JP2000223347A

JP2000223347A - 受動セラミック素子

Info

Publication number: JP2000223347A
Application number: JP2000015558A
Authority: JP
Inventors: Hans-Peter Loebl; レベルハンス−ペーター; Detlef Raasch; ラーシュデトレフ; Horst Bentin; ベンティンホルスト; Gerd Much; ムフゲルト; Peter Klaus Bachmann; クラウスバハマンペーター; Mareike Klee; クレーマレイケ
Original assignee: Koninklijke Philips Electronics NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1999-01-25
Filing date: 2000-01-25
Publication date: 2000-08-11
Also published as: EP1022769A2; DE19902769A1; US6503609B1; EP1022769A3

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明は、改良された薄膜コンデンサを提供
することをその目的として有する。【解決手段】本発明は、担体基材（１）と、少なくと
も一つの第１の電極（３）と、少なくとも一つの第１の
障壁層（４）と、少なくとも一つの誘電体（５）と、少
なくとも一つの第２の電極（７）とを有する受動セラミ
ック素子に関する。金属、合金、または導電性の酸化物
が、障壁層（４）に使用される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、担体基材と、少な
くとも一つの第１の電極と、少なくとも一つの第１の障
壁層と、少なくとも一つの誘電体と、少なくとも一つの
第２の電極とを有する受動セラミック素子（passive ce
ramic component ）に関する。

【０００２】

【発明の背景、解決しようとする課題およびその解決手
段】薄膜コンデンサは、通常、担体基材、誘電体および
２つの電極から構成される。不動態化層を設けられたシ
リコン、セラミック材、ガラス−セラミック材、または
ガラス材は、その担体基材のために使用されうる。薄膜
コンデンサのその電極は、貴金属または非貴金属からつ
くられうる。たとえば、セラミック材または薄膜技術に
よって提供される絶縁層のような、適切な絶縁材だけ
が、その誘電体としてふさわしい。

【０００３】この構成部分は、薄膜コンデンサの製造に
おいて、２００から６００℃の温度にさらされる。これ
らの高い温度は、相互に薄膜コンデンサの個々の層−特
に、もし存在するなら、担体基材または不動態化層に対
する下部層−の十分な接合（adhision）を確保するため
に必要である。これらの温度は、さらには、誘電体の電
気的特性を改良するために必要である。

【０００４】個々の層の異なる熱膨張係数は、その高い
温度で、誘電体にクラックを生じさせうる。電極の金属
原子は、これらの中空のクラックに拡散し、極端な場合
には、この薄膜コンデンサの２つの電極間に短絡を生じ
させるかもしれない。もっとも、このクラックの形成が
なくても、一定の上昇させた製造温度で、電極の金属原
子が誘電体に拡散し、そこで短絡を生じさせる、という
可能性もまたある。

【０００５】この問題に対抗するため、いわゆる障壁層
（barrier layer ）が、誘電体と電極との間に設けられ
うる。薄膜コンデンサは、米国特許３５９６３７０号に
より知られており、ここでは、酸化アルミニウム（alum
inum oxyde）またはクロム酸アルミニウム（aluminum c
hromate ）の障壁層が、下部電極と誘電体との間に適用
される。

【０００６】記載されたこの薄膜コンデンサの不利なの
は、一方で、クロム酸アルミニウムは有害であることで
あり、他方で、酸化アルミニウムは、誘電体と不所望な
相互作用を結ぶかもしれないところの、かなりの表面粗
さをもつ材料であることである。加えて、酸化アルミニ
ウムは、それ自身、ε_r 値をもつ誘電体であり、それゆ
えに、この薄膜コンデンサにおいては、薄膜コンデンサ
の特性に影響を与えうる誘電体の積重ねが存在する。

【０００７】本発明は、改良された薄膜コンデンサを提
供することをその目的として有する。

【０００８】この目的は、担体基材と、少なくとも一つ
の第１の電極と、少なくとも一つの第１の障壁層と、少
なくとも一つの誘電体と、少なくとも一つの第２の電極
とを有する受動セラミック素子であって、前記障壁層
が、Ｔｉ_x Ｗ_y (0≦ｘ≦1, 0≦ｙ≦1)、Ｃｒ、Ｃｒ_x Ｏ
_y (0≦ｘ≦1, 0≦ｙ≦1)、Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｗ、Ｎｉ
_x Ｍｏ_y (0≦ｘ≦1, 0≦ｙ≦1)、Ｉｒ_x Ｔａ_y (0≦ｘ≦
1, 0≦ｙ≦1)、Ｉｒ_x Ｚｒ_y (0≦ｘ≦1, 0≦ｙ≦1)、Ｆ
ｅ_x Ｗ_y (0≦ｘ≦1, 0≦ｙ≦1)、Ｎｉ_x Ｎｂ_y (0≦ｘ≦
1, 0≦ｙ≦1)、Ｗ_x Ｓｉ_y (0≦ｘ≦1, 0≦ｙ≦1)、Ｐｔ
_x Ｓｉ_y (0≦ｘ≦1, 0≦ｙ≦1)、Ｔａ_x Ｓｉ_y Ｎ_z (0≦
ｘ≦1, 0≦ｙ≦1, 0≦ｚ≦1)、Ｔｉ_x Ｓｉ_y Ｎ_z (0≦ｘ
≦1, 0≦ｙ≦1, 0≦ｚ≦1)、Ｍｏ_x Ｓｉ_y Ｎ_z (0≦ｘ≦
1, 0≦ｙ≦1, 0≦ｚ≦1)、Ｃｏ_x Ｓｉ_y (0≦ｘ≦1, 0≦
ｙ≦1)、Ｃｒ_x Ｓｉ_y (0≦ｘ≦1, 0≦ｙ≦1)、Ｃｒ_x Ｓ
ｉ_y Ｎ_z (0≦ｘ≦1, 0≦ｙ≦1)、Ｃｒ_x Ｓｉ_y Ｏ_z (0≦
ｘ≦1, 0≦ｙ≦1, 0≦ｚ≦1)、Ｔｉ_x Ｎ_y (0≦ｘ≦1, 0
≦ｙ≦1)、Ｗ_x Ｎ_y (0≦ｘ≦1, 0≦ｙ≦1)、Ｔｉ_x Ｗ_y
Ｎ_z (0≦ｘ≦1, 0≦ｙ≦1, 0≦ｚ≦1)、Ｈｆ_x Ｎ_y (0≦
ｘ≦1, 0≦ｙ≦1)、Ｔａ_x Ｎ_y (0≦ｘ≦1, 0≦ｙ≦1)、
Ｒｕ_x Ｏ_y (0≦ｘ≦1, 0≦ｙ≦1)、Ｍｏ_x Ｏ_y (0≦ｘ≦
1, 0≦ｙ≦1)、Ｉｒ_x Ｏ_y (0≦ｘ≦1, 0≦ｙ≦1)、Ｎｉ
_x Ｃｒ_y Ａｌ_z (0≦ｘ≦1, 0≦ｙ≦1, 0≦ｚ≦1)、また
はこれらの材料の組み合わせからなる、受動セラミック
素子により達成される。

