JP2002260956A - Thin film electronic component - Google Patents

Thin film electronic component

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JP2002260956A
JP2002260956A JP2001055336A JP2001055336A JP2002260956A JP 2002260956 A JP2002260956 A JP 2002260956A JP 2001055336 A JP2001055336 A JP 2001055336A JP 2001055336 A JP2001055336 A JP 2001055336A JP 2002260956 A JP2002260956 A JP 2002260956A
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Inventor
Hiroyuki Nishikawa
洋行 西川
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Kyocera Corp
京セラ株式会社
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a thin film electronic component exhibiting excellent environmental resistance by providing a technology for forming a film protecting the thin film element effectively against external environment, especially a protective film arrangement effective for an element having significant irregularities on the surface. SOLUTION: The thin film electronic component comprises a thin film element having a dielectric layer 13 and electrode layers 12 and 14 formed on a substrate 11 wherein a protective film comprising a first protective layer 15 having a function for ensuring coverage and a second protective layer 16 having a function for shielding external factors is formed on the electrode layer 14 to cover the thin film element entirely.

Description

【発明の詳細な説明】 DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】 [0001]

【発明の属する技術分野】本発明は薄膜電子部品に関し、薄膜素子を外部環境から保護するための構造に関するものである。 BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a thin-film electronic components, to a structure for protecting the thin film element from the external environment. さらに、従来技術による保護膜の厚みに比べて大きな表面凹凸を有する薄膜素子に対し、有効な保護膜構成を提供する技術に関するものである。 Further, with respect to a thin film device having a large surface unevenness than the thickness of the protective film according to the prior art, a technique that provides effective protection film structure.

【0002】 [0002]

【従来の技術】薄膜電子部品の基本的な構成は、通常、 The basic configuration of a prior art thin-film electronic components, usually,
素子を構成する薄膜に比べて十分に厚い基体もしくは基板と、その表面上に、上記素子を構成する個々の薄膜層を形成し加工して作成した素子と、その素子を外部環境から保護する保護膜及び外部との接続を採るための端子部に大別することができる。 A sufficiently thick substrate or the substrate as compared to a thin film constituting the device, on its surface, the protection for protecting the individual thin film layers to form processed created elements constituting the element, the element from the external environment it can be broadly classified into the terminal portion for taking the connection between film and external. このうち、基体もしくは基板は、比較的外部からの衝撃や汚れ、高温、高湿環境等に対する耐久性は大きいが、薄膜素子部分は、これらの要因に対して非常に耐久性に劣っているものが多い。 Among them, the substrate or substrates, relatively shock and dirt from the outside, the high temperature, but resistance is large for a high-humidity environment or the like, the thin-film element portion, which is very poor in durability against these factors there are many. そのため、従来から、この素子部分を外部環境から保護するための保護膜を形成することで、素子部分を保護し、 Therefore, conventionally, by forming a protective film for protecting the element portion from the outside environment, to protect the element portion,
薄膜電子部品としての対環境耐性の向上を図ってきた。 It has improved in pairs environmental resistance as thin-film electronic components.
保護膜は、外部からの機械的な衝撃からの保護の他、湿度による劣化、薬品の汚染、酸化等を防止する役割を持っている。 Protective film, other protection from mechanical impact from outside, degradation due to humidity, contamination of the drug, has a role to prevent oxidation or the like. そのため、保護膜に用いられる材料は、薬品や酸化に強い材料が用いられている。 Therefore, the material used for the protective film, is used a material resistant to chemicals and oxidation. 例えば、無機材料としては、ガラス等を含むSiO 2 、窒化珪素(Si 3 N 4 )、 For example, the inorganic materials, SiO 2 containing glass, silicon nitride (Si 3 N 4),
有機材料としてはポリイミド、BCB(ベンゾシクロブテン)等である。 As the organic material is a polyimide, BCB (benzocyclobutene) or the like. これらの材料は、素子を構成する金属や誘電体材料と反応して素子及び保護膜の特性を劣化させることがなく、また、耐湿性、機密性、に優れており、いわば、標準的な保護膜材料として用いられている。 These materials, without deteriorating the properties of the metal and the dielectric material and react with elements and the protective film of the element, also, moisture resistance, confidentiality, the excellent, so to speak, standard protecting It is used as film material.

【0003】 [0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、保護膜がその機能を発揮するためには、ある程度の膜厚が必要である。 [SUMMARY OF THE INVENTION However, since the protective film exerts its function, requires a certain thickness. その厚みは、材質や表面構造、使用する環境等によって変わるが、少なくとも、薄膜素子表面を完全に被覆するだけの膜厚が必要である。 Its thickness, material and surface structure, varies depending on the environment or the like to be used, at least, is necessary thickness of only completely covers the thin film element surface. 多くの場合、保護膜は1〜2μmの厚みであるが、これは多くの薄膜素子の表面凹凸は、最大でも1μm以下であるためである。 Often, the protective film is a thickness of 1 to 2 [mu] m, which is the surface roughness of the many thin-film devices, it is because it is 1μm or less at the maximum. したがって、保護膜の厚みは1〜2μmあればよいというものではなく、薄膜素子表面の凹凸の大きさによっては、素子全体を完全に被覆するためには、それ以上の膜厚が必要となる。 Therefore, the thickness of the protective film is not called sufficient if 1 to 2 [mu] m, depending on the size of the unevenness of the thin film element surface, in order to completely cover the entire device, it is necessary to more thickness.

【0004】薄膜素子は、通常、湿度や酸化、還元雰囲気などの外的環境要因には弱いものであり、これらの要素によって、特性が劣化したり、破壊に至ることが多い。 [0004] thin film element is generally moisture and oxidation, and weak in the external environment factors such as a reducing atmosphere, these elements, characteristics deteriorated, often leads to destruction. そのため、素子を覆うように保護膜が形成されており、この保護膜の機能は、こうした外的要因から、薄膜素子を隔離し、特性劣化や破壊を防止することにある。 Therefore, there is formed a protective film so as to cover the element, the function of the protective film from these external factors, a thin film element is isolated, it is to prevent damage or destruction.
したがって、保護膜は、こうした外的要因、例えば水分子などの進入を完全に防止するか、少なくとも素子に影響が無い程度までに低減できるものでなくてはならない。 Thus, the protective film, such external factors, for example, either completely prevent the entry of water molecules, it should be one which can be reduced to the extent affect the least element no. こうした機能を実現するため、保護膜には、その材料が、水分子等の遮蔽すべき外的要因の透過係数が小さい材料であること、特に素子の層間の段差や端部の被覆が十分であることが求められる。 To realize such function, the protective film, the material is, that the transmission coefficient of the external factor to be shielded, such as water molecules is less material, is sufficient particularly coating step or the end of the layers of the element there it is required. 通常の使用条件では、 In normal use conditions,
外的要因としては水分子が最も大きな問題となるため、 Because the water molecules is the biggest problem as external factors,
保護膜には水分子の透過が少ない材料が用いられることが多い。 Materials permeation of water molecules is small in the protective film is often used. さらに、素子の被覆に関しては、段差部分や端部の十分な被覆が最も困難なため、素子表面上の凹部を完全に埋めてしまう膜厚の薄膜を形成して保護膜としている。 Further, with respect to the coating of the element, for sufficient coverage of the stepped portion and the end portion is most difficult, and a protective film to form a thin film having a thickness which would completely fill in the recess on the element surface.

【0005】以上述べたことより、薄膜素子表面の凹凸が大きい場合には、保護膜の膜厚を大きくし、大きくなった段差を埋める必要がある。 [0005] than that described above, when the unevenness of the thin film element surface is large, the film thickness of the protective layer is increased, it is necessary to fill the increased step. しかしながら、膜厚を大きくしていくと、必然的に保護膜の持つ応力の値も大きくなり、膜厚を大きくすることで、この応力による素子の破壊や、逆に、応力で保護膜自体に亀裂(クラック) However, when gradually increasing the thickness, the value of the stress possessed by the naturally protective film becomes large, by increasing the film thickness, destruction or device according to the stress, on the contrary, in the protective film itself stress crack (crack)
が生じるといった問題が生じてしまう。 Problem that arises occurs.

