JPS6045008A - 薄膜コンデンサの製造方法 - Google Patents
薄膜コンデンサの製造方法Info
- Publication number
- JPS6045008A JPS6045008A JP15348383A JP15348383A JPS6045008A JP S6045008 A JPS6045008 A JP S6045008A JP 15348383 A JP15348383 A JP 15348383A JP 15348383 A JP15348383 A JP 15348383A JP S6045008 A JPS6045008 A JP S6045008A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- thin film
- aluminum
- tantalum
- composite oxide
- producing same
- 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
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- Fixed Capacitors And Capacitor Manufacturing Machines (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は混成集積回路等に使用される薄膜コンデンサお
よびその製造方法に関するものである。
よびその製造方法に関するものである。
従来例の構成とその問題点
従来薄膜コンデンサは、セラミックやガラス等の絶縁性
基板上あるいは、ノリコン等の基板上にスパッタリング
や真空蒸着法等によりタンタル。
基板上あるいは、ノリコン等の基板上にスパッタリング
や真空蒸着法等によりタンタル。
チタンあるいはアルミニウム等の陽極化成可能な金属薄
膜層を設けた後、前記薄膜層を陽極酸化法により酸化し
誘電体薄膜層を形成し、その上にアルミニウム、クロム
または金等の電極を設けることにより得られる。しかし
ながら陽極酸化法では製造工程が複雑となり、経費がか
かる。また、陽 ”権化成用の通電路を設けなくてはな
らないため設計の自由度が減少し、回路の集積化もしに
くくなる。そこで現在では、酸素を含む不活性ガス中で
タンタル、チタン、またはアルミニウム等の金属を反応
性スパッタするか、前記金属の酸化物を不活性ガス中で
直接スパッタすることにより誘電体薄膜を形成する方法
がさかんに研究されているが、実用化されているのはき
わめて少ない。これは、たとえば前記スパッタ法により
形成さ１１た酸化りなど故障の原因となる。また漏れ電
流も大きく、破壊電界強度Ｅｂが低い（０，６Ｘ１０’
〜１．６×１０’Ｖ・ｏｎ＝ ）だめ膜厚を厚くする必
要があり、大容量素子を得ることが困難となる。
膜層を設けた後、前記薄膜層を陽極酸化法により酸化し
誘電体薄膜層を形成し、その上にアルミニウム、クロム
または金等の電極を設けることにより得られる。しかし
ながら陽極酸化法では製造工程が複雑となり、経費がか
かる。また、陽 ”権化成用の通電路を設けなくてはな
らないため設計の自由度が減少し、回路の集積化もしに
くくなる。そこで現在では、酸素を含む不活性ガス中で
タンタル、チタン、またはアルミニウム等の金属を反応
性スパッタするか、前記金属の酸化物を不活性ガス中で
直接スパッタすることにより誘電体薄膜を形成する方法
がさかんに研究されているが、実用化されているのはき
わめて少ない。これは、たとえば前記スパッタ法により
形成さ１１た酸化りなど故障の原因となる。また漏れ電
流も大きく、破壊電界強度Ｅｂが低い（０，６Ｘ１０’
〜１．６×１０’Ｖ・ｏｎ＝ ）だめ膜厚を厚くする必
要があり、大容量素子を得ることが困難となる。
一方スバッタ法により形成された酸化アルミニウムは、
比誘電率ε１が小さく、スパッタ速度も小さいので量産
に不向きである等の欠点がある。
比誘電率ε１が小さく、スパッタ速度も小さいので量産
に不向きである等の欠点がある。
信頼性の向上をはかるため、誘電体薄膜層を二層構造に
するこ七が提案されている。この場合形成工程が余分に
付加され、工程数が増す。また処理条件の制御が複雑と
なり量産に向かず、コストアップにつながる。
するこ七が提案されている。この場合形成工程が余分に
付加され、工程数が増す。また処理条件の制御が複雑と
なり量産に向かず、コストアップにつながる。
発明の目的
本発明は、従来の薄膜コンデンサにおける前記問題を解
決すべくなされたものであって、適当な誘電体材料を使
用することにより、電気的特性の向上および信頼性の向
上を図った薄膜コンデンサ発明の構成 本発明は前記の目的を達成するため、薄膜コンデンサの