【０００９】この薄膜コンデンサは、前記障壁層が誘電
体の特性を損なわない素材で構成されるという利点を有
する。

【００１０】好ましい実施例においては、前記誘電体と
前記第２の電極との間に、更なる障壁層があり、該更な
る障壁層は、Ｔｉ_x Ｗ_y (0≦ｘ≦1, 0≦ｙ≦1)、Ｃｒ、
Ｃｒ_x Ｏ_y (0≦ｘ≦1, 0≦ｙ≦1)、Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｉ、
Ｗ、Ｎｉ_x Ｎｂ_y (0≦ｘ≦1, 0≦ｙ≦1)、Ｎｉ_x Ｍｏ_y
(0≦ｘ≦1, 0≦ｙ≦1)、Ｉｒ_x Ｔａ_y (0≦ｘ≦1, 0≦ｙ
≦1)、Ｉｒ_x Ｚｒ_y (0≦ｘ≦1, 0≦ｙ≦1)、Ｆｅ_x Ｗ_y
(0≦ｘ≦1, 0≦ｙ≦1)、Ｗ_x Ｓｉ_y (0≦ｘ≦1, 0≦ｙ≦
1)、Ｐｔ_x Ｓｉ_y (0≦ｘ≦1, 0≦ｙ≦1)、Ｔａ_x Ｓｉ_y
Ｎ_z (0≦ｘ≦1, 0≦ｙ≦1, 0≦ｚ≦1)、Ｔｉ_x Ｓｉ_y Ｎ
_z (0≦ｘ≦1, 0≦ｙ≦1, 0≦ｚ≦1)、Ｍｏ_x Ｓｉ_y Ｎ_z
(0≦ｘ≦1, 0≦ｙ≦1, 0≦ｚ≦1)、Ｃｏ_x Ｓｉ_y (0≦ｘ
≦1, 0≦ｙ≦1)、Ｃｒ_x Ｓｉ_y (0≦ｘ≦1, 0≦ｙ≦1)、
Ｃｒ_x Ｓｉ_y Ｎ_z (0≦ｘ≦1, 0≦ｙ≦1)、Ｃｒ_x Ｓｉ_y
Ｏ_z (0≦ｘ≦1, 0≦ｙ≦1, 0≦ｚ≦1)、Ｔｉ_x Ｎ_y (0≦
ｘ≦1, 0≦ｙ≦1)、Ｗ_x Ｎ_y (0≦ｘ≦1, 0≦ｙ≦1)、Ｔ
ｉ_x Ｗ_y Ｎ_z (0≦ｘ≦1, 0≦ｙ≦1, 0≦ｚ≦1)、Ｈｆ_x
Ｎ_y (0≦ｘ≦1, 0≦ｙ≦1)、Ｔａ_x Ｎ_y (0≦ｘ≦1, 0≦
ｙ≦1)、Ｒｕ_x Ｏ_y (0≦ｘ≦1, 0≦ｙ≦1)、Ｍｏ_x Ｏ_y
(0≦ｘ≦1, 0≦ｙ≦1)、Ｉｒ_x Ｏ_y (0≦ｘ≦1, 0≦ｙ≦
1)、Ｎｉ_x Ｃｒ_y Ａｌ_z (0≦ｘ≦1, 0≦ｙ≦1, 0≦ｚ≦
1)、またはこれらの材料の組み合わせからなる。この障
壁層は、前記誘電体と前記第２の電極との間の不所望な
相互作用を予防する。加えて、上述した素材は、この薄
膜コンデンサの特性に影響を与える誘電体特性を有しな
い。

【００１１】さらに、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｎｉ_x Ｃｒ_y (0≦ｘ
≦1, 0≦ｙ≦1)またはＴｉ_x Ｗ_y (0≦ｘ≦1, 0≦ｙ≦1)
の接合層（adhision layer）が、前記担体基材と前記第
１の電極との間に設けられることが好ましい。この接合
層は、前記担体基材と前記第１の電極との間の接合を向
上させる。

【００１２】少なくとも第１および第２の電流供給接点
（current supply contact）が前記素子の相互に向かい
合った側に設けられる場合もまた、有利なものである。
それぞれの薄膜コンデンサが、前記電流供給接点によっ
て、回路のさらに設けられた他の素子に対し電気的に接
続されることができる。適用または取り付け方法に依存
して、電気めっきされたＳＭＤ端部接点（ＳＭＤ end c
ontact）、バンプ端部接点（bump end contact）、また
はバイア(via) が、このために使用されうる。ＳＭＤ端
部接点またはバンプ端部接点の使用は、分離した薄膜コ
ンデンサの製造の可能性を与える一方、バイアの使用
は、ＩＣにおけるこの素子の直接的な集積を可能にす
る。

