(57)【要約】  基板（２）上に設けられた第１の電極（３）を有する微小電子電極アセンブリ（１）において、第１の電極（３）は、固体格子による第１の電極材料からなる薄層を有し、第１の電極材料は、酸素含有化合物との接触で酸化してペロブスカイトまたはペロブスカイトから誘導された結晶構造を有し、電極（３）は、基板（２）とは反対側の機能性表面（４）を有し、電極（３）の機能性表面（４）上には分離層（５）が設けられ、当該分離層が、機能性表面（４）の領域において、電極（３）の特性を変える電極材料の酸化を防止する。分離層（５）上には電気絶縁機能層（６）が設けられており、この電気絶縁機能層（６）上には第２の電極（７）が設けられている。有利な態様では、第１の電極材料は、化合物ＳｒＭｏＯ３、ＳｒＭｏＯ３−ａＮａ、ＢａＭｏＯ３、ＳｒＶＯ３またはＳｒ２ＭｏＯ４の一つを有し、分離層（５）は、化合物ＳｒＴｉＯ３、ＤｙＳｃＯ３、ＧｄＳｃＯ３またはＳｒＨｆＯ３の一つを有している。機能層（６）は、分子式ＢａｘＳｒ１−ｘＴｉ１±ｙＯ３±ｚ、好ましくはＢａ０．５Ｓｒ０．５ＴｉＯ３を有する化合物である。電極アセンブリ（１）はバラクタを形成する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
微小電子型の電極アセンブリ（１）であって、基板（２）上に設けられた第１の電極（３）を持ち、前記第１の電極（３）は、第１の電極材料からなる薄い電極層を有し、前記第１の電極材料は、酸素含有化合物との接触で酸化可能であって、ペロブスカイト結晶構造またはペロブスカイトから誘導された結晶構造を有し、及び、前記電極（３）は、前記基板（２）とは反対側の機能性表面（４）を有し、当該機能性表面にはさらなる層を設けることができ、及び、前記微小電子電極アセンブリはまた、前記電極（３）の前記機能性表面（４）を覆う、分離層材料からなる分離層（５）を持ち、当該分離層（５）は、機能性表面（４）の領域において、前記電極（３）の特性を変える電極材料の酸化を防止する電極アセンブリ。
【請求項２】
前記分離層（５）上に絶縁機能層（６）が設けられていること、及び、当該絶縁機能層（６）上に第２の電極（７）が設けられていることを特徴とする、請求項１に記載の電極アセンブリ（１）。
【請求項３】
前記絶縁機能層（６）が有する誘電特性が変えられることを特徴とする、請求項２に記載の電極アセンブリ（１）。
【請求項４】
前記分離層（５）が分離層固体格子を、前記機能層（６）が機能層固体格子を有しており、前記分離層固体格子の格子構造が前記機能層固体格子の格子構造に整合されているため、前記機能層（６）はエピタキシャルに前記分離層（５）上に形成することができることを特徴とする、請求項２または３に記載の電極アセンブリ（１）。
【請求項５】
前記第１の電極材料がペロブスカイト酸化物、ペロブスカイト酸窒化物またはペロブスカイト・ベースのルドルスデン・ポッパー構造であることを特徴とする、請求項１から４のいずれか一項に記載の電極アセンブリ（１）。
【請求項６】
前記電極材料の比抵抗が１００μΩｍより小さく、好ましくは３０μΩｍより小さいことを特徴とする、請求項１から５のいずれか一項に記載の電極アセンブリ（１）。
【請求項７】
前記第１の電極材料が、分子式Ａ１±ｘＢ１±ｙＯ３±ｚまたはＡ１＋ｎＢｎ（Ｏ１−ａＮａ）３ｎ＋１を持つ化合物であり、このときＡは元素Ｃａ、ＳｒまたはＢａの少なくとも一つまたはこれらの元素の混合物であり、Ｂは元素Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｒ、ＭｏまたはＷの少なくとも一つまたはこれらの元素の混合物であり、数値ｘ、ｙ、ｚ及びａはそれぞれ０と１との間の値を、及び数値ｎは１と∞との間の値をとることができることを特徴とする、請求項１から６のいずれか一項に記載の電極アセンブリ（１）。
【請求項８】
