KR20050070009A - 온도 보상 강유전성 커패시터 장치 및 그 제조 - Google Patents

온도 보상 강유전성 커패시터 장치 및 그 제조 Download PDF

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Abstract

온도 보상 커패시터 장치(20)는 강유전성 특성을 갖고 금속 산화물 강유전성 재료와 같은 강유전성 재료를 이용하는 강유전성 커패시터(22), 금속 산화물 상유전성(paraelectric) 재료와 같은 음의 온도 계수 커패시터 재료를 이용하는 음의 온도 가변 커패시터(24), 및 음의 온도 가변 커패시터(24)와 강유전성 커패시터(22) 사이의 전기적 직렬 접속(26)을 포함한다. 온도 보상 커패시터 장치(20)는 적층 구조로서 또는 서로 분리된 전기 접속을 갖는 별도의 커패시터들로서 형성될 수 있다.

Description

온도 보상 강유전성 커패시터 장치 및 그 제조{TEMPERATURE-COMPENSATED FERROELECTRIC CAPACITOR DEVICE, AND ITS FABRICATION}
본 발명은 강유전성 커패시터에 관한 것이며, 보다 구체적으로는, 온도에 따른 강유전성 특성의 변동을 감소시키기 위하여 온도 보상된 강유전성 커패시터 장치에 관한 것이다.
강유전성 재료는 다양한 응용(applications)에 사용된다. 이러한 하나의 응용은 전원 손실 후에도 정보가 보유되는 불휘발성 랜덤 액세스 메모리에서 사용되는 강유전성 커패시터이다. 강유전성 재료는 자기장이 인가되는 강자성 재료가 겪는 변화와 유사한 방식으로 전기장의 인가시 물리적 상태가 변화하는 재료이다. 메모리 셀은 물리적 상태 변화와 관련된 히스테리시스 영향에 기초하여 구성될 수 있다. 강유전성 재료는 그 물리적 상태가 자기장 보다는 전압의 인가에 의해 제어되고, 전원 손실 후에도 측정가능한 상태가 유지되며, 소형 메모리 소자가 마이크로전자제품 제조 기술에 의해 구성될 수 있어, 전원을 거의 소비하지 않는 메모리 소자가 된다.
강유전성 불휘발성 메모리와 같은, 관심있는 몇몇 응용에서 강유전성 재료를 이용하는 데 대한 한 어려움은 상대적으로 좁은 온도 범위에 대하여 유전율이 실질적으로 변화하는 등의 몇몇 재료 특성이다. 이들 특성은 몇몇 경우 100℃ 이하의 온도 범위에 대하여 100% 이상으로 너무 커서, 관련 판독/기록 전자제품을 설계 및 구현하기가 매우 어려울 수 있다.
또한 바륨 티타네이트, 스트론튬 티타네이트, 칼슘 티타네이트, 칼슘 스타네이트, 및 칼슘 지르코네이트 등의 강유전성 재료는 분리된 세라믹 커패시터를 생성하는데 사용된다. 분리된 세라믹 커패시터커패시터 응용에 있어서, 재료 조성은 특정한 온도 범위에 대하여 상대적으로 높은 유전율을 제공하도록 변화된다. 이들 장치가 특정한 온도 범위에 대하여 상대적으로 일정한 커패시턴스 값을 제공하도록 최적화되는 동안, 이들은 정보 저장에 사용될 수 있는 잔여 분극 성분의 부족에 기인하여 불휘발성 메모리 응용에 유용하지 않다.
온도 변동의 영향을 감소시키기 위하여 강유전성 특성을 이용하는 전자 회로의 설계에 대한 향상된 접근법의 필요성이 있다. 본 발명은 이 필요성을 만족시키고, 관련 이점을 더 제공한다.
도 1은 분리된 소자를 이용하는 온도 보상 강유전성 커패시터 장치의 개략도.
도 2는 집적된 온도 보상 강유전성 커패시터 장치의 개략도.
도 3은 강유전성 및 상유전성 재료에 대한 온도에 따른 상대적인 유전율 변화의 그래프.
도 4는 비보상된 및 보상된 강유전성 커패시터 장치의 계산된 커패시터 성능 곡선.
도 5는 온도 보상 강유전성 커패시터 장치를 제조하기 위한 바람직한 접근법의 블록도.
