JPH04250610A - 積層コンデンサの製造方法および製造装置 - Google Patents
積層コンデンサの製造方法および製造装置Info
- Publication number
- JPH04250610A JPH04250610A JP3008040A JP804091A JPH04250610A JP H04250610 A JPH04250610 A JP H04250610A JP 3008040 A JP3008040 A JP 3008040A JP 804091 A JP804091 A JP 804091A JP H04250610 A JPH04250610 A JP H04250610A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- multilayer capacitor
- manufacturing
- electrode layer
- layers
- dielectric layer
- Prior art date
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- Pending
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- 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
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、電気回路及び電子回路
に用いられる積層コンデンサの製造方法および製造装置
に関する。
に用いられる積層コンデンサの製造方法および製造装置
に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の積層コンデンサの製造方法として
、セラミック誘電体層の上下に電極層として導電性ペイ
ントを印刷法により塗布し、それらを積み重ねる方法が
ある。あるいは、誘電体フィルムの上下に電極層を真空
蒸着あるいはスパッタ法によって製膜し、それらを積み
重ねるといった方法もある。
、セラミック誘電体層の上下に電極層として導電性ペイ
ントを印刷法により塗布し、それらを積み重ねる方法が
ある。あるいは、誘電体フィルムの上下に電極層を真空
蒸着あるいはスパッタ法によって製膜し、それらを積み
重ねるといった方法もある。
【０００３】さらに高周波用電子部品の大きさが小さく
なるに伴い、積層コンデンサの製造方法も真空製膜技術
を用いた方法が考えられている。しかし、この場合は製
造設備が高価なため、生産される積層コンデンサが可能
なかぎり信頼性に優れている必要があり、またその生産
量を増やすことが必要とされている。
なるに伴い、積層コンデンサの製造方法も真空製膜技術
を用いた方法が考えられている。しかし、この場合は製
造設備が高価なため、生産される積層コンデンサが可能
なかぎり信頼性に優れている必要があり、またその生産
量を増やすことが必要とされている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来の方法で製造を行
なった積層コンデンサは、誘電体層と電極層との製造プ
ロセスが異なるために、これら誘電体層と電極層との界
面において電気的接続の不均一が生じたり、また製造中
に相互拡散や隙間ができたりする。このため、容量が変
化して素子間にばらつきが生じるといった問題があった
。特に、実装基板に直接製膜して積層コンデンサを製造
する場合は、極めて高い信頼性が要求されるため、その
観点から製造の容易さが強く要求されるという問題点が
あった。
なった積層コンデンサは、誘電体層と電極層との製造プ
ロセスが異なるために、これら誘電体層と電極層との界
面において電気的接続の不均一が生じたり、また製造中
に相互拡散や隙間ができたりする。このため、容量が変
化して素子間にばらつきが生じるといった問題があった
。特に、実装基板に直接製膜して積層コンデンサを製造
する場合は、極めて高い信頼性が要求されるため、その
観点から製造の容易さが強く要求されるという問題点が
あった。
【０００５】そこで本発明はこのような問題点を解決し
、製造が容易でしかも信頼性の高い積層コンデンサが得
