DE1112583B

DE1112583B - Verfahren zur Herstellung eines Kondensators mit einer formierten dielektrischen Deckschicht und einer Halbleiterschicht

Info

Publication number: DE1112583B
Application number: DEST16002A
Authority: DE
Inventors: Dr Jochen Von Bonin
Original assignee: Standard Elektrik Lorenz AG
Current assignee: Alcatel Lucent Deutschland AG
Priority date: 1960-01-16
Filing date: 1960-01-16
Publication date: 1961-08-10
Also published as: CH407328A; BE599109R

Description

Verfahren zur Herstellung eines Kondensators mit einer formierten dielektrischen Deckschicht und einer Halbleiterschicht Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines Kondensators mit einer eine formierte dielektrische Deckschicht tragenden Elektrode und einer auf dieser durch Umsetzung gebildeten Halbleiterschicht. Zu dieser Gruppe von Kondensatoren zählt insbesondere der Tantalkondensator, bei dem der Anodenkörper aus gesintertem Tantalpulver besteht und als Träger für den Schichtaufbau dient, der im wesentlichen aus der dielektrischen Schicht, der Halbleiterschicht und der Abnahmeelektrode besteht.
Es ist schon vorgeschlagen worden, daß dieser grundsätzliche Schichtaufbau durch Zwischenschichten od. dgl. verbessert werden kann. Diese Schichten bedürfen aber im Zusammenhang mit der nachstehend beschriebenen Erfindung keiner weiteren Erläuterung, da die Erfindung selbst auf die Herstellung der Halbleiterschicht eines solchen Kondensators und damit zusammenhängende Fragen gerichtet ist.
Bisher ist die Halbleiterschicht, beispielsweise aus Mangandioxyd bei Tantalkondensatoren, dadurch erzeugt worden, daß der Sinterkörper mit einer wäßrigen Lösung von Mangannitrat getränkt und dieses dann thermisch zu Mangandioxyd zersetzt wurde. Um das Tränken im Rahmen eines laufenden Fertigungsprozesses zu ermöglichen, wird der Sinterkörper in die wäßrige Lösung von Mangannitrat eingetaucht Die Erfahrungen haben gezeigt, daß dieses Verfahren wesentliche Nachteile besitzt, die zu einem hohen Ausschuß bei der Fertigung führen. Einer dieser Nachteile besteht darin, daß beim Eintauchen des Sinterkörpers in die Mangannitrat-Lösung, auch wenn das Eintauchen nur bis zu einer begrenzten Höhe erfolgt, mit anschließender thermischer Zersetzung zu Mangandioxyd ein Neben- oder sogar Kurzschluß zwischen der Zuleitung zum Sinterkörper (Anode) und der Halbleiterschicht schwer zu vermeiden ist, weil der Sinterkörper infolge seiner Porosität die Mangannitrat-Lösung schwammartig aufsaugt, so daß eine isolierende Brücke zwischen Anodenzuleitung und Halbleiterschicht nicht oder nur schlecht vorhanden ist.
Es wurden nun Überlegungen darüber angestellt, wie dieser Mangel beseitigt werden kann. Erwägungen in der Richtung, ein begrenztes Gebiet zwischen der Zuleitung zum Sinterkörper (Anode) und der Halbleiterschicht vor ihrer Herstellung durch eine Isolierschicht, z. B. einen Lacküberzug, abzudecken, scheitern an der Tatsache, daß die thermische Zersetzung des Mangannitrates mindestens an eine Temperatur von 350 bis 400° C gebunden ist. Es ist aber kein Lack bekannt, der bis zu diesen hohen Temperaturen beständig ist, so daß dieser Weg zunächst nicht in Frage zu kommen schien.
Weitere Überlegungen des Erfinders führten nun zu der Erkenntnis, daß die Chemie auch noch andere Möglichkeiten zur Erzeugung von Mangandioxyd aus Mangan(II)-Salzen bietet, bei denen mit einer wesentlich niedrigeren Temperatur gearbeitet werden kann. Das von dem Erfinder ausgewählte Verfahren besteht darin, daß in an sich bekannter Weise von einer Mangan(II)-Salzlösung, z. B. Mangannitrat, ausgegangen wird, das dann aber zunächst eine Behandlung mit NH.- Gas erfolgt, die bewirkt, daß sich eine gallertartige Masse von Manganhydroxyd oder Manganoxyhydraten abscheidet. Durch anschließendes Erhitzen dieser Verbindungen im Sauerstoffstrom kann diese gallertartige Masse bei einer Temperatur von etwa 150 bis 250° C, also bei einer Temperatur, die wesentlich unter der des üblichen Verfahrens liegt, zu. Mangandioxyd aufoxydiert werden. Die Versuche haben gezeigt, daß sich mit Hilfe dieses Verfahrens eine festhaftende, einwandfreie Braunsteinschicht erzielen läßt.
