JPS6094716A - 薄膜コンデンサ - Google Patents
薄膜コンデンサInfo
- Publication number
- JPS6094716A JPS6094716A JP20075583A JP20075583A JPS6094716A JP S6094716 A JPS6094716 A JP S6094716A JP 20075583 A JP20075583 A JP 20075583A JP 20075583 A JP20075583 A JP 20075583A JP S6094716 A JPS6094716 A JP S6094716A
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- JP
- Japan
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- thin film
- capacitor
- lower electrode
- dielectric
- substrate
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- Ceramic Capacitors (AREA)
- 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】
〔技術分野〕
本発明は、小型かつ軽量にして大きな静電容量をもち、
静電容量の温度依存性および電界依存性が小さく、しか
も高周波特性の良好な薄膜コンデンサに関するものであ
る。
静電容量の温度依存性および電界依存性が小さく、しか
も高周波特性の良好な薄膜コンデンサに関するものであ
る。
従来、大容量コンデンサとしては電解コンデンサ、電気
２重層コンデンサ、積層セラミックコンデンサなどがあ
るが、これらコンデンサにはそれぞれ次のような欠点が
あった。電解コンデンサは、衝撃に弱く、周波数特性が
悪く、誘電正接が大きく、また有極性♀ある。電気２重
層コンデンサは、体積比を小さくとれるものの、電解液
を含み、しかもまた使用電圧が低い。積層セラミックコ
ンデンサは、温度依存性および電界依存性が大きく、重
量大であり、かつ電極材料に高価な貴金属を使っている
などの欠点があった。
２重層コンデンサ、積層セラミックコンデンサなどがあ
るが、これらコンデンサにはそれぞれ次のような欠点が
あった。電解コンデンサは、衝撃に弱く、周波数特性が
悪く、誘電正接が大きく、また有極性♀ある。電気２重
層コンデンサは、体積比を小さくとれるものの、電解液
を含み、しかもまた使用電圧が低い。積層セラミックコ
ンデンサは、温度依存性および電界依存性が大きく、重
量大であり、かつ電極材料に高価な貴金属を使っている
などの欠点があった。
他方、薄膜コンデンサとしてはＡｌ−８ｉＯ−Ａｌ。
Ｔａ−Ｔａ２０５−金属、Ｔ ａ ２ Ｎ−Ｔ ａ２０
ｓ−金属などの組合わせな用いたものがあるが、誘電
体層の８ ｉｏ２およびＴａ２Ｏ，、の比誘電率はそれ
ぞれ４．５および２５であって、小さいために、薄膜コ
ンデンサの大容量化には適していなかった。誘電体層に
Ｂ ａ Ｔ ｉＯ３などの室温付近で比誘電、率の大き
い強誘電体を適用することも考えられるが、この場合に
は、薄膜形成にあたって、半導体化を防ぐために十分な
酸素雰囲気中で膜を堆積すること、比誘電率を大きくす
るため罠膜厚な約１１１ｇ以上にすることなどが必要で
あった。さらに加えて、強誘電体は比誘電率の温度依存
性、電界依存性および高周波での分散が大ンいので、応
用範囲が限定されるなどの欠点もあった。
ｓ−金属などの組合わせな用いたものがあるが、誘電
体層の８ ｉｏ２およびＴａ２Ｏ，、の比誘電率はそれ
ぞれ４．５および２５であって、小さいために、薄膜コ
ンデンサの大容量化には適していなかった。誘電体層に
Ｂ ａ Ｔ ｉＯ３などの室温付近で比誘電、率の大き
い強誘電体を適用することも考えられるが、この場合に
は、薄膜形成にあたって、半導体化を防ぐために十分な