【００１３】好ましくは、セラミック材、ガラス−セラ
ミック材、ガラス材、またはシリコンが、前記担体基材
に使用される。セラミックまたはガラス−セラミック材
の担体基材またはガラス基材は、安価に製造され得て、
それゆえに、この関連の素子のための処理コストは、低
く保たれうる。この担体基材は、もし、複合的な構成要
素ユニット（multiple-component untits ）がＩＣに組
み入れられることとなっているなら、シリコンでつくら
れるであろう。

【００１４】好ましくは、前記誘電体は、Ｓi₃Ｎ₄ 、Ｔ
a₂Ｏ₅ 、ＳｉＯ₂ 、Ｓｉ_x Ｎ_y Ｏ_z (0≦ｘ≦1, 0≦ｙ≦
1, 0≦ｚ≦1)、ＳｉＯ₂/Ｓi₃Ｎ₄/ＳｉＯ₂ 、Ｂa_1-xＳｒ
_x ＴｉＯ₃ (0≦ｘ≦1)、不純物としてＭｎを有したり有
しないＳｒＴi_1-xＺｒ_x Ｏ₃ (0≦ｘ≦1)、ＢａＯ- Ｌn₂
Ｏ₃-ＴｉＯ₂(Ｌn ＝Ｌａ．Ｃｅ，Ｎｄ，ＳｍまたはＥ
ｕ) 、Ａl₂Ｏ₃ 、Ｂa₂Ｔi₉Ｏ₂₀、不純物としてＭｎを有
したり有しないＢa₂Ｔi_9-xＺｒ_x Ｏ₂₀(0≦ｘ≦1)、Ｂａ
Ｔi₅Ｏ₁₁、ＢａＴi₄Ｏ₉ 、Ｎb₂Ｏ₅ 、ＴｉＯ₂ 、(Ｔa₂
Ｏ₅)_x -(Ａl₂Ｏ₃)_1-x (0≦ｘ≦1)、(Ｔa₂Ｏ₅)_x -(Ｔｉ
Ｏ₂)_1-x (0≦ｘ≦1)、(Ｔa₂Ｏ₅)_x -(Ｎb₂Ｏ₅)_1-x (0≦
ｘ≦1)、(Ｔa₂Ｏ₅)_x -(ＳｉＯ₂)_1-x (0≦ｘ≦1)、(Ｓr,
Ｃａ)(Ｔi,Ｚr)Ｏ₃ 、ＢａＯ- ＳｒＯ- ＣａＯ- Ｎd₂Ｏ
₃-Ｇd₂Ｏ₃-Ｎb₂Ｏ₃-ＴｉＯ₂ 、ＣａＳm₂Ｔi₅Ｏ₁₄、Ｚr
(Ｔi,Ｓn)Ｏ₄ 、ＢａＯ- ＰｂＯ- Ｎd₂Ｏ₃-Ｐr₂Ｏ₃-Ｂi
₂Ｏ₃-ＴｉＯ₂ 、Ｂa(Ｚr,Ｚn,Ｔa)Ｏ₃ 、ＣａＴｉＯ₃-
ＬａＡｌＯ₃ 、(Ｂi₃ (Ｎi₂Ｎb)Ｏ₉) _1-x (0 ≦ｘ≦
1)、(Ｂi₂ (ＺｎＮb_2(1+d)yＯ_3+6y+5yd) _x(0≦ｘ≦1,
0.5≦ｙ≦1.5,−0.05≦ｄ≦0.05) 、過剰の鉛を有した
り有しないＰb(Ｚｒ_x Ｔi_1-x) Ｏ₃ (0≦ｘ≦1)、Ｐb
_1-Ay Ｌａ_y （Ｚｒ_x Ti_1-x ) Ｏ₃(0≦ｘ≦1, 0≦ｙ≦0.
2, 1.3≦A ≦1.5)、Ｐb_1-Ay Ｌａ_y ＴｉＯ₃ (0≦ｙ≦0.
3, 1.3≦A ≦1.5)、（Ｐb,Ｃa)ＴｉＯ₃ 、不純物を有し
たり有しないＢａＴｉＯ₃ 、ＢａＺｒ_x Ｔi_1-xＯ₃ (0≦
ｘ≦1)、Ｂa_1-yＳｒ_y Ｚｒ_x Ｔi_1-xＯ₃ (0≦ｘ≦1, 0≦
ｙ≦1)、Ｂa(Ｚn,Ｔa)Ｏ₃ 、ＢａＺｒＯ₃ 、ＰｂＮｂ_x
((Ｚr_0.6Ｓn_0.4)_1-yTi_y ))_1-x Ｏ₃ (0≦ｘ≦0.9, 0≦ｙ
≦1)、Ｐｂ(Mｇ_1/3Nｂ_2/3)Ｏ₃ 〕_x - 〔ＰｂＴｉＯ₃ 〕
_1-x (0≦ｘ≦1)、（Ｐb,Ｂa,Ｓr) (Ｍg_1/3Ｎb_2/3) _x Ti
_y (Zn_1/3Ｎb_2/3)_1-x-yＯ₃(0≦ｘ≦1, 0≦ｙ≦1,ｘ＋ｙ
≦1)、ａ）Ｐb(Ｍg_1/2Ｗ_1/2)Ｏ₃ ｂ）Ｐb(Ｆe_1/2Ｎb_1/2) Ｏ₃ ｃ）Ｐb(Ｆe_2/3Ｗ_1/3)Ｏ₃ ｄ）Ｐb(Ｎi_1/3Ｎb_2/3) Ｏ₃ ｅ）Ｐb(Ｚn_1/3Ｎb_2/3) Ｏ₃ ｆ）Ｐb(Ｓc_1/2Ｔa_1/2) Ｏ₃ また同様に、過剰の鉛を有するか有しないかによらずＰ
ｂＴｉＯ₃ およびＰｂ(Ｍｇ_1/3 Ｎｂ_2/3)Ｏ₃ を有する
前記化合物ａ）からｆ）の組み合わせからなる。

【００１５】さらに、前記電極は、Ａｌ、Ｃｕを加えた
Ａｌ、Ｓｉを加えたＡｌ、Ｍｇを加えたＡｌ、またはＡ
ｇ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ａｕ、Ｗ、またはこれらの金属の組み
合わせからなることが好ましい。この層は、たとえば、
ウエットエッチングやドライエッチングの工程と結合し
た印刷プロセスによって構造を与えられる。

