JPS63263711A - 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
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- JPS63263711A JPS63263711A JP9891787A JP9891787A JPS63263711A JP S63263711 A JPS63263711 A JP S63263711A JP 9891787 A JP9891787 A JP 9891787A JP 9891787 A JP9891787 A JP 9891787A JP S63263711 A JPS63263711 A JP S63263711A
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Landscapes
- 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
本発明は耐電圧特性に優れた、特にマイクロ波回路に適
した薄膜コンデンサの製造方法に関するものである。
した薄膜コンデンサの製造方法に関するものである。
従来の技術
従来の薄膜コンデンサの代表的構造を第２図に示す。第
２図において、ｌはアルミナセラミック基板、３は真空
蒸着により形成した薄いクロムからなる金属層、４は同
じく真空蒸着により形成した金からなる金属層、５は化
学気相成長法により形成した酸化珪素層、６は真空蒸着
により形成した薄いクロムからなる金属層、７は同じく
真空蒸着により形成した金からなる金属層である。
２図において、ｌはアルミナセラミック基板、３は真空
蒸着により形成した薄いクロムからなる金属層、４は同
じく真空蒸着により形成した金からなる金属層、５は化
学気相成長法により形成した酸化珪素層、６は真空蒸着
により形成した薄いクロムからなる金属層、７は同じく
真空蒸着により形成した金からなる金属層である。
この構造の代表的製造方法は、セラミック基板の上に、
電極を真空蒸着などによって形成し、その上に化学気相
成長（ＣＶＤ）法などの方法によって酸化珪素などの誘
電体薄膜を堆積し、その上にやはり真空蒸着などの方法
によって、電極を形成するというものである。
電極を真空蒸着などによって形成し、その上に化学気相
成長（ＣＶＤ）法などの方法によって酸化珪素などの誘
電体薄膜を堆積し、その上にやはり真空蒸着などの方法
によって、電極を形成するというものである。
発明が解決しようとする問題点
しかし、従来例のこのような単純な製法に基づくもので
は、第２図にみられるように、基板に用いるセラミック
表面の凹凸が、そのままその上に形成される電極、誘電
体膜に反映される。セラミック基板の表面は、単結晶と
異なり空孔が避は難く、数千オングストロームから数μ
ｍの凹凸があるのがごく普通であり、鏡面研摩したもの
でも数百から数千オングストロームの凹凸が存在する。
は、第２図にみられるように、基板に用いるセラミック
表面の凹凸が、そのままその上に形成される電極、誘電
体膜に反映される。セラミック基板の表面は、単結晶と
異なり空孔が避は難く、数千オングストロームから数μ
ｍの凹凸があるのがごく普通であり、鏡面研摩したもの
でも数百から数千オングストロームの凹凸が存在する。
ところが薄膜コンデンサの場合には、誘電体膜の厚みが
数千オングストロームから数μｍであり、この厚みに対
して、セラミック基板表面の凹凸は均一性に大きな影響
を与える。なかでも耐電圧特性に大きな影響を与える。
数千オングストロームから数μｍであり、この厚みに対
して、セラミック基板表面の凹凸は均一性に大きな影響
を与える。なかでも耐電圧特性に大きな影響を与える。
また電極表面の凹凸は、マイクロ波回路では大きな損失
要因となる。
要因となる。
本発明はかかる点に鑑みなされたもので、表面に多少の
凹凸のあるセラミック基板を用いても耐電圧特性に優れ
た、特にマイクロ波回路における損失の少ない薄膜コン
デンサの製造方法を提供することを目的としている。
凹凸のあるセラミック基板を用いても耐電圧特性に優れ
た、特にマイクロ波回路における損失の少ない薄膜コン
