JPH05258988A - 薄膜コンデンサ - Google Patents
薄膜コンデンサInfo
- Publication number
- JPH05258988A JPH05258988A JP4051291A JP5129192A JPH05258988A JP H05258988 A JPH05258988 A JP H05258988A JP 4051291 A JP4051291 A JP 4051291A JP 5129192 A JP5129192 A JP 5129192A JP H05258988 A JPH05258988 A JP H05258988A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- thin film
- dielectric
- pbmg
- film capacitor
- dielectric body
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Fixed Capacitors And Capacitor Manufacturing Machines (AREA)
- Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
- Inorganic Insulating Materials (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】本発明は小型電子回路に用いるコンデンサにお
いて大容量の薄膜コンデンサを提供することを目的とす
る。 【構成】誘電体２として比誘電率が約20000 のPbMg1/3N
b2/3O3-PbTiO3等の鉛系複合ペロブスカイト化合物を採
用し、この誘電体の膜厚が３μm以下の薄膜コンデンサ
を形成した。 【効果】その結果、単位面積当たりの容量が10μF/cm2
の薄膜コンデンサを実現した。
いて大容量の薄膜コンデンサを提供することを目的とす
る。 【構成】誘電体２として比誘電率が約20000 のPbMg1/3N
b2/3O3-PbTiO3等の鉛系複合ペロブスカイト化合物を採
用し、この誘電体の膜厚が３μm以下の薄膜コンデンサ
を形成した。 【効果】その結果、単位面積当たりの容量が10μF/cm2
の薄膜コンデンサを実現した。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は小型電子回路に用いる薄
膜コンデンサに関する。
膜コンデンサに関する。
【０００２】
【従来の技術】現在、民生用電気製品の小型化・薄型化
が各電機メーカーにより精力的に進められ、これに伴い
製品に内装される電子回路の小型化・薄型化が進んだ。
これは回路の集積化によるものであるが、集積回路で発
生するスイッチングノイズを除去するバイパスコンデン
サおよび電源回路のコンデンサには容量の大きなコンデ
ンサが必要である。このため、この大容量のコンデンサ
が小型化・薄型化の障害となっていた。
が各電機メーカーにより精力的に進められ、これに伴い
製品に内装される電子回路の小型化・薄型化が進んだ。
これは回路の集積化によるものであるが、集積回路で発
生するスイッチングノイズを除去するバイパスコンデン
サおよび電源回路のコンデンサには容量の大きなコンデ
ンサが必要である。このため、この大容量のコンデンサ
が小型化・薄型化の障害となっていた。
【０００３】コンデンサの小型化のためには誘電体の比
誘電率の増大および誘電体の薄膜化を図る必要がある。
セラミックコンデンサでは積層化および比誘電率の増大
により小型化・大容量化が進められ、さらに焼成温度の
低温化により電極材料を高価な白金・パラジウムから安
価な銀合金に置き換え、コストの低減を図ってきた。そ
の結果、特公昭６１−２８６１９記載のように鉛を主成
分とするPbMg1/3Nb2/3O3-PbTiO3やPbFe1/3Nb2/3O3-PbFe
2/3W1/3O3等の鉛系複合ペロブスカイト化合物を誘電体
とするチップ型コンデンサが製品化されている。しか
し、5μFの容量を得るのに厚さ1.6mm、幅1.6mm、長さ3.
2mmと、いまだにICチップと同レベルの大きさである。
また、セラミックは粉末の材料を固相反応させて形成す
るが、その粉末の粒径を均一に形成するには３μm前後
が限界であり、その粉末を数μmの一様な厚さにするこ
とも困難である。したがって、セラミック誘電体の薄膜
化にも限界がある。
誘電率の増大および誘電体の薄膜化を図る必要がある。
セラミックコンデンサでは積層化および比誘電率の増大
により小型化・大容量化が進められ、さらに焼成温度の
低温化により電極材料を高価な白金・パラジウムから安
価な銀合金に置き換え、コストの低減を図ってきた。そ
の結果、特公昭６１−２８６１９記載のように鉛を主成
分とするPbMg1/3Nb2/3O3-PbTiO3やPbFe1/3Nb2/3O3-PbFe
2/3W1/3O3等の鉛系複合ペロブスカイト化合物を誘電体
とするチップ型コンデンサが製品化されている。しか
し、5μFの容量を得るのに厚さ1.6mm、幅1.6mm、長さ3.
