JP4959366B2

JP4959366B2 - コンデンサ

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Inventors: 洋明中村
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Publication date: 2012-06-20
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Description

本発明は、下部電極層と上部電極層とで誘電体層を挟持してなるコンデンサに関するものであり、特に寄生抵抗を低減させた、電気特性に優れたコンデンサに関するものである。

従来から、基体に下部電極層、誘電体層、上部電極層が順次形成され、下部電極層と上部電極層とに誘電体層が挟持された薄膜コンデンサが知られている（例えば、特許文献１を参照）。このような構造を有する薄膜コンデンサにおいて、共通の下部電極層によって２個のコンデンサが電気的に直列接続された構造を有する薄膜コンデンサが提案されている（例えば、特許文献２を参照）。このような従来の薄膜コンデンサの構造について、以下に説明する。

図１は、従来の共通の下部電極層によって２個のコンデンサが電気的に直列接続された構造を有する薄膜コンデンサの例を示す要部断面図であり、図２はその平面図である。図１に示す薄膜コンデンサでは、基体１上に下部電極層２、誘電体層３ａ及び誘電体層３ｂ、上部電極層４Ａ及び上部電極層４Ｂが順次積層されて構成される２個の容量形成部が形成されている。このような構成の薄膜コンデンサの場合には、上部電極層４Ａ，４Ｂをそれぞれ信号の入出力端子とすれば、２個の容量形成部を通って流れる電流は、図１に破線の矢印で示すように２個の容量形成部に共通の下部電極層２内を経由する経路を通る。このような構成を図３に示すように繰り返し配置することで、複数個の容量形成部を直列接続するための配線を新たに設ける必要がなくなるため、薄膜コンデンサを小型化することができる。ここで、図３は、図１，図２に示す従来の薄膜コンデンサを繰り返し配置した例の、（ａ）は平面図、（ｂ）は図３（ａ）のＪ−Ｊ線矢視断面図である。

ところで、このような薄膜コンデンサにおいて、小面積で大容量を得るために、誘電体層３に高誘電率を有する結晶性誘電体材料（以下、高誘電体ともいう）、特にチタン酸ストロンチウム，チタン酸バリウム，チタン酸バリウムストロンチウム，チタン酸鉛等のペロブスカイト型酸化物誘電体材料を用いるとよいことが一般的に知られている。

しかしながら、これらの高誘電体材料は、結晶性が良くなければ優れた誘電特性を発現しない。誘電体層３の結晶性には、その下側に存在する基体１や下部電極層２を構成する材料の結晶の格子定数や結晶配向性等が大きな影響を及ぼす。中でも誘電体層３の直下に位置する下部電極層２は特に重要である。すなわち、下部電極層２には誘電体層３との格子整合が良いことや、表面モフォロジーが良いことなどが要求される。また、一般に上記のような高誘電体膜は高温雰囲気下で成膜されるため、下部電極層２にはこの高温に耐え得る優れた耐熱性も必要となる。

これらの条件を満たす材料として、白金や酸化物導電体等が下部電極層２の形成材料として一般的に使用されている。しかし、これらは誘電体層３との格子整合や耐熱性に優れるものの、一般的な電極材料として使用される金や銅，アルミニウム等に比べると電気抵抗が高く、電極材料として用いるには本来は不向きである。しかしながら、上記のように誘電体層３の結晶性を考慮すると、たとえ高抵抗であろうとこれらの材料を使用せざるを得ないのが現状である。
特許第３２４６２７４号公報特開平１０−１９９７５５号公報

ところで、薄膜コンデンサにおける寄生抵抗は、コンデンサとしての電気特性を悪化させるため、寄生抵抗を可能な限り小さくすることが要求される。共通の下部電極層２によって、２個の容量形成部が電気的に直列接続された構造を有する図１，図２に示す従来の薄膜コンデンサにおいて、下部電極層２に高い比抵抗を有する材料を用いる場合には、高抵抗な下部電極層２による寄生抵抗によって、コンデンサとしての電気特性が悪化する問題がある。この問題を解決するためには、下部電極層２による寄生抵抗ができるだけ低減される構造を選択することが重要である。

そのため、図１，図２に示す従来の薄膜コンデンサにおいて、下部電極層２による寄生抵抗を低減させるためには、下部電極層２を流れる電流の経路の長さをできるだけ短く、経路の幅をできるだけ広くするような構造にすることが有効である。具体的には、図４に示すように、隣接して配置される上部電極層４Ａ，４Ｂの、対向する辺の長さの総和をできるだけ長く、また対向する辺同士の距離をできるだけ短くすることとなる。

しかしながら、薄膜コンデンサには市場ニーズ等により決定されるサイズの制限や要求される容量値により決まるサイズの制限があり、上部電極層４Ａ，４Ｂの対向する辺の長さの総和を無限に大きくすることはできず、現実的には限られた寸法内においてコンデンサを作製しなければならない。また微細加工技術の限界により、隣接する上部電極層４Ａ，４Ｂの、対向して存在する辺の距離を０に無限に近づけることもできない。

このため、従来の薄膜コンデンサにおいては、下部電極層２による寄生抵抗を低減させる十分な工夫がなされておらず、Ｑ値の低下等、薄膜コンデンサとしての電気特性が下部電極層２による寄生抵抗によって劣化してしまう。さらに、図３のようにこの従来の下部共通電極を有する薄膜コンデンサを直列接続すると、下部電極層による寄生抵抗は接続数倍だけ増加し、コンデンサとしての電気特性の劣化がより顕著になってしまう問題がある。

本発明はこのような従来の技術における問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、下部電極層による寄生抵抗が小さくコンデンサとしての電気特性に優れている、直列接続されたコンデンサを提供することにある。

本発明のコンデンサは、基体と、前記基体の上面に形成された第１下部電極層と、前記基体の上面に、前記第１下部電極層と分離して形成された第２下部電極層と、前記第１下部電極層と前記第２下部電極層とを覆って形成された誘電体層と、前記誘電体層を挟んで前記第１下部電極層と対向するように設けられた第１上部電極層と、前記誘電体層を挟んで前記第２下部電極層と対向するように設けられ、前記第１上部電極層と電気的に接続された第２上部電極層と、前記誘電体層を挟んで前記第１下部電極層と対向するように設けられ、前記第１上部電極層と分離して形成された第３上部電極層と、前記誘電体層を挟んで前記第２下部電極層と対向するように設けられ、前記第２上部電極層と分離して形成された第４上部電極層と、を含むコンデンサであって、前記第１上部電極層及び前記第２上部電極層の組み合わせと、前記第３上部電極層及び前記第４上部電極層の組み合わせと、の少なくとも一方は複数個あり、前記第１上部電極層と前記第３上部電極層とが１つずつ交互に配列されており、前記第２上部電極層と前記第４上部電極層とが１つずつ交互に配列されているものである。そして、前記第１上部電極層及び前記第２上部電極層を構成する材料は、前記第１下部電極層及び前記第２下部電極層に比べて電気抵抗率が小さく、前記第１上部電極層は、前記第３上部電極層よりも多く、前記第１上部電極層のうち前記第１上部電極層及び前記第３上部電極層の配列方向の両外側に位置するものは、配列方向における幅が第３上部電極層の幅の半分であり、前記第２上部電極層は、前記第４上部電極層よりも多く、前記第２上部電極層のうち前記第２上部電極層及び前記第４上部電極層の配列方向の両外側に位置するものは、配列方向における幅が第４上部電極層の幅の半分であるものである。

また、本発明のコンデンサは、上記構成において、前記誘電体層が、前記第１下部電極層と前記第２下部電極層とで共通となっているものである。

また、本発明のコンデンサは、上記構成において、前記第１下部電極層と前記第２下部電極層とが、前記第１上部電極層と前記第３上部電極層との配列方向と直交する方向に隣接して配置されており、前記第２上部電極層と前記第４上部電極層とが、前記第１上部電極層と前記第３上部電極層との配列方向と平行に配列されており、前記第１上部電極層と前記第２上部電極層とが共通となっているものである。

また、本発明のコンデンサは、上記構成において、前記第１上部電極層及び前記第３上部電極層は、配列方向における幅が、配列方向に垂直な方向における幅に比べ狭く、前記第２上部電極層及び前記第４上部電極層は、配列方向における幅が、配列方向に垂直な方向における幅に比べ狭いものである。

また、本発明のコンデンサは、上記構成において、前記第１下部電極層及び前記第２下部電極層はＰｔから成り、前記第１上部電極層及び前記第２上部電極層はＡｕから成るものである。