본 발명은 강유전성 특성을 갖지만, 커패시터 장치의 강유전성 특성이 주변 온도에 대해 감소되는 의존성을 갖는 온도 보상 커패시터 장치를 제공한다. 온도 보상이 온도 보상 커패시터 장치내에 설정되고, 별도의 보상 장치의 사용은 필요하지 않다. 이는 제조 공정에 상대적으로 작은 변경에 의해 제조될 수 있다.
본 발명에 따라서, 강유전성 특성을 갖는 온도 보상 커패시터 장치는 강유전성 재료를 포함하는 강유전성 커패시터, 음의 온도 계수의 커페시턴스 재료를 포함하는 음의 온도 가변 커패시터, 및 음의 온도 가변 커패시터와 강유전성 커패시터 사이의 전기적 직렬 상호접속을 포함한다. 음의 온도 계수의 커패시턴스 재료, 및 따라서 음의 온도 가변 커패시터는 동작 온도 범위에 대하여 온도가 증가함에 따라서 커패시턴스가 감소되는 경향을 나타낸다.
전기적 직렬 접속은 강유전성 커패시터와 음의 온도 가변 커패시터 사이의 직접 물리적 접촉을 포함할 수 있다. 이러한 일 실시예에서, 강유전성 재료는 강유전성층을 포함하고, 음의 온도 계수의 커패시턴스 재료는 강유전성 층과 직접 대향하여 접촉하는 또다른 층을 포함한다. 이 경우에, 강유전성 커패시터 및 음의 온도 가변 커패시터는 집적 유닛으로서 제조된다.
전기적 직렬 접속은 대신에 강유전성 커패시터와 음의 온도 가변 커패시터 사이의 연장하는 분리된 전기적 접속을 포함할 수 있다. 이 경우에, 강유전성 커패시터 및 음의 온도 가변 커패시터는 개별적으로 제조되고 전기적 접속으로 직렬로 연결된다.
강유전성 재료는 바람직하게 리드 티타네이트, 리드 지르코네이트 티타네이트, 리드 란타늄 지르코네이트 티타네이트, 바륨 티타네이트, 스트론튬 비스무스 티타네이트, 스트론튬 비스무스 니오베이트, 스트론튬 비스무스 탄탈레이트 니오베이트, 또는 비스무스 리드 티타네이트와 같은 금속 산화물 강유전성 재료이다. 현재 가장 바람직한 강유전성 재료는 스트론튬 비스무스 탄탈레이트 니오베이트이다.
음의 온도 계수의 커패시턴스 재료는 바람직하게 상유전성 재료이다. 이러한 하나의 음의 온도 계수의 커패시턴스 재료는 스트론튬 티타네이트 또는 바륨 스트론튬 티타네이트와 같은 금속 산화물 음의 온도 계수의 커패시턴스 재료이다. 현재 가장 바람직한 음의 온도 계수의 커패시턴스 재료는 바륨 스트론튬 티타네이트이다.
바람직한 구조에서, 집적된 온도 보상 커패시터 장치는 강유전성 특성을 가지고 제1 전극층을 포함하는 강유전성 커패시터, 및 제1 전극층과 직접 물리적 접촉되는 강유전성 재료의 강유전성층을 포함한다. 음의 온도 가변 커패시터는 강유전성층과 직접 물리적으로 접촉하는, 상유전성 재료와 같은 음의 온도 계수의 커패시턴스 재료의 음의 온도 가변층 및 온도 가변층과 직접 물리적으로 접촉하는 제2 전극층을 포함한다.
이러한 집적 구조는 제1 전극층을 제작하고, 제1 전극층 상에 강유전성 전구체 재료층을 퇴적하고, 강유전성 전구체층을 반응시켜 강유전성층을 생성하고, 강유전성층 상에 음의 온도 계수의 커패시턴스 재료의 온도 가변 전구체층을 퇴적하고, 온도 가변 전구체층을 반응시켜 상유전성층을 형성하며, 상유전성층 상에 제2 전극층을 배치함으로써 제조될 수 있다. 이 제조 공정과 관련하여 여기서 설명되지 않은 호환성 특징이 사용될 수 있다.
