(57)【要約】【課題】より簡素な方法で上部電極の酸化の抑制及び高い静電容量を実現する。【解決手段】下地電極２と、下地電極２上に積層された誘電体層４，６と、誘電体層４，６の間に積層された内部電極８と、誘電体層４，６及び内部電極８を挟んで下地電極２の反対側に積層された上部電極１０と、上部電極１０上に積層されたカバー層１４と、を含んで構成される薄膜コンデンサ１００の製造方法であって、誘電体層６となる未焼成の誘電体膜上に、上部電極１０となる上部電極層とカバー層１４となるカバー膜とを積層して積層部品を作製する工程と、この積層部品を焼成する工程と、を備える。【選択図】図１
2010258406.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
下地電極と、下地電極上に積層された誘電体層と、前記誘電体層を挟んで前記下地電極の反対側に積層された上部電極と、前記上部電極上に積層されたカバー層と、を含んで構成される薄膜コンデンサの製造方法であって、
前記誘電体層となる未焼成の誘電体膜上に、前記上部電極となる上部電極層と前記カバー層となるカバー膜とを積層して積層部品を作製する工程と、
前記積層部品を焼成する工程と、
を備えることを特徴とする薄膜コンデンサの製造方法。
【請求項２】
下地電極と、下地電極上に積層された誘電体層と、前記誘電体層を挟んで前記下地電極の反対側に積層された上部電極と、前記上部電極上に積層されたカバー層と、を含んで構成される薄膜コンデンサの製造方法であって、
前記誘電体層となる焼成後の誘電体膜上に、前記上部電極となる上部電極層と前記カバー層となるカバー膜とを積層して積層部品を作製する工程と、
前記積層部品を焼成する工程と、
を備えることを特徴とする薄膜コンデンサの製造方法。
【請求項３】
前記カバー膜は前記誘電体膜と同じ組成の材料からなることを特徴とする請求項１又は２記載の薄膜コンデンサの製造方法。
【請求項４】
焼成された前記積層部品をパターニングし、端子電極を設ける工程をさらに備えることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の薄膜コンデンサの製造方法。
【請求項５】
下地電極と、下地電極上に積層された誘電体層と、前記誘電体層を挟んで前記下地電極の反対側に積層された上部電極と、前記上部電極上に積層されたカバー層と、を含んで構成される薄膜コンデンサであって、
前記誘電体層となる未焼成の誘電体膜上に、前記上部電極となる上部電極層と前記カバー層となるカバー膜とを積層して積層部品を作製し、該積層部品を焼成して形成された
ことを特徴とする薄膜コンデンサ。
【請求項６】
下地電極と、下地電極上に積層された誘電体層と、前記誘電体層を挟んで前記下地電極の反対側に積層された上部電極と、前記上部電極上に積層されたカバー層と、を含んで構成される薄膜コンデンサであって、
前記誘電体層となる焼成後の誘電体膜上に、前記上部電極となる上部電極層と前記カバー層となるカバー膜とを積層して積層部品を作製し、該積層部品を焼成して形成された
ことを特徴とする薄膜コンデンサ。
【請求項７】
前記カバー層は前記誘電体層と同じ組成の材料からなることを特徴とする請求項５又は６記載の薄膜コンデンサ。
【請求項８】
焼成された前記積層部品をパターニングして設けた端子電極をさらに備えることを特徴とする請求項５〜７のいずれか一項に記載の薄膜コンデンサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、薄膜コンデンサの製造方法及び薄膜コンデンサに関する。
【背景技術】
【０００２】
薄膜コンデンサは、例えば高速動作する電気回路に配設され、高周波ノイズのバイパス用や、電源電圧の変動防止用等に供される大容量コンデンサとして好適に利用される。近年、集積回路及び発光素子等のデバイスをより高周波で作動させるためにデバイスの近傍に薄膜コンデンサを配設することが求められており、これに対して、例えば特許文献１記載の技術が知られている。
【０００３】
具体的には、特許文献１には、大きな誘電率を得るために誘電体層を結晶化させる焼成工程において電極層が酸化によるダメージを受けることを考慮した技術であり、焼成後に電極層の酸化した領域を除去する酸化膜除去工程が設けられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−２０７９４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１のように焼成の後に酸化膜を除去する工程により酸化した領域を十分に除去できない場合には、電極層に酸化した領域が残ってしまうため、静電容量が低下しやすいという問題がある。また、焼成後に酸化膜除去工程を行うことにより、薄膜コンデンサの製造に係る作業が煩雑となってしまい、製造コストも高くなってしまう。
【０００６】
本発明は上記を鑑みてなされたものであり、より簡素な方法で上部電極の酸化が抑制され、且つ静電容量が大きい薄膜コンデンサの製造方法及び薄膜コンデンサを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明に係る薄膜コンデンサの製造方法は、下地電極と、下地電極上に積層された誘電体層と、前記誘電体層を挟んで前記下地電極の反対側に積層された上部電極と、前記上部電極上に積層されたカバー層と、を含んで構成される薄膜コンデンサの製造方法であって、前記誘電体層となる未焼成の誘電体膜上に、前記上部電極となる上部電極層と前記カバー層となるカバー膜とを積層して積層部品を作製する工程と、前記積層部品を焼成する工程と、を備えることを特徴とする。
【０００８】
また、本発明に係る薄膜コンデンサは、下地電極と、下地電極上に積層された誘電体層と、前記誘電体層を挟んで前記下地電極の反対側に積層された上部電極と、前記上部電極上に積層されたカバー層と、を含んで構成される薄膜コンデンサであって、前記誘電体層となる未焼成の誘電体膜上に、前記上部電極となる上部電極層と前記カバー層となるカバー膜とを積層して積層部品を作製し、該積層部品を焼成して形成されたことを特徴とする。
【０００９】
上記の薄膜コンデンサの製造方法及びこの薄膜コンデンサによれば、上部電極となる上部電極層の上にカバー層となるカバー膜が積層された積層部品として焼成が行われるため、上部電極の酸化が抑制される。このため、酸化膜除去工程を設けることなく、電極において酸化された領域の形成が抑制されることから、より簡素な方法により静電容量の大きな薄膜コンデンサを得ることができる。また、誘電体層となる未焼成の誘電体膜上に、上部電極となる上部電極層とカバー層となるカバー膜とを積層した後に焼成を行うことにより、焼成回数を低減させることができ、薄膜コンデンサの特性を向上させることができる。
【００１０】
