JPH07106198A - 積層薄膜コンデンサの製造方法 - Google Patents
積層薄膜コンデンサの製造方法Info
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- JPH07106198A JPH07106198A JP25268393A JP25268393A JPH07106198A JP H07106198 A JPH07106198 A JP H07106198A JP 25268393 A JP25268393 A JP 25268393A JP 25268393 A JP25268393 A JP 25268393A JP H07106198 A JPH07106198 A JP H07106198A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明は、チップコンデンサの小型化、大容
量化を可能とする積層薄膜コンデンサの製造方法を提供
することを目的とする。 【構成】 真空蒸着法またはスパッタリング法により、
金属電極薄膜層２をパターン形成した下地基板１上に、
プラズマＣＶＤ法により誘電体薄膜層３を３μｍ以下の
膜厚で成膜する。この２つの層を交互に積層した後、金
属電極薄膜層２、４、６が一層おきに互い違いの側壁に
面する様に切断し、その切断面に外部電極８、９を形成
し、内部の金属電極薄膜層２、４、６と導通をとり、小
型、大容量の積層薄膜コンデンサを作製する。
量化を可能とする積層薄膜コンデンサの製造方法を提供
することを目的とする。 【構成】 真空蒸着法またはスパッタリング法により、
金属電極薄膜層２をパターン形成した下地基板１上に、
プラズマＣＶＤ法により誘電体薄膜層３を３μｍ以下の
膜厚で成膜する。この２つの層を交互に積層した後、金
属電極薄膜層２、４、６が一層おきに互い違いの側壁に
面する様に切断し、その切断面に外部電極８、９を形成
し、内部の金属電極薄膜層２、４、６と導通をとり、小
型、大容量の積層薄膜コンデンサを作製する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、小型、大容量チップコ
ンデンサとして用いられる、積層薄膜コンデンサの製造
方法に関する。
ンデンサとして用いられる、積層薄膜コンデンサの製造
方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】ペロブスカイト型結晶構造のチタン酸ス
トロンチウム（ＳｒＴｉＯ3）は、約１１０Ｋ以上の温
度のにおいては立方晶であり常誘電体である。チタン酸
ストロンチウムを主成分としたセラミックスは、同じ結
晶構造のチタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ3）系に比べて
誘電率は低いが、温度特性がよく誘電損失も少ないとい
った特徴を有する。また、バリウムや鉛などのシフタを
加えてキュリー点をシフトさせることにより、常温にお
いて常誘電性で高誘電率のセラミックスが得られ、高周
波・高電圧用コンデンサとして幅広く利用されている。
また、代表的な緩和型強誘電体の一つであるＰｂ（Ｍｇ
1/3，Ｎｂ2/3）Ｏ3とチタン酸鉛（ＰｂＴｉＯ3）の複合
材料であるＰｂ（Ｍｇ1/3，Ｎｂ2/3）Ｏ3−ＰｂＴｉＯ3
の複合ペロブスカイト構造化合物は、チタン酸バリウム
系強誘電体に比べて、大きな比誘電率と良好な直流バイ
アス特性を有するため、小型大容量積層コンデンサなど
に応用されている。
トロンチウム（ＳｒＴｉＯ3）は、約１１０Ｋ以上の温
度のにおいては立方晶であり常誘電体である。チタン酸
ストロンチウムを主成分としたセラミックスは、同じ結
晶構造のチタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ3）系に比べて
誘電率は低いが、温度特性がよく誘電損失も少ないとい
った特徴を有する。また、バリウムや鉛などのシフタを
加えてキュリー点をシフトさせることにより、常温にお
いて常誘電性で高誘電率のセラミックスが得られ、高周
波・高電圧用コンデンサとして幅広く利用されている。
また、代表的な緩和型強誘電体の一つであるＰｂ（Ｍｇ
1/3，Ｎｂ2/3）Ｏ3とチタン酸鉛（ＰｂＴｉＯ3）の複合
材料であるＰｂ（Ｍｇ1/3，Ｎｂ2/3）Ｏ3−ＰｂＴｉＯ3
の複合ペロブスカイト構造化合物は、チタン酸バリウム
系強誘電体に比べて、大きな比誘電率と良好な直流バイ
アス特性を有するため、小型大容量積層コンデンサなど
に応用されている。
【０００３】一方、電子機器の小型化、高密度実装化に
対応するため、チップコンデンサの小型化、大容量化が
進んでいる。大容量化を達成するには、比誘電率の大き
い誘電体材料を用いることや、誘電体層を薄くして積層
数を増加する方法がある。たとえば、エレクトロニク・
セラミック誌１０３号（１９９０年）第５７頁から第６
１頁に積層セラミックコンデンサの製造方法が発表され
ている。この文献での積層セラミックコンデンサの製造
における誘電体層と金属電極層の積層方法は以下の通り
である。ＢａＴｉＯ3などの誘電体材料の粉末を配合、
