特許 7222451 誘電体粉末及びそれを用いた積層型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】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-02-07

(45)【発行日】2023-02-15

(54)【発明の名称】誘電体粉末及びそれを用いた積層型セラミック電子部品

(51)【国際特許分類】

   H01G 4/30 20060101AFI20230208BHJP

   C04B 35/465 20060101ALI20230208BHJP

   C04B 35/628 20060101ALI20230208BHJP

【ＦＩ】

H01G4/30 515

H01G4/30 201L

C04B35/465

C04B35/628 050

【請求項の数】 16

(21)【出願番号】P 2018073500

(22)【出願日】2018-04-05

(65)【公開番号】P2019041092

(43)【公開日】2019-03-14

【審査請求日】2021-03-24

(31)【優先権主張番号】10-2017-0108794

(32)【優先日】2017-08-28

(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR

(73)【特許権者】

【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】キム、ジン ウー

(72)【発明者】

【氏名】チョイ、チャン ハク

(72)【発明者】

【氏名】ファ、カン ヘオン

(72)【発明者】

【氏名】ヨーン、ソク ヒュン

(72)【発明者】

【氏名】リー、セウン ホー

【審査官】北原 昂

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１５－０４４７３５（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１６／００８６７３５（ＵＳ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０１３／０２７５００（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２００８－０１０５３０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１０－３１０４６９（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１７／０７３６２１（ＷＯ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０１７／０１２７９３（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０００－２２３３５１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｇ ４／３０

Ｃ０４Ｂ ３５／４６５

Ｃ０４Ｂ ３５／６２８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ＡＢＯ_３（Ａは、Ｂａ、Ｓｒ、及びＣａのうち少なくとも１つであり、Ｂは、Ｔｉ、Ｚｒ、及びＨｆのうち少なくとも１つである）で表される母材及び希土類元素を含むドープ物質を含む半導性または導電性のコア領域と、
前記コア領域を囲む絶縁性のシェル領域と、を含み、
前記ドープ物質は、前記コア領域内に、前記コア領域の全体ｍｏｌ％を基準に、１ｍｏｌ％～１０ｍｏｌ％の含量でドープされ、
前記シェル領域は、Ｂａ、Ｓｒ、及びＮｂのうち、前記母材と異なる少なくとも１つの元素を含む第１副成分を含む、
誘電体粉末。

【請求項2】

前記母材はＢａＴｉＯ_３であり、前記第１副成分は、Ｓｒ及びＮｂのうち少なくとも１つを含む、請求項１に記載の誘電体粉末。

【請求項3】

ＡＢＯ _３ （Ａは、Ｂａ、Ｓｒ、及びＣａのうち少なくとも１つであり、Ｂは、Ｔｉ、Ｚｒ、及びＨｆのうち少なくとも１つである）で表される母材及び希土類元素を含むドープ物質を含む半導性または導電性のコア領域と、
前記コア領域を囲む絶縁性のシェル領域と、を含み、
前記ドープ物質は、前記コア領域内に、前記コア領域の全体ｍｏｌ％を基準に、１ｍｏｌ％～１０ｍｏｌ％の含量でドープされ、
前記シェル領域は、
Ｓｉ、Ｂａ、及びＡｌのうち少なくとも１つの第２副成分と、
Ｎａ、Ｌｉ、Ｋ、及びＢのうち少なくとも１つの第３副成分と、
Ｚｒ、Ｍｇ、Ｍｎ、及びＶのうち少なくとも１つの第４副成分と、を含む、誘電体粉末。

【請求項4】

前記ドープ物質は、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｓｍ、Ｌａ、Ｇｄ、Ｅｒ、及びＹのうち少なくとも１つを含む、請求項１から３のいずれか一項に記載の誘電体粉末。