られる製造方法および装置を提供することを目的とする
。
、製造が容易でしかも信頼性の高い積層コンデンサが得
られる製造方法および装置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】上記目的を達成するため
本発明の方法は、金属材料をターゲットとするスパッタ
リング法を用いて、誘電体層と電極層とを交互に積層し
た積層コンデンサを製造する際に、誘電体層となる金属
化合物と電極層となる導電体とに対し、一定の同一混合
スパッタガスの雰囲気でターゲットに印加する電力を変
えることにより、これら誘電体層と電極層との製膜条件
を制御して、これら誘電体層と電極層とを順次積層する
ものである。
本発明の方法は、金属材料をターゲットとするスパッタ
リング法を用いて、誘電体層と電極層とを交互に積層し
た積層コンデンサを製造する際に、誘電体層となる金属
化合物と電極層となる導電体とに対し、一定の同一混合
スパッタガスの雰囲気でターゲットに印加する電力を変
えることにより、これら誘電体層と電極層との製膜条件
を制御して、これら誘電体層と電極層とを順次積層する
ものである。
【０００７】また本発明の装置は、誘電体層の両側に電
極層の取出電極が交互に形成されるように電極層の製膜
範囲を規定したターゲットを、交互に設けたものである
。
極層の取出電極が交互に形成されるように電極層の製膜
範囲を規定したターゲットを、交互に設けたものである
。
【０００８】
【作用】上記方法によると、一回の製膜プロセスで電極
層と誘電体層との積層化が可能であるため、界面状態が
安定し、しかも製造が簡便で、安定して歩留りが良く、
所望の値の電気特性を持つ積層コンデンサが形成できる
。また上記装置によると、複層の電極が確実に接合した
積層コンデンサが得られる。酸化タンタルを用いた積層
コンデンサの特性は、酸化タンタルが薄膜であるため、
比誘電率は２２〜２６、破壊電界は４〜５ＭＶ／ｃｍ以
上であり、小面積で大容量、しかも高耐圧となる。
層と誘電体層との積層化が可能であるため、界面状態が
安定し、しかも製造が簡便で、安定して歩留りが良く、
所望の値の電気特性を持つ積層コンデンサが形成できる
。また上記装置によると、複層の電極が確実に接合した
積層コンデンサが得られる。酸化タンタルを用いた積層
コンデンサの特性は、酸化タンタルが薄膜であるため、
比誘電率は２２〜２６、破壊電界は４〜５ＭＶ／ｃｍ以
上であり、小面積で大容量、しかも高耐圧となる。
【０００９】
【実施例】次に、本発明の一実施例を図に基づいて説明
する。図３および図４は、本発明による積層コンデンサ
の製造装置の基本構成を示す概念図である。
する。図３および図４は、本発明による積層コンデンサ
の製造装置の基本構成を示す概念図である。
【００１０】図示のように、金属材料ターゲット１０（
例えばタンタル）を真空槽１１内に多数並べ、一定の同
一混合スパッタガス１２の雰囲気中で、第１のスパッタ
電力１３と第２のスパッタ電力１４とを各々のターゲッ
ト１０に印加する。
例えばタンタル）を真空槽１１内に多数並べ、一定の同
一混合スパッタガス１２の雰囲気中で、第１のスパッタ
電力１３と第２のスパッタ電力１４とを各々のターゲッ
ト１０に印加する。
【００１１】ここで図５は、スパッタガス中の酸素ガス
の分圧と製膜速度との関係を、スパッタ電力をパラメー
タとして示したものである。この図５に示すように、金
属ターゲットを用いた反応性スパッタ法の特徴として、
スパッタガス中の酸素ガスの分圧とスパッタ電力とを変
化すると、製膜速度と薄膜の電気抵抗とが変化する。
の分圧と製膜速度との関係を、スパッタ電力をパラメー
タとして示したものである。この図５に示すように、金
属ターゲットを用いた反応性スパッタ法の特徴として、
スパッタガス中の酸素ガスの分圧とスパッタ電力とを変
化すると、製膜速度と薄膜の電気抵抗とが変化する。
【００１２】そこで本発明では、ある一定のスパッタガ
スＡｒ＋Ｏ２の雰囲気（たとえば、図５におけるポイン
トａ）中でスパッタを行い、第１のスパッタ電力１３は
、導電性を示す薄膜が得られる電力とする。それに対し
第２のスパッタ電力１４は、同一雰囲気中で絶縁性を示
す誘電体薄膜が得られる領域での電力とする。
スＡｒ＋Ｏ２の雰囲気（たとえば、図５におけるポイン
トａ）中でスパッタを行い、第１のスパッタ電力１３は