誘電体薄膜層をタンタルとアルミニウムとの複合酸化膜
とし、前記複合酸化膜をタンタルまたは酸化タンタルと
アルミニウムまたは酸化アルミニウムとの複合ターゲッ
トをスパックすることにより形成することを特徴とする
。
決すべくなされたものであって、適当な誘電体材料を使
用することにより、電気的特性の向上および信頼性の向
上を図った薄膜コンデンサ発明の構成 本発明は前記の目的を達成するため、薄膜コンデンサの
誘電体薄膜層をタンタルとアルミニウムとの複合酸化膜
とし、前記複合酸化膜をタンタルまたは酸化タンタルと
アルミニウムまたは酸化アルミニウムとの複合ターゲッ
トをスパックすることにより形成することを特徴とする
。
タンタルとアルミニウムとの複合酸化膜Ｃ」１、たとえ
ば、第１図に示すようにタンタルの板１の上にアルミニ
ウムの板２を重ねメこ構造のターゲットをアルゴンと酸
素との混合ガス中で反応性スパッタすることにより得ら
れる。タンタルとアルミニウムとの複合酸化膜中の酸化
タンタルと酸化アルミニウムとの組成比は、図で表面に
露出しているタンタルの部分の面積を変えることにより
簡単に変えることができる。
ば、第１図に示すようにタンタルの板１の上にアルミニ
ウムの板２を重ねメこ構造のターゲットをアルゴンと酸
素との混合ガス中で反応性スパッタすることにより得ら
れる。タンタルとアルミニウムとの複合酸化膜中の酸化
タンタルと酸化アルミニウムとの組成比は、図で表面に
露出しているタンタルの部分の面積を変えることにより
簡単に変えることができる。
前記複合酸化膜の効果をアルミニウム電極でｔよさんで
測定しだ誘電特性から説明する。
測定しだ誘電特性から説明する。
第２図はタンタルとアルミニウムとの複合酸化膜中の酸
化タンタルの分子比率とε、 、 ｔａｎδとの関係を
示す。図より明らかなように、ε１は７から２６まで自
由に選択することが可能である。分子比率を変えること
により、ε１の高い材料を得ることができる。一方ｔａ
ｎδはほとんど変化せず、すぐれた誘電特性を持つ。
化タンタルの分子比率とε、 、 ｔａｎδとの関係を
示す。図より明らかなように、ε１は７から２６まで自
由に選択することが可能である。分子比率を変えること
により、ε１の高い材料を得ることができる。一方ｔａ
ｎδはほとんど変化せず、すぐれた誘電特性を持つ。
第３図は分子比率を変えた時の容量あたりの漏れ電流と
印加電圧との関係を示す。実線ａ 、ｂ。
印加電圧との関係を示す。実線ａ 、ｂ。
ｃ、ｄはそれぞれ酸化タンタルの分子比率が１００％
、 ８４％ 、３７％、０チのときの測定結果である。
、 ８４％ 、３７％、０チのときの測定結果である。
図よりあきらかなように、タンタルとアルミニウムとの
複合酸化膜（ｂ、ｃ）はＴａ２ｏ６のみ（−）に比べて
容量あたりの漏れ電流が極端に小さく、たとえばＣの場
合には、印加電圧が６０ｖ以下では、Ａｔ２０３のみ（
ｄ）よりも容量あたりの漏れ電流が小さくなっている。
複合酸化膜（ｂ、ｃ）はＴａ２ｏ６のみ（−）に比べて
容量あたりの漏れ電流が極端に小さく、たとえばＣの場
合には、印加電圧が６０ｖ以下では、Ａｔ２０３のみ（
ｄ）よりも容量あたりの漏れ電流が小さくなっている。
これは、誘電体薄膜中のイオン伝導に寄与していた空格
子点がアルミニウム原子によりうめられたためであると
考えられる。
子点がアルミニウム原子によりうめられたためであると
考えられる。
下表に酸化タンタルの分子比率とＥｂとの関係を示す。
以下余白
上表よりタンタルとアルミニウムとの複合酸化膜は、Ｔ
ａ２０３（１００％）よりもＥｂがず・〕と向上してい
ることがわかる。
ａ２０３（１００％）よりもＥｂがず・〕と向上してい
ることがわかる。
以上説明したように、本発明による薄膜コンデンサは、
誘電体薄膜層として、ε、が大きく、漏れ電流が非常に
小さく、Ｅｂの大きいタンタルとアルミニウムとの複合
酸化膜を使用しているので、電気的特性にすぐれ安定な
特性を有している。また前記複合酸化膜は、電極拐＃ｌ
（Ｚ Ｔ Ｏ、アルミニウムなど）との結合性もよく
血１水性にもすぐれている。
誘電体薄膜層として、ε、が大きく、漏れ電流が非常に
小さく、Ｅｂの大きいタンタルとアルミニウムとの複合
酸化膜を使用しているので、電気的特性にすぐれ安定な
特性を有している。また前記複合酸化膜は、電極拐＃ｌ
（Ｚ Ｔ Ｏ、アルミニウムなど）との結合性もよく
血１水性にもすぐれている。
また、本発明による製造方法によれば、タンタルまだは
酸化タンタルの面積比を変えるたけで、簡単に任意の特
性を有するタンタルとアルミニウムとの複合酸化膜を再
現性よく製造することができる。
酸化タンタルの面積比を変えるたけで、簡単に任意の特