また、上部電極となる上部電極層及びカバー層となるカバー膜を未焼成の誘電体膜の上に積層するのではなく、焼成後の誘電体膜の上に上部電極層及びカバー膜を積層し、これを焼成する構成とした場合でも、より簡素な方法によって電極において酸化された領域の形成が抑制され、静電容量の大きな薄膜コンデンサを得ることができる。
【００１１】
すなわち、本発明に係る薄膜コンデンサの製造方法は、下地電極と、下地電極上に積層された誘電体層と、前記誘電体層を挟んで前記下地電極の反対側に積層された上部電極と、前記上部電極上に積層されたカバー層と、を含んで構成される薄膜コンデンサの製造方法であって、前記誘電体層となる焼成後の誘電体膜上に、前記上部電極となる上部電極層と前記カバー層となるカバー膜とを積層して積層部品を作製する工程と、前記積層部品を焼成する工程と、を備えることを特徴とする。
【００１２】
また、本発明に係る薄膜コンデンサは、下地電極と、下地電極上に積層された誘電体層と、前記誘電体層を挟んで前記下地電極の反対側に積層された上部電極と、前記上部電極上に積層されたカバー層と、を含んで構成される薄膜コンデンサであって、前記誘電体層となる焼成後の誘電体膜上に、前記上部電極となる上部電極層と前記カバー層となるカバー膜とを積層して積層部品を作製し、該積層部品を焼成して形成されたことを特徴とする。
【００１３】
ここで、前記カバー膜は前記誘電体膜と同じ組成の材料からなることが好ましく、また、前記カバー層は前記誘電体層と同じ組成の材料からなることが好ましい。
【００１４】
カバー層となるカバー膜と誘電体層となる誘電体膜とが同じ組成の材料からなる場合、カバー層と誘電体層とが互いに異なる組成の材料からなる場合に発生する応力を低減させることができる。これにより、薄膜コンデンサを構成する各層の応力による変形等の発生が抑制されることによってリーク電流の発生が抑制され、より高い特性を有する薄膜コンデンサを得ることができる。
【００１５】
また、本発明に係る薄膜コンデンサの製造方法は、焼成された前記積層部品をパターニングし、端子電極を設ける工程をさらに備える態様とすることができる。また、本発明に係る薄膜コンデンサは、焼成された前記積層部品をパターニングして設けた端子電極をさらに備える態様とすることができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、より簡素な方法で上部電極の酸化が抑制され、且つ静電容量が高い薄膜コンデンサの製造方法及び薄膜コンデンサが提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の第１実施形態に係る薄膜コンデンサの概略断面図である。
【図２】図１に示す薄膜コンデンサ１００に係る製造方法を説明するフローチャートである。
【図３】図３（ａ）、図３（ｂ）、図３（ｃ）は、図１に示す薄膜コンデンサ１００に係る製造方法を示す概略断面図である。
【図４】本発明の第２実施形態に係る薄膜コンデンサの概略断面図である。
【図５】本発明の第２実施形態に係る薄膜コンデンサの製造方法を説明するフローチャートである。
【図６】図６（ａ）、図６（ｂ）、図６（ｃ）は、図４に示す薄膜コンデンサ２００の製造方法を示す概略断面図である。
【図７】第１実施形態に係る薄膜コンデンサ１００の変形例である薄膜コンデンサ３００の概略断面図である。
【図８】図８（ａ）、図８（ｂ）、図８（ｃ）は、比較例に係る薄膜コンデンサ４００の製造方法を示す概略断面図である。
【図９】図９（ａ）、図９（ｂ）は、実施例４に係る薄膜コンデンサ５００の製造方法を示す概略断面図である。
【図１０】図１０（ａ）、図１０（ｂ）は、比較例３に係る薄膜コンデンサ６００の製造方法を示す概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、添付図面を参照して、本発明を実施するための形態を詳細に説明する。なお、図面の説明においては同一要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。
【００１９】
（第１実施形態）
＜薄膜コンデンサ１００＞
まず、第１実施形態に係る薄膜コンデンサ１００について説明する。本実施形態に係る薄膜コンデンサ１００は、図１に示すように、下地電極２と、下地電極２上に積層された誘電体層４と、誘電体層４上に積層された内部電極８と、内部電極８上に積層された誘電体層６と、誘電体層６上に積層された上部電極１０と、を備える。すなわち、薄膜コンデンサ１００は、下地電極２と、下地電極２上に積層された二つの誘電体層４、６と、誘電体層４と誘電体層６との間に積層された内部電極８と、誘電体層４、６及び内部電極８を挟んで下地電極２の反対側に積層された上部電極１０と、を備える。なお、以下では、下地電極２、誘電体層４、内部電極８、誘電体層６及び上部電極１０が順次重なる方向を「積層方向」と記す。
【００２０】
薄膜コンデンサ１００は、誘電体層４、内部電極８、誘電体層６及び上部電極１０を挟んで下地電極２の反対側に、一対の端子電極１２ａ、１２ｂを備える。一対の端子電極１２ａ、１２ｂのうち一方の端子電極１２ａは、下地電極２及び上部電極１０と電気的に接続されている。また、他方の端子電極１２ｂは、内部電極８と電気的に接続されている。また、一対の端子電極１２ａ、１２ｂは互いに電気的に絶縁されている。
【００２１】
また、薄膜コンデンサ１００は、下地電極２、誘電体層４、内部電極８、誘電体層６及び上部電極１０から構成される積層体と、一対の端子電極１２ａ、１２ｂとの間を満たす絶縁性のカバー層１４を備える。さらに、薄膜コンデンサ１００は、端子電極１２ａ，１２ｂとカバー層１４との間を覆う絶縁性保護層１８を備える。以下、薄膜コンデンサ１００を構成する各部について説明する。
【００２２】
下地電極２は導電性材料から形成される。具体的には、下部電極層２０を形成する導電性材料としては、主成分としてニッケル（Ｎｉ）や白金（Ｐｔ）を含有する合金が好ましく、特に、主成分としてＮｉを含有する合金が好適に用いられる。下地電極２を構成するＮｉの純度は高いほど好ましく、９９．９９重量％以上であることが好ましい。なお、下地電極２に微量の不純物が含まれていても良い。主成分としてＮｉを含有する合金からなる下地電極２に含まれ得る不純物としては、例えば、鉄（Ｆｅ）、チタン（Ｔｉ）、銅（Ｃｕ）、アルミニウム（Ａｌ）、マグネシウム（Ｍｇ）、マンガン（Ｍｎ）、ケイ素（Ｓｉ）またはクロム（Ｃｒ）、バナジウム（Ｖ）、亜鉛（Ｚｎ）、ニオブ（Ｎｂ）、タンタル（Ｔａ）、イットリウム（Ｙ）、ランタン（Ｌａ）、セシウム（Ｃｅ）等の遷移金属元素あるいは希土類元素等、塩素（Ｃｌ）、硫黄（Ｓ）、リン（Ｐ）等が挙げられる。これらの不純物が、後述する薄膜コンデンサの製造方法における焼成工程において、下地電極２から誘電体膜へ拡散すると、得られる誘電体層４、６の組成にずれを生じさせたり、誘電体膜の結晶化および結晶粒成長を阻害して微細構造を変化させたりして、得られる誘電体層４、６の絶縁抵抗を低下させる傾向がある。なお、誘電体層４、６の組成のずれ又は微細構造の変化は、薄膜コンデンサ１００の静電容量の大容量化を阻害する可能性がある。