【請求項5】

前記コア領域の直径と前記シェル領域の厚さとの比は、２．５：１～４：１の範囲である、請求項１から４のいずれか一項に記載の誘電体粉末。

【請求項6】

ＡＢＯ_３（Ａは、Ｂａ、Ｓｒ、及びＣａのうち少なくとも１つであり、Ｂは、Ｔｉ、Ｚｒ、及びＨｆのうち少なくとも１つである）で表される母材及び希土類元素を含むドープ物質を含む半導性または導電性のコア領域と、
前記コア領域を囲む絶縁性のシェル領域と、を含み、
Ｂａ、Ｓｒ、及びＮｂのうち、前記母材と異なる少なくとも１つの元素を含む第１副成分を含む最外側層をさらに含む、誘電体粉末。

【請求項7】

前記最外側層内の前記第１副成分の濃度は前記シェル領域においてさらに高い、請求項６に記載の誘電体粉末。

【請求項8】

誘電層、及び前記誘電層を挟んで互いに対向するように配置される内部電極を含む本体部と、
前記本体部の外側に配置され、前記内部電極と電気的に連結される外部電極と、を含む積層型セラミック電子部品であって、
前記誘電層は、ＡＢＯ_３（Ａは、Ｂａ、Ｓｒ、及びＣａのうち少なくとも１つであり、Ｂは、Ｔｉ、Ｚｒ、及びＨｆのうち少なくとも１つである）で表される母材及び希土類元素を含むドープ物質を含む半導性または導電性の結晶粒（ｇｒａｉｎ）コア領域と、前記結晶粒コア領域を囲む絶縁性の結晶粒シェル領域と、を含む結晶粒を含み、
前記ドープ物質は、前記結晶粒コア領域に、前記結晶粒コア領域の全体ｍｏｌ％を基準に、１ｍｏｌ％～１０ｍｏｌ％の含量で含まれ、
前記結晶粒シェル領域は、Ｂａ、Ｓｒ、及びＮｂのうち、前記母材と異なる少なくとも１つの元素を含む第１副成分を含む、
積層型セラミック電子部品。

【請求項9】

前記母材はＢａＴｉＯ_３であり、前記第１副成分は、Ｓｒ及びＮｂのうち少なくとも１つを含む、請求項８に記載の積層型セラミック電子部品。

【請求項10】

前記母材はＳｒＴｉＯ_３であり、前記第１副成分は、Ｂａ及びＮｂのうち少なくとも１つを含む、請求項８に記載の積層型セラミック電子部品。

【請求項11】

前記誘電層は、前記結晶粒コア領域及び前記結晶粒シェル領域を含む複数の結晶粒を含み、
前記結晶粒の平均サイズは５０ｎｍ～５００ｎｍである、請求項８から１０のいずれか一項に記載の積層型セラミック電子部品。

【請求項12】

前記ドープ物質は、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｓｍ、Ｌａ、Ｇｄ、Ｅｒ、及びＹのうち少なくとも１つである、請求項８から１１のいずれか一項に記載の積層型セラミック電子部品。

【請求項13】

前記結晶粒シェル領域も前記ドープ物質を含み、
前記ドープ物質の濃度は、前記結晶粒コア領域に比べて前記結晶粒シェル領域においてさらに低い、請求項８から１２のいずれか一項に記載の積層型セラミック電子部品。

【請求項14】

前記ドープ物質は、前記結晶粒シェル領域に、前記結晶粒シェル領域の全体ｍｏｌ％を基準に、０．５ｍｏｌ％より低い含量で含まれる、請求項１３に記載の積層型セラミック電子部品。

【請求項15】

誘電層、及び前記誘電層を挟んで互いに対向するように配置される内部電極を含む本体部と、
前記本体部の外側に配置され、前記内部電極と電気的に連結される外部電極と、を含む積層型セラミック電子部品であって、
前記誘電層は、ＡＢＯ _３ （Ａは、Ｂａ、Ｓｒ、及びＣａのうち少なくとも１つであり、Ｂは、Ｔｉ、Ｚｒ、及びＨｆのうち少なくとも１つである）で表される母材及び希土類元素を含むドープ物質を含む半導性または導電性の結晶粒（ｇｒａｉｎ）コア領域と、前記結晶粒コア領域を囲む絶縁性の結晶粒シェル領域と、を含む結晶粒を含み、
前記ドープ物質は、前記結晶粒コア領域に、前記結晶粒コア領域の全体ｍｏｌ％を基準に、１ｍｏｌ％～１０ｍｏｌ％の含量で含まれ、
前記結晶粒シェル領域は、
Ｓｉ、Ｂａ、及びＡｌのうち少なくとも１つの第２副成分と、
Ｎａ、Ｌｉ、Ｋ、及びＢのうち少なくとも１つの第３副成分と、
Ｚｒ、Ｍｇ、Ｍｎ、及びＶのうち少なくとも１つの第４副成分と、を含む、積層型セラミック電子部品。

