタにおいて、
前記第２の誘電体層が、
前記第１の誘電体層の側面及び前記第１の電極の表面に延在し、
側面及び前記第１の電極の表面を覆っていることを、
特徴とする構造体。
【０２１０】
（付記１４）
第１の表面全体が誘電体によって形成された粒子が集合した第１の粉末をガスと共に噴射して加速し、第１の下地に前記粒子を衝突させ、前記第１の表面全体が誘電体で形成されたままの状態で前記粒子を、前記第１の下地に固着させる第１の固着工程と、
誘電体膜によって第２の表面全体が覆われた導体粒子が集合した第２の粉末をガスと共に噴射して加速し、第２の下地に前記導体粒子を衝突させ、前記第２の表面全体が誘電体に覆われたままの状態で前記導体粒子を、前記第２の下地に固着させる第２の固着工程と、
固着した前記粒子及び前記導体粒子によって形成される構造体を電極で挟む電極形成工程を具備し、
前記第１の粉末を形成する粒子全体が占める体積に対する誘電体部分の体積の割合が、前記第２の粉末を形成する粒子全体が占める体積に対する誘電体部分の体積の割合がより高いキャパシタの製造方法。
【０２１１】
（付記１５）
付記１４に記載の構造体のキャパシタにおいて、
前記第１の固着工程及び前記第２の固着工程を順次実施し、
更に、前記第１の固着工程を実施することを、
特徴とするキャパシタの製造方法。
【図面の簡単な説明】
【０２１２】
【図１】酸化アルミニウムによって表面が覆われたＡｌ粉末を原料粉末とし、ガスデポジッション法によって形成された堆積膜の断面を透過電子顕微鏡によって観察した画像の特徴を説明する図面である。
【図２】誘電体膜で表面が覆われた、堆積前の導体粒子の断面構造を説明する模式図である。
【図３】酸化アルミニウムによって表面が覆われたＡｌ粉末とチタン酸バリウム（BaTiO3）粒子の混合粉末を原料粉末とし、ガスデポジッション法によって形成された堆積膜の断面を透過電子顕微鏡によって観察した画像の特徴を説明する図面である。
【図４】図３を参照して説明した堆積膜を誘電率層とするキャパシタの構成を説明する概念図である。
【図５】キャパシタの耐圧とリーク電流の関係を説明する図である。
【図６】実施の形態のキャパシタの構成を説明する概念図である。
【図７】実施例１のキャパシタの構成を説明する断面図である。
【図８】実施例１のキャパシタフィルムの構成を説明する断面図である。
【図９】キャパシタフィルムの上半分の構成を説明する断面図である。
【図１０】実施例１〜実施例３のキャパシタに係るデータを纏めた表である。
【図１１】実施例４及び比較例等のキャパシタに係るデータを纏めた表である。
【図１２】他のタイプのキャパシタフィルムの構成を説明する断面図である。
【図１３】電極が剥離された状態の誘電体層（構造体）の断面図である。
【図１４】ガスデポジッション法の手順を説明するフロー図である。
【図１５】ガスデポジッション法に使用する成膜装置の構成図である。
【図１６】キャパシタフィルムの上半分の構成を説明する断面図である（実施例２）。
【図１７】表面が研磨された誘電体層の状態を説明する図である。
【図１８】アルミニウム箔から剥離した構造体の上面及び下面を夫々研磨した状態を説明する図である。
【図１９】キャパシタフィルムの上半分の構成を説明する断面図である（実施例３）。
【図２０】キャパシタフィルムの上半分の構成を説明する断面図である（実施例４）。
【符号の説明】
【０２１３】
２・・・微粒子      ４・・・導体粒子      ６・・・誘電体
８・・・Ａｌ粒子      １０・・・酸化アルミニウム
１２・・・チタン酸バリウム微粒子
１４・・・誘電体膜      １６・・・（キャパシタの）誘電体層
１８・・・キャパシタ      ２０・・・上部電極
２２・・・下部電極      ２４・・・リーク電流
２６・・・耐圧      ２８・・・電流パス
３０・・・キャパシタ（実施の形態）
３２・・・第１の誘電体層      ３４・・・第２の誘電体層
３６・・・キャパシタ（実施例１）  
３８，３９,４０・・・キャパシタフィルム（実施例１）      ４１・・・金属箔
４２・・・基板      ４３・・・外装ケース
４４・・・第１の端子      ４５,４６・・・配線
４７・・・パッド      ４８・・・第１の電極
４９・・・第２の電極      ５０・・・アルミニウム箔
５１・・・第２の端子      ５２・・・誘電体層（実施例１）
５１・・・第２の端子      ５４・・・導電性高分子      ５６・・・カーボン
５８・・・銀ペースト      ６０・・・（キャパシタフィルムの）上部
６２・・・第１の層（実施例１）      ６４・・・第２の層（実施例１）
６５・・・第１の主面      ６６・・・第３の層（実施例１）
６７・・・第２の主面      ６８・・・構造体（実施例１）
６９・・・（他のタイプの）キャパシタフィルム
７０・・・上面      ７２・・・下面      ７４・・・原料粉末
７６・・・基板      ７８・・・成膜装置      ８０・・・成膜室
８２・・・ステージ      ８４・・・振動器
８６・・・メカニカルブースターポンプ
８８・・・真空ポンプ      ９０・・・ガスボンベ
９２・・・浮遊粉塵化容器      ９４・・・第１のバルブ
９６・・・第２のバルブ      ９８・・・ノズル
１００・・・キャパシタフィルム（実施例２）
１０２・・・誘電体層（実施例２）      １０４・・・第１の層（実施例２）
１０６・・・第２の層（実施例２）      １０８・・・第３の層（実施例２）
１１０・・・第４の層（実施例２）      １１２・・・第５の層（実施例２）
１１４・・・剥離面      １１６・・・構造体
１１８・・・上側の研磨面      １２０・・・下側の研磨面
１２２・・・キャパシタフィルム（実施例３）
１２４・・・第１の層（実施例３）      １２６・・・第２の層（実施例３）
１２８・・・第３の層（実施例３）      １３０・・・第４の層（実施例３）
１３２・・・第５の層（実施例３）      １３４・・・誘電体層（実施例３）
１３６・・・キャパシタフィルム（実施例４）
１３８・・・第１の層（実施例４）      １４０・・・第２の層（実施例４）
１４２・・・第３の層（実施例４）      １４４・・・第４の層（実施例４）
１４６・・・第５の層（実施例４）      １４８・・・誘電体層（実施例４）
【図１】
2010123631.tif 000003
【図２】
2010123631.tif 000004
【図３】
2010123631.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2010123631.tif 000009
【図８】
2010123631.tif 000010
【図９】
2010123631.tif 000011
【図１０】
2010123631.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
2010123631.tif 000018
【図１７】
2010123631.tif 000019
【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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