前記第１の電極材料が、化合物ＳｒＭｏＯ３、ＳｒＭｏＯ３−ａＮａ  ＢａＭｏＯ３、ＳｒＶＯ３、ＳｒＮｂＯ３またはＳｒ２ＭｏＯ４の一つを有することを特徴とする、請求項７に記載の電極アセンブリ（１）。
【請求項９】
前記分離層（５）がペロブスカイト酸化物であって分子式Ａ１±ｘＢ１±ｙＯ３±ｚを持つ化合物を有し、このとき、Ａが元素Ｃａ、ＳｒまたはＢａの一つまたはこれらの元素の混合物であってＢが元素Ｔｉ、ＺｒまたはＨｆの一つまたはこれらの元素の混合物であるか、または、Ａが元素Ｌａ、Ｐｒ、Ｄｙ、Ｔｂ、Ｓｍ、ＮｄまたはＧｄの少なくとも一つまたはこれらの元素の混合物であってＢが元素ＳｃまたはＹの少なくとも一つまたはこれらの元素の混合物であるか、のいずれかであり、及び、数値ｘ、ｙ及びｚがそれぞれ０と１との間の値をとることができることを特徴とする、請求項１から８のいずれか一項に記載の電極アセンブリ（１）。
【請求項１０】
前記分離層（５）が、化合物ＳｒＴｉＯ３、ＳｒＺｒＯ３、ＤｙＳｃＯ３、ＧｄＳｃＯ３またはＳｒＨｆＯ３の一つを有することを特徴とする、請求項９に記載の電極アセンブリ（１）。
【請求項１１】
前記機能層（６）が分子式ＢａｘＳｒ１−ｘＴｉ１±ｙＯ３±ｚ好ましくはＢａ０．５Ｓｒ０．５ＴｉＯ３  を持つ化合物を有し、このとき数値ｘ、ｙ及びｚはそれぞれ０と１との間の値をとることができることを特徴とする、請求項２から１０のいずれか一項に記載の電極アセンブリ（１）。
【請求項１２】
前期電極材料の仕事関数及び／または前期分離層材料の電子親和力が、前期機能層の機能材料の電子親和力に対してできるだけ大きな差、とりわけ０．５ｅＶより大きな差、好ましくは１ｅＶより大きな差を有することを特徴とする、請求項２から１１のいずれか一項に記載の電極アセンブリ（１）。
【請求項１３】
前記電極アセンブリ（１）がバラクタを形成することを特徴とする、請求項２から１２のいずれか一項に記載の電極アセンブリ（１）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板上に設けられた電極を有する微小電子電極アセンブリに関するものであり、当該電極は第１の電極材料からなる薄い電極層を有している。
【背景技術】
【０００２】
そのような電極アセンブリの多様な実施形態が実用により知られている。所望の機能性または使用法に応じて、さまざまな材料からなること、または組み立てることができる、異なる特性を持つ多数の半導体部品が開発されている。その際電極は、通常は、なるべく高い電気伝導率を有し、必要スペースはわずかであり、他の層または微小電子部品に低コスト且つ確実に接続できる必要がある。
【０００３】
そのような電極アセンブリを用いてコンデンサまたはバラクタ（可変容量ダイオード）を製造するには、電極層は例えばプラチナ層からなることができ、当該プラチナ層上には、適切な誘電材料からなる機能層が形成されており、その誘電特性は動作中に操作することができる。この機能層上には、やはりプラチナからなることができるさらなる第２の電極が設けられている。そのようなコンデンサは通常の製造方法により低コストに製造することができる。機能層が多結晶構造であることにより、界面（Ｇｒｅｎｚｆｌａｅｃｈｅ）において及び機能層内部に欠陥及び結晶粒界が形成されるのが不可避であり、これにより機能層の機能性が損なわれる。そのため通常は、コンデンサまたはバラクタの確実な機能性及びそれにより確実な動作を可能にするために、機能層を十分に厚く構成する必要がある。機能層の層厚が増すにつれて、しばしば、製造コストの上昇、及び、例えばスイッチング時間及びエネルギー効率といった機能特性に悪影響が及ぶことにつながる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