【請求項16】

誘電層、及び前記誘電層を挟んで互いに対向するように配置される内部電極を含む本体部と、
前記本体部の外側に配置され、前記内部電極と電気的に連結される外部電極と、を含む積層型セラミック電子部品であって、
前記誘電層は、ＡＢＯ _３ （Ａは、Ｂａ、Ｓｒ、及びＣａのうち少なくとも１つであり、Ｂは、Ｔｉ、Ｚｒ、及びＨｆのうち少なくとも１つである）で表される母材及び希土類元素を含むドープ物質を含む半導性または導電性の結晶粒（ｇｒａｉｎ）コア領域と、前記結晶粒コア領域を囲む絶縁性の結晶粒シェル領域と、を含む結晶粒を含み、
前記ドープ物質は、前記結晶粒コア領域に、前記結晶粒コア領域の全体ｍｏｌ％を基準に、１ｍｏｌ％～１０ｍｏｌ％の含量で含まれ、
前記誘電層は結晶粒界をさらに含み、
Ｂａ、Ｓｒ、及びＮｂのうち、前記母材と異なる少なくとも１つの元素を含む第１副成分の濃度は前記結晶粒シェル領域に比べて前記結晶粒界においてさらに高い、積層型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、誘電体粉末及びそれを用いた積層型セラミック電子部品に関する。

【背景技術】

【0002】

通常、積層型セラミックキャパシタ（ＭＬＣＣ：Ｍｕｌｔｉｌａｙｅｒｅｄ Ｃｅｒａｍｉｃ Ｃａｐａｃｉｔｏｒ）は、小型でありながらも高容量が保障され、実装が容易であるという利点を有する電子部品であって、移動通信端末、ノート型パソコン、コンピュータ、携帯情報端末（ＰＤＡ）などの種々の電子製品の回路基板に装着され、電気を充電または放電させる役割を果たすチップ形態のコンデンサである。

【0003】

かかる積層型セラミック電子部品には、近年、電子製品の小型化及び高速化の傾向に伴い、超小型化及び超高容量化が要求されている。しかし、積層型セラミック電子部品は、積層可能な誘電体層の数に限界があり、これによって、静電容量の増加において限界が生じている。そこで、超小型製品において、同一のサイズで高誘電率を実現するためには、誘電体材料そのものの高誘電率を実現することが求められる。

【0004】

また、誘電体材料の微粒化により、完全な焼成を行う際に粒成長が伴われるため、ＤＣ電界で有効容量を確保することが困難であるという問題がある。したがって、高温でも粒成長を伴うことなく、且つ粒成長を伴わないことで誘電率の低下を改善した誘電体組成物が求められている。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

本発明の目的の一つは、誘電率が高く、且つ信頼性に優れた誘電体粉末及びそれを用いた積層型セラミック電子部品を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上述の課題を解決するための方法として、本発明は、一実施形態を挙げて誘電体粉末を提案する。具体的に、上記誘電体粉末は、ＡＢＯ_３（Ａは、Ｂａ、Ｓｒ、及びＣａのうち少なくとも１つであり、Ｂは、Ｔｉ、Ｚｒ、及びＨｆのうち少なくとも１つである）で表される母材及び希土類元素を含むドープ物質を含む半導性または導電性のコア領域と、上記コア領域を囲む絶縁性のシェル領域と、を含む。

