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公開番号2025148090
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-10-07
出願番号2024048686
出願日2024-03-25
発明の名称コンデンサ及びコンデンサの製造方法
出願人パナソニックインダストリー株式会社,国立大学法人東京科学大学
代理人弁理士法人北斗特許事務所
主分類H01G 4/10 20060101AFI20250930BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】コンデンサにおける、誘電体層の高誘電率化を実現する。
【解決手段】コンデンサ1は、第1電極31と、第2電極32と、第1電極31と第2電極32との間に介在する誘電体層2と、を備える。誘電体層2が、第1金属酸化物と、第2金属酸化物と、第3金属酸化物と、を含有する。誘電体層2は、第3金属酸化物を含有するマトリクス相23を備え、第1金属酸化物と第2金属酸化物とは、マトリクス相23中に分散している。第1金属酸化物の電気伝導率よりも第2金属酸化物の電気伝導率が低く、かつ第2金属酸化物の電気伝導率よりも第3金属酸化物の電気伝導率が低い。第3金属酸化物の比誘電率が、第1金属酸化物の比誘電率及び第2金属酸化物の比誘電率のいずれよりも低い。第1金属酸化物と、第2金属酸化物と、第3金属酸化物との各々が、SiとZnとよりなる群から選択される少なくとも一種を有する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
第１電極と、
第２電極と、
前記第１電極と前記第２電極との間に介在する誘電体層と、を備え、
前記誘電体層が、第１金属酸化物と、第２金属酸化物と、第３金属酸化物と、を含有し、
前記誘電体層は、前記第３金属酸化物を含有するマトリクス相を備え、前記第１金属酸化物と前記第２金属酸化物とは、前記マトリクス相中に分散し、
前記第１金属酸化物の電気伝導率よりも前記第２金属酸化物の電気伝導率が低く、かつ前記第２金属酸化物の電気伝導率よりも前記第３金属酸化物の電気伝導率が低く、
前記第１金属酸化物と、前記第２金属酸化物と、前記第３金属酸化物との各々が、ＳｉとＺｎとよりなる群から選択される少なくとも一種を有する、
コンデンサ。
続きを表示（約 840 文字）【請求項２】
前記誘電体層が、前記第１金属酸化物を含有する第１粒子を備え、前記第１粒子が、前記マトリクス相中に分散している、
請求項１に記載のコンデンサ。
【請求項３】
前記誘電体層が、前記第２金属酸化物を含有する第２粒子を備え、前記第２粒子が、前記マトリクス相中に分散している、
請求項１に記載のコンデンサ。
【請求項４】
前記第１金属酸化物がＺｎＯである、
請求項１に記載のコンデンサ。
【請求項５】
前記第２金属酸化物が、Ｚｎ
２
ＳｉＯ
４
である、
請求項１に記載のコンデンサ。
【請求項６】
前記第３金属酸化物が、ＳｉＯ
２
である、
請求項１に記載のコンデンサ。
【請求項７】
前記マトリクス相がアモルファスである、
請求項１又は６に記載のコンデンサ。
【請求項８】
前記誘電体層中のＺｎ原子とＳｉ原子との合計に対するＺｎ原子の割合が、２０原子％以上６７．５原子％以下である、
請求項１に記載のコンデンサ。
【請求項９】
前記第１電極が、アルミニウムを含み、
前記第２電極が、導電性高分子を含む、
請求項１に記載のコンデンサ。
【請求項１０】
コンデンサの製造方法であり、
前記コンデンサは、第１電極と、第２電極と、前記第１電極と前記第２電極との間に介在する誘電体層と、を備え、
前記製造方法は、前記誘電体層を、ＳｉＯ
２
とＺｎＯとを含む混合物からなるターゲットを用いて、スパッタリング法で作製することを、含み、
前記ターゲットにおけるＺｎ原子とＳｉ原子との合計に対するＺｎ原子の割合は、２０原子％以上６７．５原子％以下である、
コンデンサの製造方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、コンデンサ及びコンデンサの製造方法に関し、詳しくは、第１電極と、第２電極と、第１電極と第２電極との間に介在する誘電体層とを備えるコンデンサ、及びその製造方法に関する。
続きを表示（約 1,600 文字）【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、第１の金属酸化物と、第１の金属酸化物よりも電気伝導率が低い第２の金属酸化物とを含有し、かつ第２の金属酸化物を含んで構成されるマトリクス相中に第１の金属酸化物が分散されて構成されている酸化物絶縁体膜、及びこの酸化物絶縁体膜を備えるコンデンサが、記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
国際公開第２０２２／０５４６９７号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本開示の課題は、第１電極と、第２電極と、第１電極と第２電極との間に介在する誘電体層とを備えるコンデンサにおける、誘電体層の高誘電率化を実現することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本開示の一態様に係るコンデンサは、第１電極と、第２電極と、前記第１電極と前記第２電極との間に介在する誘電体層と、を備える。前記誘電体層が、第１金属酸化物と、第２金属酸化物と、第３金属酸化物と、を含有する。前記誘電体層は、前記第３金属酸化物を含有するマトリクス相を備え、前記第１金属酸化物と前記第２金属酸化物とは、前記マトリクス相中に分散している。前記第１金属酸化物の電気伝導率よりも前記第２金属酸化物の電気伝導率が低く、かつ前記第２金属酸化物の電気伝導率よりも前記第３金属酸化物の電気伝導率が低い。前記第１金属酸化物と、前記第２金属酸化物と、前記第３金属酸化物との各々が、ＳｉとＺｎとよりなる群から選択される少なくとも一種を有する。
【０００６】
本開示の一態様に係るコンデンサの製造方法では、前記コンデンサは、第１電極と、第２電極と、前記第１電極と前記第２電極との間に介在する誘電体層と、を備える。前記製造方法は、前記誘電体層を、ＳｉＯ
２
とＺｎＯとを含む混合物からなるターゲットを用いて、スパッタリング法で作製することを、含む。前記ターゲットにおける、Ｚｎ原子とＳｉ原子との合計に対するＺｎ原子の割合が、２０原子％以上６７．５原子％以下である。
【発明の効果】
【０００７】
本開示によれば、第１電極と、第２電極と、第１電極と第２電極との間に介在する誘電体層とを備えるコンデンサにおける、誘電体層の高誘電率化を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
図１は、本開示の実施形態における、コンデンサの概略の構成を示す断面図である。
図２は、同上の実施形態における、電場と誘電体層内に生じる分極との関係を示す説明図である。
図３は、同上の実施形態における、電場と誘電体層内に生じる分極との関係を示す説明図である。
図４は、同上の実施形態におけるコンデンサの具体的な構成の例、及び実施例で用いられた評価用のコンデンサの構成を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本開示の実施形態について説明する。なお本開示は下記の実施形態に限られない。下記の実施形態は、本開示の様々な実施形態の一部に過ぎず、本開示の目的を達成できれば設計に応じて種々の変更が可能である。以下において参照する図は、いずれも模式的な図であり、図中の構成要素の寸法比が、必ずしも実際の寸法比を反映しているとは限らない。以下に実施形態に関する作用機序を説明することがあるが、作用機序の説明は推測に基づくものを含み、本開示は下記の作用機序の説明に拘束されることはない。
【００１０】
実施形態に係るコンデンサ１は、第１電極３１と、第２電極３２と、第１電極３１と第２電極３２との間に介在する誘電体層２と、を備える。第１電極３１と第２電極３２とのうち、一方はコンデンサ１の陰極として機能でき、もう一方はコンデンサ１の陽極として機能できる。
（【００１１】以降は省略されています）

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