JPH10178153A - 薄膜コンデンサ - Google Patents
薄膜コンデンサInfo
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- JPH10178153A JPH10178153A JP9278613A JP27861397A JPH10178153A JP H10178153 A JPH10178153 A JP H10178153A JP 9278613 A JP9278613 A JP 9278613A JP 27861397 A JP27861397 A JP 27861397A JP H10178153 A JPH10178153 A JP H10178153A
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Landscapes
- Fixed Capacitors And Capacitor Manufacturing Machines (AREA)
- Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
- Semiconductor Memories (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】誘電体薄膜を結晶化させるための熱によって基
板や下地電極が受けるダメージを軽減した、品質に優れ
た薄膜コンデンサを提供する。 【解決手段】基板１１上に第１の電極１４、誘電体薄膜
１５及び第２の電極１６が形成された薄膜コンデンサで
あって、この誘電体薄膜１５の結晶構造がパイロクロア
型構造である。そして、このパイロクロア型構造の誘電
体薄膜としては、Ｐｂ2Ｎｂ2Ｏ7、Ｓｒ2Ｔａ2Ｏ7、Ｐｂ
3Ｎｂ2Ｏ8、Ｐｂ5Ｎｂ4Ｏ15又はＰｂ3Ｎｂ4Ｏ13が好ま
しい。
板や下地電極が受けるダメージを軽減した、品質に優れ
た薄膜コンデンサを提供する。 【解決手段】基板１１上に第１の電極１４、誘電体薄膜
１５及び第２の電極１６が形成された薄膜コンデンサで
あって、この誘電体薄膜１５の結晶構造がパイロクロア
型構造である。そして、このパイロクロア型構造の誘電
体薄膜としては、Ｐｂ2Ｎｂ2Ｏ7、Ｓｒ2Ｔａ2Ｏ7、Ｐｂ
3Ｎｂ2Ｏ8、Ｐｂ5Ｎｂ4Ｏ15又はＰｂ3Ｎｂ4Ｏ13が好ま
しい。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】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。
いる薄膜コンデンサに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、小型電子回路に用いる薄膜コンデ
ンサの誘電体材料としては、ＳｉＯ2、ＳｉＮｘといっ
た比誘電率が１０未満と小さいアモルファス材料が中心
であった。しかし近年、電子回路の小型化とともに薄膜
コンデンサの小型化が求められ、比誘電率が数１００以
上と大きい誘電体材料を用いる動きが活発になってき
た。その代表的なものがＳｒＴｉＯ3などのペロブスカ
イト型構造を有する酸化物誘電体である。
ンサの誘電体材料としては、ＳｉＯ2、ＳｉＮｘといっ
た比誘電率が１０未満と小さいアモルファス材料が中心
であった。しかし近年、電子回路の小型化とともに薄膜
コンデンサの小型化が求められ、比誘電率が数１００以
上と大きい誘電体材料を用いる動きが活発になってき
た。その代表的なものがＳｒＴｉＯ3などのペロブスカ
イト型構造を有する酸化物誘電体である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このペ
ロブスカイト型構造を有する酸化物誘電体の場合、基板
上にその本来持つべき高い比誘電率の薄膜を得るために
は、成膜中に基板を高温で加熱することや成膜後に高温