온도 보상 커패시터 장치는 강유전성 및 상유전성 재료에서의 상이한 온도 의존성의 이점을 취하여, 온도에 따른 유전율 및 보자 전압(coercive voltage)의 변화가 종래의 강유전성 커패시터와 비교하여 크게 줄어든다. 온도 보상 커패시터를 가로지르는 전압은 여기서 설명된 바와 같이 분리된 또는 집적된 실시예에서, 강유전성 커패시터와 음의 온도 가변 커패시터를 가로질러 분리된다.
상유전성(음의 온도 가변) 커패시터는 동작 범위 중 더 낮은 온도에서 상대적으로 높은 커패시턴스를 갖는다. 그러므로, 강유전성 커패시턴스를 가로질러 대부분의 전압 강하가 일어나고, 정상 강유전성 히스테리시스 루프가 관찰된다. 동작 온도 범위 내의 높은 온도에서, 상유전성 재료는 더 낮은 유전율을 가져, 강유전성 커패시턴스에 대하여 음의 온도 가변 커패시터를 가로질러 전압 강하가 더 크다. 작은 신호 커패시턴스에 대하여, 온도 보상 커패시터 장치는 강유전성 커패시터 그 자체에 비해 선택된 온도 범위에 대하여 작은 변동을 나타낸다. 히스테리시스 루프에 대하여, 높은 온도에서 상유전성 재료를 가로질러 증가된 전압이 강유전성 재료에 대한 보자 전압의 감소를 보상하기 위하여 제공된다. 결과적으로 종래의 강유전성 커패시터에 비하여 온도 보상 커패시터 장치에서 온도의 함수로서의 성능 변화가 작다.
본 접근법은 종래의 강유전성 커패시터보다 온도에 대하여 더 작은 의존성을 갖는 강유전성 특성의 커패시터 장치를 제공한다. 이는, 참고문헌으로 인용된, 미국 특허 5,729,488호, 미국 특허 5,487,030호, 및 미국 특허 4,853,893호에 개시된 바와 같이, 특히 이들의 서비스 기간동안 동작 온도에서 변동을 겪을 것으로 예측되는 강유전성 커패시터를 필요로하는 임의의 회로에서 사용될 수 있다. 관련 온도 보상 전자부품의 필요성이 감소되고, 종종 필요성이 없어진다.
온도 보상 커패시터 장치에서 음의 온도 가변 커패시터의 존재에 기인하여 보자 전압에서 히스테리시스 루프의 기울기가 감소되어, 비파괴적 판독 강유전성 메모리의 성능이 향상된다. 파괴적인 판독 메모리에 있어서는, 재료의 분극을 포화시키는데 충분한 전압이 인가되는 한, 이 기울기 변화는 거의 없다.
본 발명의 다른 특징 및 이점은 첨부된 도면과 함께, 예로서 본 발명의 원리를 설명하는, 이하의 바람직한 실시예에 대한 상세한 설명으로부터 자명할 것이다. 그러나, 본 발명의 범위는 이 바람직한 실시예에 한정되지 않는다.
도 1은 강유전성 특성을 갖는 온도 보상 커패시터 장치(20)의 바람직한 실시예를 나타낸다. 온도 보상 커패시터 장치(20)는 강유전성 커패시터(22), 음의 온도 가변 커패시터(24), 및 음의 온도 가변 커패시터(24)와 강유전성 커패시터(22) 사이의 전기적 직렬 접속(26)을 포함한다. 강유전성 커패시터(22)는 양측에 강유전성층(28)과 접촉하는 전극(30)을 갖고, 강유전성 재료의 강유전성층(28)을 포함한다. 음의 온도 가변 커패시터(24)는 양측에 상유전성층(32)과 접촉하는 전극(34)을 갖고, 음의 온도 계수의 커패시터 재료의 상유전성층(32)을 포함한다. 전기적 직렬 접속(26)은 하나의 전극(30)과 하나의 전극(34) 사이에 연장된다.
도 1의 온도 보상 커패시터 장치(20)는 강유전성 커패시터(22)와 음의 온도 가변 커패시터(24) 사이에서 연장하는 분리된 전기적 접속의 형태로 전기적 직렬 접속(26)을 갖는 분리된 커패시터(22 및 24)를 사용한다.
