特開 2022-146866 積層セラミック電子部品

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022146866

(43)【公開日】2022-10-05

(54)【発明の名称】積層セラミック電子部品

(51)【国際特許分類】

   H01G 4/30 20060101AFI20220928BHJP

【ＦＩ】

H01G4/30 201L

H01G4/30 515

H01G4/30 516

H01G4/30 201D

H01G4/30 512

H01G4/30 513

H01G4/30 201C

H01G4/30 201K

【審査請求】未請求

【請求項の数】16

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022008436

(22)【出願日】2022-01-24

(31)【優先権主張番号】10-2021-0036422

(32)【優先日】2021-03-22

(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR

(71)【出願人】

【識別番号】594023722

【氏名又は名称】サムソン エレクトロ－メカニックス カンパニーリミテッド．

(74)【代理人】

【識別番号】110000877

【氏名又は名称】弁理士法人ＲＹＵＫＡ国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】リー、キュン リュル

(72)【発明者】

【氏名】ジェオン、ジョン スク

(72)【発明者】

【氏名】チョイ、チャン ハク

【テーマコード（参考）】

5E001

5E082

【Ｆターム（参考）】

5E001AB03

5E001AC09

5E001AE04

5E001AJ01

5E001AJ02

5E082AB03

5E082BC35

5E082BC38

5E082BC39

5E082EE04

5E082EE23

5E082EE35

5E082FF05

5E082FG04

5E082FG26

5E082FG46

(57)【要約】

【課題】積層セラミック電子部品を提供する。
【解決手段】
本発明の一実施形態による積層セラミック電子部品は、（Ｂａ_１－ｘＣａ_ｘ）（Ｔｉ_１－ｙ（Ｚｒ、Ｈｆ）_ｙ）Ｏ_３（但し、０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦０．５）で表される主成分を含む誘電体層、及び上記誘電体層を間に挟んで交互に積層される第１及び第２内部電極を含むセラミック本体と、上記第１内部電極と連結される第１外部電極と、上記第２内部電極と連結される第２外部電極と、を含み、上記誘電体層及び内部電極のうち少なくともいずれか一つはＳｎを含み、上記誘電体層と内部電極の界面のＳｎの平均含有量は、５ａｔ％以上及び／または２０ａｔ％以下の範囲内であることができる。
【選択図】図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

（Ｂａ_１－ｘＣａ_ｘ）（Ｔｉ_１－ｙ（Ｚｒ、Ｈｆ）_ｙ）Ｏ_３（但し、０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦０．５）で表される主成分を含む誘電体層、及び前記誘電体層を間に挟んで交互に積層される第１及び第２内部電極を含むセラミック本体と、
前記第１内部電極と連結される第１外部電極と、前記第２内部電極と連結される第２外部電極と、を備え、
前記誘電体層及び内部電極のうち少なくともいずれか一つはＳｎを含み、
前記誘電体層と内部電極の界面のＳｎの平均含有量は、５ａｔ％以上及び／または２０ａｔ％以下の範囲内である、積層セラミック電子部品。

【請求項2】

前記誘電体層及び内部電極がいずれもＳｎを含む、請求項１に記載の積層セラミック電子部品。

【請求項3】

前記内部電極内のＳｎの平均含有量は、０．０５ａｔ％以上及び／または２ａｔ％以下の範囲内である、請求項１または２に記載の積層セラミック電子部品。

【請求項4】

前記セラミック本体内のＳｎが最大含有量を有する領域が前記誘電体層と内部電極の界面に配置される、請求項１から３のいずれか一項に記載の積層セラミック電子部品。

【請求項5】

前記誘電体層及び内部電極のうち少なくともいずれか一つはＤｙを含み、
前記誘電体層と内部電極の界面のＤｙの平均含有量は、１ａｔ％以上及び／または５ａｔ％以下の範囲内である、請求項１から４のいずれか一項に記載の積層セラミック電子部品。

【請求項6】

前記誘電体層及び内部電極がいずれもＤｙを含む、請求項５に記載の積層セラミック電子部品。

【請求項7】

前記内部電極内のＤｙの平均含有量は、０．０２５ａｔ％以上及び／または１ａｔ％以下の範囲内である、請求項５または６に記載の積層セラミック電子部品。

【請求項8】

前記セラミック本体内のＤｙが最大含有量を有する領域が前記誘電体層と内部電極の界面に配置される、請求項５から７のいずれか一項に記載の積層セラミック電子部品。

【請求項9】

前記誘電体層と内部電極の界面のＤｙの含有量に対するＳｎの含有量の割合（Ｓｎ／Ｄｙ）は、２以上の範囲を満たす、請求項５から８のいずれか一項に記載の積層セラミック電子部品。

【請求項10】

前記誘電体層と内部電極の界面のＤｙの含有量に対するＳｎの含有量の割合（Ｓｎ／Ｄｙ）は、４以下の範囲を満たす、請求項５から９のいずれか一項に記載の積層セラミック電子部品。

【請求項11】

（Ｂａ_１－ｘＣａ_ｘ）（Ｔｉ_１－ｙ（Ｚｒ、Ｈｆ）_ｙ）Ｏ_３（但し、０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦０．５）で表される主成分を含む誘電体層、及び前記誘電体層を間に挟んで交互に積層される第１及び第２内部電極を含むセラミック本体と、
前記第１内部電極と連結される第１外部電極と、前記第２内部電極と連結される第２外部電極と、を備え、
前記誘電体層及び内部電極のうち少なくともいずれか一つはＤｙを含み、
前記誘電体層と内部電極の界面のＤｙの平均含有量は、１ａｔ％以上及び／または５ａｔ％以下の範囲内である、積層セラミック電子部品。

