JPH09293629A - 薄膜コンデンサ - Google Patents
薄膜コンデンサInfo
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- JPH09293629A JPH09293629A JP10757696A JP10757696A JPH09293629A JP H09293629 A JPH09293629 A JP H09293629A JP 10757696 A JP10757696 A JP 10757696A JP 10757696 A JP10757696 A JP 10757696A JP H09293629 A JPH09293629 A JP H09293629A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 温度係数が小さく、容量が大きく、且つリー
ク電流密度が小さい薄膜コンデンサを提供する。 【解決手段】 １対の電極間に薄膜状の誘電体層を形成
してなる薄膜コンデンサにおいて、該誘電体層は、温度
係数が正である第１層と温度係数が負である第２層とを
備えてなり、該薄膜コンデンサの温度係数が−１００ｐ
ｐｍ／℃〜＋１００ｐｐｍ℃の範囲にあることを特徴と
する。この第１層としてはＳｉＯ2 、第２層としてはＢ
ａ1-x Ｓｒx ＴｉＯ3 （０≦ｘ≦１）などが好ましい。
ク電流密度が小さい薄膜コンデンサを提供する。 【解決手段】 １対の電極間に薄膜状の誘電体層を形成
してなる薄膜コンデンサにおいて、該誘電体層は、温度
係数が正である第１層と温度係数が負である第２層とを
備えてなり、該薄膜コンデンサの温度係数が−１００ｐ
ｐｍ／℃〜＋１００ｐｐｍ℃の範囲にあることを特徴と
する。この第１層としてはＳｉＯ2 、第２層としてはＢ
ａ1-x Ｓｒx ＴｉＯ3 （０≦ｘ≦１）などが好ましい。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は薄膜コンデンサに係
り、特に誘電率の温度係数が小さい薄膜コンデンサに関
する。
り、特に誘電率の温度係数が小さい薄膜コンデンサに関
する。
【０００２】
【従来の技術】薄膜は、一般に基板上に下部電極、誘電
体層及び上部電極を順次に漬層した構造、又は、下部電
極としての機能を有した半導体基板の上に誘電体層及び
上部電極を順次に漬層した構造となっている。
体層及び上部電極を順次に漬層した構造、又は、下部電
極としての機能を有した半導体基板の上に誘電体層及び
上部電極を順次に漬層した構造となっている。
【０００３】このような薄膜コンデンサにおいて、コン
デンサの容量を大きくするためには、誘電率の大きな材
料を用いるか、誘電体膜を薄くすればよい。一般に誘電
率の大きな材料は誘電率の温度変化が大きいことから、
このような材料を誘電体薄膜として用いた薄膜コンデン
サは、コンデンサ容量が温度変化によって大きく変動す
ることになる。そこで、温度係数が小さく且つ容量が大
きな薄膜コンデンサを得るために、温度係数の小さな材
料を誘電体薄膜として用い、且つ誘電体の膜厚を小さく
してその容量を向上させることが考えられる。
デンサの容量を大きくするためには、誘電率の大きな材
料を用いるか、誘電体膜を薄くすればよい。一般に誘電
率の大きな材料は誘電率の温度変化が大きいことから、
このような材料を誘電体薄膜として用いた薄膜コンデン
サは、コンデンサ容量が温度変化によって大きく変動す
ることになる。そこで、温度係数が小さく且つ容量が大
きな薄膜コンデンサを得るために、温度係数の小さな材
料を誘電体薄膜として用い、且つ誘電体の膜厚を小さく
してその容量を向上させることが考えられる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、誘電体
の膜厚を小さくした場合には、誘電体を熱処理する際に
下部電極の表面が荒れて凹凸が生じるので、耐電圧が低
下するという問題がある。以上のような理由により、温