また、本発明のコンデンサは、上記構成において、前記誘電体層は、少なくともＢａ，Ｓｒ，Ｔｉを含有するペロブスカイト型酸化物結晶体から成るものである。

また、本発明のコンデンサは、上記構成において、前記第１上部電極層及び前記第３上部電極層は、少なくとも１つの対向した辺同士が相互に噛み合う形状を有するものである。

また、本発明のコンデンサは、上記構成において、前記第２上部電極層及び前記第４上部電極層は、少なくとも１つの対向した辺同士が相互に噛み合う形状を有するものである。

また、本発明のコンデンサは、上記構成において、１つずつ交互に配列された前記第１上部電極層と前記第３上部電極層とのうち、一方の上部電極層に挟まれた他方の上部電極層の少なくとも１つは、前記一方の上部電極層の対向する辺のそれぞれに対して対応する外郭形状を有するものである。

また、本発明のコンデンサは、上記構成において、１つずつ交互に配列された前記第２上部電極層と前記第４上部電極層とのうち、一方の上部電極層に挟まれた他方の上部電極層の少なくとも１つは、一方の上部電極層の対向する辺のそれぞれに対して対応する外郭形状を有するものである。

また、本発明のコンデンサは、上記構成において、前記第１上部電極層及び第３上部電極層の前記対向する辺は、互いに対応する形状となっている部分の長さの総和をＡとし、前記第１上部電極層及び前記第３上部電極層の外周辺上の２点間の距離の最大値をＢとしたとき、Ａ／（２Ｂ）＞１を満たすものである。

また、本発明のコンデンサは、上記構成において、前記第２上部電極層及び第４上部電極層の前記対向する辺は、互いに対応する形状となっている部分の長さの総和をＡとし、前記第２上部電極層及び前記第４上部電極層の外周辺上の２点間の距離の最大値をＢとしたとき、Ａ／（２Ｂ）＞１を満たすものである。

また、本発明のコンデンサは、上記構成において、前記第１上部電極層及び前記第２上部電極層は、前記第１下部電極層及び前記第２下部電極層に比べてシート抵抗が小さいものである。

本発明のコンデンサによれば基体と、前記基体の上面に形成された第１下部電極層と、前記基体の上面に、前記第１下部電極層と分離して形成された第２下部電極層と、前記第１下部電極層と前記第２下部電極層とを覆って形成された誘電体層と、前記誘電体層を挟んで前記第１下部電極層と対向するように設けられた第１上部電極層と、前記誘電体層を挟んで前記第２下部電極層と対向するように設けられ、前記第１上部電極層と電気的に接続された第２上部電極層と、前記誘電体層を挟んで前記第１下部電極層と対向するように設けられ、前記第１上部電極層と分離して形成された第３上部電極層と、前記誘電体層を挟んで前記第２下部電極層と対向するように設けられ、前記第２上部電極層と分離して形成された第４上部電極層と、を含むコンデンサであって、前記第１上部電極層及び前記第２上部電極層の組み合わせと、前記第３上部電極層及び前記第４上部電極層の組み合わせと、の少なくとも一方は複数個あり、前記第１上部電極層と前記第３上部電極層とが１つずつ交互に配列されており、前記第２上部電極層と前記第４上部電極層とが１つずつ交互に配列されている。このことから、第１上部電極層と第３上部電極層とが対向する辺の距離，第２上部電極層と第４上部電極層とが対向する辺の距離を多く取ることができる。従って、通常高抵抗な材料から形成される第１下部電極層及び第２下部電極層内を通る電流の経路の幅を従来構造のものよりも広くした状態で、第１上部電極層及び第２上部電極層を接続しているので、複数個の容量形成部を寄生抵抗の小さい状態で接続することができ、その結果、従来よりも大きなＱ値を有する、電気特性に優れたコンデンサを提供することができる。

また、本発明のコンデンサによれば、上記構成において、誘電体層が、第１下部電極層と第２下部電極層とで共通としたときには、上部電極層のパターニングのみで複数個の容量形成部を形成することができるので、製造が容易となり、生産性の高いコンデンサを提供することができる。また、第１下部電極層及び第２下部電極層と第１乃至第４上部電極層との電気的な絶縁を確保した状態で、第１乃至第４上部電極層を近接配置することができるので、小型なコンデンサを提供できるものとなる。

また、本発明のコンデンサによれば、上記構成において、第１下部電極層と第２下部電極層とが、第１上部電極層と第３上部電極層との配列方向と直交する方向に隣接して配置されており、第２上部電極層と第４上部電極層とが、第１上部電極層と第３上部電極層との配列方向と平行に配列されており、第１上部電極層と第２上部電極層とが共通となっているときには、第１下部電極層と第１上部電極層とで形成する容量形成部と、第２下部電極層と第２上部電極層とで形成する容量形成部とを近接配置することができるので、小型なコンデンサを提供することができるものとなる。

また、本発明のコンデンサによれば、上記構成において、第１上部電極層及び第２上部電極層を構成する材料は、第１下部電極層及び第２下部電極層に比べて電気抵抗率が小さいときには、電流の経路の幅を広くすることが難しく、電流の経路の長さが長くなる第１上部電極層及び第２上部電極層における寄生抵抗を少なくすることができ、大きなＱ値を有する、電気特性に優れたコンデンサを提供することができる。

また、本発明のコンデンサによれば、上記構成において、第１下部電極層及び第２下部電極層はＰｔから成るときには、第１下部電極層及び第２下部電極層が耐熱性を有するので、誘電体層の材料及び製膜条件を所望の特性に合わせて自由に選択することができる。また、第１上部電極層及び第２上部電極層はＡｕから成るときには、第１下部電極層及び第２下部電極層に比べ、充分に電気抵抗率が小さいことから、電流の経路の幅を広くすることが難しく、電流の経路の長さが長くなる第１上部電極層及び第２上部電極層における寄生抵抗を少なくすることができ、大きなＱ値を有する、電気特性に優れたコンデンサを提供することができる。

また、本発明のコンデンサによれば、上記構成において、誘電体層は、少なくともＢａ，Ｓｒ，Ｔｉを含有するペロブスカイト型酸化物結晶体から成るときには、誘電率が高く、Ｑ値の高いものとすることができる。

また、本発明のコンデンサによれば、上記構成において、第１上部電極層及び第３上部電極層は、少なくとも１つの対向した辺同士が相互に噛み合う形状を有するときには、対向した辺同士を接近させた状態のまま第１上部電極層と第３上部電極層とが対向する辺の長さの総和を大きくすることができるので、通常高抵抗な材料から形成される第１下部電極層内を通る電流の経路の幅を従来構造のものよりも広くすることができる。その結果、寄生抵抗を小さくすることができ、従来よりも大きなＱ値を有する、電気特性に優れたコンデンサを提供することができる。

また、本発明のコンデンサによれば、上記構成において、第２上部電極層及び第４上部電極層は、少なくとも１つの対向した辺同士が相互に噛み合う形状を有するときには、対向した辺同士を接近させた状態のまま第２上部電極層と第４上部電極層とが対向する辺の長さの総和を大きくすることができるので、通常高抵抗な材料から形成される第２下部電極層内を通る電流の経路の幅を従来構造のものよりも広くすることができる。その結果、寄生抵抗を小さくすることができ、従来よりも大きなＱ値を有する、電気特性に優れたコンデンサを提供することができる。

また、本発明のコンデンサによれば、上記構成において、１つずつ交互に配列された第１上部電極層と第３上部電極層とのうち、一方の上部電極層に挟まれた他方の上部電極層の少なくとも１つは、一方の上部電極層の対向する辺のそれぞれに対して対応する外郭形状を有するときには、対向した辺同士を接近させた状態のまま第１上部電極層と第３上部電極層とが対向する辺の長さの総和を大きくすることができるので、通常高抵抗な材料から形成される第１下部電極層内を通る電流の経路の幅を従来構造のものよりも広くすることができる。その結果、寄生抵抗を小さくすることができ、従来よりも大きなＱ値を有する、電気特性に優れたコンデンサを提供することができる。

また、本発明のコンデンサによれば、上記構成において、１つずつ交互に配列された第２上部電極層と第４上部電極層とのうち、一方の上部電極層に挟まれた他方の上部電極層の少なくとも１つは、一方の上部電極層の対向する辺のそれぞれに対して対応する外郭形状を有するときには、対向した辺同士を接近させた状態のまま第２上部電極層と第４上部電極層とが対向する辺の長さの総和を大きくすることができるので、通常高抵抗な材料から形成される第２下部電極層内を通る電流の経路の幅を従来構造のものよりも広くすることができる。その結果、寄生抵抗を小さくすることができ、従来よりも大きなＱ値を有する、電気特性に優れたコンデンサを提供することができる。