Die mit dem nach derErfindung ausgewähltenVerfahren verbundene niedrige Arbeitstemperatur ermöglicht es nun andererseits, den Gedanken der Isolierung der Umgebung der Anodenzuleitung zu verwirklichen. So wird erfindungsgemäß ein begrenzter Bereich um die Anodenleitung und diese selbst mit Hilfe eines Lackes oder Isolierstoffes isoliert und hierauf die Halbleiterschicht bei einer Temperatur gebildet, bei der der Isolierstoff noch beständig ist. Diese Isolierung erfolgt durch Aufbringen eines Lackes oder Aufsintern eines isolierenden Materials auf die zu isolierenden Stellen des Sinterkörpers, insbesondere auf die Stirnseite des Sinterkörpers, die von der Anodenzuleitung durchsetzt wird. Der Erfinder hat erkannt, daß aber auch nicht jeder Lack-bzw. Isolierstoff für den angegebenen Zweck verwendbar ist, sondern daß diese Stoffe gewisse Eigenschaften besitzen müssen. Der Lack bzw. der aufzuschmelzende Isolierstoff darf selbst nicht porös sein, nachdem er ausgehärtet bzw. aufgeschmolzen ist, und muß außerdem die Fähigkeit besitzen, nur bis zu einer begrenzten Tiefe - bis- dahin aber einwandfrei - die Poren des Sinterkörpers zu verschließen. Eine dritte Eigenschaft, die de Lack bzw. Isolierstoff haben sollte, ist die Eigenschaft des Wasserabstoßens. Ein die vorstehenden Bedingungen erfüllender Isolierstoff ist z. B. der Silikon-Kautschuk, der in Form einer Lösung oder Emulsion aufgetragen und dann durch Anwendung von Wärme ausgehärtet wird.
Die Erfindung wird an einem Ausführungsbeispiel beschrieben.
Die Zeichnung zeigt einen Kondensator des üblichen Schichtaufbaus mit einem Sinterkörper aus Tantal1, der Anodenzuleitung 2, der Kathodenzuleitung 3, der dielektrischen Schicht 4 und der Graphitschicht 7. Die Kathode 5 besteht aus einer aufgespritzten Metallschicht. Der Bereich um den Zuleitungsdraht zum Sinterkörper (Anode) ist mit einem Isolierstoff 6 abgedeckt, was in Verbindung mit dem ausgewählten Verfahren zur Herstellung der in der Figur nicht sichtbaren Mangandioxydschicht, die auf der dielektrischen Schicht 4 aus Tat 05 entsteht, einwandfreie Tantalkondensatoren ergibt.
Im Sinne der Erfindung liegt es, nach der Erzeugung der Mangandioxydschicht den oberen Teil des aufgebrachten Lack- bzw. Isolierstoffkegels 6 abzuschneiden und zu entfernen, um den Anodendraht für das weitere Fertigungsverfahren in größerer Länge bereitszustellen.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Verfahren zur Herstellung eines Kondensators mit einer eine formierte dielektrische Deckschicht tragenden Elektrode und einer auf dieser durch Umsetzung gebildeten Halbleiterschicht, dadurch gekennzeichnet, daß ein begrenzter Bereich um die Anodenzuleitung (2) und diese selbst mit Hilfe eines Lackes oder Isolierstoffes (6) isoliert wird und daß hierauf die Halbleiterschicht bei einer Temperatur gebildet wird, bei der der Isolierstoff (6) noch beständig ist.
2. Verfahren nach Anspruch 1, insbesondere zur Herstellung von Tantalkondensatoren mit einer Halbleiterschicht aus Mangandioxyd, dadurch gekennzeichnet, daß die Halbleiterschicht durch Einwirkung von N H3 auf Mangan(Il)-Salze und anschließende Oxydation des entstandenen Reaktionsproduktes im Luftsauerstoff bei erhöhter Temperatur, insbesondere zwischen 150 und 250° C, erfolgt und zur Isolierung des Bereiches um die Anodenzuleitung (2) und dieser selbst einLack oder ein anderer geeigneterIsolierstoff (6), der bis zu dieser Temperatur beständig ist, verwendet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Lack bzw. Isolierstoff (6) nach dem Aushärten bzw. Aufschmelzen oder nach einer sonstwie durchgeführten Aufbringung porenschließend ist.
4. Verfahren nach -Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Lack bzw. Isolierstoff (6) wasserabstoßend ist.
5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der ausgehärtete Lack bzw. aufgeschmolzene oder in . anderer Weise aufgebrachte Isolierstoff (6) elastisch ist.
6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß Silikon-Kautschuk verwendet wird.