【請求項12】

前記誘電体層及び内部電極がいずれもＤｙを含む、請求項１１に記載の積層セラミック電子部品。

【請求項13】

前記内部電極内のＤｙの平均含有量は、０．０２５ａｔ％以上及び／または１ａｔ％以下の範囲内である、請求項１１または１２に記載の積層セラミック電子部品。

【請求項14】

前記誘電体層と内部電極の界面の平均厚さは、２ｎｍ以上及び／または４ｎｍ以下の範囲内である、請求項１から１３のいずれか一項に記載の積層セラミック電子部品。

【請求項15】

前記誘電体層の平均厚さは、０．５μｍ以下である、請求項１から１４のいずれか一項に記載の積層セラミック電子部品。

【請求項16】

前記第１内部電極及び／または第２内部電極の平均厚さは、０．４μｍ以下である、請求項１から１５のいずれか一項に記載の積層セラミック電子部品。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、積層セラミック電子部品に関する。

【背景技術】

【0002】

最近、電子製品の小型化の傾向により、積層セラミック電子部品も小型化され、大容量化されることが要求されている。積層セラミック電子部品の小型化及び大容量化の要求に合わせて、積層セラミック電子部品の誘電体シートも薄層化されている。

【0003】

一方、誘電体シートが薄層化されるにつれて、誘電体層の結晶粒の大きさ、成分分布などが影響を受けることにより、チップの耐電圧及び信頼性特性が劣化するという問題点が表れている。かかる信頼性の低下を解決するために、チタン酸バリウムなどのグレインの大きさを成長させる場合、目的とする水準の容量を確保しにくく、信頼性の保証にも限界がある。また、誘電体シートが薄層化されることにより、誘電体層に加わる単位長さ当たりの電界の大きさ（Ｆｉｅｌｄ ｓｔｒｅｎｇｔｈ）が増加し、そのため誘電体の劣化が発生するという問題点がある。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

本発明の様々な目的のうち一つは、高温高圧特性に優れた積層セラミック電子部品を提供することにある。

【0005】

本発明の様々な目的のうち一つは、積層セラミック電子部品の絶縁抵抗特性を向上させることにある。

【0006】

本発明の様々な目的のうち一つは、信頼性が向上した積層セラミック電子部品を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明の一実施形態による積層セラミック電子部品は、（Ｂａ_１－ｘＣａ_ｘ）（Ｔｉ_１－ｙ（Ｚｒ、Ｈｆ）_ｙ）Ｏ_３（但し、０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦０．５）で表される主成分を含む誘電体層、及び上記誘電体層を間に挟んで交互に積層される第１及び第２内部電極を含むセラミック本体と、上記第１内部電極と連結される第１外部電極と、上記第２内部電極と連結される第２外部電極と、を含み、上記誘電体層及び内部電極のうち少なくともいずれか一つはＳｎを含み、上記誘電体層と内部電極の界面のＳｎの平均含有量は、５ａｔ％以上及び／または２０ａｔ％以下の範囲内であることができる。

【0008】

本発明の他の実施形態による積層セラミック電子部品、（Ｂａ_１－ｘＣａ_ｘ）（Ｔｉ_１－ｙ（Ｚｒ、Ｈｆ）_ｙ）Ｏ_３（但し、０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦０．５）で表される主成分を含む誘電体層、及び上記誘電体層を間に挟んで交互に積層される第１及び第２内部電極を含むセラミック本体と、上記第１内部電極と連結される第１外部電極と、上記第２内部電極と連結される第２外部電極と、を含み、上記誘電体層及び内部電極のうち少なくともいずれか一つはＤｙを含み、上記誘電体層と内部電極の界面のＤｙの平均含有量は、１ａｔ％以上及び／または５ａｔ％以下の範囲内であることができる。

【発明の効果】

【0009】

本発明の様々な効果のうち一つは、積層セラミック電子部品の高温高圧特性を向上できることである。

【0010】

本発明の様々な効果のうち一つは、積層セラミック電子部品の絶縁抵抗特性を向上できることである。

【0011】

本発明の様々な効果のうち一つは、積層セラミック電子部品の信頼性を向上できることである。

【0012】

但し、本発明の多様でありながらも有意義な利点及び効果は、上述した内容に限定されず、本発明の具体的な実施形態を説明する過程でより容易に理解されることができる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】本発明の一実施形態による積層セラミック電子部品を概略的に示す斜視図である。

【図2】図１のセラミック本体を概略的に示す斜視図である。

【図3】図１のＩ－Ｉ'断面図である。

【図4】図３のＡ領域の拡大図である。

【図5(a)】本発明の一実施形態の内部電極及び誘電体界面におけるＮｉ、ＢｉＴＯ_３に対するＥＤＳ（ｅｎｅｒｇｙ ｄｉｓｐｅｒｓｉｖｅ ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ）マッピングイメージである。

【図5(b)】本発明の一実施形態の内部電極及び誘電体界面におけるＳｎに対するＥＤＳ（ｅｎｅｒｇｙ ｄｉｓｐｅｒｓｉｖｅ ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ）マッピングイメージである。

【図5(c)】本発明の一実施形態の内部電極及び誘電体界面におけるＤｙに対するＥＤＳ（ｅｎｅｒｇｙ ｄｉｓｐｅｒｓｉｖｅ ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ）マッピングイメージである。

【図6】図５（ａ）の内部電極及び誘電体界面におけるＥＤＳ（ｅｎｅｒｇｙ ｄｉｓｐｅｒｓｉｖｅ ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ）マッピングに対するＮｉ（ａ）及びＢｉＴＯ_３（ｂ）のＬｉｎｅ ｐｒｏｆｉｌｉｎｇ結果を示すグラフである。

【図7】図５（ａ）～図５（ｃ）の内部電極及び誘電体界面におけるＥＤＳ（ｅｎｅｒｇｙ ｄｉｓｐｅｒｓｉｖｅ ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ）マッピングに対するＮｉ（ａ）、ＢｉＴＯ_３（ｂ）、Ｄｙ（ｃ）及びＳｎ（ｄ）のＬｉｎｅ ｐｒｏｆｉｌｉｎｇ結果を示すグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下、具体的な実施形態及び添付された図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。これは、本明細書に記載された技術を特定の実施形態に限定しようとするものではなく、本発明の実施形態の様々な変更（ｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎｓ）、均等物（ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔｓ）、及び／または代替物（ａｌｔｅｒｎａｔｉｖｅｓ）を含むものと理解されるべきである。図面の説明に関して、類似の構成要素については類似の参照符号が使用される。