また、本発明のコンデンサによれば、上記構成において、第１上部電極層及び第３上部電極層の対向する辺は、互いに対応する形状となっている部分の長さの総和をＡとし、第１上部電極層及び第３上部電極層の外周辺上の２点間の距離の最大値をＢとしたとき、Ａ／（２Ｂ）＞１を満たすときには、第１上部電極層と第３上部電極層とが対向する辺の長さの総和を大きくすることができるので、通常高抵抗な材料から形成される第１下部電極層内を通る電流の経路の幅を従来構造のものよりも広くすることができる。その結果、寄生抵抗を小さくすることができ、Ｑ値が高く、電気特性が優れたコンデンサを提供することができる。

また、本発明のコンデンサによれば、上記構成において、第２上部電極層及び第４上部電極層の対向する辺は、互いに対応する形状となっている部分の長さの総和をＡとし、第２上部電極層及び第４上部電極層の外周辺上の２点間の距離の最大値をＢとしたとき、Ａ／（２Ｂ）＞１を満たすときには、第２上部電極層と第４上部電極層とが対向する辺の長さの総和を大きくすることができるので、通常高抵抗な材料から形成される第２下部電極層内を通る電流の経路の幅を従来構造のものよりも広くすることができる。その結果、寄生抵抗を小さくすることができ、Ｑ値が高く、電気特性が優れたコンデンサを提供することができる。

また、本発明のコンデンサによれば、上記構成において、第１上部電極層及び第２上部電極層は、第１下部電極層及び第２下部電極層に比べてシート抵抗が小さいときには、電流の経路の幅を広くすることが難しく、電流の経路の長さが長くなる第１上部電極層及び第２上部電極層における寄生抵抗を少なくすることができ、大きなＱ値を有する、電気特性に優れたコンデンサを提供することができる。

以下、本発明のコンデンサの実施の形態の例について、図面を参照しつつ説明する。

図５（ａ）は、本発明のコンデンサの第１の実施形態の一例を示す要部平面図であり、図５（ｂ）は、図５（ａ）のＡ−Ａ線矢視断面図，図５（ｃ）は、図５（ａ）のＢ―Ｂ線矢視断面図である。

図５において、基体１上には、基体１の上面に形成された第１下部電極層としての下部電極層２ａと、第１下部電極層と分離して形成された第２下部電極層としての下部電極層２ｂと、第１下部電極層と第２下部電極層とを覆って形成された誘電体層３と、が形成されている。この誘電体層３の上面には、誘電体層３を挟んで下部電極層２ａと対向するように設けられた第１上部電極層としての上部電極層４ａと、誘電体層３を挟んで下部電極層２ｂと対向するように設けられ、上部電極層４ａと電気的に接続された第２上部電極層としての上部電極層４ｂと、誘電体層３を挟んで下部電極層２ａと対向するように設けられ、第１上部電極層４ａと分離して形成された第３上部電極層としての上部電極層４ｃと、誘電体層３を挟んで下部電極層２ｂと対向するように設けられ、上部電極層４ｂと分離して形成された第４上部電極層としての上部電極層４ｄと、が形成されている。ここで、第１上部電極層４ａ，第２上部電極層４ｂ，第３上部電極層４ｃ及び第４上部電極層４ｄはそれぞれ複数個あり、複数個の第１上部電極層４ａと複数個の第３上部電極層４ｃとが１つずつ交互に配列されており、複数個の第２上部電極層４ｂと複数個の第４上部電極層４ｄとが１つずつ交互に配列されている。

なお、第１下部電極層と第２下部電極層とを合わせて下部電極層２，第１乃至第４上部電極層を合わせて上部電極層４とする。また、図５（ａ）において、下部電極層２ａ，２ｂの形成位置を破線で示している。さらに、以下の図面において、同様の箇所には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。

ここで、複数の上部電極層４ｃ，４ｄはそれぞれ、容量形成部の外側まで延在して形成されている。上部電極層４ｃの延在部それぞれに伝搬する信号を入力し、上部電極層４ｄの延在部それぞれから伝搬する信号を取り出せば、上部電極層４ｃ，４ｄに入力端子及び出力端子としての機能を持たせることができる。これにより、入力端子から出力端子までの間に、上部電極４ｃと下部電極層２ａとが対向する領域で形成する第１容量形成部と、下部電極層２ａと上部電極層４ａとが対向する領域で形成する第２容量形成部と、上部電極層４ｂと下部電極層２ｂとが対向する領域で形成する第３容量形成部と、下部電極層２ｂと上部電極層４ｄとが対向する領域で形成する第４容量形成部とが、直列に接続されたものとなる。ここで、第１容量形成部と第２容量形成部とは下部電極層２ａを，第３容量形成部と第４容量形成部とは下部電極層２ｂを、それぞれ共有することで、両者を直列に接続している。この接続部における電流の経路の幅に着目すると、上部電極層４ａと上部電極層４ｃとが対向する部分，上部電極層４ｂと上部電極層４ｄとが対向する部分が多くなるので、下部電極層２ａ，２ｂ内を流れる電流の経路の幅が広くなり、その結果、寄生抵抗が少なくなりＱ値の高いコンデンサとすることができる。

また、第２容量形成部と第３容量形成部とを上部電極層４ａ，４ｂを電気的に接続することで、第１〜第４容量形成部を、寄生抵抗の少ない状態で直列に接続させることができるので、所望の容量を有するコンデンサを、従来に比べＱ値の高いものとすることができる。なお、図５では、上部電極層４ａ，４ｂは第２容量形成部と第３容量形成部とを越えて形成される延在部を有し、その延在部同士が接合されている。図５においては、この延在部同士の接合部に４ｅを付して区別しているが、実際には上部電極層４ａ、４ｂを同一プロセスで一体的に作製するのが好ましい。

また、図５に示すように、誘電体層３を、下部電極層２ａと下部電極層２ｂとで共通としたときには、上部電極層４のパターニングのみで複数個の容量形成部を形成することができるので、製造が容易となり、生産性の高いコンデンサを提供することができる。また、下部電極層２ａ及び下部電極層２ｂと上部電極層４ａ〜４ｄとの電気的な絶縁を確保した状態で、上部電極層４ａ〜４ｄを近接配置することができるので、小型なコンデンサを提供できるものとなる。

また、図５に示すように、下部電極層２ａと下部電極層２ｂとが、上部電極層４ａと上部電極層４ｃとの配列方向と直交する方向に隣接して配置されており、上部電極層４ａ，ｃの配列方向と、上部電極層４ｂ，４ｄの配列方向とが互いに平行である、即ち配列方向が等しく、かつ上部電極層４ａと上部電極層４ｂとが共通となっているときには、小型なコンデンサを提供することができるものとなる。

ここで、図５に示すように、上部電極層４ａ，４ｃの配列方向における幅（図面の上下方向の幅）は、配列方向に垂直な方向における幅（図面の左右方向の幅）に比べ充分に狭いことが好ましい。すなわち、下部電極層２ａ内を流れる電流の経路に沿う方向における容量形成部の幅が狭いことが好ましい。このような構成にすることで、所望の容量を得ることができるからである。例えば、図２に示すような従来のコンデンサにおいては、下部電極層２の電気抵抗が大きいため、２つの容量形成部は互いから離れるに従い、電流が流れにくくなり、形成する容量の大きさが小さくなる領域があった。また、２つの容量形成部のうち、互いから離れた側においては電流が流れず、実際に容量を形成する領域が少なくなっていることもあった。このため、所望の容量値を得られなかったり、容量形成部の面積に対して、容量形成効率が悪くなったりしていた。これに対して、図５の構成によれば、第１容量形成部と第２容量形成部とは、互いから離れた方向における幅が狭いことから、設計どおりの容量値を得ることができるとともに、容量形成部の面積に対して、効率よく容量を形成することができるので、信頼性が高く、かつ小型なコンデンサとすることができる。これは、上部電極層４ｂ，４ｄについても同様である。