【0006】また、応力の小さな薄膜材料は、一般的に空隙の占める割合が大きく、その結果、透過性が比較的高く、保護膜に向かないことが多い。 Further, a small thin film material of the stress is generally the proportion of voids is large, as a result, transparency is relatively high, it is often not suitable for the protective film. 例えば、ポリイミドやBCB(ベンゾシクロブテン)等は封止剤として用いられることの多い材料であるが、水分子の遮蔽性は、薄膜素子にとっては十分ではなく、十分に水分子を遮蔽するためには、段差を埋めるのに必要な膜厚に比べて桁違いに大きな膜厚が必要となる。 For example, although such as polyimide or BCB (benzocyclobutene) is often material to be used as a sealant, water molecules shielding is not sufficient for the thin film element, in order to sufficiently shield the water molecules , it is necessary thickness larger orders of magnitude compared to the film thickness required to fill the step. 逆に、これらの有機系材料に比べると非常に小さな水分子の透過係数を有するSi Conversely, Si having a transmission coefficient of a very small water molecules compared to these organic materials
O 2薄膜やSiN x薄膜は、応力が大きく、膜厚を大きくしていくと、素子の破壊を発生させてしまう。 O 2 thin film or SiN x thin film, large stress and gradually increasing the thickness, thereby to generate a breakdown of the device. また、段差部分等に応力が集中し、その部位にクラックが発生してしまう。 Further, stress is concentrated on the stepped portion or the like, cracks may occur at the site. こうしたクラックの発生や、素子の破壊を防止するため、膜厚を増加させなければ、段差部分の被覆性が低下し、実効的な膜厚はほとんど無くなってしまう。 Generation of such cracks, in order to prevent destruction of the device, if increasing the thickness, reduces the coverage of the stepped portion, the effective thickness is almost disappears. 段差部位からの水分子等の外的要因の浸入のため、遮蔽性が無くなってしまう。 For infiltration of external factors water molecules and the like from the step portion, it disappears shielding property. 現在のところ、遮蔽性が大きく、 Currently, a large shielding property,
且つ、内部応力が十分小さい薄膜材料が存在しないため、表面の段差の大きな素子では、有効な保護膜の作製が困難であり、薄膜素子を用いた電子部品の作成においては、重大な問題となっていた。 And, since the internal stress is not present is small enough thin film material, a large element of the step surface, it is difficult to produce the effective protective film, in the creation of an electronic component using the thin-film element, a serious problem which was. こうした電子部品を使用する場合には、実装後に部品を樹脂封止する、または、パッケージ内に気密封止を行う等の方策が採られており、実装コストの増加や、工数の増加、サイズの大型化をもたらしていた。 When using such electronic components, resin sealing parts after mounting, or, and measures or the like for hermetic sealing taken into the package, the increase and the mounting cost, increasing the number of steps, the size It had resulted in an increase in size.

【0007】本発明は、上述の問題点に鑑みて案出されたものであり、その目的は、表面凹凸の大きな素子でも、耐湿性等の外的環境に対する耐性が十分に確保することができる薄膜電子部品を提供することになる。 [0007] The present invention has been devised in view of the above problems, its object is also a major element of the surface irregularities, it can be resistant to external environment such as moisture resistance can be sufficiently ensured It will provide a thin-film electronic components.

【0008】 [0008]

【課題を解決するための手段】本発明は、基体上に薄膜素子及び保護膜が順次形成された薄膜電子部品であって、前記保護膜は前記薄膜素子に接し、且つその表面が実質に平坦化した第1の保護層と、該第1の保護層を被覆する第2の保護層とから構成されていることを特徴とする薄膜電子部品である。 Means for Solving the Problems The present invention relates to a thin-film electronic components in which a thin film element and the protective film are sequentially formed on a substrate, wherein the protective layer is in contact with the thin film element, and flat surface thereof substantially a first protective layer which turned into a thin-film electronic components, characterized in that it is composed of a second protective layer covering the first protective layer.

【0009】好ましくは、前記薄膜素子に接する第1の保護層が、液体状の原料の塗布及びコートの過程、もしくは、微小な液体粒子を付着させる過程を経て形成される。 [0009] Preferably, the first protective layer in contact with the thin film element, the process of coating and coat liquid material, or is formed through a process of attaching the fine liquid particles. さらに、前記薄膜素子に接する第1の保護層が、TE Further, the first protective layer in contact with the thin film element, TE
OS(テトラエチルオルソシリケート)を主成分とする原料溶液を用いて形成された酸化珪素を主成分とする薄膜である。 OS is a thin film composed mainly of formed silicon oxide by using the raw material solution composed mainly of (tetraethyl orthosilicate).

【0010】また、前記保護膜を構成する第2の保護層は、窒化珪素を主成分とする薄膜よりなる。 Further, a second protective layer constituting the protective layer is made of a thin film composed mainly of silicon nitride.

【0011】また、前記保護膜を構成する第2の保護層が複数の層から構成されている。 [0011] The second protective layer constituting the protective layer is composed of a plurality of layers.

【0012】また、前記窒化珪素を主成分とする第2の保護層に含まれる水素/窒素比率が0.02以下である。 [0012] The hydrogen / nitrogen ratio in the second protective layer mainly composed of the silicon nitride is 0.02 or less.

【作用】本発明では、従来技術による、応力の増加と遮蔽性の両解決するため、図1に示すように、異なる特性を有する複数の保護層で構成される保護膜を用いることで、上記のような外的要因を、表面の凹凸の大きな薄膜素子においても遮蔽可能にしている。 According to the present invention, according to the prior art, for both resolution and increase the shielding of the stress, as shown in FIG. 1, by using the protective film composed of a plurality of protective layers having different characteristics, the the external factors such as, allowing the shield even in a large thin film element surface irregularities. これらの複数の保護膜層は、保護膜に求められる機能を分担して実現している。 These more protective film layers is realized by sharing the functions required of the protective film.

【0013】この保護膜のうち、薄膜素子を覆うように形成される第1の保護層は、膜厚を大きくすることを目的に作られている。 [0013] Of this protective layer, a first protective layer formed to cover the thin film element is made for the purpose of increasing the film thickness. この第1の保護層の膜厚は、薄膜素子の構造上に起因する凹凸を埋めるためには十分な大きさを有している。 The thickness of the first protective layer, to fill the unevenness due to the structure of the thin film element is sufficiently large. しかも応力の小さい材料を用いることで、薄膜素子の破壊や自身のクラック発生を防止している。 Moreover by using a material with a low stress, thereby preventing cracks in the fracture and its thin-film devices.