【0015】

尚、図面において本発明を明確に説明するために説明と関係ない部分は省略し、複数層及び領域を明確に表現するために厚さを拡大して示し、同一の思想の範囲内で機能が同一である構成要素は、同一の参照符号を用いて説明する。

【0016】

本明細書において、「有する」、「有することができる」、「含む」、または「含むことができる」などの表現は、当該特徴（例えば、数値、機能、動作、または部品などの構成要素）の存在を指し、追加的な特徴の存在を排除しない。

【0017】

本明細書において、「Ａ及び／またはＢ」、「Ａ及び／またはＢの少なくとも一つ」、或いは「Ａ及び／またはＢのいずれか一つまたはそれ以上」などの表現は、ともに挙げられた項目の全ての可能な組み合わせを含み得る。例えば、「Ａ及び／またはＢ」、「Ａ及び／またはＢの少なくとも一つ」は、（１）少なくとも一つのＡを含む場合、（２）少なくとも一つのＢを含む場合、または（３）少なくとも一つのＡ及び少なくとも一つのＢの両方を含む場合を何れも指すことができる。

【0018】

図面において、Ｘ方向は第１方向、Ｌ方向または長さ方向、Ｙ方向は第２方向、Ｗ方向または幅方向、Ｚ方向は第３方向、Ｔ方向または厚さ方向と定義することができる。

【0019】

図１は本発明の一実施形態による積層セラミック電子部品の概略的な斜視図であり、図２は上記積層セラミック電子部品のセラミック本体に対する斜視図であり、図３は図１のＩ－Ｉ'断面図である。また、図４は図３のＡ領域の拡大図であり、図５（ａ）は本発明の一実施形態の内部電極及び誘電体界面におけるＮｉ（ａ）、ＢｉＴＯ３（ａ）、Ｓｎ（ｂ）及びＤｙ（ｃ）に対するＥＤＳ（ｅｎｅｒｇｙ ｄｉｓｐｅｒｓｉｖｅ ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ）マッピングイメージである。図５（ｂ）は本発明の一実施形態の内部電極及び誘電体界面におけるＳｎに対するＥＤＳ（ｅｎｅｒｇｙ ｄｉｓｐｅｒｓｉｖｅ ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ）マッピングイメージである。図５（ｃ）は本発明の一実施形態の内部電極及び誘電体界面におけるＤｙに対するＥＤＳ（ｅｎｅｒｇｙ ｄｉｓｐｅｒｓｉｖｅ ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ）マッピングイメージである。

【0020】

以下、図１～図４を参照して、本発明の一実施形態による積層セラミック電子部品について詳しく説明する。

【0021】

図１～図４を参照すると、本発明の一実施形態による積層セラミック電子部品１００は、（Ｂａ_１－ｘＣａ_ｘ）（Ｔｉ_１－ｙ（Ｚｒ、Ｈｆ）_ｙ）Ｏ_３（但し、０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦０．５）で表される主成分を含む誘電体層、及び上記誘電体層を間に挟んで交互に積層される第１及び第２内部電極を含むセラミック本体と、上記第１内部電極と連結される第１外部電極と、上記第２内部電極と連結される第２外部電極とを含むことができる。

【0022】

この時、上記誘電体層及び内部電極のうち少なくともいずれか一つはＳｎを含み、上記誘電体層と内部電極の界面のＳｎの平均含有量は、５ａｔ％以上及び／または２０ａｔ％以下の範囲内であることができる。本明細書においてある成分の「平均含有量」とは、互いに異なる１０個所で採取した試料の含有量の算術平均を意味することができ、例えば積層セラミック電子部品１００のセラミック本体１１０の中心を通りＹ軸に垂直であるＸＺ切断面に対して、上記積層セラミック電子部品の中心から近い順に上下５個の界面で測定した含有量の算術平均として求めることができる。

【0023】

本明細書において誘電体層１１１と第１内部電極１２１及び／または第２内部電極１２２の「界面」とは、誘電体層と内部電極が接している面を意味することができ、ＳＥＭイメージなどを通じて観察可能な面を意味することができる。また、上記界面は、互いに構成成分が異なる二つの面が接している面を意味することができ、上記誘電体層と内部電極の主要成分の分布を通じて確認可能な面を意味することができる。

【0024】

例えば、図５（ａ）及び図６を参照すると、Ｂａ及びＴｉの含有量は所定の位置から検出されず、Ｎｉの含有量は、所定の位置を通過してから検出されることを確認することができる。これにより、上記Ｂａ及びＴｉが分布する領域とＮｉが分布する領域が明確に区分されることを確認することができ、上記Ｂａ及びＮｉの含有量が急激に変化する領域を誘電体層と内部電極の界面であると解釈することができる。

【0025】

また、図５（ｂ）は内部電極及び誘電体界面におけるＳｎに対するＥＤＳ（ｅｎｅｒｇｙ ｄｉｓｐｅｒｓｉｖｅ ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ）マッピング結果を示したものであり、図７は図５（ａ）～図５（ｃ）のＥＤＳマッピングに対するＮｉ（ａ）、ＢｉＴＯ_３（ｂ）、Ｄｙ（ｃ）及びＳｎ（ｄ）のＬｉｎｅ ｐｒｏｆｉｌｉｎｇ結果を示すグラフである。図５（ｂ）及び図７を参照すると、内部電極と誘電体が会う領域にＳｎの含有量が最大であるピーク（ｐｅａｋ）が位置することができ、上記ピーク（ｐｅａｋ）を連結する場合、一つの線として観察されることができる。上記Ｓｎの含有量のピーク（ｐｅａｋ）を連結した線が誘電体層と内部電極の界面であると解釈することができる。

