JPH0380512A - 積層型酸化珪素薄膜コンデンサ及びその製法 - Google Patents
積層型酸化珪素薄膜コンデンサ及びその製法Info
- Publication number
- JPH0380512A JPH0380512A JP21602389A JP21602389A JPH0380512A JP H0380512 A JPH0380512 A JP H0380512A JP 21602389 A JP21602389 A JP 21602389A JP 21602389 A JP21602389 A JP 21602389A JP H0380512 A JPH0380512 A JP H0380512A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- silicon oxide
- film
- oxide film
- substrate
- thin film
- 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
Links
Landscapes
- Ceramic Capacitors (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］
本発明は積層型酸化珪素薄膜コンデンサ及びその製造方
法に関する。
法に関する。
［従来技術及び発明が解決しようとする課８］コンデン
サは電気、電子回路を形成する上で必要な部品であり、
テレビ、ＶＴＲ，ＯＡ機器などには数多くのコンデンサ
が使用されている。
サは電気、電子回路を形成する上で必要な部品であり、
テレビ、ＶＴＲ，ＯＡ機器などには数多くのコンデンサ
が使用されている。
近年、装置の小型化、高性能化、低価格化に伴いその内
部部品であるコンデンサにも小型で大容量であること、
低誘電損失であること、容量の温度特性、周波数特性が
安定であること、低価格であることなどが要求されてい
る。従来使用されているきたコンデンサには、温度補償
用積層セラミックスコンデンサ、高誘電率系積層セラミ
ックスコンデンサ、マイカコンデンサ、タンタル電解コ
ンデンサなどがあり、これらは用途に応じて選択され使
用されている。これらの内、温度補償用積層セラミック
スコンデンサは、容量、誘電損失の温度特性、周波数特
性に優れた材料を用い、グリ−ンシート法などによって
積層し作製されるが、誘電率が比較的小さく、これの大
容量のものを得るには、−層あたりの膜厚を薄くするか
、積層数を増化させねばならない。現在、グリーンシー
ト法で得られる一層あたりの最低膜厚は１０〜２０μｍ
が限界であり、それ以上薄くすると耐電圧の低下やピン
ホールなどによる絶縁破壊などの問題を生じ、容量、誘
電損失の温度特性、周波数特性に優れたコンデンサを得
ようとすると、必然的に大型化せざるを得ないなどの欠
点があった。
部部品であるコンデンサにも小型で大容量であること、
低誘電損失であること、容量の温度特性、周波数特性が
安定であること、低価格であることなどが要求されてい
る。従来使用されているきたコンデンサには、温度補償
用積層セラミックスコンデンサ、高誘電率系積層セラミ
ックスコンデンサ、マイカコンデンサ、タンタル電解コ
ンデンサなどがあり、これらは用途に応じて選択され使
用されている。これらの内、温度補償用積層セラミック
スコンデンサは、容量、誘電損失の温度特性、周波数特
性に優れた材料を用い、グリ−ンシート法などによって
積層し作製されるが、誘電率が比較的小さく、これの大
容量のものを得るには、−層あたりの膜厚を薄くするか
、積層数を増化させねばならない。現在、グリーンシー
ト法で得られる一層あたりの最低膜厚は１０〜２０μｍ
が限界であり、それ以上薄くすると耐電圧の低下やピン
ホールなどによる絶縁破壊などの問題を生じ、容量、誘
電損失の温度特性、周波数特性に優れたコンデンサを得
ようとすると、必然的に大型化せざるを得ないなどの欠
点があった。
