[发明专利]带可变阻功能的层叠型半导体陶瓷电容器及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及带可变阻(varistor)功能的层叠型半导体陶瓷电容器及其制造方法，具体涉及一种利用了SrTiO₃系晶界绝缘型的半导体陶瓷的带可变阻功能的层叠型半导体陶瓷电容器及其制造方法。

背景技术

近年来，随着电子学技术的发展，不仅移动电话与笔记本型电脑等便携用电子设备、汽车等中搭载的车载用电子设备得到普及，而且，还要求电子设备的小型化、多功能化。

另一方面，为了实现电子设备的小型化、多功能化，大多使用各种IC、LSI等半导体元件，因此，电子设备的噪声耐力随之不断降低。

因此，以往在各种IC、LSI的电源线中配置薄膜电容器、层叠型陶瓷电容器、半导体陶瓷电容器等作为旁路电容器，由此，来确保电子设备的噪声耐力。

然而，虽然这些电容器相对电压低的噪声或高频噪声的吸收显现了出色的性能，但电容器自身不具有吸收高电压脉冲或静电的功能。因此，如果该高电压脉冲或静电侵入到电子设备内，则将导致电子设备的误动作或半导体元件的损坏，尤其在小型低容量制品中，有可能导致电容器本身的损坏。

鉴于此，作为噪声吸收性良好并具有对温度与频率的稳定性、而且具有高的噪声耐力和出色的脉冲吸收性的电容器，提出了一种使SrTiO₃类半导体陶瓷电容器具有可变阻功能的层叠型晶界绝缘型半导体陶瓷电容器。

例如在专利文献1中公开了一种晶界绝缘型半导体陶瓷电容器，其按照Sr_(1-x)Ba_x与Ti的摩尔比为0.95≤Sr_(1-x)Ba_x/Ti＜1.00的方式，使含有过量的Ti的Sr_(1-x)Ba_xTiO₃(其中0＜x≤0.3)中，含有Nb₂O₅、Ta₂O₅、V₂O₅、W₂O₅、Dy₂O₃、Nd₂O₃、Y₂O₃、La₂O₃、CeO₂中至少一种以上为0.05～5.0摩尔％；和MnO₂与SiO₂的合计量为0.2～5.0摩尔％。

根据专利文献1，可得到通常情况下作为电容器对电压低的噪声与高频的噪声进行吸收，而在侵入了脉冲或静电等高的电压时，发挥作为电阻器的功能的晶界绝缘型半导体陶瓷电容器。并且，能够在工艺上实现陶瓷材料与内部电极材料的同时焙烧，由此，可实现向层叠型晶界绝缘型半导体陶瓷电容器的应用。

专利文献1：特开平2-240904号公报

然而，为了将层叠型晶界绝缘型半导体陶瓷电容器搭载到小型化的多功能电子设备上，所层叠的半导体陶瓷层的薄层化及半导体陶瓷电容器自身的小型化是必不可少的，因此，期望将结晶粒子的平均粒径设为1.0μm以下。

但是，在专利文献1中，虽然通过在制造过程中同时焙烧陶瓷材料和内部电极材料，能够实现向层叠型晶界绝缘型半导体电容器的应用，但根据本发明者们的实验结果可知，结晶粒子的平均粒径超过了1.0μm。因此，认为上述的薄型化、小型化存在着限制。

而且，为了实现层叠型晶界绝缘型半导体电容器的实用化，需要确保充分的绝缘性来获得良好的可靠性，因此，需要增大比电阻和电气耐压。

然而，根据本发明者们的实验结果可知，在专利文献1的晶界绝缘型半导体陶瓷电容器中，尚且不能够同时得到充分大的比电阻和电气耐压，在可靠性方面存在缺陷。

发明内容

本发明鉴于上述情况而提出，其目的在于，提供一种具有良好的电气特性、比电阻与电气耐压良好、可靠性出色、且能够薄层化、小型化的带可变阻功能的层叠型半导体陶瓷电容器及其制造方法。

根据上述专利文献1，在含有规定量的MnO₂及SiO₂的SrTiO₃系晶界绝缘型半导体陶瓷电容器中，当Sr位点和Ti位点的配合摩尔比m(＝Sr位点/Ti位点)大于1.00时，Sr位点过剩，难以形成MnO₂-SiO₂-TiO₂系的液相，因此，难以成为晶界绝缘型构造、且会引起内部电极氧化与扩散，结果导致电气特性和可靠性降低。