デンサの製造方法を提供することを目的としている。
問題点を解決するための手段
本発明は上記問題点を解決するため、セラミック基板上
に、熱処理によって誘電体薄膜となる物質を含む溶液を
塗布し、熱処理によって誘電体薄膜を形成後、電極を形
成し、その上に誘電体薄膜を形成し、その上に電極を形
成することによって、耐電圧特性の優れた、特にマイク
ロ波回路に適した薄膜コンデンサを提供するものである
。
に、熱処理によって誘電体薄膜となる物質を含む溶液を
塗布し、熱処理によって誘電体薄膜を形成後、電極を形
成し、その上に誘電体薄膜を形成し、その上に電極を形
成することによって、耐電圧特性の優れた、特にマイク
ロ波回路に適した薄膜コンデンサを提供するものである
。
作用
本発明は上記した製造方法により、薄膜コンデンサの耐
電圧特性が改善される。
電圧特性が改善される。
実施例
以下本発明の薄膜コンデンサの製造方法の一実施例につ
いて、図面を参照しながら説明する。
いて、図面を参照しながら説明する。
第１図は本発明の薄膜コンデンサをアルミナ基板に集積
化して形成する場合の構造の一実施例を示したものであ
る。第１図において、１はアルミナセラミック基板、２
は塗布熱処理により形成した珪素酸化物からなる誘電体
層、３は真空蒸着により形成した薄いクロムからなる金
属層、４は同じく真空蒸着により形成した金からなる金
属層、５は化学気相成長法により形成した酸化珪素層、
６は真空蒸着により形成した薄いクロムからなる金属層
、７は同しく真空蒸着により形成した金からなる金属層
である。
化して形成する場合の構造の一実施例を示したものであ
る。第１図において、１はアルミナセラミック基板、２
は塗布熱処理により形成した珪素酸化物からなる誘電体
層、３は真空蒸着により形成した薄いクロムからなる金
属層、４は同じく真空蒸着により形成した金からなる金
属層、５は化学気相成長法により形成した酸化珪素層、
６は真空蒸着により形成した薄いクロムからなる金属層
、７は同しく真空蒸着により形成した金からなる金属層
である。
各層の厚みは、本実施例ではアルミナセラミック基板ｌ
が６３５μｍ、誘電体層２が薄い部分で５０００オング
ストローム、クロム層３が１００人、金４が３０００人
、酸化珪素層５が１μｍ。
が６３５μｍ、誘電体層２が薄い部分で５０００オング
ストローム、クロム層３が１００人、金４が３０００人
、酸化珪素層５が１μｍ。
クロム層６が１００人、金層７が３０００人である。
次に本実施例の素子の製造方法について述べる。
まずアルミナセラミック基板１の上に、アルキルシラノ
ール（ＲＳ ｒ （ＯＲ） ａ ｉ Ｒはアルキル基
）をアルコールに溶かした溶液を塗布する。これは溶液
状であるため、セラミック基板上に、大きい（ぼみがあ
ってもそこを埋めて全体を平坦化する。
ール（ＲＳ ｒ （ＯＲ） ａ ｉ Ｒはアルキル基
）をアルコールに溶かした溶液を塗布する。これは溶液
状であるため、セラミック基板上に、大きい（ぼみがあ
ってもそこを埋めて全体を平坦化する。
この様子は第１図の誘電体Ｎ２に示されている。
誘電体層２を塗布により形成後、これを３００〜６００
℃の空気中で熱処理することによって、溶媒が除去され
、アルキルシラノールが珪素酸化物に変化し、珪素酸化
物Ｎ２が形成される。この場合の珪素酸化物は、化学結
合の乱れたＳｉＯが何重にも多重に接続されたもので、
一般に（−３ｉＯ−）ｎと表すことができ広い意味では
酸化珪素ということができる。ここでは化学気相成長法
で形成した酸化珪素が、主に２酸化珪素（ＳｉＯ□）の
多結晶でありこれと区別するため、塗布熱処理により形
成した誘電体層２を珪素酸化物層と表現し、化学気相成
長法により形成した層５を、酸化珪素層と表現している
。真空蒸着により、クロム層３．金Ｎ４を所定の厚みに
形成する。
℃の空気中で熱処理することによって、溶媒が除去され
、アルキルシラノールが珪素酸化物に変化し、珪素酸化
物Ｎ２が形成される。この場合の珪素酸化物は、化学結
合の乱れたＳｉＯが何重にも多重に接続されたもので、
一般に（−３ｉＯ−）ｎと表すことができ広い意味では
酸化珪素ということができる。ここでは化学気相成長法
で形成した酸化珪素が、主に２酸化珪素（ＳｉＯ□）の