도 2에서는 집적된 실시예를 나타내고 있는데, 강유전성 커패시터(22)와 음의 온도 가변 커패시터(24)가 온도 보상 커패시터 장치(20)를 형성하는 단일 구조로 집적되어 있다. 도 2의 집적된 실시예가 제조될 수 있는 경우에는, 그 컴팩트한 구조 때문에 도 2의 집적된 실시예가 도 1의 분리된 실시예에 비하여 바람직하다.
도 2의 이 집적된 실시예에는 강유전성 커패시터(22)와 음의 온도 가변 커패시터(24) 사이의 직접적인 물리적 접촉이 있다. 강유전성 재료는 강유전성층(28)을 포함하고, 음의 온도 계수의 커패시터 재료는 직접 강유전성 층(28)과 대향하여 접촉하는 상유전성 층(32)을 포함한다. 즉, 직접 대향하는 접촉이 전기적 직렬 접속(26)으로서 작용한다. 제1 전극(38) 및 제2 전극(40)은 이들 사이에 끼워진 접촉하는 상유전성층(32) 및 강유전성 층(28)을 구비한다. 전형적인 경우에, 강유전성층(28)은 약 500Å 내지 4000Å의 두께이고, 상유전성층(32)은 약 75Å 내지 3000Å의 두께이다. 전극(30, 38, 및 40)은 백금, 이리듐, 루테늄, 또는 팔라듐과 같은 금속 또는 이리듐 산화물 또는 류테늄 산화물과 같은 전기적 도전성 비금속으로 이루어질 수 있다.
강유전성층(28)의 강유전성 재료는 바람직하게 리드 타타네이트, 리드 지르코네이트 티타네이트, 리드 란타늄 지르코네이트 티타네이트, 바륨 티타네이트, 스트론튬 비스무스 탄탈레이트, 스트론튬 비스무스 니오베이트, 스트론튬 비스무스 탄탈레이트 니오베이트, 또는 비스무스 리드 티타네이트와 같은 금속 산화물 강유전성 재료이다. 가장 바람직하게, 강유전성 재료는 스트론튬 비스무스 탄탈레이트 니오베이트이다.
퀴리(Curie) 온도 이하에서 분극/전압 히스테리시스를 나타내는 전형적인 강유전성 재료에 대하여, 온도가 낮은 온도에서 퀴리 온도를 향하여 증가됨에 따라 유전율은 증가되고 보자 전압은 감소된다. 퀴리 온도에서 히스테리시스는 제로로 감소되고 유전율은 무한값에 접근한다. 퀴리 온도 이상에서 히스테리시스는 없고 상유전성 재료에서 예측되는 바와 같이 유전율은 감소한다. 도 3은 전형적인 강유전성 및 상유전성 재료의 특성을 나타낸다. 강유전성 재료의 상대적인 유전율 k는 일반적으로 온도에 따라 크게 증가되고, 상유전성 재료의 상대적인 유전율은 온도가 증가함에 따라 일반적으로 감소된다.
이들 변동 때문에, 강유전성 유전율과 보자 전압이 변화하는 넓은 온도 범위에 대하여 적합하게 기능하는 판독 회로를 설계하기 어렵다. 특히, 커패시터값과 보자 전압 모두 온도의 함수인 환경에서 작은 커패시턴스 변화를 검출하는 동안, 비파과적 판독 강유전성 메모리가 판독 전압을 보자 전압과 동일하도록 정확하게 제어하는 것에 의존하여, 적합한 비파괴 판독 특성을 보장하는 것에 관련하여 어려운이 있다.
그러므로, 음의 온도 가변 커패시터(24)는 바람직하게 동작 온도 범위에 대하여 온도가 증가함에 따라 커패시턴스가 감소되는 경향을 보인다. 층(32)의 음의 온도 계수의 커패시턴스 재료는 바람직하게 상대적인 유전율이 온도가 증가함에 따라 감소하는 상유전성 재료이다. 음의 온도 계수의 커패시턴스 재료는 바람직하게 스트론튬 티타네이트 또는 바륨 스트론튬 티타네이트와 같은 금속 산화물 음의 온도 계수의 커패시턴스 재료이고, 가장 바람직하게는 바륨 스트론튬 티타네이트이다.
