JP2780489B2 - 非結晶誘電体膜を有する電圧可変コンデンサ - Google Patents
非結晶誘電体膜を有する電圧可変コンデンサInfo
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
-
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- H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/86—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable only by variation of the electric current supplied, or only the electric potential applied, to one or more of the electrodes carrying the current to be rectified, amplified, oscillated or switched
- H01L29/92—Capacitors having potential barriers
- H01L29/94—Metal-insulator-semiconductors, e.g. MOS
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Description
【発明の詳細な説明】 発明の分野 本発明は、一般的に誘電体薄膜に関し、特にコンデン
サの用途に用いられる誘電体薄膜に関するものである。
サの用途に用いられる誘電体薄膜に関するものである。
発明の背景 高品質で正確に制御されるコンデンサは、多くの半導
体素子の一体部分となっている。コンデンサは、金属酸
化物シリコン（MOS）技術または金属絶縁物シリコン（M
IS）技術を用いて、半導体回路の一部として製造される
ものである。半導体コンデンサの１つの特殊な例は、ア
ナログ信号をデジタル信号に変換する機能の集積回路へ
の応用である。この回路では、一連のコンデンサが、酸
化シリコンのような酸化物を配置することによって、半
導体基板上に形成され、そしてこの酸化物上に電極を作
成してコンデンサを形成している。
体素子の一体部分となっている。コンデンサは、金属酸
化物シリコン（MOS）技術または金属絶縁物シリコン（M
IS）技術を用いて、半導体回路の一部として製造される
ものである。半導体コンデンサの１つの特殊な例は、ア
ナログ信号をデジタル信号に変換する機能の集積回路へ
の応用である。この回路では、一連のコンデンサが、酸
化シリコンのような酸化物を配置することによって、半
導体基板上に形成され、そしてこの酸化物上に電極を作
成してコンデンサを形成している。
半導体ネットワーク内のコンデンサの容量を高める試
みにおいて、多くの努力がなされている。薄膜コンデン
サの開発においては、誘電定数、損失係数、機械的Ｑ係
数、固有抵抗、洩れ電流、ブレークダウン電界、及び電
荷蓄積のような特性が非常に重要である。これらの特性
を改善することは、マイクロ波及び半導体素子の用途に
一般的に用いられる電圧可変コンデンサ（バラクタ）や
バイパスコンデンサのような用途には、重大なことであ
る。一般的には、これらのコンデンサを製造するには、
結晶膜を用いている。結晶膜において見いだされる問題
点の１つは、導電度が、結晶格子境界または膜−電極接
触インターフェースにおける電界の増加によって、高め
られてしまい、ブレークダウンがかなり低い電圧となっ
てしまうことである。上部電極が誘電体絶縁部と接触す
る領域では、膜欠陥または空隙、及び粒境間の空間が、
結果的に損失係数（タンジェントデルタ）を増加させる
ことになる。これは、また、ブレークダスン電界及び電
荷の蓄積を低下させるという影響も及ぼすものである。
みにおいて、多くの努力がなされている。薄膜コンデン
サの開発においては、誘電定数、損失係数、機械的Ｑ係
数、固有抵抗、洩れ電流、ブレークダウン電界、及び電
荷蓄積のような特性が非常に重要である。これらの特性
を改善することは、マイクロ波及び半導体素子の用途に
一般的に用いられる電圧可変コンデンサ（バラクタ）や