【0014】こうすることで、水分子等の外的要因の遮蔽性は犠牲になるものの、凹凸の大きな素子表面は被覆されるとともに、段差部分の上には、この第1の保護層の表面が薄膜素子をなだらか(実質的に平坦)に且つ段差を小さくする形で被覆している。 [0014] In this way, although the shielding of external factors such as water molecules sacrificed, together with a large element surface irregularities is coated, on the step portion, the surface of the first protective layer There has been coated in the form and to reduce a step in the thin film element gradually (substantially flat). 一方、この第1の保護層の上に形成される第2の保護層は、水分子等の外的要因の遮蔽性に優れた材料を用いている。 On the other hand, a second protective layer formed on the first protective layer is used a material excellent in shielding external factors such as water molecules. 応力は比較的大きいが、膜厚は従来技術で用いられているものと同等程度に抑えているため、クラック等の発生は起こらない。 Stress is relatively large, but since the film thickness is suppressed to equal approximately to that used in the prior art, the occurrence of cracks does not occur. 従来技術では、段差部分の被覆性が問題になる。 In the prior art, coverage of the stepped portion becomes a problem. 本発明では第1の保護層が段差部位をなだらかに覆っているため、被覆性が低下することはほとんどない。 Because the present invention covers gently the first protective layer is step portion, it is unlikely to decrease coverage. したがって、第2の保護層の膜厚が小さくても十分な被覆性が得られる。 Therefore, the film thickness of the second protective layer is sufficient coverage can be obtained even if small. 材料特性として水分子等の外的要因の遮蔽性に優れたものを用いているため、この第2の保護層で水分子等の外的要因の遮蔽を行っている。 Due to the use of those excellent shielding external factors such as water molecules as the material properties, it is carried out blocking of external factors such as water molecules in the second protective layer. このように、本発明による積層構造の保護膜で構成することで、第1の保護層で被覆性を、第2の保護層で遮蔽性を実現することにより、全体として保護膜としての機能を果たしている。 In this way, by constituting a protective film of a laminated structure according to the present invention, the coverage in the first protective layer, by realizing the shielding in the second protective layer, a function as a protective film as a whole there really. なお、第1の保護層及び第2の保護層は、それぞれ単一の材料からなる必要は無く、必要に応じて第2の保護層を複数の積層して構成してもよい。 Note that the first protective layer and the second protective layer is not necessarily made of a single material respectively, the second protective layer may be formed a plurality of laminated to as necessary.

【0015】 [0015]

【発明の実施の形態】以下、本発明の薄膜電子部品を図面に基づいて詳説する。 DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter will be described in detail based on the thin-film electronic components of the present invention with reference to the drawings. 図1は本発明の薄膜電子部品、 Figure 1 is a thin film electronic component of the present invention,
例えば、薄膜コンデンサの断面図である。 For example, a cross-sectional view of a thin film capacitor. この薄膜コンデンサは、Al This thin film capacitor, Al 2 O 3を主成分とする焼結体であるアルミナ基板11上にコンデンサ素子1が形成され、その素子1 The capacitor element 1 is formed with 2 O 3 on alumina substrate 11 is a sintered body mainly composed, its element 1
は、本発明による保護膜2により完全に被覆されている。 It is completely covered with a protective film 2 according to the present invention. コンデンサ素子は、誘電体層13の上下面に電極層12、14を形成して構成されている。 Capacitor element is configured to form the electrode layers 12 and 14 on upper and lower surfaces of the dielectric layer 13.

【0016】そして、上記保護膜2は、それが被覆しているコンデンサ素子の上部及び下部の電極層12、14 [0016] Then, the protective film 2, the upper and lower electrode layers of the capacitor element to which it covers 12,14
の一部が露出するように貫通孔が形成されている。 Through hole is formed such that a portion of the exposed. これらの貫通孔内に露出した電極層12、14には、例えば、Niからなるハンダバリア層が形成されている。 The electrode layers 12, 14 exposed in the through holes, for example, a solder barrier layer made of Ni is formed. このハンダバリア層上に、例えば、半田バンプからなる外部端子17が形成されることになる。 This solder barrier layer, for example, so that the external terminals 17 made of solder bumps are formed.

【0017】まず、コンデンサの電極層12、14の材料としては、金(Au)、白金(Pt)、パラジウム(Pd)、銅(Cu)、銀(Ag)、チタン(Ti)、 Firstly, as the material of the electrode layers 12, 14 of the capacitor, gold (Au), platinum (Pt), palladium (Pd), copper (Cu), silver (Ag), titanium (Ti),
クロム(Cr)、ニッケル(Ni)薄膜等があるが、これらのうちでも反応性が小さく、酸化されにくい金(A Chromium (Cr), there is a nickel (Ni) thin film or the like, but small reactivity Among these, hardly oxidized gold (A
u)や白金(Pt)薄膜が最適である。 u) or platinum (Pt) thin film is optimum. またこれらは単独で用いても良いし、複数を組み合わせて用いても良い。 Further These may be used alone or may be used in combination. これらを用いて下部電極層12を作製する。 Producing the lower electrode layer 12 by using these. そして、下部電極層12の表面にハンダバリア層を形成しておく。 Then, advance to form a solder barrier layer on the surface of the lower electrode layer 12.

【0018】つぎに、誘電体層13は高誘電率を有するものが望ましい。 Next, the dielectric layer 13 having a high dielectric constant is desirable. また、その膜厚は1μm以下が望ましい。 The thickness ranges less desirably 1 [mu] m. 例えば、金属元素としてPb、Ba、Sr、Ti、Zr、M For example, Pb as the metal element, Ba, Sr, Ti, Zr, M
g、Nb等を含むペロブスカイト型複合酸化物結晶からなる誘電体薄膜が望ましいが、特に限定されるものではない。 g, although the dielectric thin film containing the perovskite type composite oxide crystal containing Nb or the like is desired, but is not particularly limited. このような誘電体層13は、PVD法、CVD Such dielectric layer 13, PVD method, CVD
法、ゾルゲル法等の公知の方法により作製される。 Law, is produced by a known method such as the sol-gel technique. このようにして作製された誘電体層13の上に、前記の下部電極層12と同様にして上部電極層14を形成し、コンデンサ構造を作製する。 On this way, the produced dielectric layer 13, similarly to the lower electrode layer 12 of the forming the upper electrode layer 14, to produce a capacitor structure. さらに、上記上部電極層14上に、前記の下部電極層12と同様の方法でハンダバリア層を形成する。 Further, on the upper electrode layer 14, to form the solder barrier layer in the same manner as the lower electrode layer 12 of the.

【0019】このようにして作製したコンデンサ素子1 [0019] The capacitor element 1 prepared in this manner
上に、本発明による保護膜2を形成する。 Above, to form a protective film 2 according to the present invention. この保護膜2 The protective film 2
は、第1の保護層15、第2の保護層16とから構成されている。 The first protective layer 15, and a second protective layer 16.. これらの第1の保護層15、第2の保護層1 These first protective layer 15, the second protective layer 1
6はそれぞれゾルゲル法、RFスパッタ法、CVD法、ECRスパッタ法等の公知の方法で上記コンデンサ構造を被覆するように作製される。 Each sol-gel method 6, RF sputtering, CVD, by a known method such as ECR sputtering is made to cover the capacitor structure. まず、第1の保護層15を形成する。 First, a first protective layer 15. 第1の保護層15は、コンデンサ素子1の構造に起因する表面の凹凸を埋め、その上面に形成される第2の保護16の被覆性を確保する機能が求められる。 The first protective layer 15 fills the irregularities of the surface due to the structure of the capacitor element 1, function is required to ensure the coverage of the second protection 16 formed on its upper surface. このため、第1の保護層15は、ゾルゲル法やCVD法といった、膜厚が表面の形状に比較的左右されず被覆性の高い薄膜を作成できる方法を用いている。 Therefore, the first protective layer 15, such as a sol-gel method, a CVD method, the film thickness is used a method that can create relatively without being influenced by coating a highly thin film on the surface shape. さらに、ゾルゲル法等の液体原料を用いる成膜方法では凹部の膜厚が大きくなる傾向があり、素子1の表面の凹凸がなだらかになるため、こうした成膜方法を用いるのが好適である。 Further, in the deposition method using a liquid material, such as the sol-gel technique tend to the thickness of the recess is increased, since the unevenness of the surface of the device 1 is smooth, it is preferred to use such a film formation method.