一方、小型で大容量の高誘電率系積層セラミックスコン
デンサがあるが、このものは容量、誘電損失の温度特性
、周波数特性等が必ずしも良好でない。又、マイカコン
デンサは、容量、誘電損失の温度特性、周波数特性は優
れているが、これは、天然のマイカを使用するため性能
にバラツキがあり、又、−層あたりの厚さにも限界があ
り、大容量のものを得ようとすると大型化せざるを得な
い。
デンサがあるが、このものは容量、誘電損失の温度特性
、周波数特性等が必ずしも良好でない。又、マイカコン
デンサは、容量、誘電損失の温度特性、周波数特性は優
れているが、これは、天然のマイカを使用するため性能
にバラツキがあり、又、−層あたりの厚さにも限界があ
り、大容量のものを得ようとすると大型化せざるを得な
い。
容量、誘電損失の温度特性、周波数特性に優れ、小型で
大容量のコンデンサとしては、タンタル電解コンデンサ
があるが、このものは電解コンデンサであるために漏れ
電流や極性′を持つなどの問題があり、また、原料とし
て用いるタンタルが高価であるため経済面で問題がある
。
大容量のコンデンサとしては、タンタル電解コンデンサ
があるが、このものは電解コンデンサであるために漏れ
電流や極性′を持つなどの問題があり、また、原料とし
て用いるタンタルが高価であるため経済面で問題がある
。
本発明で用いる酸化珪素は、誘電率、誘電損失の周波数
特性、温度特性に優れた材料として古くから知られてい
たが、このものを通常の単体コンデンサとして使用とす
ると、誘電率が非常に低い（約４）ため、得られる容量
が実用上申さすぎ、低容量のコンデンサしか得ることが
できない欠点があった。このため、酸化珪素は、この分
野ではＩＣの絶縁材料などとして用いられているにすぎ
ない。
特性、温度特性に優れた材料として古くから知られてい
たが、このものを通常の単体コンデンサとして使用とす
ると、誘電率が非常に低い（約４）ため、得られる容量
が実用上申さすぎ、低容量のコンデンサしか得ることが
できない欠点があった。このため、酸化珪素は、この分
野ではＩＣの絶縁材料などとして用いられているにすぎ
ない。
本発明は、上述した従来のコンデンサの持つ欠点を解決
するもので、酸化珪素の優れた周波数特性、温度特性を
利用したものであり、酸化膜法、塗布法などの手法を用
いて薄膜化、積層化することにより、周波数特性、温度
特性に優れた小型、大容量、低価格の積層型酸化珪素薄
膜コンデンサ及びその製造方法を提供することを目的と
するものである。
するもので、酸化珪素の優れた周波数特性、温度特性を
利用したものであり、酸化膜法、塗布法などの手法を用
いて薄膜化、積層化することにより、周波数特性、温度
特性に優れた小型、大容量、低価格の積層型酸化珪素薄
膜コンデンサ及びその製造方法を提供することを目的と
するものである。
［課題を解決するための手段及び作用コ本発明の積層型
酸化珪素薄膜コンデンサは、半導性シリコン基板表面に
酸化珪素膜と電極膜を交互に積層してなり、シリコン基
板を含めて一層おきに電極を並列に取り出した溝造を有
することを特徴とする。更に本発明者らは、このような
コンデンサの一製法として、例えば、第一層目の酸化珪
素膜はシリコン基板表面を熱酸化処理することにより、
あるいは熱処理によって酸化珪素膜となる酸化珪素前駆
体を同表面に塗布し、これを熱処理することにより形成
する方法、及び、電極膜を介して形成する第二層目以降
の酸化珪素膜は、熱処理により酸化珪素膜となる酸化珪
素前駆体の熱処理により形成する方法を見出した。次に
本発明をさらに詳しく説明する。
酸化珪素薄膜コンデンサは、半導性シリコン基板表面に
酸化珪素膜と電極膜を交互に積層してなり、シリコン基
板を含めて一層おきに電極を並列に取り出した溝造を有
することを特徴とする。更に本発明者らは、このような
コンデンサの一製法として、例えば、第一層目の酸化珪
素膜はシリコン基板表面を熱酸化処理することにより、
あるいは熱処理によって酸化珪素膜となる酸化珪素前駆
体を同表面に塗布し、これを熱処理することにより形成