度係数が小さい高容量の薄膜コンデンサは、実用化が難
しいとされていた。
の膜厚を小さくした場合には、誘電体を熱処理する際に
下部電極の表面が荒れて凹凸が生じるので、耐電圧が低
下するという問題がある。以上のような理由により、温
度係数が小さい高容量の薄膜コンデンサは、実用化が難
しいとされていた。
【０００５】本発明は、コンデンサ容量の温度依存性が
極めて小さい薄膜コンデンサを提供することを目的とす
る。また、本発明は、容量が大きく、かつ絶縁性の高い
薄膜コンデンサを提供することを目的とする。
極めて小さい薄膜コンデンサを提供することを目的とす
る。また、本発明は、容量が大きく、かつ絶縁性の高い
薄膜コンデンサを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の薄膜コンデンサ
は、１対の電極間に薄膜状の誘電体層を形成してなる薄
膜コンデンサにおいて、該誘電体層は、温度係数が正で
ある第１層と温度係数が負である第２層とを備えてな
り、該薄膜コンデンサの温度係数が−１００ｐｐｍ／℃
〜＋１００ｐｐｍ／℃の範囲にあることを特徴とするも
のである。
は、１対の電極間に薄膜状の誘電体層を形成してなる薄
膜コンデンサにおいて、該誘電体層は、温度係数が正で
ある第１層と温度係数が負である第２層とを備えてな
り、該薄膜コンデンサの温度係数が−１００ｐｐｍ／℃
〜＋１００ｐｐｍ／℃の範囲にあることを特徴とするも
のである。
【０００７】なお、以下において、温度係数は室温にお
ける温度係数を示す。
ける温度係数を示す。
【０００８】かかる本発明の薄膜コンデンサにあって
は、第１層と第２層の温度係数が逆であるため、薄膜コ
ンデンサの温度係数がきわめて小さなものとなる。
は、第１層と第２層の温度係数が逆であるため、薄膜コ
ンデンサの温度係数がきわめて小さなものとなる。
【０００９】この第１層としては、温度係数が１０〜３
００ｐｐｍ／℃のものが好適であり、第２層としては温
度係数が−４０００ｐｐｍ／℃〜０ｐｐｍ／℃のものが
好適である。本発明では、とりわけ、第１層がＳｉＯ
2 、ＭｇＯ・ＳｉＯ2 、ＢａＴｉ4 Ｏ9 、ＢａＴｉＯ3
又はＢａ2 Ｔｉ9 Ｏ20よりなり、第２層がＢＴｉ4 Ｏ9
であり、第２層がＢａ1-x Ｓｒx ＴｉＯ3 （０≦ｘ≦
１）又はＰｂ（Ｍｇ1-x Ｎｂx ）Ｏ3 （０≦ｘ≦１）で
あることが好ましい。
００ｐｐｍ／℃のものが好適であり、第２層としては温
度係数が−４０００ｐｐｍ／℃〜０ｐｐｍ／℃のものが
好適である。本発明では、とりわけ、第１層がＳｉＯ
2 、ＭｇＯ・ＳｉＯ2 、ＢａＴｉ4 Ｏ9 、ＢａＴｉＯ3
又はＢａ2 Ｔｉ9 Ｏ20よりなり、第２層がＢＴｉ4 Ｏ9
であり、第２層がＢａ1-x Ｓｒx ＴｉＯ3 （０≦ｘ≦
１）又はＰｂ（Ｍｇ1-x Ｎｂx ）Ｏ3 （０≦ｘ≦１）で
あることが好ましい。
【００１０】
【発明の実施の形態】本発明の薄膜コンデンサは、基板
上に下部電極、誘電体層及び上部電極を順次漬層した構
造のものであっても良く、下部電極を兼ねる半導体基板
の上に誘電体層及び上部電極を順次漬層した構造のもの
であっても良い。
上に下部電極、誘電体層及び上部電極を順次漬層した構
造のものであっても良く、下部電極を兼ねる半導体基板
の上に誘電体層及び上部電極を順次漬層した構造のもの
であっても良い。
【００１１】この誘電体層は、温度係数が正である第１
層と、温度係数が負である第２層とを備えており、これ
らの温度係数が正負逆になっているところから、薄膜コ
ンデンサの温度係数が−１００ｐｐｍ／℃〜＋１００ｐ
ｐｍ／℃の範囲の小さなものとなる。
層と、温度係数が負である第２層とを備えており、これ
らの温度係数が正負逆になっているところから、薄膜コ
ンデンサの温度係数が−１００ｐｐｍ／℃〜＋１００ｐ
ｐｍ／℃の範囲の小さなものとなる。
【００１２】この第１層は、温度係数が１０〜３００ｐ
ｐｍ／℃のＳｉＯ2 、ＳｉＮx 、ＴａＯ5 、２ＭｇＯ・