도 4는 총 커패시턴스가 온도에 따라 급격하게 증가하는 스트론튬 비스무스 탄탈레이트 니오베이트(SBTN)로 이루어진 종래의 비보상 강유전성 커패시터의 커패시턴스 계산값을 나타낸다. 또한 도 4에서는 유사하게 SBTN 강유전성층(28) 및 Ba0.5Sr0.5TiO3(BST) 상유전성층(32)을 사용하는, 본 발명의 온도 보상 커패시턴스 장치(20)의 특성 계산값을 나타낸다. 온도 보상 커패시턴스 장치(20)는 총 커패시턴스에 대하여 약간의 온도 의존성을 나타내지만, 비보상 강유전성 커패시터보다 실질적으로 작다. 작은 신호 커패시턴스만이 관심있다면, 온도 보상 커패시터 장치(20)의 총 커패시턴스는 거의 온도에 무관하게 될 수 있다.
도 5는 도 2에 나타낸 온도 보상 커패시턴스 장치(20)의 바람직한 실시예를 달성하기 위하여 본 발명을 구현하는 바람직한 접근법을 나타낸다. 제1 전극층의 형태인 제1 전극(38)이 단계 60에서 준비된다. 제1 전극(38)은 임의의 제조가능한 재료일 수 있고 임의의 제조가능한 접근법에 의해 제작될 수 있다. 제1 전극(38)은 바람직하게 백금 진공 증착기에 의해 기판 상에 퇴적되고 약 700℃의 온도에서 열적으로 어닐되어 제1 전극(38)으로 안정화되는 백금 전극이다.
강유전성 전구체 재료의 강유전성 전구체층이 단계 62에서 제1 전극층 상에 퇴적된다. 바람직한 접근법에서, 금속 산화물 강유전성 전구체 재료의 액체 용액이 준비되고 제1 전극층 상에 회전도포된다(spin onto). 바람직한 경우에, 스트론튬, 비스무스, 탄탈륨 및 니오븀의 금속-2-에틸헥사노에이트 염이 자일렌과 n-부틸아세테이트의 용매에 용해된다. 바람직한 경우에, 스트론튬:비스무스:탄탈륨:니오븀의 원소비는 0.9:2.18:1.5:0.5이다. 결과적인 강유전성 전구체 용액은 원하는 두께를 달성하기 위하여 제1 전극 상에 하나 이상의 단계에서 회전도포되고 각 스핀온(spin-on) 단계 사이에서 건조된다. 강유전성 전구체층은 단계 64에서 급속열처리기에서 결정화하고 튜브 퍼니스에서 소결되어 강유전성층(28)의 강유전성 재료를 형성하도록 반응한다. 이 경우에, 결정화는 약 725℃의 온도에서 실행되고 소결화는 약 700℃의 온도에서 실행된다.
음의 온도 계수의 커패시턴스 재료의 음의 온도 가변 전구체층은 단계 66에서 강유전성층(28) 상에 퇴적된다. 바람직한 접근법에서, 온도 전구체 재료는 자일렌과 n-부틸아세테이트 용매에 용해된 스트론튬, 바륨, 및 티타늄의 금속-2-에틸헥사노에이트 염의 혼합물이다. 바람직한 실시예에서, 스트론튬:바륨:티타늄의 원소비는 0.5:0.5:1.05이다. 결과적인 온도 가변 전구체 용액은 원하는 두께를 달성하기 위하여 강유전성층(28) 상에 하나 이상의 단계에서 회전도포되고, 각 스핀온 단계 사이에서 건조된다. 온도 가변 전구체층은 단계 68에서 급속열처리기에서 결정화한 후 튜브 퍼니스에서 소결되어 상유전성층(32)의 강유전성 재료를 형성한다. 이 경우에, 결정화는 약 725℃의 온도에서 실행되고 소결화는 700℃의 온도에서 실행된다.
제2 전극층의 형태의 제2 전극(40)은 단계 70에서 상유전성층(32) 상에 놓인다. 제2 전극(40)은 바람직하게 제1 전극(38)에 대하여 설명된 방식으로 퇴적된다.
도 2와 관련하여 상술된 바와 같이 온도 보상 커패시터 장치(20)는 도 5에 관련되어 설명된 바와 같이 제작된다. 결과적인 온도 보상 커패시터 장치는 상술된 바와 같이 작용한다.
본 발명의 특정한 실시예는 설명의 목적에 대하여 상세하게 설명되었으나, 다양한 수정 및 강화가 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 이루어질 수 있다. 따라서, 본 발명은 첨부된 청구범위에 의해서만 한정된다.

