DE1514003A1

DE1514003A1 - Kapazitive Entkoppelungsvorrichtung

Info

Publication number: DE1514003A1
Application number: DE19651514003
Authority: DE
Inventors: Kaiser Harold Dalton; Metzger Donald Dalton
Original assignee: International Business Machines Corp
Current assignee: International Business Machines Corp
Priority date: 1964-04-16
Filing date: 1965-04-05
Publication date: 1969-09-04
Also published as: SE309631B; CH429849A; US3268744A; DE1514003B2; GB1046914A; FR1453282A

Description

Die Erfindung betrifft eine kapazitive Entkoppelungsvorrichtung, insbesondere für Verwendung in mikroelektronischen Schaltkreisen.

In der Entwieklung elektrischer Schaltungen für .Digitalrechner und andere elektronische Vorrichtungen ist deutlich der Trend für Verkleinerung der elektronischen Schaltungsbaust.eine, zu spüren, von denen ein jeder eine größere Anzahl von Kondensatoren, Widerständen, ,Transistoren - und ähnlichen Element-on enthält. Hochgeschwindlgkeits und andere !wikroelekfcronlsch© Schaltun^sbausteine

ORIGINAL INSPECTED

weisen gewöhnlich eine niedrige Impedanz auf, die angepaßt werden muß an durch benaohbarte Teile der Schaltung bestimmte niedrige Impedanzen.. Um bei derartigen Bausteinen geeignete Vorspannungen anwenden zu können, ist die Stromversorgung über den Bausteinen mit Erde oder anderen Stromquellen verbunden, wodurch die geforderte niedrige Impedanz erzeugbar ist. Jedoch erleiden mikroelektronische Bausteine des öfteren einen Verlust von niedriger Im-™ pedanz in der Stromversorgung für die Grundschaltung infolge der Induktanz der zu den einzelnen Bausteinen führenden Leitungen.

Ein Nachteil bekannter mikroelektronischer Schaltungen ist das vorübergehende Auftreten von Geräuschen in der Stromversorgungsschaltung infolge des sehr schnellen Schaltens der Bausteinschaltungen. Dieser Nachteil ist vermeidbar durch Ankopplung der Stromversorgungsschaltung an Erde mit Hilfe eines geeigneten Kondensators, um die effektive Stromversorgungsimpedanz zu erniedrigen. Jedoch erfordern gewöhnlich Vorrichtungen großer Kapazität einen räumlichen Abstand voneinander, der nicht vereinbar ist mit der kleinen Größe der einzelnen Bausteine; außerdem bildet solch ein Kondensator mit der Bausteinleitungsinduktanz und der Jtromversorgungsimpedanz eine induktive Schleife, die nach einem Schaltimpuls schwingt, wodurch Fehlleistungen der Schaltung entstehen können. Diese unerwünschte Erscheinung ist vermeldbar durch eine Widerstandsverringerung in der Kondensatorschaltung. Liegt Jedoch diese Widerstandsverringerung in Serie mit dem oben beschriebenen

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Kondensator, ist die gewünschte Dämpfung einer solcher Störung nur erreiahbar auf Kosten einer niedrigen Übergangsimpedanz des KondensatorsY und wenn ein solcher Widerstandsabfall parallel mit dem Kondensator liegt, entsteht ein übermäßiger Gleichstrom in dem Widerstand, wodurch ein unerwünschtes Erwärmen des Bausteines eintritt.

In mikroelektronischen Schaltungen sind Kondensatoren gewöhnlich aus zwei Filmelektroden aufgebaut, zwischen denen eine dielektrische Schicht angeordnet 1st. Das Dielektrikum wird vorzugsweise aus einer Paste gebildet, die durch Abschirmtechnik mit anschließendem Brennen aufgebracht wird. Bekannte Dielektriken sind frei von ferroelektrisohenCharakteristiken und haben relativ niedrige Dielektrizitätskonstanten, und derartige Dielektriken verwendende Kondensatoren besitzen eine relativ niedrige Kapazität. Andererseits wurden gewisse ferroelektrische Materialien entdeckt, die eine relativ hohe Dielektrizitätskonstante aufweisen, besonders ⁽ in der Nachbarschaft der Curie-Temperatur. Jedoch weisen derartige ferroelektrische Materialien zusätzlich zu ihrem Hysterese-Effekt einen piezoelektrischen Effekt und eine temperaturabhängige Dielektrizitätskonstante auf.