で熱処理することを必要とする。これは、これら誘電体
の高い比誘電率はペロブスカイト型の結晶構造に起因し
ており、薄膜を十分結晶化させるためには大きなエネル
ギーを外部から供給する必要があるためである。
ロブスカイト型構造を有する酸化物誘電体の場合、基板
上にその本来持つべき高い比誘電率の薄膜を得るために
は、成膜中に基板を高温で加熱することや成膜後に高温
で熱処理することを必要とする。これは、これら誘電体
の高い比誘電率はペロブスカイト型の結晶構造に起因し
ており、薄膜を十分結晶化させるためには大きなエネル
ギーを外部から供給する必要があるためである。
【０００４】例えば、ＳｒＴｉＯ3薄膜の場合、ペロブ
スカイト構造を得るためには、５００℃以上の基板加熱
又は熱処理が必要である。基板温度が５４０℃で比誘電
率２４０の薄膜が得られるのに対して、４３０℃で比誘
電率２１０、３８０℃で比誘電率１９０の薄膜しか得る
ことができない（学献社発行「エレクトロニク・セラミ
クス」1993年、p23-29）。
スカイト構造を得るためには、５００℃以上の基板加熱
又は熱処理が必要である。基板温度が５４０℃で比誘電
率２４０の薄膜が得られるのに対して、４３０℃で比誘
電率２１０、３８０℃で比誘電率１９０の薄膜しか得る
ことができない（学献社発行「エレクトロニク・セラミ
クス」1993年、p23-29）。
【０００５】ところが、成膜中の基板の高温加熱や成膜
後の誘電体薄膜の高温熱処理は、基板や下地となる電極
などに大きなダメージを与えるため、薄膜コンデンサの
機能を大きく低下させてしまうという問題点を有してい
た。
後の誘電体薄膜の高温熱処理は、基板や下地となる電極
などに大きなダメージを与えるため、薄膜コンデンサの
機能を大きく低下させてしまうという問題点を有してい
た。
【０００６】そこで、本発明の目的は、誘電体薄膜を結
晶化させるための熱によって基板や下地電極が受けるダ
メージを軽減した、品質に優れた薄膜コンデンサを提供
することにある。
晶化させるための熱によって基板や下地電極が受けるダ
メージを軽減した、品質に優れた薄膜コンデンサを提供
することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の薄膜コンデンサは、基板上に第１の電極、
誘電体薄膜及び第２の電極が形成された薄膜コンデンサ
であって、該誘電体薄膜の結晶構造がパイロクロア型構
造であることを特徴とする。
め、本発明の薄膜コンデンサは、基板上に第１の電極、
誘電体薄膜及び第２の電極が形成された薄膜コンデンサ
であって、該誘電体薄膜の結晶構造がパイロクロア型構
造であることを特徴とする。
【０００８】又、前記パイロクロア型構造の誘電体薄膜
は、構成元素として少なくともＰｂとＮｂを含むことを
特徴とする。
は、構成元素として少なくともＰｂとＮｂを含むことを
特徴とする。
【０００９】又、前記パイロクロア型構造の誘電体薄膜
は、一般式Ａ2Ｂ2Ｏ7（但し、ＡはＢａ，Ｃａ，Ｃｄ，
Ｓｎ，Ｓｒ，Ｐｂ，Ｌａ，Ｙ，Ｍｇから選ばれる少なく
とも１種類、ＢはＮｂ，Ｔａ，Ｓｂ，Ｔｉ，Ｓｎ，Ｚ
ｒ，Ｈｆから選ばれる少なくとも１種類）で表される酸
化物であることを特徴とする。
は、一般式Ａ2Ｂ2Ｏ7（但し、ＡはＢａ，Ｃａ，Ｃｄ，
Ｓｎ，Ｓｒ，Ｐｂ，Ｌａ，Ｙ，Ｍｇから選ばれる少なく
とも１種類、ＢはＮｂ，Ｔａ，Ｓｂ，Ｔｉ，Ｓｎ，Ｚ
ｒ，Ｈｆから選ばれる少なくとも１種類）で表される酸
化物であることを特徴とする。
【００１０】さらに、前記パイロクロア型構造の誘電体
薄膜は、Ｐｂ2Ｎｂ2Ｏ7、Ｓｒ2Ｔａ2Ｏ7、Ｐｂ3Ｎｂ2
Ｏ8、Ｐｂ5Ｎｂ4Ｏ15及びＰｂ3Ｎｂ4Ｏ13のうちいずれ
か１種を主成分とすることを特徴とする。
薄膜は、Ｐｂ2Ｎｂ2Ｏ7、Ｓｒ2Ｔａ2Ｏ7、Ｐｂ3Ｎｂ2
Ｏ8、Ｐｂ5Ｎｂ4Ｏ15及びＰｂ3Ｎｂ4Ｏ13のうちいずれ
か１種を主成分とすることを特徴とする。
【００１１】このように、誘電体薄膜として、パイロク