Claims (12)

  1. 강유전성 특성을 갖는 온도 보상 커패시터 장치(20)로서,
    강유전성 재료를 포함하는 강유전성 커패시터(22);
    음의 온도 계수의 커패시턴스 재료를 포함하는 음의 온도 가변 커패시터(24); 및
    상기 음의 온도 가변 커패시터(24)와 상기 강유전성 커패시터(22) 사이의 전기적 직렬 접속(26)
    을 포함하는 온도 보상 커패시터 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 전기적 직렬 접속(26)은 상기 강유전성 커패시터(22)와 상기 음의 온도 가변 커페시터(24) 사이에 직접 물리적인 접촉을 갖는 온도 보상 커패시터 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 강유전성 재료는 강유전성층(28)을 포함하고, 상기 음의 온도 계수의 커패시턴스 재료는 상기 강유전성층(28)과 직접 대향하여 접촉하는 상유전성층(32)을 포함하는 온도 보상 커패시터 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 전기적 직렬 접속(26)은 상기 강유전성 커패시터(22)와 상기 음의 온도 가변 커패시터(24) 사이에 연장하는 분리된 전기적 접속을 포함하는 온도 보상 커패시터 장치.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 강유전성 재료는 금속 산화물 강유전성 재료인 온도 보상 커패시터 장치.
  6. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 강유전성 재료는 리드 티타네이트, 리드 지르코네이트 티타네이트, 리드 란타늄 지르코네이트 티타네이트, 바륨 티타네이트, 스트론튬 비스무스 탄탈레이트, 스트론튬 비스무스 니오베이트, 스트론튬 비스무스 탄탈레이트 니오베이트, 및 비스무스 리드 티타네이트로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 금속 산화물 강유전성 재료인 온도 보상 커패시터 장치.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 음의 온도 계수의 커패시턴스 재료는 상유전성 재료인 온도 보상 커패시터 장치.
  8. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 음의 온도 계수의 커패시턴스 재료는 금속 산화물 음의 온도 계수의 커패시턴스 재료인 온도 보상 커패시터 장치.
  9. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 음의 온도 계수의 커패시턴스 재료는 스트론튬 티타네이트 및 바륨 스트론튬 티타네이트로 이루어진 그룹으로부터 선택된 금속 산화물 음의 온도 계수의 커패시턴스 재료인 온도 보상 커패시터 장치.
  10. 강유전성 특성을 갖는 온도 보상 커패시터를 제조하는 방법으로서,
    제1 전극층(38)을 제작하는 단계;
    상기 제1 전극층(38) 상에 강유전성 전구체 재료의 강유전성 전구체층을 퇴적하는 단계;
    상기 강유전성 전구체층을 반응시켜서 강유전성층(28)을 생성하는 단계;
    상기 강유전성층(28) 상에 음의 온도 계수의 커패시턴스 재료의 음의 온도 가변 전구체층을 퇴적하는 단계;
    상기 음의 온도 가변 전구체층을 반응시켜서 상유전성층(32)을 형성하는 단계; 및
    상기 상유전성층(32) 상에 제2 전극을 배치하는 단계
    를 포함하는 온도 보상 커패시터 제조 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 강유전성 전구체층을 퇴적하는 단계는 금속 산화물 강유전성 재료의 전구체를 퇴적하는 단계를 포함하는 온도 보상 커패시터 제조 방법.
  12. 제10항 또는 제11항에 있어서,
    상기 온도 가변 전구체층을 퇴적하는 단계는 금속 산화물 음의 온도 계수의 커패시턴스 재료의 전구체를 퇴적하는 단계를 포함하는 온도 보상 커패시터 제조 방법.