【0026】

薄い厚さの誘電体層において、結晶粒界の分率を増加させることで、界面における電位障壁（ｐｏｔｅｎｔｉａｌ ｂａｒｒｉｅｒ）を用いて電荷の移動度を低くすることができる。そのため、結晶粒界の分率を増加させるために小さい結晶粒の分布を有する誘電体が研究されてきた。しかし、誘電体の厚さが薄くなるほど電界強度は急激に増加するようになり、ショットキー障壁（Ｓｃｈｏｔｔｋｙ ｂａｒｒｉｅｒ）が低くなる現象が相対的によく起きるようになる。これにより、結晶粒分布の調節だけでは超薄層環境における誘電体の信頼性を担保し難い。

【0027】

また、誘電体層の厚さが薄くなるにつれて誘電体層の積層数が増加するようになり、誘電体と内部電極の界面の数が増加するようになる。この場合、界面特性により全体積層セラミック電子部品の特性に大きく変化が発生するようになり、界面部を如何に設計して制御するかによって製品の特性及び信頼性が大きく変わる。そこで、本発明者らは、誘電体層と内部電極の界面の特性を制御して信頼性の主要な劣化機構である酸素空孔の移動を抑制することができることを見出した。本明細書において「酸素空孔（ｏｘｙｇｅｎ ｖａｃａｎｃｙ）」とは、ある化合物において酸素があるべき所から酸素が抜け出して生じた空孔を意味する。例えば、ペロブスカイト構造（ＡＢＯ_３）を有するチタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ_３）を還元雰囲気下で焼結すると、上記チタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ_３）が有する酸素のうち一部が還元されて酸素が上記チタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ_３）から落ちるようになり、酸素の落ちて生じた空孔はイオン伝導度を有する酸素空孔となる。かかる酸素空孔は、絶縁性低下などの電気的特性を悪化させる原因となるため、薄い厚さを有する積層セラミック電子部品では、酸素空孔を抑制することが重要である。

【0028】

本実施形態による積層セラミック電子部品は、ペロブスカイト構造（ＡＢＯ_３）を有する誘電体層において、Ｓｎの分布を制御して酸素空孔の移動を抑制することができる。特に、誘電体層と内部電極の界面におけるＳｎの含有量が前述した範囲を満たす場合、ドナー（ｄｏｎｏｒ）及びアクセプター（ａｃｃｅｐｔｏｒ）のバランスを調節して優れた信頼性を実現することができる。

【0029】

本発明の他の実施形態において、積層セラミック電子部品の誘電体層及び内部電極のうち少なくともいずれか一つはＤｙを含み、上記誘電体層と内部電極の界面のＤｙの平均含有量は、１ａｔ％以上及び／または５ａｔ％以下の範囲内であることができる。一般的に希土類元素はＡサイトに置換される場合、ドナー（ｄｏｎｏｒ）として作用し、Ｂサイトに置換される場合、アクセプター（ａｃｃｅｐｔｏｒ）として作用する傾向がある。この時、Ａサイト及び／またはＢサイトのいずれの位置に置換されるかを決める重要な要因としてイオン半径が挙げられる。Ｄｙは、希土類元素のうち代表的な両性元素であり、ＡサイトまたはＢサイトに選択的に置換されてアクセプターとドナーのバランスを取る役割を行うことができる。誘電体層と内部電極の界面におけるＤｙの含有量が上記範囲を満たす場合、酸素空孔の移動を効果的に抑制することができる。

【0030】

一つの例示において、本発明による積層セラミック電子部品の誘電体層及び内部電極のうち少なくともいずれか一つは、Ｓｎ及びＤｙを含み、誘電体層と内部電極の界面のＳｎの平均含有量は、５ａｔ％以上及び／または２０ａｔ％以下の範囲内であり、上記誘電体層と内部電極の界面のＤｙの平均含有量は、１ａｔ％以上及び／または５ａｔ％以下の範囲内であることができる。即ち、前述した２種の実施形態を同時に満たす構成を有することができる。この場合、より優れた信頼性向上の効果を得ることができる。

【0031】

本発明の一実施形態による積層セラミック電子部品１００は、誘電体層１１１、及び上記誘電体層１１１を間に挟んで交互に積層される第１及び第２内部電極１２１、１２２を含むセラミック本体１１０を含むことができる。

【0032】

上記セラミック本体１１０は、第１方向（Ｘ方向）に対向する第１及び第２面Ｓ１、Ｓ２、第２方向（Ｙ方向）に対向する第３及び第４面Ｓ３、Ｓ４、第３方向（Ｚ方向）に対向する第５及び第６面Ｓ５、Ｓ６を含むことができる。

【0033】

上記セラミック本体１１０の具体的な形状に特に制限はないが、図示されたように、セラミック本体１１０は、六面体形状やこれと類似した形状からなることができる。上記セラミック本体１１０は、焼成過程でセラミック本体１１０に含まれたセラミック粉末の収縮により、完全な直線を有する六面体形状ではないが、実質的に六面体形状を有することができる。上記セラミック本体１１０は、必要に応じて角に丸みをつけるラウンド処理をすることができる。上記ラウンド処理は、例えば、バレル研磨などを使用することができるが、これに制限されるものではない。

【0034】

上記セラミック本体１１０は、誘電体層１１１、第１内部電極１２１、及び第２内部電極１２２が交互に積層されていることができる。上記誘電体層１１１、第１内部電極１２１及び第２内部電極１２２は、第３方向（Ｚ方向）に積層されていることができる。上記複数の誘電体層１１１は焼成した状態で、隣接する誘電体層１１１間の境界は、走査電子顕微鏡（ＳＥＭ：Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）を利用せずには確認しにくいほど一体化することができる。

【0035】

本発明による積層セラミック電子部品１００の誘電体層１１１は、（Ｂａ_１－ｘＣａ_ｘ）（Ｔｉ_１－ｙ（Ｚｒ、Ｈｆ）_ｙ）Ｏ_３（但し、０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦０．５）で表される成分を含むことができる。上記成分は、例えばＢａＴｉＯ_３にＣａ、Ｚｒ、Ｓｎ及び／またはＨｆが一部固溶された形態で存在する化学物であることができる。上記組成式において、ｘは０以上、１以下の範囲であることができ、ｙは０以上、０．５以下の範囲であることができるが、これに制限されるものではない。例えば、上記組成式において、ｘが０、ｙが０、ｚが０である場合、上記成分はＢａＴｉＯ_３になることができる。また、上記成分に本発明の目的に応じて多様なセラミック添加剤、有機溶剤、可塑剤、結合剤、分散剤などが添加されることができる。