ロア型の結晶構造を有するものを用いることにより、従
来のＳｒＴｉＯ3などのペロブスカイト型構造のものと
比較してより低温で結晶化させることができ、又、１０
０以上の比誘電率を得ることができる。
ロア型の結晶構造を有するものを用いることにより、従
来のＳｒＴｉＯ3などのペロブスカイト型構造のものと
比較してより低温で結晶化させることができ、又、１０
０以上の比誘電率を得ることができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、本発明の薄膜コンデンサの
実施の形態を、実施例に基づき説明する。
実施の形態を、実施例に基づき説明する。
【００１３】（実施例１）まず、本発明の薄膜コンデン
サの製造に用いるＣＶＤ装置の概略を図１に基づいて説
明する。本ＣＶＤ装置は縦型のコールドウオール型の反
応容器１を有している。気化器２、３で気化された原料
がキャリアガスとともに混合器４に送られ、原料ガス供
給ノズル５より所定圧力、雰囲気にコントロールされた
反応容器１内の所定温度に加熱された基板６上に供給さ
れる。そして、原料ガスが反応して、その生成物が基板
６上に膜として堆積する。
サの製造に用いるＣＶＤ装置の概略を図１に基づいて説
明する。本ＣＶＤ装置は縦型のコールドウオール型の反
応容器１を有している。気化器２、３で気化された原料
がキャリアガスとともに混合器４に送られ、原料ガス供
給ノズル５より所定圧力、雰囲気にコントロールされた
反応容器１内の所定温度に加熱された基板６上に供給さ
れる。そして、原料ガスが反応して、その生成物が基板
６上に膜として堆積する。
【００１４】次に、本発明の薄膜コンデンサの製造方法
を、図２を参照して説明する。図２は、基板上に形成し
た薄膜コンデンサの断面図である。
を、図２を参照して説明する。図２は、基板上に形成し
た薄膜コンデンサの断面図である。
【００１５】まず、薄膜コンデンサを形成する基板とし
て、ｎ型のＳｉ（１００）基板１１に強制酸化膜のＳｉ
Ｏ2層１２を形成し、さらにその上にＴｉ層１３を形成
した基板を準備した。なお、Ｔｉ層１３は、その後形成
する第１の電極１４がＳｉ／ＳｉＯ2と反応するのを防
止するためである。その後、Ｔｉ層１３の上にＰｔをス
パッタして第１の電極１４を形成した。それぞれの厚み
は、ＳｉＯ2層１２が２０００オングストロームであ
り、Ｔｉ層１３が１０００オングストロームであり、第
１の電極１４が３０００オングストロームであった。
て、ｎ型のＳｉ（１００）基板１１に強制酸化膜のＳｉ
Ｏ2層１２を形成し、さらにその上にＴｉ層１３を形成
した基板を準備した。なお、Ｔｉ層１３は、その後形成
する第１の電極１４がＳｉ／ＳｉＯ2と反応するのを防
止するためである。その後、Ｔｉ層１３の上にＰｔをス
パッタして第１の電極１４を形成した。それぞれの厚み
は、ＳｉＯ2層１２が２０００オングストロームであ
り、Ｔｉ層１３が１０００オングストロームであり、第
１の電極１４が３０００オングストロームであった。
【００１６】次に、図１に示すＣＶＤ装置を用い、第１
の電極１４の上に、代表的なパイロクロア型化合物であ
るニオブ酸鉛（Ｐｂ2Ｎｂ2Ｏ7）からなる誘電体層１５
を、表１に示す条件で１時間成膜した。なお、基板温度
は３００℃及び４００℃の２条件とした。その後、得ら
れた誘電体層をＸ線回折で分析したところ、図３に示す
ような回折パターンを示し、基板温度４００℃で成膜し
た誘電体層はＰｂ2Ｎｂ2Ｏ7が生成されていることが確
認できた。
の電極１４の上に、代表的なパイロクロア型化合物であ
るニオブ酸鉛（Ｐｂ2Ｎｂ2Ｏ7）からなる誘電体層１５
を、表１に示す条件で１時間成膜した。なお、基板温度
は３００℃及び４００℃の２条件とした。その後、得ら
れた誘電体層をＸ線回折で分析したところ、図３に示す
ような回折パターンを示し、基板温度４００℃で成膜し
た誘電体層はＰｂ2Ｎｂ2Ｏ7が生成されていることが確