混合し、かつ乾燥させたものをスラリ調合して薄膜状の
シートに成形する。このシートにパラジウムなどの内部
電極ペーストを印刷し、シートを積み重ねる。この操作
を数回繰り返し、その後目的の大きさに切断し、セラミ
ックと金属の同時焼成を行うといったものである。
対応するため、チップコンデンサの小型化、大容量化が
進んでいる。大容量化を達成するには、比誘電率の大き
い誘電体材料を用いることや、誘電体層を薄くして積層
数を増加する方法がある。たとえば、エレクトロニク・
セラミック誌１０３号（１９９０年）第５７頁から第６
１頁に積層セラミックコンデンサの製造方法が発表され
ている。この文献での積層セラミックコンデンサの製造
における誘電体層と金属電極層の積層方法は以下の通り
である。ＢａＴｉＯ3などの誘電体材料の粉末を配合、
混合し、かつ乾燥させたものをスラリ調合して薄膜状の
シートに成形する。このシートにパラジウムなどの内部
電極ペーストを印刷し、シートを積み重ねる。この操作
を数回繰り返し、その後目的の大きさに切断し、セラミ
ックと金属の同時焼成を行うといったものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記積
層方法では、出発原料のＢａＴｉＯ3が粒径１μｍ程度
の粉末であり、これをスラリ調合し、シート状に成形し
て焼成するため、誘電体層を３μｍ以下に薄くしようと
すると、膜厚の均一性や電極間の絶縁性に問題があり、
技術的に困難であった。また焼成温度が約１２００℃と
高く、電極材料が限定されるため、安価で特性の良い積
層コンデンサを低温で得る製造方法を見出すことが求め
られていた。
層方法では、出発原料のＢａＴｉＯ3が粒径１μｍ程度
の粉末であり、これをスラリ調合し、シート状に成形し
て焼成するため、誘電体層を３μｍ以下に薄くしようと
すると、膜厚の均一性や電極間の絶縁性に問題があり、
技術的に困難であった。また焼成温度が約１２００℃と
高く、電極材料が限定されるため、安価で特性の良い積
層コンデンサを低温で得る製造方法を見出すことが求め
られていた。
【０００５】本発明は前記従来の課題に留意し、チップ
コンデンサの小型化、大容量化を可能とする積層薄膜コ
ンデンサの製造方法を提供することを目的とする。
コンデンサの小型化、大容量化を可能とする積層薄膜コ
ンデンサの製造方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明は、基板上に金属電極薄膜層を真空蒸着法また
はスパッタリング法によってパターン形成し、その上に
誘電体薄膜層として、チタン酸ストロンチウムを主成分
とするペロブスカイト型酸化物やＰｂ（Ｍｇ1/ 3，Ｎｂ
2/3）Ｏ3とチタン酸鉛を主成分とする複合ペロブスカイ
ト型化合物を、プラズマの活性とＣＶＤ反応を利用した
プラズマＣＶＤ法によって成膜し、この操作を繰り返し
て基板上に金属電極薄膜層と誘電体薄膜層を積層したも
のを所定の大きさに切断し、その切断面に外部電極を真
空蒸着法またはスパッタリング法またはめっき法または
塗布焼付け法によって形成して積層薄膜コンデンサを製
造するものである。
に本発明は、基板上に金属電極薄膜層を真空蒸着法また
はスパッタリング法によってパターン形成し、その上に
誘電体薄膜層として、チタン酸ストロンチウムを主成分
とするペロブスカイト型酸化物やＰｂ（Ｍｇ1/ 3，Ｎｂ
2/3）Ｏ3とチタン酸鉛を主成分とする複合ペロブスカイ
ト型化合物を、プラズマの活性とＣＶＤ反応を利用した
プラズマＣＶＤ法によって成膜し、この操作を繰り返し
て基板上に金属電極薄膜層と誘電体薄膜層を積層したも
のを所定の大きさに切断し、その切断面に外部電極を真
空蒸着法またはスパッタリング法またはめっき法または
塗布焼付け法によって形成して積層薄膜コンデンサを製
造するものである。
【０００７】
【作用】本発明によれば、誘電体薄膜層の成膜にプラズ
マＣＶＤ法を用いることにより、膜厚３μｍ以下で、誘
電特性の良好なチタン酸ストロンチウムやＰｂ（Ｍｇ1/
3，Ｎｂ2/3）Ｏ3−ＰｂＴｉＯ3を主成分とする緻密なペ
ロブスカイト型誘電体薄膜が比較的低温で得られる。ま
た、金属電極薄膜層の成膜に真空蒸着法またはスパッタ
リング法を用いることにより、やはり緻密で薄い金属電
極薄膜層が得られる。よって、単位体積あたりの静電容
量が大きくなり、小型化、大容量化に対応した積層薄膜
コンデンサが、バルクの焼成温度よりも低い温度で製造
できることとなる。
マＣＶＤ法を用いることにより、膜厚３μｍ以下で、誘
電特性の良好なチタン酸ストロンチウムやＰｂ（Ｍｇ1/
3，Ｎｂ2/3）Ｏ3−ＰｂＴｉＯ3を主成分とする緻密なペ
ロブスカイト型誘電体薄膜が比較的低温で得られる。ま
た、金属電極薄膜層の成膜に真空蒸着法またはスパッタ
リング法を用いることにより、やはり緻密で薄い金属電
極薄膜層が得られる。よって、単位体積あたりの静電容
量が大きくなり、小型化、大容量化に対応した積層薄膜
コンデンサが、バルクの焼成温度よりも低い温度で製造
できることとなる。
【０００８】
（実施例１）図１は、本発明の一実施例における積層薄