ＴｉＯ2 、ＭｇＴｉＯ3 、Ｌａ2 Ｔｉ2 Ｏ7 、２ＭｇＯ
・ＳｉＯ2 、ＭｇＯ・ＳｉＯ2 、ＢａＴｉ4 Ｏ9 やＢａ
2 Ｔｉ9 Ｏ20等のＢａＯ−ＴｉＯ2 系、（ＢａＳｒ）Ｏ
−Ｓｍ2 Ｏ3 −ＴｉＯ2 系、ＡＢＯ3 の化学構造で表さ
れるペロブスカイト形複合酸化物系（ＢａＴｉＯ3 ，Ｂ
ａ（ＭｇＮｂ）Ｏ3 ，Ｂａ（ＭｇＴａ）Ｏ3 ，Ｂａ（Ｚ
ｎＮｂ）Ｏ3 ，Ｂａ（ＺｎＴａ）Ｏ3 ，（ＣａＳｒＢ
ａ）ＺｒＯ3 ，ＰｂＴｉＯ3 ，ＰｂＺｒＯ3 ，Ｐｂ（Ｍ
ｇＮｂ）Ｏ3 ，Ｐｂ（ＺｎＮｂ）Ｏ3 ，Ｐｂ（ＭｎＷ）
Ｏ3 ，Ｐｂ（ＦｅＮｂ）Ｏ3 等）、またはこれらの混合
系が好適である。
ｐｍ／℃のＳｉＯ2 、ＳｉＮx 、ＴａＯ5 、２ＭｇＯ・
ＴｉＯ2 、ＭｇＴｉＯ3 、Ｌａ2 Ｔｉ2 Ｏ7 、２ＭｇＯ
・ＳｉＯ2 、ＭｇＯ・ＳｉＯ2 、ＢａＴｉ4 Ｏ9 やＢａ
2 Ｔｉ9 Ｏ20等のＢａＯ−ＴｉＯ2 系、（ＢａＳｒ）Ｏ
−Ｓｍ2 Ｏ3 −ＴｉＯ2 系、ＡＢＯ3 の化学構造で表さ
れるペロブスカイト形複合酸化物系（ＢａＴｉＯ3 ，Ｂ
ａ（ＭｇＮｂ）Ｏ3 ，Ｂａ（ＭｇＴａ）Ｏ3 ，Ｂａ（Ｚ
ｎＮｂ）Ｏ3 ，Ｂａ（ＺｎＴａ）Ｏ3 ，（ＣａＳｒＢ
ａ）ＺｒＯ3 ，ＰｂＴｉＯ3 ，ＰｂＺｒＯ3 ，Ｐｂ（Ｍ
ｇＮｂ）Ｏ3 ，Ｐｂ（ＺｎＮｂ）Ｏ3 ，Ｐｂ（ＭｎＷ）
Ｏ3 ，Ｐｂ（ＦｅＮｂ）Ｏ3 等）、またはこれらの混合
系が好適である。
【００１３】第２層は温度係数が−４０００ｐｐｍ／℃
〜０ｐｐｍ／℃のＢａ1-x Ｓｒx ＴｉＯ3 （０≦ｘ≦
１），（Ｂａ1-x Ｃｄx ）ＴｉＯ3 ，（Ｓｒ1-x Ｃａ
x ）ＴｉＯ3 ，Ｂａ（Ｍｇ1/2 Ｔｃ1/2 ）Ｏ3 ，Ｂａ
（Ｔｉ1-x Ｓｎx ）Ｏ3 ，Ｂａ（Ｔｉ1-x Ｈｆx ）Ｏ
3 ，（Ｓｒ1-x Ｐｂx ）ＴｉＯ3 ，（Ｓｒ1-x Ｐｂx ）
ＴｉＯ3 ，Ｂｉ2 Ｏ3 −ｎＴｉＯ3 ，（Ｂａ1-x Ｓｒ
x ）ＴｉＯ3 −Ｂｉ2 Ｏ3 −ｎＴｉＯ3 ，（Ｂａ1-x Ｐ
ｂx ）ＴｉＯ3 −Ｂｉ2 Ｏ3 −ｎＴｉＯ3 ，Ｐｂ（Ｍｇ
1-x Ｎｂx ）Ｏ3 ，Ｐｂ（Ｍｇ1-x Ｔａx ）Ｏ3 ，Ｐｂ
（Ｃｏ1-x Ｔａx ）Ｏ3 ，Ｐｂ（Ｆｅ1-x Ｔａx ）Ｏ
3 ，Ｐｂ（Ｃｏ1-x Ｎｂx ）Ｏ3 ，Ｐｂx Ｌａ1-x （Ｚ
ｒy Ｔｉ1-y ）1 1/4Ｏ3 等が好適である。
〜０ｐｐｍ／℃のＢａ1-x Ｓｒx ＴｉＯ3 （０≦ｘ≦
１），（Ｂａ1-x Ｃｄx ）ＴｉＯ3 ，（Ｓｒ1-x Ｃａ
x ）ＴｉＯ3 ，Ｂａ（Ｍｇ1/2 Ｔｃ1/2 ）Ｏ3 ，Ｂａ
（Ｔｉ1-x Ｓｎx ）Ｏ3 ，Ｂａ（Ｔｉ1-x Ｈｆx ）Ｏ
3 ，（Ｓｒ1-x Ｐｂx ）ＴｉＯ3 ，（Ｓｒ1-x Ｐｂx ）
ＴｉＯ3 ，Ｂｉ2 Ｏ3 −ｎＴｉＯ3 ，（Ｂａ1-x Ｓｒ
x ）ＴｉＯ3 −Ｂｉ2 Ｏ3 −ｎＴｉＯ3 ，（Ｂａ1-x Ｐ
ｂx ）ＴｉＯ3 −Ｂｉ2 Ｏ3 −ｎＴｉＯ3 ，Ｐｂ（Ｍｇ
1-x Ｎｂx ）Ｏ3 ，Ｐｂ（Ｍｇ1-x Ｔａx ）Ｏ3 ，Ｐｂ
（Ｃｏ1-x Ｔａx ）Ｏ3 ，Ｐｂ（Ｆｅ1-x Ｔａx ）Ｏ
3 ，Ｐｂ（Ｃｏ1-x Ｎｂx ）Ｏ3 ，Ｐｂx Ｌａ1-x （Ｚ
ｒy Ｔｉ1-y ）1 1/4Ｏ3 等が好適である。
【００１４】なかでも第１層がＳｉＯ2 、第２層がＢａ
1-x Ｓｒx ＴｉＯ3 （０≦ｘ≦１）の組み合せが最も良
い。ＳｉＯ2 とＢａ1-x Ｓｒx ＴｉＯ3 （０≦ｘ≦１）
との組み合わせの場合、Ｂａ1-x Ｓｒx ＴｉＯ3 （０≦
ｘ≦１）の結晶化のための熱処理の際に、ＳｉＯ2 層か
らＢａ1-x Ｓｒx ＴｉＯ3 （０≦ｘ≦１）中にＳｉ元素
が拡散し、これにより薄膜コンデンサの絶縁性が向上す
るようになる。
1-x Ｓｒx ＴｉＯ3 （０≦ｘ≦１）の組み合せが最も良
い。ＳｉＯ2 とＢａ1-x Ｓｒx ＴｉＯ3 （０≦ｘ≦１）
との組み合わせの場合、Ｂａ1-x Ｓｒx ＴｉＯ3 （０≦
ｘ≦１）の結晶化のための熱処理の際に、ＳｉＯ2 層か
らＢａ1-x Ｓｒx ＴｉＯ3 （０≦ｘ≦１）中にＳｉ元素