認できた。
【００１７】
【表１】
【００１８】その後、誘電体層１５の上にさらに第２の
電極１６としてＡｇを蒸着して薄膜コンデンサを完成さ
せた。
電極１６としてＡｇを蒸着して薄膜コンデンサを完成さ
せた。
【００１９】次に、基板温度４００℃で誘電体層を成膜
した薄膜コンデンサについて、周波数１ＭＨｚで静電容
量とｔａｎδを測定し、比誘電率εｒを求めた。又、１
ＶＤＣの電圧を印加して絶縁抵抗を測定し、抵抗率を求
めた。結果を表２に示す。
した薄膜コンデンサについて、周波数１ＭＨｚで静電容
量とｔａｎδを測定し、比誘電率εｒを求めた。又、１
ＶＤＣの電圧を印加して絶縁抵抗を測定し、抵抗率を求
めた。結果を表２に示す。
【００２０】
【表２】
【００２１】又、比誘電率εｒの周波数特性を、ＳｒＴ
ｉＯ3を誘電体とした薄膜コンデンサを比較例として求
めた。なお、比較例としてのＳｒＴｉＯ3薄膜コンデン
サは次のようにして得た。即ち、上記実施例と同様にし
て、ｎ型Ｓｉ（１００）上にＳｉＯ2層及びＴｉ層を形
成した基板上にスパッタ法でＰｔからなる第１の電極を
形成した後、ＣＶＤ法により基板温度５００℃でＳｒＴ
ｉＯ3膜を成膜した。そして、Ａｇを蒸着して薄膜コン
デンサを完成させた。以上の結果を図４及び図５に示
す。
ｉＯ3を誘電体とした薄膜コンデンサを比較例として求
めた。なお、比較例としてのＳｒＴｉＯ3薄膜コンデン
サは次のようにして得た。即ち、上記実施例と同様にし
て、ｎ型Ｓｉ（１００）上にＳｉＯ2層及びＴｉ層を形
成した基板上にスパッタ法でＰｔからなる第１の電極を
形成した後、ＣＶＤ法により基板温度５００℃でＳｒＴ
ｉＯ3膜を成膜した。そして、Ａｇを蒸着して薄膜コン
デンサを完成させた。以上の結果を図４及び図５に示
す。
【００２２】パイロクロア構造を有するＰｂ2Ｎｂ2Ｏ7
薄膜はＳｒＴｉＯ3薄膜よりも低温で結晶化できるた
め、表２に示すように、基板温度４００℃の成膜で比誘
電率が２３４と、従来ＳｒＴｉＯ3薄膜を５００℃で成
膜した場合と同等の比誘電率を得ることができる。即
ち、Ｐｂ2Ｎｂ2Ｏ7とＳｒＴｉＯ3を比較した場合、Ｐｂ
2Ｎｂ2Ｏ7を用いることにより、より低温の成膜条件で
高い比誘電率を有する誘電体薄膜を得ることが可能であ
る。さらに、図４と図５の比較に示すように、Ｐｂ2Ｎ
ｂ2Ｏ7薄膜を誘電体とするコンデンサは、１０００ＭＨ
ｚを超える高周波領域においてもＳｒＴｉＯ3と同等か
それ以上の比誘電率の安定性を有する。即ち、Ｐｂ2Ｎ
ｂ2Ｏ7薄膜を誘電体とする薄膜コンデンサは、高周波用
として非常に優れている。
薄膜はＳｒＴｉＯ3薄膜よりも低温で結晶化できるた
め、表２に示すように、基板温度４００℃の成膜で比誘
電率が２３４と、従来ＳｒＴｉＯ3薄膜を５００℃で成
膜した場合と同等の比誘電率を得ることができる。即
ち、Ｐｂ2Ｎｂ2Ｏ7とＳｒＴｉＯ3を比較した場合、Ｐｂ
2Ｎｂ2Ｏ7を用いることにより、より低温の成膜条件で
高い比誘電率を有する誘電体薄膜を得ることが可能であ
る。さらに、図４と図５の比較に示すように、Ｐｂ2Ｎ
ｂ2Ｏ7薄膜を誘電体とするコンデンサは、１０００ＭＨ
ｚを超える高周波領域においてもＳｒＴｉＯ3と同等か
それ以上の比誘電率の安定性を有する。即ち、Ｐｂ2Ｎ
ｂ2Ｏ7薄膜を誘電体とする薄膜コンデンサは、高周波用
として非常に優れている。
【００２３】（実施例２）まず、実施例１と同様にし
て、薄膜コンデンサを形成する基板として、ｎ型Ｓｉ
（１００）基板に強制酸化膜のＳｉＯ2層を形成し、そ
の上にＴｉ層を形成し、さらにその上にＰｔをスパッタ
して第１の電極を形成した基板を準備した。
て、薄膜コンデンサを形成する基板として、ｎ型Ｓｉ
（１００）基板に強制酸化膜のＳｉＯ2層を形成し、そ
の上にＴｉ層を形成し、さらにその上にＰｔをスパッタ
して第１の電極を形成した基板を準備した。
【００２４】次に、図１に示すＣＶＤ装置を用い、第１