する方法、及び、電極膜を介して形成する第二層目以降
の酸化珪素膜は、熱処理により酸化珪素膜となる酸化珪
素前駆体の熱処理により形成する方法を見出した。次に
本発明をさらに詳しく説明する。
本発明で用いる導電性基板は、比抵抗の低い半導性シリ
コン基板、好ましくは（１，１Ω・叩以下の比抵抗をも
つ半導性シリコンを用いる。基板上の第一層目の酸化珪
素膜を、シリコン基板表面を熱酸化する酸化膜法によっ
て形成する場合、その基板表面を、酸素分圧を制御した
雰囲気又は水蒸気を含んだ気流中において、８００℃以
上の高温で熱処理することにより酸化し、所定膜厚の酸
化膜を形成させる。上記方法で、０．１〜０．５μｍの
膜厚の酸化膜を得るには、酸素分圧７６０〜８０ ｔｏ
ｒｒ 。
コン基板、好ましくは（１，１Ω・叩以下の比抵抗をも
つ半導性シリコンを用いる。基板上の第一層目の酸化珪
素膜を、シリコン基板表面を熱酸化する酸化膜法によっ
て形成する場合、その基板表面を、酸素分圧を制御した
雰囲気又は水蒸気を含んだ気流中において、８００℃以
上の高温で熱処理することにより酸化し、所定膜厚の酸
化膜を形成させる。上記方法で、０．１〜０．５μｍの
膜厚の酸化膜を得るには、酸素分圧７６０〜８０ ｔｏ
ｒｒ 。
水分圧０〜７００Ｌｏｒｒの雰囲気で９００〜１１００
°Ｃ，Ｏ。
°Ｃ，Ｏ。
５〜２４時間熱処理を行う。
次いでこの酸化膜表面に電極膜を形成させるがこれは、
スパッタリング法、蒸着法、塗布法、メツキ法などの通
常の方法により、高温焼成に耐え得る電極、好ましくは
白金属系の金属電極膜を形成させる。ここで、電極を形
成する金属層と酸化珪素との接着強度を向上させるため
に、Ｎｉ、 Ｏｒなどの接着層をこれらの間に形成させ
ることも好ましい結果を得る。又シリコン基板表面に、
第一層目の酸化珪素膜形成を、熱処理により酸化珪素膜
となる酸化珪素前駆体を塗布し、これを加熱することに
より酸化珪素膜とする事もできる。
スパッタリング法、蒸着法、塗布法、メツキ法などの通
常の方法により、高温焼成に耐え得る電極、好ましくは
白金属系の金属電極膜を形成させる。ここで、電極を形
成する金属層と酸化珪素との接着強度を向上させるため
に、Ｎｉ、 Ｏｒなどの接着層をこれらの間に形成させ
ることも好ましい結果を得る。又シリコン基板表面に、
第一層目の酸化珪素膜形成を、熱処理により酸化珪素膜
となる酸化珪素前駆体を塗布し、これを加熱することに
より酸化珪素膜とする事もできる。
この塗布法により酸化珪素膜形成を行う方法は、熱酸化
法、又は塗布法により第一層目の酸化珪素膜を形成し、
電極膜を形成した後第二層以降の酸化珪素膜を形成する
場合に適用する。
法、又は塗布法により第一層目の酸化珪素膜を形成し、
電極膜を形成した後第二層以降の酸化珪素膜を形成する
場合に適用する。
この塗布法は、まず、シリコン基板あるいは電極膜表面
に、熱処理により酸化珪素膜となる酸化珪素前駆体、例
えば有機珪素化合物、具体的には、テトラメトキシシラ
ン、テトラエトキシシラン、テトライソプロポコキシシ
ラン、テトラｎ−プロポジキシシラン、テトラブトキシ
シラン等をエタノール、プロパツール、ブタノールを等
の溶媒に溶解した溶液を、スピンコーティング、デイツ
プコーティングなどの方法により塗布し、この塗布面を
乾燥して酸化珪素前駆体から溶媒を除去する。
に、熱処理により酸化珪素膜となる酸化珪素前駆体、例
えば有機珪素化合物、具体的には、テトラメトキシシラ
ン、テトラエトキシシラン、テトライソプロポコキシシ
ラン、テトラｎ−プロポジキシシラン、テトラブトキシ
シラン等をエタノール、プロパツール、ブタノールを等
の溶媒に溶解した溶液を、スピンコーティング、デイツ
プコーティングなどの方法により塗布し、この塗布面を
乾燥して酸化珪素前駆体から溶媒を除去する。
この塗布、乾燥の操作を、必要な膜厚を得るまで繰り返
した後に、熱処理を行い酸化珪素膜を得る。
した後に、熱処理を行い酸化珪素膜を得る。
この塗布法による膜の膜厚は、塗布、乾燥の操作の繰り