ここで、図１６を用いて、図５に示すコンデンサの各容量形成部の接続状態を説明する。図１６は、図５に示すコンデンサの等価回路図である。

図１６において、Ｉｎは図５の上部電極層４ｃがその機能を果たす入力端子，Ｒ４ｃ１〜Ｒ４ｃ３は、図５の上部電極層４ｃの抵抗成分，Ｃ１１〜Ｃ１３は、第１容量形成部としての容量部，Ｒ２ａ１〜Ｒ２ａ６は、図５の第１容量形成部と第２容量形成部との間を接続する下部電極層２ａの抵抗成分，Ｃ２１〜Ｃ２４は第２容量形成部としての容量部，Ｒ４ａ１〜Ｒ４ａ４は、図５の第２容量形成部と第３容量形成部とを接続する上部電極層４ａ，接続部４ｅ，上部電極層４ｂとの抵抗成分，Ｃ３１〜Ｃ３４は第３容量形成部としての容量部，Ｒ２ｂ１〜Ｒ２ｂ６は、図５の第３容量形成部と第４容量形成部との間を接続する下部電極層２ｂの抵抗成分，Ｃ４１〜Ｃ４３は第４容量形成部としての容量部，Ｒ４ｄ１〜Ｒ４ｄ３は、図５の上部電極層４ｄの抵抗成分，Ｏｕｔは、図５の上部電極層４ｄがその機能を果たす出力端子、をそれぞれ示す。

図１６に示すように、入力端子Ｉｎから、第１容量形成部としての容量部Ｃ１１〜Ｃ１３が抵抗成分Ｒ４ｃ１〜Ｒ４ｃ３を介して並列に接続されている。この容量部Ｃ１１〜Ｃ１３にそれぞれ、第２容量形成部としての容量部Ｃ２１〜Ｃ２４が抵抗成分Ｒ２ａ１〜Ｒ２ａ６を介して直列に接続されている。この容量部Ｃ２１〜Ｃ２４同士は並列に接続されている。次に、この容量部Ｃ２１〜Ｃ２４に、抵抗成分Ｒ４ａ１〜Ｒ４ａ４を介して、第３容量形成部としての容量部Ｃ３１〜Ｃ３４が直列に接続されている。この容量部Ｃ３１〜Ｃ３４同士は並列に接続されている。次に、この容量部Ｃ３１〜Ｃ３４に、抵抗成分Ｒ２ｂ１〜Ｒ２ｂ６を介して、第４容量形成部としての容量部Ｃ４１〜Ｃ４３が直列に接続されている。この容量部Ｃ４１〜Ｃ４３同士は並列に接続されている。次に、この容量部Ｃ４１〜Ｃ４３が、抵抗成分Ｒ４ｄ１〜Ｒ４ｄ３を介して出力端子Ｏｕｔに接続されている。

このように、第１〜第４容量形成部のそれぞれを構成する複数の容量部は並列に接続されているものとなる。また、個々の容量部に着目すると、第１〜第４容量形成部は直列に接続されている。

なお、抵抗成分Ｒ４ｃ１〜Ｒ４ｃ３，Ｒ４ａ１〜Ｒ４ａ４，Ｒ４ｄ１〜Ｒ４ｄ３は、図５の上部電極層４で構成されるため、図５の下部電極層２で構成される抵抗成分Ｒ２ａ１〜Ｒ２ａ６，Ｒ２ｂ１〜Ｒ２ｂ６に比べ抵抗が少ないものとなる。

このように、第１容量形成部が複数の容量部を並列接続されて形成されているので、複数の容量部のうちの１つがオープン不良となってもその他の容量部でカバーされ、第１容量形成部全体としてはわずかな容量低下のみに抑えることが出来る。これは、第２〜第４容量形成部についても同様である。

次に、具体的な構成について説明する。

基体１は、耐熱性が高く、基体１上に形成する容量形成部を支持することができる強度を有し、基体１上に形成される下部電極層２及び誘電体層３の表面が平滑になるように、十分な平坦度の表面粗さを有していることが好ましい。また、容量形成部を積層する側の表面（上面）が絶縁性を有するものであれば特に材料を限定するものではないが、例えば、Ａｌ_２Ｏ_３，ＳｉＯ_２／Ｓｉ，ＭｇＯ，ＬａＡｌＯ_３，ＳｒＴｉＯ_３などのセラミックス基板やサファイア等の単結晶基板を使用することができる。

下部電極層２には、誘電体層３の形成時に高温下での処理が必要となる場合があるため、耐熱性を考慮して、高融点の材料を用いることが望ましい。また、その上面に誘電体層３を配向性良く成長させるために、結晶性や表面モフォロジーが良く，誘電体層３と格子定数が近いことが望ましい。さらに、誘電体層３が金属酸化物より成る場合には、酸化されにくい金属であることが望ましい。以上のことから、下部電極層２に好適な材料として、白金や、酸化イリジウム等の酸化物導電体等が一般的に用いられる。下部電極層２ａ，２ｂは同じ材料でもよいし、互いに異なる材料でもよい。

下部電極２の厚みは、電極としての抵抗成分、下部電極２の連続性を考慮した場合は、厚い方が望ましいが、基体１との密着性を考慮した場合は、相対的に薄いほうが望ましく、両方を考慮して決定される。具体的には、０．１μｍ〜１０μｍである。これは、０．１μｍよりも薄くすると、下部電極２自身の抵抗が大きくなるほか、非形成部ができ電極の連続性が確保できなくなる可能性があるからであり、１０μｍより厚くすると、基体１との密着性が低下したり、基体１の反りを生じたりするおそれがあるからである。

誘電体層３には、高誘電率を有する結晶性誘電体材料、チタン酸ストロンチウム，チタン酸バリウム，チタン酸バリウムストロンチウム，チタン酸鉛等のペロブスカイト型酸化物誘電体材料を用いることが望ましい。特に、少なくともＢａ，Ｓｒ，Ｔｉを含有するペロブスカイト型酸化物結晶体を用いた場合には、高誘電率でＱ値の高いものとなり好ましい。

また、上部電極層４としては、上部電極層４による抵抗を低くするために、高い導電性を有する材料が好ましく、例えば、金、アルミニウム、銅等を好適に用いることができる。上部電極層４ａ〜４ｄは同一材料を用いてもよいし、互いに異なる材料を用いてもよい。

上部電極層４の厚みは、電極としての抵抗成分、および上部電極層４の連続性を考慮した場合は、厚い方が望ましいが、誘電体層３との密着性を考慮した場合は、相対的に薄いほうが望ましく、両方を考慮して決定される。具体的には、０．１μｍ〜１０μｍである。これは、０．１μｍよりも薄くすると、上部電極層４自身の抵抗が大きくなるほか、非形成部ができ電極としての連続性が確保できなくなる可能性があるからであり、１０μｍより厚くすると、誘電体層３との密着性が低下するおそれがあるからである。

ここで、上部電極層４ａ，４ｃ及び上部電極層４ｂ，４ｄは、互いに対向する辺が複数存在する構成となっている。このため、隣接して配置される上部電極層４ａ，４ｃ及び上部電極層４ｂ，４ｄが互いに対向する辺の長さの総和を従来構造より長くすることができるので、通常高抵抗な材料から形成される下部電極層２及び下部電極層３内を通る電流の経路の幅を従来構造のものよりも広くすることができ、コンデンサの寄生抵抗を従来のものより低減することができる。

また、上部電極層４ａ，４ｂは、下部電極層２ａ，２ｂに比べて電気抵抗率の低い材料を用いることが好ましい。特に、上部電極層４ａ，４ｂとしてＡｕを、下部電極層２ａ，２ｂとしてＰｔを用いることが好ましい。電流の経路の幅を広くすることが難しく、かつ電流の経路の長さが長くなる上部電極層４ａ，４ｂにおける寄生抵抗を少なくすることができ、大きなＱ値を有する、電気特性に優れたコンデンサを提供することができるからである。また、下部電極層２としてＰｔを用いることで、その上に誘電体層３を結晶性よく形成することができるので、さらにＱ値の高いコンデンサを提供することができる。

また、上部電極層４ａ，４ｂは、下部電極層２ａ，２ｂに比べてシート抵抗が低いことが好ましい。下部電極層２ａ，２ｂは、その上に形成される誘電体層３を結晶性よく成長させるために、その膜厚が制限される。例えば、Ｐｔを用いた場合に、電極としての抵抗を少なくするように十分厚く形成すると、誘電体層３を結晶性よく形成することができない。このため、下部電極層２ａ，２ｂは、材料のみならず厚みの要因でも抵抗の大きいものとなるので、本発明では下部電極層２ａ，２ｂの電流の経路の幅を広くして、損失を抑制している。また、上部電極層４ａ，４ｂについては、下部電極層２ａ，２ｂよりもシート抵抗を小さくすることで、電流の経路の幅を広くすることが難しく、かつ電流の経路の長さが長くなる上部電極層４ａ，４ｂにおける寄生抵抗を少なくすることができる。これにより、大きなＱ値を有する、電気特性に優れたコンデンサを提供することができる。シート抵抗を小さくするためには、例えば、比抵抗の小さい材料を用いたり、厚みを大きくしたりすればよい。