の電極の上に、パイロクロア型化合物であるタンタル酸
ストロンチウム（Ｓｒ2Ｔａ2Ｏ7）からなる誘電体層
を、表３に示す条件で１時間成膜した。その後、得られ
た誘電体層をＸ線回折で分析したところ、Ｓｒ2Ｔａ2Ｏ
7の回折パターンが認められた。その後、誘電体層の上
にさらに第２の電極としてＡｇを蒸着して薄膜コンデン
サを完成させた。
の電極の上に、パイロクロア型化合物であるタンタル酸
ストロンチウム（Ｓｒ2Ｔａ2Ｏ7）からなる誘電体層
を、表３に示す条件で１時間成膜した。その後、得られ
た誘電体層をＸ線回折で分析したところ、Ｓｒ2Ｔａ2Ｏ
7の回折パターンが認められた。その後、誘電体層の上
にさらに第２の電極としてＡｇを蒸着して薄膜コンデン
サを完成させた。
【００２５】
【表３】
【００２６】次に、得られた薄膜コンデンサについて、
周波数１ＭＨｚで静電容量とｔａｎδを測定し、比誘電
率εｒを求めた。又、１ＶＤＣの電圧を印加して絶縁抵
抗を測定し、抵抗率を求めた。結果を表４に示す。
周波数１ＭＨｚで静電容量とｔａｎδを測定し、比誘電
率εｒを求めた。又、１ＶＤＣの電圧を印加して絶縁抵
抗を測定し、抵抗率を求めた。結果を表４に示す。
【００２７】
【表４】
【００２８】表４から明らかなように、Ｓｒ2Ｔａ2Ｏ7
薄膜を誘電体とする薄膜コンデンサは良好なコンデンサ
特性を示す。
薄膜を誘電体とする薄膜コンデンサは良好なコンデンサ
特性を示す。
【００２９】（実施例３）まず、実施例１と同様にし
て、薄膜コンデンサを形成する基板として、ｎ型Ｓｉ
（１００）基板に強制酸化膜のＳｉＯ2層を形成し、そ
の上にＴｉ層を形成し、さらにその上にＰｔをスパッタ
して第１の電極を形成した基板を準備した。
て、薄膜コンデンサを形成する基板として、ｎ型Ｓｉ
（１００）基板に強制酸化膜のＳｉＯ2層を形成し、そ
の上にＴｉ層を形成し、さらにその上にＰｔをスパッタ
して第１の電極を形成した基板を準備した。
【００３０】次に、図１に示すＣＶＤ装置を用い、第１
の電極の上に、パイロクロア型化合物であるニオブ酸鉛
（Ｐｂ3Ｎｂ4Ｏ13）からなる誘電体層を、表５に示す条
件で１時間成膜した。その後、得られた誘電体層をＸ線
回折で分析したところ、Ｐｂ3Ｎｂ4Ｏ13の回折パターン
が認められた。その後、誘電体層の上にさらに第２の電
極としてＡｇを蒸着して薄膜コンデンサを完成させた。
の電極の上に、パイロクロア型化合物であるニオブ酸鉛
（Ｐｂ3Ｎｂ4Ｏ13）からなる誘電体層を、表５に示す条
件で１時間成膜した。その後、得られた誘電体層をＸ線
回折で分析したところ、Ｐｂ3Ｎｂ4Ｏ13の回折パターン
が認められた。その後、誘電体層の上にさらに第２の電
極としてＡｇを蒸着して薄膜コンデンサを完成させた。
【００３１】
【表５】
【００３２】次に、得られた薄膜コンデンサについて、
周波数１ＭＨｚで静電容量とｔａｎδを測定し、比誘電
率εｒを求めた。又、１ＶＤＣの電圧を印加して絶縁抵
抗を測定し、抵抗率を求めた。結果を表６に示す。又、
比誘電率εｒの周波数特性を求めた。結果を図６示す。
周波数１ＭＨｚで静電容量とｔａｎδを測定し、比誘電
率εｒを求めた。又、１ＶＤＣの電圧を印加して絶縁抵
抗を測定し、抵抗率を求めた。結果を表６に示す。又、
比誘電率εｒの周波数特性を求めた。結果を図６示す。
【００３３】
【表６】
【００３４】表６及び図６から明らかなように、Ｐｂ3
Ｎｂ4Ｏ13薄膜を誘電体とする薄膜コンデンサは良好な
コンデンサ特性を示す。
Ｎｂ4Ｏ13薄膜を誘電体とする薄膜コンデンサは良好な
コンデンサ特性を示す。
【００３５】（実施例４）まず、実施例１と同様にし
て、薄膜コンデンサを形成する基板として、ｎ型Ｓｉ
（１００）基板に強制酸化膜のＳｉＯ2層を形成し、そ
の上にＴｉ層を形成し、さらにその上にＰｔをスパッタ
して第１の電極を形成した基板を準備した。
て、薄膜コンデンサを形成する基板として、ｎ型Ｓｉ
（１００）基板に強制酸化膜のＳｉＯ2層を形成し、そ
