介電組合物以及電子部件的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及介電組合物以及電子部件。
【背景技術】
[0002] 為了應對以智能手機或平板電腦為代表的移動通信設備的更加高速大容量通信 化而開始了同時使用多個頻帶的MIMO技術（Multi-Input Multi-Output)的實用化。如果 用于通信的頻帶增加，每一個頻帶都需要高頻部件，而要維持設備原來的尺寸并增加元件 個數(shù)，則要求各個部件進一步小型化以及高功能化。
[0003] 作為這樣的高頻對應的電子部件例如有同向雙工器（diplexer)和帶通濾波器 (band-pass filter)等。這些是都可以由擔當電容器的電介質與擔當電感器的磁性體的組 合所構成，但是為了獲得良好的高頻特性要求抑制在高頻區(qū)域中的各個損耗。
[0004] 如果著眼于電介質，則要求：⑴對應于小型化的要求，要減小電容器部的面積， 要求相對介電常數(shù)（ε Γ)高；（2)為了使頻率的選擇性良好，要求介電損耗低，即要求Q值 尚J等。
[0005] 例如，作為在GHz帶上介電損耗低的代表性材料，可以列舉無定形SiNx膜。但是， 由于相對介電常數(shù)（ε r)低至6. 5,因此為了具備目標功能而需要大的面積，并且難以應對 小型化的要求。
[0006] 在專利文獻1中，公開有關于介電損耗低即Q值高的材料Ba(Mgl73Ta 273)Od^技術。 這些是作為經過1500°C以上的熱處理而獲得的致密燒結體，并且在IOGHz處得到相對介電 常數(shù)（ε r) = 24. 7 ;Q = 51000。
[0007] 另外，在非專利文獻1中，記載有通過PLD法（脈沖激光蒸鍍法）將Ba (Mg1/3Ta2/3) O3成膜，通過600°C的熱處理進行結晶化，并在2. 66GHz處得到相對介電常數(shù)（ε r) = 33. 3 ; tan δ =〇· 0158 (換算成 Q 值為 Q = 63. 3) 〇
[0008] 現(xiàn)有技術文獻
[0009] 非專利文獻
[0010] 非專利文獻 I :Jpn.J. Appl. Phys. Vol. 42 (2003) PP. 7428-7431 "Properties of Ba (Mg1/3Ta2/3) O3Thin Films Prepared by Pulsed-Laser Deposition'，·
[0011] 專利文獻
[0012] 專利文獻I :日本特開平-8-319162號公報

【發(fā)明內容】

[0013] 發(fā)明想要解決的技術問題
[0014] 然而，在專利文獻1的技術中，可知對于用于對應高頻的電子部件來說過大，另一 方面，如果為了小型化而將專利文獻1的Ba(Mg 1/3Ta2/3)O3薄膜化，則難以獲得由現(xiàn)有燒結 體得到的那樣高Q值。另外，非專利文獻1的技術中，雖然作為薄膜獲得了相對介電常數(shù) (ε r) = 33. 3,以Q值進行換算為63. 3,但是對于用于對應高頻的電子部件來說，要求更高 的Q值。
[0015] 本發(fā)明是鑒于上述實際情況而完成的，其目的在于提供一種即使是在小型化了的 情況下也相對介電常數(shù)高，且介電損耗低即Q值高的介電組合物以及使用了該介電組合物 的電子部件。
[0016] 解決技術問題的手段
[0017] 為了達到上述目的，本發(fā)明所涉及的介電組合物的特征在于：作為主成分包含由 通式xA〇-yB' 0-ζΒ"205(Α表示選自Ba、Ca、Sr中的至少一種以上的元素，B'表示選自Mg、 Zn、Ni中的至少一種以上的元素，B"表示選自Nb、Ta中的至少一種以上的元素）所表示的復 合氧化物，并且x、y、z的關系為x+y+z = L 000 ;0· 375彡X彡0· 563 ;0· 250彡y彡0· 500 ; x/3 z x/3+l/9〇
[0018] 通過設為上述x、y、z的范圍，從而可以獲得高相對介電常數(shù)以及高Q值。
[0019] 作為本發(fā)明的優(yōu)選方式，優(yōu)選為作為主成分包含在上述通式中X、y、z的關系為 x+y+z = 1. 000 ;0· 450 彡 X 彡 0· 575 ;0· 213 彡 y 彡 0· 377 ;χ/3+0· 025 彡 z 彡 x/3+0.0 81 的 復合氧化物的介電組合物。
[0020] 認為通過做到上述x、y、z的范圍，從而具有高Q值的Β'位與Β"位的長程序（long range order)變得更加容易維持，并且容易獲得更高的Q值。
[0021] 另外，通過使用上述本發(fā)明所涉及的介電膜，從而可以提供與現(xiàn)有高頻對應的電 子部件中使用的介電組合物相比，即使在小型化了的情況下也能夠得到足夠高的相對介電 常數(shù)，且Q值高，即，顯示高的S/N比的電介質諧振器或電介質濾波器等電子部件。
[0022] 發(fā)明效果
[0023] 本發(fā)明能夠提供一種即使在小型化了的情況下也相對介電常數(shù)高，且介電損耗低 即Q值高的介電組合物以及使用了該介電組合物的電子部件。
【附圖說明】
[0024] 圖1是本發(fā)明的一個實施方式所涉及的薄膜電容器的截面圖。