【００２３】
下地電極２の厚さは、５〜１００μｍであることが好ましく、２０〜７０μｍであることがより好ましく、３０μｍ程度であることが更に好ましい。下地電極２の厚さが薄過ぎる場合、薄膜コンデンサ１００の製造時に下地電極２をハンドリンクし難くなる傾向があり、下地電極２の厚さが厚過ぎる場合、リーク電流を抑制する効果が小さくなる傾向がある。なお、下地電極２の面積は、例えば、１×０．５ｍｍ２程度である。また、上述の下地電極２は金属箔からなることが好ましく、基板と電極とを兼用している。このように、本実施形態に係る下地電極２は基板としても兼用する構成であることが好ましいが、Ｓｉやアルミナなどからなる基板と、金属膜からなる電極とからなる基板／電極膜構造を下地電極２として用いても良い。
【００２４】
誘電体層４、６は、ＢａＴｉＯ３（チタン酸バリウム）、（Ｂａ１−ＸＳｒＸ）ＴｉＯ３（チタン酸バリウムストロンチウム）、（Ｂａ１−ＸＣａＸ）ＴｉＯ３、ＰｂＴｉＯ３、Ｐｂ（ＺｒＸＴｉ１−Ｘ）Ｏ３等のペロブスカイト構造を持った（強）誘電体材料や、Ｐｂ（Ｍｇ１／３Ｎｂ２／３）Ｏ３等に代表される複合ペロブスカイトリラクサー型強誘電体材料や、Ｂｉ４Ｔｉ３Ｏ１２、ＳｒＢｉ２Ｔａ２Ｏ９等に代表されるビスマス層状化合物、（Ｓｒ１−ＸＢａＸ）Ｎｂ２Ｏ６、ＰｂＮｂ２Ｏ６等に代表されるタングステンブロンズ型強誘電体材料等から構成される。ここで、ペロブスカイト構造、ペロブスカイトリラクサー型強誘電体材料、ビスマス層状化合物、タングステンブロンズ型強誘電体材料において、ＡサイトとＢサイト比は、通常整数比であるが、特性向上のため、意図的に整数比からずらしても良い。なお、誘電体層４、６の特性制御のため、誘電体層４、６に適宜、副成分として添加物質が含有されていてもよい。
【００２５】
誘電体層４，６の各厚さは、例えば、１０〜１０００ｎｍである。また、誘電体層４，６の各面積は、例えば、０．９×０．５ｍｍ２程度である。
【００２６】
上述の誘電体層４，６に挟まれて設けられる内部電極８は導電性材料から形成される。具体的には、主成分としてニッケル（Ｎｉ）や白金（Ｐｔ）を含有する材料が内部電極８として好適に用いられ、Ｎｉが特に好適に用いられる。内部電極８に主成分としてＮｉを含有する材料を用いる場合、その含有量は、内部電極８全体に対して、５０ｍｏｌ％以上であることが好ましい。また、内部電極８の主成分がＮｉである場合、白金（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）、イリジウム（Ｉｒ）、ロジウム（Ｒｈ）、ルテニウム（Ｒｕ）、オスミウム（Ｏｓ）、レニウム（Ｒｅ）、タングステン（Ｗ）、クロム（Ｃｒ）、タンタル（Ｔａ）及び銀（Ａｇ）からなる群より選ばれる少なくとも一種（以下、「添加元素」と記す。）を更に含有する。内部電極８が添加元素を含有することによって、内部電極８の途切れが防止される。なお、内部電極８は複数種の添加元素を含有してもよい。
【００２７】
内部電極８の厚さは、例えば、１０〜１０００ｎｍ程度である。また、内部電極８の面積は、例えば、０．９×０．４ｍｍ２程度である。
【００２８】
上部電極１０はＮｉを主成分として含有する合金からなることが好ましい。なお、上部電極１０には微量の不純物が含まれていても良い。上部電極１０に含まれ得る不純物としては、例えば、鉄（Ｆｅ）、チタン（Ｔｉ）、銅（Ｃｕ）、アルミニウム（Ａｌ）、マグネシウム（Ｍｇ）、マンガン（Ｍｎ）、ケイ素（Ｓｉ）またはクロム（Ｃｒ）、バナジウム（Ｖ）、亜鉛（Ｚｎ）、ニオブ（Ｎｂ）、タンタル（Ｔａ）、イットリウム（Ｙ）、ランタン（Ｌａ）、セシウム（Ｃｅ）等の遷移金属元素あるいは希土類元素等、塩素（Ｃｌ）、硫黄（Ｓ）、リン（Ｐ）等が挙げられる。なお、上部電極１０として、Ｎｉを主成分として含有する合金のほかに、Ｓｉ半導体やディスプレイパネル等の配線で用いられるＡｌ、Ｃｕ、Ｗ、Ｃｒ、Ｔａ、Ｎｂ等のほか、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｉｒ、Ｒｈ、Ｒｕ、Ｏｓ、Ｒｅ、Ｔｉ、Ｍｎ及びＡｇ等も用いることもできる。
【００２９】
なお、誘電体層４は、図１に示す薄膜コンデンサ１００の断面において途切れているが、積層方向に垂直な面内において連続している。同様に、誘電体層６、内部電極８及び上部電極１０も、それぞれ積層方向に垂直な面内において連続している。
【００３０】
端子電極１２ａ、１２ｂは、例えばＣｕ等の導電性材料から構成される。
【００３１】
また、カバー層１４は、誘電体層４、６と同じ材料からなることが好ましい。すなわち、ＢａＴｉＯ３（チタン酸バリウム）、（Ｂａ１−ＸＳｒＸ）ＴｉＯ３（チタン酸バリウムストロンチウム）、（Ｂａ１−ＸＣａＸ）ＴｉＯ３、ＰｂＴｉＯ３、Ｐｂ（ＺｒＸＴｉ１−Ｘ）Ｏ３等のペロブスカイト構造を持った（強）誘電体材料や、Ｐｂ（Ｍｇ１／３Ｎｂ２／３）Ｏ３等に代表される複合ペロブスカイトリラクサー型強誘電体材料や、Ｂｉ４Ｔｉ３Ｏ１２、ＳｒＢｉ２Ｔａ２Ｏ９等に代表されるビスマス層状化合物、（Ｓｒ１−ＸＢａＸ）Ｎｂ２Ｏ６、ＰｂＮｂ２Ｏ６等に代表されるタングステンブロンズ型強誘電体材料等が好適に用いられる。誘電体層４，６と同じ材料によりカバー層１４を形成することにより、カバー層１４に接する他の層（特に誘電体層４，６等）との間で応力が発生することを抑制することができることから、静電容量の増加やリーク電流の抑制という効果が奏される。なお、カバー層１４の材料は上記に限定されず、例えば、ＳｉＯ２、アルミナ、ＳｉＮ（シリコンナイトライド）等の絶縁材料を用いることもできる。
【００３２】
また、端子電極１２ａ、１２ｂとカバー層１４との間に設けられる絶縁性保護層１８は、例えばポリイミド等により構成される。絶縁性保護層１８でカバー層を覆うことにより、カバー層と端子電極１２ａ，１２ｂとの間のリーク電流が抑制される。なお、リーク電流の点から端子電極１２ａ，１２とカバー層１４との間に絶縁性保護層１８を設けることが好ましいが、絶縁性保護層１８を設けなくてもよい。
【００３３】
＜薄膜コンデンサ１００の製造方法＞
次に、本実施形態の薄膜コンデンサ１００の製造方法について、図２，３を参照しながら説明する。図２は、図１に示す薄膜コンデンサ１００に係る製造方法を説明するフローチャートである。また、図３（ａ）〜（ｃ）は、図１に示す薄膜コンデンサ１００に係る製造方法を示す概略断面図である。図２に示すように、薄膜コンデンサ１００は、積層体を形成する工程（Ｓ１１）と、パターニング工程（Ｓ１２）と、カバー膜の積層工程（Ｓ１３）と、焼成工程（Ｓ１４）と、端子電極の形成・接続工程（Ｓ１５）と、を含んで構成される。
【００３４】
最初に、積層体を形成する工程（Ｓ１１）及びパターニング工程（Ｓ１２）について説明する。これらの工程は、積層体を形成した（Ｓ１１）後にパターニングを行って（Ｓ１２）もよいし、積層体に含まれる各層を積層する際にマスクを用いてパターン形成を行うことにより、積層体の形成（Ｓ１１）とパターニング（Ｓ１２）とを同時に行う態様とすることもできる。また、マスクを用いず、積層体に含まれる各層の形成後にエッチングでパターニング形成しても良い。以下では、積層体の形成（Ｓ１１）とパターニング（Ｓ１２）とを同時に行う場合について説明する。