【0020】本例では、TEOSのアルコール溶液を用いたゾルゲル法により、第1の保護層15としてSiO 2膜を作製している。 [0020] In this example, by a sol-gel method using an alcoholic solution of TEOS, we are prepared SiO 2 film as a first protective layer 15. この第1の保護層15の膜厚は、薄膜コンデンサ素子1の最大段差以上の厚みであることが望ましい。 The thickness of the first protective layer 15 is desirably the maximum step or the thickness of the thin film capacitor element 1. これは、凹部を完全に埋めてしまうことで、段差部分からの外的要因の浸入を防止しやすくなるためである。 This is because the thus completely filled the recesses, in order to easily prevent the entry of external factors from the step portion. また、膜厚が大きくなることから、内部応力は小さいことが必要である。 Further, since the film thickness is large, it is necessary that the internal stress is small. 1μmの膜厚で形成することを考えると、内部応力は1GPa以下であることが望ましい。 Considering that is formed in a thickness of 1 [mu] m, it is desirable that the internal stress is less than 1 GPa. さらに、2〜3μmの膜厚を想定すると、500MPa以下であることが好適である。 Furthermore, assuming a film thickness of 2 to 3 [mu] m, it is preferable not more than 500 MPa. このようなSiO2薄膜は、比較的低温で成膜されたものであり、TEOS溶液を用いた本例では、基板温度が600℃以下が望ましく、さらに好適には500℃以下であることが望ましい。 Such SiO2 film has been formed at a relatively low temperature, in this example using the TEOS solution, preferably the substrate temperature is 600 ° C. or less and even more preferably at 500 ° C. or less. このようなSiO 2 Such a SiO 2
薄膜は、ほぼアモルファス状のものであり、空隙も多く、遮蔽性は期待できないが、応力が小さいという特徴を持っている。 Films are those substantially amorphous, void many, but can not be expected shielding properties, has the characteristic that the stress is small. このようなSiO 2薄膜は、X線回折の測定を行うことにより、SiO 2結晶のピークを観測することで確認ができる。 Such SiO 2 thin films, by measuring the X-ray diffraction, it is confirmed by observing a peak of SiO 2 crystals.

【0021】次に、上記第1の保護層15上に、第2の保護層16を形成する。 [0021] Next, on the first protective layer 15, to form a second protective layer 16. 第2の保護層16は外的要因を遮蔽する機能を担うため、緻密であり、且つ、水分子等の外的要因の透過性が小さい薄膜が用いられる。 Since the second protective layer 16 having a function of shielding external factors, it is dense, and the permeability is small thin external factors such as water molecules are used. 例えば、窒化珪素や酸化珪素等の薄膜が用いられるが、成膜方法により膜質が変化するため、第1の保護層15の作成で用いたような、液体原料を用いたゾルゲル法等の方法は用いられない。 For example, although a thin film such as silicon nitride, silicon oxide is used, because the quality is changed by the film forming method, such as used in the creation of the first protective layer 15, a method of sol-gel method using a liquid source not used. 第2の保護層16は、スパッタ法や The second protective layer 16, Ya sputtering
CVD法により形成されるが、より好適には、緻密でガス透過率の小さい、ECRスパッタ法等で作製された窒化珪素薄膜が望ましい。 Are formed by the CVD method, more preferably, small dense gas permeability, are silicon nitride film is desirable prepared by ECR sputtering. このような窒化珪素薄膜は、FT-IR Such silicon nitride films, FT-IR
法を用いて判別することができる。 Law can be determined using a. すなわち、赤外吸収分析スペクトルにおけるピークの強度比I Si-H /I Si-N That is, the intensity of the peak in the infrared absorption spectra ratio I Si-H / I Si- N
(I Si-H :600〜1200cm -1にかけてSi−N結合に起因する大きなピーク、I Si-N :2300cm -1付近のSi−H結合に起因するピーク)が、0.02以下であることが望ましい。 (I Si-H: large peak 600~1200cm over -1 attributed to Si-N bond, I Si-N: 2300 cm peak due to Si-H bonds in the vicinity of -1), it is 0.02 or less It is desirable 特に、0.015以下、さらには0.01以下であることが好ましい。 In particular, 0.015 or less, more preferably 0.01 or less. このような窒化珪素膜では、結合欠陥や不純物欠陥が少ないため、外的要因が通過できる空隙が非常に少なく、遮蔽性に優れた薄膜となっている。 In such a silicon nitride film, bonding defects and impurities less defects, it is very low void external factors can pass, and has a good thin film shielding property. 尚、前記の赤外吸収分析を行う時には、例えば湿度30%などの低湿度の環境で測定を行うことが好ましい。 Incidentally, when performing the infrared absorption analysis, it is preferable to perform the measurement at low humidity environments, such as for example 30% humidity.

【0022】本例においては、ECRスパッタ法により、 [0022] In the present example, by ECR sputtering,
窒化珪素の第2の保護層16を形成している。 Forming a second protective layer 16 of silicon nitride. 膜厚は、 The film thickness,
外的要因の浸透が防止出来るに十分な膜厚があればよい。 Or if there is a sufficient film thickness to external factors penetration can be prevented. 窒化珪素の第2の保護層16の場合は、透過率が非常に小さいため、サブミクロン以下の、素子表面の凹凸よりも小さな膜厚で十分である。 For the second protective layer 16 of silicon nitride, since the transmittance is very small, the following submicron, it is sufficient a small film thickness than the unevenness of the element surface. したがって、比較的応力の大きな窒化珪素の第2の保護層16であっても、応力集中による破壊や剥離が問題になることは無い。 Therefore, even in the second protective layer 16 of a larger silicon nitride relatively stress, never breaking or peeling due to stress concentration becomes a problem.

【0023】これらの保護膜2は、コンデンサ素子1上に順次積層形成されるため、それぞれの層間の密着性は重要な問題である。 [0023] These protective film 2, to be sequentially stacked on the capacitor element 1, adhesion of the respective layers is an important issue. 密着性が小さく、層界面に剥離が生じ、空隙が存在する場合には、この空隙を通じて、外的要因が容易に浸入できるため、実効的な遮蔽効果が薄れてしまう。 Adhesion is small, cause delamination in the layer interfaces, if the gap is present, through the gap, external order factor can easily intrude, it wanes the effective shielding effects. こうした層間の剥離を防止するため、図2に示すように、密着性を高めるための薄膜素子1と第1の保護層15との界面(誘電体層13上の上部電極層14 To prevent delamination of such layers, as shown in FIG. 2, the interface between the thin film element 1 and the first protective layer 15 to enhance adhesion (dielectric layer 13 on the upper electrode layer 14
の表面及び電極層12、14が端子電極17に接続するために延びる部位)層間に密着層18を挿入することが望ましい。 It is desirable that the surface and the electrode layers 12 and 14 of the inserts contact layer 18 to extend site) layer in order to connect to the terminal electrode 17. したがって、上記の第1の保護層15及び第2の保護層16は、こうした密着層を含む複数の薄膜層より構成される。 Accordingly, the first protective layer 15 and the second protective layer 16 described above is composed of a plurality of thin film layers including such adhesion layer. 例えば、コンデンサ素子の最表面がAu For example, the outermost surface of the capacitor element is Au
であり、第1の保護層15にSiO 2を用いた構成を有する時には、密着層18としてTiを主成分とする薄膜層を用いている。 , And the when with a configuration using the SiO 2 on the first protective layer 15 is a thin film layer mainly composed of Ti as an adhesion layer 18. その他、SiO 2やTiO等も密着層18として用いてもよい。 Other may be used SiO 2 or TiO such as adhesion layer 18.