膜コンデンサの断面の構成の概略図を示すものである。
膜コンデンサの断面の構成の概略図を示すものである。
【０００９】図１において１はアルミナからなる下地基
板、２、４、６は金属白金からなる金属電極薄膜層、
３、５、７はＳｒＴｉＯ3からなる誘電体薄膜層、８、
９は銀からなる外部電極である。
板、２、４、６は金属白金からなる金属電極薄膜層、
３、５、７はＳｒＴｉＯ3からなる誘電体薄膜層、８、
９は銀からなる外部電極である。
【００１０】上記構成要素よりなる積層薄膜コンデンサ
の製造方法は以下の通りである。下地基板１上に、金属
電極薄膜層２を真空蒸着法によって図１（ａ）に示すよ
うにパターン形成する。その上に、誘電体薄膜層３をプ
ラズマＣＶＤ法により形成する。さらにその上に、金属
電極薄膜層４を真空蒸着法によって、図１に示すように
金属電極薄膜層２とはずらしてパターン形成する。さら
にその上に、誘電体薄膜層５をプラズマＣＶＤ法により
形成する。さらにその上に、金属電極薄膜層６を真空蒸
着法によって、図１に示すように金属電極薄膜層２と同
じパターンで形成する。さらにその上に、誘電体薄膜層
７をプラズマＣＶＤ法により形成する。この操作を繰り
返して、所定の層数を積層した後、図１（ｂ）に示すよ
うに、金属電極薄膜層が一層おきに互い違いの側壁に面
するように所定の大きさに切断する。その切断面に、銀
の外部電極８、９を塗布し、焼き付けて内部の金属電極
薄膜層２、４６と外部電極８、９の導通をとる。
の製造方法は以下の通りである。下地基板１上に、金属
電極薄膜層２を真空蒸着法によって図１（ａ）に示すよ
うにパターン形成する。その上に、誘電体薄膜層３をプ
ラズマＣＶＤ法により形成する。さらにその上に、金属
電極薄膜層４を真空蒸着法によって、図１に示すように
金属電極薄膜層２とはずらしてパターン形成する。さら
にその上に、誘電体薄膜層５をプラズマＣＶＤ法により
形成する。さらにその上に、金属電極薄膜層６を真空蒸
着法によって、図１に示すように金属電極薄膜層２と同
じパターンで形成する。さらにその上に、誘電体薄膜層
７をプラズマＣＶＤ法により形成する。この操作を繰り
返して、所定の層数を積層した後、図１（ｂ）に示すよ
うに、金属電極薄膜層が一層おきに互い違いの側壁に面
するように所定の大きさに切断する。その切断面に、銀
の外部電極８、９を塗布し、焼き付けて内部の金属電極
薄膜層２、４６と外部電極８、９の導通をとる。
【００１１】上記の製造方法のうち、誘電体薄膜層の成
膜方法について以下に説明する。図２は、本発明の一実
施例における積層薄膜コンデンサのうち、誘電体薄膜層
を成膜するのに用いるプラズマＣＶＤ装置の概略図を示
すものである。
膜方法について以下に説明する。図２は、本発明の一実
施例における積層薄膜コンデンサのうち、誘電体薄膜層
を成膜するのに用いるプラズマＣＶＤ装置の概略図を示
すものである。
【００１２】図２において構成要素として１０は反応チ
ャンバー、１１は電極、１２は基板回転モーター、１３
は基板加熱ヒーター、１４はアルミナからなる下地基
板、１５は排気系、１６は高周波電源（１３．５６MH
z）である。
ャンバー、１１は電極、１２は基板回転モーター、１３
は基板加熱ヒーター、１４はアルミナからなる下地基
板、１５は排気系、１６は高周波電源（１３．５６MH
z）である。
【００１３】一方原料の入った気化容器１７、１８、１
９、２０はバルブ２５、２６、２７、２８を介して反応
チャンバー１０における電極１１の間に開口するパイプ
に接続され、また、気化容器１７、１８、１９、２０の
それぞれに導入されたパイプは、バルブ２１、２２、２
３、２４を介してキャリアガスのアルゴンボンベ２９に
接続されており、バルブ２５、２６、２７、２８の開閉
により原料ガスとキャリアガスの反応チャンバー１０内
への導入が制御される。また、酸素ボンベ３０は、反応
チャンバー１０における電極１１の間に開口するパイプ
に接続されている。出発原料にはストロンチウムジピバ
ロイルメタン〔Ｓｒ（Ｃ11Ｈ19Ｏ2）2〕、およびイソプ
ロポキシチタン〔Ｔｉ（Ｃ3Ｈ7Ｏ）4〕を用いた。
９、２０はバルブ２５、２６、２７、２８を介して反応
チャンバー１０における電極１１の間に開口するパイプ
に接続され、また、気化容器１７、１８、１９、２０の
それぞれに導入されたパイプは、バルブ２１、２２、２
３、２４を介してキャリアガスのアルゴンボンベ２９に
接続されており、バルブ２５、２６、２７、２８の開閉
により原料ガスとキャリアガスの反応チャンバー１０内
への導入が制御される。また、酸素ボンベ３０は、反応
チャンバー１０における電極１１の間に開口するパイプ
に接続されている。出発原料にはストロンチウムジピバ
ロイルメタン〔Ｓｒ（Ｃ11Ｈ19Ｏ2）2〕、およびイソプ
ロポキシチタン〔Ｔｉ（Ｃ3Ｈ7Ｏ）4〕を用いた。
【００１４】誘電体薄膜層の成膜方法は以下の通りであ
る。真空蒸着法により予め金属白金の金属電極薄膜層を
パターン形成した下地基板１４を、基板加熱ヒーター１
３に取り付け、７００℃に加熱し保持した。気化容器１
７にストロンチウムジピバロイルメタンを、気化容器１
８にイソプロポキシチタンを入れ、それぞれ２３５℃、
