JPS5933246B2 - タンタル薄膜コンデンサ - Google Patents
タンタル薄膜コンデンサInfo
- Publication number
- JPS5933246B2 JPS5933246B2 JP11115879A JP11115879A JPS5933246B2 JP S5933246 B2 JPS5933246 B2 JP S5933246B2 JP 11115879 A JP11115879 A JP 11115879A JP 11115879 A JP11115879 A JP 11115879A JP S5933246 B2 JPS5933246 B2 JP S5933246B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- thin film
- layer
- tantalum
- film capacitor
- alumina substrate
- Prior art date
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- Expired
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- Fixed Capacitors And Capacitor Manufacturing Machines (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はタンタル薄膜コンデンサ、特にα−Ｔａを用い
たタンタル薄膜コンデンサの改良に関する。
たタンタル薄膜コンデンサの改良に関する。
たとえば混成ＩＣ用のタンタル薄膜コンデンサは一般に
、アルミナ基板表面にガラス質を薄くコートした表面平
滑性の高いクレーストアルミナ基板を使用し、その基板
上にタンタル熱酸化膜（Ｔａ２Ｏ５）を形成し、その上
にβ−Ｔａ薄膜層からなる下部電極を配設し、さらにそ
のβ−Ｔａ薄膜上層部を陽極酸化して製した誘電体層と
なるβ−Ｔａ化成膜を介してたとえばニクロム（ＮｉＣ
ｒ）を下地層とした金（Ａｕ）層からなる上記電極を配
設した構成になつている。
、アルミナ基板表面にガラス質を薄くコートした表面平
滑性の高いクレーストアルミナ基板を使用し、その基板
上にタンタル熱酸化膜（Ｔａ２Ｏ５）を形成し、その上
にβ−Ｔａ薄膜層からなる下部電極を配設し、さらにそ
のβ−Ｔａ薄膜上層部を陽極酸化して製した誘電体層と
なるβ−Ｔａ化成膜を介してたとえばニクロム（ＮｉＣ
ｒ）を下地層とした金（Ａｕ）層からなる上記電極を配
設した構成になつている。
しカルこのような構成のタンタル薄膜コンデンサでは誘
電体層としてβ−Ｔａ化成膜を用いているため、漏れ電
流が比較的大きく耐圧も低いという欠点があつた。すな
わち漏れ電流値としては２Ａ〜数＋Ａ／Ｆ（５０Ｖ印加
１分後の値）程度であり、耐圧もせいぜい５０Ｖ以下で
ある。そこでさらに漏れ電流の低減と高耐圧化をはかる
ため、β−Ｔａの代りにα−Ｔａを用いることが提案さ
れており、そのようなα−Ｔａを用いて構成したタンタ
ル薄膜コンデンサにおいては、漏れ電流をＯ、０５Ａ／
Ｆ（５０Ｖ印加１分後の値）程度に低減させ、かつ耐圧
を１２０Ｖ程度まで高くすることができる。しかしこの
ような性能向上は、やはり高価なグレーズアルミナ基板
を用いた場合に可能であり、たとえばクレーンサイズが
数μｍ程度のアルミナ基板上に直接α−Ｔａを用いて構
成した薄膜コンデンサでは前記のような性能向上が得ら
れず、５０Ｖ印加１分後の漏れ電流値が２Ａ／Ｆ以上に
漸増する。そこで発明者らは種々調査の結果、この原因
はα−Ｔａ膜形成初期の核形成が一様でなく、そのため
アルミナのクレーン上のみに膜が凝縮して、その膜を化
成した際に化成膜に多くの隙間状や空孔状の欠陥が形成
されていることによるものであることを確認した。この
ように高性能なタンタル薄膜コンデンサを構成するには
高価なクレーストアルミナ基板を用いる必要があり、低
価格化の大きな障害となつていた。
電体層としてβ−Ｔａ化成膜を用いているため、漏れ電
流が比較的大きく耐圧も低いという欠点があつた。すな
わち漏れ電流値としては２Ａ〜数＋Ａ／Ｆ（５０Ｖ印加
１分後の値）程度であり、耐圧もせいぜい５０Ｖ以下で
ある。そこでさらに漏れ電流の低減と高耐圧化をはかる
ため、β−Ｔａの代りにα−Ｔａを用いることが提案さ
れており、そのようなα−Ｔａを用いて構成したタンタ
ル薄膜コンデンサにおいては、漏れ電流をＯ、０５Ａ／
Ｆ（５０Ｖ印加１分後の値）程度に低減させ、かつ耐圧
を１２０Ｖ程度まで高くすることができる。しかしこの
ような性能向上は、やはり高価なグレーズアルミナ基板
を用いた場合に可能であり、たとえばクレーンサイズが
数μｍ程度のアルミナ基板上に直接α−Ｔａを用いて構
成した薄膜コンデンサでは前記のような性能向上が得ら