【0036】

本発明の一実施形態において、誘電体層１１１の平均厚さは０．５ｕｍ以下であることができる。上記誘電体層１１１の平均厚さは、焼成された誘電体層１１１のうち第１及び第２内部電極の間に位置した互いに異なる５個所の位置で測定された値の平均であることができる。上記誘電体層１１１の平均厚さの下限は特に制限されるものではないが、例えば０．０１ｕｍ以上であることができる。

【0037】

上記誘電体層１１１は、前述した材料を含むスラリーに必要に応じて添加剤を追加し、これをキャリアフィルム（ｃａｒｒｉｅｒ ｆｉｌｍ）上に塗布及び乾燥して複数個のセラミックシートを設けることにより形成されることができる。上記セラミックシートは、上記スラリーをドクターブレード法で数μｍの厚さを有するシート（ｓｈｅｅｔ）型で作製することにより形成されることができるが、これに限定されるものではない。

【0038】

本発明の一つの例示において、積層セラミック電子部品１００の第１及び第２内部電極１２１、１２２は、各断面がセラミック本体１１０の対向する両端部にそれぞれ露出するように積層されることができる。具体的に、上記セラミック本体１１０の第１方向（Ｘ方向）の両面に上記第１及び第２内部電極１２１、１２２がそれぞれ露出することができ、上記セラミック本体１１０の第１面Ｓ１方向に第１内部電極１２１が露出し、第２面Ｓ２方向に第２内部電極１２２が露出することができる。

【0039】

一つの例示において、積層セラミック電子部品１００の第１及び第２内部電極１２１、１２２の平均厚さは、０．４ｕｍ以下であることができる。上記内部電極の平均厚さは、焼成された内部電極の互いに異なる５個所の位置で測定された値の平均であることができる。上記第１及び第２内部電極の平均厚さの下限は特に制限されるものではないが、例えば０．０１ｕｍ以上であることができる。

【0040】

上記第１及び第２内部電極１２１、１２２を形成する材料は、特に制限されず、例えば、銀（Ａｇ）、パラジウム（Ｐｄ）、金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）、ニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）、スズ（Ｓｎ）、タングステン（Ｗ）、チタン（Ｔｉ）及びこれらの合金のうち一つ以上の物質を含む導電性ペーストを用いて形成されることができる。

【0041】

上記セラミック本体１１０は、誘電体層に第１内部電極１２１が印刷されたセラミックグリーンシートと、誘電体層に第２内部電極１２２が印刷されたセラミックグリーンシートとを第３方向（Ｚ方向）に交互に積層して形成することができる。上記第１及び第２内部電極１２１、１２２の印刷方法は、スクリーン印刷法またはグラビア印刷法などを使用することができるが、これに限定されるものではない。

【0042】

前述したＳｎ及び／またはＤｙは、上記誘電体層及び内部電極のうち少なくともいずれか一つに含まれることができる。上記Ｓｎ及び／またはＤｙが誘電体層に含まれる場合、これは、誘電体層を製造するためのセラミックグリーンシートの製造過程に上記Ｓｎ及び／またはＤｙを添加したものであることができる。また、上記Ｓｎ及び／またはＤｙが内部電極に含まれる場合、これは、内部電極を製造するための導電性ペーストの製造過程に上記Ｓｎ及び／またはＤｙを添加したものであることができる。

【0043】

一つの例示において、積層セラミック電子部品のＳｎ及び／またはＤｙは、誘電体層及び内部電極にいずれにも含まれることができる。この場合、誘電体層の結晶粒のシェル部及び／または結晶粒界に主に分布するＤｙと、相対的にシェル部に拡散の難しいＳｎが焼結段階から押し出される過程を経り、誘電体層の主成分であるチタン酸バリウムなどとの反応時間を最小化して、誘電体層と内部電極の界面の厚さを最小化することができる。

【0044】

本発明の一実施形態において、本発明による積層セラミック電子部品の誘電体層と内部電極の界面の平均厚さは、２ｎｍ以上及び／または４ｎｍ以下の範囲内であることができる。本明細書において、誘電体層と内部電極の界面の「厚さ」は、上記界面の一側表面に対して垂直である方向に測定した他側表面までの距離を意味することができ、「平均厚さ」は前述した平均含有量を求めた位置で測定した値であることができる。例えば、積層セラミック電子部品１００のセラミック本体１１０の中心を通りＹ軸に垂直であるＸＺ切断面に対して、上記積層セラミック電子部品の中心から近い順に上下５個の界面で測定した界面の厚さの算術平均として求めることができる。

【0045】

本発明による積層セラミック電子部品は、前述したように、誘電体層と内部電極の界面にＳｎ及び／またはＤｙが所定の含有量範囲で含まれることができる。この時、Ｓｎ及び／またはＤｙを含む界面は製品の信頼性を向上させることができるが、Ｓｎ及び／またはＤｙの含有量が高く誘電率が低くなるおそれがある。従って、本実施形態の積層セラミック電子部品は、Ｓｎ及び／またはＤｙを含む誘電体層と内部電極の界面の厚さを上記範囲に調節して誘電特性の劣化なしに信頼性を向上させることができる。

【0046】

本発明の一つの例示において、積層セラミック電子部品の内部電極内のＳｎの平均含有量は、０．０５ａｔ％以上及び／または２ａｔ％以下の範囲内であることができる。本例示の場合、内部電極がＳｎを含むことができ、前述した誘電体層と内部電極の界面でＳｎが押し出され（ｓｑｕｅｅｚｅ－ｏｕｔ）、上記誘電体層と内部電極の界面でＳｎが最大含有量を有する領域が配置されると同時に、内部電極内のＳｎの平均含有量が界面におけるＳｎの含有量より低くかつ上記範囲を満たすことができる。上記平均含有量は、前述した平均含有量の測定位置と隣接した内部電極の中央部で測定した値であることができる。内部電極に含まれるＳｎが上記含有量範囲を満たす場合、誘電体層と内部電極の界面を薄く形成することができる。