５０℃に加熱し保持した。反応チャンバー１０内を排気
系１５によって排気し、基板回転モーター１２によっ
て、基板加熱ヒーター１３ごと下地基板１４を毎分１２
０回転の速度で回転した。バルブ１７、１８、２５、２
６を開き、キャリアガス（気化器１７、１８にそれぞれ
流量２５SCCM、５SCCM）により、ストロンチウムジピバ
ロイルメタン、イソプロポキシチタンの蒸気を、反応ガ
スである酸素（流量１０SCCM）とともに反応チャンバー
１０内に導入し、プラズマ中（電力１．４Ｗ／cm2）で
５０分間減圧下（０．０２Torr）で反応を行い、誘電体
薄膜層であるＳｒＴｉＯ3の薄膜を、金属電極薄膜層を
パターン形成した下地基板１４の上に成膜した。これを
冷却後取り出して、再び真空蒸着法で金属電極薄膜層を
誘電体薄膜層上にパターン形成し、その上に上記と同じ
方法で誘電体薄膜層を成膜した。後はこの操作を繰り返
して、金属電極薄膜層と誘電体薄膜層を１０層ずつ積み
重ねた。これを、図１に示したように、金属電極薄膜層
が一層おきに互い違いの側壁に面するように基板ごと所
定の大きさに切断し、切断面に銀を塗布して焼付け、外
部電極を形成した。
る。真空蒸着法により予め金属白金の金属電極薄膜層を
パターン形成した下地基板１４を、基板加熱ヒーター１
３に取り付け、７００℃に加熱し保持した。気化容器１
７にストロンチウムジピバロイルメタンを、気化容器１
８にイソプロポキシチタンを入れ、それぞれ２３５℃、
５０℃に加熱し保持した。反応チャンバー１０内を排気
系１５によって排気し、基板回転モーター１２によっ
て、基板加熱ヒーター１３ごと下地基板１４を毎分１２
０回転の速度で回転した。バルブ１７、１８、２５、２
６を開き、キャリアガス（気化器１７、１８にそれぞれ
流量２５SCCM、５SCCM）により、ストロンチウムジピバ
ロイルメタン、イソプロポキシチタンの蒸気を、反応ガ
スである酸素（流量１０SCCM）とともに反応チャンバー
１０内に導入し、プラズマ中（電力１．４Ｗ／cm2）で
５０分間減圧下（０．０２Torr）で反応を行い、誘電体
薄膜層であるＳｒＴｉＯ3の薄膜を、金属電極薄膜層を
パターン形成した下地基板１４の上に成膜した。これを
冷却後取り出して、再び真空蒸着法で金属電極薄膜層を
誘電体薄膜層上にパターン形成し、その上に上記と同じ
方法で誘電体薄膜層を成膜した。後はこの操作を繰り返
して、金属電極薄膜層と誘電体薄膜層を１０層ずつ積み
重ねた。これを、図１に示したように、金属電極薄膜層
が一層おきに互い違いの側壁に面するように基板ごと所
定の大きさに切断し、切断面に銀を塗布して焼付け、外
部電極を形成した。
【００１５】また誘電体薄膜層の分析用に、アルミナ基
板上に金属白金を成膜し、その上にＳｒＴｉＯ3の薄膜
を、上記と全く同じ方法で一層だけ成膜した試料を作製
した。
板上に金属白金を成膜し、その上にＳｒＴｉＯ3の薄膜
を、上記と全く同じ方法で一層だけ成膜した試料を作製
した。
【００１６】得られた積層薄膜コンデンサの誘電体薄膜
層の膜厚は一層あたり２．２μｍで、金属電極薄膜層の
膜厚は一層あたり０．０６μｍであった。この積層薄膜
コンデンサの電極８、９間で電気特性を測定した。誘電
特性は、ＬＣＲメーターにより１ｋＨｚ、１Ｖ、室温で
測定すると、比誘電率が１９０、誘電損失が０．０６で
あった。絶縁抵抗は１０9Ω・ｃｍ以上で、直流破壊電
圧は０．７ｋＶ／ｃｍであった。また、アルミナ基板上
に金属白金を成膜し、その上にＳｒＴｉＯ3の薄膜を一
層だけ成膜した試料で、Ｘ線回折による分析を行ったと
ころ、ペロブスカイト型結晶構造であった。
層の膜厚は一層あたり２．２μｍで、金属電極薄膜層の
膜厚は一層あたり０．０６μｍであった。この積層薄膜
コンデンサの電極８、９間で電気特性を測定した。誘電
特性は、ＬＣＲメーターにより１ｋＨｚ、１Ｖ、室温で
測定すると、比誘電率が１９０、誘電損失が０．０６で
あった。絶縁抵抗は１０9Ω・ｃｍ以上で、直流破壊電
圧は０．７ｋＶ／ｃｍであった。また、アルミナ基板上
に金属白金を成膜し、その上にＳｒＴｉＯ3の薄膜を一
層だけ成膜した試料で、Ｘ線回折による分析を行ったと
ころ、ペロブスカイト型結晶構造であった。
【００１７】なお、上記実施例では、ＳｒとＴｉの原料
としてストロンチウムジピバロイルメタン、イソプロポ
キシチタンを用いたが、本実施例の製造方法ではこの原
料に限定されることなく、ペロブスカイト型結晶構造の
ＳｒＴｉＯ3の薄膜を得ることができ、同等の誘電特性
が得られることを確認した。また、反応ガスとしてＮ 2
ＯやＨ2Ｏを用いた場合においても酸素を用いた場合と
同等の誘電特性が得られることを確認した。
としてストロンチウムジピバロイルメタン、イソプロポ
キシチタンを用いたが、本実施例の製造方法ではこの原
料に限定されることなく、ペロブスカイト型結晶構造の
ＳｒＴｉＯ3の薄膜を得ることができ、同等の誘電特性
が得られることを確認した。また、反応ガスとしてＮ 2
ＯやＨ2Ｏを用いた場合においても酸素を用いた場合と
同等の誘電特性が得られることを確認した。
【００１８】添加物としてバリウム、鉛、ビスマス、カ