れず、５０Ｖ印加１分後の漏れ電流値が２Ａ／Ｆ以上に
漸増する。そこで発明者らは種々調査の結果、この原因
はα−Ｔａ膜形成初期の核形成が一様でなく、そのため
アルミナのクレーン上のみに膜が凝縮して、その膜を化
成した際に化成膜に多くの隙間状や空孔状の欠陥が形成
されていることによるものであることを確認した。この
ように高性能なタンタル薄膜コンデンサを構成するには
高価なクレーストアルミナ基板を用いる必要があり、低
価格化の大きな障害となつていた。
本発明は以上の点に鑑みなされたもので、その目的は高
性能でしかも安価は製作可能な構造を有してなるタンタ
ル薄膜コンデンサを提供することであり、その特徴はア
ルミナ基板上に下部電極となるα−Ｔａ薄膜層と、該下
部電極上にα−Ｔａ化成層を介して配設した上部電極と
をそなえてなるタンタル薄膜コンデンサにおいて、前記
アルミナ基板とα−Ｔａ薄膜層との間に、該α−Ｔａ薄
膜層形成時に訃ける核形成を均一ならしめるような薄膜
緩衝層を介在させたところにある。
性能でしかも安価は製作可能な構造を有してなるタンタ
ル薄膜コンデンサを提供することであり、その特徴はア
ルミナ基板上に下部電極となるα−Ｔａ薄膜層と、該下
部電極上にα−Ｔａ化成層を介して配設した上部電極と
をそなえてなるタンタル薄膜コンデンサにおいて、前記
アルミナ基板とα−Ｔａ薄膜層との間に、該α−Ｔａ薄
膜層形成時に訃ける核形成を均一ならしめるような薄膜
緩衝層を介在させたところにある。
以下本発明の実施例につき図面を参照して説明する。
図は本発明に係るタンタル薄膜コンデンサの一例の構造
を説明するための要部断面図であり、１はアルミナ基板
であつて、その基板１上にたとえば窒化タンタル薄膜か
らなる緩衝層２（層厚００１０００Ａ〜２０００Ａ）が
スパツタ法により形 成してあり、その緩衝層２上にスパツタ法により形成し
たα−Ｔａ薄膜層（膜厚約１０００Ａ）からなる下部電
極３を配設し、さらに該α−Ｔａ薄膜上層部を陽極酸化
して形成した誘電体となるα−Ｔａ化成層４（層厚約５
０００Ａ〜６０００Ａ）を介して上部電極５を配設した
構成になつている。
を説明するための要部断面図であり、１はアルミナ基板
であつて、その基板１上にたとえば窒化タンタル薄膜か
らなる緩衝層２（層厚００１０００Ａ〜２０００Ａ）が
スパツタ法により形 成してあり、その緩衝層２上にスパツタ法により形成し
たα−Ｔａ薄膜層（膜厚約１０００Ａ）からなる下部電
極３を配設し、さらに該α−Ｔａ薄膜上層部を陽極酸化
して形成した誘電体となるα−Ｔａ化成層４（層厚約５
０００Ａ〜６０００Ａ）を介して上部電極５を配設した
構成になつている。
な訃上部電極５はＮｉＣｒ層５ａ（層厚１００λ〜２０
０λ）を下地層としたＡｕ層５ｂ（たとえば層厚４００
０人〜５０００人）から構成され、また下部電極３の端
部上面には同じくＮｉＣｒ層６ａ（層厚１００λ〜２０
０λ）を下地層としたＡｕ層６ｂ（層厚４０００Ａ〜５
０００λ）からなる下部電極端子６が形成してある。か
くしてアルミナ基板１上に形成する窒化タンタル薄膜層
２は、アルミナ基板表面のグレィン上のみでなく全面に
一様な核形成ができ、容易に均質な窒化タンタル薄膜層
２が形成される。
０λ）を下地層としたＡｕ層５ｂ（たとえば層厚４００
０人〜５０００人）から構成され、また下部電極３の端
部上面には同じくＮｉＣｒ層６ａ（層厚１００λ〜２０
０λ）を下地層としたＡｕ層６ｂ（層厚４０００Ａ〜５
０００λ）からなる下部電極端子６が形成してある。か
くしてアルミナ基板１上に形成する窒化タンタル薄膜層
２は、アルミナ基板表面のグレィン上のみでなく全面に
一様な核形成ができ、容易に均質な窒化タンタル薄膜層
２が形成される。
従つてこのような均質な窒化タンタル薄膜層２上にα−
Ｔａ薄膜層３を形成する際、その膜形成初期の核形成が
一様となり、均質なα−Ｔａ薄膜層３を形成することが
できる。その結果このように均質なα−Ｔａ薄膜層３の
上層部を陽極酸化して形成したα−Ｔａ化成層４は、従
来α−Ｔａ薄膜の不均質性に基因して生じていた隙間状
や空孔状の欠陥のない均質なα−Ｔａ化成層となしうる
。かくして均質な窒化タンタル薄膜層からなる緩衝層２
をアルミナ基板１上に設けることにより、高価なクレー
ストアルミナ基板を用いることなく、安価なアルミナ基
板上にα−Ｔａを用いて高性能なタンタル薄膜コンデン
サを構成することができる。
Ｔａ薄膜層３を形成する際、その膜形成初期の核形成が
一様となり、均質なα−Ｔａ薄膜層３を形成することが
できる。その結果このように均質なα−Ｔａ薄膜層３の
上層部を陽極酸化して形成したα−Ｔａ化成層４は、従
来α−Ｔａ薄膜の不均質性に基因して生じていた隙間状
や空孔状の欠陥のない均質なα−Ｔａ化成層となしうる
。かくして均質な窒化タンタル薄膜層からなる緩衝層２
をアルミナ基板１上に設けることにより、高価なクレー
ストアルミナ基板を用いることなく、安価なアルミナ基