【００１６】有機および／または無機重合体の保護層
が、前記第２の電極上に設けられることもまた、好まし
い。この保護層は、機械的な負荷や腐食から、その下方
にある電極および誘電体を保護する。

【００１７】

【発明の実施の形態】ここに、本発明は、図および２つ
の実施例を参照して、より詳細に説明される。図１は、
本発明による薄膜コンデンサの構造を線図的に表す。

【００１８】図１において、薄膜コンデンサは、たとえ
ば、セラミック材、ガラス−セラミック材、ガラス材、
またはシリコンでつくられた担体基材１を備える。たと
えば、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｎｉ_x Ｃｒ_y (0≦ｘ≦1, 0≦ｙ≦1)
またはＴｉ_x Ｗ_y (0≦ｘ≦1,0≦ｙ≦1)からなる接合層
２がこの担体基材１上にあり、第１の電極３がこの接合
層２上に設けられている。この第１の電極３は、たとえ
ば、Ａｌ、Ｃｕを加えたＡｌ、Ｓｉを加えたＡｌ、Ｍｇ
を加えたＡｌ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ａｕ、Ｗ、またはこ
れらの金属の組み合わせからなる。この第１の電極３上
に、障壁層４があり、ここに、該障壁層は、たとえば、
Ｔｉ_x Ｗ_y (0≦ｘ≦1, 0≦ｙ≦1)、Ｃｒ、Ｃｒ_x Ｏ_y (0
≦ｘ≦1, 0≦ｙ≦1)、Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｗ、Ｎｉ_x Ｎ
ｂ_y (0≦ｘ≦1, 0≦ｙ≦1)、Ｎｉ_x Ｍｏ_y (0≦ｘ≦1, 0
≦ｙ≦1)、Ｉｒ_x Ｔａ_y (0≦ｘ≦1, 0≦ｙ≦1)、Ｉｒ_x
Ｚｒ_y (0≦ｘ≦1, 0≦ｙ≦1)、Ｆｅ_x Ｗ_y (0≦ｘ≦1, 0
≦ｙ≦1)、Ｗ_x Ｓｉ_y (0≦ｘ≦1, 0≦ｙ≦1)、Ｐｔ_x Ｓ
ｉ_y (0≦ｘ≦1, 0≦ｙ≦1)、Ｔａ_x Ｓｉ_y Ｎ_z (0≦ｘ≦
1, 0≦ｙ≦1, 0≦ｚ≦1)、Ｔｉ_x Ｓｉ_y Ｎ_z (0≦ｘ≦1,
0≦ｙ≦1, 0≦ｚ≦1)、Ｍｏ_x Ｓｉ_y Ｎ_z (0≦ｘ≦1, 0
≦ｙ≦1, 0≦ｚ≦1)、Ｃｏ_x Ｓｉ_y (0≦ｘ≦1, 0≦ｙ≦
1)、Ｃｒ_x Ｓｉ_y (0≦ｘ≦1, 0≦ｙ≦1)、Ｃｒ_x Ｓｉ_y
Ｎ_z (0≦ｘ≦1, 0≦ｙ≦1)、Ｃｒ_x Ｓｉ_y Ｏ_z (0≦ｘ≦
1, 0≦ｙ≦1, 0≦ｚ≦1)、Ｔｉ_x Ｎ_y (0≦ｘ≦1, 0≦ｙ
≦1)、Ｗ_x Ｎ_y (0≦ｘ≦1, 0≦ｙ≦1)、Ｔｉ_x Ｗ_y Ｎ_z
(0≦ｘ≦1, 0≦ｙ≦1, 0≦ｚ≦1)、Ｈｆ_x Ｎ_y (0≦ｘ≦
1, 0≦ｙ≦1)、Ｔａ_x Ｎ_y (0≦ｘ≦1, 0≦ｙ≦1)、Ｒｕ
_x Ｏ_y (0≦ｘ≦1, 0≦ｙ≦1)、Ｍｏ_x Ｏ_y (0≦ｘ≦1, 0
≦ｙ≦1)、Ｉｒ_x Ｏ_y (0≦ｘ≦1, 0≦ｙ≦1)、Ｎｉ_x Ｃ
ｒ_y Ａｌ_z (0≦ｘ≦1, 0≦ｙ≦1, 0≦ｚ≦1)またはこれ
らの材料の組み合わせからなる。