[0025] 圖2是用SEM(掃描電子顯微鏡）觀察將基板加熱到200°C而成膜所得到的本發(fā)明 的一個實施方式所涉及的介電膜的表面的照片。
[0026] 圖3是用SEM觀察將基板加熱到200°C而成膜所得到的Ba比本發(fā)明的一個實施方 式過剩的介電膜的表面的照片。
[0027] 符號說明
[0028] 1.支撐基板
[0029] 2.基底層
[0030] 3.下部電極
[0031] 4.上部電極
[0032] 5.介電膜
[0033] 10.薄膜電容器
【具體實施方式】
[0034] 以下是根據(jù)不同情況參照附圖來說明本發(fā)明的優(yōu)選實施方式。
[0035] 〈薄膜電容器10〉
[0036] 圖1是作為使用了本發(fā)明的一個實施方式所涉及的介電組合物的電子部件的一 個例子的薄膜電容器10的截面圖。薄膜電容器10具備被層疊于支撐基板1表面的下部電 極3和上部電極4、以及被設置于下部電極3與上部電極4之間的介電膜5。在支撐基板1 與下部電極3之間，為了提高支撐基板1與下部電極3的緊密附著性而具備基底層2。支撐 基板1具有確保薄膜電容器10整體的機械強度的功能。
[0037] 對于薄膜電容器的形狀，并沒有特別的限制，通常被做成長方體形狀。另外，其尺 寸也沒有特別的限制，厚度或長度可根據(jù)用途做成適當?shù)某叽纭?br>[0038] 〈支撐基板1〉
[0039] 用于形成圖1所示的支撐基板1的材料并沒有特別的限定，例如由作為單晶的Si 單晶、SiGe單晶、GaAs單晶、InP單晶、SrTiO3單晶、MgO單晶、LaAlO 3單晶、ZrO 2單晶、MgAl 204 單晶、NdGaO3單晶；或作為陶瓷多晶基板的Al 203多晶、ZnO多晶、SiO2多晶；或Ni、Cu、Ti、 W、Mo、Al、Pt等的金屬；或它們的合金的基板等能夠形成支撐基板1，但不特別限定。在這 些材料中，從低成本以及加工特性的觀點出發(fā)，一般是將Si單晶作為基板使用。支撐基板1 其電阻率根據(jù)基板的材質會有所不同。在將電阻率低的材料作為基板使用的情況下，如果 直接使用則電流流向基板側的漏電會影響到薄膜電容器10的電特性。因此，也有對支撐基 板1的表面實施絕緣處理，以使使用時的電流不流向支撐基板1的情況。例如，在使用Si單 晶作為支撐基板1的情況下，使支撐基板1表面氧化而形成SiO 2絕緣層，或者也可以在支撐 基板1的表面形成Al203、Si0 2、Si3Nx等絕緣物，只要保持對支撐基板1的絕緣其絕緣層的材 料或膜厚就沒有限定，但是膜厚優(yōu)選為〇. 01 μ m以上。由于小于0. 01 μ m的厚度不能夠保 持絕緣性，所以作為絕緣層的厚度不優(yōu)選。支撐基板1的厚度如果能夠確保薄膜電容器整 體的機械強度，則都沒有特別的限定，例如可以被設定為10 ym~5000 μπι。在小于10 μL? 的情況下有不能夠確保機械強度的情況，如果超過了 5000 μπι則會有無助于電子部件小型 化的問題的情況。
[0040] 〈基底層2〉
[0041] 在本實施方式中，圖1所示的薄膜電容器10優(yōu)選為在進行了絕緣處理的支撐基板 1表面上具有基底層2?；讓?是以提高支撐基板1與下部電極3的緊密附著性為目的 而被插入的。作為一個例子，在下部電極3中使用Cu的情況下，將Cr作為基底層2插入， 在下部電極3中使用Pt的情況下，將Ti作為基底層2插入。
[0042] 因為是以提高緊密附著性為目的，所以對于上述材料沒有限定，另外，如果能夠保 持支撐基板1與下部電極3的緊密附著性，可以省略基底層2。
[0043] 〈下部電極3〉
[0044] 用于形成下部電極3的材料只要具有導電性即可，例如能夠由Pt、Ru、Rh、Pd、Ir、 Au、Ag、Cu、Ni等金屬或它們的合金或者導電性氧化物等來形成。因此，可以選擇對應于成 本或者對應于對介電膜5實施熱處理的時候的氣氛的材料。介電膜5除了在大氣中之外還 可以在惰性氣體隊或Ar、另外0 2、惰性氣體和還原性氣體氏的混合氣體中進行熱處理。下 部電極3的膜厚只要能夠發(fā)揮作為電極的功能即可，優(yōu)選為0. 01 μπι以上。在小于0. 01 μπι 的情況下，導電性會變差，因而不優(yōu)選。另外，在將使用了能夠作為電極使用的Cu或Ni、Pt 等或氧化物導電性材料等的基板用于支撐基板1的情況下，可以省略上述基底層2和下部 電極3。
[0045] 也可以在形成下部電極3之后進行熱處理以提高基底層2與下部電極3的緊密 附著性并提高下部電極3的穩(wěn)定性。在進行熱處理的情況下，升溫速度優(yōu)選為KTC /分~ 2000°C /分，更加優(yōu)選為KKTC /分~KKKTC /分。熱處理時的保持溫度優(yōu)選為400°C~ 800°C，其保持時間優(yōu)選為0. 1小時~4. 0小時。如果超過了上述范圍，則會由于發(fā)生緊密 附著不良并且在下部電極3的表面上產生凹凸，從而會變得容易發(fā)生介電膜5的介電特性 的降低。
[0046] 〈介電膜5〉
[0047] 構成介電膜5的介電組合物中，作為主成分包含通式xAO-yB' 0-ζΒ" 205(Α表示選 自Ba、Ca、Sr中的至少一種以上的元素，B'表示選自Mg、Zn、Ni中的至少一種以上的元素， B"表示選自Nb、Ta中的至少一種以上的元素