【0024】最後に、上記方法で作製した保護膜2のハンダバリア層にあたる部位に貫通孔を形成し、ハンダバンプによる端子電極17の形成を行う。 [0024] Finally, site to form a through-hole corresponding to the solder barrier layer of the protective film 2 produced by the above method is performed to form the terminal electrodes 17 by solder bumps. 貫通孔の形成は、薬品溶解によるウェットエッチング法や反応性ガスのプラズマによるRIE(反応性イオンエッチング)法等の公知な方法で薄膜加工を行う。 Formation of the through hole, a thin film is processed in a manner known RIE (reactive ion etching) method using a plasma wet etching or reactive gas with chemicals dissolved. 加工条件は、それぞれの材料ごとに用いる薬品やガス、条件が異なる。 Processing conditions, chemicals and gases used for each material, conditions are different. 保護膜2には複数の薄膜材料が用いられていることを考慮すると、薬品の交換を伴うウェットエッチングよりも、ガスの入れ替えだけで済むRIE法による加工がより好適である。 When the protective film 2 Considering that plurality of thin film material is used, than the wet etching with the exchange of chemicals, processing by RIE method requires only replacement of the gas is more preferable.

【0025】以上のように構成された薄膜電子部品である薄膜コンデンサでは、第2の保護層16が水分子等の外的要因を遮蔽するとともに、第1の保護層が密着と被覆性を確保している。 [0025] In the thin film capacitor is configured thin-film electronic components as described above, the second protective layer 16 shields the external factors such as water molecules, ensuring coverage and adhesion are first protective layer doing. これにより、異なる特性を有する Thus, with different properties
2種類の保護層の長所を合わせた特性を有する保護膜2 Protective film 2 with the combined properties the advantages of two types of protective layers
を得ることができる。 It is possible to obtain.

【0026】本発明による保護膜2の構成を用いれば、 With the configuration of the protection layer 2 by [0026] the present invention,
従来技術では十分に遮蔽効果を持つ保護膜を形成することができなかったコンデンサ素子1の凹凸の大きなものであっても、材料特性に依存する外的要因の透過と、被覆の不完全性に由来する外的要因の浸入の双方に対し、 Even sufficiently large that the unevenness of the capacitor element 1 could not form a protective film having a shielding effect in the prior art, the transmission of external factors which depend on the material properties, the imperfections of the coating for both of the intrusion of external factors derived from,
効果的に遮蔽できる。 It can be effectively shielded. さらに、コンデンサ素子1表面の凹凸が比較的小さく、従来技術で対応可能であったものでも、本発明による保護膜2の構造を用いればより過酷な環境下での信頼性が確保でき、使用可能な範囲を広げることができる。 Furthermore, unevenness is relatively small capacitor element 1 surface, be those which was adaptable in the prior art, the reliability can be ensured in a more severe environment by using the structure of the protective film 2 according to the present invention, it can be used range can be widened such.

【0027】図3は、本発明の薄膜電子部品に用いた保護膜構成の他の例を示すもので、この例では、コンデンサ素子上の第1の保護層15にBCB(ベンゾシクロブテン)有機薄膜、第2の保護層15にECRスパッタ法で低温成膜した窒化珪素薄膜を用いている。 [0027] Figure 3 shows another example of the protective film structure using the thin-film electronic components of the present invention, in this example, BCB (benzocyclobutene) to the first protective layer 15 on the capacitor element organic thin film, is used a silicon nitride thin film at low temperature formed by ECR sputtering the second protective layer 15. また、第1の保護層15と第2の保護層16の間に、SiO 2密着層19を形成している。 Between the first protective layer 15 of the second protective layer 16, to form a SiO 2 adhesion layer 19. この例では、第1の保護層15に有機材料を用いることで、より被覆性を高めるとともに、大きな膜厚であっても、比較的応力を小さく抑えることができるという利点がある。 In this example, by using an organic material on the first protective layer 15, to increase the more coverage, even with a large thickness, there is an advantage that a relatively stress can be reduced. BCB薄膜は、素子上にBCB溶液をスピンコートした後に、段階的に熱処理を行うことにより形成している。 BCB films, after spin coating a BCB solution on the element, is formed by performing a stepwise heat treatment. 第2の保護層16は、ECRスパッタ法により、窒化珪素薄膜を形成している。 The second protective layer 16, by ECR sputtering to form a silicon nitride film. この例では、第1の保護層15が有機材料であり、高温条件を用いることができないため、ECRスパッタ法で、室温成膜により窒化珪素薄膜を形成している。 In this example, the first protective layer 15 is an organic material, it is not possible to use a high temperature condition, by ECR sputtering to form a silicon nitride thin film deposited at room temperature. そして、両保護薄層1 Then, both the protective thin layer 1
5、16の間にあるSiO 2密着層19は、窒化珪素薄膜の応力が大きい上に、熱膨張率の差が大きいため、窒化珪素薄膜の剥離が生じるのを防止するために形成している。 SiO 2 adhesion layer 19 in between 5 and 16 are on the stress of the silicon nitride film is high, since the difference in thermal expansion coefficient is large, it is formed in order to prevent the peeling of the silicon nitride film occurs . このSiO 2密着層19は、TEOSのアルコール溶液を用いてゾルゲル法にて比較的低温で形成したものであり、 The SiO 2 adhesion layer 19 is obtained by relatively formed at a low temperature by the sol-gel method using an alcoholic solution of TEOS,
アモルファス状のシリカ層を形成している。 Forming an amorphous silica layer. これにより、応力の大きな無機薄膜(第2の保護層16)と、熱膨張率の大きな有機薄膜(第1の保護層15)の密着性を高めている。 Thus, to enhance the major inorganic thin film stress (the second protective layer 16), the adhesion of the large organic thin film of thermal expansion (the first protective layer 15). 実施例1 この実施例で用いたアルミナ基板11は、厚さ0.25 mm Example 1 Alumina substrate 11 used in this embodiment, the thickness 0.25 mm
の4インチΦのウェファーである。 A wafer 4-inch Φ of. この基板11上に形成される、コンデンサ素子を構成する電極層12、1 The substrate 11 is formed on the electrode layer 12, 1 to form a capacitor element
4、端子電極17および誘電体層13の形成には高周波マグネトロンスパッタ法を、保護膜形成後のハンダバンプ用貫通孔の加工にはRIE法を用いた。 4, the formation of the terminal electrodes 17 and the dielectric layer 13 a high frequency magnetron sputtering, the working of the protective film after forming a solder bump through hole of using RIE method.

【0028】コンデンサ素子1の電極層12、14、誘電体層13はいずれもマスキング法によりRFマグネトロンスパッタにてパターン形成した。 The electrode layers 12 and 14 of the capacitor element 1 was patterned by RF magnetron sputtering by any dielectric layer 13 masking method. スパッタ用ガスとしてプロセスチャンバー内にArガスを導入し、真空排気により圧力は6.7Paに維持した。 Ar gas was introduced into the process chamber as the sputtering gas, the pressure by the vacuum evacuation was maintained at 6.7 Pa. プロセスチャンバー内には基板ホルダーと3個のターゲットホルダーが設置され、3種類のターゲット材料からのスパッタが可能である。 The process chamber is provided a substrate holder and three target holders are possible sputtered from three of the target material.

【0029】スパッタ時には成膜する材料種のターゲット位置に、アルミナ基板11をセットした基板ホルダーを移動させ、基板−ターゲット間距離を60mmに固定した。 [0029] material types of the target position for forming at the time of sputtering, by moving the substrate holder equipped with a alumina substrate 11, the substrate - to fix the target distance to 60 mm. 基板ホルダーとターゲット間には外部の高周波電源により13.56MHzの高周波電圧を印可し、ターゲット背面に設置された永久磁石により形成されたマグネトロン磁界により、ターゲット近傍に高密度のプラズマを生成させてターゲット表面のスパッタを行った。 Between the substrate holder and the target by applying a 13.56MHz RF voltage by an external high frequency power source, and the magnetron magnetic field formed by the installed permanent magnet on the target rear, to generate high-density plasma in the vicinity of Target Target the sputtering of the surface was carried out.