の上にＴｉ層を形成し、さらにその上にＰｔをスパッタ
して第１の電極を形成した基板を準備した。
【００３６】次に、図１に示すＣＶＤ装置を用い、第１
の電極の上に、パイロクロア型化合物であるニオブ酸鉛
（Ｐｂ3Ｎｂ2Ｏ8）からなる誘電体層を成膜した。その
後、誘電体層の上にさらに第２の電極としてＡｇを蒸着
して薄膜コンデンサを完成させた。
の電極の上に、パイロクロア型化合物であるニオブ酸鉛
（Ｐｂ3Ｎｂ2Ｏ8）からなる誘電体層を成膜した。その
後、誘電体層の上にさらに第２の電極としてＡｇを蒸着
して薄膜コンデンサを完成させた。
【００３７】次に、得られた薄膜コンデンサについて、
比誘電率εｒの周波数特性を求めた。結果を図７示す。
比誘電率εｒの周波数特性を求めた。結果を図７示す。
【００３８】図７から明らかなように、Ｐｂ3Ｎｂ2Ｏ8
薄膜を誘電体とする薄膜コンデンサは良好なコンデンサ
特性を示す。
薄膜を誘電体とする薄膜コンデンサは良好なコンデンサ
特性を示す。
【００３９】（実施例５）まず、実施例１と同様にし
て、薄膜コンデンサを形成する基板として、ｎ型Ｓｉ
（１００）基板に強制酸化膜のＳｉＯ2層を形成し、そ
の上にＴｉ層を形成し、さらにその上にＰｔをスパッタ
して第１の電極を形成した基板を準備した。
て、薄膜コンデンサを形成する基板として、ｎ型Ｓｉ
（１００）基板に強制酸化膜のＳｉＯ2層を形成し、そ
の上にＴｉ層を形成し、さらにその上にＰｔをスパッタ
して第１の電極を形成した基板を準備した。
【００４０】次に、図１に示すＣＶＤ装置を用い、第１
の電極の上に、パイロクロア型化合物であるニオブ酸鉛
（Ｐｂ5Ｎｂ4Ｏ15）からなる誘電体層を成膜した。その
後、誘電体層の上にさらに第２の電極としてＡｇを蒸着
して薄膜コンデンサを完成させた。
の電極の上に、パイロクロア型化合物であるニオブ酸鉛
（Ｐｂ5Ｎｂ4Ｏ15）からなる誘電体層を成膜した。その
後、誘電体層の上にさらに第２の電極としてＡｇを蒸着
して薄膜コンデンサを完成させた。
【００４１】次に、得られた薄膜コンデンサについて、
比誘電率εｒの周波数特性を求めた。結果を図８示す。
比誘電率εｒの周波数特性を求めた。結果を図８示す。
【００４２】図８から明らかなように、Ｐｂ5Ｎｂ4Ｏ15
薄膜を誘電体とする薄膜コンデンサは良好なコンデンサ
特性を示す。
薄膜を誘電体とする薄膜コンデンサは良好なコンデンサ
特性を示す。
【００４３】なお、上記実施例においては、ｎ型Ｓｉ基
板を用いているが、本発明はこれのみに限定されるもの
ではない。このＳｉ以外にも、ＧａＡｓ、ＭｇＯ、サフ
ァイヤなどの各種単結晶やガラス、その他の絶縁基材を
用いることが可能である。
板を用いているが、本発明はこれのみに限定されるもの
ではない。このＳｉ以外にも、ＧａＡｓ、ＭｇＯ、サフ
ァイヤなどの各種単結晶やガラス、その他の絶縁基材を
用いることが可能である。
【００４４】又、誘電体薄膜の成膜方法については、特
にＣＶＤ法に限定されるものではなく、蒸着法やスパッ
タリング法、レーザーアブレーション法などの物理的手
法やゾル−ゲル法などの化学的手法を用いることもでき
る。
にＣＶＤ法に限定されるものではなく、蒸着法やスパッ
タリング法、レーザーアブレーション法などの物理的手
法やゾル−ゲル法などの化学的手法を用いることもでき
る。
【００４５】さらに、上記実施例においては、パイロク
ロア型構造を有する誘電体薄膜がＰｂ2Ｎｂ2Ｏ7、Ｓｒ2
Ｔａ2Ｏ7、Ｐｂ3Ｎｂ2Ｏ8、Ｐｂ5Ｎｂ4Ｏ15及びＰｂ3Ｎ
ｂ4Ｏ13の場合について説明したが、本発明のこれのみ
に限定されるものではない。即ち、一般式Ａ2Ｂ2Ｏ
7（但し、ＡはＢａ，Ｃａ，Ｃｄ，Ｓｎ，Ｓｒ，Ｐｂ，
Ｌａ，Ｙ，Ｍｇから選ばれる少なくとも１種類、ＢはＮ
ｂ，Ｔａ，Ｓｂ，Ｔｉ，Ｓｎ，Ｚｒ，Ｈｆから選ばれる
少なくとも１種類）で表されるパイロクロア型構造を有
する酸化物において、同様の効果を得ることができる。