ルシウム、マグネシウムを加えた場合においても同様の
結果が得られた。 （実施例２）図３は、本発明の実施例２における積層薄
膜コンデンサの断面の構成の概略図を示すものである。
ルシウム、マグネシウムを加えた場合においても同様の
結果が得られた。 （実施例２）図３は、本発明の実施例２における積層薄
膜コンデンサの断面の構成の概略図を示すものである。
【００１９】図３において構成要素として３１はアルミ
ナからなる下地基板、３２、３４、３６は金属白金から
なる金属電極薄膜層、３３、３５、３７はＰｂ（Ｍｇ
1/3，Ｎｂ2/3）Ｏ3−ＰｂＴｉＯ3からなる誘電体薄膜
層、３８、３９は銀からなる外部電極である。
ナからなる下地基板、３２、３４、３６は金属白金から
なる金属電極薄膜層、３３、３５、３７はＰｂ（Ｍｇ
1/3，Ｎｂ2/3）Ｏ3−ＰｂＴｉＯ3からなる誘電体薄膜
層、３８、３９は銀からなる外部電極である。
【００２０】この積層薄膜コンデンサの製造方法は以下
の通りである。下地基板３１上に金属電極薄膜層３２を
真空蒸着法によって、図３（ａ）に示すようにパターン
形成する。その上に誘電体薄膜層３３をプラズマＣＶＤ
法により形成する。さらにその上に金属電極薄膜層３４
を真空蒸着法によって、図３（ａ）に示すように金属電
極薄膜層３２とはずらしてパターン形成する。さらにそ
の上に誘電体薄膜層３５をプラズマＣＶＤ法により形成
する。さらにその上に金属電極薄膜層３６を真空蒸着法
によって、図３（ａ）に示すように金属電極薄膜層３２
と同じパターンで形成する。さらにその上に誘電体薄膜
層３７をプラズマＣＶＤ法により形成する。この操作を
繰り返して所定の層数を積層した後、図３（ｂ）に示す
ように、金属電極薄膜層３２、３４、３６が一層おきに
互い違いの側壁に面するように所定の大きさに切断す
る。その切断面に銀の外部電極３８、３９を塗布し、焼
き付けて内部の金属電極薄膜層３２、３４、３６と外部
電極３８、３９の導通をとる。
の通りである。下地基板３１上に金属電極薄膜層３２を
真空蒸着法によって、図３（ａ）に示すようにパターン
形成する。その上に誘電体薄膜層３３をプラズマＣＶＤ
法により形成する。さらにその上に金属電極薄膜層３４
を真空蒸着法によって、図３（ａ）に示すように金属電
極薄膜層３２とはずらしてパターン形成する。さらにそ
の上に誘電体薄膜層３５をプラズマＣＶＤ法により形成
する。さらにその上に金属電極薄膜層３６を真空蒸着法
によって、図３（ａ）に示すように金属電極薄膜層３２
と同じパターンで形成する。さらにその上に誘電体薄膜
層３７をプラズマＣＶＤ法により形成する。この操作を
繰り返して所定の層数を積層した後、図３（ｂ）に示す
ように、金属電極薄膜層３２、３４、３６が一層おきに
互い違いの側壁に面するように所定の大きさに切断す
る。その切断面に銀の外部電極３８、３９を塗布し、焼
き付けて内部の金属電極薄膜層３２、３４、３６と外部
電極３８、３９の導通をとる。
【００２１】上記の製造方法のうち、誘電体薄膜層３
３、３５、３７の成膜方法について以下に説明する。出
発原料には鉛ジピバロイルメタン〔Ｐｂ（Ｃ11Ｈ
19Ｏ2）2〕、イソプロポキシチタン〔Ｔｉ（Ｃ3Ｈ7Ｏ）
4〕、マグネシウムアセチルアセトナート〔Ｍｇ（Ｃ5Ｈ
7Ｏ2）2・Ｈ2Ｏ〕、ペンタエトキシニオブ〔Ｎｂ（ＯＣ
2Ｈ5）5〕を用いた。
３、３５、３７の成膜方法について以下に説明する。出
発原料には鉛ジピバロイルメタン〔Ｐｂ（Ｃ11Ｈ
19Ｏ2）2〕、イソプロポキシチタン〔Ｔｉ（Ｃ3Ｈ7Ｏ）
4〕、マグネシウムアセチルアセトナート〔Ｍｇ（Ｃ5Ｈ
7Ｏ2）2・Ｈ2Ｏ〕、ペンタエトキシニオブ〔Ｎｂ（ＯＣ
2Ｈ5）5〕を用いた。
【００２２】このものも図２に示すように真空蒸着法に
より予め金属白金の金属電極薄膜層をパターン形成した
下地基板１４を、基板加熱ヒーター１３に取り付け、７
００℃に加熱し保持した。気化容器１７に鉛ジピバロイ
ルメタンを、気化容器１８にイソプロポキシチタンを、
気化容器１９にマグネシウムアセチルアセトナートを、
気化容器２０にペンタエトキシニオブを入れ、それぞれ
１４５℃、５０℃、１９５℃、６０℃に加熱し保持し
た。反応チャンバー１０内を排気系１５によって排気
し、基板回転モーター１２によって、基板加熱ヒーター
は毎分１２０回転の速度で回転した。バルブ２１、２
２、２３、２４、２５、２６、２７、２８を開き、キャ
リアガス（気化器１７、１８、１９、２０にそれぞれ流
量３５SCCM、１５SCCM、１０SCCM、８SCCM）により、鉛
ジピバロイルメタン、イソプロポキシチタン、マグネシ
ウムアセチルアセトナート、ペンタエトキシニオブの蒸
気を、反応ガスである酸素（流量３０SCCM）とともに反
応チャンバー１０内に導入し、プラズマ中（電力１．４
Ｗ／cm2）で５０分間減圧下（０．０３Torr）で反応を
行い、誘電体薄膜層であるＰｂ（Ｍｇ1/3，Ｎｂ2/3）Ｏ
3−ＰｂＴｉＯ3の薄膜を、金属電極薄膜層をパターン形
成した下地基板１４の上に成膜した。これを冷却後取り
出して、再び真空蒸着法で金属電極薄膜層を誘電体薄膜
層上にパターン形成し、その上に上記と同じ方法で誘電
体薄膜層を成膜した。後はこの操作を繰り返して、金属