返し回数、前駆体溶液の濃度、あるいは塗布速度などを
制御することによって行うことができる。前記した前駆
体膜の乾燥は２００℃以上、熱処理は６００℃以上で行
うことが好ましい。又、熱処理の雰囲気は大気中で良く
、熱処理時間は１０分以上である。更に電極膜及び酸化
珪素膜の積層数を増加させるためには、その後引き続き
、前記した電極膜作製工程、塗布法による酸化珪素膜作
成工程を必要回数繰り返して酸化珪素薄膜積層体を製造
する。この際、最上層の表層は電極膜であることが望ま
しい。
返し回数、前駆体溶液の濃度、あるいは塗布速度などを
制御することによって行うことができる。前記した前駆
体膜の乾燥は２００℃以上、熱処理は６００℃以上で行
うことが好ましい。又、熱処理の雰囲気は大気中で良く
、熱処理時間は１０分以上である。更に電極膜及び酸化
珪素膜の積層数を増加させるためには、その後引き続き
、前記した電極膜作製工程、塗布法による酸化珪素膜作
成工程を必要回数繰り返して酸化珪素薄膜積層体を製造
する。この際、最上層の表層は電極膜であることが望ま
しい。
シリコン基板表面に形成する酸化珪素膜の第−層の形成
は、熱酸化法、塗布法のいづれでも良いが、酸化処理法
は、通常広く行われているシリコン半導体作成技術を用
いることができるので比較的容易であり、工程の簡略化
が可能となるので好ましい。
は、熱酸化法、塗布法のいづれでも良いが、酸化処理法
は、通常広く行われているシリコン半導体作成技術を用
いることができるので比較的容易であり、工程の簡略化
が可能となるので好ましい。
上記した方法で得た酸化珪素膜、電極膜は夫々０．０３
〜Ｏ、Ｂｕｒｎ 、 ０．０３〜Ｏ、ｌｕｍの膜厚のも
のである。
〜Ｏ、Ｂｕｒｎ 、 ０．０３〜Ｏ、ｌｕｍの膜厚のも
のである。
本発明のコンデンサーの電極は、シリコン基板を含めて
一層おきに並列にとり出した構成である。
一層おきに並列にとり出した構成である。
「発明の効果コ
本発明の積層型酸化珪素薄膜コンデンサは、材料として
酸化珪素を用いており、酸化珪素の有する優れた周波数
特性、及び温度特性を有し、かつ薄膜化、積層化が容易
となり、小型で大容量のコンデンサを提供し得る。また
、基板としてシリコンを用いることにより低価格化が可
能である。
酸化珪素を用いており、酸化珪素の有する優れた周波数
特性、及び温度特性を有し、かつ薄膜化、積層化が容易
となり、小型で大容量のコンデンサを提供し得る。また
、基板としてシリコンを用いることにより低価格化が可
能である。
［実施例コ
以下１本発明を実施例に裁づいて詳細に説明する。
実施例１
導電性基板基板として比抵抗０．０１Ω・ＣＩＩＩの半
導体シリコン基板を用い、９５℃の温水中を通した酸素
ガスを３Ｌ／ｍｉｎで流した気流中において、シリコン
基板を１０５０℃で１時間熱処理し０．３μｍの酸化珪
素膜を得た。得られた酸化珪素膜表面に通常のスパッタ
法によりＮｉ／Ｐｔ電極を付け、ゾル−ゲル法による成
膜用の基板とした。酸化珪素前駆体溶液はテトラエトキ
シシラン、水、プロピルアルコールをモル比で１７８／
１０に混合した溶液を用い、塗布、乾燥を各々３回繰り
返した。ここで、塗布はスピンコーティングで５０００
ｒｐＩＩｌ、乾燥は３００℃、１分間行った。更に、９
００℃、２０分間焼成し、０．３μｍの酸化珪素膜を得
た。その後酸化珪素膜表面にＡ１電極を付け、一部ＨＰ
溶液にてエツチングしてｐｔ電極取り出し口を作り、図
３に示すように、基板と表面電極を接続し、内部電極と
並列に電極を取り出し積層型酸化珪素薄膜コンデンサを
得た。
導体シリコン基板を用い、９５℃の温水中を通した酸素
ガスを３Ｌ／ｍｉｎで流した気流中において、シリコン
基板を１０５０℃で１時間熱処理し０．３μｍの酸化珪
素膜を得た。得られた酸化珪素膜表面に通常のスパッタ
法によりＮｉ／Ｐｔ電極を付け、ゾル−ゲル法による成
膜用の基板とした。酸化珪素前駆体溶液はテトラエトキ
シシラン、水、プロピルアルコールをモル比で１７８／
１０に混合した溶液を用い、塗布、乾燥を各々３回繰り