【0047】

本発明の他の例示において、内部電極内のＤｙの平均含有量は、０．０２５ａｔ％以上及び／または１ａｔ％以下の範囲内であることができる。上記内部電極のＤｙの含有量もＳｎの場合と同様に、誘電体層と内部電極の界面にＤｙが最大含有量を有する領域が配置され、内部電極に含まれるＤｙの含有量は、上記界面における含有量より低くてよい。内部電極に含まれるＤｙが上記含有量範囲を満たす場合、電気的特性を低下させず、誘電体層と内部電極の界面を薄く形成することができる。

【0048】

本発明の一実施形態において、積層セラミック電子部品の誘電体層及び／または内部電極はＳｎを含み、上記誘電体層及び／または内部電極の内部のＳｎが最大含有量を有する領域は、上記誘電体層と内部電極の界面に配置されることができる。誘電体層及び／または内部電極の内部のＳｎが最大含有量を有する領域は、上記誘電体層と内部電極の界面に配置されるということは、上記誘電体層と内部電極の界面から離れるほどＳｎの平均含有量が低くなることを意味することができ、上記誘電体層１１１と上記第１内部電極１２１及び／または第２内部電極１２２の界面から一定距離離隔した位置におけるＳｎの平均含有量が上記界面に比べて低いことを意味することができる。図５（ｂ）はＳｎに対するＥＤＳ（ｅｎｅｒｇｙ ｄｉｓｐｅｒｓｉｖｅ ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ）マッピングイメージであり、図７は上記マッピング結果に対するｌｉｎｅ ｐｒｏｆｉｌｉｎｇ結果を示すグラフである。図５（ｂ）及び図７を参照すると、誘電体層と内部電極の界面にＳｎが最大含有量を有する領域が配置されることができる。上記Ｓｎが最大含有量を有する領域が上記誘電体層と内部電極の界面に配置される場合、積層セラミック電子部品の電気的特性を低下させず信頼性を向上させることができる。

【0049】

上記実施形態において、本発明による積層セラミック電子部品の誘電体層と内部電極の界面におけるＳｎの含有量の最大値は、１０ａｔ％以上及び／または２０ａｔ％以下の範囲内であることができる。上記Ｓｎの含有量の最大値は、前述した平均含有量を測定した位置と同一の位置で測定した値であることができる。

【0050】

一つの例示において、積層セラミック電子部品の誘電体層及び／または内部電極はＤｙを含み、上記誘電体層及び／または内部電極の内部のＤｙが最大含有量を有する領域は、上記誘電体層と内部電極の界面に配置されることができる。誘電体層及び／または内部電極の内部のＤｙが最大含有量を有する領域は、上記誘電体層と内部電極の界面に配置されるということは、上記誘電体層と内部電極の界面から離れるほどＤｙの平均含有量が低くなることを意味することができ、上記誘電体層１１１と上記第１内部電極１２１及び／または第２内部電極１２２の界面から一定距離離隔した位置におけるＤｙの平均含有量が上記界面に比べて低いことを意味することができる。図５（ｃ）はＤｙに対するＥＤＳ（ｅｎｅｒｇｙ ｄｉｓｐｅｒｓｉｖｅ ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ）マッピングイメージであり、図７は上記マッピング結果に対するｌｉｎｅ ｐｒｏｆｉｌｉｎｇ結果を示すグラフである。図５（ｃ）及び図７を参照すると、誘電体層と内部電極の界面にＤｙが最大含有量を有する領域が配置されることができる。上記Ｄｙが最大含有量を有する領域は、上記誘電体層と内部電極の界面に配置される場合、積層セラミック電子部品の耐電圧特性を向上させることができる。

【0051】

上記例示において、本発明による積層セラミック電子部品の誘電体層と内部電極の界面におけるＤｙの含有量の最大値は、２ａｔ％以上及び／または５ａｔ％以下の範囲内であることができる。上記Ｄｙの含有量の最大値は、前述した平均含有量を測定した位置と同一の位置で測定した値であることができる。

【0052】

本発明の一実施形態において、積層セラミック電子部品の誘電体層及び／または内部電極はＳｎ及びＤｙを含み、上記誘電体層と内部電極の界面のＤｙの含有量に対するＳｎの含有量の割合（Ｓｎ／Ｄｙ）は、２以上であることができる。上記の割合（Ｓｎ／Ｄｙ）は、２．０以上、２．１以上、２．２以上、２．３以上、２．４以上、または２．５以上であることができるが、これに限定されるものではない。

【0053】

本発明の他の実施形態において、積層セラミック電子部品の誘電体層及び／または内部電極はＳｎ及びＤｙを含み、上記誘電体層と内部電極の界面のＤｙの含有量に対するＳｎの含有量の割合（Ｓｎ／Ｄｙ）は、４以下であることができる。上記の割合（Ｓｎ／Ｄｙ）は、４．０以下、３．９ 以下、３．８ 以下、３．７ 以下、３．６以下、または３．５以下であることができるが、これに限定されるものではない。

【0054】

本発明による積層セラミック電子部品の誘電体層と内部電極の界面のＤｙの含有量に対するＳｎの含有量の割合（Ｓｎ／Ｄｙ）が上記範囲を満たす場合、Ｓｎ及びＤｙが適切な割合でＡサイト及びＢサイトに置換されることができ、これによりフェルミ準位とＥｉが類似値を有するようになるＦｅｒｍｉ ｌｅｖｅｌ ｐｉｎｎｉｎｇ効果を有することができ、積層セラミック電子部品の信頼性を向上させることができる。