【００１９】誘電体５、たとえばＳi₃Ｎ₄ でつくられる
か、またはＴa₂Ｏ₅ 、ＳｉＯ₂ 、Ｓｉ_x Ｎ_y Ｏ_z (0≦ｘ
≦1, 0≦ｙ≦1, 0≦ｚ≦1)、ＳｉＯ₂/Ｓi₃Ｎ₄/ＳｉＯ
₂ 、Ｂa_1-xＳｒ_x ＴｉＯ₃ ＳｉＯ₂ 、不純物としてＭｎ
を有したり有しないＳｒＴi_1-xＺｒ_x Ｏ₃ (0≦ｘ≦1)、
ＢａＯ- Ｌn₂Ｏ₃-ＴｉＯ₂(Ｌn ＝Ｌａ．Ｃｅ，Ｎｄ，Ｓ
ｍまたはＥｕ) 、Ａl₂Ｏ₃ 、Ｂa₂Ｔi₉Ｏ₂₀、不純物とし
てＭｎを有したり有しないＢa₂Ｔi_9-xＺｒ_x Ｏ₂₀(0≦ｘ
≦1)、ＢａＴi₅Ｏ₁₁、ＢａＴi₄Ｏ₉ 、Ｎb₂Ｏ₅ 、ＴｉＯ
₂ 、(Ｔa₂Ｏ₅)_x -(Ａl₂Ｏ₃)_1-x (0≦ｘ≦1)、(Ｔa₂Ｏ₅)
_x -(ＴｉＯ₂)_1-x (0≦ｘ≦1)、(Ｔa₂Ｏ₅)_x -(Ｎb₂Ｏ₅)
_1-x (0≦ｘ≦1)、(Ｔa₂Ｏ₅)_x -(ＳｉＯ₂)_1-x (0≦ｘ≦
1)、(Ｓr,Ｃａ)(Ｔi,Ｚr)Ｏ₃ 、ＢａＯ- ＳｒＯ- Ｎd₂
Ｏ₃-Ｇd₂Ｏ₃-Ｎb₂Ｏ₃-ＴｉＯ₂ 、ＣａＳm₂Ｔi₅Ｏ₁₄、Ｚ
r(Ｔi,Ｓn)Ｏ₄ 、ＢａＯ- ＰｂＯ- ＣａＯ- Ｎd₂Ｏ₃-Ｐ
r₂Ｏ₃-Ｂi₂Ｏ₃-ＴｉＯ₂ 、Ｂa(Ｚr,Ｚn,Ｔa)Ｏ₃ 、Ｃａ
ＴｉＯ₃-ＬａＡｌＯ₃ 、(Ｂi₃ (Ｎi₂Ｎb)Ｏ₉) _1-x (0
≦ｘ≦1)、(Ｂi₂ (ＺｎＮb_2(1+d)yＯ_3+6y+5yd) _x (0≦
ｘ≦1, 0.5≦ｙ≦1.5,−0.05≦ｄ≦0.05) 、過剰（exce
ss）の鉛を有したり有しないＰb(Ｚｒ_x Ｔi_1-x) Ｏ₃ (0
≦ｘ≦1)、Ｐb_1-Ay Ｌａ_y （Ｚｒ_x Ti_1-x ) Ｏ₃ (0≦ｘ
≦1, 0≦ｙ≦0.2, 1.3≦A ≦1.5)、Ｐb_1-Ay Ｌａ_y Ｔｉ
Ｏ₃ (0≦ｙ≦0.3, 1.3≦A ≦1.5)、（Ｐb,Ｃa)ＴｉＯ
₃ 、不純物を有したり有しないＢａＴｉＯ₃ 、ＢａＺｒ
_x Ｔi_1-xＯ₃ (0≦ｘ≦1)、Ｂa_1-yＳｒ_y Ｚｒ_x Ｔi_1-xＯ
₃ (0≦ｘ≦1, 0≦ｙ≦1)、Ｂa(Ｚn,Ｔa)Ｏ₃ 、ＢａＺｒ
Ｏ₃ 、ＰｂＮｂ_x ((Ｚr_0.6Ｓn_0.4)_1-yTi_y ))_1-x Ｏ₃ (0
≦ｘ≦0.9, 0≦ｙ≦1)、Ｐｂ(Mｇ_1/3Nｂ_2/3)Ｏ₃ 〕_x -
〔ＰｂＴｉＯ₃ 〕_1-x (0≦ｘ≦1)、（Ｐb,Ｂa,Ｓr) (Ｍ
g_1/3Ｎb_2/3) _x Ti_y (Zn_1/3Ｎb_2/3)_1-x-yＯ₃ (0≦ｘ≦1,
0≦ｙ≦1,ｘ＋ｙ≦1)、ａ）Ｐb(Ｍg_1/2Ｗ_1/2)Ｏ₃ ｂ）Ｐb(Ｆe_1/2Ｎb_1/2) Ｏ₃ ｃ）Ｐb(Ｆe_2/3Ｗ_1/3)Ｏ₃ ｄ）Ｐb(Ｎi_1/3Ｎb_2/3) Ｏ₃ ｅ）Ｐb(Ｚn_1/3Ｎb_2/3) Ｏ₃ ｆ）Ｐb(Ｓc_1/2Ｔa_1/2) Ｏ₃ また同様に、過剰の鉛を有するか有しないかによらずＰ
ｂＴｉＯ₃ およびＰｂ(Ｍg_1/3Ｎｂ_2/3)Ｏ₃ を有する前
記化合物ａ）からｆ）の組み合わせでつくられた誘電体
５が、前記障壁層４上に設けられている。

【００２０】この誘電体５上に、更なる障壁層６があ
り、ここに、該障壁層は、たとえば、Ｔｉ_x Ｗ_y (0≦ｘ
≦1, 0≦ｙ≦1)、Ｃｒ、Ｃｒ_x Ｏ_y (0≦ｘ≦1, 0≦ｙ≦
1)、Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｗ、Ｎｉ_x Ｎｂ_y (0≦ｘ≦1, 0
≦ｙ≦1)、Ｎｉ_x Ｍｏ_y (0≦ｘ≦1, 0≦ｙ≦1)、Ｉｒ_x
Ｔａ_y (0≦ｘ≦1, 0≦ｙ≦1)、Ｉｒ_x Ｚｒ_y (0≦ｘ≦1,
0≦ｙ≦1)、Ｆｅ_x Ｗ_y (0≦ｘ≦1, 0≦ｙ≦1)、Ｗ_x Ｓ
ｉ_y (0≦ｘ≦1, 0≦ｙ≦1)、Ｐｔ_x Ｓｉ_y (0≦ｘ≦1, 0
≦ｙ≦1)、Ｔａ_x Ｓｉ_y Ｎ_z (0≦ｘ≦1, 0≦ｙ≦1, 0≦
ｚ≦1)、Ｔｉ_x Ｓｉ_y Ｎ_z (0≦ｘ≦1, 0≦ｙ≦1, 0≦ｚ
≦1)、Ｍｏ_x Ｓｉ_y Ｎ_z (0≦ｘ≦1, 0≦ｙ≦1, 0≦ｚ≦
1)、Ｃｏ_x Ｓｉ_y (0≦ｘ≦1, 0≦ｙ≦1)、Ｃｒ_x Ｓｉ_y
(0≦ｘ≦1, 0≦ｙ≦1)、Ｃｒ_x Ｓｉ_y Ｎ_z (0≦ｘ≦1, 0
≦ｙ≦1)、Ｃｒ_x Ｓｉ_y Ｏ_z (0≦ｘ≦1, 0≦ｙ≦1, 0≦
ｚ≦1)、Ｔｉ_x Ｎ_y (0≦ｘ≦1, 0≦ｙ≦1)、Ｗ_x Ｎ_y (0
≦ｘ≦1, 0≦ｙ≦1)、Ｔｉ_x Ｗ_y Ｎ_z (0≦ｘ≦1, 0≦ｙ
≦1, 0≦ｚ≦1)、Ｈｆ_x Ｎ_y (0≦ｘ≦1, 0≦ｙ≦1)、Ｔ
ａ_x Ｎ_y (0≦ｘ≦1, 0≦ｙ≦1)、Ｒｕ_x Ｏ_y (0≦ｘ≦1,
0≦ｙ≦1)、Ｍｏ_x Ｏ_y (0≦ｘ≦1, 0≦ｙ≦1)、Ｉｒ_x
Ｏ_y (0≦ｘ≦1, 0≦ｙ≦1)、Ｎｉ_x Ｃｒ_y Ａｌ_z (0≦ｘ
≦1, 0≦ｙ≦1, 0≦ｚ≦1)またはこれらの材料の組み合
わせからなる。