次に、図５に示す第１の実施の形態の変形例について、図６〜図１２を参照しつつ説明する。

図５に示す本発明の第１の実施の形態では、上部電極層４ａ〜４ｄの、図の上下方向における幅が同一に設定されているが、例えば図６に示すように上部電極層４ａ〜４ｄの幅を様々に変化させても良い。

特に、図５，図６に示すように、上部電極層４ａ，４ｂが共通となっており、これら上部電極層４ａ，４ｂの組み合わせが偶数個あり、且つこれら上部電極層４ａ，４ｂの組み合わせの数が、上部電極４ｃ，４ｄの組み合わせの数よりも多い場合、すなわち、上部電極層４ａ，４ｂの組み合わせが上部電極層４ａ，４ｃの配列方向における両外側にある場合には、図７に示すように、下部電極層２を流れる電流の均一性を考慮して、上部電極層４ａ，４ｂの組み合わせの中で最も外側に位置する上部電極４ａ，４ｂの、図の上下方向における幅が他の電極の幅の半分であることが望ましい。

また上部電極層４の個数は自由に設定でき、上部電極層４ａ，４ｂの組み合わせと、上部電極層４ｃ，４ｄの組み合わせの繰り返し個数を変えてもよいし、図８に示すように、上部電極層４ｃ，４ｄの個数が異なっていてもよい。

また図５では上部電極層４ａ，４ｂが共通の電極によって構成され接続部４ｅを介して接続されているが、図９に示すように別々の電極で構成されていても良い。図９は、図５に示すコンデンサの変形例であり、（ａ）は平面図，（ｂ）は図９（ａ）のＣ−Ｃ線矢視断面図，（ｃ）は図９（ａ）のＤ−Ｄ線矢視断面図である。この場合には、接続部４ｅとして例えばボンディングワイヤ４ｅ’などの周知の接続方法を用いて、両者を電気的に接続すればよい。ボンディングワイヤ４ｅ’を用いることで、下部電極層２ａ，２ｂの配置を、上部電極層２ａ，２ｃの配列方向及び上部電極層２ｂ，２ｄの配列方向とは関係なく適宜配置することができ、設計の自由度を上げることができる。また、誘電体層３が圧電性を有する場合に、誘電体層３が厚み縦方向に振動し、Ｑ値が周波数に対して周期的に悪化する恐れがあるが、ボンディングワイヤ４ｅ’により厚み縦方向の振動を散乱させることができるので、Ｑ値の悪化のない、信頼性の高いコンデンサとすることができる。

また、図９に示すように、基体１，誘電体層３も、下部電極層２ａ，２ｂにそれぞれ対応するよう別々に形成されていてもよい。これにより、第１，第２容量形成部と、第３，第４容量形成部とを確実に分離することができる。

また、図９では接続部４ｅとしてボンディングワイヤ４ｅ’を用いた例について示したが、図５の上部電極層４ａ，４ｂの延在部の接続部４ｅ部を、上部電極層４ａ，４ｂと異なる材料で、両者を接続するように設けてもよい。

また図５では下部電極層２が２個の場合を例に説明したが、図１０に示すよう、３個以上の複数個の下部電極層２を設けてもよい。その場合には、ｎ個の下部電極層２の配列方向に沿って、２ｉ―１個目と２ｉ個目との両方の下部電極層２に対向するように設けた上部電極層４（例えば、上部電極層４ａ，４ｂ）と、２ｉ個目と２ｉ＋１個目との両方の下部電極層２に対向するように設けた上部電極層４（例えば、上部電極層４ｃ，４ｄ）と、を平面視で千鳥状に配置した構成とすればよい。ただし、ｉはｎ／２以下の整数である。

このような構成とすることで、複数の容量形成部をＱ値の高い状態で接続することができるので、所望の容量が大きい場合でも、Ｑ値の高い、電気特性の優れたコンデンサを大型化することなく提供することができる。

ここで、上部電極層４ｃ及び上部電極層４ｄと外部回路とを電気的に接続する方法の例を図１１，図１２に示す。

図１１は、図５に示すコンデンサにおいて上部電極層４ｃ，４ｄと外部回路とを電気的に接続するための構成の一例を示す、（ａ）は平面図であり、（ｂ）は図１１（ａ）のＥ−Ｅ線矢視断面図である。

図１１では、上部電極層４の少なくとも一部を覆って保護膜９を成膜し、保護膜９に上部電極層４ｃに達するコンタクトホール１０ａ，１０ｂ，１０ｃ、及び上部電極層４ｄに達するコンタクトホール１１ａ，１１ｂ，１１ｃを形成した後、上部電極層４ｃに電気的に接続する引出し電極層１２と、上部電極層４ｄに電気的に接続する引出し電極層１３とを、それぞれ保護膜９上から容量形成部の外側まで形成している。ここで、図１１では、コンタクトホール１０ａ〜１０ｃ，１１ａ〜１１ｃ形成部を点線で示している。

この引出し電極層１２，１３を、外部回路と接続するための入出力端子を形成するパッド電極とすることができる。また、引出し電極層１２，１３の抵抗は導電性を有する材料であれば特に限定されないが、電気抵抗率の低い例えばＡｕ等を用いるのが好ましい。

ここで、保護膜９は、引出し電極層１２，１３と下部電極層２ａ，２ｂとの間、及び引出し電極層１２，１３と上部電極層４ａ，４ｂとの間の絶縁を保つために絶縁性を有する材料を用いればよいが、容量形成部への水分の浸入等を防ぐことができることから酸化ケイ素等を被覆性のよいＣＶＤ法などで形成するとよい。また、引出し電極層１２，１３は、抵抗の低い導電性材料であるＡｕ等を用いればよい。

また、図１２は、図５に示すコンデンサにおいて上部電極層４ｃ，４ｄと外部回路とを電気的に接続するための構成の他の例を示す、（ａ）は平面図であり、（ｂ）は図１２（ａ）のＦ−Ｆ線矢視断面図であり、（ｃ）は図１２（ａ）のＧ−Ｇ線矢視断面図である。

図１２に示すように、上部電極層４ｃを容量形成部の外側まで引き出すように延在させ、この延在部同士を接続するパッド電極層１４を設けてもよい。同様に上部電極層４ｄにはパッド電極層１５を設ければよい。パッド電極層１４，１５は、図１２に示すように、上部電極層４ｃ、４ｄの上部に別体として設けてもよいし、上部電極層４ｃ、４ｄをパターニングする際に同一の膜を用い一括で形成してもよい。

パッド電極層１４，１５は、導電性を有する材料であれば特に限定されないが、電気抵抗率の低いＡｕが好ましい。

このような構成とすることで、図１１において必要としていた絶縁膜９が不要となり、簡易な構成で外部回路との接続が可能な、生産性の高いコンデンサを提供することができる。

なお、図５〜図１２では、誘電体層３が下部電極層２ａ，２ｂの全面を覆う場合を例に説明したが、誘電体層３を、下部電極層２ａ，２ｂと上部電極層４ａ〜４ｄとの絶縁を確保できる範囲で、下部電極層２ａ，２ｂの一部を覆うものとしてもよい。

また、図５〜図１２では、誘電体層３を複数の上部電極層４ａ〜４ｄで共用しているが、上部電極層４ａ〜４ｄそれぞれに対して個別に設けてもよい。

さらに、以上の図５〜図１２では、上部電極層４ａ〜４ｄとして全て矩形状のものを例に説明したが、矩形状に限定されるものではない。例えば、交互に配置された上部電極層４ａ，４ｃ、上部電極層４ｂ，４ｄの対向する辺の距離を長くするために、図１７〜図２０に示すような形状としてもよい。ここで、図１７〜図２０は、上部電極層４ａ，４ｃの形状の変形例を示す要部平面図である。図１７〜図２０において、上部電極層４ｂ，４ｄ，接続部４ｅ，下部電極層２ｂ等を省略している。また、誘電体層３を、下部電極層２ａの一部を覆うものとし、さらに、上部電極層４ａ，４ｃそれぞれに対して個別に設けた例を示した。なお、上部電極層４ｂ，４ｅも上部電極層４ａ，４ｃと同様の形状とすることができる。