が拡散し、これにより薄膜コンデンサの絶縁性が向上す
るようになる。
【００１５】なお、第１層と第２層の膜厚を変えること
により、薄膜コンデンサの用途に合わせてキャパシタ容
量、絶縁性、耐電圧を調整できる。
により、薄膜コンデンサの用途に合わせてキャパシタ容
量、絶縁性、耐電圧を調整できる。
【００１６】この第１層の膜厚は、４０Å以上とりわけ
５０〜１００Åが好ましい。第２層の膜厚は５００Å以
上とりわけ１０００〜３０００Åが好ましい。
５０〜１００Åが好ましい。第２層の膜厚は５００Å以
上とりわけ１０００〜３０００Åが好ましい。
【００１７】本発明では、上記第１層、第２層のほかに
さらに別の誘電体よりなる第３層を有した３層構造ある
いはさらに多層の多層構造としても良いが、製造コスト
の点からして２層構造とするのが好ましい。
さらに別の誘電体よりなる第３層を有した３層構造ある
いはさらに多層の多層構造としても良いが、製造コスト
の点からして２層構造とするのが好ましい。
【００１８】誘電体層は、ゾルゲル法、スパッタリン
グ、ＣＶＤなど各種の成膜法により形成できるが、Ｂａ
1-x Ｓｒx ＴｉＯ3 層などの複合酸化物層を形成する場
合には、確実に目的組成の膜を安価に成膜できるゾルゲ
ル法が好適である。
グ、ＣＶＤなど各種の成膜法により形成できるが、Ｂａ
1-x Ｓｒx ＴｉＯ3 層などの複合酸化物層を形成する場
合には、確実に目的組成の膜を安価に成膜できるゾルゲ
ル法が好適である。
【００１９】Ｓｉ基板上に直にＳｉＯ2 層を形成する場
合には、ＳｉＯ2 層は、Ｓｉ基板の熱酸化によって容易
に形成できる。この際のＳｉ基板は、下部電極として機
能するため、比抵抗が０．１Ω・ｃｍ以下である低抵抗
Ｓｉが好ましい。
合には、ＳｉＯ2 層は、Ｓｉ基板の熱酸化によって容易
に形成できる。この際のＳｉ基板は、下部電極として機
能するため、比抵抗が０．１Ω・ｃｍ以下である低抵抗
Ｓｉが好ましい。
【００２０】ＳｉＯ2 層をゾルゲル法により形成するに
は、例えば、シリコンアルコキンドを有機溶剤中に溶解
し、この溶液をスピンコート法等により下部電極に（又
は低抵抗半導体基板上に直接に）塗付し、乾燥及び焼成
すれば良い。
は、例えば、シリコンアルコキンドを有機溶剤中に溶解
し、この溶液をスピンコート法等により下部電極に（又
は低抵抗半導体基板上に直接に）塗付し、乾燥及び焼成
すれば良い。
【００２１】Ｂａ1-x Ｓｒx ＴｉＯ3 層をゾルゲル法で
形成するには、例えば、カルボン酸バリウム、カルボン
酸ストロンチウム及びチタンアルコキシドを有機溶剤中
に混合してなるＢａ1-x Ｓｒx ＴｉＯ3 誘電体薄膜形成
用組成物をスピンコート法により塗布した後、乾燥さ
せ、この工程を所望の膜厚が得られるように繰り返し、
最後に４００〜６５０℃で焼成する。
形成するには、例えば、カルボン酸バリウム、カルボン
酸ストロンチウム及びチタンアルコキシドを有機溶剤中
に混合してなるＢａ1-x Ｓｒx ＴｉＯ3 誘電体薄膜形成
用組成物をスピンコート法により塗布した後、乾燥さ
せ、この工程を所望の膜厚が得られるように繰り返し、
最後に４００〜６５０℃で焼成する。
【００２２】この場合、ＳｉＯ2 層を先に形成し、その
上にＢａ1-x Ｓｒx ＴｉＯ3 層を形成するのが好まし
い。このようにＢａ1-x Ｓｒx ＴｉＯ3 層をＳｉＯ2 層
上に形成するようにした場合、Ｂａ1-x Ｓｒx ＴｉＯ3
の焼成時にＢａ1-x Ｓｒx ＴｉＯ3 中にＳｉＯ2 層から
Ｓｉ元素が拡散し、これにより薄膜コンデンサの絶縁性
が向上する。
上にＢａ1-x Ｓｒx ＴｉＯ3 層を形成するのが好まし
い。このようにＢａ1-x Ｓｒx ＴｉＯ3 層をＳｉＯ2 層
上に形成するようにした場合、Ｂａ1-x Ｓｒx ＴｉＯ3
の焼成時にＢａ1-x Ｓｒx ＴｉＯ3 中にＳｉＯ2 層から
Ｓｉ元素が拡散し、これにより薄膜コンデンサの絶縁性
が向上する。
【００２３】上部電極にはＡｕ又はＰｔが、基板状に形