【００３５】
まず、金属箔からなる下地電極２を準備する。この金属箔は必要に応じてその表面が所定の算術平均粗さＲａとなるように研磨される。この研磨はＣＭＰ（Chemical  Mechanical  Polishing）、電解研磨、バフ研磨等の方法により行うことができる。次に、この下地電極２の上に誘電体膜４ａを形成する。この誘電体膜４ａの組成は、完成後の薄膜コンデンサ１００が備える誘電体層４と同様とすればよい。また、誘電体膜４ａの形成方法としては、溶液法、スパッタリング法等のＰＶＤ（PhysicalVapor  Deposition）法又はＣＶＤ（Chemical  Vapor  Deposition）法等の成膜技術を用いることができるが、スパッタリング法がより好ましい方法である。ここで、マスクを用いながらパターン形成をすることにより、例えば、図３（ａ）に示すように、パターン形成された誘電体膜４ａが形成される。
【００３６】
次に、誘電体膜４ａの表面に内部電極層８ａを形成する。内部電極層８ａの組成は、完成後の薄膜コンデンサ１００が備える第１の内部電極８と同様とすればよい。ここでもマスクを用いながらパターン形成をすることにより、図３（ａ）に示すパターンの内部電極層８ａが形成される。また、内部電極層８ａの形成方法としては、ＤＣスパッタリング等が挙げられる。
【００３７】
さらに、内部電極層８ａの表面に誘電体膜６ａを形成する。ここでもマスクを用いながらパターン形成をすることにより、図３（ａ）に示すパターンの内部電極層８ａが形成される。誘電体膜６ａの組成は、完成後の薄膜コンデンサ１００が備える誘電体層６と同様とすればよい。また、誘電体膜６ａの形成方法は、誘電体膜４ａと同様である。
【００３８】
さらに、誘電体膜６ａの表面に、Ｎｉ合金からなる上部電極層１０ａを形成する。ここでもマスクを用いながらパターン形成をすることにより、図３（ａ）に示すパターンの上部電極層１０ａが形成される。これにより、下地電極２、誘電体膜４ａ、内部電極層８ａ、誘電体膜６ａ及び上部電極層１０ａを順次積層してなる積層体１００ａを得る。なお、上部電極層１０ａの形成方法としては、ＤＣスパッタリング等が挙げられる。
【００３９】
次に、この積層体１００ａの下地電極２、誘電体膜４ｂ、内部電極層８ａ、誘電体膜６ｂ及び上部電極層１０ａの表面を覆うようにカバー膜１４ａを形成する（Ｓ１３、カバー膜の積層工程）。ここで形成されるカバー膜１４ａは、誘電体膜４ａ，６ａと同じ組成を有する材料であることが好ましい。カバー膜１４ａを形成することにより、図３（ｂ）に示す積層体（積層部品）１００ｂが得られる。
【００４０】
その後、この誘電体膜４ａ，６ａ及びカバー膜１４ａを備える積層体１００ｂを焼成する（Ｓ１４、焼成工程）。焼成時の温度は、誘電体膜４ａ，６ａが焼結（結晶化）する温度とすることが好ましく、具体的には５００〜１０００℃であることが好ましい。また、焼成時間は５分〜２時間程度とすればよい。また、焼成時の雰囲気は、特に限定されず、酸化性雰囲気、還元性雰囲気、中性雰囲気の何れでも良いが、少なくとも、下地電極２が酸化しない程度の酸素分圧下で焼成することが好ましい。これにより、誘電体層４、誘電体層６、及びカバー層１４が形成される。上記のように、上部電極１０と接する誘電体層６となる誘電体膜６ａの上部に上部電極層１０ａ及びカバー膜１４ａがこの順で積層された後にこの誘電体膜６ａの焼成を行うことにより、上部電極１０と誘電体層６との界面及び上部電極１０とカバー層１４との界面における酸化膜の形成が抑制される。また、誘電体膜６ａの焼成及びカバー膜１４ａの焼成を一度に行うことにより、焼成回数を低減することができるとともに、誘電体膜６ａ、上部電極層１０ａ、及びカバー膜１４ａが同時に高温で熱処理されることにより、これらの表面が安定な状態となり、特性が向上する。
【００４１】
次に、焼成後の積層体に対して、端子電極の形成・接続を行う（Ｓ１５、端子電極の形成・接続工程）。具体的には、図３（ｃ）の積層体１００ｃに示すように、カバー層１４の少なくとも一部を除去する。そして、この積層体１００ｃに対して一対の端子電極１２ａ、１２ｂを形成する。一方の端子電極１２ａは、下地電極２及び上部電極１０とビアを介して電気的に接続させ、他方の端子電極１２ｂは、内部電極８とビアを介して電気的に接続させる。さらに、端子電極１２ａ，１２ｂが配置された積層体に対してアニール処理を施す。アニール処理は、減圧雰囲気下、温度が２００〜４００℃である雰囲気下で行えばよい。ここで、減圧雰囲気とは、１気圧（＝１０１３２５Ｐａ）より低い圧力を有する雰囲気を意味する。アニール処理を行うことにより、電気特性を安定化することができる。
【００４２】
なお、カバー層１４の少なくとも一部を除去しビアを形成した後、端子電極１２ａ，１２ｂを形成する前にポリイミド等の絶縁性保護層１８によりカバー層１４をさらに覆う。絶縁性保護層１８でカバー層を覆うことにより、カバー層と端子電極１２ａ，１２ｂとの間のリーク電流が抑制される。これにより、図１に示す本実施形態に係る薄膜コンデンサ１００が得られる。
【００４３】
上記の薄膜コンデンサ１００の製造方法によれば、上部電極層１０ａを含む積層体１００ａが形成（Ｓ１１）され、さらにカバー膜１４ａが積層（Ｓ１３）された後に、焼成が行われる（Ｓ１４）。したがって、上記の製造方法では、上部電極１０や内部電極８が酸化されることがなく焼成が行われる。この場合、上部電極１０及び内部電極８の積層方向における表面に酸化された領域が発生しないため、薄膜コンデンサ１００の静電容量が増加される。このため、焼成により形成される酸化膜を除去する酸化膜除去工程が省略され、より簡単に特性の高い薄膜コンデンサ１００を作製することができる。
【００４４】
また、上記実施形態のように、カバー層１４と誘電体層４，６とが同じ組成の材料からなる場合には、互いに異なる組成の材料からなる場合に発生する応力が低減されるため、応力に由来する薄膜コンデンサ１００の各層間での剥離やリーク電流の増加等を減少させることができ、より高い特性の薄膜コンデンサ１００を作製することができる。
【００４５】
（第２実施形態）
＜薄膜コンデンサ２００＞
続いて、本発明の第２実施形態に係る薄膜コンデンサ２００について説明する。図４は、本実施形態に係る薄膜コンデンサ２００の概略断面図である。本実施形態に係る薄膜コンデンサ２００が第１実施形態に係る薄膜コンデンサ１００に対して相違する点は以下のとおりである。すなわち、薄膜コンデンサ１００では、カバー層１４が端子電極１２ａ，１２ｂのビアの周囲を囲むように構成され、カバー層１４は、上部電極１０に限らず、誘電体層４，６及び内部電極８とも接している。一方、本実施形態に係る薄膜コンデンサ２００では、カバー層１４は上部電極１０の上面のみに配置される。さらに、端子電極１２ａと下地電極２とを電気的に接続するビアの周囲と、端子電極１２ｂと内部電極８とを電気接続するビアの周囲と、カバー層１４の表面には、絶縁性保護層１６が設けられている。