Vorstehende Nachteile vermeldet die Erfindung dadurch, daß zwischen Elektrodenfilmen eine Schicht eines dielektrischen Materiales angeordnet 1st, das aus einer gesinterten Mischung von HaIb-

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leiteroxiden des M und P Typs besteht.

Es ist zwar allgemein bekannt, daß die Leitfähigkeit von Halbleiteroxiden sich ergibt durch das Fehlen des stöchiornetrischen Gleich· gewichtes zwischen den Atomen der Komponenten. Bei gewissen Halbleiteroxiden entsteht eine Abnahme der Leitfähigkeit, wenn die Sauerstoffkonzentration zunimmt; derartige Oxide werden Heduktionshalbleiter genannt und die Leitfähigkeit wird bestimmt durch die Elektronen (N - Typleitung). Es gibt aber auch Halbleiteroxide, bei denen eine Zunahme der Sauerstoffkonzentration auch eine Zunahme der Leitfähigkeit ergibt; derartige Oxide werden Oxydationsleiter genannt und die Leitfähigkeit bestimmen die Löcher (P - Typleitung) . In beiden Fällen besitzen diese Halbleiteroxide eine relativ niedrige Dielektrizitätskonstante, d. h. in der Größenordnung von 10 für einzelne Kristalle, und derartige Halbleiteroxide sind normalerweise keine guten Dielektriken. Halbleiter ähneln im allgemeinen eher Dielektriken als metallischen Leitern· und sind von reinen Dielektriken unterscheidbar unter anderem durch den Wert ihrer Leitfähigkeit und ihres spezifischen Widerstandes. Im allgemeinen besitzen reine Dielektriken einen spezifischen Widerstand von mehr als 10 Ohm cm während Halbleitermaterialien einen spezifischen Widerstand In der Größenordnung von

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10 - 10* 0hm cm aufweisen.

Kondensatoren, die geeignet sein sollen für die Verwendung in

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mikroelektronischen Schaltungen und im besonderen für mikroelektronische Bausteine der der Erfindung zugrunde liegenden Art müßten eine Kapazität in der Größenordnung von 155 pF/mm » eine

Gleichstrom Leitfähigkeit von etwa 0,00016 S/mm '. und eine'Gesamt-¹

impedanz von etwa 0,-016- Ohm/mm bei 10 MHz' aufweisen. Dielektrische Materialien für derartige Kondensatoren der Halbleitertype würden einen guten spezifischen Widerstand aufweisen und wären geeignet für derartige Kondensatoren, wenn diese Halbleiterlegie- ' rungen eine Dielektrizitätskonstante in der Größenordnung von 1000 besitzen würden.

Die Erfindung gibt einen Kondensator an, der ein Dielektrikum besitzt von einer hohen Dielektrizitätskonstanten und einen hohen spezifischen Gleichstromwiderstand.

Weitere Merkmale der Erfindung sind den Ansprüchen zu entnehmen.

Einzelheiten der Erfindung sind nachstehend anhand .eines in den Figuren veranschaulichten Ausführungsbeispieles beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Jtromversorgungseinheit für einen mikroelektronischen Baustein,

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Fig. 2 einen Querschnitt durch einen erfindungsgemäßen Kondensator,

Fig. 3 ein Diagramm zur Erläuterung des durch das Hinzufügen von Wismuttrioxid zum dielektrischen Material erzielten Effektes,

Fig. 4 ein Diagramm zur Erläuterung der Abhängigkeit

der Frequenz von der Kapazität des erfindungsgemäßen Kondensators und

Fig. 5 ein Diagramm zur Erläuterung der Abhängigkeit

der Frequenz von der Leitfähigkeit des erfindungsgemäßen Kondensators.