2mmと、いまだにICチップと同レベルの大きさである。
また、セラミックは粉末の材料を固相反応させて形成す
るが、その粉末の粒径を均一に形成するには３μm前後
が限界であり、その粉末を数μmの一様な厚さにするこ
とも困難である。したがって、セラミック誘電体の薄膜
化にも限界がある。
【０００４】一方、薄膜コンデンサの開発は当初SiO2、
Si3N4等の比誘電率が10以下と比較的小さい誘電体を用
いて進められ、DRAMのメモリセル用絶縁材料として実用
化された。しかし、薄膜コンデンサの小型化・大容量化
を進めるためには、比誘電率の大きな誘電体を開発する
必要がある。これまで、特開平３−８０５６２号公報に
記載されているようにBaTiO3、SrTiO3、PbTiO3、PbZrO3
およびこれらの固溶体であるBaXSr1-XTiO3、BaXPb1-XTi
O3、PbZrXTi1-XO3等の強誘電材料が開発されている。
Si3N4等の比誘電率が10以下と比較的小さい誘電体を用
いて進められ、DRAMのメモリセル用絶縁材料として実用
化された。しかし、薄膜コンデンサの小型化・大容量化
を進めるためには、比誘電率の大きな誘電体を開発する
必要がある。これまで、特開平３−８０５６２号公報に
記載されているようにBaTiO3、SrTiO3、PbTiO3、PbZrO3
およびこれらの固溶体であるBaXSr1-XTiO3、BaXPb1-XTi
O3、PbZrXTi1-XO3等の強誘電材料が開発されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術に示され
た誘電体は温度300Kにおける比誘電率が数１０００まで
の材料であり、薄膜コンデンサの大容量化には不十分で
ある。本発明の目的は更に大きな容量の薄膜コンデンサ
を提供することにある。
た誘電体は温度300Kにおける比誘電率が数１０００まで
の材料であり、薄膜コンデンサの大容量化には不十分で
ある。本発明の目的は更に大きな容量の薄膜コンデンサ
を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、セラミックコンデンサとして実績のあるひ比誘電率
が２００００の鉛系複合ペロブスカイト化合物を真空蒸
着やスパッタ蒸着等の物理蒸着法により形成し、コンデ
ンサを構成した。
に、セラミックコンデンサとして実績のあるひ比誘電率
が２００００の鉛系複合ペロブスカイト化合物を真空蒸
着やスパッタ蒸着等の物理蒸着法により形成し、コンデ
ンサを構成した。
【０００７】
【作用】比誘電率の大きな誘電体材料の採用および物理
蒸着法による膜厚３μm以下の薄膜誘電体の形成により
大容量のコンデンサを形成することができる。そのため
には、誘電体として融点の低い鉛系複合ペロブスカイト
化合物を用い、基板温度が４００℃から６００℃と誘電
体と電極材料との反応が生じない低い温度で多結晶ペロ
ブスカイト構造を実現できることが不可欠である。
蒸着法による膜厚３μm以下の薄膜誘電体の形成により
大容量のコンデンサを形成することができる。そのため
には、誘電体として融点の低い鉛系複合ペロブスカイト
化合物を用い、基板温度が４００℃から６００℃と誘電
体と電極材料との反応が生じない低い温度で多結晶ペロ
ブスカイト構造を実現できることが不可欠である。
【０００８】
【実施例】以下、本発明の実施例を図１により説明す
る。
る。
【０００９】ガラスコーティングしたアルミナ製セラミ
ック基板４の上に膜厚0.1μm、Pt製の下地電極３をスパ
ッタ法により形成した。その上に金属のPb、Nb、Tiおよ
び酸化物のMgOターゲットおよびArとＯとの混合イオン
のビーム源を備えたイオンビームスパッタ法により基板
温度５００℃の条件で、PbMg1/3Nb2/3O3-PbTiO3の結晶
の比がPbMg1/3Nb2/3O3:PbTiO3=9:1になるように各ビー
ム電流を調節し、膜厚１μmの誘電体２を形成し、最後
に膜厚0.1μm、Pt製の上部電極１をスパッタ法により形
成した。この薄膜コンデンサの容量を測定したところ、
単位面積当たりの容量は10μF/cm2であった。
ック基板４の上に膜厚0.1μm、Pt製の下地電極３をスパ
ッタ法により形成した。その上に金属のPb、Nb、Tiおよ
び酸化物のMgOターゲットおよびArとＯとの混合イオン
のビーム源を備えたイオンビームスパッタ法により基板
温度５００℃の条件で、PbMg1/3Nb2/3O3-PbTiO3の結晶
の比がPbMg1/3Nb2/3O3:PbTiO3=9:1になるように各ビー
ム電流を調節し、膜厚１μmの誘電体２を形成し、最後
に膜厚0.1μm、Pt製の上部電極１をスパッタ法により形