【００２１】第２の電極７が、この障壁層６上に設けら
れている。この第２の電極７は、たとえば、Ａｌ、Ｃｕ
を加えたＡｌ、Ｓｉを加えたＡｌ、Ｍｇを加えたＡｌま
たはＡｇ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ａｕ、Ｗ、またはこれらの金属
の組み合わせからなる。有機および／または無機重合体
でつくられた保護層８が、この第２の電極７上にわたっ
て設けられている。使用される有機重合体は、たとえ
ば、ポリイミドであってよく、使用される無機重合体
は、たとえば、Ｓｉ₃ Ｎ₄ であってよい。

【００２２】もう一つの方法として、少なくとも一つの
第１の電流供給接点および一つの第２の電流供給接点
が、この受動セラミック素子の相互に向かい合った側に
設けられてもよい。Ｃｒ／Ｎｉ、Ｎｉ／ＳｎまたはＣｒ
／Ｃｕ、Ｃｕ／Ｎｉ／ＳｎまたはＰｂ／Ｓｎ合金の電気
めっきされたＳＭＤ端部接点、またはバンプ端部接点、
またはバイアが、この電流供給接点として使用されう
る。

【００２３】実施において、本発明を実現する実現性を
表す実施例が、ここに、詳細に説明される。

【００２４】実施例１：Ｃｒの接合層２がガラスの担体
基材１上にある。Ｃｕの第１の電極３が、この接合層２
上に蒸着される。Ｔｉ_0.1 Ｗ_0.9 の障壁層４が、この下
側の電極３の上に設けられる。この障壁層の上に、Ｓｉ
₃ Ｎ₄ の誘電体５と、Ｔｉ_0.1 Ｗ_0.9 の更なる障壁層６
とが配置される。第２のＣｕ電極７と、この第２の電極
７上にわたるポリイミドの保護層８とが、この障壁層６
上に設けられる。

【００２５】実施例２：Ｃｒの接合層２がガラスの担体
基材１上にある。Ｎｉの第１の電極３が、この接合層２
上に蒸着される。Ｔｉ_0.1 Ｗ_0.9 の障壁層４が、この下
側の電極３の上に設けられる。この障壁層の上に、Ｓｉ
Ｏ₂ ／Ｓｉ₃ Ｎ₄ ／ＳｉＯ₂ の誘電体５と、Ｔｉ_0.1 Ｗ
_0.9 の更なる障壁層６とが配置される。第２のＮｉ電極
７と、この第２の電極７上にわたるポリイミドの保護層
８とが、この障壁層６上に設けられる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に従う薄膜コンデンサの構造を線図的
に表す図である。

【符号の説明】

１担体基材２接合層３電極４障壁層５誘電体６障壁層７電極８保護層

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 590000248 Ｇｒｏｅｎｅｗｏｕｄｓｅｗｅｇ１, 5621 ＢＡＥｉｎｄｈｏｖｅｎ，ＴｈｅＮｅｔｈｅｒｌａｎｄｓ (72)発明者デトレフラーシュドイツ国 52066 アーヘンハイン−ゲルゲン−シュトラーセ 21 (72)発明者ホルストベンティンドイツ国 52076 アーヘンアンデンヴルムクヴェレン 15 (72)発明者ゲルトムフドイツ国 52134 ヘルゾゲンラートアウフデルヴァイデ 36 (72)発明者ペータークラウスバハマンドイツ国 52146 ヴュルゼレングリュック−アウフ−シュトラーセ 22 (72)発明者マレイケクレードイツ国 41836 ヒュッケルホーフェンランデラサーヴェーク 27