電極薄膜層と誘電体薄膜層を１０層ずつ積み重ねた。こ
れを、図３に示したように、金属電極薄膜層が一層おき
に互い違いの側壁に面するように基板ごと所定の大きさ
に切断し、切断面に銀を塗布して焼付け、外部電極を形
成した。
より予め金属白金の金属電極薄膜層をパターン形成した
下地基板１４を、基板加熱ヒーター１３に取り付け、７
００℃に加熱し保持した。気化容器１７に鉛ジピバロイ
ルメタンを、気化容器１８にイソプロポキシチタンを、
気化容器１９にマグネシウムアセチルアセトナートを、
気化容器２０にペンタエトキシニオブを入れ、それぞれ
１４５℃、５０℃、１９５℃、６０℃に加熱し保持し
た。反応チャンバー１０内を排気系１５によって排気
し、基板回転モーター１２によって、基板加熱ヒーター
は毎分１２０回転の速度で回転した。バルブ２１、２
２、２３、２４、２５、２６、２７、２８を開き、キャ
リアガス（気化器１７、１８、１９、２０にそれぞれ流
量３５SCCM、１５SCCM、１０SCCM、８SCCM）により、鉛
ジピバロイルメタン、イソプロポキシチタン、マグネシ
ウムアセチルアセトナート、ペンタエトキシニオブの蒸
気を、反応ガスである酸素（流量３０SCCM）とともに反
応チャンバー１０内に導入し、プラズマ中（電力１．４
Ｗ／cm2）で５０分間減圧下（０．０３Torr）で反応を
行い、誘電体薄膜層であるＰｂ（Ｍｇ1/3，Ｎｂ2/3）Ｏ
3−ＰｂＴｉＯ3の薄膜を、金属電極薄膜層をパターン形
成した下地基板１４の上に成膜した。これを冷却後取り
出して、再び真空蒸着法で金属電極薄膜層を誘電体薄膜
層上にパターン形成し、その上に上記と同じ方法で誘電
体薄膜層を成膜した。後はこの操作を繰り返して、金属
電極薄膜層と誘電体薄膜層を１０層ずつ積み重ねた。こ
れを、図３に示したように、金属電極薄膜層が一層おき
に互い違いの側壁に面するように基板ごと所定の大きさ
に切断し、切断面に銀を塗布して焼付け、外部電極を形
成した。
【００２３】また誘電体薄膜層の分析用に、アルミナ基
板上に金属白金を成膜し、その上にＳｒＴｉＯ3の薄膜
を、上記と全く同じ方法で一層だけ成膜した試料を作製
した。
板上に金属白金を成膜し、その上にＳｒＴｉＯ3の薄膜
を、上記と全く同じ方法で一層だけ成膜した試料を作製
した。
【００２４】得られた積層薄膜コンデンサの誘電体薄膜
層の膜厚は一層あたり２．２μｍで、金属電極薄膜層の
膜厚は一層あたり０．０６μｍであった。この積層薄膜
コンデンサの電極８、９間で電気特性を測定した。誘電
特性は、ＬＣＲメーターにより１ｋＨｚ、１Ｖ、室温で
測定すると、比誘電率が１９０、誘電損失が０．０６で
あった。絶縁抵抗は１０9Ω・ｃｍ以上で、直流破壊電
圧は０．７ｋＶ／ｃｍであった。また、アルミナ基板上
に金属白金を成膜し、その上にＰｂ（Ｍｇ1/3，Ｎ
ｂ2/3）Ｏ3−ＰｂＴｉＯ3の薄膜を一層だけ成膜した試
料で、Ｘ線回折による分析を行ったところ、ペロブスカ
イト型結晶構造であった。Ｘ線マイクロアナライザーに
より分析した膜組成はＰｂ｛（Ｍｇ1/3Ｎｂ2/3）0.7Ｔ
ｉ0.3 ｝Ｏ3であった。
層の膜厚は一層あたり２．２μｍで、金属電極薄膜層の
膜厚は一層あたり０．０６μｍであった。この積層薄膜
コンデンサの電極８、９間で電気特性を測定した。誘電
特性は、ＬＣＲメーターにより１ｋＨｚ、１Ｖ、室温で
測定すると、比誘電率が１９０、誘電損失が０．０６で
あった。絶縁抵抗は１０9Ω・ｃｍ以上で、直流破壊電
圧は０．７ｋＶ／ｃｍであった。また、アルミナ基板上
に金属白金を成膜し、その上にＰｂ（Ｍｇ1/3，Ｎ
ｂ2/3）Ｏ3−ＰｂＴｉＯ3の薄膜を一層だけ成膜した試
料で、Ｘ線回折による分析を行ったところ、ペロブスカ
イト型結晶構造であった。Ｘ線マイクロアナライザーに
より分析した膜組成はＰｂ｛（Ｍｇ1/3Ｎｂ2/3）0.7Ｔ
ｉ0.3 ｝Ｏ3であった。
【００２５】なお、上記実施例では、Ｐｂ、Ｔｉ、Ｍ
ｇ、Ｎｂの原料として鉛ジピバロイルメタン、イソプロ
ポキシチタン、マグネシウムアセチルアセトナート、ペ
ンタエトキシニオブを用いたが、本実施例の製造方法で
はこの原料に限定されることなく、ペロブスカイト型結
晶構造のＰｂ（Ｍｇ1/3，Ｎｂ2/3）Ｏ3−ＰｂＴｉＯ3薄
膜を得ることができ、同等の誘電特性が得られることを
確認した。また、反応ガスとしてＮ2ＯやＨ2Ｏを用いた
場合においても酸素を用いた場合と同等の誘電特性が得
られることを確認した。
ｇ、Ｎｂの原料として鉛ジピバロイルメタン、イソプロ
ポキシチタン、マグネシウムアセチルアセトナート、ペ
ンタエトキシニオブを用いたが、本実施例の製造方法で
はこの原料に限定されることなく、ペロブスカイト型結
晶構造のＰｂ（Ｍｇ1/3，Ｎｂ2/3）Ｏ3−ＰｂＴｉＯ3薄
膜を得ることができ、同等の誘電特性が得られることを
確認した。また、反応ガスとしてＮ2ＯやＨ2Ｏを用いた
場合においても酸素を用いた場合と同等の誘電特性が得
られることを確認した。
【００２６】添加物としてバリウム、ストロンチウム、
ビスマス、カルシウム、ニッケル、亜鉛、コバルト、
鉄、タンタル、タングステンを加えた場合においても同
様の結果が得られた。