そのため本発明の課題は、電極材料からなる電極層上に、有利な特性を持つ機能層を設け、電極材料からなる電極層に確実に接続できるように、先に述べた種類の電極アセンブリを形作ることである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この課題は本発明により、第１の電極材料からなる電極層を持つ電極アセンブリにより解決され、電極材料は酸素含有化合物との接触で酸化し、ペロブスカイト結晶構造またはペロブスカイトから誘導された結晶構造（ｖｏｎ  ｅｉｎｅｍ  Ｐｅｒｏｗｓｋｉｔ  ａｂｇｅｌｅｉｔｅｔｅ  Ｋｒｉｓｔａｌｌｓｔｒｕｋｔｕｒ）を持つ固体格子（Ｆｅｓｔｋｏｅｒｐｅｒｇｉｔｔｅｒ）を有し、電極は、基板とは反対側の機能性表面を有し、機能性表面上にはさらなる層を設けることができ、及び、電極アセンブリはまた、電極の機能性表面を覆う、分離層材料からなる分離層を持ち、分離層は、機能性表面の領域において電極の特性を変える電極材料の酸化を防止する。調査により、そのような電極材料は電極アセンブリにとって特に有利な特性を有しているという結果が出ている。電極材料は非常に高い導電率及び非常に低い表面粗さを有している。ペロブスカイト結晶格子構造またはペロブスカイトから誘導された結晶格子構造は、その上に設けられた機能層における同等の結晶格子構造の構成にとって好適である。第１の電極材料からなる層、及び、分離層、及び分離層上に設けられた機能層も、通常のエピタキシー法により製造することができる。その際好ましくは電極材料及び分離層材料、ならびにそれぞれの層厚は、分離層の空間的な格子構造が電極層の空間的な格子構造により与えられるよう、分離層が格子整合されて電極層上に設けられるように、もしくは形成されるように設定される。
【０００６】
現在特に適切と認められている電極材料は酸素含有化合物との接触により非常に急速に酸化し、それによりエッジ層（Ｒａｎｄｓｃｈｉｃｈｔ）から始まって電極層の組成及び特性が変わり、それにより電極にとって有利な特性が損なわれて電極の機能効率が危険にさらされる可能性があるため、電極の機能性表面を覆う分離層が備えられており、この分離層により、機能性表面の領域において電極の特性を変える電極材料の酸化が防止される。分離層は非常に薄く構成することができ、わずか数ナノメートルの厚さを有することができる。そのうえ分離層は、分離層上に設けられた機能層も同様に適切な結晶格子構造で構成し、エピタキシー法で製造できるように、適切な結晶格子構造を有することができる。適切な電極材料は通常、空気との接触でも、及び、酸素含有化合物を有するその他の材料またはコーティングとの接触でも酸化し、そのため、電極の機能性表面を分離層で覆った後は、例えば真空といった別個の手段をとらずとも、まだ完成していない電極アセンブリを保持し、さらに処理を行うことができる。それにより、本発明の電極アセンブリの製造は大幅に簡単になり、それにより顕著なコスト節約が可能となる。
【０００７】
好ましくは分離層上に電気絶縁機能層が設けられており、電気絶縁機能層上には第２の電極が設けられている。このようにして例えば、それぞれの層構造の厚さが非常にわずかであり、同時に、その動作にとって非常に有利な特性を持つコンデンサまたはバラクタを製造することができる。機能層は、電極アセンブリの要件及び使用目的に応じて異なる特性及び機能を可能にするために、ほぼ任意の電気的または磁気的特性を有することができる。そのうえ、個々の層は非常に薄く構成することができるため、個々の層のために必要なそれぞれの材料の量はわずかであり、そのため、個々の材料層及び微小電子部材全体、もしくは微小電子電極アセンブリの迅速で低コストな製造にとって好適である。
【０００８】
本発明により、電気絶縁機能層の誘電特性が変えられることにより、有利な特性を持つバラクタを製造できることが示された。すでによく知られた、従来製造されているバラクタとは異なり、電極アセンブリの本発明の実施形態により、特に適切な誘電体材料からなる非常に薄い機能層を持つバラクタが可能である。
【０００９】