、導電性を示す薄膜が得られる電力とする。それに対し
第２のスパッタ電力１４は、同一雰囲気中で絶縁性を示
す誘電体薄膜が得られる領域での電力とする。
【００１３】図３および図４に示すように、これら各々
の電力１３、１４が印加されたターゲット１０上に蒸着
マスク９を被せ、その上で絶縁性基板１を通過させる。 すると、それだけで繰り返し製膜を行うことができ、所
望の積層コンデンサが得られる。
の電力１３、１４が印加されたターゲット１０上に蒸着
マスク９を被せ、その上で絶縁性基板１を通過させる。 すると、それだけで繰り返し製膜を行うことができ、所
望の積層コンデンサが得られる。
【００１４】こうして得られた本発明にかかる積層コン
デンサの断面を、図１に示す。図示のように、第１層目
および第５層目の金属電極層２、６どうしと、第３層目
および第７層目の金属電極層４、８どうしとがそれぞれ
の端で重なるように、さらに誘電体層３、５、７につい
ては、電極が重なり合う部分を除いて、これら誘電体層
３、５、７が電極を覆い隠すように、絶縁性基板１上に
スパッタ蒸着を行なう。
デンサの断面を、図１に示す。図示のように、第１層目
および第５層目の金属電極層２、６どうしと、第３層目
および第７層目の金属電極層４、８どうしとがそれぞれ
の端で重なるように、さらに誘電体層３、５、７につい
ては、電極が重なり合う部分を除いて、これら誘電体層
３、５、７が電極を覆い隠すように、絶縁性基板１上に
スパッタ蒸着を行なう。
【００１５】図２は、蒸着マスク９を説明するものであ
る。ここで矢印１９は、基板１の移動方向を示す。また
斜線部は製膜部分を示し、１６は図１における電極層２
、６のためのマスク、１７は誘電体層３、５、７のため
のマスク、そして１８は電極層４、８のためのマスクで
ある。１５は、製膜時の基板１の位置である。基板１の
大きさをｓ１×ｓ２、各製膜部分の大きさを、それぞれ
ａ１×ａ２、ｂ１×ｂ２、ｃ１×ｃ２とする。また基準
線２０から基板１および各マスク１６、１７、１８まで
の距離をｘｓ 、ｘａ 、ｘｂ 、ｘｃ とする。この
ような条件下で、蒸着マスク９の大きさと位置関係との
一例を示すと、次のようになる。
る。ここで矢印１９は、基板１の移動方向を示す。また
斜線部は製膜部分を示し、１６は図１における電極層２
、６のためのマスク、１７は誘電体層３、５、７のため
のマスク、そして１８は電極層４、８のためのマスクで
ある。１５は、製膜時の基板１の位置である。基板１の
大きさをｓ１×ｓ２、各製膜部分の大きさを、それぞれ
ａ１×ａ２、ｂ１×ｂ２、ｃ１×ｃ２とする。また基準
線２０から基板１および各マスク１６、１７、１８まで
の距離をｘｓ 、ｘａ 、ｘｂ 、ｘｃ とする。この
ような条件下で、蒸着マスク９の大きさと位置関係との
一例を示すと、次のようになる。
【００１６】ａ１＝ｃ１＝ｂ１＜ｓ１
ｓ２＞ｂ２＞ａ２またはｃ２
ｘｃ ＞ｘｂ ＞ｘａ ＞ｘｓ
このように、金属として製膜する領域と誘電体として製
膜する領域とをそれぞれのターゲットごとに規定するこ
とにより、同一雰囲気内にて連続的に製膜が可能となる
。
膜する領域とをそれぞれのターゲットごとに規定するこ
とにより、同一雰囲気内にて連続的に製膜が可能となる
。
【００１７】以上においては、金属材料ターゲット１０
としてタンタルを用いた場合について説明を行ったが、
本発明は、タンタルのほかに、チタン、アルミニウム、
ジルコニウム、ハフニウムなどの金属あるいはその他の
金属と混合した金属の内、その酸化物が絶縁性となる金
属酸化物すべてに適応できる普遍的なものである。たと
えば、Ｔａ−Ｍｏ系、Ｔａ−Ｗ系、Ｔａ−Ｈｆ系、Ｔｉ
−Ａｌ系、Ｔｉ−Ｚｒ系、Ｔｉ−Ｈｆ系などに適用でき
ることが確認された。また、このようにして得られた積
層コンデンサを用いた電子装置の高信頼性動作も確認し
た。
としてタンタルを用いた場合について説明を行ったが、
本発明は、タンタルのほかに、チタン、アルミニウム、
ジルコニウム、ハフニウムなどの金属あるいはその他の
金属と混合した金属の内、その酸化物が絶縁性となる金
属酸化物すべてに適応できる普遍的なものである。たと
えば、Ｔａ−Ｍｏ系、Ｔａ−Ｗ系、Ｔａ−Ｈｆ系、Ｔｉ
−Ａｌ系、Ｔｉ−Ｚｒ系、Ｔｉ−Ｈｆ系などに適用でき
ることが確認された。また、このようにして得られた積