酸素雰囲気中で膜を堆積すること、比誘電率を大きくす
るため罠膜厚な約１１１ｇ以上にすることなどが必要で
あった。さらに加えて、強誘電体は比誘電率の温度依存
性、電界依存性および高周波での分散が大ンいので、応
用範囲が限定されるなどの欠点もあった。
そこで、本発明の目的は、これらの欠点を解決して、大
容量化Ｖ図った〜春雪薄膜コンデンサを提供することに
ある。
容量化Ｖ図った〜春雪薄膜コンデンサを提供することに
ある。
〔発明の構成〕
かかる目的を達成するために、本発明では、一方の電極
としての立方晶ペロプスカイト型結晶構造の導電性酸化
物薄膜上に、誘電体層としてＳｒＴｉＯ３薄膜を堆積し
たコンデンサを構成単位とし、この単位構造を積層する
ことによって大容量化を達成する。
としての立方晶ペロプスカイト型結晶構造の導電性酸化
物薄膜上に、誘電体層としてＳｒＴｉＯ３薄膜を堆積し
たコンデンサを構成単位とし、この単位構造を積層する
ことによって大容量化を達成する。
以下に図面を参照して本発明の詳細な説明する。
第１図は本発明大容量薄膜コンデンサの一例における構
成単位２示し、ここで、１は基板、２は基板１上に配置
した導電性酸化物薄膜の下部電極、３は下部電極２上に
配置したＳｒＴｉＯ３誘電７体層、４は誘電体層３上に
配置した上部電極である。
成単位２示し、ここで、１は基板、２は基板１上に配置
した導電性酸化物薄膜の下部電極、３は下部電極２上に
配置したＳｒＴｉＯ３誘電７体層、４は誘電体層３上に
配置した上部電極である。
、 下部電極２は立方晶ペロプスカイト型結晶構造の導
電性酸化物のＳｒ１−ＸＢａＸＭ００３もしくはＲｅＯ
３とする。その電気抵抗率は（１〜６ ） Ｘ １０−
５Ω・儂程度であって、導電ペーストの値より約１桁小
さいので、コンデンサの導電抵抗２下げることができる
。まｔ、＝ Ｓｒ １−ＸＢａｘ１ｄｏＯ３は価格的に
も安い長所をもつ。
電性酸化物のＳｒ１−ＸＢａＸＭ００３もしくはＲｅＯ
３とする。その電気抵抗率は（１〜６ ） Ｘ １０−
５Ω・儂程度であって、導電ペーストの値より約１桁小
さいので、コンデンサの導電抵抗２下げることができる
。まｔ、＝ Ｓｒ １−ＸＢａｘ１ｄｏＯ３は価格的に
も安い長所をもつ。
こねらの導電性酸化物による薄膜電極２はスパッタリン
グ法などによってサファイアあるいはガラス基板の形態
の基板１上に形成する。特に、サファイア基板を用いて
基板温度を高くできるようにする場合には、結晶配向の
ある平滑な電極を下部電極２として基板１上に形成する
ことができる。
グ法などによってサファイアあるいはガラス基板の形態
の基板１上に形成する。特に、サファイア基板を用いて
基板温度を高くできるようにする場合には、結晶配向の
ある平滑な電極を下部電極２として基板１上に形成する
ことができる。
下部電極２の導電性酸化物としては、上述したＳｒ１−
ＸＢａｘＭｏ０３およびＲｅＯ３の他に、Ｂ ａ Ｐ
ｂ Ｏ３ｅＣａＲｕＯ３＊ ８ｒＲｕＯ３，８ｒＩｒＯ
１なども用いることが可能である。
ＸＢａｘＭｏ０３およびＲｅＯ３の他に、Ｂ ａ Ｐ
ｂ Ｏ３ｅＣａＲｕＯ３＊ ８ｒＲｕＯ３，８ｒＩｒＯ
１なども用いることが可能である。
誘電体層３の８ ｒＴ ｉｏ、は比誘電率が比較的大き
いにもかかわらず常誘電体であるから、比誘電率の温度
依存性、電界依存性および周波数分散が小さい性質をも
ち、強訴電体薄膜のように膜厚を厚くする必要がない。
いにもかかわらず常誘電体であるから、比誘電率の温度
依存性、電界依存性および周波数分散が小さい性質をも
ち、強訴電体薄膜のように膜厚を厚くする必要がない。
また、８ｒＴｉＯ３は薄膜形成の際にＢａＴｉ、０３な
どよりも還元されにくい特長をもつ。ＳｒＴｉＯ３誘電
体層３はスパッタリング法などによって下部電極２上に
堆積するが、耐電圧を向上させるためには欠陥の少い均
質な膜を形成することが重要である。下部電極２の導電
性酸化物とＳｒＴｉＯ３は同じ立方晶のペロブスカイト
型結晶構造を有し、Ｓ ｒＴ ｉ Ｏ３の格子定数は下