【００４６】
絶縁性保護層１６は、例えばポリイミドが好適に用いられる。ただし、この絶縁性保護層１６は上部電極を含んで構成される積層体を焼成した後に設けられる。したがって、絶縁性保護層１６に用いられる材料は、絶縁材料であれば特に限定されない。
【００４７】
＜薄膜コンデンサ２００の製造方法＞
次に、本実施形態に係る薄膜コンデンサ２００の製造方法について図５，６を参照しながら説明する。なお、以下の説明では、薄膜コンデンサ１００の製造方法との相違点を中心に説明する。図５は、図４に示す薄膜コンデンサ２００に係る製造方法を説明するフローチャートである。また、図６（ａ）、（ｂ）は、図５に示す薄膜コンデンサ２００に係る製造方法を示す概略断面図である。図５に示すように、薄膜コンデンサ２００は、カバー膜を含む積層体を形成する工程（Ｓ２１）と、焼成工程（Ｓ２２）と、パターニング工程（Ｓ２３）と、端子電極の形成・接続工程（Ｓ２４）と、を含んで構成される。
【００４８】
まず、カバー膜を含む積層体を形成する工程（Ｓ２１）では、薄膜コンデンサ１００の製造方法と同様に、図６（ａ）に示すように、下地電極２、誘電体膜４ａ、内部電極層８ａ、誘電体膜６ａ及び上部電極層１０ａを順次積層した後、さらに、上部電極層１０ａの表面全面を覆うカバー膜１４ａを積層する。これにより、カバー膜１４ａを含む積層体（積層部品）２００ａが形成される。なお、この積層体２００ａを構成する各層を下地電極２の上面に順次積層する際には、マスク等を用いたパターニングは行われず、ベタ塗りで積層される。
【００４９】
次に、誘電体膜４ｂ，６ｂ及びカバー膜１４ａを備える積層体２００ａを焼成する（Ｓ２２、焼成工程）。このとき、積層体２００ａは、上部電極層１０ａの上面にカバー膜１４ａが設けられた状態で焼成されるため、上部電極層１０ａの上面の酸化は抑制される。
【００５０】
次に、焼成後の積層体２００ａをウェットエッチングによりパターニングする（Ｓ２３、パターニング工程）。ここでいうパターニング工程とは、カバー膜１４ａ、上部電極層１０ａ、誘電体膜６ａ、内部電極層８ａ及び誘電体膜４ａを順次ウェットエッチングでパターニングすることによって、上部電極１０、誘電体層６、内部電極８及び誘電体層４をそれぞれ形成する工程のことである。
【００５１】
具体的には、まず、カバー膜１４ａの表面にフォトレジストを塗布した後、フォトリソグラフィーによって、完成後の薄膜コンデンサ２００が備えるカバー層１４に対応したパターンを有するマスクを形成し、カバー膜１４ａをエッチング液でエッチングすることにより、カバー層１４を形成する。カバー膜１４を形成した後、表面を被覆するマスクを剥離する。なお、カバー膜１４ａを形成するためのフォトレジストとしては、例えば、東京応化社製OFPR-800を用いればよい。また、カバー膜１４ａを形成するためのエッチング液としては、例えば塩酸＋フッ化アンモニウム水溶液を用いることができる。
【００５２】
次に、カバー層１４及び上部電極層１０ａの表面にフォトレジストを塗布した後、フォトリソグラフィーによって、完成後の薄膜コンデンサ２００が備える上部電極１０に対応したパターンを有するマスクを形成し、上部電極層１０ａをエッチング液でエッチングして、上部電極１０を形成する。上部電極１０を形成した後、カバー層１４及び上部電極１０の表面を被覆するマスクを剥離する。なお、上部電極１０を形成するためのフォトレジストとしては、例えば、東京応化社製OFPR-800を用いればよい。また、上部電極１０を形成するためのエッチング液としては、上部電極層１０ａを侵食し、且つ上部電極層１０ａに隣接する誘電体膜６ａ及びマスクを侵食しないものを用いればよく、例えば、上部電極層１０ａが主成分としてＮｉを含有する層である場合には、塩化鉄（ＦｅＣｌ３）水溶液を用いることができる。
【００５３】
次に、カバー層１４、上部電極１０及び誘電体膜６ａの表面にフォトレジストを塗布した後、フォトリソグラフィーによって、完成後の薄膜コンデンサ２００が備える誘電体層６に対応したパターンを有するマスクを形成し、誘電体膜６ａをエッチング液でエッチングすることにより、誘電体層６を形成する。誘電体層６を形成した後、カバー層１４、上部電極１４及び誘電体層６の表面を被覆するマスクを剥離する。なお、誘電体層６を形成するためのフォトレジストとしては、例えば、東京応化社製OFPR-800を用いればよい。また、誘電体層６を形成するためのエッチング液としては、例えば塩酸＋フッ化アンモニウム水溶液を用いることができる。
【００５４】
次に、カバー層１４、上部電極１０、誘電体層６及び内部電極層８ａの表面にフォトレジストを塗布した後、フォトリソグラフィーによって、完成後の薄膜コンデンサ２００が備える内部電極８に対応したパターンを有するマスクを形成し、内部電極層８ａをエッチング液でエッチングして、内部電極８を形成する。内部電極８を形成した後、カバー層１４、上部電極１０、誘電体層６及び内部電極８の表面を被覆するマスクを剥離する。
【００５５】
さらに、上記の処理を誘電体膜４ａに対しても繰り返すことにより、完成後の薄膜コンデンサ１００が備える誘電体層４が形成され、図６（ｂ）に示す積層体２００ｂが得られる。
【００５６】
そして、この積層体２００ｂのうち、パターニングにより誘電体層４、内部電極８、誘電体層６、上部電極１０、及びカバー層１４が取り除かれた領域と、カバー層１４の表面を覆うように絶縁性保護層１６を形成すると共に、この上部電極１０の上面に一対の端子電極１２ａ、１２ｂを形成する（Ｓ２４、端子電極の形成・接続工程）。一方の端子電極１２ａは、下地電極２及び上部電極１０とビアを介して電気的に接続させ、他方の端子電極１２ｂは、内部電極８とビアを介して電気的に接続させる。さらに、端子電極１２ａ，１２ｂが配置された積層体に対してアニール処理を施す。これにより、図４に示す本実施形態に係る薄膜コンデンサ２００が得られる。
【００５７】
上記の薄膜コンデンサ２００の製造方法においても、積層体２００ａの上部電極層１０ａの上面を覆うカバー膜１４ａを積層（Ｓ２１）した後に、焼成が行われる（Ｓ２２）。したがって、上記の製造方法では、上部電極１０や内部電極８が酸化されることがなく焼成が行われ、焼成により形成される酸化膜を除去する酸化膜除去工程が省略され、より簡単に薄膜コンデンサ２００を作製することができる。
【００５８】
また、上記実施形態の薄膜コンデンサ２００では、カバー層１４と誘電体層４，６とが同じ組成を有する材料からなることにより、従来カバー層と誘電体層との間の材料の違いにより発生した応力を抑制することができるため、リーク電流の発生や膜間の剥離等応力の発生に由来すると考えられる事象を減少させることができ、より高い特性を有する薄膜コンデンサを作製することができる。