ビスマス、カルシウム、ニッケル、亜鉛、コバルト、
鉄、タンタル、タングステンを加えた場合においても同
様の結果が得られた。
【００２７】実施例１および２において、金属電極薄膜
層に、真空蒸着法により白金以外の金属、たとえばパラ
ジウム、パラジウム／銀合金、ニッケル、銅等を用いた
場合や、成膜方法にスパッタリング法を用いた場合で
も、同等の特性を持つ積層薄膜コンデンサの製造が可能
であった。同様に、外部電極の形成に、銀以外の金属を
用いた場合や、塗布焼付け法以外に真空蒸着法またはス
パッタリング法またはめっき法を用いた場合でも、同等
の特性を持つ積層薄膜コンデンサの製造が可能であっ
た。
層に、真空蒸着法により白金以外の金属、たとえばパラ
ジウム、パラジウム／銀合金、ニッケル、銅等を用いた
場合や、成膜方法にスパッタリング法を用いた場合で
も、同等の特性を持つ積層薄膜コンデンサの製造が可能
であった。同様に、外部電極の形成に、銀以外の金属を
用いた場合や、塗布焼付け法以外に真空蒸着法またはス
パッタリング法またはめっき法を用いた場合でも、同等
の特性を持つ積層薄膜コンデンサの製造が可能であっ
た。
【００２８】また、実施例１および２においては、誘電
体薄膜層を成膜するプラズマＣＶＤ装置と、金属電極薄
膜層を成膜する真空蒸着装置やスパッタリング装置が別
になっていたが、連結した装置を用いて、真空を破らず
に基板を搬送して連続して成膜すれば、さらに容易に製
造することができた。
体薄膜層を成膜するプラズマＣＶＤ装置と、金属電極薄
膜層を成膜する真空蒸着装置やスパッタリング装置が別
になっていたが、連結した装置を用いて、真空を破らず
に基板を搬送して連続して成膜すれば、さらに容易に製
造することができた。
【００２９】
【発明の効果】以上の実施例の説明より明らかなよう
に、本発明は誘電体薄膜層の成膜にプラズマＣＶＤ法を
用いることによって、金属電極薄膜層上に、誘電特性の
良好なＳｒＴｉＯ3またはＰｂ（Ｍｇ1/3，Ｎｂ2/3）Ｏ3
−ＰｂＴｉＯ3の緻密な薄膜が、比較的低温で得られ
る。また、金属電極薄膜層の成膜に真空蒸着法またはス
パッタリング法を用いることによって、やはり緻密で薄
い金属電極薄膜層が得られる。したがって、従来の積層
セラミックコンデンサでのスラリ状のものを積み重ねて
焼成する方法よりも薄くできるため、同じチップ厚みで
も積層数が増え、静電容量が大きくなり、小型化、大容
量化に対応できる。
に、本発明は誘電体薄膜層の成膜にプラズマＣＶＤ法を
用いることによって、金属電極薄膜層上に、誘電特性の
良好なＳｒＴｉＯ3またはＰｂ（Ｍｇ1/3，Ｎｂ2/3）Ｏ3
−ＰｂＴｉＯ3の緻密な薄膜が、比較的低温で得られ
る。また、金属電極薄膜層の成膜に真空蒸着法またはス
パッタリング法を用いることによって、やはり緻密で薄
い金属電極薄膜層が得られる。したがって、従来の積層
セラミックコンデンサでのスラリ状のものを積み重ねて
焼成する方法よりも薄くできるため、同じチップ厚みで
も積層数が増え、静電容量が大きくなり、小型化、大容
量化に対応できる。
【図１】本発明の一実施例の積層薄膜コンデンサの断面
の概略図
の概略図
【図２】本発明の一実施例の積層薄膜コンデンサの誘電
体薄膜層を成膜するために使用するプラズマＭＯＣＶＤ
装置の概略図
体薄膜層を成膜するために使用するプラズマＭＯＣＶＤ
装置の概略図
【図３】本発明の他の実施例の積層薄膜コンデンサの断
面の概略図
面の概略図
１ 下地基板 ２、４、６ 金属電極薄膜層 ３、５、７ ＳｒＴｉＯ3誘電体薄膜層 ８、９ 外部電極
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｇ 4/30 ３１１ Ｚ 9174−5Ｅ (72)発明者 高山 良一 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内
Claims (5)
- 【請求項１】 基板上に、真空蒸着法またはスパッタリ
ング法によりパターン形成した金属電極薄膜層の作製
と、金属化合物の蒸気と反応ガスとの混合ガスを用いた
プラズマＣＶＤ法による誘電体薄膜層の作製を交互に繰
り返すことにより金属薄膜層と誘電体薄膜層を積層し、
前記パターン形成した金属電極薄膜層が一層おきに互い
違いの側壁に面するように切断した後、その切断面に外
部電極を真空蒸着法またはスパッタリング法またはめっ
き法または塗布焼付け法により形成することを特徴とす
る積層薄膜コンデンサの製造方法。 - 【請求項２】 誘電体薄膜層の材料がチタン酸ストロン
チウムを主成分とするペロブスカイト型酸化物であるこ
とを特徴とする請求項１記載の積層薄膜コンデンサの製
造方法。 - 【請求項３】 誘電体薄膜層の材料がＰｂ（Ｍｇ1/3，
Ｎｂ2/3）Ｏ3とチタン酸鉛を主成分とする複合ペロブス
カイト型化合物であることを特徴とする請求項１記載の
積層薄膜コンデンサの製造方法。 - 【請求項４】 金属化合物としてβ−ジケトン金属錯体
または金属アルコキシドを用いることを特徴とする請求
項１記載の積層薄膜コンデンサの製造方法。 - 【請求項５】 反応ガスとして酸素またはＮ2Ｏまたは