【0055】

本発明による積層セラミック電子部品１００は、セラミック本体１１０の外部面に第１外部電極１３１及び第２外部電極１３２が配置されることができる。上記第１外部電極１３１は、本発明による積層セラミック電子部品１００のセラミック本体１１０の第１面Ｓ１上に配置されることができ、上記第２外部電極１３２は、上記セラミック本体１１０の第２面Ｓ２上に配置されることができる。

【0056】

一つの例示において、本発明による積層セラミック電子部品１００の第１外部電極１３１の少なくとも一部がセラミック本体１１０の第３面Ｓ３、第４面Ｓ４、第５面Ｓ５及び第６面Ｓ６上に延長して配置されることができる。また、第２外部電極１３２の少なくとも一部が上記セラミック本体１１０の第３面Ｓ３、第４面Ｓ４、第５面Ｓ５及び第６面Ｓ６上に延長して配置されることができる。この場合、上記第１外部電極１３１と第２外部電極１３２は、互いに離隔して配置されることができる。上記第１外部電極１３１及び／または第２外部電極１３２の少なくとも一部がそれぞれ上記セラミック本体１１０の第３面Ｓ３、第４面Ｓ４、第５面Ｓ５及び第６面Ｓ６上に延長して配置される場合、上記延長される部分はいわゆるバンド部として機能することができ、水分浸透などを防止して本発明による積層セラミック電子部品１００の信頼性をより向上させることができる。

【0057】

本発明の一実施形態において、積層セラミック電子部品１００の第１外部電極１３１及び第２外部電極１３２は、導電性金属を含む焼成電極であることができる。上記導電性金属は、例えばニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）、スズ（Ｓｎ）、パラジウム（Ｐｄ）、白金（Ｐｔ）、鉄（Ｆｅ）、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、タングステン（Ｗ）、チタン（Ｔｉ）、鉛（Ｐｂ）及びこれらの合金のうち一つ以上を含むことができる。

【0058】

また、上記第１外部電極１３１及び第２外部電極１３２は、ガラスを含むことができる。上記ガラスは、酸化物が混合した組成であることができ、特に制限されるものではないが、ケイ素酸化物、ホウ素酸化物、アルミニウム酸化物、転移金属酸化物、アルカリ金属酸化物及びアルカリ土類金属酸化物からなる群より選択された一つ以上であることができる。上記転移金属は、亜鉛（Ｚｎ）、チタン（Ｔｉ）、銅（Ｃｕ）、バナジウム（Ｖ）、マンガン（Ｍｎ）、鉄（Ｆｅ）及びニッケル（Ｎｉ）からなる群より選択され、上記アルカリ金属は、リチウム（Ｌｉ）、ナトリウム（Ｎａ）及びカリウム（Ｋ）からなる群より選択され、上記アルカリ土類金属は、マグネシウム（Ｍｇ）、カルシウム（Ｃａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）及びバリウム（Ｂａ）からなる群より選択された一つ以上であることができる。

【0059】

上記第１外部電極１３１及び第２外部電極１３２の形成方法の例示として、導電性金属を含む導電性ペーストにセラミック本体１１０をディッピングした後、焼成して形成するか、上記導電性ペーストをセラミック本体１１０の表面にスクリーン印刷法またはグラビア印刷法などで印刷し焼成して形成することができる。また、上記導電性ペーストをセラミック本体１１０の表面に塗布するか、または上記導電性ペーストを乾燥させた乾燥膜をセラミック本体１１０上に転写した後、これを焼成して形成する方法などが挙げられるが、これに制限されるものではない。例えば、上記方法以外の多様な方法で導電性ペーストをセラミック本体１１０上に形成した後、これを焼成して形成することができる。

【0060】

本発明の他の実施形態において、積層セラミック電子部品１００の第１及び第２外部電極１３１、１３２は、伝導性付与剤及びベース樹脂を含む樹脂系電極であることができる。上記樹脂系電極は、ベース樹脂の内部に伝導性付与剤が分散した構造を有し、焼成電極に比べて低温の環境で製造されることで伝導性付与剤が粒子形態でベース樹脂の内部に存在することができる。上記第１及び第２外部電極１３１ｃ、１３２ｃが樹脂系電極の場合、外部の衝撃などの物理的ストレスを遮断することができる。

【0061】

上記伝導性付与剤は、導電性金属及び／または伝導性高分子を含むことができる。上記導電性金属は、例えばカルシウム（Ｃａ）、チタン（Ｔｉ）、モリブデン（Ｍｏ）、タングステン（Ｗ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、パラジウム（Ｐｄ）、白金（Ｐｔ）、銅（Ｃｕ）、銀（Ａｇ）、金（Ａｕ）、亜鉛（Ｚｎ）、アルミニウム（Ａｌ）、スズ（Ｓｎ）、鉛（Ｐｂ）及びこれらの合金からなる群より選択される１種以上であることができるが、これに制限されるものではない。

【0062】

また、上記伝導性高分子の非制限的な例示として、ＰＴ（ｐｏｌｙ（ｔｈｉｏｐｈｅｎｅ））、ＰＥＤＯＴ（ｐｏｌｙ（ｅｔｈｙｌｅｎｅｄｉｏｘｙ）ｔｈｉｏｐｈｅｎｅ）、ＰＰＳ（ｐｏｌｙ（ｐ－ｐｈｅｎｙｌｅｎｅ ｓｕｌｆｉｄｅ））、ＰＡＮＩ（ｐｏｌｙａｎｉｌｉｎｅｓ）、Ｐ３ＨＴ（ｐｏｌｙ（３－ｈｅｘｙｌｔｈｉｏｐｈｅｎｅ－２，５－ｄｉｙｌ））、ＰｏｌｙＴＰＤ（ｐｏｌｙ（４－ｂｕｔｙｌｐｈｅｎｙｌｄｉｐｈｅｎｙｌａｍｉｎｅ））、ＰＳＳ（ｐｏｌｙ（４－ｂｕｔｙｌｐｈｅｎｙｌｄｉｐｈｅｎｙｌａｍｉｎｅ））、ＰＶＫ（ｐｏｌｙ（９－ｖｉｎｙｌｃａｒｂａｚｏｌｅ））、ＰＤＢＴ（ｐｏｌｙ（４，４'－ｄｉｍｅｔｈｏｘｙ ｂｉｔｈｏｐｈｅｎｅ））、ｐｏｌｙａｎｉｌｉｎｅ、またはｐｏｌｙｐｙｒｒｏｌｅなどの硫黄（Ｓ）及び／または窒素（Ｎ）含有化合物が挙げられ、ｐｏｌｙ（ｆｌｕｏｒｉｎｅ）、ｐｏｌｙｐｈｅｎｙｌｅｎｅ、ｐｏｌｙｐｙｒｅｎｅ、ｐｏｌｙａｚｕｌｅｎｅ、ｐｏｌｙｎａｐｈｔｈａｌｅｎｅ、ＰＡＣ（ｐｏｌｙ（ａｃｅｔｙｌｅｎｅ））、ＰＰＶ（ｐｏｌｙ（ｐ－ｐｈｅｎｙｌｅｎｅ ｖｉｎｙｌｅｎｅ）などのヘテロ原子を含まない化合物を例として挙げられるが、これに制限されるものではない。