機能層の製造及び有利な実施形態にとって好適であることは、なかんずく、分離層が分離層固体格子を、及び、機能層が機能層固体格子を有していて、分離層固体格子の格子構造が機能層固体格子の格子構造に整合されているため機能層が分離層上にエピタキシャルに形成されることである。同様に、分離層固体格子は、電極材料からなる電極層の格子構造に整合することができ、それにより分離層は電極層上にエピタキシャルに形成することができ、それによりもたらされた分離層の格子構造は電極層の格子構造に整合されるか、もしくは電極層の格子構造により与えられる。
【００１０】
本発明思想のある実施形態によると、第１の電極材料はペロブスカイト酸化物、ペロブスカイト酸窒化物またはペロブスカイト・ベース（ｐｅｒｏｗｓｋｉｔｂａｓｉｅｒｔ）のルドルスデン・ポッパー構造である。そのような電極材料が特に有利な特性を有し、なかんずく特にわずかな層厚において既に高い電気伝導率を有することが判明した。ペロブスカイト型の酸化物または酸窒化物以外の他の材料も使用することができる。これらの材料は、ペロブスカイト・ベースのルドルスデン・ポッパー構造を有し、この構造により、電極材料にとって同等の有利な特性が与えられる。本発明のペロブスカイト・ベースのルドルスデン・ポッパー構造は、ペロブスカイト構造及び塩化ナトリウム構造を持つ層が交互になった多層構造を有している。
【００１１】
好ましくは第１の電極材料は、分子式Ａ１±ｘＢ１±ｙＯ３±ｚまたはＡ１＋ｎＢｎ（Ｏ１−ａＮａ）３ｎ＋１を持つ化合物であり、このときＡは元素Ｃａ、ＳｒまたはＢａの一つ、またはこれらの元素の混合物であり、Ｂは元素Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｒ、ＭｏまたはＷの一つ、またはこれらの元素の混合物であり、数値ｘ、ｙ、ｚ及びａはそれぞれ０と１との間の値を、数値ｎは１と∞との間の値をとることができる。
【００１２】
ルドルスデン・ポッパー構造を持つ本発明の電極材料は、分子式Ａｎ＋１ＢＯ３ｎ＋１を持つ化合物を有することができ、このときＡは、Ａとして先述された元素の一つとすること、Ｂは、Ｂとして先述された元素の一つとすることができ、指数ｎは、ルドルスデン・ポッパー構造内のペロブスカイト層の数も示している。そのような電極材料であって、ペロブスカイト酸化物または酸窒化物ではなく、単にペロブスカイト・ベースのルドルスデン・ポッパー構造を有するだけのものも、本発明の電極アセンブリの製造のために使用でき、適切な材料を選択すれば同等に有利な特性を有する。
【００１３】
特に好ましくは、第１の電極材料が化合物ＳｒＭｏＯ３、ＳｒＭｏＯ３−ａＮａ  ＢａＭｏＯ３、ＳｒＶＯ３、ＳｒＮｂＯ３またはＳｒ２ＭｏＯ４の一つを有している。ここまでに挙げた電極材料は、基板上の電極として使用するために良好な特性を有しているだけでなく、有利な誘電体材料からなる、有利な特性を持つ機能層の構成及び付着（Ａｎｈａｆｔｕｎｇ）にとっても好適である。
【００１４】
本発明思想のある有利な実施形態によると、電極材料は、１００μΩｍより小さい比抵抗、好ましくは３０μΩｍより小さい比抵抗を有する。電気的伝導体材料とみなされるのは通常、１０００μΩｍより小さい比抵抗を持つ材料である。これに対して、本発明による望ましい電極材料はこれより明らかに低い比抵抗を有している。そのように低い比抵抗を持つ電極材料により、電極材料の高い電気伝導率が可能になり、例えば電極の電圧源などさらなる電気的部品への、電極アセンブリの有利な電気的接続が可能になる。
【００１５】
本発明によると、分離層がペロブスカイト酸化物であり、分子式Ａ１±ｘＢ１±ｙＯ３±ｚを持つ化合物を有しており、このときＡは元素Ｃａ、ＳｒまたはＢａの一つまたはこれらの元素の混合物であって、Ｂは元素Ｔｉ、ＺｒまたはＨｆの一つまたはこれらの元素の混合物であるか、または、Ａが元素Ｌａ、Ｐｒ、Ｄｙ、Ｔｂ、Ｓｍ、ＮｄまたはＧｄの一つまたはこれらの元素の混合物であって、Ｂが元素ＳｃまたはＹの一つまたはこれらの元素の混合物であるか、のいずれかであり、また、数値ｘ、ｙ及びｚはそれぞれ０と１との間の値をとることができる。