バイパスコンデンサのような用途には、重大なことであ
る。一般的には、これらのコンデンサを製造するには、
結晶膜を用いている。結晶膜において見いだされる問題
点の１つは、導電度が、結晶格子境界または膜−電極接
触インターフェースにおける電界の増加によって、高め
られてしまい、ブレークダウンがかなり低い電圧となっ
てしまうことである。上部電極が誘電体絶縁部と接触す
る領域では、膜欠陥または空隙、及び粒境間の空間が、
結果的に損失係数（タンジェントデルタ）を増加させる
ことになる。これは、また、ブレークダスン電界及び電
荷の蓄積を低下させるという影響も及ぼすものである。
結晶膜は、要求のある高い誘電定数を有しているの
で、結晶膜を用いることができ、しかも結晶膜の構造に
固有な否定的な問題を回避することができれば、非常に
有利となろう。
で、結晶膜を用いることができ、しかも結晶膜の構造に
固有な否定的な問題を回避することができれば、非常に
有利となろう。
発明の概要 要約すると、本発明によれば、半導体基板を備え、こ
の基板の表面上には半導体材料層が付着された半導体素
子が、提供される。前記材料層も、半導体材料であり、
それが付着されている前記基板より高い固有抵抗を有し
ている。金属酸化物の誘電体層が、高固有抵抗層上に形
成され、それが次に、金属酸化物誘電体の非結晶層で被
覆される。この非結晶層上に金属電極が形成され、金属
絶縁体半導体素子を形成している。
の基板の表面上には半導体材料層が付着された半導体素
子が、提供される。前記材料層も、半導体材料であり、
それが付着されている前記基板より高い固有抵抗を有し
ている。金属酸化物の誘電体層が、高固有抵抗層上に形
成され、それが次に、金属酸化物誘電体の非結晶層で被
覆される。この非結晶層上に金属電極が形成され、金属
絶縁体半導体素子を形成している。
本発明の別の実施例では、代わりに高固有抵抗層と誘
電体層との間に、非結晶層を配置してもよい。本発明の
更に別の実施例は、高固有抵抗層と誘電体層との間に加
えられた第２の非結晶層を組み込んでいる。
電体層との間に、非結晶層を配置してもよい。本発明の
更に別の実施例は、高固有抵抗層と誘電体層との間に加
えられた第２の非結晶層を組み込んでいる。
図面の簡単な説明 第１図は、本発明にしたがって作成された半導体素子
の断面図である。
の断面図である。
第２図は、本発明にしたがって作成された素子の、別
の実施例の断面図である。
の実施例の断面図である。
第３図は、本発明にしたがって作成された素子のその
他の実施例の断面図である。
他の実施例の断面図である。
第４図は、本発明による電圧可変コンデンサを内臓し
た通信用素子のブロック図である。
た通信用素子のブロック図である。
好適実施例の詳細な説明 電圧可変コンデンサは、バラクタ、可変容量ダイオー
ド、またはバラキャップ（varacap）としても知られて
おり、絶縁層によって境界付けられた半導体表面におけ
る空間−電荷領域内に存在する電圧感知コンデンサによ
って特徴付けられた、半導体素子である。高性能な電圧
可変コンデンサを形成するためには、非常に薄い断面と
極度に高い集結度（integrity）とを有する誘電体膜
を、半導体上に付着することが要求される。
ド、またはバラキャップ（varacap）としても知られて
おり、絶縁層によって境界付けられた半導体表面におけ
る空間−電荷領域内に存在する電圧感知コンデンサによ
って特徴付けられた、半導体素子である。高性能な電圧
可変コンデンサを形成するためには、非常に薄い断面と
極度に高い集結度（integrity）とを有する誘電体膜
を、半導体上に付着することが要求される。
ここで第１図を参照すると、電圧可変コンデンサ10
が、半導体基板12上に形成されている。基板12は、エピ
タキシャル層14も、基板表面上に含んでいる。このエピ
タキシャル層は、単結晶として、多結晶として、或は当
業者に公知な他の手段で、成長させることができる。こ
の層の上に、誘電体材料の絶縁層16が付着されている。
最高性能を有する電圧可変コンデンサを形成するために
は、誘電体層16は、できるだけ高い誘電定数を有するよ
うに形成しなければならない。典型的に、誘電体材料の
結晶膜は、非結晶のまたは同一材料で部分的に結晶化し