Ｈ2Ｏを用いることを特徴とする請求項１記載の積層薄
膜コンデンサの製造方法。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25268393A JPH07106198A (ja) | 1993-10-08 | 1993-10-08 | 積層薄膜コンデンサの製造方法 |
| DE69401826T DE69401826T2 (de) | 1993-03-25 | 1994-03-19 | Dünnschichtkondensator und Verfahren zu seiner Herstellung |
| EP94104369A EP0617440B1 (en) | 1993-03-25 | 1994-03-19 | Laminated thin film capacitor and method for producing the same |
| US08/215,816 US5459635A (en) | 1993-03-25 | 1994-03-22 | Laminated thin film capacitor and method for producing the same |
| US08/465,350 US5663089A (en) | 1993-03-25 | 1995-06-05 | Method for producing a laminated thin film capacitor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25268393A JPH07106198A (ja) | 1993-10-08 | 1993-10-08 | 積層薄膜コンデンサの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07106198A true JPH07106198A (ja) | 1995-04-21 |
Family
ID=17240794
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25268393A Pending JPH07106198A (ja) | 1993-03-25 | 1993-10-08 | 積層薄膜コンデンサの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07106198A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004044934A1 (ja) * | 2002-11-12 | 2004-05-27 | Tdk Corporation | 電源ノイズ低減用薄膜コンデンサ |
| WO2004044935A1 (ja) * | 2002-11-12 | 2004-05-27 | Tdk Corporation | コンデンサ複合回路素子およびｉｃカード積層コンデンサ |
| WO2004061881A1 (ja) * | 2002-12-27 | 2004-07-22 | Tdk Corporation | 薄膜コンデンサおよびその製造方法 |
| KR100865760B1 (ko) * | 2006-03-29 | 2008-10-28 | 박영진 | 적층 커패시터 소자 및 적층 배리스터 소자와, 이의 제조방법 |
| JP2012164834A (ja) * | 2011-02-08 | 2012-08-30 | Canon Inc | 描画装置、および、物品の製造方法 |
-
1993
- 1993-10-08 JP JP25268393A patent/JPH07106198A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004044934A1 (ja) * | 2002-11-12 | 2004-05-27 | Tdk Corporation | 電源ノイズ低減用薄膜コンデンサ |
| WO2004044935A1 (ja) * | 2002-11-12 | 2004-05-27 | Tdk Corporation | コンデンサ複合回路素子およびｉｃカード積層コンデンサ |
| WO2004061881A1 (ja) * | 2002-12-27 | 2004-07-22 | Tdk Corporation | 薄膜コンデンサおよびその製造方法 |
| JPWO2004061881A1 (ja) * | 2002-12-27 | 2006-05-18 | Tdk株式会社 | 薄膜コンデンサおよびその製造方法 |
| KR100865760B1 (ko) * | 2006-03-29 | 2008-10-28 | 박영진 | 적층 커패시터 소자 및 적층 배리스터 소자와, 이의 제조방법 |
| JP2012164834A (ja) * | 2011-02-08 | 2012-08-30 | Canon Inc | 描画装置、および、物品の製造方法 |
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