【0030】高周波電圧の印可は3個のターゲットに独立に可能である。 [0030] application of a high frequency voltage can be independently to three of the target. 基板ホルダーはヒータによる加熱機構を有しており、スパッタ成膜中の基板11温度は一定となるよう制御した。 Substrate holder has a heating mechanism using a heater, the substrate 11 temperature during sputtering was controlled to be constant. また、基板ホルダーに設置された支持部材のターゲット側には厚さ0.10mmの金属マスクが3種類設置でき、成膜パターンに応じて必要なマスクが支持部材の成膜面にセットできる構造とした。 The metal mask having a thickness of 0.10mm on the target side of the installed support member to the substrate holder can be three installation, a structure that can be set required mask on the film formation surface of the support member in accordance with the deposition pattern did.

【0031】先ず、アルミナ基板11上に下側の電極層用のマスクパターンをセットし、Auターゲットのスパッタにより電極層12を形成し、続いてターゲットにP [0031] First, to set the mask pattern for the lower electrode layer on the alumina substrate 11, the electrode layer 12 were formed by sputtering of Au target, followed by P to the target
b(Mg 1/3 Nb 2/3 )O 3焼結体を用い、誘電体層用のマスクパターンをセットし、基板温度500℃、高周波電力200Wの条件で、誘電体層13を形成した。 with b (Mg 1/3 Nb 2/3) O 3 sintered body, sets the mask pattern of the dielectric layer, the substrate temperature 500 ° C., under the conditions of RF power 200 W, thereby forming a dielectric layer 13. 次に上側の電極層用のマスクパターンをセットし、Auターゲットのスパッタにより電極層14を形成した。 Then set the mask pattern for the upper electrode layer to form an electrode layer 14 by sputtering of Au target. コンデンサとしての有効電極の総面積は1.0mm 2とした。 The total area of the effective electrode as a capacitor was 1.0 mm 2.

【0032】次に、コンデンサ素子のAu電極層14上に、密着層25としてTi薄膜をRFスパッタ法にて作製した。 [0032] Next, on the Au electrode layer 14 of the capacitor element, and the Ti thin film was prepared by RF sputtering as an adhesion layer 25. コンデンサ素子の上部電極層14と同じマスクパターンを用い、成膜は室温で行った。 Using the same mask pattern as the upper electrode layer 14 of the capacitor element, film formation was performed at room temperature. こうして形成した密着層上に、SiO 2の第1の保護層15を、TEOSを用いたゾルゲル法にて作製した。 The thus formed adhesion layer, the first protective layer 15 of SiO 2, was prepared by a sol-gel method using TEOS. 第1の保護層15は素子全面を覆うため、これ以後の成膜では、マスクパターン等を用いたパターン形成は行っていない。 Since the first protective layer 15 covering the elements entirely, in this subsequent deposition, patterning using a mask pattern or the like is not performed.

【0033】TEOSを用いたSiO 2薄膜の作製では、まず、 [0033] In preparation of SiO 2 thin films using the TEOS, firstly,
TEOSを1-ブタノールに溶解し、これを脱イオン水で希釈して、SiO 2換算で6%の原料溶液を作製した。 It was dissolved TEOS 1-butanol, which was diluted with deionized water to produce a 6% stock solution in terms of SiO 2. この溶液を、60℃で24時間かけて安定化した後、スピンコート法にて、上記の密着層25形成済みのコンデンサ素子基板に塗布した。 After the solution was stabilized over at 60 ° C. 24 h, by spin coating, it was applied to the adhesion layer 25 has been formed of the capacitor element substrate. 乾燥窒素雰囲気中で200℃で溶媒成分を除去した後、基板温度500℃にてSiO 2の第1の保護層15を形成している。 After removal of the solvent component at 200 ° C. in a dry nitrogen atmosphere, to form a first protective layer 15 of SiO 2 at a substrate temperature of 500 ° C.. 膜厚は0.3μm(平坦な基板上にて作成される場合の膜厚)である。 The film thickness is 0.3 [mu] m (film thickness when created by a flat substrate). この操作を1 This operation 1
0回繰り返すことにより、トータル3μmのSiO 2の第1 By repeating 0 times, the first SiO 2 Total 3μm
の保護層15を形成した。 Protective layer 15 of the formation. 尚、表面の凹凸の凹部には、 Incidentally, the recesses of the surface irregularities,
SiO 2の第1の保護層15が集中しているため、凹部部分の膜厚は4.4μmであった。 Since the first protective layer 15 of SiO 2 are concentrated, the thickness of the concave portion was 4.4 [mu] m. この例のコンデンサ素子の最大の段差は約2μmであるため、これを十分に埋めるために、膜厚3μmの第1の保護層15を形成している。 The maximum of the step of the capacitor element of this example is about 2 [mu] m, to fill this sufficiently, to form a first protective layer 15 having a thickness of 3 [mu] m. 同様の方法で作製したSiO 2薄膜をX線回折で評価したところ、SiO 2からの回折ピークのうち、水晶等のSiO 2 Evaluation of the SiO 2 thin film formed by the same method in X-ray diffraction, of the diffraction peaks from SiO 2, such as quartz SiO 2
結晶に固有のピークは観測されず、この方法で作製した Specific peak crystal is not observed, produced in this way
SiO 2薄膜がアモルファス状であることが確認された。 SiO 2 thin film is an amorphous form was confirmed.

【0034】続いて、ECRスパッタ法を用いて、窒化珪素よりなる第2の保護層16を作製した。 [0034] Then, by using the ECR sputtering, to prepare a second protective layer 16 made of silicon nitride. ECRスパッタ法による窒化珪素薄膜の作製は以下のとおりとした。 Preparation of silicon nitride thin films by ECR sputtering were as follows.
プロセスガスとして、窒素、及びArを用い、窒素を窒素ガスフローにより基板上に供給するとともに、窒素ガスをECRプラズマ中で励起、イオン化し基板表面に供給している。 As the process gas, nitrogen, and with Ar, nitrogen is supplied onto the substrate by nitrogen gas flow, exciting the nitrogen gas in the ECR plasma, it is supplied to the substrate surface ionized. また、RFバイアスが印加されたシリコンターゲットには、ECRプラズマ中でイオン化されたA Further, the silicon target RF bias is applied, which is ionized in ECR plasma A
rイオンが印加RF電圧により加速、衝突してシリコンをスパッタリングする。 r ions accelerated by an applied RF voltage, sputtering a silicon collide. スパッタされたシリコンは基板11に到達する。 Sputtered silicon to reach the substrate 11. また、上記ECRプラズマ中のArイオンは、基板11上での反応を促進させるアシストイオンとしての作用も果たしている。 Further, Ar ions in the ECR plasma plays also acts as an assist ion to promote the reaction on the substrate 11. これらのプラズマプロセスの同時進行により、コンデンサ素子1表面上で窒素とシリコンの反応が促進され、定組成比のSi 3 N 4膜が形成される。 The simultaneous progress of these plasma processes, the reaction of nitrogen and silicon is promoted on the capacitor element 1 surface, Si 3 N 4 film of constant composition ratio is formed. 成膜時の基板温度は400℃であり、プラズマ照射による昇温を加えても、試料表面の500℃以下であった。 The substrate temperature during film formation was 400 ° C., even the addition of Atsushi Nobori due to plasma irradiation was less than 500 ° C. of the sample surface. 作製した窒化珪素の第2の保護層16の厚みは0.15μmであった。 The thickness of the second protective layer 16 of the produced silicon nitride was 0.15 [mu] m.