た膜よりも、高い誘電定数を有するものである。したが
って、絶縁層16は結晶形状に形成することが望ましい。
しかしながら、結晶材料も、結晶格子内の欠陥及び結晶
構造間の結晶粒境内の空間という問題がある。これらの
欠陥及び結晶粒境は、異物の混入または移入のきっかけ
となり、それらが伝わっていったり、絶縁層16の誘電定
数を変えてしまうことがある。誘電体層16内の異物の混
入を未然に防ぐには、絶縁層16と同一または異なる化学
的構造を有する膜の第２層18を、絶縁層の上に形成す
る。この第２層は、構造が結晶材料に対立するものとし
て非結晶材料となるように、形成される。非結晶材料
は、より均一で欠陥のない構造を有しており、導電性の
異物の膜内への貫入を防止するものである。また、非結
晶膜は、結晶のない膜なので、先に注記した結晶格子の
欠陥や結晶粒境の問題に悩まされることはない。通常、
同一材料の非結晶層を形成するためには、その膜をより
低い温度で付着しなければならない。好ましい方法は、
化学的蒸着、蒸発、スパッタリング、または反応性スパ
ッタリング等の過程を経て、真空システム内で、非結晶
及び結晶層を付着させることである。第２即ち非結晶層
は、二酸化シリコンを用いて形成してもよく、また絶縁
層16に用いられたのと同一材料を用いてもよい。上部電
極20を、次に、非結晶膜上に形成し、電圧可変コンデン
サを作成するために輪郭を描く。均一で欠陥のない非結
晶層18は、結晶絶縁層16を介した電極20とエピタキシャ
ル層14との間の直接的な導電を防止する。
が、半導体基板12上に形成されている。基板12は、エピ
タキシャル層14も、基板表面上に含んでいる。このエピ
タキシャル層は、単結晶として、多結晶として、或は当
業者に公知な他の手段で、成長させることができる。こ
の層の上に、誘電体材料の絶縁層16が付着されている。
最高性能を有する電圧可変コンデンサを形成するために
は、誘電体層16は、できるだけ高い誘電定数を有するよ
うに形成しなければならない。典型的に、誘電体材料の
結晶膜は、非結晶のまたは同一材料で部分的に結晶化し
た膜よりも、高い誘電定数を有するものである。したが
って、絶縁層16は結晶形状に形成することが望ましい。
しかしながら、結晶材料も、結晶格子内の欠陥及び結晶
構造間の結晶粒境内の空間という問題がある。これらの
欠陥及び結晶粒境は、異物の混入または移入のきっかけ
となり、それらが伝わっていったり、絶縁層16の誘電定
数を変えてしまうことがある。誘電体層16内の異物の混
入を未然に防ぐには、絶縁層16と同一または異なる化学
的構造を有する膜の第２層18を、絶縁層の上に形成す
る。この第２層は、構造が結晶材料に対立するものとし
て非結晶材料となるように、形成される。非結晶材料
は、より均一で欠陥のない構造を有しており、導電性の
異物の膜内への貫入を防止するものである。また、非結
晶膜は、結晶のない膜なので、先に注記した結晶格子の
欠陥や結晶粒境の問題に悩まされることはない。通常、
同一材料の非結晶層を形成するためには、その膜をより
低い温度で付着しなければならない。好ましい方法は、
化学的蒸着、蒸発、スパッタリング、または反応性スパ
ッタリング等の過程を経て、真空システム内で、非結晶
及び結晶層を付着させることである。第２即ち非結晶層
は、二酸化シリコンを用いて形成してもよく、また絶縁
層16に用いられたのと同一材料を用いてもよい。上部電
極20を、次に、非結晶膜上に形成し、電圧可変コンデン
サを作成するために輪郭を描く。均一で欠陥のない非結
晶層18は、結晶絶縁層16を介した電極20とエピタキシャ
ル層14との間の直接的な導電を防止する。
絶縁層16上の遮蔽被覆の一種として非結晶層18を用い
ることの別の利点は、集積回路製造技術において、集積
回路ウエファがメタライゼーション段階の後に、熱処理
を受けることに対するものである。これらの処理は、摂
氏400度のような高温のこともある。熱処理は、金属移
入の原因となり、そしておそらく素子を短絡させること
によって、不純物の誘電体膜への貫入を、一層悪化させ
る。半導体処理における他の応用では、ポリイミッドの
被覆物を用い、これを通常摂氏250度程度の高温で硬化
させる。これらの高温は、異物の絶縁層への注入（infu