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】担体基材と、少なくとも一つの第１の電
極と、少なくとも一つの第１の障壁層と、少なくとも一
つの誘電体と、少なくとも一つの第２の電極とを有する
受動セラミック素子であって、前記障壁層が、Ｔｉ_x Ｗ_y (0≦ｘ≦1, 0≦ｙ≦1)、Ｃｒ、Ｃｒ_x Ｏ_y (0≦ｘ≦1, 0≦ｙ≦1)、Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｗ、Ｎｉ_x Ｎｂ_y (0≦ｘ≦1, 0≦ｙ≦1)、Ｎｉ_x Ｍｏ_y (0≦ｘ≦1, 0≦ｙ≦1)、Ｉｒ_x Ｔａ_y (0≦ｘ≦1, 0≦ｙ≦1)、Ｉｒ_x Ｚｒ_y (0≦ｘ≦1, 0≦ｙ≦1)、Ｆｅ_x Ｗ_y (0≦ｘ≦1, 0≦ｙ≦1)、Ｗ_x Ｓｉ_y (0≦ｘ≦1, 0≦ｙ≦1)、Ｐｔ_x Ｓｉ_y (0≦ｘ≦1, 0≦ｙ≦1)、Ｔａ_x Ｓｉ_y Ｎ_z (0≦ｘ≦1, 0≦ｙ≦1, 0≦ｚ≦1)、Ｔｉ_x Ｓｉ_y Ｎ_z (0≦ｘ≦1, 0≦ｙ≦1, 0≦ｚ≦1)、Ｍｏ_x Ｓｉ_y Ｎ_z (0≦ｘ≦1, 0≦ｙ≦1, 0≦ｚ≦1)、Ｃｏ_x Ｓｉ_y (0≦ｘ≦1, 0≦ｙ≦1)、Ｃｒ_x Ｓｉ_y (0≦ｘ≦1, 0≦ｙ≦1)、Ｃｒ_x Ｓｉ_y Ｎ_z (0≦ｘ≦1, 0≦ｙ≦1)、Ｃｒ_x Ｓｉ_y Ｏ_z (0≦ｘ≦1, 0≦ｙ≦1, 0≦ｚ≦1)、Ｔｉ_x Ｎ_y (0≦ｘ≦1, 0≦ｙ≦1)、Ｗ_x Ｎ_y (0≦ｘ≦1, 0≦ｙ≦1)、Ｔｉ_x Ｗ_y Ｎ_z (0≦ｘ≦1, 0≦ｙ≦1, 0≦ｚ≦1)、Ｈｆ_x Ｎ_y (0≦ｘ≦1, 0≦ｙ≦1)、Ｔａ_x Ｎ_y (0≦ｘ≦1, 0≦ｙ≦1)、Ｒｕ_x Ｏ_y (0≦ｘ≦1, 0≦ｙ≦1)、Ｍｏ_x Ｏ_y (0≦ｘ≦1, 0≦ｙ≦1)、Ｉｒ_x Ｏ_y (0≦ｘ≦1, 0≦ｙ≦1)、Ｎｉ_x Ｃｒ_y Ａｌ_z (0≦ｘ≦1, 0≦ｙ≦1, 0≦ｚ≦1)、
またはこれらの材料の組み合わせからなる、ことを特徴
とする受動セラミック素子。
【請求項２】前記誘電体と前記第２の電極との間に、
更なる障壁層があり、該更なる障壁層は、Ｔｉ_x Ｗ_y (0≦ｘ≦1, 0≦ｙ≦1)、Ｃｒ、Ｃｒ_x Ｏ_y (0≦ｘ≦1, 0≦ｙ≦1)、Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｗ、Ｎｉ_x Ｎｂ_y (0≦ｘ≦1, 0≦ｙ≦1)、Ｎｉ_x Ｍｏ_y (0≦ｘ≦1, 0≦ｙ≦1)、Ｉｒ_x Ｔａ_y (0≦ｘ≦1, 0≦ｙ≦1)、Ｉｒ_x Ｚｒ_y (0≦ｘ≦1, 0≦ｙ≦1)、Ｆｅ_x Ｗ_y (0≦ｘ≦1, 0≦ｙ≦1)、Ｗ_x Ｓｉ_y (0≦ｘ≦1, 0≦ｙ≦1)、Ｐｔ_x Ｓｉ_y (0≦ｘ≦1, 0≦ｙ≦1)、Ｔａ_x Ｓｉ_y Ｎ_z (0≦ｘ≦1, 0≦ｙ≦1, 0≦ｚ≦1)、Ｔｉ_x Ｓｉ_y Ｎ_z (0≦ｘ≦1, 0≦ｙ≦1, 0≦ｚ≦1)、Ｍｏ_x Ｓｉ_y Ｎ_z (0≦ｘ≦1, 0≦ｙ≦1, 0≦ｚ≦1)、Ｃｏ_x Ｓｉ_y (0≦ｘ≦1, 0≦ｙ≦1)、Ｃｒ_x Ｓｉ_y (0≦ｘ≦1, 0≦ｙ≦1)、Ｃｒ_x Ｓｉ_y Ｎ_z (0≦ｘ≦1, 0≦ｙ≦1)、Ｃｒ_x Ｓｉ_y Ｏ_z (0≦ｘ≦1, 0≦ｙ≦1, 0≦ｚ≦1)、Ｔｉ_x Ｎ_y (0≦ｘ≦1, 0≦ｙ≦1)、Ｗ_x Ｎ_y (0≦ｘ≦1, 0≦ｙ≦1)、Ｔｉ_x Ｗ_y Ｎ_z (0≦ｘ≦1, 0≦ｙ≦1, 0≦ｚ≦1)、Ｈｆ_x Ｎ_y (0≦ｘ≦1, 0≦ｙ≦1)、Ｔａ_x Ｎ_y (0≦ｘ≦1, 0≦ｙ≦1)、Ｒｕ_x Ｏ_y (0≦ｘ≦1, 0≦ｙ≦1)、Ｍｏ_x Ｏ_y (0≦ｘ≦1, 0≦ｙ≦1)、Ｉｒ_x Ｏ_y (0≦ｘ≦1, 0≦ｙ≦1)、Ｎｉ_x Ｃｒ_y Ａｌ_z (0≦ｘ≦1, 0≦ｙ≦1, 0≦ｚ≦1)、
またはこれらの材料の組み合わせからなる、ことを特徴
とする請求項１に記載の受動セラミック素子。
【請求項３】Ｔｉ、Ｃｒ、Ｎｉ_x Ｃｒ_y (0≦ｘ≦1, 0
≦ｙ≦1)、またはＴｉ_xＷ_y (0≦ｘ≦1, 0≦ｙ≦1)の接
合層が、前記担体基材と前記第１の電極との間に設けら
れている、ことを特徴とする請求項１または請求項２に
記載の受動セラミック素子。
【請求項４】少なくとも第１および第２の電流供給接
点が、前記素子の相互に向かい合った側に設けられてい
る、ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の
受動セラミック素子。
【請求項５】セラミック材、ガラス−セラミック材、
ガラス材、またはシリコンが、前記担体基材に使用され
る、ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の
受動セラミック素子。
【請求項６】前記誘電体は、Ｓi₃Ｎ₄ 、Ｔa₂Ｏ₅ 、ＳｉＯ₂ 、Ｓｉ_x Ｎ_y Ｏ_z (0≦ｘ≦1, 0≦ｙ≦1, 0≦ｚ≦1)、ＳｉＯ₂/Ｓi₃Ｎ₄/ＳｉＯ₂ 、Ｂa_1-xＳｒ_x ＴｉＯ₃ (0≦ｘ≦1)、不純物としてＭｎを有したり有しないＳｒＴi_1-xＺｒ_x
Ｏ₃ (0≦ｘ≦1)、ＢａＯ- Ｌn₂Ｏ₃-ＴｉＯ₂(Ｌn ＝Ｌａ．Ｃｅ，Ｎｄ，Ｓ
ｍまたはＥｕ) 、Ａl₂Ｏ₃ 、Ｂa₂Ｔi₉Ｏ₂₀、不純物としてＭｎを有したり有しないＢa₂Ｔi_9-xＺｒ_x
Ｏ₂₀(0≦ｘ≦1)、ＢａＴi₅Ｏ₁₁、ＢａＴi₄Ｏ₉ 、Ｎb₂Ｏ₅ 、ＴｉＯ₂ 、 (Ｔa₂Ｏ₅)_x -(Ａl₂Ｏ₃)_1-x (0≦ｘ≦1)、 (Ｔa₂Ｏ₅)_x -(ＴｉＯ₂)_1-x (0≦ｘ≦1)、 (Ｔa₂Ｏ₅)_x -(Ｎb₂Ｏ₅)_1-x (0≦ｘ≦1)、 (Ｔa₂Ｏ₅)_x -(ＳｉＯ₂)_1-x (0≦ｘ≦1)、 (Ｓr,Ｃａ)(Ｔi,Ｚr)Ｏ₃ 、ＢａＯ- ＳｒＯ- ＣａＯ- Ｎd₂Ｏ₃-Ｇd₂Ｏ₃-Ｎb₂Ｏ₃-Ｔ
ｉＯ₂ 、ＣａＳm₂Ｔi₅Ｏ₁₄、Ｚr(Ｔi,Ｓn)Ｏ₄ 、ＢａＯ- ＰｂＯ- Ｎd₂Ｏ₃-Ｐr₂Ｏ₃-Ｂi₂Ｏ₃-ＴｉＯ₂ 、Ｂa(Ｚr,Ｚn,Ｔa)Ｏ₃ 、ＣａＴｉＯ₃-ＬａＡｌＯ₃ 、 (Ｂi₃ (Ｎi₂Ｎb)Ｏ₉) _1-x (0 ≦ｘ≦1)、 (Ｂi₂ (ＺｎＮb_2(1+d)yＯ_3+6y+5yd) _x (0≦ｘ≦1, 0.5≦ｙ≦1.5,−0.05≦ｄ≦0.05) 、過剰の鉛を有したり有しないＰb(Ｚｒ_x Ｔi_1-x) Ｏ₃ (0
≦ｘ≦1)、Ｐb_1-Ay Ｌａ_y （Ｚｒ_x Ti_1-x ) Ｏ₃ (0≦ｘ≦1, 0≦ｙ≦0.2, 1.3≦A ≦1.5)、Ｐb_1-Ay Ｌａ_y ＴｉＯ₃ (0≦ｙ≦0.3, 1.3≦A ≦1.5)、（Ｐb,Ｃa)ＴｉＯ₃ 、不純物を有したり有しないＢａＴｉＯ₃ 、ＢａＺｒ_x Ｔi_1-xＯ₃ (0≦ｘ≦1)、Ｂa_1-yＳｒ_y Ｚｒ_x Ｔi_1-xＯ₃ (0≦ｘ≦1, 0≦ｙ≦1)、Ｂa(Ｚn,Ｔa)Ｏ₃ 、ＢａＺｒＯ₃ 、ＰｂＮｂ_x ((Ｚr_0.6Ｓn_0.4)_1-yTi_y ))_1-x Ｏ₃ (0≦ｘ≦
0.9, 0≦ｙ≦1)、Ｐｂ(Mｇ_1/3Nｂ_2/3)Ｏ₃ 〕_x - 〔ＰｂＴｉＯ₃ 〕_1-x (0
≦ｘ≦1)、（Ｐb,Ｂa,Ｓr) (Ｍg_1/3Ｎb_2/3) _x Ti_y (Zn_1/3Ｎb_2/3)
_1-x-yＯ₃ (0≦ｘ≦1, 0≦ｙ≦1,ｘ＋ｙ≦1)、ａ）Ｐb(Ｍg_1/2Ｗ_1/2)Ｏ₃ ｂ）Ｐb(Ｆe_1/2Ｎb_1/2) Ｏ₃ ｃ）Ｐb(Ｆe_2/3Ｗ_1/3)Ｏ₃ ｄ）Ｐb(Ｎi_1/3Ｎb_2/3) Ｏ₃ ｅ）Ｐb(Ｚn_1/3Ｎb_2/3) Ｏ₃ ｆ）Ｐb(Ｓc_1/2Ｔa_1/2) Ｏ₃ また同様に、過剰の鉛を有するか有しないかによらずＰ
ｂＴｉＯ₃ およびＰｂ(Ｍg_1/3Ｎｂ_2/3)Ｏ₃ を有する前
記化合物ａ）からｆ）の組み合わせからなる、ことを特
徴とする請求項１または請求項２に記載の受動セラミッ
ク素子。
【請求項７】前記電極は、Ａｌ、Ｃｕを加えたＡｌ、
Ｓｉを加えたＡｌ、Ｍｇを加えたＡｌ、またはＡｇ、Ｃ
ｕ、Ｎｉ、Ａｕ、Ｗ、またはこれらの金属の組み合わせ
からなる、ことを特徴とする請求項１または請求項２に
記載の受動セラミック素子。
【請求項８】有機および／または無機重合体の保護層
が、前記第２の電極上に設けられている、ことを特徴と
する請求項１または請求項２に記載の受動セラミック素
子。