成される下部電極にはＰｔ、Ｐｄ、Ｒｕ等公知のものを
用いることができる。電極は蒸着などにより容易に形成
できる。
成される下部電極にはＰｔ、Ｐｄ、Ｒｕ等公知のものを
用いることができる。電極は蒸着などにより容易に形成
できる。
【００２４】
【実施例】以下に実施例及び比較例を挙げて本発明をよ
り具体的に説明するが、本発明はその要旨を超えない限
り、以下の実施例に限定されるものではない。
り具体的に説明するが、本発明はその要旨を超えない限
り、以下の実施例に限定されるものではない。
【００２５】実施例１ 薄膜原料として２−エチルヘキサン酸バリウム、２−エ
チルヘキサン酸ストロンチウム及びチタンイソプロポキ
シドを用い、これらを組成比Ｂａ0.7 Ｓｒ0.3ＴｉＯ3
となるように、かつ、組成物の酸化物換算の合計濃度が
７重量％濃度となるように、酢酸イソアミルの有機溶剤
中に溶解させた。
チルヘキサン酸ストロンチウム及びチタンイソプロポキ
シドを用い、これらを組成比Ｂａ0.7 Ｓｒ0.3ＴｉＯ3
となるように、かつ、組成物の酸化物換算の合計濃度が
７重量％濃度となるように、酢酸イソアミルの有機溶剤
中に溶解させた。
【００２６】この溶液を１時間還流させることによって
十分に均一化させて、第２層薄膜形成用組成物を調製し
た。
十分に均一化させて、第２層薄膜形成用組成物を調製し
た。
【００２７】チタン白金基板上にシリコンテトラエトキ
シドの酢酸イソアミル溶液を塗布し、７００℃２０分で
熱処理を行い、厚さ１００ÅのＳｉＯ2 層を形成した。
このＳｉＯ2 層の上に上記第２層薄膜形成用組成物をス
ピンコート法により塗布し、４００℃で１０分間乾燥す
る塗布、乾燥工程を３回繰り返し、最後に６５０℃で１
時間焼成して、厚さ２０００ÅのＢａ0.7 Ｓｒ0.3 Ｔｉ
Ｏ3 薄膜（ＢＳＴ薄膜）を形成した。この薄膜に金で上
部電極を蒸着し、薄膜コンデンサを得た。この薄膜コン
デンサの容量、実効誘電率及びその温度係数並びに絶縁
抵抗を測定し、結果を表１に示した。
シドの酢酸イソアミル溶液を塗布し、７００℃２０分で
熱処理を行い、厚さ１００ÅのＳｉＯ2 層を形成した。
このＳｉＯ2 層の上に上記第２層薄膜形成用組成物をス
ピンコート法により塗布し、４００℃で１０分間乾燥す
る塗布、乾燥工程を３回繰り返し、最後に６５０℃で１
時間焼成して、厚さ２０００ÅのＢａ0.7 Ｓｒ0.3 Ｔｉ
Ｏ3 薄膜（ＢＳＴ薄膜）を形成した。この薄膜に金で上
部電極を蒸着し、薄膜コンデンサを得た。この薄膜コン
デンサの容量、実効誘電率及びその温度係数並びに絶縁
抵抗を測定し、結果を表１に示した。
【００２８】実施例２ 第１層にＭｇＯ・ＳｉＯ2 薄膜を用いたこと以外は実施
例１と同様にして薄膜コンデンサを作製した。ＭｇＯ・
ＳｉＯ2 薄膜形成剤は、２−エチルヘキサン酸マグネシ
ウム、シリコンテトラエトキシドを酸化物換算濃度が８
重量％濃度となるように有機溶剤中に溶解して作製し
た。このコンデンサの電気特性を表１に示す。
例１と同様にして薄膜コンデンサを作製した。ＭｇＯ・
ＳｉＯ2 薄膜形成剤は、２−エチルヘキサン酸マグネシ
ウム、シリコンテトラエトキシドを酸化物換算濃度が８
重量％濃度となるように有機溶剤中に溶解して作製し
た。このコンデンサの電気特性を表１に示す。
【００２９】実施例３ 第１層にＢａＴｉ4 Ｏ9 薄膜を用いたこと以外は実施例
１と同様にして薄膜コンデンサを作製した。ＢａＴｉ4
Ｏ9 薄膜形成剤は、２−エチルヘキサン酸バリウム、チ
タニウムイソプロポキシドを酸化物換算濃度が４重量％
濃度となるように有機溶剤中に溶解して作製した。この
コンデンサの電気特性を表１に示す。
１と同様にして薄膜コンデンサを作製した。ＢａＴｉ4
Ｏ9 薄膜形成剤は、２−エチルヘキサン酸バリウム、チ
タニウムイソプロポキシドを酸化物換算濃度が４重量％
濃度となるように有機溶剤中に溶解して作製した。この
コンデンサの電気特性を表１に示す。
【００３０】実施例４ 第２層にＰｂ（Ｍｇ1/3 Ｎｂ2/3 ）Ｏ3 薄膜を用いたこ