【0007】

また、本発明は、上記誘電体粉末を用いた積層型セラミック電子部品を提案する。具体的に、上記積層型セラミック電子部品は、誘電層、及び上記誘電層を挟んで互いに対向するように配置される内部電極を含む本体部と、上記本体部の外側に配置され、上記内部電極と電気的に連結される外部電極と、を含み、上記誘電層は、ＡＢＯ_３（Ａは、Ｂａ、Ｓｒ、及びＣａのうち少なくとも１つであり、Ｂは、Ｔｉ、Ｚｒ、及びＨｆのうち少なくとも１つである）で表される母材及び希土類元素を含むドープ物質を含む半導性または導電性の結晶粒（ｇｒａｉｎ）コア領域と、上記結晶粒コア領域を囲む絶縁性の結晶粒シェル領域と、を含む結晶粒を含む。

【発明の効果】

【0008】

本発明は、半導性または導電性のコアと絶縁性のシェルとを含むコア－シェル構造を有することで、高誘電率及び向上した信頼性を有する誘電体粉末を提供することができる。また、本発明は、半導性または導電性のコアと絶縁性のシェルとを含むコア－シェル構造を有することで、静電容量の大容量化を実現し、且つ信頼性が向上した積層型セラミック電子部品を実現することができる。

【0009】

本発明の多様かつ有益な利点と効果は上述の内容に限定されず、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】

【0010】

【図1】本発明の一実施形態による誘電体粉末を概略的に示す部分斜視図である。

【図2】本発明の一実施形態による誘電体粉末を概略的に示す部分斜視図である。

【図3】本発明の一実施形態による誘電体粉末を用いた誘電体の微細構造を概略的に示す断面図である。

【図4】本発明の一実施形態による積層型セラミック電子部品を概略的に示す斜視図である。

【図5】図４のＶ－Ｖ´の切断線に沿った積層型セラミック電子部品の概略的な断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下では、添付の図面を参照して本発明の好ましい実施形態について説明する。しかし、本発明の実施形態は様々な他の形態に変形されることができ、本発明の範囲は以下で説明する実施形態に限定されない。また、本発明の実施形態は、当該技術分野で平均的な知識を有する者に本発明をより完全に説明するために提供されるものである。したがって、図面における要素の形状及び大きさなどはより明確な説明のために拡大縮小表示（または強調表示や簡略化表示）がされることがあり、図面上において同一の符合で示される要素は同一の要素である。

【0012】

誘電体粉末
図１及び図２は、本発明の一実施形態による誘電体粉末を概略的に示す部分斜視図である。

【0013】

図１を参照すると、誘電体粉末１０は、コア領域１及びシェル領域５を含む。誘電体粉末１０は、コア－シェル構造を有することができる。誘電体粉末１０は、平均粒径が１００ｎｍより小さい球状を有し、例えば、３０ｎｍ～８０ｎｍの範囲を有することができる。したがって、誘電体粉末１０を焼成して製造される焼結体において、結晶粒（ｇｒａｉｎ）のサイズも相対的に小さく製造されることができる。

【0014】

コア領域１は、半導性（ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｉｎｇ）または導電性領域であることができる。コア領域１は、例えば、比抵抗が数～数十オーム（Ωｍ）であることができる。コア領域１は球状を有することができる。

【0015】

コア領域１は、ＡＢＯ_３で表されるペロブスカイト構造の母材及び希土類元素を含むドープ物質を含むことができる。Ａは、Ｂａ、Ｓｒ、及びＣａのうち少なくとも１つであり、Ｂは、Ｔｉ、Ｚｒ、及びＨｆのうち少なくとも１つであることができる。例えば、上記母材は、ＢａＴｉＯ_３、ＳｒＴｉＯ_３、（Ｂａ_１－ｘＳｒ_ｘ）ＴｉＯ_３、（Ｂａ_１－ｘＣａ_ｘ）ＴｉＯ_３、Ｂａ（Ｔｉ_１－ｙＨｆ_ｙ）Ｏ_３、（Ｂａ_１－ｘＳｒ_ｘ）（Ｔｉ_１－ｙＺｒ_ｙ）Ｏ_３、及びＢａ（Ｔｉ_１－ｙＺｒ_ｙ）Ｏ_３のうち１つであることができる。