多結晶でありこれと区別するため、塗布熱処理により形
成した誘電体層２を珪素酸化物層と表現し、化学気相成
長法により形成した層５を、酸化珪素層と表現している
。真空蒸着により、クロム層３．金Ｎ４を所定の厚みに
形成する。
これらの金属層は、誘電体Ｉｔ！１２の挿入により、は
ぼ平坦に形成される。クロム層３．金層４は薄膜コンデ
ンサの下側電極として働く０次に通常のホトリソグラフ
ィー法によりホトレジストマスクを形成し、このホトレ
ジストマスクによって、必要部分以外のクロムおよび金
層を湿式エツチングにより除去する０次に化学気相成長
によりシラン（ＳｉＪ）と酸素を基板上で反応させるこ
とにより、酸化珪素Ｎ５を形成する。これは前述のごと
く、主に２酸化珪素（ＳｉＯ□）の多結晶である０次に
通常のホトリソグラフィー法によりホトレジストマスク
を形成し、このホトレジストマスクによって、酸化珪素
層５を湿式エツチングにより除去、次に真空蒸着により
クロム層６および金層７を形成、通常のホトリソグラフ
ィー法によりホトレジストマスクを形成し、このホトレ
ジストマスクによって、必要部分以外のクロムおよび金
層を湿式エツチングにより除去、上部電極を形成する。
ぼ平坦に形成される。クロム層３．金層４は薄膜コンデ
ンサの下側電極として働く０次に通常のホトリソグラフ
ィー法によりホトレジストマスクを形成し、このホトレ
ジストマスクによって、必要部分以外のクロムおよび金
層を湿式エツチングにより除去する０次に化学気相成長
によりシラン（ＳｉＪ）と酸素を基板上で反応させるこ
とにより、酸化珪素Ｎ５を形成する。これは前述のごと
く、主に２酸化珪素（ＳｉＯ□）の多結晶である０次に
通常のホトリソグラフィー法によりホトレジストマスク
を形成し、このホトレジストマスクによって、酸化珪素
層５を湿式エツチングにより除去、次に真空蒸着により
クロム層６および金層７を形成、通常のホトリソグラフ
ィー法によりホトレジストマスクを形成し、このホトレ
ジストマスクによって、必要部分以外のクロムおよび金
層を湿式エツチングにより除去、上部電極を形成する。
士＋←Ｈ剥鼾
本実施例の構造とすることにより、第１図かられかるよ
うに、基板表面に多少の凹凸があっても、耐電圧特性の
優れた薄膜コンデンサが得られる。
うに、基板表面に多少の凹凸があっても、耐電圧特性の
優れた薄膜コンデンサが得られる。
また１掘表面の凹凸が減少するため、マイクロ波におけ
る放射損失が減少する。
る放射損失が減少する。
本実施例で用いたアルミナセラミック基板の表面の凹凸
は、約２０００人であった。塗布熱処理方式の誘電体層
２を挿入しない場合の薄膜コンデンサの耐電圧が、約ｌ
Ｘ１０５Ｖ／ｃｎであったのに対して、本実施例の薄膜
コンデンサの耐電圧は、約ｌＸ１０’Ｖ／ｃｍであり、
耐電圧特性が約１００倍向上していた。
は、約２０００人であった。塗布熱処理方式の誘電体層
２を挿入しない場合の薄膜コンデンサの耐電圧が、約ｌ
Ｘ１０５Ｖ／ｃｎであったのに対して、本実施例の薄膜
コンデンサの耐電圧は、約ｌＸ１０’Ｖ／ｃｍであり、
耐電圧特性が約１００倍向上していた。
さらに薄膜コンデンサ部分におけるマイクロ波でのｔｉ
失には、電極からの放射損失が太き（寄与している。本
実施例の構造では、下側電極の形状がほぼ平１ｕとなる
ため、この放射損失の低減に極めて有効である。したが
って特にマイクロ波集積回路に有効である。
失には、電極からの放射損失が太き（寄与している。本
実施例の構造では、下側電極の形状がほぼ平１ｕとなる
ため、この放射損失の低減に極めて有効である。したが
って特にマイクロ波集積回路に有効である。
本実施例では、電極としてクロムおよび金を用いたが、
これは単なるコンデンサの対向電極を形成するものであ
り、この材料に限る必要のないことは明らかである。
これは単なるコンデンサの対向電極を形成するものであ
り、この材料に限る必要のないことは明らかである。
また本実施例では、電極の厚みとして特定の値を用いた
が、電極は電極として有効に動作するだけの厚みがあれ
ばよいことは明らかである。
が、電極は電極として有効に動作するだけの厚みがあれ
ばよいことは明らかである。
また本実施例では、珪素酸化物Ｎ２および酸化珪素層５