例えば、図１７（ａ）に示すように、上部電極層４ａおよび上部電極層４ｃは、対向した辺同士が相互に噛み合う形状を有する構成としてもよい。

ここで、対向する辺とは、上面から見たときに互いに向き合う部分をいい、直線状の領域のみではなく曲線状の領域等も含むものとする。また、対向した辺同士が噛み合う形状とは、対向した辺上の２点間の距離が最大となるような２点を線分で結んだときに、上部電極層４ａ，上部電極層４ｃの少なくとも一方を横切る形状をいうものとする。すなわち、平面視でもしくは平面透視して、対向する上部電極層４ａの少なくとも一部が、上部電極層４ａ，４ｃの並設方向に、隣接する上部電極層４ｃの一端よりも上部電極層４ｃ側へ張り出すように配置されており、上部電極層４ｃの上部電極層４ａ側の部分（対向する部分）は上部電極層４ａの形状に対応した形状となっている。このような構成を有するため、隣接して配置される上部電極層４ａと上部電極層４ｃとが対向する辺の長さの総和を従来構造より長くすることができるので、通常高抵抗な材料から形成される下部電極層２ａ内を通る電流の経路の幅を従来構造のものよりも広くすることができ、コンデンサの寄生抵抗を従来のものより低減することができる。

上部電極層４ａおよび上部電極層４ｃの形状および配置は、図１７（ａ）に示すように、上部電極層４ａは、上部電極層４ｃと対向する辺に櫛歯状の第１櫛歯領域４ａ１を有し、上部電極層４ｃは、上部電極層４ａと対向する辺に第１櫛歯領域４ａ１と噛み合うように櫛歯状の第２櫛歯領域４ｃ１を有するものとしてもよい。また、図１７（ｂ）に示すように、外形に曲線部を含むような形状の上部電極層４ａと、上部電極層４ａと対向する部分の形状が、上部電極層４ａの形状に対応するような形状となっている上部電極層４ｃとを配列してもよい。なお、図１７（ｃ）は図１７（ｂ）のＫ−Ｋ線矢視図である。特に、図１７（ａ）に示す構成とするときには、上部電極層４ａと上部電極層４ｃとが対向する辺の長さの総和を飛躍的に大きくすることができるので、通常高抵抗な材料から形成される下部電極層２ａ内を通る電流の経路の幅を従来構造のものよりも広くすることができる。その結果、寄生抵抗を小さくすることができ、Ｑ値が高く、電気特性が優れたコンデンサを提供することができる。なお、図１７において、一組の上部電極層２ａ，２ｃのみ示したが、実際には、上部電極層２ａ，２ｃが複数個交互に配置されている。

また、図１８に示すように、上部電極層４ａ，４ｃの形状は三角形状であっても良い。特に、最も長い辺同士を対向させるように配置すれば、上部電極層４ａ，４ｃが配置される領域の大きさに対して、対向する辺の長さの総和を大きくすることができる。なお、以下の図１９，図２０についても同様であるが、実際には、上部電極層４ａは不図示の上部電極層４ｂに電気的に接続されている。

また、図１９に示すように、１つずつ交互に配列された上部電極層４ａと上部電極層４ｃとのうち、一方の上部電極層（この例では上部電極層４ａ）に挟まれた他方の上部電極層（この例では上部電極層４ｃ）は、一方の上部電極層の対向する辺のそれぞれに対して対応する外郭形状を有するようにしてもよい。

また、例えば電極層４ａ，４ｃの形状は全て同一形状である必要はなく、図２０に示すように、対向する辺同士が全て相互に対応する形状を有していれば、様々な形状が混在していても良い。

ここで、対向する辺同士が相互に対応する形状である、とは、対向する辺同士の離間する距離が変わらずに配置されていればよく、必ずしも噛み合う形状や、対向する部分で角部を有していたり、曲線状になっていたりする必要はなく、図１８のように直線でもよい。このことから、図５〜図１４に示すような矩形状のものも、並行に配置されることにより、対向する辺同士が相互に対応する形状であると言える。

いずれの場合も隣接して配置される上部電極層４ａ，４ｃの、対向する辺の長さの総和が従来構造のものよりも長くなるので、寄生抵抗を従来の薄膜コンデンサよりも低減できるものとなる。

なお、コンデンサを構成する全ての上部電極層４ａ〜４ｄを、図１７〜図２０に示すような形状とする必要はなく、交互に複数配置されている上部電極層４ａ，４ｃ及び上部電極層４ｂ，４ｄのいずれか一組のみ図１７〜図２０に示すような形状とすればよい。

また、上部電極層４ａ，４ｃの対向する辺は、互いに対応する形状となっている部分の辺の長さの総和をＡとし、上部電極層４ａ，４ｃの外周辺上の２点間の距離の最大値をＢとしたとき、Ａ／（２Ｂ）＞１を満たすことが望ましい。

ここで、上部電極層４ａ，４ｃの対向する辺が、Ａ／（２Ｂ）＞１を満たす構成となっていることによる効果を、図２に示す従来の薄膜コンデンサの場合と比較しつつ詳細に検討する。

図２において、上部電極層４Ａおよび上部電極層４Ｂの対向する辺において、互いに対応する形状となっている部分の辺の長さの総和をＡとし、上部電極層４Ａ，４Ｂの外周辺上の２点間の距離の最大値をＢとする。ここで、Ｂは上部電極層４Ａ，４Ｂが配置された矩形状の領域の対角線の長さと等しくなり、市場ニーズ等によって決定される部品のサイズ等で規定される。従来の構成においては、Ｂは下式のように表される。

Ｂ＝［（Ａ／２）^２＋｛Ｇ＋２（Ｓ／Ａ）｝^２］^{（１／２）}
ここでＧは対向して配置された上部電極層４Ａ，４Ｂの対向する辺同士の距離、Ｓは容量形成部の面積である。

図４に示すように、対向する辺の長さＡ／２を限りなく大きく、Ｇを限りなく小さくすることにより下部電極２による寄生抵抗は原理的に最小にすることができる。このときＢは限りなくＡ／２に近い長さとなる。

しかしながら、Ｂは対向する辺を一辺に持つ三角形の斜辺に相当するため、原理的に、下式が成り立つ。

Ａ／（２Ｂ）＜１
これに対して、本発明の図５〜図１４，図１７〜図２０に示すようなコンデンサによれば、上部電極層４ａ，４ｂが配置される領域の大きさは図２に示す例と同程度であっても、対応する辺の数を増やす（例えば、図５〜図１４参照）ことで、容易にＡ／（２Ｂ）＞１とすることができる。なお、上部電極層２ａ，２ｃが複数個交互に配置されているときに、前述のＡは、上部電極層４ａ，４ｃが互いに対応する形状となっている部分の辺の長さの総和であり、Ｂは、電極層４ａ，４ｃが配置される領域の対角線の長さと等価となっている。例えば、図５の上部電極層４ａ，４ｃが形成された領域に着目すると、同じ大きさの領域，即ち同じＢであるのに対して、Ａは、図２に示す例に比べて６倍とすることができる。このように、従来の構成では実現不可能であったレベルまで、飛躍的に寄生抵抗を低減することができるものとなる。さらに、図１７（ａ）に示すように、対応する辺同士の形状を、例えば、櫛歯数を多くしたり、櫛歯状に噛み合う部分の長さを長くしたりすることで、容易にＡ／（２Ｂ）＞１とすることができる。具体的には、図５のように単純に直線的に対向している場合に比べて、櫛歯状に噛み合う部分の長さ×（櫛歯数−１）×２だけ対向する辺の長さを増やすことができる。このため、さらに飛躍的に寄生抵抗を低減することができるものとなる。

次に、図５に示す本発明におけるコンデンサを例にとり、本発明のコンデンサの製造方法の一例について説明する。

まず、基体１上に厚さ０．１〜１０μｍの白金膜をスパッタリング法を用いて成膜する。

次に、白金膜２ｉ上にレジストを塗布し、フォトリソグラフィによりパターニングを行った後、これをマスクに用いてエッチングを行ない、白金膜をパターニングして下部電極層２ａ，２ｂとし、レジストを除去する。

次に、その上に誘電体層３としてのチタン酸バリウムストロンチウム膜、さらにその上に厚さ０．１〜１０μｍの金膜を成膜する。

次に、金膜上にレジストを塗布し、フォトリソグラフィによりパターニングを行い、これをマスクに用いて金膜をエッチングし上部電極層４ａ〜４ｄとし、レジストを除去する。

なお、下部電極層２と上部電極層４とにそれぞれ白金と金とを用いていた例で説明したが、他の金属や酸化物導電体、またはそれらの多層膜を用いても良い。

次に本発明のコンデンサの実施例について図面を参照しつつ説明する。具体的には、アンソフト社の電磁界シミュレータであるＨＦＦＳ（Ｈｉｇｈ−ＦｒｅｑｕｅｎｃｙＳｔｒｕｃｔｕｒｅＳｉｍｕｌａｔｏｒ）を用いてシミュレーションを行い、本発明の構成のコンデンサと従来の構成の薄膜コンデンサとのＱ値を比べた。