【0016】

上記希土類元素は、誘電体粉末が導電性または半導性を有するようにするために、コア領域１に含まれることができる。上記希土類元素は、上記母材のＢａまたはＳｒと置換されることができる。上記希土類元素は、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｓｍ、Ｌａ、Ｇｄ、Ｅｒ、及びＹのうち少なくとも１つであることができ、酸化数３＋であることができる。上記希土類元素は、コア領域１内に、コア領域１の全体ｍｏｌ％を基準に、１ｍｏｌ％～１０ｍｏｌ％の含量で含まれることができる。

【0017】

シェル領域５は絶縁領域であることができる。シェル領域５はコア領域１を囲むように配置されることができる。高誘電率を確保するために、コア領域１の直径Ｄ_Ｃは、シェル領域５の厚さＴ_Ｓより大きいかまたは同一であればよい。コア領域１の直径Ｄ_Ｃとシェル領域５の厚さＴ_Ｓとの比は、例えば、約２．５：１～４：１の範囲であることができる。

【0018】

シェル領域５は、ＡＢＯ_３で表されるペロブスカイト構造の母材及び副成分を含むことができる。Ａは、Ｂａ、Ｓｒ、及びＣａのうち少なくとも１つであり、Ｂは、Ｔｉ、Ｚｒ、及びＨｆのうち少なくとも１つであることができる。例えば、上記母材は、ＢａＴｉＯ_３、ＳｒＴｉＯ_３、（Ｂａ_１－ｘＳｒ_ｘ）ＴｉＯ_３、（Ｂａ_１－ｘＣａ_ｘ）ＴｉＯ_３、Ｂａ（Ｔｉ_１－ｙＨｆ_ｙ）Ｏ_３、（Ｂａ_１－ｘＳｒ_ｘ）（Ｔｉ_１－ｙＺｒ_ｙ）Ｏ_３、及びＢａ（Ｔｉ_１－ｙＺｒ_ｙ）Ｏ_３のうち１つであり、コア領域１の母材と同一でも異なってもよい。上記副成分は、第１～第４副成分であることができる。

【0019】

上記第１副成分は、Ｂａ、Ｓｒ、及びＮｂのうち、コア領域１の母材と異なる少なくとも１つの元素を含むことができる。例えば、コア領域１の母材がＢａＴｉＯ_３である場合、上記第１副成分はＳｒ及びＮｂのうち少なくとも１つを含むことができる。例えば、コア領域１の母材がＳｒＴｉＯ_３である場合、上記第１副成分はＢａ及びＮｂのうち少なくとも１つを含むことができる。上記第１副成分は、誘電体粉末１０の誘電率を上昇させるための成分である。

【0020】

上記第２副成分は、Ｓｉ、Ｂａ、及びＡｌのうち少なくとも１つを含むことができる。上記第２副成分はガラス成分であることができ、シェル領域５の絶縁特性のために含まれるものである。

【0021】

上記第３副成分は、Ｎａ、Ｌｉ、Ｋなどのアルカリ金属及びＢのうち少なくとも１つを含むことができる。上記第３副成分は、焼結助剤として含まれるものであって、焼成温度を下げる役割を果たすことができる。

【0022】

上記第４副成分は、遷移金属を含むことができ、Ｚｒ、Ｍｇ、Ｍｎ、及びＶのうち少なくとも１つを含むことができる。上記第４副成分はアクセプタ（ａｃｃｅｐｔｏｒ）成分であり、抵抗特性の確保に寄与することができる。

【0023】

図２を参照すると、誘電体粉末１０ａは、コア領域１及びシェル領域５ａの他に、最外側層７をさらに含む。

【0024】

最外側層７は、上述の実施形態の誘電体粉末１０におけるシェル領域５の第１副成分と同一の成分を含むことができる。最外側層７は、Ｂａ、Ｓｒ、及びＮｂのうち、コア領域１の母材に含まれていない少なくとも１つの元素を含む。例えば、コア領域１の母材がＢａＴｉＯ_３である場合、最外側層７はＳｒ及びＮｂのうち少なくとも１つを含むことができる。例えば、コア領域１の母材がＳｒＴｉＯ_３である場合、最外側層７はＢａ及びＮｂのうち少なくとも１つを含むことができる。最外側層７は、誘電体粉末１０ａの誘電率を上昇させる役割を果たすことができる。