返した。ここで、塗布はスピンコーティングで５０００
ｒｐＩＩｌ、乾燥は３００℃、１分間行った。更に、９
００℃、２０分間焼成し、０．３μｍの酸化珪素膜を得
た。その後酸化珪素膜表面にＡ１電極を付け、一部ＨＰ
溶液にてエツチングしてｐｔ電極取り出し口を作り、図
３に示すように、基板と表面電極を接続し、内部電極と
並列に電極を取り出し積層型酸化珪素薄膜コンデンサを
得た。
このようにして得られた積層型酸化珪素薄膜コンデンサ
の静電容量−周波数特性及び静電容量−温度特性を図１
及び図２に示す。図に示すように。
の静電容量−周波数特性及び静電容量−温度特性を図１
及び図２に示す。図に示すように。
静電容量−周波数特性及び静電容量−温度特性に優れた
積層型酸化珪素薄膜コンデンサを得ることができた。
積層型酸化珪素薄膜コンデンサを得ることができた。
図１は本発明によって得られた積層型酸化珪素薄膜コン
デンサの容量−周波数特性を、図２は容量−温度特性を
、図３は本発明によって得られた積層型酸化珪素薄膜コ
ンデンサ断面模型を示す。 図３中１はシリコン基板、２は酸化珪素膜、３は電極層
、４は電極を夫々示す。
デンサの容量−周波数特性を、図２は容量−温度特性を
、図３は本発明によって得られた積層型酸化珪素薄膜コ
ンデンサ断面模型を示す。 図３中１はシリコン基板、２は酸化珪素膜、３は電極層
、４は電極を夫々示す。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １）半導性シリコン基板表面に、酸化珪素膜と電極膜を
積層した積層膜を一層以上形成してなり、電極を並列に
取り出した構造を有することを特徴とする積層型酸化珪
素薄膜コンデンサ。 ２）半導性シリコン基板表面を熱酸化して酸化珪素膜と
し、又は半導性シリコン基板表面に塗布した酸化珪素前
駆体を熱処理して酸化珪素膜とし、前記酸化珪素膜上に
電極膜を形成することを特徴とする積層型薄膜コンデン
サの製造方法。 ３）半導性シリコン基板表面を熱酸化して酸化珪素膜と
し、又は半導性シリコン基板表面に塗布した酸化珪素前
駆体を熱処理して酸化珪素膜とし、前記酸化珪素膜上に
電極膜を形成し、電極膜を介して形成する第二層目以降
の酸化珪素膜は、酸化珪素前駆体の熱処理により形成す
ることを特徴とする積層型薄膜コンデンサの製造方法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21602389A JPH0380512A (ja) | 1989-08-24 | 1989-08-24 | 積層型酸化珪素薄膜コンデンサ及びその製法 |
| US07/568,994 US5088003A (en) | 1989-08-24 | 1990-08-17 | Laminated silicon oxide film capacitors and method for their production |
| CA002023842A CA2023842A1 (en) | 1989-08-24 | 1990-08-23 | Laminated silicon oxide film capacitors and method for their production |
| EP19900309256 EP0414542A3 (en) | 1989-08-24 | 1990-08-23 | Laminated silicon oxide film capacitors and method for their production |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21602389A JPH0380512A (ja) | 1989-08-24 | 1989-08-24 | 積層型酸化珪素薄膜コンデンサ及びその製法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0380512A true JPH0380512A (ja) | 1991-04-05 |