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Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040175585A1 (en) * 2003-03-05 2004-09-09 Qin Zou Barium strontium titanate containing multilayer structures on metal foils
JP5259940B2 (ja) * 2005-09-05 2013-08-07 日東電工株式会社 粘着剤組成物、粘着シートおよび表面保護フィルム
US20070132065A1 (en) * 2005-12-08 2007-06-14 Su Jae Lee Paraelectric thin film structure for high frequency tunable device and high frequency tunable device with the same
WO2009076197A2 (en) * 2007-12-06 2009-06-18 Intersil Americas Inc. System and method for improving inductor current sensing accuracy of a dc/dc voltage regulator
JP5766011B2 (ja) * 2011-05-06 2015-08-19 京セラ株式会社 静電容量素子
US10139288B2 (en) 2013-09-25 2018-11-27 3M Innovative Properties Company Compositions, apparatus and methods for capacitive temperature sensing
US10122357B2 (en) * 2016-11-14 2018-11-06 Ford Global Technologies, Llc Sensorless temperature compensation for power switching devices
JP7220372B1 (ja) * 2021-04-28 2023-02-10 パナソニックIpマネジメント株式会社 誘電体、キャパシタ、電気回路、回路基板、及び機器
CN113314346A (zh) * 2021-06-07 2021-08-27 通号(北京)轨道工业集团有限公司轨道交通技术研究院 一种变容电容器
US11990470B2 (en) * 2021-09-24 2024-05-21 International Business Machines Corporation Ferroelectric and paraelectric stack capacitors
JP2023051426A (ja) * 2021-09-30 2023-04-11 Tdk株式会社 薄膜キャパシタ、電源モジュールおよび電子機器

Family Cites Families (52)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3305394A (en) * 1964-06-30 1967-02-21 Ibm Method of making a capacitor with a multilayered ferroelectric dielectric
US3549415A (en) * 1968-07-15 1970-12-22 Zenith Radio Corp Method of making multilayer ceramic capacitors
JPS4865446A (ko) * 1971-12-17 1973-09-08
US4195326A (en) * 1977-09-12 1980-03-25 Beckman Instruments, Inc. Predetermined temperature coefficient capacitor
JPS5498958A (en) * 1978-01-20 1979-08-04 Hitachi Ltd Temperature compensation thick film condenser
US4441067A (en) * 1980-10-20 1984-04-03 Hare Louis R O Thermal dielectric electric power generator
US4396721A (en) * 1981-08-05 1983-08-02 Lawless William N Glass ceramic materials having controllable temperature coefficients of dielectric constant
JPS62222512A (ja) * 1986-03-20 1987-09-30 キヤノン株式会社 誘電体材料
US4853893A (en) * 1987-07-02 1989-08-01 Ramtron Corporation Data storage device and method of using a ferroelectric capacitance divider
JPH0648666B2 (ja) * 1987-09-29 1994-06-22 三菱マテリアル株式会社 積層セラミックコンデンサ及びその製法
JPH0770618B2 (ja) * 1989-05-22 1995-07-31 三菱電機株式会社 半導体記憶装置およびその製造方法
US5005102A (en) * 1989-06-20 1991-04-02 Ramtron Corporation Multilayer electrodes for integrated circuit capacitors
JP2759689B2 (ja) * 1989-11-24 1998-05-28 松下電器産業株式会社 Ramの読み出し回路
JPH03252160A (ja) * 1990-02-28 1991-11-11 Nec Corp コンデンサ、コンデンサネットワーク及び抵抗―コンデンサネットワーク
US5218512A (en) * 1991-08-16 1993-06-08 Rohm Co., Ltd. Ferroelectric device
US5206788A (en) * 1991-12-12 1993-04-27 Ramtron Corporation Series ferroelectric capacitor structure for monolithic integrated circuits and method
US5572052A (en) * 1992-07-24 1996-11-05 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Electronic device using zirconate titanate and barium titanate ferroelectrics in insulating layer
US5471364A (en) * 1993-03-31 1995-11-28 Texas Instruments Incorporated Electrode interface for high-dielectric-constant materials
JPH06302179A (ja) * 1993-04-13 1994-10-28 Casio Comput Co Ltd 電子機器
US5729488A (en) * 1994-08-26 1998-03-17 Hughes Electronics Non-destructive read ferroelectric memory cell utilizing the ramer-drab effect