【0025】

この際、シェル領域５ａは、上述の実施形態の誘電体粉末１０におけるシェル領域５の上記第１副成分を除いて上記第２～第４副成分のみを含むか、上記第１副成分を相対的に低い濃度で含むことができる。上記第１副成分の濃度は、シェル領域５ａに比べて最外側層７においてさらに高ければよい。例えば、シェル領域５ａは、コア領域１の全体ｍｏｌ％を基準に、０．１ｍｏｌ％以下の濃度で上記第１副成分を含むことができる。すなわち、最外側層７は、上述の実施形態の誘電体粉末１０と類似の構造を有するが、シェル領域５における特定の成分が最外側層７に主に配置されている構造を有すると理解されることができる。

【0026】

以下、本発明の一実施形態による誘電体粉末の製造方法について説明する。

【0027】

一実施形態によると、誘電体粉末１０、１０ａは、液相法、特に水熱法を用いて製造されることができる。先ず、Ｂａ（ＯＨ）_２及びＳｒ（ＯＨ）_２のうち少なくとも１つを準備し、これにドープのための希土類元素及びＴｉＯ_２を投入した後、置換及びドープして粒成長させることで、コア領域１を形成する。

【0028】

次に、シェル領域５、５ａを成すシード（ｓｅｅｄ）物質及び上記副成分に該当する物質を投入して粒成長させることで、コア領域１の周りにシェル領域５、５ａを形成する。上記シード物質は、ＢａＴｉＯ_３系またはＳｒＴｉＯ_３系物質であることができる。

【0029】

その後、実施形態によって、シェル領域５ａの表面に最外側層７をさらに形成することができる。

【0030】

次に、乾燥工程を行って、最終的に誘電体粉末１０、１０ａを製造することができる。

【0031】

図３は本発明の一実施形態による誘電体粉末を用いた誘電体の微細構造を概略的に示す断面図である。

【0032】

図３を参照すると、誘電体１００は、結晶粒コア領域１０１及び結晶粒シェル領域１０５を含む結晶粒Ｇと、結晶粒界ＧＢと、を含む。誘電体１００は、本発明の誘電体粉末を焼成して形成された焼結体である。

【0033】

結晶粒Ｇは、多角形状を有することができるが、これに限定されるものではない。それぞれの結晶粒Ｇにおいて、結晶粒コア領域１０１は結晶粒シェル領域１０５により囲まれた形態で配置されることができる。結晶粒シェル領域１０５は結晶粒界ＧＢに隣接した領域であることができる。結晶粒Ｇは、平均サイズが５００ｎｍより小さく、例えば、５０ｎｍ～５００ｎｍの範囲を有することができる。上記平均サイズとは、結晶粒Ｇの直径の平均を意味する。

【0034】

結晶粒コア領域１０１は半導性または導電性領域であることができる。結晶粒コア領域１０１は、内部に電荷キャリアを含んで界面分極効果を実現するため、双極子（ｄｉｐｏｌｅ）による分極特性に比べて高い変位（ｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔ）特性を示す。したがって、高誘電率を確保することができる。

【0035】

結晶粒コア領域１０１は、上述の誘電体粉末１０のコア領域１と類似の成分からなることができる。結晶粒コア領域１０１は、ＡＢＯ_３で表されるペロブスカイト構造の母材及び希土類元素を含むドープ物質を含むことができる。Ａは、Ｂａ、Ｓｒ、及びＣａのうち少なくとも１つであり、Ｂは、Ｔｉ、Ｚｒ、及びＨｆのうち少なくとも１つであることができる。上記希土類元素は、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｓｍ、Ｌａ、Ｇｄ、Ｅｒ、及びＹのうち少なくとも１つであり、酸化数３＋の金属元素であることができる。上記希土類元素は、結晶粒コア領域１０１内に、コア領域１の全体ｍｏｌ％を基準に、１ｍｏｌ％～１０ｍｏｌ％の含量で含まれることができる。