sion）を一層悪化させる作用を行う。誘電体材料の薄い
非結晶層を加えることにより、上記処理段階における汚
染または欠陥の形成が防止され、根本的な膜の品質を確
保することができる。この層は、誘電体のブレークダウ
ンを改善すると共に、上部金属電極のための効果的な拡
散バリアとしても作用するのである。
ることの別の利点は、集積回路製造技術において、集積
回路ウエファがメタライゼーション段階の後に、熱処理
を受けることに対するものである。これらの処理は、摂
氏400度のような高温のこともある。熱処理は、金属移
入の原因となり、そしておそらく素子を短絡させること
によって、不純物の誘電体膜への貫入を、一層悪化させ
る。半導体処理における他の応用では、ポリイミッドの
被覆物を用い、これを通常摂氏250度程度の高温で硬化
させる。これらの高温は、異物の絶縁層への注入（infu
sion）を一層悪化させる作用を行う。誘電体材料の薄い
非結晶層を加えることにより、上記処理段階における汚
染または欠陥の形成が防止され、根本的な膜の品質を確
保することができる。この層は、誘電体のブレークダウ
ンを改善すると共に、上部金属電極のための効果的な拡
散バリアとしても作用するのである。
次に第２図を参照すると、本発明の別の実施例におい
て、結晶膜16の付着に先だって、基板上に薄い非結晶膜
18が付着される。このような構造は、半導体12またはエ
ピタキシャル層14から結晶膜16への不純物の移入を、結
晶膜の下側の非結晶膜の遮蔽18を設けることによって、
防止することができる。
て、結晶膜16の付着に先だって、基板上に薄い非結晶膜
18が付着される。このような構造は、半導体12またはエ
ピタキシャル層14から結晶膜16への不純物の移入を、結
晶膜の下側の非結晶膜の遮蔽18を設けることによって、
防止することができる。
次に第３図を参照すると、本発明の更に別の実施例に
おいて、結晶膜16の付着に先だって基板上に薄い非結晶
膜22が付着され、続いて第２非結晶膜が形成されてい
る。このような構造は、薄い非結晶膜（22,24）を結晶
膜の上下両側に設けることによって、半導体12またはエ
ピタキシャル層14からの不純物の移入を防止することが
できる。結晶膜の汚染は、両方向から、即ち、金属電極
20から、そして半導体（12,14）層から、防止される。
おいて、結晶膜16の付着に先だって基板上に薄い非結晶
膜22が付着され、続いて第２非結晶膜が形成されてい
る。このような構造は、薄い非結晶膜（22,24）を結晶
膜の上下両側に設けることによって、半導体12またはエ
ピタキシャル層14からの不純物の移入を防止することが
できる。結晶膜の汚染は、両方向から、即ち、金属電極
20から、そして半導体（12,14）層から、防止される。
絶縁層16は、300オングストロームから1000オングス
トロームの厚さに形成されたチタン酸ジルコニウム（Zr
TiO4）であることが好ましい。しかしながら、100オン
グストロームから２ミクロンまでの厚さを用いても、適
切な素子を製造することができる。広い範囲の値を有す
るバラクタを形成するためには、誘電体または絶縁層と
して用いられる材料は、半導体よりもはるかに大きな誘
電定数を有していなければならない。この目的のために
用いることができる適切な物質の例を、次の第１表にて
見いだされよう。
トロームの厚さに形成されたチタン酸ジルコニウム（Zr
TiO4）であることが好ましい。しかしながら、100オン
グストロームから２ミクロンまでの厚さを用いても、適
切な素子を製造することができる。広い範囲の値を有す
るバラクタを形成するためには、誘電体または絶縁層と
して用いられる材料は、半導体よりもはるかに大きな誘
電定数を有していなければならない。この目的のために
用いることができる適切な物質の例を、次の第１表にて
見いだされよう。
第１表 五酸化タンタル Ta2O5 五酸化ニオビウム Nb2O5 酸化ジルコニウム ZrO2 二酸化チタン TiO2 チタン酸ジルコニウ ZrTiO4 チタン酸ストロンチウム SrTiO3 チタン酸バリウム BaTiO3 チタン酸鉛 PbTiO3 四チタン酸バリウム Ba2Ti9O20 チタン酸ネオヂミウムバリウム BaNd2Ti5O14 ジルコン酸チタン酸鉛 Pb(Zr,Ti)O3 ジルコン酸チタン酸鉛ランタン (Pb,La)(Zr,Ti)O3 ニオブ酸リチウム LiNbO3 ニオブ酸バリウムストロンチウム (Sr,Br)Nb2O6 これらの材料は、広いキャパシタンス−電圧範囲を有