シミュレーションに用いたモデルの図を参照しながら説明する。

（比較例：モデル１）
図１３は、シミュレーションに用いた従来の構成の薄膜コンデンサのモデルであるモデル１を示す図であり、（ａ），（ｂ）はそれぞれ、その上部平面図とＨ−Ｈ線矢視断面図である。図１３に示す薄膜コンデンサのモデル１では、基体１上に厚さ０．１μｍの下部電極２ａ及び下部電極２ｂ、これらの下部電極を覆う厚さ０．１μｍの誘電体層３、厚さ１．２μｍの上部電極層４Ａ，４Ｂ，４Ｃが順次積層されて構成される４個の容量形成部（８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄ）が下部電極２ａ，２ｂ、上部電極層４Ｂを共有することで直列に接続された構成とした。なお、電極層４Ａ，４Ｃはそれぞれ容量形成部の外側まで延びて形成されており、それぞれの容量形成部の外側における領域に端子電極７ａ，７ｂを設けた。

ここで基体１にはサファイアの物性値を用いた。下部電極層２ａ，２ｂにはＰｔの物性値を用いた。誘電体層３の物性値は、比誘電率３３０，Ｑ値を２００と設定した。また、上部電極層４Ａ〜４Ｃ及び端子電極７ａ、７ｂは理想導体とした。また容量形成部８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄの上面の面積はそれぞれ５６８４μｍ^２とした。このモデル１において、ＲＦ信号は端子電極７ａの上面から入力され、端子電極７ｂの上面から出力される。

（実施例：モデル２）
次に、図１４は、シミュレーションに用いた本発明のコンデンサのモデルであるモデル２を示す図であり、（ａ），（ｂ）はそれぞれ、その上部平面図とＩ−Ｉ線矢視断面図である。モデル２は、上部電極層４ａ〜４ｄの配置を図７に示すような構成とした点以外はモデル１と同様の条件とした。以下、変更点のみを説明する。

モデル２では、上部電極層４ａ，４ｂの組み合わせと上部電極層４ｃ，４ｄの組み合わせとが交互に配列されており、かつ上部電極層４ｃ，４ｄはそれぞれ容量形成部の外側まで延びて形成されている。上部電極層４ｃ，４ｄそれぞれの容量形成部の外側において、その上面に端子電極７ａ、７ｂを設けた。ＲＦ信号は端子電極７ａの上面から入力され、端子電極７ｂの上面から出力される。また、誘電体層３を挟んで下部電極層２ａと上部電極層４ａとで形成される容量形成部の面積の和，誘電体層３を挟んで下部電極層２ａと上部電極層４ｃとで形成される容量形成部の面積の和，誘電体層３を挟んで下部電極層２ｂと上部電極層４ｂとで形成される容量形成部の面積の和，及び誘電体層３を挟んで下部電極層２ｂと上部電極層４ｄとで形成される容量形成部の面積の和は、それぞれ５６８４μｍ^２とした。このため、モデル２の容量形成部で形成される容量の合計は、モデル１と等しくなっている。

本実施例においては、モデル１が従来構造の薄膜コンデンサに相当し、モデル２が本発明のコンデンサに相当する。また本実施例において、上部電極層４の各電極層の対向した辺同士の距離は５μｍとした。

（実施例と比較例との比較）
上記２種類のモデルにおいて入力するＲＦ信号の周波数が５００ＭＨｚ〜４ＧＨｚにおけるＱ値をシミュレーションした。

このようにしてシミュレーションを行った結果を図１５に示す。図１５において、横軸はＲＦ信号の周波数の値（単位：Ｈｚ）を、縦軸はＱ値（単位：なし）を表している。本発明のコンデンサをモデル化したモデル２のＱ値は、従来のコンデンサをモデル化したモデル１のＱ値よりも全ての周波数領域において大きくなり、従来に比べ損失の少ないコンデンサであることが実証された。

容量形成部面積はモデル１とモデル２において同一であるので、本発明のコンデンサによれば、コンデンサを大型化することなく、Ｑ値を大幅に改善することができることが確認された。

次に、本明細書に定義されている、Ａ，Ｂ及びＡ／（２Ｂ）の大きさと、コンデンサのＱ値，寄生抵抗値の大きさと、の関係について検討する。

（比較例２：モデル３）
以下、モデル１と異なる点のみについて説明する。モデル１と同様の構成で、容量形成部を６個直列接続するようにし、下部電極層の厚さを０．１μ，誘電体層の厚さを０．１μｍ，上部電極層の厚さを１．２μｍ，誘電体層の比誘電率を３３０，Ｑ値を２００，容量形成部の上面の面積をそれぞれ４５００μｍ^２とした。

（実施例２：モデル４）
次に、図２１（ａ）は、シミュレーションに用いた本発明のコンデンサのモデルであるモデル４を示す平面図である。図の縦方向に、２組の上部電極層４ａ，４ｃをそれぞれ交互に配置し、２組の上部電極層４ｂ，４ｄを交互に配置している。さらに、基板１上に３つの下部電極層２ａ，２ｂ，２ｃを設け、この下部電極層２ａ，２ｂ，２ｃの配列方向に沿って、１個目と２個目との両方の下部電極層２ａ，２ｂに対向するように設けた上部電極層４（上部電極層４ａ，４ｂを電気的に接続したもの）と、２個目と３個目との両方の下部電極層２ｂ，２ｃに対向するように設けた上部電極層４（上部電極層４ｃ，４ｄを電気的に接続したもの）と、を平面視で千鳥状に配置した構成となっている。

また、図の左端に配置された上部電極層４ｃと、図の右端に配置された上部電極層４ａは、それぞれ容量形成部の外側まで延びて形成されている。上部電極層４ｃ，４ａそれぞれの容量形成部の外側において、その上面に端子電極７ａ、７ｂを設けた。ＲＦ信号は端子電極７ａの上面から入力され、端子電極７ｂの上面から出力される。その他の点についてはモデル３と同様とした。

また、誘電体層３を挟んで下部電極層２ａと上部電極層４ａとで形成される容量形成部の面積の和，誘電体層３を挟んで下部電極層２ａと上部電極層４ｃとで形成される容量形成部の面積の和，誘電体層３を挟んで下部電極層２ｂと上部電極層４ｂとで形成される容量形成部の面積の和，誘電体層３を挟んで下部電極層２ｂと上部電極層４ｄとで形成される容量形成部の面積の和，誘電体層３を挟んで下部電極層２ｃと上部電極層４ａとで形成される容量形成部の面積の和，誘電体層３を挟んで下部電極層２ｃと上部電極層４ｃとで形成される容量形成部の面積の和は、それぞれ４５００μｍ^２とした。このため、モデル４の容量形成部で形成される容量の合計は、モデル３と等しくなっている。

（実施例３：モデル５）
次に、図２１（ｂ）は、シミュレーションに用いた本発明のコンデンサのモデルであるモデル５を示す平面図である。図の縦方向に、４組の上部電極層４ａ，４ｃをそれぞれ交互に配置し、４組の上部電極層４ｂ，４ｄを交互に配置した点以外は、モデル４と同様とした。

また、モデル５の容量形成部で形成される容量の合計は、モデル３，４と等しくした。

各上部電極層の間の距離を２μｍとすると、モデル３において容量形成部８ａ，８ｂに、モデル４，モデル５において、上部電極層４ｂ，４ｄに、それぞれ着目すると、Ａ，Ｂ及びＡ／（２Ｂ）の大きさは表１のようになる。

表１に示す通り、従来の構造である比較例２の薄膜コンデンサにおいては、Ａ／（２Ｂ）の値は１未満となり、本発明のコンデンサである実施例２，３においては、Ａ／（２Ｂ）の値は１以上となり、上部電極層の数を増やし、対向する辺の数を増やすにつれてその値は大きくなった。また、モデル３〜５で、Ｂの値がほぼ一定であることから、上部電極層の数を増やしても、コンデンサのサイズはほぼ一定となっていることを確認した。

本実施例においては、１ＧＨｚにおけるＱ値をシミュレーションした。

このようにしてシミュレーションを行った結果を図２２に示す。図２２において横軸はＡ／（２Ｂ）の値を、縦軸は、左側がＱ値，右側が寄生抵抗（単位：Ω）を表している。図２２から、Ａ／（２Ｂ）の増大に伴い、１ＧＨｚにおける寄生抵抗が大きく低減していることが明らかとなった。特にＡ／（２Ｂ）が１付近においては寄生抵抗の低減の度合いが大きく、本発明による効果が実証された。また、寄生抵抗の低減と共に、Ｑ値も大幅に改善していることも分かった。Ｑ値においてもＡ／（２Ｂ）が１付近における改善の度合いが大きく、本発明による効果が実証されるものであった。