【0035】ここで用いた窒化珪素の第2の保護層16 The second protective layer 16 of silicon nitride used here
については、赤外吸収分光分析により、水分子等の外的要因の透過性に関わる膜質の評価を行った。 For, by infrared absorption spectroscopy, we were evaluated in the quality involved in the permeability of the external factors such as water molecules. この分析では、FT−IRにより400〜4000cm -1のスペクトルを得、800cm -1付近のSi−N結合に起因するピークと、2300cm -1付近のSi−H結合に起因するピークの大きさを測定した。 In this analysis, to obtain a spectrum of 400~4000Cm -1 by FT-IR, and a peak attributable to Si-N bond at around 800 cm -1, the magnitude of the peak due to Si-H bonds in the vicinity of 2300 cm -1 It was measured. そして、バックグランド処理を行い、それぞれのピーク強度から、赤外吸収スペクトルにおけるピークの強度比I Si-H /I Si-Nを算出した。 Then, a background process, from the respective peak intensities was calculated intensity of the peak in the infrared absorption spectrum ratio I Si-H / I Si- N. その結果、ピーク強度比0.011という結果を得た。 As a result, to obtain a result that the peak intensity ratio 0.011. このようにして作製したSiO 2の第1の保護層膜15 The first protective layer film 15 of SiO 2 prepared in this manner
及び窒化珪素の第2の保護層16よりなる保護膜2に、 And the protective film 2 made of the second protective layer 16 of silicon nitride,
フォトリソグラフ工程及びRIE処理により、外部端子接続用の貫通孔を形成した。 Photolithographically process and RIE process, to form a through hole for connecting external terminals. この貫通孔の底面にマスクスパッタ法によりNiからなるハンダバリア層を形成し、 Forming a solder barrier layer made of Ni by the mask sputtering method on the bottom surface of the through hole,
上側、下側の電極層用のハンダバリア層を各4個、計8 Upper, the four solder barrier layer for the lower electrode layer, a total of 8
個有する薄膜コンデンサを作製した。 To prepare a thin film capacitor having pieces.

【0036】作製した薄膜コンデンサのハンダバリア層上に半田バンプからなる外部端子電極17を形成した後、レーザ加工により切り出して、評価用ボードに実装した。 [0036] After forming the outer terminal electrode 17 made of solder bumps on the solder barrier layer of a thin film capacitor was formed was cut out by laser processing, it is mounted on the evaluation board. 使用した半田バンプは直径0.1mm、実装後のバンプ部高さは50μmであった。 Using solder bump diameter 0.1 mm, the bump portion height after mounting was 50 [mu] m. 1MHzから1. 1 from 1MHz.
8GHzでのインピーダンス特性を、インピーダンスアナライザー(ヒュウレットパッカード社製HP4291 The impedance characteristics at 8GHz, impedance analyzer (Hyuu let-Packard HP4291
A)を用いて行った結果、容量成分15nF、インダクタンス成分25pHの値を得た。 Results was performed using A), to obtain the capacitance component 15 nF, the value of the inductance component 25PH. 以上のことから、保護膜の形成による素子の破壊は起こらず、また劣化も生じていないことが明らかになった。 From the above, does not occur breakage of the element due to the formation of the protective film, it was also revealed that not occurred deterioration. さらに、高湿度環境中に1時間保持したのちに、同様の測定を行ったが、容量成分、インダクタンス成分ともに劣化は見られず、保護膜として十分に機能していることが分かった。 Further, after the one hour hold at a high humidity environment, has been subjected to the same measurements, capacitance component, degradation was not observed in both the inductance component, it was found to be fully functional as a protective film.

【0037】一方、本発明者は、比較例として、膜厚1 On the other hand, the present inventors, as a comparative example, film thickness 1
μmの窒化珪素薄膜のみを保護膜を有した薄膜コンデンサ素子では、保護膜の形成後に、全体の70%の試料で絶縁不良が発生し、さらに、評価用ボードに実装後には、全数が絶縁不良を生じていることが分かった。 The thin film capacitor element having only a protective film of silicon nitride film of [mu] m, after the formation of the protective film, and insulation failure in the entire 70% of the sample is generated, further, after mounting on the evaluation board, all the insulation failure it was found that the cause. このことから、大きな応力を有する薄膜材料を厚く形成した場合には、保護膜の形成だけでもコンデンサ素子の破壊が生じ、さらに、その後の熱履歴を経ることにより、素子全数が応力に耐え切れずに破壊してしまうことが分かる。 Therefore, when formed thick thin film material having a large stress, fracture occurs in the capacitor element alone forming the protective film, further, by going through the subsequent thermal history, not withstand element total number stress it can be seen that the destroying in.

【0038】また、別の比較例として、膜厚3μmのSi Further, as another comparative example, a thickness of 3 [mu] m Si
O 2薄膜のみを保護膜に用いた場合には、保護膜形成後の試料で、全体の40%で絶縁抵抗の劣化が見られ、さらに上記の高湿度環境中保持後には、全数が絶縁抵抗の劣化を示し、多くのコンデンサ素子が電気的ショートを起こしていることが分かった。 In the case of using O 2 thin film only on the protective film, the sample after the protective film formation, observed degradation of insulation resistance at 40% of the total, after further holds high humidity environment of the total number insulation resistance It shows the degradation has been found that many of the capacitor element has caused electrical short. このことから、SiO 2薄膜のみでは、水分の浸入を防ぐことができていないことが分かる。 Therefore, only with the SiO 2 thin film, it can be seen that not been able to prevent the ingress of moisture.

【0039】以上のことから、これら2種類の薄膜は、 [0039] From the above, these two types of thin film,
それぞれ単独では保護膜としては不十分であり、組み合わせることによってはじめて、十分な保護膜特性を発揮することが分かる。 Each alone is insufficient as a protective film for the first time by combining it can be seen that exhibit sufficient protective film characteristics. 実施例2 この例では、第1の保護層15にBCB薄膜、第2の保護層16に室温成膜したECRスパッタ窒化珪素薄膜を、そして、コンデンサ素子と下部保護膜層間の密着層が無く、代わりに、BCB薄膜と窒化珪素薄膜の間にSiO 2密着層19を形成している。 EXAMPLE 2 This example, BCB film on the first protective layer 15, an ECR sputtering of silicon nitride thin film deposited at room temperature on the second protective layer 16, and, no adhesion layer of the capacitor element and the lower protective film layers, Alternatively, to form a SiO 2 adhesion layer 19 between the BCB film and the silicon nitride film. 他の構成要素は、全て、実施例1と同様である。 Other components are all the same as in Example 1. 第1の保護層15のBCB薄膜は、BCB溶液をスピンコート法にて、コンデンサ素子基板上に塗布し、70℃で溶媒除去して乾燥させた後、250℃で重合による膜形成を行っている。 BCB film of the first protective layer 15, a BCB solution by spin coating, applied to the capacitor element substrate, dried and the solvent removed at 70 ° C., by performing the film formation by polymerization at 250 ° C. there. 膜厚は3.5μmであり、素子表面を完全に被覆するとともに、段差部分も完全に埋めている。 The film thickness is 3.5 [mu] m, with completely covers the element surface, the stepped portion is also completely filled. 次に、SiO 2密着層19をRFスパッタ法にて作製した。 Next, the SiO 2 adhesion layer 19 was prepared by RF sputtering. SiO 2ターゲットを用い、基板加熱を行わずに成膜を行った。 Using SiO 2 target, the film formation was carried out without heating the substrate. プラズマによる基板温度の上昇は、 Rise of the substrate temperature by the plasma,
200℃以下であった。 It was 200 ℃ or less. ここで、基板加熱を行わなかったのは、応力の小さいアモルファスSiO 2膜を得ること、 Here, it did not heating the substrate includes obtaining a small amorphous SiO 2 film stress,
BCB薄膜が300℃以上の高温では、分解、変質してしまう危険性があるためである。 The BCB film is above 300 ° C. high temperature degradation, and there is a danger of altered. 膜厚は0.1μmであり、密着層19として機能するのに必要な膜厚に留めている。 The film thickness is 0.1 [mu] m, that hold the film thickness required to function as an adhesion layer 19. これは、余計な界面応力等を発生させないためである。 This is so as not to generate excessive interfacial stress and the like.