【００５９】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明に係る薄膜コンデンサ及び薄膜コンデンサの製造方法は上記実施形態に限られず、種々の変更を行うことができる。例えば、上記実施形態では、下地電極２の上部に積層された複数の誘電体層４，６及びカバー層１４は一度にまとめて焼成される態様について説明しているが、焼成を何度も行う（各誘電体層毎に行う）態様であってもよい。
【００６０】
なお、誘電体膜を積層する度に焼成を行う場合であっても、最上部の誘電体膜（すなわち誘電体膜６ａ）を焼成する前に誘導体膜６ａの上部に上部電極層１０ａ及びカバー膜１４ａを積層させて、最上部の誘電体膜が未焼成の積層部品を形成した後に焼成を行うことが好ましい。これにより、焼成による上部電極層１０ａの酸化が効果的に抑制される。この場合であっても、焼成回数を低減することができるとともに、誘電体膜６ａ、上部電極層１０ａ、及びカバー膜１４ａが同時に高温で熱処理されることにより、これらの表面が安定な状態となり、特性が向上するという本発明の効果が奏される。
【００６１】
また、上述のように最上部の誘電体層となる誘電体膜（すなわち誘電体膜６ａ）を焼成する前に誘導体層６ａの上部に上部電極１０ａ及びカバー膜１４ａを積層させ積層体を形成した後に焼成を行うことが好ましいが、最上部の誘電体膜がすでに焼成されたものであって、その上に上部電極となる上部電極層及びカバー層となるカバー膜をこの順に積層した積層部品を焼成する態様としてもよい。このように、焼成された誘導体膜６ａの上部に上部電極層１０ａ及びカバー膜１４ａを積層させて積層部品を形成した後に焼成を行った場合であっても、カバー膜１４ａにより上部電極層１０ａが覆われていることから、焼成による上部電極層１０ａの酸化も抑制される。
【００６２】
また、カバー膜で覆われた上部電極層を焼成する焼成処理によって上部電極の結晶化が進み、電気的により安定な電極となるとともに、上部電極（上部電極層）と誘電体層（誘電体膜）の界面が高温の熱で処理されるため、界面の接合特性が向上し、リーク特性に優れる薄膜コンデンサが実現できる。電極と誘電体層の接合特性は、電極の仕事関数と誘電体層のバンド構造に応じて変化するが、上記実施形態で示した熱処理を行うことにより、界面構造が最適化され、効果的に薄膜コンデンサのリーク電流を減らすことができると考えられる。
【００６３】
また、上記実施形態では、下地電極２の上部に複数の誘電体層４，６が積層され、この誘電体層４，６の間に内部電極８が設けられた構成について説明しているが、下地電極２の上部に積層される誘電体層が一層である（すなわち、内部電極を設けない）薄膜コンデンサであってもよい。この場合でも、下地電極２の上部に設けられた一層の誘電体膜を焼成する前に誘電体膜の上部に上部電極層及びカバー膜を積層させた後に焼成を行うことにより、焼成による上部電極層の酸化が抑制されるという上記実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００６４】
また、第１実施形態の薄膜コンデンサ１００では、誘電体層４，６と端子電極１２ａ，１２ｂのビアとの間にカバー層１４が設けられる構成を備える。しかしながら、例えば、図７の薄膜コンデンサ３００に示すように、誘電体層４の端面が端子電極１２ａから延びるビアに直接接し、また、誘電体層６の端面が端子電極１２ｂから延びるビアに直接接する構成とすることもできる。この構成は、カバー層１４と誘電体層４，６とが同じ組成の材料からなる場合に好適であり、このような構成とすることにより、パターニングに係る処理を減らすことができる。
【００６５】
また、上記実施形態では、内部電極８が１層のみである場合について説明したが、誘電体層４，６の数に応じて内部電極８の数は適宜増加させることができる。この場合、内部電極８の数に応じて端子電極１２ａ，１２ｂから延びるビアの配置は適宜変更される。
【実施例】
【００６６】
以下、実施例及び比較例に基づき本発明をさらに具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に何ら限定されるものではない。
【００６７】
（実施例１の薄膜コンデンサの作製）
実施例１として、図１に示す薄膜コンデンサ１００を以下の方法により作製した。まず、５０μｍ厚のＮｉ箔の表面を鏡面状に研磨して下地電極２とした。次に、ＢａＴｉＯ３をターゲットとしたスパッタリングによって、研磨されたＮｉ箔の表面に誘電体膜４ａとなるＢａＴｉＯ３膜を成膜した。この際、マスクを用い、図３（ａ）に示すようにパターン形成した。スパッタリングでは、Ｎｉ箔の温度を２５０℃に保持した。ＢａＴｉＯ３膜の厚さは３００ｎｍとした。
【００６８】
次に、主成分としてＮｉをターゲットとしたスパッタリングによって、Ｎｉ層をＢａＴｉＯ３膜の表面に内部電極層８ａとしてパターン形成した。内部電極層８ａの厚さは２００ｎｍとした。さらに、同様に繰り返し、下地電極２、誘電体膜４ａ、内部電極層８ａ、誘電体膜６ａおよび上部電極１０ａの５層からなる積層体１００ａを形成した。
【００６９】
次に、ＢａＴｉＯ３をターゲットとしたスパッタリングによって、積層体１００ａの表面にＢａＴｉＯ３膜をカバー膜１４ａとして成膜して、図３（ｂ）に示す積層体（積層部品）１００ｂを得た。
【００７０】
次に、真空雰囲気中で積層体１００ｂを８００℃で焼成し、ＢａＴｉＯ３膜からなる誘電体膜４ａ，６ａ及びカバー膜１４ａを結晶化させた。積層体の焼成後、積層体が備えるＢａＴｉＯ３からなる誘電体膜４ａ，６ａ及びカバー層１４を、ウェットエッチングすることによって、カバー層１４の上面に、上部電極１０、内部電極８及び下地電極２にそれぞれ通じる開口をそれぞれ形成し図３（ｃ）に示す積層体１００ｃを作製した。ＢａＴｉＯ３膜からなる誘電体膜４ａ，６ａ及びカバー層１４のウェットエッチングでは、フォトレジストとして東京応化社製OFPR-800を用い、エッチング液として塩酸＋フッ化アンモニウム水溶液を用いた。その後、下地電極２、誘電体層４、内部電極８、誘電体層６、上部電極１０及びカバー層１４の表面を覆うようにポリイミドからなる絶縁性保護層１８を設けた後、スパッタリングによって、Ｃｕからなる一対の端子電極１２ａ，１２ｂを形成して、１００５サイズの薄膜コンデンサを得た。なお、一方の端子電極１２ａは、カバー層１４に形成された開口を通じて、下地電極２及び上部電極１０と電気的に接続させ、他方の端子電極１２ｂは、カバー層１４に形成された穴を通じて、内部電極８と電気的に接続させた。次に、安定化するため、真空雰囲気中で積層体１００ｃを３１０℃でアニール処理し、実施例１に係る薄膜コンデンサ１００を得た。
【００７１】
（実施例２の薄膜コンデンサの作製）
カバー膜１４ａの材料をＢａＴｉＯ３からＳｉＯ２に変更した以外は実施例１と同様の製造方法により、実施例２に係る薄膜コンデンサ１００を得た。なお、ＳｉＯ２膜からなるカバー層１４のウェットエッチングでは、フォトレジストとして東京応化社製OFPR-800を用い、エッチング液として塩酸＋フッ化アンモニウム水溶液を用いた。