の厚みとして特定の値を用いたが、所定の静電容量を得
られる厚みにすれば良いのであり、特定の値に限られる
ものではない。
の厚みとして特定の値を用いたが、所定の静電容量を得
られる厚みにすれば良いのであり、特定の値に限られる
ものではない。
また薄膜コンデンサの誘電体層部分を塗布、熱処理方式
で形成すると、耐電圧特性は良好なものが得られるが、
この方式では溶液状にして塗布するため、本質的に緻密
で密度の高い膜は得られず、また’＊機シリコン（アル
キルシラノール）から無機の酸化珪素に変化させる方法
では、格子欠陥の少ない２酸化珪素を主体とする酸化珪
素膜は得られず、そのため誘電体損失（ｔａｎδ）の大
きいものしか得られない、誘電体損失（ｔａｎδ）の増
加はコンデンサとして好ましくないことは明らかである
。これに対して、化学気相成長法により形成した酸化珪
素膜は２酸化珪素を主体とする格子欠陥の少ない多結晶
体からなるため、良好な誘電体損失（ｔａｎδ）特性を
示す。しかし基板表面の形に忠実に堆積されるため、基
板の凹凸の平坦化には寄与せず、前述したごとく耐電圧
特性の優れたものが得られない。
で形成すると、耐電圧特性は良好なものが得られるが、
この方式では溶液状にして塗布するため、本質的に緻密
で密度の高い膜は得られず、また’＊機シリコン（アル
キルシラノール）から無機の酸化珪素に変化させる方法
では、格子欠陥の少ない２酸化珪素を主体とする酸化珪
素膜は得られず、そのため誘電体損失（ｔａｎδ）の大
きいものしか得られない、誘電体損失（ｔａｎδ）の増
加はコンデンサとして好ましくないことは明らかである
。これに対して、化学気相成長法により形成した酸化珪
素膜は２酸化珪素を主体とする格子欠陥の少ない多結晶
体からなるため、良好な誘電体損失（ｔａｎδ）特性を
示す。しかし基板表面の形に忠実に堆積されるため、基
板の凹凸の平坦化には寄与せず、前述したごとく耐電圧
特性の優れたものが得られない。
また本実施例では塗布熱処理用物質として、アルキルシ
ラノールを用いたが、本発明の意図するところは、溶液
状にして塗布することにより表面の凹凸を平坦化するこ
とにあり、したがってこの材料に限られるものではなく
、塗布後安定な誘電体に変化させられるものであれば何
を用いても良いことは明らかである。
ラノールを用いたが、本発明の意図するところは、溶液
状にして塗布することにより表面の凹凸を平坦化するこ
とにあり、したがってこの材料に限られるものではなく
、塗布後安定な誘電体に変化させられるものであれば何
を用いても良いことは明らかである。
またマイクロ波回路基板として用いた場合、基板の誘電
率により、回路、特にマイクロストリップラインのイン
ピーダンスが影響を受ける。しかし本実施例の場合、基
板厚みに比べ、塗布熱処理誘電体層２の厚みが、極めて
小さいため、その影響は無視することができ、誘電率の
違いで基板上のマイクロ波回路に悪影響を及ぼすことは
ない。
率により、回路、特にマイクロストリップラインのイン
ピーダンスが影響を受ける。しかし本実施例の場合、基
板厚みに比べ、塗布熱処理誘電体層２の厚みが、極めて
小さいため、その影響は無視することができ、誘電率の
違いで基板上のマイクロ波回路に悪影響を及ぼすことは
ない。
また本実施例では基板としてアルミナセラミックを用い
たが、他のセラミック、単結晶、金属などの基板を用い
ても、表面の凹凸の低減効果は同様に得られ、それによ
り耐電圧特性の向上の図れ脂化する性質を生かして、セ
ラミック基板上の凹凸を平坦化することにより、その上
に形成する誘電体薄膜中のピンホールなどの欠陥を減少
させることによって、薄膜コンデンサの耐電圧特性を向
上させるとともに、電極を平坦化してマイクロ波におけ
る電極の放射損失を減少させるようにしたものである。
たが、他のセラミック、単結晶、金属などの基板を用い
ても、表面の凹凸の低減効果は同様に得られ、それによ
り耐電圧特性の向上の図れ脂化する性質を生かして、セ
ラミック基板上の凹凸を平坦化することにより、その上
に形成する誘電体薄膜中のピンホールなどの欠陥を減少
させることによって、薄膜コンデンサの耐電圧特性を向
上させるとともに、電極を平坦化してマイクロ波におけ