と以外は実施例１と同様にして薄膜コンデンサを作製し
た。Ｐｂ（Ｍｇ1/3 Ｎｂ2/3 ）Ｏ3 薄膜形成剤は、酢酸
鉛、酢酸マグネシウム、ニオブイソプロポキシドを酸化
物換算濃度が４重量％濃度となるように２−メトキシエ
タノールを含む有機溶剤中に溶解して作製した。このコ
ンデンサの電気特性を表１に示す。
と以外は実施例１と同様にして薄膜コンデンサを作製し
た。Ｐｂ（Ｍｇ1/3 Ｎｂ2/3 ）Ｏ3 薄膜形成剤は、酢酸
鉛、酢酸マグネシウム、ニオブイソプロポキシドを酸化
物換算濃度が４重量％濃度となるように２−メトキシエ
タノールを含む有機溶剤中に溶解して作製した。このコ
ンデンサの電気特性を表１に示す。
【００３１】実施例５ 第１層の膜厚を５０Åにしたこと以外は実施例１と同様
にして薄膜コンデンサを作製した。このコンデンサの電
気特性を表１に示す。
にして薄膜コンデンサを作製した。このコンデンサの電
気特性を表１に示す。
【００３２】実施例６ 下部電極として機能する比抵抗が０．０１Ω・ｃｍの低
抵抗シリコン基板を８００℃の電気炉で１０分熱処理し
約９０ÅのＳｉＯ2 層を形成し、この上に実施例１と同
様の（Ｂａ0.7 Ｓｒ0.3 ）ＴｉＯ3 薄膜形成剤液を塗布
し、４００℃で乾燥を行いこの工程を３回繰り返した
後、７００℃で１時間の熱処理を行い膜厚２０００Åの
ＢＳＴ誘電体薄膜を形成した。このように作製した誘電
体層の上にＡｕ蒸着にて上部電極を形成しコンデンサを
得た。このコンデンサの電気特性を表１に示す。
抵抗シリコン基板を８００℃の電気炉で１０分熱処理し
約９０ÅのＳｉＯ2 層を形成し、この上に実施例１と同
様の（Ｂａ0.7 Ｓｒ0.3 ）ＴｉＯ3 薄膜形成剤液を塗布
し、４００℃で乾燥を行いこの工程を３回繰り返した
後、７００℃で１時間の熱処理を行い膜厚２０００Åの
ＢＳＴ誘電体薄膜を形成した。このように作製した誘電
体層の上にＡｕ蒸着にて上部電極を形成しコンデンサを
得た。このコンデンサの電気特性を表１に示す。
【００３３】実施例７ 下部電極として機能する比抵抗が０．０１Ω・ｃｍの低
抵抗シリコン基板上に１０００ÅのＰｔ電極をスパッタ
リングにより形成し、その上に実施例１と同様にゾル−
ゲル法でＳｉＯ2 薄膜形成剤を塗布し、７００℃２０分
で熱処理を行い、その上に（Ｂａ0.7 Ｓｒ0.3 ）ＴｉＯ
3 薄膜形成剤液を塗布し、４００℃で乾燥を行いこの工
程を３回繰り返した後、６５０℃で１時間の熱処理を行
い２層の誘電体薄膜を形成した。熱処理後のＳｉＯ2 薄
膜の膜厚は１００Å、ＢａＳｒＴｉＯ3 薄膜の膜厚は２
０００Åであった。
抵抗シリコン基板上に１０００ÅのＰｔ電極をスパッタ
リングにより形成し、その上に実施例１と同様にゾル−
ゲル法でＳｉＯ2 薄膜形成剤を塗布し、７００℃２０分
で熱処理を行い、その上に（Ｂａ0.7 Ｓｒ0.3 ）ＴｉＯ
3 薄膜形成剤液を塗布し、４００℃で乾燥を行いこの工
程を３回繰り返した後、６５０℃で１時間の熱処理を行
い２層の誘電体薄膜を形成した。熱処理後のＳｉＯ2 薄
膜の膜厚は１００Å、ＢａＳｒＴｉＯ3 薄膜の膜厚は２
０００Åであった。
【００３４】このように作製した誘電体層の上にＰｔス
パッタリングにて上部電極を形成しコンデンサを得た。
パッタリングにて上部電極を形成しコンデンサを得た。
【００３５】このコンデンサの電気特性を表１に示す。
【００３６】実施例８ 第１層にＢａＴｉＯ3 薄膜を用いたこと以外は実施例１
と同様にして薄膜コンデンサを作製した。ＢａＴｉＯ3
薄膜形成剤は、２−エチルヘキサン酸バリウム、チタニ
ウムイソプロポキシドを酸化物換算濃度が４重量％濃度
となるように有機溶剤中に溶解して作製した。このコン
デンサの電気特性を表１に示す。
と同様にして薄膜コンデンサを作製した。ＢａＴｉＯ3
薄膜形成剤は、２−エチルヘキサン酸バリウム、チタニ
ウムイソプロポキシドを酸化物換算濃度が４重量％濃度
となるように有機溶剤中に溶解して作製した。このコン
デンサの電気特性を表１に示す。