In. Fig. 1 ist die Stromversorgungseinheit für den mikroelektroriisehen Baustein 10 dargestellt, in dem der Kondensator 11 vorhanden und parallel zur Bausteinschaltung 12 geschaltet ist, um zu verhüten einen GeräuschUbergang von der Stromversorgungseinheit zur Erde 13»' was falsche Signale und Fehlschaltungen in anderen mit diesem Baustein verbundenen Schaltungen ergeben würde. Entsprechend der Erfindung besitzt diese Kapazität die Form einer hochkapazitiven Entkoppelungsvorrlchtung, in der das Dielektrikum des Kondensators aus einem niedrigen spezifischen Wechselstromwiderstand gebildet ist, um die Schwingungen der Stromversorgungs.

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einheit zu dämpfen. Der Aufbau der erfindungsgemäßen kapazitiven Vorrichtung, die verwendet wird in einem mikroelektronischen Baustein/ist in Fig. 2 gezeigt. Der Film-Kondensator 11 ist durch ein gebräuchliches Verfahren hergestellt, bei dem zuerst die Elektrode 21 aus einer Gold-Platin-Verbindung auf den Baustein 10 abgelagert ist und dann auf eine bestimmte Temperatur gebracht wird, worauf sich die Ablagerung des dielektrischen Materiales 22 und des zweiten Elektrodenfilmes 2J> anschließt. Wenn gewünscht, ist \ es auch möglich, eine Mehrzahl von Filmelektroden und Dielektriken schichtartig übereinander anzuordnen. Die einzelnen Elektroden und Dielektriken, die in einem derartigen mikroelektronischen Baustein Verwendung finden, haben räumliche Abmessungen in der Größenordnung von 0,5 mm pro Seite, und die Dicke des Dielektrikums beträgt etwa 12 bis 17 n·

Um das dielektrische Material der Erfindung herzurichten, werden besondere Schritte verwendet, obwohl dieselben für die Erreichung des erfindungsgemäßen Zieles nicht notwendig sind. Die einzelnen Materialien werden in einem Mörser während 2 Stunden gestampft. ^: Als Bindemittel für das Tragen dieser genannten Materialien ist in diesem Anfangsschritt eine bestimmte Menge Wasser vorgesehen. Die entstandene Mischung wird dann getrocknet und ein organisches Bindemittel hinzugefügt, worauf in einem Mörser für eine weitere halbt Stunde eine, Zerkleinerung erfolgt. Wasser wird in diesem Anfangetnahlsahritt deshalb verwendet« da das organische Bindemit-

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tel als Schmierstoff wirkt und den Mahlprozess hemmt. Außerdem kann bei dem Mahlprozess ein Verflüchtigen des organischen Bindemittels erfolgen.

Um die erfindungsgemäße Zusammensetzung zu erreichen« werden die einzelnen Oxidhalbleitermaterialien entsprechend den geforderten Gewichtsverhältnissen in den Mörser gegeben. Die sich bei dem welter oben beschriebenen Mahlprozess ergebende pulverige Mischung wird dann mit einem Absaugmedium bei einem Gewichtsverhältnis von 70 % Pulver und 30 % Absaugmedium gemischt für das spätere Abschirmen und Erwärmen.

Das besondere Herstellungsverfahren für den erfindungsgemäßen Kondensator enthält ein Abschirmen und Erwärmen der Bodenelektrode, wobei normale Verfahren Verwendung finden« nach denen die auf die weiter oben beschriebene Art und Weise erhaltene dielektrische Schicht auf der Bodenelektrode abgeschirmt wird. Danach wird die Kombination bei 15O⁰C fünfzehn Minuten lang getrocknet, worauf eine zweite dielektrische Schicht auf die erste Schicht aufgesiebt wird. Für das Binden dieser Kombination ist eine halbe Stunde vorgesehen, an die sich wieder ein fünfzehn minutiges Trocknen bei 150⁰C anschliesst. Danach wird das Material der Kopfelektrode auf diese Kombination aufgesiebt, die ebenfalls fünfzehn Minuten lang bei 15O⁰C getrocknet, hernach auf einen nichtrostenden Stahlrost aufgebracht und in einen Brennofen einge-