【００１６】
本発明思想の特に有利な実施形態によると、分離層は化合物ＳｒＴｉＯ３、ＳｒＺｒＯ３、ＤｙＳｃＯ３、ＧｄＳｃＯ３またはＳｒＨｆＯ３の一つを有する。そのような化合物を使用することにより、第１の電極材料からなる層が、周囲からのまたは当該層の上に設けられた機能層からの酸素もしくは酸素化合物と望まないのに反応することを防止するためには、数ナノメートルという非常にわずかな層厚を持つ分離層でも十分であり得ることが判明した。そのため第１の電極材料を保護する（ａｂｓｃｈｉｒｍｅｎ）ためには、例えば、ＳｒＴｉＯ３からなる、厚さわずか５またはおよそ５結晶格子単位（Ｋｒｉｓｔａｌｇｉｔｔｅｒｅｉｎｈｅｉｔ）もしくは数ナノメートルの厚さを持つ分離層でも十分である。同時に、当該分離層が結晶格子構造を有し、その結晶格子構造は、第１の電極材料の結晶格子構造及び適切な機能層の結晶格子構造に整合されており、第１の電極材料と機能材料との有利な組み合わせにとって好適であるか、もしくはこれを可能にする。
【００１７】
金属酸化物とりわけモリブデンを持つ金属酸化物を、基板上の第１の電極の製造のために使用することは特に有利な特性をもたらす。そのため例えば、基板材料として酸化数６であるモリブデンを持つ金属酸化物と、第１の電極材料として酸化数４であるモリブデンを持つ金属酸化物とを組み合わせることができる。当該基板材料は非常に高い電気絶縁作用を有する一方で、当該第１の電極材料は非常に高い電気伝導率を有する。結晶格子構造は互いに整合されている。
【００１８】
本発明の電極アセンブリをコンデンサまたはバラクタとして使用するために特に有利であるのは、機能層が、分子式ＢａｘＳｒ１−ｘＴｉ１±ｙＯ３±ｚ、例えばＢａ０．５Ｓｒ０．５ＴｉＯ３を持つ化合物であることであり、このとき数値ｘ、ｙ及びｚはそれぞれ０と１との間の値をとることができる。
【００１９】
本発明の電極アセンブリは、電極材料の仕事関数及び／または分離層材料の電子親和力が、機能層の機能材料の電子親和力に対して、なるべく大きな差、とりわけ１ｅＶより大きな差を有する場合に、さらなる電気的部品と組み合わせて、及び、電気的機能要素として特に有利な特性を有することができる。電極と機能層との間の本発明による電位差により、とりわけ電圧降下が小さい場合もしくは電場が小さい場合において電子障壁を生じさせることができ、このことは相応に低い漏れ電流にとって好適である。例えば０．５ｅＶまたは１ｅＶといったできるだけ大きな差により、電極から機能層への移行領域において荷電粒子にとっての空乏層が生じ、この空乏層は、本発明の電極アセンブリを電気的部材において使用する際に望まない漏れ電流の低減に貢献することができる。
【００２０】
電極材料の仕事関数が、機能材料の電子親和力に対してすでに十分に大きな差を有している場合、効果的な電子障壁を支援するために、分離層材料として、少なくともおおよそは機能材料の電子親和力に相当する電子親和力を持つ材料を選ぶことができる。しかしながら、電極材料の仕事関数がおおよそ機能材料の電子親和力に相当し、そのために効果的な電子障壁がまず発生しないような場合は、電極材料の仕事関数及び機能材料の電子親和力からは明らかにはずれた電子親和力を持つ適切な分離層材料を選択することにより、例えば漏れ電流の低減のために電子障壁を生じさせることができる。
【００２１】
本発明によると電極アセンブリがバラクタを形成する。先述の材料により、例えば電極アセンブリ全体、個々の層及びとりわけ機能層も厚みがわずかであるといった、特に有利な特性を持つバラクタを製造することができる。当該バラクタはわずかな制御電圧で動作することができ、動作中に起こる電気的損失はわずかであり、バラクタは非常に効率的に動作することができる。
【００２２】
強誘電メモリセルを形成するために、機能層として薄い強誘電層を使用することも可能である。さらに、本発明の電極アセンブリを電界効果トランジスタとして使用することも、本発明の可能な、及び、有利とみなされる利用法である。