Family
ID=16682087
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21602389A Pending JPH0380512A (ja) | 1989-08-24 | 1989-08-24 | 積層型酸化珪素薄膜コンデンサ及びその製法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0380512A (ja) |
-
1989
- 1989-08-24 JP JP21602389A patent/JPH0380512A/ja active Pending
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| TWI270326B (en) | Thin film dielectrics for capacitors and methods of making thereof | |
| JP2006523153A (ja) | 金属箔上におけるチタン酸バリウムストロンチウムを含む多層構造 | |
| US5088003A (en) | Laminated silicon oxide film capacitors and method for their production | |
| US7026680B2 (en) | Thin film capacitive element, method for producing same and electronic device | |
| TW200811891A (en) | Thin film dielectrics with co-fired electrodes for capacitors and methods of making thereof | |
| WO2005102958A1 (ja) | 薄膜容量素子用組成物、高誘電率絶縁膜、薄膜容量素子、薄膜積層コンデンサおよび薄膜容量素子の製造方法 | |
| CN102394177B (zh) | 叠片式金属化薄膜电容及其制备方法 | |
| JP2000124056A (ja) | 薄膜積層コンデンサおよびその製造方法 | |
| CN1790569B (zh) | 电介质薄膜、薄膜电介质元件及其制造方法 | |
| JP2008235088A (ja) | 誘電体薄膜、誘電体薄膜キャパシタおよび誘電体薄膜キャパシタの製造方法 | |
| CN100466194C (zh) | 电介质膜及其制造方法 | |
| JPH0380512A (ja) | 積層型酸化珪素薄膜コンデンサ及びその製法 | |
| JPH06305714A (ja) | ゾルーゲル法による強誘電体膜の形成方法及びキャパシタの製造方法 | |
| JP4604939B2 (ja) | 誘電体薄膜、薄膜誘電体素子およびその製造方法 | |
| JPH0387056A (ja) | 薄膜コンデンサおよびその製造方法 | |
| CN107516599B (zh) | 一种三维结构陶瓷电容器及其制备方法 | |
| JPH03123084A (ja) | 酸化珪素薄膜コンデンサの製造方法 | |
| JPH0254895A (ja) | エレクトロルミネセンス発光素子の製造方法 | |
| JPH0610926B2 (ja) | 誘電体膜の製造法 | |
| Jackson | Dielectric materials in thin film capacitors | |
| JPH07226334A (ja) | 薄膜コンデンサ及びその製造方法 | |
| JPH0338008A (ja) | 薄膜コンデンサおよびその製造方法 | |
| CN100457292C (zh) | 一种性能优化的Ba(Zr,Ti)O3铁电薄膜及其制备方法 | |
| JPH09293629A (ja) | 薄膜コンデンサ | |
| JP2000114101A (ja) | 誘電体薄膜素子及びその製造方法 |