世界最小の高性能コンデンサー素子を作製
―性能2,000倍、簡便で安価、低環境負荷で製造
:物質・材料研究機構

 (独)物質・材料研究機構は2月19日、誘電性と導電性の2種類の酸化物ナノシートを積木細工のように積層し、世界最小の高性能コンデンサー素子を作製したと発表した。スマートフォンなどに使われているコンデンサーの超小型化・高性能化に道を開く成果としている。

 

■超小型化に道拓く

 

 スマートフォンやパソコンなどの電子情報機器に用いられているコンデンサーには、セラミックス製のナノ粒子からなる誘電体層とニッケルなどからなる電極層とをサンドイッチ状に交互に数百層積層した積層セラミックスコンデンサー(MLCC)が広く使われている。
 これらは現在、最先端の微粒子加工技術や薄膜技術による、いわゆるトップダウン方式の製法で作られているが、さらなる小型化、高性能化を図るには製法、材料の両面で革新が求められている。
 研究チームは今回、トップダウン方式で微細化するのではなく、膜厚1nm(ナノメートル、1nmは10億分の1m)前後の極薄の2次元ナノシートを溶液プロセスで基板表面に堆積させ、ボトムアップ方式で素子を作り上げるプロセス技術を開発、この製造プロセスを用いて世界最小の高性能コンデンサー素子を作製した。
 具体的には、誘電体層にペロブスカイト型酸化ニオブナノシート、電極層に酸化ルテニウムナノシートを用い、溶液プロセスで積木細工のように積層して電極/誘電体/電極(MIM)のサンドイッチ型素子を作製した。
 得られた素子(MIM)はMLCCの1ユニットに相当するものなのでこの多層化が今後の課題だが、性能は現行のMLCCの約2,000倍に相当し、加えて簡便、安価、低環境負荷の溶液プロセスで製造できるため、開発したプロセス技術は新たな世代向けに有望という。

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