【００２３】
本発明思想の実施例を以下に詳しく説明し、代表的な図を示す。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の電極アセンブリを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
図はただ一つであり、そこには本発明の電極アセンブリ１が図示されている。ＧｄＳｃＯ３からなる基板２の表面には第１の電極３が設けられている。第１の電極３は、ペロブスカイト結晶格子構造を有する、第１の電極材料ＳｒＭｏＯ３からなる層からできている。第１の電極３は、基板２とは反対側の、表面粗さが非常に低い機能性表面４を有している。第１の電極３の機能性表面４上には、ＳｒＴｉＯ３からなる、ほんの僅かに数ナノメートルの分離層５が形成されている。分離層５は、機能性表面４の領域において第１の電極３の第１の電極材料が酸化するのを防止する。
【００２６】
分離層５により覆われている第１の電極３の機能性表面４上にはＢａ０．５Ｓｒ０．５ＴｉＯ３からなる機能層６が設けられている。したがって機能層６は誘電体材料からできており、当該誘電体材料の誘電特性は、適切な制御電圧をかけることにより操作することができ、思い通りに変えることができる。機能層６上には、例えば銀、金またはプラチナなどの適切な金属からなる第２の電極７が設けられている。
【００２７】
実施例において代表的に図示された電極アセンブリ１を用いて特に有利な特性を持つバラクタが形成される。第１の電極３、分離層５及び機能層６の個々の層は、適切なエピタキシー法を用いて製造することができ、それにより個々の層はそれぞれ整列された結晶格子構造を有する。
【００２８】
個々の層について先に挙げた材料は化学ポテンシャル（電気陰性度）に関する特性を持つ元素を含んでおり、この特性により、非常にわずかな層厚であっても熱力学的ポテンシャルの分離を達成することができる。そのうえこれらの材料は、構造的に非常に似ているか、もしくは、ほぼ同一の結晶構造を有し、それにより、個々の層をエピタキシャルに、高度に集合組織化（テクスチャリング）（ｔｅｘｔｕｒｉｅｒｔ）して互いに上下に形成していくことができる。したがって、当該機能ユニット（第１の電極３、分離層５及び機能層６）が、第１の電極層３及び機能層６が制限を受けずに機能して有利な特性を生むのは、材料が適切に選択された、及び、組み合わされた場合、合成条件が適合された場合、及び、エピタクシーにより、もしくは層の高度な集合組織化（ｔｅｘｔｕｒｉｅｒｔ）及び方向が主に同じである粒子配置により、分離層の厚さが十分に薄い場合においてのみ、である。
【００２９】
先述の実施例で挙げられた材料は、適切な電極材料及び機能材料の代表的な例に過ぎない。第１の電極３のための第１の電極材料ＳｒＭｏＯ３、Ｂａ０．５Ｓｒ０．５ＴｉＯ３からなる機能層６、及び接触（Ｋｏｎｔａｋｔｉｅｒｕｎｇ）用の任意の金属電極、を持つそのような層構造により、同調可能な平板コンデンサが得られ、その容量は静的バイアス電圧もしくは制御電圧により設定することができる。この電極材料を使用することによる有利点は、それにより可能となった機能層６のエピタクシーによるものであり、このエピタクシーにより、非常に薄い機能層及びそれにより有利に低い制御電圧、構造がそろっていること及びそれにより制御にとって有利に好適であること、及び機能層内の低い欠陥密度及びそれにより低い漏れ電流が可能となる。これに比較して、従来のバラクタは多結晶に構成された機能層であるために、有利な特性はこれより少ない。
【００３０】