成した。この薄膜コンデンサの容量を測定したところ、
単位面積当たりの容量は10μF/cm2であった。
【００１０】本実施例によれば、誘電体にPbMg1/3Nb2/3
O3-PbTiO3を用い、この誘電体の膜厚を１μmにすること
により大容量の薄膜コンデンサを実現できる。
O3-PbTiO3を用い、この誘電体の膜厚を１μmにすること
により大容量の薄膜コンデンサを実現できる。
【００１１】ここで、基板温度が５００℃前後と低い温
度であるため、誘電体と電極材料との反応による誘電体
の組成のずれを抑えることができた。また、電極材料と
してはPt、Pd、Ag等の貴金属およびこれらの合金、Ta、
Ti等の高融点金属およびこれらの窒化物を用いることに
より上記のコンデンサと同様の特性を得ることができ
た。
度であるため、誘電体と電極材料との反応による誘電体
の組成のずれを抑えることができた。また、電極材料と
してはPt、Pd、Ag等の貴金属およびこれらの合金、Ta、
Ti等の高融点金属およびこれらの窒化物を用いることに
より上記のコンデンサと同様の特性を得ることができ
た。
【００１２】以上は誘電体の形成に複数のターゲットを
用いたイオンビームスパッタ法を用いた場合について述
べたが、ターゲットにPbMg1/3Nb2/3O3とPbTiO3との焼結
体を用い、これをイオンビームスパッタ法あるいは高周
波スパッタ法を用いた場合についても同様な結果が得ら
れた。
用いたイオンビームスパッタ法を用いた場合について述
べたが、ターゲットにPbMg1/3Nb2/3O3とPbTiO3との焼結
体を用い、これをイオンビームスパッタ法あるいは高周
波スパッタ法を用いた場合についても同様な結果が得ら
れた。
【００１３】
【発明の効果】本発明によれば比誘電率の大きい鉛系複
合ペロブスカイト化合物を誘電体に用い、この誘電体の
膜厚を３μm以下にすることにより大容量の薄膜コンデ
ンサを形成することができる。
合ペロブスカイト化合物を誘電体に用い、この誘電体の
膜厚を３μm以下にすることにより大容量の薄膜コンデ
ンサを形成することができる。
【図１】本発明の実施例の断面図である。
１…上部電極 ２…誘電体 ３…下部電極 ４…基板
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松本 邦夫 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地株式 会社日立製作所生産技術研究所内
Claims (2)
- 【請求項１】電子回路に用いるコンデンサにおいて、物
理蒸着法を用いて４００℃から６００℃の基板温度で形
成したPbMg1/3Nb2/3O3-PbTiO3を誘電体として用い、そ
の誘電体の厚さが３μm以下であることを特徴とする薄
膜コンデンサ。 - 【請求項２】請求項１記載の薄膜コンデンサにおいて、
鉛を主成分とするペロブスカイト化合物の強誘電体の
内、キュリー点が室温よりも低い誘電体、例えばPbMg1/
3Nb2/3O3、PbFe1/2Ta1/2O3、PbFe2/3W1/3O3、PbCo1/3Nb
2/3O3、PbMg1/3Ta2/3O3、PbNi1/3Nb2/3O3、PbCo1/3Ta2/
3O3、PbNi1/3Ta2/3O3等から選ばれた一つまたは二つ以
上の固溶体と、キュリー点が室温よりも高い誘電体、例
えば、PbZrO3、PbCo1/2W1/2O3、PbMg1/2W1/2O3、PbFe1/
2Ni1/2O3、PbZn1/3Nb2/3O3、PbMn2/3W1/3O3、PbTiO3等
から選ばれた一つまたは二つ以上の固溶体との二つの誘
電体の固溶体である複合ぺロブスカイト化合物を用いた
ことを特徴とする薄膜コンデンサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4051291A JPH05258988A (ja) | 1992-03-10 | 1992-03-10 | 薄膜コンデンサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4051291A JPH05258988A (ja) | 1992-03-10 | 1992-03-10 | 薄膜コンデンサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05258988A true JPH05258988A (ja) | 1993-10-08 |
Family
ID=12882824