層コンデンサを用いた電子装置の高信頼性動作も確認し
た。
【００１８】
【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、一回
の製膜プロセスによっての積層化が可能であるため、界
面状態が安定し、しかも製造が簡便で、安定して歩留り
が良く、所望の値の電気特性を持つ積層コンデンサを得
ることができる。
の製膜プロセスによっての積層化が可能であるため、界
面状態が安定し、しかも製造が簡便で、安定して歩留り
が良く、所望の値の電気特性を持つ積層コンデンサを得
ることができる。
【図１】本発明にもとづく積層コンデンサの断面図であ
る。
る。
【図２】本発明にもとづく製膜領域を規定するためのス
パッタ蒸着用のマスクを説明する図である。
パッタ蒸着用のマスクを説明する図である。
【図３】本発明の一実施例の積層コンデンサの製造装置
の基本構成の概念図である。
の基本構成の概念図である。
【図４】本発明の一実施例の積層コンデンサの製造装置
の基本構成の概念図である。
の基本構成の概念図である。
【図５】混合ガス中における製膜速度と電気抵抗とをス
パッタ電力をパラメータとして説明する製膜条件図であ
る。
パッタ電力をパラメータとして説明する製膜条件図であ
る。
２ 電極層
３ 誘電体層
４ 電極層
５ 誘電体層
６ 電極層
７ 誘電体層
８ 電極層
１０ ターゲット
１２ 混合スパッタガス
１３ 第１のスパッタ電力
１４ 第２のスパッタ電力
Claims (2)
- 【請求項１】 金属材料をターゲットとするスパッタ
リング法を用いて、誘電体層と電極層とを交互に積層し
た積層コンデンサを製造する際に、誘電体層となる金属
化合物と電極層となる導電体とに対し、一定の同一混合
スパッタガスの雰囲気でターゲットに印加する電力を変
えることにより、これら誘電体層と電極層との製膜条件
を制御して、これら誘電体層と電極層とを順次積層する
ことを特徴とする積層コンデンサの製造方法。 - 【請求項２】 請求項１記載の製造方法を実施するた
めの製造装置であって、誘電体層の両側に電極層の取出
電極が交互に形成されるように電極層の製膜範囲を規定
したターゲットを、交互に設けたことを特徴とする積層
コンデンサの製造装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3008040A JPH04250610A (ja) | 1991-01-28 | 1991-01-28 | 積層コンデンサの製造方法および製造装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3008040A JPH04250610A (ja) | 1991-01-28 | 1991-01-28 | 積層コンデンサの製造方法および製造装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04250610A true JPH04250610A (ja) | 1992-09-07 |
Family
ID=11682233
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3008040A Pending JPH04250610A (ja) | 1991-01-28 | 1991-01-28 | 積層コンデンサの製造方法および製造装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04250610A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010150671A (ja) * | 2010-03-19 | 2010-07-08 | Tdk Corp | 誘電積層体 |
-
1991
- 1991-01-28 JP JP3008040A patent/JPH04250610A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010150671A (ja) * | 2010-03-19 | 2010-07-08 | Tdk Corp | 誘電積層体 |
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