【００７２】
（比較例１の薄膜コンデンサの作製）
比較例１として、図１に示す薄膜コンデンサ１００のうち、カバー層１４の領域も絶縁性保護層１８により覆われる薄膜コンデンサを以下の方法により作製した。まず、５０μｍ厚のＮｉ箔の表面を鏡面状に研磨して下地電極２とした。次に、ＢａＴｉＯ３をターゲットとしたスパッタリングによって、研磨されたＮｉ箔の表面に誘電体膜４ａとなるＢａＴｉＯ３膜を成膜した。この際、マスクを用い、図３（ａ）に示すようにパターン形成した。スパッタリングでは、Ｎｉ箔の温度を２５０℃に保持した。ＢａＴｉＯ３膜の厚さは３００ｎｍとした。
【００７３】
次に、主成分としてＮｉをターゲットとしたスパッタリングによって、Ｎｉ層をＢａＴｉＯ３膜の表面に内部電極層８ａとしてパターン形成した。内部電極層８ａの厚さは２００ｎｍとした。さらに、同様に繰り返し、下地電極２、誘電体膜４ａ、内部電極層８ａ、誘電体膜６ａ及び上部電極１０ａの５層からなる積層体１００ａを形成した。
【００７４】
次に、真空雰囲気中で積層体１００ａを８００℃で焼成し、ＢａＴｉＯ３膜からなる誘電体膜４ａ，６ａを結晶化させた。なお、積層体１００ａの焼成後、上部電極１０の表面を顕微鏡で観察したところ、部分的に酸化が激しく進行して黒く変色していることが確認された。積層体１００ａの焼成後、下地電極２、誘電体層４、内部電極８、誘電体層６及び上部電極１０の表面を覆うようにポリイミドからなる絶縁性保護層１８を形成した後にこの絶縁性保護層１８に開口を設け、スパッタリングによって、Ｃｕからなる一対の端子電極１２ａ，１２ｂを形成して、１００５サイズの薄膜コンデンサを得た。なお、一方の端子電極１２ａは、カバー層１４に形成された開口を通じて、下地電極２及び上部電極１０と電気的に接続させ、他方の端子電極１２ｂは、カバー層１４に形成された穴を通じて、内部電極８と電気的に接続させた。次に、安定化するため、真空雰囲気中で積層体１００ｃを３１０℃でアニール処理し、比較例１に係る薄膜コンデンサ１００を得た。
【００７５】
（評価１）
上記の実施例１，２及び比較例１に係る薄膜コンデンサについて、静電容量とリーク電流とを測定した。なお、リーク電流を測定する際に各薄膜コンデンサに印加する電圧を４Ｖとした。評価結果を表１に示す。表１に示すように、実施例１及び実施例２に係る薄膜コンデンサは、比較例１に係る薄膜コンデンサと比較して、静電容量が増大することが確認された。さらに、実施例１に係るコンデンサは、比較例１に係る薄膜コンデンサと比較して、リーク電流が５桁程度改善されることが確認され、また、実施例２に係る薄膜コンデンサは、比較例１に係る薄膜コンデンサと比較して、リーク電流が４桁程度改善されることが確認された。すなわち、上部電極層の表面をカバー膜が覆った状態で焼成を行った場合に、上部電極層が酸化することによる静電容量の低下やリーク電流の発生は特に見られなかったばかりか、リーク電流の大幅な改善が確認された。
【００７６】
さらに、誘電体層とカバー層とが同じ材料（ＢａＴｉＯ３）である実施例１に係る薄膜コンデンサは、カバー層がＳｉＯ２である実施例２に係る薄膜コンデンサと比較して、静電容量が増加することが確認された。特に、リーク電流については、カバー層の材料を変更することによりリーク電流が１．５桁向上することが確認され、実施例中最も低いリーク電流となることが確認された。さらに、実施例１及び実施例２に係る薄膜コンデンサによれば、下記の表１に示す初期特性に限られず、薄膜コンデンサに対して長時間電圧を印加した後のリーク電流の変化率、所謂信頼性についても向上することが確認された。
【００７７】
【表１】
2010258406.tif 000003
【００７８】
（実施例３の薄膜コンデンサの作製）
次に、図４に示す薄膜コンデンサ２００を以下の方法により作製した。まず、５０μｍ厚のＮｉ箔の表面を鏡面状に研磨し、下地電極２とした。次に、ＢａＴｉＯ３をターゲットとしたスパッタリングによって、研磨されたＮｉ箔（下地電極２）の表面に誘電体膜４ａであるＢａＴｉＯ３膜を成膜した。なお、スパッタリングでは、Ｎｉ箔の温度を２５０℃に保持した。ＢａＴｉＯ３膜の厚さは２００ｎｍとした。
【００７９】
次に、主成分としてＮｉを含有し、更に添加元素としてＰｄを１５ｍｏｌ％含有するＮｉ系金属をターゲットとしたスパッタリングによって、Ｎｉ系金属からなる層（内部電極層８ａ）をＢａＴｉＯ３膜の表面に形成した。内部電極層８ａの厚さは２００ｎｍとした。
【００８０】
さらに、同様に繰り返し、下地電極２、誘電体膜４ａ、内部電極層８ａ、誘電体膜６ａおよび上部電極層１０ａの５層からなる積層体を形成した。さらに、ＢａＴｉＯ３をターゲットとしたスパッタリングによって、ＢａＴｉＯ３膜をカバー膜１４ａとして成膜して、６層からなる積層体（積層部品）２００ａを得た。
【００８１】
次に、真空雰囲気中で積層体２００ａを８００℃で焼成し、３つのＢａＴｉＯ３膜を焼結させた後、ウェットエッチングすることによって、上部電極１０、誘電体層６、内部電極８及び誘電体層４を順次加工し、図６（ｂ）に示す積層体２００ｂを得た。なお、誘電体膜４ａ，６ａ及びカバー膜１４ａのウェットエッチングでは、フォトレジストとして東京応化社製OFPR-800を用い、エッチング液として塩酸＋フッ化アンモニウム水溶液を用いた。内部電極層８ａのウェットエッチングでは、フォトレジストとして東京応化社製OFPR-800を用い、エッチング液として塩化鉄（ＦｅＣｌ３）水溶液を用いた。
【００８２】
次に、積層体２００ｂの下地電極２、誘電体層４、内部電極８、誘電体層６、上部電極１０およびカバー層１４の表面を覆うように、ポリイミドからなる絶縁性保護層１６を形成した。次に、保護層１６の上面に、内部電極８及び下地電極２にそれぞれ通じる開口をそれぞれ形成し、カバー層１４に上面に上位電極１０に通じる開口を形成した後（図６（ｂ）参照）、スパッタリングによって、Ｃｕからなる一対の端子電極１２ａ，１２ｂを形成して、図４に示すように１００５サイズの薄膜コンデンサを複数得た。
【００８３】
なお、一方の端子電極１２ａは、カバー層１４に形成された開口を通じて上部電極１０と電気的に接続させ、また、絶縁性保護層１６に形成された開口を通じて下地電極２と電気的に接続させ、他方の端子電極１２ｂは、絶縁性保護層１６に形成された開口を通じて、内部電極８と電気的に接続させた。最後に、真空雰囲気中でこの積層体を３１０℃でアニール処理し、実施例３に係る薄膜コンデンサ３００を得た。
【００８４】
（比較例２の薄膜コンデンサの作製）
図８に示す方法により、比較例２に係る薄膜コンデンサ４００を作製した。すなわち、実施例３に係る薄膜コンデンサの製造方法と同様に、５０μｍ厚のＮｉ箔の表面を鏡面状に研磨し、下地電極２とした。その後、この上面に各層を積層することにより、下地電極２、誘電体膜（ＢａＴｉＯ３膜）４ａ、内部電極層８ａ及び誘電体膜（ＢａＴｉＯ３膜）６ａの４層が順次積層された積層体４００ａを作製した（図８（ａ））。