る電極の放射損失を減少させるようにしたものである。
第１図は本発明の構造の一実施例を示す断面図、第２図
は従来例の構造図である。 ｌ・・・・・・アルミナセラミック基板、２・・・・・
・塗布熱処理方式により形成した誘電体層、３・・・・
・・クロム層、４・・・・・・金層、５・・・・・・化
学気相成長法により形成した酸化珪素層、６・・・・・
・クロム層、７・・・・・・金層。 代理人の氏名 弁理士 中尾敏男 はか１名菓 １ 図 第２図
は従来例の構造図である。 ｌ・・・・・・アルミナセラミック基板、２・・・・・
・塗布熱処理方式により形成した誘電体層、３・・・・
・・クロム層、４・・・・・・金層、５・・・・・・化
学気相成長法により形成した酸化珪素層、６・・・・・
・クロム層、７・・・・・・金層。 代理人の氏名 弁理士 中尾敏男 はか１名菓 １ 図 第２図
Claims (2)
- （１）セラミック基板上に、熱処理によって誘電体薄膜
となる物質を含む溶液を塗布し、熱処理によって誘電体
薄膜を形成後、電極を形成し、その上に誘電体薄膜を形
成し、その上に電極を形成したことを特徴とする薄膜コ
ンデンサの製造方法。 - （２）熱処理によって誘電体薄膜となる物質として、ア
ルキルシラノールを用いた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の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62098917A JPH07120609B2 (ja) | 1987-04-22 | 1987-04-22 | 薄膜コンデンサの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62098917A JPH07120609B2 (ja) | 1987-04-22 | 1987-04-22 | 薄膜コンデンサの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63263711A true JPS63263711A (ja) | 1988-10-31 |
| JPH07120609B2 JPH07120609B2 (ja) | 1995-12-20 |
Family
ID=14232482
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62098917A Expired - Lifetime JPH07120609B2 (ja) | 1987-04-22 | 1987-04-22 | 薄膜コンデンサの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07120609B2 (ja) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59115511A (ja) * | 1982-12-17 | 1984-07-04 | インタ−ナシヨナル ビジネス マシ−ンズ コ−ポレ−シヨン | キヤパシタ構造体及びその製造方法 |
| JPS609336A (ja) * | 1983-06-27 | 1985-01-18 | 三菱電機株式会社 | エレベ−タ用電源装置 |
-
1987
- 1987-04-22 JP JP62098917A patent/JPH07120609B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59115511A (ja) * | 1982-12-17 | 1984-07-04 | インタ−ナシヨナル ビジネス マシ−ンズ コ−ポレ−シヨン | キヤパシタ構造体及びその製造方法 |
| JPS609336A (ja) * | 1983-06-27 | 1985-01-18 | 三菱電機株式会社 | エレベ−タ用電源装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07120609B2 (ja) | 1995-12-20 |
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