【0040】そして、その上に、ECRスパッタ法により窒化珪素の第2の保護層16を作製した。 [0040] Then, thereon to prepare a second protective layer 16 of silicon nitride by ECR sputtering. この例では、 In this case,
基板加熱を行わず、また、プラズマによる温度上昇も2 Without heating the substrate, also the temperature rise due to plasma 2
00℃以下であった。 00 ℃ was less than. これも、BCB薄膜による温度制限のためである。 This is also because the temperature limitation by BCB film. 膜厚は0.3μmである。 The film thickness is 0.3μm. 実施例1の場合に比べて膜厚が2倍になっているが、これは、先述の The film thickness as compared with the case of Example 1 is doubled, this is the aforementioned
FT-IR測定によるピーク強度比の値が0.017と悪化しているため、遮蔽性を確保するために膜厚を2倍にしている。 Since the value of peak intensity ratio by FT-IR measurement is deteriorated and 0.017, and double the thickness to ensure the shielding properties.

【0041】コンデンサ素子1の容量及びインダクタンス評価の結果は、実施例1と同様の結果が得られ、素子の破壊によると考えられる、特性の劣化や絶縁不良等は確認されなかった。 The capacity and the results of the inductance evaluation of the capacitor element 1, the same result as in Example 1, is believed to be due to breakdown of the element, deterioration or insulation failure or the like of the characteristic was not confirmed. 逆に、実施例2のECRスパッタ窒化珪素の保護層やBCB薄膜単独での保護膜を用いた場合には、実施例1と同様に、窒化珪素の第1の保護層15の場合には、保護膜形成後に全素子が絶縁破壊を起こし、 Conversely, in the case of using a protective film on the protective layer and BCB film alone ECR sputtering silicon nitride of Example 2, as in Example 1, in the case of the first protective layer 15 of silicon nitride, All elements after the protective film formation undergoes dielectric breakdown,
BCB薄膜では、高湿度環境中に入れることにより、全素子で絶縁抵抗劣化が見られた。 The BCB film, by placing the high humidity environment, the insulation resistance deterioration was observed in all elements.

【0042】以上のことから、この例においても、BCB [0042] From the foregoing, also in this example, BCB
の第1の保護層15と窒化珪素の第2の保護層16を組み合わせることで保護膜2としての機能が得られることが明らかとなった。 Function as a protective film 2 by combining the first protective layer 15 and the second protective layer 16 of silicon nitride can be obtained revealed the.

【0043】尚、上述の第1の保護層15の上面、上述したように密着層19を有する第2の保護層16を形成してもよいし、また、第2の保護層16自身を複数層形成しても構わない。 Incidentally, the upper surface of the first protective layer 15 described above, may be formed a second protective layer 16 having contact layer 19 as described above, also a plurality of second protective layer 16 itself it is also possible to layer formation.

【0044】 [0044]

【発明の効果】以上、本発明の薄膜電子部品では、素子表面の段差等を埋めて表面の凹凸を減らし、被覆性を高める機能を有する第1の保護層と、水分子等の外的要因を遮蔽する機能を有する第2の保護層とを組み合わせて保護膜を構成することにより、単一の薄膜より構成される保護膜では実現できない、表面凹凸の大きなコンデンサ素子でも、耐湿性等の外的環境に対する耐性が十分に確保することができる。 Effect of the Invention] above, in the thin-film electronic components of the present invention reduces the unevenness of the surface to fill the step or the like of the element surface, a first protective layer having a function of increasing the coverage, external factors such as water molecules by constituting the second protective layer protecting a combination of a film having a function of shielding, it can not be realized by a protective film composed of a single thin film, even in a large capacitor element surface irregularities, outside such as moisture resistance resistance can be sufficiently secured with respect to environment.

【0045】さらに、単一の薄膜より構成される保護膜を用いている、従来技術による薄膜電子部品であっても、本発明による薄膜電子部品の特徴である、上記保護膜構成を有する保護膜を用いることにより、より耐湿性等の外的環境に対する耐性を向上させることができる。 [0045] Furthermore, using a more composed protective film single thin, even film electronic component according to the prior art, is characteristic of the thin-film electronic components according to the present invention, the protective film having the protective film structure by using, it is possible to improve the resistance more against external environment such as moisture resistance.

【図面の簡単な説明】 BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

【図1】本発明の薄膜電子部品を示す断面図である。 1 is a cross-sectional view showing a thin-film electronic component of the present invention.

【図2】本発明の他の薄膜電子部品を示す断面図である。 2 is a sectional view showing another thin film electronic component of the present invention.

【図3】本発明の別の薄膜電子部品を示す断面図である。 3 is a cross-sectional view showing another thin film electronic component of the present invention.

【符号の説明】 DESCRIPTION OF SYMBOLS

11・・・基板 12・・・下部電極層 13・・・誘電体層 14・・・上部電極層 15・・・第1の保護層 16・・・第2の保護層 17・・・外部端子電極 18、19・・・密着層 11 ... substrate 12 ... lower electrode layer 13 ... dielectric layer 14 ... upper electrode layer 15 ... first protective layer 16 ... second protective layer 17 ... external terminal electrodes 18 and 19 ... adhesion layer

Claims (6)

    【特許請求の範囲】 [The claims]
  1. 【請求項1】基体上に薄膜素子及び保護膜が順次形成された薄膜電子部品であって、前記保護膜は前記薄膜素子に接し、且つその表面が実質に平坦化した第1の保護層と、該第1の保護層を被覆する第2の保護層とから構成されていることを特徴とする薄膜電子部品。 1. A thin-film electronic components in which a thin film element and the protective film are sequentially formed on a substrate, wherein the protective layer is in contact with the thin film element, and a first protective layer whose surface is flattened to substantially , thin-film electronic components, characterized in that it is composed of a second protective layer covering the first protective layer.
  2. 【請求項2】前記薄膜素子に接する第1の保護層が、液体状の原料の塗布及びコートの過程、もしくは、微小な液体粒子を付着させる過程を経て形成されることを特徴とする請求項1記載の薄膜電子部品。 Claims wherein the first protective layer in contact with the thin film element, the process of coating and coat liquid material, or, characterized in that it is formed through a process of attaching the fine liquid particles 1 thin film electronic component according.
  3. 【請求項3】前記薄膜素子に接する第1の保護層が、TE Wherein the first protective layer in contact with the thin film element, TE
    OS(テトラエチルオルソシリケート)を主成分とする原料溶液を用いて形成された酸化珪素を主成分とする薄膜であることを特徴とする請求項2記載の薄膜電子部品。 OS thin-film electronic components according to claim 2, characterized in that the thin film composed mainly of silicon oxide formed by using the raw material solution composed mainly of (tetraethyl orthosilicate).
  4. 【請求項4】前記保護膜を構成する第2の保護層は、窒化珪素を主成分とする薄膜よりなることを特徴とする請求項2記載の薄膜電子部品。 4. A second protective layer constituting the protective film, thin-film electronic component according to claim 2, wherein a formed of a thin film composed mainly of silicon nitride.
  5. 【請求項5】前記保護膜を構成する第2の保護層が複数の層から構成されていることを特徴とする請求項1記載の薄膜電子部品。 5. A thin-film electronic component according to claim 1, wherein the second protective layer constituting the protective layer is composed of a plurality of layers.
  6. 【請求項6】前記窒化珪素を主成分とする第2の保護層に含まれる水素/窒素比率が0.02以下であることを特徴とする請求項4または請求項5記載の薄膜電子部品。 6. A second thin film electronic component according to claim 4 or claim 5, wherein the hydrogen / nitrogen ratio contained in the protective layer is 0.02 or less mainly containing silicon nitride.
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