性を有するタンタルとアルミニウムとの複合酸化膜を再
現性よく製造することができる。
実施例の説明
本発明による薄膜コンデンサの一実施例を第４図に示す
。ガラスからなる絶縁基板３上に１００゜へ程度の膜厚
を有するアルミニウムよりなる電極４を真空蒸着法によ
り形成し、その上に３００ｏ八程度の膜厚を有するＴａ
２０６の分子比率が６ｏ％のタンタルとアルミニウムと
の複合酸化膜からなる誘電体薄膜層６をタンタルとアル
ミニウムとの複合ターゲットを酸素を含む不活性ガス中
で反応性スパッタすることにより形成した。最後に１０
０ｏ八程度の膜厚を有するアルミニウム電極６を真空蒸
着法により形成した。
。ガラスからなる絶縁基板３上に１００゜へ程度の膜厚
を有するアルミニウムよりなる電極４を真空蒸着法によ
り形成し、その上に３００ｏ八程度の膜厚を有するＴａ
２０６の分子比率が６ｏ％のタンタルとアルミニウムと
の複合酸化膜からなる誘電体薄膜層６をタンタルとアル
ミニウムとの複合ターゲットを酸素を含む不活性ガス中
で反応性スパッタすることにより形成した。最後に１０
０ｏ八程度の膜厚を有するアルミニウム電極６を真空蒸
着法により形成した。
作製した前記薄膜コンデンサの電気的特性を測定したと
ころ、ε、は約１３、ｔａｎδは０，１８、Ｅｂは３．
８ Ｘ １０’ Ｖ −ｃｍ−’ となった。単位容量
あたりの漏れ電流も、印加電圧が２０Ｖのとき９．０Ｘ
１０ Ａ−Ｆ−と、誘電体薄膜層がＴａ２０６．Ａｔ２
０３単独のときに比べ小さくなった。
ころ、ε、は約１３、ｔａｎδは０，１８、Ｅｂは３．
８ Ｘ １０’ Ｖ −ｃｍ−’ となった。単位容量
あたりの漏れ電流も、印加電圧が２０Ｖのとき９．０Ｘ
１０ Ａ−Ｆ−と、誘電体薄膜層がＴａ２０６．Ａｔ２
０３単独のときに比べ小さくなった。
また本実施例素子は、経時変化も少なく長寿命であるこ
とも確認された。
とも確認された。
第６図はタンタルとアルミニウムとの複合酸ｒし膜にお
いて、Ｔ ａ ２０６の分子比率と印加′電圧′７）之
０■のときの単位容量あたりの副れ電流との関係を示し
ている。測定は以前と同様アルミニウム電極ではさんで
行なった。この図よりわかるように、Ｔ ａ ２０６の
分子比率を２０％から７０％までとしたとき、比較的漏
れ電流が小さく、ε、の高い誘電体薄膜層が得られ、信
頼度の高い薄膜コンデンサが得られる。
いて、Ｔ ａ ２０６の分子比率と印加′電圧′７）之
０■のときの単位容量あたりの副れ電流との関係を示し
ている。測定は以前と同様アルミニウム電極ではさんで
行なった。この図よりわかるように、Ｔ ａ ２０６の
分子比率を２０％から７０％までとしたとき、比較的漏
れ電流が小さく、ε、の高い誘電体薄膜層が得られ、信
頼度の高い薄膜コンデンサが得られる。
発明の効果
以上のように本発明によれば、薄膜コンデンサの誘電体
薄膜層に、ε、が大きく、漏れ電流が非常に小さく、Ｅ
ｂの大きいタンタルとアルミニウムとの複合酸化膜を使
用することにより、大芥叶で信頼度の高い薄膜コンデン
サを提供することができる。また、製造方法が１１０屯
であるので、ＩＩ（産にも適し製造コストを大幅に引き
トげることが−Ｃきるため工業的価値も高い。
薄膜層に、ε、が大きく、漏れ電流が非常に小さく、Ｅ
ｂの大きいタンタルとアルミニウムとの複合酸化膜を使
用することにより、大芥叶で信頼度の高い薄膜コンデン
サを提供することができる。また、製造方法が１１０屯
であるので、ＩＩ（産にも適し製造コストを大幅に引き
トげることが−Ｃきるため工業的価値も高い。
第１図は本発明による複合酸化膜をスパッタするための
ターゲットの構成図、第２図、第３図。 第６図はそれぞれ誘電体薄膜の特性説明図、第４図は本
発明の一実施例における薄膜コンデンサの断面図を示す
。 １・・・・・・タンタル板、２・・・・アルミニウム板
、６・・・・・・タンタルとアルミニウムとの複合酸化
膜。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名鶴１
図 第２図 ＥＹ ０ ２０４ａ ６０ ８０ １００ −２０５の分子比率（％） 第３図 印加電圧（Ｖ） εｆｒ ４図 刀５図 た２０５９分９比牢（Ｚ）
ターゲットの構成図、第２図、第３図。 第６図はそれぞれ誘電体薄膜の特性説明図、第４図は本
発明の一実施例における薄膜コンデンサの断面図を示す
。 １・・・・・・タンタル板、２・・・・アルミニウム板
、６・・・・・・タンタルとアルミニウムとの複合酸化
膜。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名鶴１
図 第２図 ＥＹ ０ ２０４ａ ６０ ８０ １００ −２０５の分子比率（％） 第３図 印加電圧（Ｖ） εｆｒ ４図 刀５図 た２０５９分９比牢（Ｚ）