板上にα−Ｔａを用いて高性能なタンタル薄膜コンデン
サを構成することができる。
このようにして構成したタンタル薄膜コンデンサでは漏
れ電流が０．０５Ａ／Ｆ（５０印加１分後の値）程度で
あり、また経時増加も見られず、クレーストアルミナ基
板上にα−Ｔａを用いて構成したものと比較しても何ら
遜色は認められなかつた。
れ電流が０．０５Ａ／Ｆ（５０印加１分後の値）程度で
あり、また経時増加も見られず、クレーストアルミナ基
板上にα−Ｔａを用いて構成したものと比較しても何ら
遜色は認められなかつた。
な｝窒化タンタル薄膜層２｝よびα−Ｔ４膜層３は同一
槽内に訃いて導入ガスを切替えるだけで形成することが
でき、工程が複雑化することもない以上の説明から明ら
かなごとく本発明は安価なアルミナ基板上にα−Ｔａを
用いて容易に高性能なタンタル薄膜コンデンサを構成す
ることができ、その低価格化に極めて有効である。
槽内に訃いて導入ガスを切替えるだけで形成することが
でき、工程が複雑化することもない以上の説明から明ら
かなごとく本発明は安価なアルミナ基板上にα−Ｔａを
用いて容易に高性能なタンタル薄膜コンデンサを構成す
ることができ、その低価格化に極めて有効である。
図は本発明に係るタンタル薄膜コンデンサの一例の構造
を説明するための要部断面図である。 １・・・アルミナ基板、２・・・薄膜緩衝層（窒化タン
タル薄膜層）、３・・・下部電極（α−Ｔａ）、４・・
・α−Ｔａ化成層、５・・・上部電極、６・・・下部電
極端子、５ａ，６ａ・・・ＮｉＣｒ層、５ｂ，６ｂ・・
Ａｕ層。
を説明するための要部断面図である。 １・・・アルミナ基板、２・・・薄膜緩衝層（窒化タン
タル薄膜層）、３・・・下部電極（α−Ｔａ）、４・・
・α−Ｔａ化成層、５・・・上部電極、６・・・下部電
極端子、５ａ，６ａ・・・ＮｉＣｒ層、５ｂ，６ｂ・・
Ａｕ層。
Claims (1)
- １ アルミナ基板上に下部電極となるα−Ｔａ薄膜層と
、該下部電極上にα−Ｔａ化成膜を介して配設した上部
電極とをそなえてなるタンタル薄膜コンデンサにおいて
、前記アルミナ基板とα−Ｔａ薄膜層との間に、該α−
Ｔａ薄膜層形成時における核形成を均一ならしめるよう
な薄膜緩衝層を介在させたことを特徴とするタンタル薄
膜コンデンサ。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11115879A JPS5933246B2 (ja) | 1979-08-31 | 1979-08-31 | タンタル薄膜コンデンサ |
| DE8080302834T DE3063506D1 (en) | 1979-08-31 | 1980-08-18 | A tantalum thin film capacitor and process for producing the same |
| EP80302834A EP0024863B1 (en) | 1979-08-31 | 1980-08-18 | A tantalum thin film capacitor and process for producing the same |
| US06/179,791 US4364099A (en) | 1979-08-31 | 1980-08-20 | Tantalum thin film capacitor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11115879A JPS5933246B2 (ja) | 1979-08-31 | 1979-08-31 | タンタル薄膜コンデンサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5636123A JPS5636123A (en) | 1981-04-09 |
| JPS5933246B2 true JPS5933246B2 (ja) | 1984-08-14 |
Family
ID=14553942
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11115879A Expired JPS5933246B2 (ja) | 1979-08-31 | 1979-08-31 | タンタル薄膜コンデンサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5933246B2 (ja) |
-
1979
- 1979-08-31 JP JP11115879A patent/JPS5933246B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5636123A (en) | 1981-04-09 |
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