分離層５はここで重要な意味を持つ。第１の電極３及び機能層６と同じ材料で製造されていても適切な分離層を持たないバラクタは、顕著なバラクタ特性は有しておらず、伝導性が悪いか、または絶縁性であるかのいずれかである。例えばＳｒＴｉＯ３からなる分離層５を用いて、有利な特性を持つ本発明のバラクタを製造することができる。分離層５の分離条件（Ａｂｓｃｈｅｉｄｅｂｅｄｉｎｇｕｎｇｅｎ）を隣接する層に適合することにより、電極材料と機能材料とを空間的及び機能的に分離することが可能となり、それにより両方の材料は、そのそれぞれの特性を維持する。
【００３１】
図において代表的に図示された、バラクタとして構成し、動作することができる電極アセンブリ（バラクタ１）について、関連のあるいくつかの特性を調べ、これらの特性と、パラテク・マイクロウェーブ社（Ｐａｒａｔｅｋ  Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ、Ｉｎｃ．）の市販のバラクタ“ＰａｒａｓｃａｎＴＭ”  ＳＴＰＴＩＣについてのデータシートに記載されたデータとを以下に比較する。
【００３２】
【表１】
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【００３３】
本発明により形作られたバラクタ１は意図された使用法にとって、金属電極が多結晶誘電体と組み合わされている従来の構造形式を持つ同等のバラクタより、それぞれ良好な特性を有することが判明した。本発明のバラクタの有利な特性にとって、機能層６の、エピタキシャルに成長した誘電体を持つ、酸化した下側の電極３は重要で好適である。このようにして、従来のバラクタより大幅に薄い機能層６が可能となり、その容量は、電極３及び電極７の両方に電圧をかけることにより制御することができる。
【００３４】
第２の実施例は、先述の実施例に本質的に対応している。電極材料ＳｒＭｏＯ３の仕事関数と、機能層６に使用されている機能材料Ｂａ０．５Ｓｒ０．５ＴｉＯ３の電子親和力との間におよそ０．２−０．６ｅＶの電子障壁がある。第２の実施例においては、分離層材料ＳｒＴｉＯ３の代わりに化合物ＳｒＺｒＯ３が分離層５のために使用されている。ＳｒＺｒＯ３が有する電子親和力は、機能材料Ｂａ０．５Ｓｒ０．５ＴｉＯ３より明らかに高いため、電極３と機能層６との間の電子障壁にとって、分離層材料ＳｒＺｒＯ３を有利に選択することが好適であり、電子障壁を強化するものである。この背景のもと、分子式ＳｒＸＯ３を持つ化合物の使用が有利であることが判明しており、ここでＸは元素Ｔｉ、ＺｒまたはＨｆから任意に選ばれたもの、または任意に組み合わされたものである。
【００３５】
第３の実施例は、電極材料ＳｒＭｏＯ３からなる電極３、分離層材料ＳｒＴｉＯ３からなる分離層５、及び機能材料Ｂａ０．５Ｓｒ０．５ＴｉＯ３からなる機能層６を持つバラクタ１に関する。エピタキシャルな製造方法を使用することにより、電極３、分離層５、及び機能層６の格子構造は互いに整合される。そのため厚さが１００ｎｍより薄く、それにより非常に薄い機能層６を分離層５上に形成することができ、当該機能層はそれにもかかわらず所望の機能性を可能にする。第３の実施例により実験的に製造されたバラクタ１においては、３．５Ｖより低い最大制御電圧において、３／１より大きい可同調性を達成することができたため、先に挙げた表において第１の実施例について記載された同調範囲は、３／１という可同調性に関してではなく、２０Ｖの代わりに本例に必要な３．５Ｖより低い制御電圧の点で変更され、多くの利用法に合わせて改良されている。それにより、電子的データ処理機器の多数の部品に３．５Ｖから５Ｖの使用電圧を供給することができるため、第３の実施例によるバラクタ１は、同調可能な部材として、例えばスマートフォンまたはスマートウォッチといったモバイル電子機器にセットすることができ、その際、当該モバイル電子機器内で使用されている使用電圧に、コストのかかる別個の要求がされることはない。
【図１】
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【国際調査報告】
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