部電極用の上記導電性酸化物の格子定数に近いので、比
較的低い温度でＳｒＴｉＯ３薄膜のエピタキシャル成長
が可能であり、結晶性の良好な膜が得られる。この方法
によって得られるＳｒＴｉＯ３薄膜の比誘電率は２００
以上で、耐電圧は１．０６Ｖ／ｃＩｒＬ以上となる。
どよりも還元されにくい特長をもつ。ＳｒＴｉＯ３誘電
体層３はスパッタリング法などによって下部電極２上に
堆積するが、耐電圧を向上させるためには欠陥の少い均
質な膜を形成することが重要である。下部電極２の導電
性酸化物とＳｒＴｉＯ３は同じ立方晶のペロブスカイト
型結晶構造を有し、Ｓ ｒＴ ｉ Ｏ３の格子定数は下
部電極用の上記導電性酸化物の格子定数に近いので、比
較的低い温度でＳｒＴｉＯ３薄膜のエピタキシャル成長
が可能であり、結晶性の良好な膜が得られる。この方法
によって得られるＳｒＴｉＯ３薄膜の比誘電率は２００
以上で、耐電圧は１．０６Ｖ／ｃＩｒＬ以上となる。
したがって、同一耐電圧であれば、膜の厚さを薄くでき
、その結果、静電容量を大きくとれるので、コンデンサ
の小形軽量化を達成することができる。
、その結果、静電容量を大きくとれるので、コンデンサ
の小形軽量化を達成することができる。
上部電極４としては銅、アルミニウム、クロム、ニッケ
ル、モリブデンなどの金属膜を用いる。この上部電極４
は蒸着法あるいはスパッタリング法で形成することがで
きる。
ル、モリブデンなどの金属膜を用いる。この上部電極４
は蒸着法あるいはスパッタリング法で形成することがで
きる。
第２図は第１図に示した構成単位である平行平板型コン
デンサを数１０枚重ね合わせた積層型大容量薄膜コンデ
ンサの構造の一例を示し、ここで、５は各構成要素の上
部電極４を共通接続するメタリコン、６はメタリコン５
に接続したリード線である。下部電極２についても図示
しないメタリコンにより共通接続し、そのメタリコンに
リード線７を接続する。
デンサを数１０枚重ね合わせた積層型大容量薄膜コンデ
ンサの構造の一例を示し、ここで、５は各構成要素の上
部電極４を共通接続するメタリコン、６はメタリコン５
に接続したリード線である。下部電極２についても図示
しないメタリコンにより共通接続し、そのメタリコンに
リード線７を接続する。
かかるコンデンサの静電容量および耐電圧はＳｒＴｉＯ
３誘電体層３の厚さ、電極２および４の面積、基板１の
厚さ、さらには積層枚数を変えることによって任意所望
の値に変えられ、以てコンデンサの使用に適した構造に
することができる。
３誘電体層３の厚さ、電極２および４の面積、基板１の
厚さ、さらには積層枚数を変えることによって任意所望
の値に変えられ、以てコンデンサの使用に適した構造に
することができる。
以下に本発明の実施例について述べる。
実施例１
厚さ０．２Ｈのサファイア基板１上に厚さ０．４岨の８
ｒｏ、、５Ｂａｏ、、ＭｏＯ３薄膜の下部電極２、厚さ
０．０５１ＩＷＬのＳ ｒＴ ｉ Ｏ３誘電体薄膜３、
および厚さ０．２１１ｍの銅薄膜の上部電極４より成る
第１図示の構成の平行平板型コンデンサを得た。このコ
ンデンサの静電容量は１ｃ！１当り約３，６／ＩＦであ
り、耐電圧は約５■であった。
ｒｏ、、５Ｂａｏ、、ＭｏＯ３薄膜の下部電極２、厚さ
０．０５１ＩＷＬのＳ ｒＴ ｉ Ｏ３誘電体薄膜３、
および厚さ０．２１１ｍの銅薄膜の上部電極４より成る
第１図示の構成の平行平板型コンデンサを得た。このコ
ンデンサの静電容量は１ｃ！１当り約３，６／ＩＦであ
り、耐電圧は約５■であった。
実施例２
厚さ０．２龍のサファイア基板１−ヒに厚さ０．４ａｍ
のＲｅＯ３薄膜の下部電極２、厚さ０，０５ ｔｉｍの
ＳｒＴｉＯ３誘電体薄膜３および厚さ０．２／１ｍの銅
薄膜の上部電極４より成る第１図示の構成の平行平板型
コンデンサを得た。このコンデンサの静電容量は１ｄ当
り約３．６１！ＡＦ’であり、耐電圧は約５■であった
。
のＲｅＯ３薄膜の下部電極２、厚さ０，０５ ｔｉｍの
ＳｒＴｉＯ３誘電体薄膜３および厚さ０．２／１ｍの銅
薄膜の上部電極４より成る第１図示の構成の平行平板型