する電圧可変コンデンサを形成する役を果たすものであ
るが、誘電定数が低い他の材料（二酸化シリコンのよう
な）を用いて基板を作成することもできる。電圧可変コ
ンデンサにおける上記材料の施行および使用についての
定理は、1992年12月22日にCornett et atに付与され
た、「Voltage Variable Capacitor」という題の米国特
許第5,173,835号に示されており、この開示を参考のた
めにここに組み込んである。
する電圧可変コンデンサを形成する役を果たすものであ
るが、誘電定数が低い他の材料（二酸化シリコンのよう
な）を用いて基板を作成することもできる。電圧可変コ
ンデンサにおける上記材料の施行および使用についての
定理は、1992年12月22日にCornett et atに付与され
た、「Voltage Variable Capacitor」という題の米国特
許第5,173,835号に示されており、この開示を参考のた
めにここに組み込んである。
これらの材料の薄膜は、スパッタリング、蒸発、科学
的蒸着、イオンビームまたはプラズマ強化処理、及びゾ
ルゲル（solgel）または他の溶液化学処理を含むが、こ
れらには限定されないいくつかの技術のいずれでも、形
成することができる。提案された非結晶層または複数の
層は、同様の手段で付着させることもできるが、付着条
件だけを変更して、結晶状態とは反対に、膜が非結晶状
態で付着されるようにしなくてはならない。全体的に同
一材料を用いることもでき、或は下部材料22を絶縁層16
とは異なるものとすることもでき、更に上部層24に対し
て第３材料を利用することもできる。各場合において、
非結晶膜の誘電定数は結晶膜のそれより幾分小さいの
で、コンデンサの性能低下を防止するために、非結晶膜
は、できるだけ薄くするべきである。
的蒸着、イオンビームまたはプラズマ強化処理、及びゾ
ルゲル（solgel）または他の溶液化学処理を含むが、こ
れらには限定されないいくつかの技術のいずれでも、形
成することができる。提案された非結晶層または複数の
層は、同様の手段で付着させることもできるが、付着条
件だけを変更して、結晶状態とは反対に、膜が非結晶状
態で付着されるようにしなくてはならない。全体的に同
一材料を用いることもでき、或は下部材料22を絶縁層16
とは異なるものとすることもでき、更に上部層24に対し
て第３材料を利用することもできる。各場合において、
非結晶膜の誘電定数は結晶膜のそれより幾分小さいの
で、コンデンサの性能低下を防止するために、非結晶膜
は、できるだけ薄くするべきである。
無線周波数通信機器のように、高周波で機能する電圧
可変コンデンサを必要とする用途では、ここに記載する
素子が特に有用であることが見いだせよう。ラジオは、
共振器ネットワークまたは回路を使用しており、電圧可
変コンデンサで同調させるものもある。そして、高周波
で動作するものは、損失が少なく、Ｑが高く、そして容
量範囲が広い電圧可変コンデンサから、大きな利点を得
ている。第４図を参照すると、ラジオまたは通信装置50
の電気的構成要素のブロック図が示されている。ラジオ
50は、フィルタ（複数）60を介してアンテナ62に結合さ
れている復調器56を備ええている。ラジオ50の動作は、
メモリブロック52を備えたコントローラ54によって制御
される。コントローラ54は、復調器56と連絡して、音声
回路ブロック58を制御する。復調器56からの復調された
信号は、音声回路58を通してスピーカ64に結合されてい
る。メモリブロック52、コントローラ54、復調器56及び
フィルタ69の組み合せが、通信装置50内で受信手段を構
成している。ここに記載した電圧可変コンデンサは、好
ましくは、フィルタ60内でその用途を見いだすのである
が、復調器56及び／または音声回路58においても使用す
ることができる。
可変コンデンサを必要とする用途では、ここに記載する
素子が特に有用であることが見いだせよう。ラジオは、