【００３７】比較例１ 第１層の膜厚を約３０Åにしたこと以外は、実施例１と
同様にして薄膜コンデンサを作製した。このコンデンサ
の電気特性を表１に示す。
同様にして薄膜コンデンサを作製した。このコンデンサ
の電気特性を表１に示す。
【００３８】比較例２ 第１層の膜厚を約３０Åにしたこと以外は、実施例３と
同様に行って薄膜コンデンサを作製した。ＢａＴｉ4 Ｏ
9 薄膜形成剤は、２エチルヘキサン酸バリウム、チタニ
ウムイソプロポキシドを酸化物換算濃度が５重量％濃度
となるように有機溶剤中に溶解して作製した。このコン
デンサの電気特性を表１に示す。
同様に行って薄膜コンデンサを作製した。ＢａＴｉ4 Ｏ
9 薄膜形成剤は、２エチルヘキサン酸バリウム、チタニ
ウムイソプロポキシドを酸化物換算濃度が５重量％濃度
となるように有機溶剤中に溶解して作製した。このコン
デンサの電気特性を表１に示す。
【００３９】
【表１】
【００４０】表１、２より、本発明例の薄膜コンデンサ
は、いずれも誘電率が高く、温度係数がきわめて小さ
く、且つリーク電流密度が小さい。なお、比較例１，２
では、第１層の厚さが小さ過ぎ、薄膜コンデンサの温度
係数が５００ｐｐｍ／℃以上と本発明の範囲を外れたも
のとなっている。
は、いずれも誘電率が高く、温度係数がきわめて小さ
く、且つリーク電流密度が小さい。なお、比較例１，２
では、第１層の厚さが小さ過ぎ、薄膜コンデンサの温度
係数が５００ｐｐｍ／℃以上と本発明の範囲を外れたも
のとなっている。
【００４１】
【発明の効果】以上の通り、本発明によると、温度係数
がきわめて小さく、且つ高誘電率の薄膜コンデンサが提
供される。本発明によると、この薄膜コンデンサの耐電
圧を向上させることも可能である。
がきわめて小さく、且つ高誘電率の薄膜コンデンサが提
供される。本発明によると、この薄膜コンデンサの耐電
圧を向上させることも可能である。
Claims (3)
- 【請求項１】 １対の電極間に薄膜状の誘電体層を形成
してなる薄膜コンデンサにおいて、該誘電体層は、室温
において誘電率の温度係数が正である第１層と室温にお
いて誘電率の温度係数が負である第２層とを備えてな
り、該薄膜コンデンサの室温における誘電率の温度係数
が−１００ｐｐｍ／℃〜＋１００ｐｐｍ／℃の範囲にあ
ることを特徴とする薄膜コンデンサ。 - 【請求項２】 請求項１において、前記第１層の室温に
おける温度係数が１０〜３００ｐｐｍ／℃であり、前記
第２層の室温における温度係数が−４０００ｐｐｍ／℃
〜０ｐｐｍ／℃であることを特徴とする薄膜コンデン
サ。 - 【請求項３】 請求項２において、前記第１層がＳｉＯ
2 、ＭｇＯ・ＳｉＯ2 、ＢａＴｉ4 Ｏ9 、ＢａＴｉＯ3
又はＢａ2 Ｔｉ9 Ｏ20よりなり、第２層がＢａ1-x Ｓｒ
x ＴｉＯ3 （０≦ｘ≦１）又はＰｂ（Ｍｇ1-x Ｎｂx ）
Ｏ3 （０≦ｘ≦１）よりなる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 |
|---|---|---|---|
| JP10757696A JPH09293629A (ja) | 1996-04-26 | 1996-04-26 | 薄膜コンデンサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10757696A JPH09293629A (ja) | 1996-04-26 | 1996-04-26 | 薄膜コンデンサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09293629A true JPH09293629A (ja) | 1997-11-11 |
Family
ID=14462680