コンデンサを得た。このコンデンサの静電容量は１ｄ当
り約３．６１！ＡＦ’であり、耐電圧は約５■であった
。
実施例３
厚さ０．２ｓｏａのサファイア基板１上に厚さ０．７ａ
ｍのＳｒＭｏＯ３薄膜の下部電極２、厚さｏ、ｉ ａｍ
のＳｒＴｉＯ３誘電体薄膜３および厚さ０．３１１ｍの
銅薄膜の上部電極４より成る平行平板コンデンサを作り
、これを重ね合わせて積層型コンデンサとした。
ｍのＳｒＭｏＯ３薄膜の下部電極２、厚さｏ、ｉ ａｍ
のＳｒＴｉＯ３誘電体薄膜３および厚さ０．３１１ｍの
銅薄膜の上部電極４より成る平行平板コンデンサを作り
、これを重ね合わせて積層型コンデンサとした。
得られたコンデンサの静電容量は１ｃｒｎ３当り約１０
０１！４Ｆ、耐電圧は約１０Ｖであった。また、このコ
ンデンサの静電容量の温度変化は一３０℃〜８０℃の間
で±２０係、周波数は約Ｉ ＧＨｚまで、誘電正接はＩ
Ｘ １０−２以下であり、リード端子および外装用被
覆材料を含めた重量は約６９であった。
０１！４Ｆ、耐電圧は約１０Ｖであった。また、このコ
ンデンサの静電容量の温度変化は一３０℃〜８０℃の間
で±２０係、周波数は約Ｉ ＧＨｚまで、誘電正接はＩ
Ｘ １０−２以下であり、リード端子および外装用被
覆材料を含めた重量は約６９であった。
以上説明したように、本発明によれば、下部電極と誘電
体層に同じ結晶構造の物質を用いたコンデンサの構成に
することによって、誘電体層として欠陥の少い良質な薄
膜を形成できる。その結果、誘電体層の耐電体層の耐電
圧が向上して、誘電体層を薄くできるので、静電容量を
大きくすることが可能となる。このような構成のコンデ
ンサを構成単位として積層することによって、小型で軽
量の大容量薄膜コンデンサを実現できる。本発明では誘
電体層として８ｒＴｉＯ３を用いるので、本発明コンデ
ンサの温度特性、電界特性および周波数特性は良好であ
る。
体層に同じ結晶構造の物質を用いたコンデンサの構成に
することによって、誘電体層として欠陥の少い良質な薄
膜を形成できる。その結果、誘電体層の耐電体層の耐電
圧が向上して、誘電体層を薄くできるので、静電容量を
大きくすることが可能となる。このような構成のコンデ
ンサを構成単位として積層することによって、小型で軽
量の大容量薄膜コンデンサを実現できる。本発明では誘
電体層として８ｒＴｉＯ３を用いるので、本発明コンデ
ンサの温度特性、電界特性および周波数特性は良好であ
る。
第１図は本発明コンデンサの構成隊位の一例を示す断面
図、 第２図は第１図示の構成単位を積！１〜それにメタリコ
ンを施し、リード線を取り付けた積層型大容量薄膜コン
デンサの一例を示す斜視図である。 １・・・基板。 ２・・・導電性酸化物薄膜の下部電極。 ３ ・・・ＳｒＴｉＯ３誘電体層、 ４・・・上部電極、 ５・・・メタリコン、 ６．７・・・リード線。 特許出願人 日本電信電話公社
図、 第２図は第１図示の構成単位を積！１〜それにメタリコ
ンを施し、リード線を取り付けた積層型大容量薄膜コン
デンサの一例を示す斜視図である。 １・・・基板。 ２・・・導電性酸化物薄膜の下部電極。 ３ ・・・ＳｒＴｉＯ３誘電体層、 ４・・・上部電極、 ５・・・メタリコン、 ６．７・・・リード線。 特許出願人 日本電信電話公社
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １）絶縁体基板と、該基板上に配置した５ｒ１−ＸＢａ
ＸＶｏ０３（ｘ−０〜１）薄膜もしくはＲｅＯ３薄膜の
下部電極と、該下部電極上に配置した８ｒＴｉＯ３誘電
体薄膜と、該誘電体膜上に配置した金属薄膜の上部電極
とを平行平板型の構造に構成したことを特徴とする薄膜
コンデンサ。 ２）絶縁体基板と、該基板上に配置したＳｒ 、−ｘＢ
ａｘＭｏｂ３（ｘ＝０〜１）薄膜もしくはＲｅＯ３薄膜
の下部電極と、該下部電極上に配置したＳ ｒ Ｔ ｉ
Ｏａ誘電体薄膜と、該誘電体膜上に配置した金属薄膜
の上部電極とを平行平板型の構造に構成した平行平板型
コンデンサを構成単位として、該構成単位を積層したこ