共振器ネットワークまたは回路を使用しており、電圧可
変コンデンサで同調させるものもある。そして、高周波
で動作するものは、損失が少なく、Ｑが高く、そして容
量範囲が広い電圧可変コンデンサから、大きな利点を得
ている。第４図を参照すると、ラジオまたは通信装置50
の電気的構成要素のブロック図が示されている。ラジオ
50は、フィルタ（複数）60を介してアンテナ62に結合さ
れている復調器56を備ええている。ラジオ50の動作は、
メモリブロック52を備えたコントローラ54によって制御
される。コントローラ54は、復調器56と連絡して、音声
回路ブロック58を制御する。復調器56からの復調された
信号は、音声回路58を通してスピーカ64に結合されてい
る。メモリブロック52、コントローラ54、復調器56及び
フィルタ69の組み合せが、通信装置50内で受信手段を構
成している。ここに記載した電圧可変コンデンサは、好
ましくは、フィルタ60内でその用途を見いだすのである
が、復調器56及び／または音声回路58においても使用す
ることができる。
要約すると、この構造を使用することから得られる良
好な結果は、導電結晶粒界及び空隙を介した上部及び下
部電極間の接触の防止、不均一なそして電界強化領域の
減少、より低い損失、より高いＱ、膜の固有抵抗の改
善、電気的ブレークダウンの改善、及び蓄積電荷特性の
改善である。これまでの例は、本発明の好適実施例の例
示としての役を果たすことを意図したものである。した
がって、本発明は、ここに添付の特許請求の範囲によっ
て以外に、限定されることは意図していない。
好な結果は、導電結晶粒界及び空隙を介した上部及び下
部電極間の接触の防止、不均一なそして電界強化領域の
減少、より低い損失、より高いＱ、膜の固有抵抗の改
善、電気的ブレークダウンの改善、及び蓄積電荷特性の
改善である。これまでの例は、本発明の好適実施例の例
示としての役を果たすことを意図したものである。した
がって、本発明は、ここに添付の特許請求の範囲によっ
て以外に、限定されることは意図していない。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ホウン、ウェイ・ヤン アメリカ合衆国ニュー・メキシコ州アル バカーキー、エドワーズ・ドライブ・ノ ース・イースト5529 (56)参考文献 特開 平１−222469（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−177076（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−49259（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−36559（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−286325（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H01L 27/04
Claims (25)
- 【請求項１】半導体素子であって： 半導体基板であって、その上に半導体材料の層が付着さ
れており、前記材料は前記基板より高い固有抵抗を有す
る高い固有抵抗の層である、半導体基板； 前記高い固有抵抗の層上に付着された誘電体層； 前記誘電体層上に付着された誘電体材料の非結晶層；お
よび 前記非結晶層上に形成された上部電極； から成ることを特徴とする半導体素子。 - 【請求項２】請求項１記載の半導体素子であって、前記
半導体素子は、電圧可変コンデンサであることを特徴と
する半導体素子。 - 【請求項３】請求項１記載の半導体素子であって、前記
高い固有抵抗層は、エピタキシャル層であることを特徴
とする半導体素子。 - 【請求項４】請求項１記載の半導体素子であって、前記
誘電体層および前記非結晶層は、金属酸化物化合物であ
り、前記金属は、バリウム、鉛、リチウム、ネオジム、
ニオビウム、ストロンチウム、タンタル、チタン、およ
びジルコニウムから成る群から選択された、少なくとも
第１および第２の構成要素を含んでいることを特徴とす
る半導体素子。 - 【請求項５】請求項１記載の半導体素子であって、前記
誘電体層および前記非結晶層は、バリウム、鉛、リチウ