ロア型構造を有する誘電体薄膜がＰｂ2Ｎｂ2Ｏ7、Ｓｒ2
Ｔａ2Ｏ7、Ｐｂ3Ｎｂ2Ｏ8、Ｐｂ5Ｎｂ4Ｏ15及びＰｂ3Ｎ
ｂ4Ｏ13の場合について説明したが、本発明のこれのみ
に限定されるものではない。即ち、一般式Ａ2Ｂ2Ｏ
7（但し、ＡはＢａ，Ｃａ，Ｃｄ，Ｓｎ，Ｓｒ，Ｐｂ，
Ｌａ，Ｙ，Ｍｇから選ばれる少なくとも１種類、ＢはＮ
ｂ，Ｔａ，Ｓｂ，Ｔｉ，Ｓｎ，Ｚｒ，Ｈｆから選ばれる
少なくとも１種類）で表されるパイロクロア型構造を有
する酸化物において、同様の効果を得ることができる。
【００４６】
【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明の
誘電体薄膜素子の結晶構造は、パイロクロア型構造であ
る。
誘電体薄膜素子の結晶構造は、パイロクロア型構造であ
る。
【００４７】そして、このパイロクロア型構造の誘電体
薄膜については、従来のペロブスカイト型の誘電体薄膜
と比較して、より低い熱処理温度又は基板加熱温度で結
晶化することができる。したがって、結晶化処理時の熱
によって基板や下地電極が受けるダメージが低減し、品
質に優れた薄膜コンデンサが得られる。
薄膜については、従来のペロブスカイト型の誘電体薄膜
と比較して、より低い熱処理温度又は基板加熱温度で結
晶化することができる。したがって、結晶化処理時の熱
によって基板や下地電極が受けるダメージが低減し、品
質に優れた薄膜コンデンサが得られる。
【００４８】又、このパイロクロア型構造の誘電体薄膜
については、比誘電率が１００以上と高いものが得られ
るため、より一層小型化された薄膜コンデンサが得られ
る。
については、比誘電率が１００以上と高いものが得られ
るため、より一層小型化された薄膜コンデンサが得られ
る。
【００４９】さらに、本発明の薄膜コンデンサは、数１
００ＭＨｚ以上の高周波領域での周波数特性に優れてお
り、誘電体薄膜素子としての応用範囲がさらに広がるこ
とが期待できる。
００ＭＨｚ以上の高周波領域での周波数特性に優れてお
り、誘電体薄膜素子としての応用範囲がさらに広がるこ
とが期待できる。
【図１】本発明の薄膜コンデンサの製造に用いるＣＶＤ
装置の概略図である。
装置の概略図である。
【図２】薄膜コンデンサの一例を示す断面図である。
【図３】本発明に用いる誘電体であるＰｂ2Ｎｂ2Ｏ7薄
膜のＸＲＤパターンである。
膜のＸＲＤパターンである。
【図４】Ｐｂ2Ｎｂ2Ｏ7を誘電体とする本発明の薄膜コ
ンデンサの周波数特性を示すグラフである。
ンデンサの周波数特性を示すグラフである。
【図５】従来のチタン酸ストロンチウムを誘電体とする
薄膜コンデンサの周波数特性を示すグラフである。
薄膜コンデンサの周波数特性を示すグラフである。
【図６】Ｐｂ3Ｎｂ4Ｏ13を誘電体とする本発明の薄膜コ
ンデンサの周波数特性を示すグラフである。
ンデンサの周波数特性を示すグラフである。
【図７】Ｐｂ3Ｎｂ2Ｏ8を誘電体とする本発明の薄膜コ
ンデンサの周波数特性を示すグラフである。
ンデンサの周波数特性を示すグラフである。
【図８】Ｐｂ5Ｎｂ4Ｏ15を誘電体とする本発明の薄膜コ
ンデンサの周波数特性を示すグラフである。
ンデンサの周波数特性を示すグラフである。
１１ Ｓｉ基板 １２ ＳｉＯ2層 １３ Ｔｉ層 １４ 第１の電極 １５ 誘電体層 １６ 第２の電極
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｈ０１Ｌ 27/108 21/8242
Claims (4)
- 【請求項１】 基板上に第１の電極、誘電体薄膜及び第
２の電極が形成された薄膜コンデンサであって、該誘電
体薄膜の結晶構造がパイロクロア型構造であることを特
徴とする、薄膜コンデンサ。 - 【請求項２】 前記パイロクロア型構造の誘電体薄膜
は、構成元素として少なくともＰｂとＮｂを含むことを
特徴とする、請求項１記載の薄膜コンデンサ。 - 【請求項３】 前記パイロクロア型構造の誘電体薄膜