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setzt wird. Vorzugsweise wird das Brennen bei 1000⁰C eine Stunde lang durchgeführt. Jedoch können auch andere Brenntemperaturen und Brennzeiten verwendet werden, deren Ergebnisse weiter unten beschrieben sind. Der nun entstandene Kondensator wird aus dem Brennofen genommen und zwecks Abschreckung schnell auf einen großen Aluminiumblock aufgelegt. Wenn ein mehrschichtiger Kondensator erwünscht ist, werden die weiter oben beschriebenen Schritte des Aufsiebens und Trocknens vor dem Endbrennen in der Brennkammer so oft wiederholt, als notwendig ist.

Von den für die erfindungsgemäße dielektrische Schicht in Betracht gezogenen verschiedenen N und P Typ Oxidmaterialien wurde für eine Kombination aus Zinkoxid und Wismuttrioxid die höchste dielektrische Konstante und Widerstand gefunden, Zinkoxid und Wismuttrioxid haben relativ niedrige dielektrische Konstanten; polykristallines Zinkoxid hat eine Dielektrizitätskonstante von ungefähr 40 bis 60 und polykristallines Wismuttrioxid von ungefähr 20 bis 30.

■ ■■■ - -.■'-.■■ - '■"■.'■■ ■■■-.■■■■

Werden diese beiden Materialien Je'doch in der gesinterten Mischung kombiniert, erhöht sich die Dielektrizitätskonstante auf ungefähr 1000, wenn der Gewichtsanteil von Wismuttrioxid von 0 bis 6 % variiert; eine optimale Dielektrizitätskonstante wird bei ungefähr ■ 5 bis 5 % Gewichtsanteilen von Wismuttrioxid erreicht

Für die Berechnung der Dielektrizitätskonstanten gilt folgende Formel;

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cd

wobei angenommen wird, daß der Kondensator den üblichen Parallelplattenaüfbau aufweist und worin c die Kapazität, d den Zwischenraum zwischen den·Elektrodenplatten in mm und A die Kondensatorfläche in ram und die Zahl 0,17^ einen Konversionsfaktor bedeutet, der abhängig ist von den einzelnen Flächen, den Entfernungen und

der Kapazität. Während erwartet wird, daß die Kapazität c umgekehrt proportional zu d ist, wurde für derartige Halbleiteroxidverbindungen herausgefunden, daß c « 1/d · C₁ wobei c, eine konstante Kapazität darstellt, gemäß des Elektrodeneffektes.

Wenn Wismuttrioxid auch dem Elektrodenmaterial hinzugefügt wird, ergibt sich für die Kombination eine Dielektrizitätskonstante von 1000 bis zu mehr als 2000. Das besondere Elektrodenmaterial, dem das Oxid hinzugefügt ist, erscheint nicht kritisch und kann Platin sein, obwohl eine Kombination aus Gold und Platin im Verhältnis von 80 : 20 bevorzugt wird.

Die Effekte durch das Hinzufügen von Wismuttrioxid zu Zinkoxid sind in Fig. j} graphisch dargestellt, die den Verlauf der Dielektrizitätskonstante gegenüber den hinzugefügten Wismuttrioxidprozentsätzen zeigt. Die Kurve A in Fig. 3 entsteht durch Messungen der Dielektrizitätskonstante eines Kondensators, dessen Elektroden aus einer Platinpaste, die 2 >6 Glas enthält, hergestellt ist.

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Die Kurve B entsteht durch Messung dor Dielektrizitätskonstante eines Kondensators mit Elektroden aus Goldplatin mit ungefähr 7 % Wismuttrioxid, das der Paste hinzugefügt ist. Die Werte der üielektrisitätskonstanten der Kurven A und B sind nachstehend in einer Liste augeführt, die auch den spezifischen Widerstand des Dielektrikums für verschiedene Prozentsätze von Wismuttrioxid enthält.

pU.» nxetttrouen ßxn- uaeieKiriZniats- opezii.iacner. ^ demlttel konstante stand (*^i'cm)

	TABELLE I	■ - .	80
Elektroden	Bin- Dlel(		785
demlttel			1100
Bleiglas	äktriz		116o
ti	konstante		1160
Il			795
M			1100
It			1620
Il	2550
796 Bl 0	i960
It	1100
Il
It
tf

1.6·	105
4,7 ·	10⁵
2,1 ·	ίο-⁵
8,2 .
1,6-
2,8 .	10*
3,1 ·	10*
9,1 ·■ 2,2 ·
1 ,2 :*. 6,0 ·	10⁵

Aus vorstehender Tatielle und dem Diagramm der Flg. 3 ist zu entnehmen, daß die Dielektrizitätskonstante zunimmt mit-dem Hinzufügen von Wismuttrioxid zu Zinkoxid und einen optimalen Wert bei ungefähr "5 bis 4 % Wismuttrioxid erreicht, worauf nach diesem feiert

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die Dielektrizitätskonstante abnimmt, so daß bei einem Gehalt von 6 % Wismuttrioxid die Dielektrizitätskonstante beträchtlich unter dem Optimum liegt.

Ein ähnlicher Effekt ist erreicht durch Hinzufügen von Bleioxid zu Zinkoxid, wobei der optimale Wert wieder bei ungefähr 3 bis 4 % des P-Halbleitermateriales liegt. Während ein ähnlicher Effekt auch bei Hinzufügen von Kupferoxid und Kupferoxidul zu Zinkoxid beobachtbar ist,.'-ist jedoch die Zunahme der Dielektrizitätskonstante nicht so groß wie bei Wismuttrioxid und Bleioxid.

Wenn ein P-Halbleitermaterial der Elektrodenpaste hinzugefügt ist, wird die Dielektrizitätskonstante begünstigt. Dies ist angezeigt in der folgenden Tabelle für Elektrodenmaterialien, die 7 $ und 10 ^ Wismuttrioxid enthalten und für Dielektriken aus reinem Zinkoxid, Zinkoxid plus 3 % Wismuttrioxid und Zinkoxid plus 3 # Bleioxid!

TABELLE II

^Bi₂O Dielektrisches Material Dielektrizitätskonstante

7 ZnO 1 100

". ZnO + 3 # Bl₂O 2 550

" ZnO + 3 % PbO 1 ^20 ·

10 _t ZnO 1 700

" ZnO + 3 % ^B12°3 ^T 95°

" ZnO + 3 % PbO 1 350

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Aus der Tabelle II geht hervor, daß die Vergrößerung des Anteiles des Oxidhalblelterrnateriales gegenüber dem Elektrodenmaterial in manchen Fällen versucht, die Dielektrizitätskonstante der Vorrichtung .zu erhöhen, sogar wenn der Wert des zur Elektrode hinzugefügten Qxidmateriales 10 %oder größer ist. Dies trifft besonders zu in Fällen, in denen das dielektrische Material ein reines polykristallines Zinkoxid darstellt. Enthält jedoch das dielektrische Material 5 '% Wismuttrioxid, wenn der 'wert des zur Elektrode hinzugefügten Wismuttrioxides größer als 7 $ ist, dann nimmt die Dielektrizitätskonstante der Vorrichtung ab. Es ist ganz klar, daß dieses Phänomen ähnlich ist einer zuzüglichen Zunahme von Wismuttrioxid zum dielektrischen Material, das eine Abnahme der Dielektrizitätskonstanten ergibt. Darüberhinaus ist zu erinnern, daß der Primärzweck des Elektrodenmateriales die Wirkung als Leiter, und als Verbindung zwischen der kapazitiven Vorrichtung und dem Schaltkreis, in dem sie verwendet wird, darstellt. Nimmt der Wert des zum Elektrodenmaterial hinzugefügten Halbleitermateriales zu, nimmt die Fähigkeit des Elektrodenmateriales für die Erfüllung der genannten Funktionen ab.

Von einem praktischen Gesichtspunkt aus gesehen, wird gefordert, daß das Elektrodenmaterial Lötmittel annimmt und es hat sich gezeigt, daß eine Zunahme des der Elektrode hinzugefügte Halbleiterrnateriales diese Fähigkeit vermindert. Wenn beispielsweiise das Elektrodenmaterial 5 % Wismuttrioxid enthält, hat sich herausge-

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stellt, daß ,weniger als 10 % der hergestellten Kondensatoren eine Lötverbindung nur schwer eingehen, und wenn 10 % Wismuttrioxid
dem Elektrodenmaterial hinzugefügt ist, wenigstens 20 % eine Lötverbindung überhaupt nicht eingehen. Vom Standpunkt der Herstellungskosten aus ist eine Vorrichtung mit einer Aüsschußrate
von 20 % nicht tragbar. Somit ist in der Erfindung festgelegt,
daß nicht mehr als 10 % Halbleitermaterial zum Elektrodenmaterial hinzugefügt werden darf.

Selbstverständlich ist, daß die oben genannten Ergebnisse abhängig sind von dem beim Herstellen des dielektrischen Materlales verwendeten Brennzyklus; so basieren die oben angegebenen Ergebnisse auf einem Brennzyklus von einer Stunde bei 1000⁰C, dem eine schnelle Abkühlung auf Raumtemperatur folgt. Im allgemeinen nimmt die Dielektrizitätskonstante zu mit der Zunahme der Brenntemperatur und ßrennzeit, während der spezifische Widerstand abnimmt.
Bei einem Wechsel der Brenntemperatur von 900 auf 1000 C und einer Brennzeit von 15 auf 60 Minuten kann die Dielektrizitätskonstante um den Paktor 10 zunehmen, wohingegen der spezifische Widerstand um den Faktor 4 oder 5 abnimmt.

Zuzüglich zu der Gleichstromwiderstandscharakteristik des in Betracht gezogenen besonderen Materiales erfordert die Anwendung
dieser Materialien in mikroelektronischen Schaltkreisen einen
niedrigen spezifischen Hochfrequenswiderstand. Im allgemeinen hat

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sich herausgestellt, daß über 500 Hz bis 50 MHz die Kapazität um ungefähr 20 %> pro Dekade abnimmt und die Leitfähigkeit urn ungefähr 400 fo pro Dekade zunimmt. Somit sind die erfindungsgemäß verwendeten Materialien sehr geeignet für mikroelektronische Schaltkreise, in denen bei den auftretenden Signalfrequenzen eine niedrige Impedanz in der Strottiversorgungsleitung auf dem mikroelekironischen Baustein erwünscht ist.

^:Üm·-die,Prequenzabhängigkelt soviohl von der Kapazität als auch von der Leitfähigkeit eines das erflndung3gemäße Dielektrikum verwendenden Kondensators zu zeigen, ist bezuggenommen auf die Figuren k und 5. Das Kapazitäts-Prequenzdlagramm der Fig. 4 enthält Kurven für unterschiedliche Brenntemperaturen und Brennzeiten des dielektrischen Materiales und in Fig. 5 sind die Kurven für unterschiedliche Brennzeiten und Temperaturen in einem Leitfähigkeits-Frequenz-Diagramm dargestellt. In beiden fällen besteht das dielektrische Material aus einer Mischung von Zinkoxid mit "5. # Wismuttrioxid, ■ und die zwei unterschiedlichen Brenntemperaturen betragen 900 und 1OGO⁰G und die Brennzeiten 15, 50 und 60 Minuten. ■■

Aus diesen Kurven geht hervor, daß sowohldie Kapazität als auch die Leitfähigkeit zunimmt mit einer Erhöhung der Brenntemperatur und einer Verlängerung der Brennzeit. Außerdem ist feststellbar, daß die Leitfähigkeit zunimmt (oder umgekehrt ausgedrückt, der spezifische Widerstand abnimmt) in dem Maß, In dem die Frequenz

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zunimmt, und daß die Kapazität abnimmt bei einer Zunahme der Frequnez, obwohl diese Abnahme nicht so plötzlich erfolgt, wie die Abnahme des spezifischen Widerstandes.

Höhere Brenntemperaturen und längere Brennzeiten ergeben einen Gleichstromwiderstand der weniger abhängig 1st von der Operationszeit des Dielektrikums.

Wie bereits oben "beschrieben ist, ist die Erfindung auf einen Kondensator gerichtet, der als dielektrisches Material eine gesinterte Mischung eines N und P-Halbleiteroxides enthält, wobei das Material eine Dielektrizitätskonstante in der Größenordnung von 1000 und einen spezifischen Widerstand von weniger als 10 Ohm/cm aufweist. Das in der Erfindung verwendete N-Halbleiteroxid ist Zinkoxid und das P-OxId enthält Wismuttrioxid, Bleioxid, Kupferoxid und Kupferoxidul mit den höchsten Dielektrizitätskonstanten, die erreichbar sind bei Verwendung von Wlsrauttri-oxid. Die Erfindung lehrt weiter, daß das Optimum der Dielektrizitätskonstanten bei einer Kombination von 2 bis 5 % Wismuttrioxid und 95 bis 97 % Zinkoxid erreichbar ist und daß die Dielektrizitätskonstante weiter erhöht werden · kann durch Hinzufügenvon nicht mehr als 10 %, vorzugsweise-7 % eines Halbleiteroxides zum'Elektrodenrnaterial des Kondensators. Wenn Jedoch solch ein Halbleiteroxid zum Elektrodenmaterial hinzugefügt ist, ist das Optimum der Dielektrizitätskonstanten erreichbar für ein Dielektrikum aus 2 bis 4 % Wismuttrioxid und 96 bis 98 Jl Zinkoxid.

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Mit dem erfindungsgemäflen dielektrischen Material können Kondensatoren hergesteUt:.werden, die ausreichend klein sind für die Verwendung in mikroelektronischen Schaltkreisen und noch eine Kapazi-

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tat.in der Größenordnung von 775 pF/mm aufweisen. Während die Kapazität dieser Materialien um 50 $ abnimmt, bei einer Verschiebung der Arbelt von 1 kHz zu 10 MlIz, nimmt der Nebenachlußwlder-' stand von der Größenordnung 1000 Ohm um Voder 2 Ohm ab. Wenn solch ein Kondensator" bei einer Frequenz von 10 MHz arbeitet, beträgt die totale Impedanz etwa 1 Ohm und ist charakterisiert durch einen Dämpfungsfaktor In der Größenordnung von 95 #· Diese einmaligen Eigenschaften ergeben ausgezeichnete Dämpfungsnetzwerke zum Vermeiden νόΆ falsche» Schalten und Stromversorgungsanrufen bei Hochgesehwlndigkdtsanwendurigen.

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Claims

Patentansprüche

/ 1. jKapazitive iintkoppelungsvorrichtung, insbesondere für Verwendung in mikroelektronischen Schaltkreisen, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Elektrodenfilrnen (21, 2)) eine Schicht (22) " eines dielektrischen Materiales angeordnet ist, das aus einer gesinterten Mischung von Halbleiteroxiden des N und P Typs besteht.

2, Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Mischungsverhältnis derart abgestimmt ist, daß die Vorrichtung eine Dielektrizitätskonstante, die größer al3 1000 ist und einen spezifischen Widerstand, der geringer als 10 0hm cm 1st, aufweist.

j5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das dielektrische gesinterte Material aus wenigstens ⁽)k ρ Zinkoxid und höchstens &■■$ eines Halbleiteroxids des P'-Typs besteht. -

4. Vorrichtung nach Anspruch 3* dadurch gekennzeichnet, dais das Halbleiteroxid des P-Typs aus Wisrauttrioxid oder Bleioxid oder Kupferoxid oder Kupferoxidul besteht.

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5· Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden aus einem leitfähigen Material bestehen, das höchstens 10 % eines Halbleiteroxides enthält.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5> dadurch gekonnzeichnet, daß das Halbleiteroxid Wl3muttrioxld verkörpert.

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