【0063】

上記第１及び第２外部電極１３１、１３２は、必要に応じて炭素ナノチューブ、グラフェン、フラーレンなどのカーボンフィラー及び／または球状、楕円状、フレイク状、繊維状、または樹枝状（デンドライト状）の合金フィラーなどの導電性フィラーを含むことができるが、これに制限されるものではない。

【0064】

上記第１及び第２外部電極１３１、１３２に含まれるベース樹脂は、例えば熱硬化性樹脂であることができる。上記熱硬化性樹脂の具体例としては、フェノール樹脂、尿素樹脂、ジアリルフタレート樹脂、メラニン樹脂、グアナミン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、アミノアルキド樹脂、メラミン－尿素共縮合樹脂、珪素樹脂、ポリシロキサン樹脂などが挙げられるが、これに制限されるものではない。熱硬化性樹脂を用いる場合、必要に応じて架橋剤、重合開始剤などの硬化剤、重合促進剤、溶剤、粘度調整剤などをさらに添加して使用することができる。

【0065】

［実験例］
セラミック本体の長さ方向の面に外部電極が形成された三星電気の１００５サイズ（長さ×幅：１．０ｍｍ×０．５ｍｍ）の量産チップ（温度特性Ｘ７Ｒ及び容量２２０．０ｎＦ）を使用して高温加速寿命試験（Ｈｉｇｈ Ａｃｃｅｌｅｒａｔｅｄ Ｌｉｆｅ Ｔｅｓｔ；ＨＡＬＴ）を進行した。試験に使用したチップは、誘電体層と内部電極の両方にＳｎ及びＤｙを用いたチップを使用し、Ｓｎ及びＤｙの含有量を異ならせたことを除いては、同一の条件で製造したチップを使用した。Ｓｎ及びＤｙの含有量は、前述した平均含有量を求めるための１０個所の測定地点で測定し、Ｓｎ及びＤｙのピーク値は、上記測定地点における測定した値のうち最大値を使用した。

【0066】

また、Ｓｎ及びＤｙの平均値は、上記１０個所の測定地点におけるＳｎ及びＤｙの含有量を用いて計算した。Ｓｎ及びＤｙの平均含有量を求めるための方法は以下の通りである。（１）まず、上記測定地点でＳｎがピーク値を有する地点を内部電極と誘電体層の界面であると想定した。（３）上記界面から両側に２ｎｍ以内の領域におけるＳｎ及びＤｙの含有量の算術平均値を求めた。上記算術平均値はＥＤＳ（ｅｎｅｒｇｙ ｄｉｓｐｅｒｓｉｖｅ ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ）マッピングに対するＬｉｎｅ ｐｒｏｆｉｌｉｎｇ結果から計算した。そして、（３）上記１０個所の測定地点で計算したＳｎ及びＤｙの算術平均値からＳｎ及びＤｙの平均含有量を求めた。

【0067】

【表1】

【0068】

高温加速寿命試験は、１３０℃の温度及び２×Ｖｒ（定格電圧）で１００時間の間維持した後、４００個のサンプルのうち発生した不良の個数を測定した。

【0069】

上記表１は、Ｓｎ及びＤｙの含有量のピーク値及び平均値に対するＨＡＬＴテスト結果を示すものである。上記表１に示すように、内部電極と誘電体層の界面におけるＳｎの平均含有量が５ａｔ％より小さい場合、ＨＡＬＴテストで不良が急増することを確認することができる。また、Ｄｙの平均含有量が１ａｔ％より小さい場合、不良率が上昇することを確認することができる。そして図７のＳｎ及びＤｙの含有量を参照すると、Ｓｎの平均含有量は約２０ａｔ％以下の範囲で観察され、Ｄｙの平均含有量は約５ａｔ％以下の範囲で観察されることを確認することができる。従って、内部電極と誘電体層の界面におけるＤｙの平均含有量が５ａｔ％以上及び／または２０ａｔ％以下の範囲内に属する時、優れた高温信頼性を有することを確認することができ、内部電極と誘電体層の界面におけるＤｙの平均含有量が１ａｔ％以上及び／または５ａｔ％以下の範囲を満たす時、低い不良率を示すことを確認することができる。

【0070】

以上、本発明の実施形態について詳細に説明したが、本発明は、上述の実施形態及び添付の図面によって限定されるものではなく、添付の特許請求の範囲によって限定される。したがって、特許請求の範囲に記載された本発明の技術的思想から外れない範囲内で、当技術分野における通常の知識を有する者によって多様な形態の置換、変形、及び変更が可能であり、これも本発明の範囲に属するといえる。

【符号の説明】

【0071】

１００：積層セラミック電子部品
１１０：セラミック本体
１１１：誘電体層
１２１、１２２：第１及び第２内部電極
１３１、１３２：第１及び第２外部電極

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5(a)】

【図5(b)】

【図5(c)】

【図6】

【図7】