Claims (3)
- （１）誘電体薄膜層がタンタルとアルミニウムとの複合
酸化膜からなることを特徴とする薄膜コンデンサ。 - （２） タンタルとアルミニウムとの複合酸化膜中の酸
化タンタルの分子比率が２０％から７０％までであるこ
とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の薄膜コンデ
ンサ。 - （３）誘電体薄膜層をタンタルまたは酸化タンタルとア
ルミニウムまたＩＩｉ酸化アルミニウムとの複合ターゲ
ットをスパッタすることにより形成することを特徴とす
る薄膜コンデンサの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15348383A JPS6045008A (ja) | 1983-08-22 | 1983-08-22 | 薄膜コンデンサの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15348383A JPS6045008A (ja) | 1983-08-22 | 1983-08-22 | 薄膜コンデンサの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6045008A true JPS6045008A (ja) | 1985-03-11 |
Family
ID=15563556
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15348383A Pending JPS6045008A (ja) | 1983-08-22 | 1983-08-22 | 薄膜コンデンサの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6045008A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63101105U (ja) * | 1986-12-18 | 1988-07-01 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4977174A (ja) * | 1972-10-31 | 1974-07-25 | Siemens Ag | |
| JPS4988076A (ja) * | 1972-12-27 | 1974-08-22 | ||
| JPS5032474A (ja) * | 1973-06-20 | 1975-03-29 | ||
| JPS50100570A (ja) * | 1974-01-08 | 1975-08-09 | ||
| JPS5250561A (en) * | 1975-10-17 | 1977-04-22 | Siemens Ag | Method of producing film circuit |
| JPS55123119A (en) * | 1979-03-15 | 1980-09-22 | Hitachi Ltd | Method of manufacturing thin film capacitor |
-
1983
- 1983-08-22 JP JP15348383A patent/JPS6045008A/ja active Pending
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4977174A (ja) * | 1972-10-31 | 1974-07-25 | Siemens Ag | |
| JPS4988076A (ja) * | 1972-12-27 | 1974-08-22 | ||
| JPS5032474A (ja) * | 1973-06-20 | 1975-03-29 | ||
| JPS50100570A (ja) * | 1974-01-08 | 1975-08-09 | ||
| JPS5250561A (en) * | 1975-10-17 | 1977-04-22 | Siemens Ag | Method of producing film circuit |
| JPS55123119A (en) * | 1979-03-15 | 1980-09-22 | Hitachi Ltd | Method of manufacturing thin film capacitor |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63101105U (ja) * | 1986-12-18 | 1988-07-01 |
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