とを特徴とするへ容鴬薄膜コンデンサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20075583A JPS6094716A (ja) | 1983-10-28 | 1983-10-28 | 薄膜コンデンサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20075583A JPS6094716A (ja) | 1983-10-28 | 1983-10-28 | 薄膜コンデンサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6094716A true JPS6094716A (ja) | 1985-05-27 |
| JPS6323647B2 JPS6323647B2 (ja) | 1988-05-17 |
Family
ID=16429634
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20075583A Granted JPS6094716A (ja) | 1983-10-28 | 1983-10-28 | 薄膜コンデンサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6094716A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02121313A (ja) * | 1988-10-29 | 1990-05-09 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 多層薄膜コンデンサ |
| JPH03257858A (ja) * | 1990-03-07 | 1991-11-18 | Nec Corp | 薄膜コンデンサ |
| US5986301A (en) * | 1995-01-27 | 1999-11-16 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Thin film capacitor with electrodes having a perovskite structure and a metallic conductivity |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02117003U (ja) * | 1989-03-01 | 1990-09-19 |
-
1983
- 1983-10-28 JP JP20075583A patent/JPS6094716A/ja active Granted
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02121313A (ja) * | 1988-10-29 | 1990-05-09 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 多層薄膜コンデンサ |
| JPH03257858A (ja) * | 1990-03-07 | 1991-11-18 | Nec Corp | 薄膜コンデンサ |
| US5986301A (en) * | 1995-01-27 | 1999-11-16 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Thin film capacitor with electrodes having a perovskite structure and a metallic conductivity |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6323647B2 (ja) | 1988-05-17 |
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