US5487030A (en) * 1994-08-26 1996-01-23 Hughes Aircraft Company Ferroelectric interruptible read memory
JPH08153854A (ja) * 1994-09-29 1996-06-11 Olympus Optical Co Ltd 強誘電体薄膜キャパシタの製造方法
JP3590115B2 (ja) * 1994-12-20 2004-11-17 株式会社日立製作所 半導体メモリ
US5638252A (en) * 1995-06-14 1997-06-10 Hughes Aircraft Company Electrical device and method utilizing a positive-temperature-coefficient ferroelectric capacitor
EP0758112B1 (de) * 1995-08-09 2002-07-03 Infineon Technologies AG Integrierte Halbleiter-Speichervorrichtung mit Redundanzschaltungsanordnung
US5552355A (en) * 1995-10-03 1996-09-03 At&T Corp. Compensation of the temperature coefficient of the dielectric constant of barium strontium titanate
JP2800745B2 (ja) * 1995-11-10 1998-09-21 日本電気株式会社 強誘電体メモリ
US5889299A (en) * 1996-02-22 1999-03-30 Kabushiki Kaisha Toshiba Thin film capacitor
US5955755A (en) * 1996-03-25 1999-09-21 Asahi Kasei Kogyo Kabushiki Kaisha Semiconductor storage device and method for manufacturing the same
US5885648A (en) * 1996-04-19 1999-03-23 Raytheon Company Process for making stoichiometric mixed metal oxide films
JPH09321237A (ja) * 1996-05-28 1997-12-12 Toshiba Corp 強誘電体膜を有する不揮発性半導体記憶装置及び強誘電体膜を有するキャパシタ及びその製造方法
US5695815A (en) * 1996-05-29 1997-12-09 Micron Technology, Inc. Metal carboxylate complexes for formation of metal-containing films on semiconductor devices
US5721009A (en) * 1996-06-24 1998-02-24 He Holdings, Inc. Controlled carbon content MOD precursor materials using organic acid anhydride
US5877977A (en) * 1996-09-10 1999-03-02 National Semiconductor Corporation Nonvolatile memory based on metal-ferroelectric-metal-insulator semiconductor structure
US6340621B1 (en) * 1996-10-30 2002-01-22 The Research Foundation Of State University Of New York Thin film capacitor and method of manufacture
US5966318A (en) * 1996-12-17 1999-10-12 Raytheon Company Nondestructive readout memory utilizing ferroelectric capacitors isolated from bitlines by buffer amplifiers
US5784310A (en) * 1997-03-03 1998-07-21 Symetrix Corporation Low imprint ferroelectric material for long retention memory and method of making the same
US5908658A (en) * 1997-07-22 1999-06-01 Raytheon Company Process for forming thin film metal oxide materials having improved electrical properties
US6127192A (en) * 1998-08-27 2000-10-03 Micron Technology, Inc. Complexes having tris (pyrazolyl) borate ligands for forming films
US6172385B1 (en) * 1998-10-30 2001-01-09 International Business Machines Corporation Multilayer ferroelectric capacitor structure
JP2000232206A (ja) * 1999-02-09 2000-08-22 Oki Electric Ind Co Ltd 強誘電体メモリ
JP2001015381A (ja) * 1999-06-28 2001-01-19 Hokuriku Electric Ind Co Ltd 表面実装型複合電子部品とその製造方法
JP2001031472A (ja) * 1999-07-21 2001-02-06 Tdk Corp 誘電体組成物およびこれを用いたセラミックコンデンサ
JP2001189430A (ja) * 1999-12-28 2001-07-10 Toshiba Corp 強誘電体キャパシタ
JP2001298162A (ja) * 2000-04-12 2001-10-26 Sony Corp 不揮発性半導体記憶装置
JP2002075783A (ja) * 2000-08-25 2002-03-15 Alps Electric Co Ltd 温度補償用薄膜コンデンサ
JP2002217381A (ja) * 2000-11-20 2002-08-02 Toshiba Corp 半導体記憶装置及びその製造方法
JP2002252143A (ja) * 2000-12-21 2002-09-06 Alps Electric Co Ltd 温度補償用薄膜コンデンサ及び電子機器
KR100435816B1 (ko) * 2001-01-19 2004-06-12 한국과학기술연구원 화학증착용 유기티탄 전구체 및 그의 제조 방법
JP2002289462A (ja) * 2001-03-27 2002-10-04 Alps Electric Co Ltd 薄膜キャパシタの製造方法とその薄膜キャパシタを備えた温度補償用薄膜コンデンサ及び電子機器と電子回路
KR100745938B1 (ko) * 2001-04-19 2007-08-02 산요덴키가부시키가이샤 강유전체 메모리 및 그 동작 방법
JP2003060054A (ja) * 2001-08-10 2003-02-28 Rohm Co Ltd 強誘電体キャパシタを有する半導体装置

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