ム、ネオジム、ニオビウム、ストロンチウム、タンタ
ル、チタン、およびジルコニウムの酸化物から成る群か
ら選択された酸化物であることを特徴とする半導体素
子。 - 【請求項６】請求項１記載の半導体素子であって、前記
誘電体層および前記非結晶層は、チタン酸ジルコニウム
を含んでいることを特徴とする半導体素子。 - 【請求項７】請求項１記載の半導体素子であって、前記
誘電体層の誘電定数は、前記高い固有抵抗の層に用いら
れる半導体材料の誘電定数より大きいことを特徴とする
半導体素子。 - 【請求項８】請求項１記載の半導体素子であって、前記
非結晶層は、前記高い固有抵抗の層と前記誘電体層との
間にあることを特徴とする半導体素子。 - 【請求項９】半導体素子であって： 半導体基板であって、その上に半導体材料の層が付着さ
れており、前記材料は前記基板より高い固有抵抗を有す
る高い固有抵抗の層である、半導体基板； 前記高い固有抵抗の層の上に付着された誘電体材料の非
結晶層； 前記非結晶層上に付着された誘電体層； 前記誘電体層上に付着された、誘電体材料のもう１つの
非結晶層；および 前記非結晶層上に形成された上部電極； から成ることを特徴とする半導体素子。 - 【請求項１０】請求項９記載の半導体素子であって、前
記半導体素子は、電圧可変コンデンサであることを特徴
とする半導体素子。 - 【請求項１１】請求項９記載の半導体素子であって、前
記高い固有抵抗層は、エピタキシャル層であることを特
徴とする半導体素子。 - 【請求項１２】請求項９記載の半導体素子であって、前
記誘電体層および前記非結晶層は、金属酸化物の化合物
であり、前記金属は、バリウム、鉛、リチウム、ネオジ
ム、ニオビウム、ストロンチウム、タンタル、チタン、
およびジルコニウムから成る群から選択された、少なく
とも第１および第２の構成要素を含んでいることを特徴
とする半導体素子。 - 【請求項１３】請求項９記載の半導体素子であって、前
記誘電体層および前記非結晶層は、バリウム、鉛、リチ
ウム、ネオジム、ニオビウム、ストロンチウム、タンタ
ル、チタン、およびジルコニウムの酸化物から成る群か
ら選択された酸化物であることを特徴とする半導体素
子。 - 【請求項１４】請求項９記載の半導体素子であって、前
記誘電体層および前記非結晶層は、チタン酸ジルコニウ
ムを含んでいることを特徴とする半導体素子。 - 【請求項１５】請求項９記載の半導体素子であって、前
記誘電体層の誘電定数は、前記高い固有抵抗の層に用い
られる半導体材料の誘電定数より大きいことを特徴とす
る半導体素子。 - 【請求項１６】半導体素子であって： 半導体基板であって、その上に半導体材料の層が付着さ
れており、前記材料は前記基板より高い固有抵抗を有す
る高い固有抵抗の層である、半導体基板； 少なくとも部分的に結晶状であり、前記高い固有抵抗の
層の上に付着された第１酸化チタンジルコニウム層； 前記第１層上に付着された第２酸化チタンジルコニウム
層であって、非結晶状である前記第２層； 前記非結晶層上に形成された上部電極；および 前記半導体素子に電圧を加えたとき、前記高い固有抵抗
の層内に形成される空乏領域； から成ることを特徴とする半導体素子。 - 【請求項１７】請求項16記載の半導体素子であって、前
記高い固有抵抗の層は、エピタキシャル層であることを
特徴とする半導体素子。 - 【請求項１８】請求項16記載の半導体素子であって、前
記第２酸化チタンジルコニウム層は、前記高い固有抵抗
の層と前記第１酸化チタンジルコニウム層との間にある
ことを特徴とする半導体素子。 - 【請求項１９】請求項16記載の半導体素子であって、更
に、前記高い固有抵抗の層と前記第１酸化チタンジルコ
ニウム層との間に形成された、非結晶状酸化チタンジル
コニウムの第３層を含んでいることを特徴とする半導体
素子。 - 【請求項２０】フィルタと、受信器の一部を形成する復
調器とを有するラジオであって、前記フィルタは： 半導体基板であって、その上に半導体材料の層が付着さ
れており、前記材料は前記基板より高い固有抵抗を有す
る高い固有抵抗の層である、半導体基板； 前記高い固有抵抗の層上に付着された誘電体層； 前記誘電体層上に付着された誘電体材料の非結晶層；お