は、一般式Ａ2Ｂ2Ｏ7（但し、ＡはＢａ，Ｃａ，Ｃｄ，
Ｓｎ，Ｓｒ，Ｐｂ，Ｌａ，Ｙ，Ｍｇから選ばれる少なく
とも１種類、ＢはＮｂ，Ｔａ，Ｓｂ，Ｔｉ，Ｓｎ，Ｚ
ｒ，Ｈｆから選ばれる少なくとも１種類）で表される酸
化物であることを特徴とする、請求項１記載の薄膜コン
デンサ。 - 【請求項４】 前記パイロクロア型構造の誘電体薄膜
は、Ｐｂ2Ｎｂ2Ｏ7、Ｓｒ2Ｔａ2Ｏ7、Ｐｂ3Ｎｂ2Ｏ8、
Ｐｂ5Ｎｂ4Ｏ15及びＰｂ3Ｎｂ4Ｏ13のうちいずれか１種
を主成分とすることを特徴とする、請求項１記載の薄膜
コンデンサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9278613A JPH10178153A (ja) | 1996-10-14 | 1997-10-13 | 薄膜コンデンサ |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8-271085 | 1996-10-14 | ||
| JP27108596 | 1996-10-14 | ||
| JP9278613A JPH10178153A (ja) | 1996-10-14 | 1997-10-13 | 薄膜コンデンサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10178153A true JPH10178153A (ja) | 1998-06-30 |
Family
ID=26549529
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9278613A Pending JPH10178153A (ja) | 1996-10-14 | 1997-10-13 | 薄膜コンデンサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10178153A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7867869B2 (en) | 2002-06-21 | 2011-01-11 | Fujitsu Limited | Laminated thin-film device, manufacturing method thereof, and circuit |
| JP2013236052A (ja) * | 2011-11-18 | 2013-11-21 | Japan Science & Technology Agency | 積層キャパシター及び積層キャパシターの製造方法 |
-
1997
- 1997-10-13 JP JP9278613A patent/JPH10178153A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7867869B2 (en) | 2002-06-21 | 2011-01-11 | Fujitsu Limited | Laminated thin-film device, manufacturing method thereof, and circuit |
| US8344386B2 (en) | 2002-06-21 | 2013-01-01 | Fujitsu Limited | Laminated thin-film device, manufacturing method thereof, and circuit |
| JP2013236052A (ja) * | 2011-11-18 | 2013-11-21 | Japan Science & Technology Agency | 積層キャパシター及び積層キャパシターの製造方法 |
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