【0036】

結晶粒コア領域１０１は、その他にも、結晶粒シェル領域１０５を成す物質を０．１ｍｏｌ％以下で含むことができる。

【0037】

結晶粒シェル領域１０５は絶縁領域であることができる。結晶粒シェル領域１０５は結晶粒コア領域１０１を囲むように配置されることができる。結晶粒シェル領域１０５の少なくとも一部は絶縁特性を有し、結晶粒コア領域１０１による比抵抗の減少を補うことで、絶縁抵抗特性を確保することができる。

【0038】

結晶粒シェル領域１０５は、上述の誘電体粉末１０のシェル領域５と類似の成分からなることができる。結晶粒シェル領域１０５は、ＡＢＯ_３で表されるペロブスカイト構造の母材及び副成分を含むことができる。Ａは、Ｂａ、Ｓｒ、及びＣａのうち少なくとも１つであり、Ｂは、Ｔｉ、Ｚｒ、及びＨｆのうち少なくとも１つであることができる。上記副成分は第１～第４副成分であることができる。

【0039】

上記第１副成分は、Ｂａ、Ｓｒ、及びＮｂのうち、結晶粒コア領域１０１の母材に含まれていない少なくとも１つの元素を含むことができる。例えば、結晶粒コア領域１０１の母材がＢａＴｉＯ_３である場合、上記第１副成分はＳｒ及びＮｂのうち少なくとも１つを含むことができる。例えば、結晶粒コア領域１０１の母材がＳｒＴｉＯ_３である場合、上記第１副成分はＢａ及びＮｂのうち少なくとも１つを含むことができる。

【0040】

上記第２副成分は、Ｓｉ、Ｂａ、及びＡｌのうち少なくとも１つを含むことができる。上記第３副成分は、Ｎａ、Ｌｉ、Ｋなどのアルカリ金属及びＢのうち少なくとも１つを含むことができる。上記第４副成分は、Ｚｒ、Ｍｇ、Ｍｎ、及びＶのうち少なくとも１つを含むことができる。本発明の一実施形態において、図２を参照して上述した誘電体粉末１０ａを焼成して製造された誘電体１００は、特に、結晶粒界ＧＢに上記第１副成分であるＢａ、Ｓｒ、及びＮｂのうち少なくとも１つが含まれることができる。上記第１副成分の濃度は、結晶粒シェル領域１０５に比べて結晶粒界ＧＢにおいてさらに高ければよい。

【0041】

結晶粒シェル領域１０５は、その他にも、結晶粒コア領域１０１を成す物質を相対的に少量で含むことができる。これは、結晶粒コア領域１０１から拡散されて含有されることができる。例えば、結晶粒シェル領域１０５は、結晶粒シェル領域１０５の全体ｍｏｌ％を基準に、上記希土類元素を０．５ｍｏｌ％より低い含量で含むことができる。

【0042】

このように構成された誘電体１００は、それぞれの結晶粒Ｇの内部に導電性または半導性の結晶粒コア領域１０１が配置され、結晶粒界ＧＢに沿っては絶縁性の結晶粒シェル領域１０５が互いに連結された形態で配置されることができる。したがって、結晶粒コア領域１０１によって高誘電率が確保されるとともに、結晶粒シェル領域１０５によって抵抗特性が確保されるため、ＤＣ電界下でも有効容量を確保することができる。

【0043】

積層型セラミック電子部品
図４は本発明の一実施形態による積層型セラミック電子部品を概略的に示す斜視図である。

【0044】

図５は図４のＶ－Ｖ´の切断線に沿った積層型セラミック電子部品の概略的な断面図である。

【0045】

図４及び図５を参照すると、一実施形態による積層セラミックキャパシタ１０００は、本体部１１０と、本体部１１０の外側に配置される第１及び第２外部電極１３１、１３２と、を含む。以下では、電子部品の一例として積層セラミックキャパシタについて説明するが、本発明は、本発明の誘電体粉末を用いる様々な電子製品、例えば、インダクタ、圧電体素子、バリスタ、またはサーミスタなどにも適用可能である。