よび 前記非結晶層上に形成された上部電極； から成る少なくとも１つの電圧可変コンデンサを有して
いることを特徴とするラジオ。 - 【請求項２１】請求項20記載のラジオであって、前記電
圧可変コンデンサは、更に、前記高い固有抵抗の層上に
形成された誘電体材料の非結晶層を含んでいることを特
徴とするラジオ。 - 【請求項２２】電圧可変コンデンサであって、 半導体基板であって、その上に半導体材料の層が付着さ
れており、前記材料は前記基板より高い固有抵抗を有す
る高い固有抵抗の層である、半導体基板； 前記高い固有抵抗の層上に付着された絶縁層であって、
前記高い固有抵抗の層より大きな誘電定数を有する前記
絶縁層； 前記絶縁層上に付着された誘電体材料の非結晶層；およ
び 前記非結晶層上に形成された上部電極； から成ることを特徴とする電圧可変コンデンサ。 - 【請求項２３】請求項22記載の電圧可変コンデンサであ
って、前記絶縁層および前記非結晶層は、金属酸化物化
合物であり、前記金属は、バリウム、鉛、リチウム、ネ
オジム、ニオビウム、ストロンチウム、タンタル、チタ
ン、およびジルコニウムから成る群から選択された、少
なくとも第１および第２の構成要素を含んでいることを
特徴とする電圧可変コンデンサ。 - 【請求項２４】請求項22記載の電圧可変コンデンサであ
って、前記絶縁層および前記非結晶層は、バリウム、
鉛、リチウム、ネオジム、ニオビウム、ストロンチウ
ム、タンタル、チタン、およびジルコニウムの酸化物か
ら成る群から選択された酸化物であることを特徴とする
電圧可変コンデンサ。 - 【請求項２５】請求項22記載の電圧可変コンデンサであ
って、前記絶縁層および前記非結晶層は、チタン酸ジル
コニウムを含んでいることを特徴とする電圧可変コンデ
ンサ。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US07/776,034 US5192871A (en) | 1991-10-15 | 1991-10-15 | Voltage variable capacitor having amorphous dielectric film |
| US776,034 | 1991-10-15 | ||
| PCT/US1992/008809 WO1993008610A1 (en) | 1991-10-15 | 1992-10-15 | Voltage variable capacitor having amorphous dielectric film |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06502967A JPH06502967A (ja) | 1994-03-31 |
| JP2780489B2 true JP2780489B2 (ja) | 1998-07-30 |
Family
ID=25106274
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5507803A Expired - Fee Related JP2780489B2 (ja) | 1991-10-15 | 1992-10-15 | 非結晶誘電体膜を有する電圧可変コンデンサ |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5192871A (ja) |
| EP (1) | EP0562101B1 (ja) |
| JP (1) | JP2780489B2 (ja) |
| KR (1) | KR0164874B1 (ja) |
| DE (1) | DE69230995T2 (ja) |
| DK (1) | DK0562101T3 (ja) |
| WO (1) | WO1993008610A1 (ja) |
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| KR100360468B1 (ko) * | 1995-03-20 | 2003-01-24 | 삼성전자 주식회사 | 강유전성박막제조방법및이를적용한캐패시터및그제조방법 |
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