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10757696A Withdrawn JPH09293629A (ja) | 1996-04-26 | 1996-04-26 | 薄膜コンデンサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09293629A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1246232A2 (en) * | 2001-03-27 | 2002-10-02 | Alps Electric Co., Ltd. | Method for manufacturing thin film capacitor for performing temperature compensation of junction capacitance of semiconductor device |
| US7319081B2 (en) | 2003-02-27 | 2008-01-15 | Tdk Corporation | Thin film capacity element composition, high-permittivity insulation film, thin film capacity element, thin film multilayer capacitor, electronic circuit and electronic apparatus |
| US10575401B1 (en) | 2018-08-10 | 2020-02-25 | Taiwan Union Technology Corporation | Dielectric composite and uses thereof |
-
1996
- 1996-04-26 JP JP10757696A patent/JPH09293629A/ja not_active Withdrawn
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1246232A2 (en) * | 2001-03-27 | 2002-10-02 | Alps Electric Co., Ltd. | Method for manufacturing thin film capacitor for performing temperature compensation of junction capacitance of semiconductor device |
| EP1246232A3 (en) * | 2001-03-27 | 2006-06-07 | Alps Electric Co., Ltd. | Method for manufacturing thin film capacitor for performing temperature compensation of junction capacitance of semiconductor device |
| US7319081B2 (en) | 2003-02-27 | 2008-01-15 | Tdk Corporation | Thin film capacity element composition, high-permittivity insulation film, thin film capacity element, thin film multilayer capacitor, electronic circuit and electronic apparatus |
| US10575401B1 (en) | 2018-08-10 | 2020-02-25 | Taiwan Union Technology Corporation | Dielectric composite and uses thereof |
| TWI701685B (zh) * | 2018-08-10 | 2020-08-11 | 台燿科技股份有限公司 | 介電複合物及其應用 |
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