モデル３〜５で容量形成部の面積は一定としたため、本発明のコンデンサによれば、コンデンサを大型化することなく、寄生抵抗を大幅に低減し、Ｑ値を大幅に改善することができることが確認された。

なお、以上はあくまで本発明の実施の形態の例示であって、本発明はこれらに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更や改良を加えることは何ら差し支えない。

従来の薄膜コンデンサの例を示す要部断面図である。図１の平面図である。（ａ），（ｂ）はそれぞれ、図１，図２に示す従来の薄膜コンデンサを繰り返し配置した例を説明する平面図及び図３（ａ）のＪ−Ｊ線矢視断面図である。図１，図２に示す従来の薄膜コンデンサの変形例を説明する模式的な平面図である。（ａ）〜（ｃ）はそれぞれ、本発明のコンデンサの第１の実施形態の一例を示す、要部平面図，Ａ−Ａ線矢視断面図，Ｂ−Ｂ線矢視断面図である。図５に示すコンデンサの変形例を示す平面図である。図５に示すコンデンサの変形例を示す平面図である。図５に示すコンデンサの変形例を示す平面図である。（ａ）〜（ｃ）はそれぞれ、図５に示すコンデンサの変形例を示す平面図，Ｃ−Ｃ線矢視断面図，Ｄ−Ｄ線矢視断面図である。図５に示すコンデンサの変形例を示す平面図である。（ａ），（ｂ）はそれぞれ、図５に示すコンデンサを外部と接続するための構成の一例を示す平面図及び図１１（ａ）のＥ−Ｅ線矢視断面図である。（ａ）〜（ｃ）はそれぞれ、図５に示すコンデンサを外部と接続するための構成の他の例を示す、平面図，図１２（ａ）のＦ−Ｆ線矢視断面図，図１２（ａ）のＧ−Ｇ線矢視断面図である。シミュレーションに用いた従来の構成の薄膜コンデンサのモデルであるモデル１を示す図であり、（ａ），（ｂ）はそれぞれ、その上部平面図とＨ−Ｈ線矢視断面図である。シミュレーションに用いた本発明のコンデンサのモデルであるモデル２を示す図であり、（ａ），（ｂ）はそれぞれ、その上部平面図とＩ−Ｉ線矢視断面図である。図１３，図１４に示すコンデンサの、入力信号の周波数に対するＱ値のシミュレーションの結果を示す線図である。図５のコンデンサの等価回路図である。（ａ），（ｂ）はそれぞれ、図５〜図１２のコンデンサの変形例を示す要部平面図であり、（ｃ）は図１７（ｂ）のＫ−Ｋ線矢視断面図である。図５〜図１２のコンデンサの変形例を示す要部平面図である。図５〜図１２のコンデンサの変形例を示す要部平面図である。図５〜図１２のコンデンサの変形例を示す要部平面図である。（ａ），（ｂ）はそれぞれ、シミュレーションに用いた本発明のコンデンサのモデルであるモデル４，５を示す上部平面図である。本発明のコンデンサの実施例における各モデルのＡ／（２Ｂ）の値に対するＱ値及び寄生抵抗値のシミュレーション結果を示す線図である。

符号の説明

１：基体
２：下部電極層
２ａ：第１下部電極層
２ｂ：第２下部電極層
３：誘電体層
４：上部電極層
４ａ：第１上部電極層
４ｂ：第２上部電極層
４ｃ：第３上部電極層
４ｄ：第４上部電極層

Claims

基体と、
前記基体の上面に形成された第１下部電極層と、
前記基体の上面に、前記第１下部電極層と分離して形成された第２下部電極層と、
前記第１下部電極層と前記第２下部電極層とを覆って形成された誘電体層と、
前記誘電体層を挟んで前記第１下部電極層と対向するように設けられた第１上部電極層と、
前記誘電体層を挟んで前記第２下部電極層と対向するように設けられ、前記第１上部電極層と電気的に接続された第２上部電極層と、
前記誘電体層を挟んで前記第１下部電極層と対向するように設けられ、前記第１上部電極層と分離して形成された第３上部電極層と、
前記誘電体層を挟んで前記第２下部電極層と対向するように設けられ、前記第２上部電極層と分離して形成された第４上部電極層と、を含むコンデンサであって、
前記第１上部電極層及び前記第２上部電極層の組み合わせと、前記第３上部電極層及び前記第４上部電極層の組み合わせと、の少なくとも一方は複数個あり、
前記第１上部電極層と前記第３上部電極層とが１つずつ交互に配列されており、
前記第２上部電極層と前記第４上部電極層とが１つずつ交互に配列されており、
前記第１上部電極層及び前記第２上部電極層を構成する材料は、前記第１下部電極層及び前記第２下部電極層に比べて電気抵抗率が小さく、
前記第１上部電極層は、前記第３上部電極層よりも多く、
前記第１上部電極層のうち前記第１上部電極層及び前記第３上部電極層の配列方向の両外側に位置するものは、配列方向における幅が第３上部電極層の幅の半分であり、
前記第２上部電極層は、前記第４上部電極層よりも多く、
前記第２上部電極層のうち前記第２上部電極層及び前記第４上部電極層の配列方向の両外側に位置するものは、配列方向における幅が第４上部電極層の幅の半分であるコンデンサ。
前記誘電体層が、前記第１下部電極層と前記第２下部電極層とで共通となっている請求項１に記載のコンデンサ。
前記第１下部電極層と前記第２下部電極層とが、前記第１上部電極層と前記第３上部電極層との配列方向と直交する方向に隣接して配置されており、
前記第２上部電極層と前記第４上部電極層とが、前記第１上部電極層と前記第３上部電極層との配列方向と平行に配列されており、
前記第１上部電極層と前記第２上部電極層とが共通となっている請求項２に記載のコンデンサ。
前記第１上部電極層及び前記第３上部電極層は、配列方向における幅が、配列方向に垂直な方向における幅に比べ狭く、
前記第２上部電極層及び前記第４上部電極層は、配列方向における幅が、配列方向に垂直な方向における幅に比べ狭い、請求項１〜３のいずれかに記載のコンデンサ。
前記第１下部電極層及び前記第２下部電極層はＰｔから成り、
前記第１上部電極層及び前記第２上部電極層はＡｕから成る請求項４に記載のコンデンサ。
前記誘電体層は、少なくともＢａ，Ｓｒ，Ｔｉを含有するペロブスカイト型酸化物結晶体から成る請求項１〜５のいずれかに記載のコンデンサ。
前記第１上部電極層及び前記第３上部電極層は、少なくとも１つの対向した辺同士が相互に噛み合う形状を有する、請求項１〜６のいずれかに記載のコンデンサ。
前記第２上部電極層及び前記第４上部電極層は、少なくとも１つの対向した辺同士が相互に噛み合う形状を有する、請求項１〜７のいずれかに記載のコンデンサ。
１つずつ交互に配列された前記第１上部電極層と前記第３上部電極層とのうち、一方の上部電極層に挟まれた他方の上部電極層の少なくとも１つは、前記一方の上部電極層の対向する辺のそれぞれに対して対応する外郭形状を有する、請求項１〜８のいずれかに記載のコンデンサ。
１つずつ交互に配列された前記第２上部電極層と前記第４上部電極層とのうち、一方の上部電極層に挟まれた他方の上部電極層の少なくとも１つは、一方の上部電極層の対向する辺のそれぞれに対して対応する外郭形状を有する、請求項１〜９のいずれかに記載のコンデンサ。
前記第１上部電極層及び第３上部電極層の前記対向する辺は、互いに対応する形状となっている部分の長さの総和をＡとし、前記第１上部電極層及び前記第３上部電極層の外周辺上の２点間の距離の最大値をＢとしたとき、Ａ／（２Ｂ）＞１を満たす、請求項７または９に記載のコンデンサ。
前記第２上部電極層及び第４上部電極層の前記対向する辺は、互いに対応する形状となっている部分の長さの総和をＡとし、前記第２上部電極層及び前記第４上部電極層の外周辺上の２点間の距離の最大値をＢとしたとき、Ａ／（２Ｂ）＞１を満たす、請求項８または１０に記載のコンデンサ。
前記第１上部電極層及び前記第２上部電極層は、前記第１下部電極層及び前記第２下部電極層に比べてシート抵抗が小さい請求項１〜１２のいずれかに記載のコンデンサ。