【0046】

本体部１１０は、交互に積層された誘電層１１１ならびに第１及び第２内部電極１２１、１２２を含むことができる。本体部１１０は、例えば、六面体形状を有することができる。

【0047】

誘電層１１１は、図３を参照して上述した誘電体１００からなる誘電層であることができる。誘電層１１１は、ＡＢＯ_３で表されるペロブスカイト構造の母材及び希土類元素を含むドープ物質を含む半導性または導電性の結晶粒コア領域と、上記結晶粒コア領域を囲む絶縁性の結晶粒シェル領域と、を含む結晶粒を含む焼結体からなることができる。上記Ａは、Ｂａ、Ｓｒ、及びＣａのうち少なくとも１つであり、上記Ｂは、Ｔｉ、Ｚｒ、及びＨｆのうち少なくとも１つであることができる。

【0048】

誘電層１１１の平均厚さは２μｍ以下であり、例えば、０．５μｍ以下であることができるが、これに限定されない。本発明の一実施形態による誘電層１１１は、誘電層１１１を成す上記結晶粒のサイズが相対的に小さく形成されることができるため、誘電層１１１の厚さも最小化することができる。

【0049】

第１及び第２内部電極１２１、１２２はそれぞれの誘電層１１１を挟んで互いに対向するように配置されることができる。第１内部電極１２１は少なくとも一側面が本体部１１０の一端部と接し、第２内部電極１２２は少なくとも一側面が本体部１１０の他端部と接するように交互に積層されることができる。第１及び第２内部電極１２１、１２２は、例えば、銀（Ａｇ）、鉛（Ｐｂ）、白金（Ｐｔ）、ニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）、及びこれらの合金のうち少なくとも１つを含むことができる。第１及び第２内部電極１２１、１２２は導電性ペーストを用いて形成されることができる。

【0050】

第１及び第２外部電極１３１、１３２は、本体部１１０の両端部に配置されることができる。第１及び第２外部電極１３１、１３２は第１及び第２内部電極１２１、１２２と電気的に連結されてキャパシタ回路を構成することができる。第１及び第２外部電極１３１、１３２は、例えば、銅（Ｃｕ）、ニッケル（Ｎｉ）、銀（Ａｇ）、銀－パラジウム（Ａｇ－Ｐｄ）、及びこれらの合金のうち少なくとも１つを含むことができる。

【0051】

以下、本発明の一実施形態による積層型セラミック電子部品の製造方法について説明する。

【0052】

一実施形態によると、先ず、本発明の誘電体粉末を用いてセラミックグリーンシートを製造する。次に、上記セラミックグリーンシートに第１及び第２内部電極１２１、１２２を印刷する。次に、第１及び第２内部電極１２１、１２２が印刷された上記セラミックグリーンシートを積層及び圧着し、切断することで本体部１１０を製造し、それを焼成する。次に、焼成された本体部１１０に、銅（Ｃｕ）ペーストを用いたターミネート工程及び電極焼成を行うことで第１及び第２外部電極１３１、１３２を形成する。

【0053】

本発明で用いられた一実施例という表現は、互いに同一の実施例を意味せず、それぞれ互いに異なる固有の特徴を強調して説明するために提供されるものである。しかし、上記提示された一実施例は、他の実施例の特徴と結合して実施されることを排除しない。例えば、特定の一実施例で説明された事項が他の実施例で説明されていなくても、他の実施例でその事項と反対であるか矛盾する説明がない限り、他の実施例に関連する説明であると理解されることができる。

【0054】

また、本発明で用いられた用語は、一例を説明するために説明されたものであるだけで、本発明を限定しようとする意図ではない。このとき、単数の表現は文脈上明確に異なる意味でない限り、複数を含む。

【符号の説明】

【0055】

１ コア領域
５、５ａ シェル領域
７ 最外側層
１０、１０ａ 誘電体粉末
１００ 誘電体
１０１ 結晶粒コア領域
１０５ 結晶粒シェル領域
１１０ 本体部
１１１ 誘電層
１２１ 第１内部電極
１２２ 第２内部電極
１３１ 第１外部電極
１３２ 第２外部電極

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】