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4051291A Pending JPH05258988A (ja) | 1992-03-10 | 1992-03-10 | 薄膜コンデンサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05258988A (ja) |
-
1992
- 1992-03-10 JP JP4051291A patent/JPH05258988A/ja active Pending
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5767564A (en) | Semiconductor device with a decoupling capacitor mounted thereon having a thermal expansion coefficient matched to the device | |
| EP0753887B1 (en) | Method of manufacturing capacitor included in semiconductor device | |
| US7349195B2 (en) | Thin film capacitor and method for manufacturing the same | |
| US5978207A (en) | Thin film capacitor | |
| US5160762A (en) | Method of manufacturing mono-layer capacitors | |
| JP2006523153A (ja) | 金属箔上におけるチタン酸バリウムストロンチウムを含む多層構造 | |
| EP0489519A2 (en) | Sol-gel processing of piezoelectric and ferroelectric films | |
| EP1793416B1 (en) | Capacitor and method for manufacturing the same | |
| JP3197782B2 (ja) | 半導体集積回路コンデンサおよびその電極構造 | |
| JP2006310744A (ja) | 薄膜キャパシタ及び半導体装置 | |
| US6340621B1 (en) | Thin film capacitor and method of manufacture | |
| CN1790569B (zh) | 电介质薄膜、薄膜电介质元件及其制造方法 | |
| US5006956A (en) | Dielectric ceramic composition | |
| KR100807518B1 (ko) | 온도 보상형 강유전성 커패시터 장치 및 그 제조 | |
| JPWO2003021615A1 (ja) | 薄膜容量素子用組成物、高誘電率絶縁膜、薄膜容量素子および薄膜積層コンデンサ | |
| JPH0687493B2 (ja) | 薄膜コンデンサ | |
| KR100298264B1 (ko) | 반도체장치및그제조방법 | |
| JPH0687491B2 (ja) | 薄膜コンデンサ | |
| JPH05258988A (ja) | 薄膜コンデンサ | |
| JPH0687490B2 (ja) | 薄膜コンデンサおよびその製造方法 | |
| JPH0644601B2 (ja) | 薄膜コンデンサおよびその製造方法 | |
| JP2006140136A (ja) | 誘電体薄膜、薄膜誘電体素子およびその製造方法 | |
| US5093757A (en) | Dielectric ceramic composition | |
| JP2000223347A (ja) | 受動セラミック素子 | |
| JPH0624222B2 (ja) | 薄膜コンデンサの製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Effective date: 20040113 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Year of fee payment: 4 Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080123 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090123 Year of fee payment: 5 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |