JPS60253206A - Thin film capacitor - Google Patents

Thin film capacitor

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JPS60253206A
JPS60253206A JP60019688A JP1968885A JPS60253206A JP S60253206 A JPS60253206 A JP S60253206A JP 60019688 A JP60019688 A JP 60019688A JP 1968885 A JP1968885 A JP 1968885A JP S60253206 A JPS60253206 A JP S60253206A
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JP
Japan
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upper electrode
thin film
capacitor
lower electrode
protrusion
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JP60019688A
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JPS6127890B2 (en
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佐藤 恵彦
秋武 昌平
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NEC Corp
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Nippon Electric Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、混成集積回路用受動素子として好適な、特に
製造歩留シが高く大容量を再現性良く提供する薄膜コン
デンサに関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a thin film capacitor that is suitable as a passive element for a hybrid integrated circuit, and particularly has a high manufacturing yield and provides a large capacity with good reproducibility.

タンタル、チタン、ハフニウム、あるいはこれらの金属
と要素、シリコン、アルミニウム等の合金で形成される
薄膜は、陽極化成によって酸化物を形成することが可能
であり、これらの酸化物を利用してコンデンサや抵抗等
の電子回路素子を同一金属で形成できる利点を有し、混
成集積回路に広く応用されている。又、真空蒸着法や高
周波スパッタリング法で形成される酸化物も混成集積回
路に利用されている。
Thin films made of tantalum, titanium, hafnium, or alloys of these metals and elements, silicon, aluminum, etc. can be formed into oxides by anodization, and these oxides can be used to manufacture capacitors and It has the advantage that electronic circuit elements such as resistors can be made of the same metal, and is widely applied to hybrid integrated circuits. Additionally, oxides formed by vacuum evaporation or high frequency sputtering are also used in hybrid integrated circuits.

従来、この種の薄膜コンデンサは、例えば第1図および
第2図に平面図及びそのA−A断面図としてそれぞれ示
すよう表彰状を有しているものであった。即ちアル建す
やベリリア等の基板11上に、二酸化シリコン婢のグレ
ーズ材12が部分的又は全面的に形成された基板を薄膜
コンデンサの基板として用いておシ、グレーズ12は基
板11の表面の急峻な凹凸を平滑にし、コンデンサに短
絡等の不良が生じるのを防止すゐ機能を果しているもの
である。グレーズ12上には陽極化成可能な金属薄膜1
3が、下部電極として通常線矩形状に形成され、更に金
属薄膜の陽極化成膜14が誘電体として下部電極13上
に形成される。誘電体の形成されない金属薄膜13上に
は、外部との良好な電気的接続を得るために金等のの容
量は、ll電体14上の良導電体薄膜16の面積(以下
、上部電極の実効的面積と称する)と誘電体の容量密度
(単位面積当りの容量)との積によって定[L従って、
大容量のコンデンサは、上部電極16の実効的面積を大
きくすることによって実現することができる。しかしな
がら、基板11上に形成されたグレーズ12は、その端
部において傾斜しており、而も表面が粗く、突起や窪み
を有しているために1グレーズ12による基板の平滑化
効果はグレーズ12端部において著しく損なわれている
のが通常である。従って、コンデンサの製造の際は、第
1図に示す如く、グレーズ12の端部から一定の距離(
図中 a Iで示す)離れたグレーズ12上に実効的上
部電極16を形成させ、コンデンサに短絡等の不良が生
じるのを防止しているものであり、上部電極16の実効
的面積はグレーズ12の面積によって制限されるもので
あり、コンデンサの大容量化も当然制限されるものであ
る。
Conventionally, this type of thin film capacitor has had a certificate of commendation, as shown, for example, in a plan view and a sectional view taken along line AA in FIGS. 1 and 2, respectively. That is, a substrate 11 made of aluminum or beryllia or the like, on which a glaze material 12 made of silicon dioxide is partially or entirely formed, is used as a substrate for a thin film capacitor. Its function is to smooth out steep irregularities and prevent defects such as short circuits in the capacitor. On the glaze 12 is a metal thin film 1 that can be anodized.
3 is formed as a lower electrode in a generally linear rectangular shape, and furthermore, an anodized film 14 of a thin metal film is formed on the lower electrode 13 as a dielectric. On the metal thin film 13 on which no dielectric is formed, in order to obtain a good electrical connection with the outside, the capacitance of gold, etc. It is determined by the product of the effective area (referred to as the effective area) and the capacitance density (capacitance per unit area) of the dielectric [L Therefore,
A capacitor with a large capacity can be realized by increasing the effective area of the upper electrode 16. However, since the glaze 12 formed on the substrate 11 is sloped at its edges and has a rough surface with protrusions and depressions, the effect of smoothing the substrate by one glaze 12 is lower than that of the glaze 12. It is usually severely damaged at the ends. Therefore, when manufacturing a capacitor, as shown in FIG.
The effective upper electrode 16 is formed on the glaze 12 which is separated from the glaze 12 (indicated by a I in the figure) to prevent defects such as short circuits in the capacitor, and the effective area of the upper electrode 16 is The capacitance is limited by the area of the capacitor, and the increase in capacitance of the capacitor is naturally limited.

しかしながら、かくの如く形成されたコンデンサは容量
の再現性が悪く1例えば、第1図に示すコンデンサの上
部電極16を写真蝕刻法によって製造する際、A−入方
向へ上部電極が僅か100μm程度ずれただけで数パー
セントもの容量変で誘電体14を形成させた場合、絶縁
破壊電圧は150V程度以下と低いものであった。絶縁
破壊は、上部電極16が誘電体14を離れてグレーズ1
2へ移行する部分(図中、blで示す)で大むね発生し
ており、従って絶縁破壊電圧の高いコンデンサを得るた
めには5lb1で示す部分の距離を出来るだけ短かくす
ることが肝要であることが明らかとなった。事実、上部
電極16を誘電体14上に完全に島状に形成させて、b
′の距離を、雰′とした場合、絶縁破壊電圧が190v
以上に改善されることが実験の結果明らかとなった。
However, capacitors formed in this way have poor reproducibility of capacitance1. For example, when manufacturing the upper electrode 16 of the capacitor shown in FIG. When the dielectric 14 was formed with a capacitance change of only a few percent, the dielectric breakdown voltage was as low as about 150V or less. Dielectric breakdown occurs when the upper electrode 16 leaves the dielectric 14 and the glaze 1
Most of the damage occurs in the part where the voltage transitions to 2 (indicated by bl in the figure).Therefore, in order to obtain a capacitor with a high dielectric breakdown voltage, it is important to make the distance in the part shown by 5lb1 as short as possible. It became clear that In fact, if the upper electrode 16 is formed completely in the form of an island on the dielectric 14, b
If the distance between
As a result of experiments, it became clear that the above-mentioned improvement was achieved.

第1図の形状のコンデンサの欠点である容量の劣悪な再
現性と低い絶縁破壊電圧は、第3図に平面図として示す
如<−gb’で示す部分の距離を短かくするととKよっ
て改善することができ、例えば上部電極16がA−入方
向へ100μm程度ずれた場合の容量変化は1%程度に
することができ、絶縁破壊電圧も190V以上とするこ
とができ九。
The poor reproducibility of capacitance and low dielectric breakdown voltage, which are disadvantages of the capacitor with the shape shown in Figure 1, can be improved by shortening the distance of the part indicated by <-gb' as shown in the plan view in Figure 3. For example, when the upper electrode 16 is shifted by about 100 μm in the A-in direction, the capacitance change can be about 1%, and the dielectric breakdown voltage can also be 190 V or more.

しかしながら、第3図に示すコンデンサの容量は、第1
図に示すコンデンサの容量よりも極めて小さく、例えば
同一寸法のグレーズ12上に形成された第1図と第3図
のコン−3−1 容量は第1図に示すコンデンサの容量よりも35優以上
も小さいものであった。尚、第3図のA−AJIK沿っ
た断面は第2図で示す断面と同一である。
However, the capacitance of the capacitor shown in FIG.
The capacitance of the capacitor shown in FIG. It was also small. Note that the cross section along A-AJIK in FIG. 3 is the same as the cross section shown in FIG. 2.

従って本発明の目的は、絶縁破壊電圧が高いために製造
歩留りが高く、大容量を再現性良く提供するととがで者
る薄膜コンデンサを提供するととKある。
Accordingly, an object of the present invention is to provide a thin film capacitor which has a high dielectric breakdown voltage, has a high manufacturing yield, and is capable of providing a large capacity with good reproducibility.

本発明によれば薄膜コンデンサの下部電極に切欠部又は
凹部を設けたことを特徴とする薄膜コンデンサが得られ
る。
According to the present invention, a thin film capacitor characterized in that a cutout or a recess is provided in the lower electrode of the thin film capacitor is obtained.

とくに本発明によれば下部電極、誘電体及び上部電極が
基板上のグレーズ領琥上に順次積層して形成された薄膜
コンデンサにおいて、上部電極はグレーズ領域の端部か
ら内側へ所定距離隔てた範囲内に位置する周辺の一部に
上記範囲外へ向う突出部を有し、下部電極はその周辺の
一部が上部電極の突出部に接しないようにこの突出部に
隣接する両辺を横切って内側に向う凹部を形成してこの
凹部で囲まれた領域と上記突出部とで上部電極の引出し
部を構成し、上部電極の残部が下部電極の周辺の内側に
位置することを特徴とする薄膜コンデンサが得られる。
Particularly, according to the present invention, in a thin film capacitor in which a lower electrode, a dielectric material, and an upper electrode are sequentially laminated on a glazed region on a substrate, the upper electrode is formed in a region spaced a predetermined distance inward from the end of the glazed region. A part of the periphery located inside has a protrusion that goes outside the above range, and the lower electrode crosses both sides adjacent to this protrusion so that the part of the periphery does not touch the protrusion of the upper electrode. A thin film capacitor characterized in that a recessed portion is formed, a region surrounded by the recessed portion and the protruding portion constitute a lead-out portion of the upper electrode, and the remainder of the upper electrode is located inside the periphery of the lower electrode. is obtained.

以下に、第4図〜第7図を参照して本発明の実施例を詳
述する。
Embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to FIGS. 4 to 7.

4一 本発明による薄膜コンデンサは、第4図に平面図として
示す如く、上部電極16が誘電体14上からグレーズ1
2上へ引き出される。b1部分近傍の誘電体上において
、上部電極16に凹部20を設は凹部20内を誘電体1
4及び下部電極13の欠切部の端面が上部電極16の引
き出し方向へ伸び、従って誘電体14及び実効的上部電
極の面積が上部電極16の引き出し方向へ広げられてい
ることを特徴とするものである。従って、本発明による
コンデンサは。
41 In the thin film capacitor according to the present invention, as shown in a plan view in FIG.
2 to be pulled upwards. A recess 20 is provided in the upper electrode 16 on the dielectric near the b1 portion.
4 and the end faces of the cutout portions of the lower electrode 13 extend in the direction in which the upper electrode 16 is drawn out, so that the areas of the dielectric 14 and the effective upper electrode are expanded in the direction in which the upper electrode 16 is drawn out. It is. Therefore, the capacitor according to the invention.

凹部20を除いた実効的上部電極16をグレーズ12の
端面から一定の距離am’tで広げることができる丸め
に、第3図に示すコンデンサの場合よりも容量が30−
以上も大きくなるものでToシ、第1図に示すコンデン
サの容量よりも僅かに数パーセント小さいだけの容量を
提供することが可能である。しかも、本発明によるコン
デンサは、第3図に示すコンデンサの特徴をも兼ね備え
たものであに1、b1部分の距離が短かい丸めにコンデ
ンサの絶縁破壊電圧が高<、1九上部電極16のA−A
方向へのずれに対しても容量変化は小さい。なお、第4
図のA−ム断爾図も第2図で表わされる。
If the effective upper electrode 16 excluding the recess 20 is rounded so that it can be spread out at a constant distance am't from the end face of the glaze 12, the capacitance is 30-
However, it is possible to provide a capacitance that is only a few percent smaller than the capacitance of the capacitor shown in FIG. 1. Moreover, the capacitor according to the present invention also has the characteristics of the capacitor shown in FIG. A-A
The change in capacitance is small even with a shift in the direction. In addition, the fourth
A cross section of the figure is also shown in FIG.

上記第一の実施例においては、下部電極15の切欠部と
上部電極16の凹部20とをそれぞれ1ケ所設けたが、
凹部20と切欠部とを複数個設けても本発明の効果は何
ら損なわれるものではなく、例えば第5図に平面図とし
て示すように凹部20と切欠部を2ケ所に設けたコンデ
ンサの場合、A−入方向及びA−A方向と直角な方向へ
ずれて上部電極16が形成されても容量が全く変化しな
いものであシ、規定の容量を精度良く而も再現性良く提
供することがで色る利点をも兼ね備えるものである。
In the first embodiment, the lower electrode 15 has one notch and the upper electrode 16 has one recess 20.
Even if a plurality of recesses 20 and notches are provided, the effects of the present invention are not impaired in any way; for example, in the case of a capacitor having two recesses 20 and two notches as shown in a plan view in FIG. Even if the upper electrode 16 is formed with a deviation in the A-in direction and the direction perpendicular to the A-A direction, the capacitance does not change at all, and it is possible to provide a specified capacitance with high precision and high reproducibility. It also has the advantage of being colored.

以上の2′)の本発明の実施例においては、上部電極1
6の凹部20を矩形状に形成させたが、凹部20の形状
は特に限定されるものではなく、例えば第6図に平面図
として示す如く、上部電極16に半円形状の凹部21を
設けても良いことは勿論である。
In the above embodiment 2') of the present invention, the upper electrode 1
Although the recess 20 of No. 6 is formed in a rectangular shape, the shape of the recess 20 is not particularly limited. For example, as shown in a plan view in FIG. 6, a semicircular recess 21 may be provided in the upper electrode 16. Of course, this is also a good thing.

更Kまだ、凹形状の電極は上部電極16のみに形成され
るべきものではなく、第7図に平面図として示す如く、
下部電極13に凹部20を形成させ、凹部20の部分か
ら上部電極16の端面を誘電体外部へ引き出してもよい
ことは勿論である。
Further, the concave electrode should not be formed only on the upper electrode 16, but as shown in a plan view in FIG.
Of course, it is also possible to form a recess 20 in the lower electrode 13 and extend the end surface of the upper electrode 16 to the outside of the dielectric from the recess 20.

電極の端面を引き出すことによシ、絶縁破壊電圧が高く
、而も再現性の良い大容量を高歩留ヤで製造することが
で勤る薄膜コンデンサを提供するものである。従って、
本発明においては使用される材料は特に限定されるべき
ものではないことは当然である。
The present invention provides a thin film capacitor that has a high dielectric breakdown voltage and can be manufactured with high yield and a large capacity with good reproducibility by drawing out the end faces of the electrodes. Therefore,
Naturally, the materials used in the present invention are not particularly limited.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図及び第2図は従来の薄膜コンデ/すの平面図及び
その人−A断面図をそれぞれ示す。第3図は従来の他の
薄膜コンデンサを示す平面図。第4図〜第7図は本発明
の実施例による薄膜コンデ/すをそれぞれ示す平面図。 第2図は第3図及び第4図0A−A断面図をも示す。 11・・・・−セラ梁ツク基板、12・・・・・・グレ
ーズ、13−・・下部電極、14・・・・・・誘電体、
15・−・・−良導電体薄膜、16・・・・・・上部電
極、20.21−・・・・凹部 第 3 口 7ノ 第 4 図 早 56 /l 不6 目 手続補正書(方式) 昭和 年60°!U、−4日 1、事件の表示 昭和60年 特許願第19688号2
、発明の名称 薄膜コンデンサ 3、補正をする者 事件との関係 出 願 人 東京都港区芝五丁目33番1号 (423) 日本電気株式会社 代表者 関本忠弘 4、代理人 〒108 東京都港区芝五丁目37番8号 住人三田ビ
ル5、補正命令の日付 昭和60年6月25日(発送日
)6 補正の対象 明細書の発明の名称の欄7 補正の
内容 明細書の発明の名称の欄を薄膜コンデンサとする
。 33−
FIGS. 1 and 2 show a plan view and a cross-sectional view of a conventional thin film air conditioner, respectively. FIG. 3 is a plan view showing another conventional thin film capacitor. 4 to 7 are plan views showing thin film conditioners according to embodiments of the present invention, respectively. FIG. 2 also shows a sectional view taken along line 0A-A in FIGS. 3 and 4. 11--Cera beam substrate, 12--Glaze, 13--Lower electrode, 14--Dielectric material,
15...-Good conductor thin film, 16...Top electrode, 20.21-...Concavity 3rd mouth 7th 4th Figure Haya 56/l Bad 6th Procedure Amendment Form (Method) ) Showa 60°! U, -4th day 1, Incident indication 1985 Patent application No. 19688 2
, Title of the invention: Thin film capacitor 3, Relationship to the amended person's case Applicant: 5-33-1 Shiba, Minato-ku, Tokyo (423) NEC Corporation Representative: Tadahiro Sekimoto 4, Agent: 108 Minato, Tokyo 5-37-8 Shiba Ward Resident Mita Building 5 Date of amendment order June 25, 1985 (shipment date) 6 Subject of amendment Column 7 for title of invention in the specification Contents of amendment Name of invention in the specification The column is for thin film capacitors. 33-

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 下部電極、誘電体及び上部電極が基板上のグレーズ領域
上Kl[次積層して形成された薄膜コンデンサにおいて
、前記上部電極線前記グレーズ領域の端部から内側へ所
定順離隔てた範囲内に位置する周辺の一部に前記範囲外
へ向う突出部を有し、前記下部電極線その周辺の一部が
前記上部電極の突出部に接しないように前記突出部に隣
接する両辺を横切って内側に向う凹部を形成してこの凹
部で囲まれた領域と前記突出部とで上部電極の引出し部
を構成し、前記上部電極の残部が前記下部電極の周辺の
内側に位置することを特徴とする薄膜コンデンサ。
In a thin film capacitor formed by laminating a lower electrode, a dielectric material, and an upper electrode on a glazed region on a substrate, the upper electrode line is located within a range spaced apart in a predetermined order from an end of the glazed region inward. A part of the periphery of the lower electrode line has a protrusion pointing out of the range, and the lower electrode wire extends inward across both sides adjacent to the protrusion so that a part of the periphery thereof does not touch the protrusion of the upper electrode. A thin film characterized in that a region surrounded by a recess formed on the opposite side and the protrusion constitute a lead-out portion of the upper electrode, and the remainder of the upper electrode is located inside the periphery of the lower electrode. capacitor.
JP60019688A 1985-02-04 1985-02-04 Thin film capacitor Granted JPS60253206A (en)

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JP60019688A JPS60253206A (en) 1985-02-04 1985-02-04 Thin film capacitor

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JPS6127890B2 JPS6127890B2 (en) 1986-06-27

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017228638A (en) * 2016-06-22 2017-12-28 株式会社村田製作所 Capacitor

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2017228638A (en) * 2016-06-22 2017-12-28 株式会社村田製作所 Capacitor

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