【００８５】
次に、真空雰囲気中で積層体４００ａを８００℃で焼成した。積層体４００ａの焼成後、Ｎｉ箔の反対側に位置する表面に、Ｃｕからなる上部電極層１０ａを形成して、下地電極２、誘電体膜４ａ、内部電極層８ａ、誘電体膜６ａ及び上部電極層１０ａの５層からなる積層体を形成した。なお、上部電極層１０ａは、Ｃｕをターゲットとするスパッタリングにより形成される。その後、この積層体に対してウェットエッチングすることによって、上部電極１０、誘電体層６、内部電極８及び誘電体層４を順次加工することにより、図８（ｂ）に示す積層体４００ｂを得た。なお、上部電極層１０ａのＣｕのウェットエッチングでは、フォトレジストとして東京応化社製OFPR-800を用い、エッチング液として過硫酸アンモニウム水溶液を用いた。誘電体膜４ａ，６ａのウェットエッチングでは、フォトレジストとして東京応化社製OFPR-800を用い、エッチング液として塩酸＋フッ化アンモニウム水溶液を用いた。内部電極層８ａのウェットエッチングでは、フォトレジストとして東京応化社製OFPR-800を用い、エッチング液として塩化鉄（ＦｅＣｌ３）水溶液を用いた。
【００８６】
次に、積層体４００ｂが備える下地電極２、誘電体層４、内部電極８、誘電体層６及び上部電極１０の表面を覆うようにポリイミドからなる絶縁性保護層１６を形成した後にこの保護層１６に開口を設け、スパッタリングによって、Ｃｕからなる一対の端子電極１２ａ，１２ｂを形成した。なお、一方の端子電極１２ａ，１２ｂは、絶縁性保護層１６に形成された開口を通じて、下地電極２及び上部電極１０と電気的に接続させ、他方の端子電極１２ｂは、絶縁性保護層１６に形成された開口を通じて、内部電極８と電気的に接続させた。最後に、真空雰囲気中で積層体を３１０℃でアニール処理し、図８（ｃ）に示すように比較例２に係る薄膜コンデンサ４００を得た。
【００８７】
（評価２）
上記の実施例３及び比較例２に係る薄膜コンデンサについて、静電容量とリーク電流とを測定した。なお、リーク電流を測定する際に各薄膜コンデンサに印加する電圧を４Ｖとした。評価結果を表２に示す。表２に示すように、実施例３に係る薄膜コンデンサは、比較例２に係る薄膜コンデンサと比較して、静電容量が同等又は若干増大することが確認された。さらに、実施例３に係る薄膜コンデンサは、比較例２に係る薄膜コンデンサと比較して、リーク電流が１桁程度改善されることが確認された。すなわち、上部電極層の表面をカバー膜が覆った状態で焼成を行った場合に、上部電極層が酸化することによる静電容量の低下やリーク電流の発生は特に見られなかったばかりか、リーク電流の大幅な改善が確認された。そして、下記の表２に示す初期特性に限られず、薄膜コンデンサに対して長時間電圧を印加した後のリーク電流の変化率、所謂信頼性についても実施例３に係る薄膜コンデンサにおいて比較例２に係るコンデンサと比較して向上することが確認された。これは、実施例３に係る薄膜コンデンサでは、誘電体膜の結晶化のために、誘電体膜と電極とが同時に高温で熱処理されることにより、これらの界面が安定な状態になるためであると考えられる。
【００８８】
【表２】
2010258406.tif 000004
【００８９】
（実施例４の薄膜コンデンサの作製）
次に、図９（ｂ）に示す薄膜コンデンサ５００を以下の方法により作製した。まず、５０μｍ厚のＮｉ箔の表面を鏡面状に研磨し、下地電極２とした。次に、ＢａＴｉＯ３をターゲットとしたスパッタリングによって、研磨されたＮｉ箔（下地電極２）の表面に誘電体膜４ａであるＢａＴｉＯ３膜を成膜した。なお、スパッタリングでは、Ｎｉ箔の温度を２５０℃に保持した。ＢａＴｉＯ３膜の厚さは２００ｎｍとした。
【００９０】
次に、この下地電極２と誘電体膜４ａとを８００℃で焼成し、ＢａＴｉＯ３からなる誘電体膜４ａを焼結させた。
【００９１】
次に、主成分としてＮｉを含有し、更に添加元素としてＰｄを１５ｍｏｌ％含有するＮｉ系金属をターゲットとしたスパッタリングによって、Ｎｉ系金属からなる層（上部電極層１０ａ）をＢａＴｉＯ３膜の表面に形成した。この上部電極層１０ａの厚さは２００ｎｍとした。さらに、ＢａＴｉＯ３をターゲットとしたスパッタリングによって、ＢａＴｉＯ３膜をカバー膜１４ａとして成膜して、図９（a）に示すように４層からなる積層体（積層部品）５００ａを得た。
【００９２】
次に、真空雰囲気中で積層体５００ａを８００℃で焼成し、ＢａＴｉＯ３膜を焼結させた後、ウェットエッチングすることによって、上部電極１０、誘電体層４を順次加工し、図９（ｂ）の薄膜コンデンサ５００と同様の積層体を得た。なお、誘電体膜４ａ及びカバー膜１４ａのウェットエッチングでは、フォトレジストとして東京応化社製OFPR-800を用い、エッチング液として塩酸＋フッ化アンモニウム水溶液を用いた。上部電極層１０ａのウェットエッチングでは、フォトレジストとして東京応化社製OFPR-800を用い、エッチング液として塩化鉄（ＦｅＣｌ３）水溶液を用いた。
【００９３】
この積層体は、下地電極２と上部電極１０（上部電極層１０ａ）との間がコンデンサとして機能する。最後に、真空雰囲気中でこの積層体を３１０℃でアニール処理し、図９（ｂ）に示すように実施例４に係る薄膜コンデンサ５００を得た。
【００９４】
（比較例３の薄膜コンデンサの作製）
次に、図１０（ｂ）に示す比較例３に係る薄膜コンデンサ６００を以下の方法により作製した。すなわち、実施例４に係る薄膜コンデンサ５００と同様に、５０μｍ厚のＮｉ箔の表面を鏡面状に研磨し、下地電極２とした。次に、ＢａＴｉＯ３をターゲットとしたスパッタリングによって、研磨されたＮｉ箔（下地電極２）の表面に誘電体膜４ａであるＢａＴｉＯ３膜を成膜した。なお、スパッタリングでは、Ｎｉ箔の温度を２５０℃に保持した。ＢａＴｉＯ３膜の厚さは２００ｎｍとした。その後、この膜構造を８００℃で焼成し、ＢａＴｉＯ３膜を焼結させた。
【００９５】
次に、主成分としてＮｉを含有し、更に添加元素としてＰｄを１５ｍｏｌ％含有するＮｉ系金属をターゲットとしたスパッタリングによって、Ｎｉ系金属からなる層（上部電極層１０ａ）をＢａＴｉＯ３膜の表面に形成した。上部電極層１０ａの厚さは２００ｎｍとした。
【００９６】
その後、この積層体に対してウェットエッチングすることによって、上部電極層１０ａ、誘電体膜４ａを順次加工することにより、図１０（ｂ）に示す薄膜コンデンサ６００と同様に、下地電極２、誘電体膜４ａ及び上部電極層１０ａがこの順に積層された積層体を得た。なお、上部電極層１０ａのウェットエッチングでは、フォトレジストとして東京応化社製OFPR-800を用い、エッチング液として塩化鉄（ＦｅＣｌ３）水溶液を用いた。また、誘電体膜４ａのウェットエッチングでは、フォトレジストとして東京応化社製OFPR-800を用い、エッチング液として塩酸＋フッ化アンモニウム水溶液を用いた。
【００９７】
上記のウェットエッチング後の積層体は、下地電極２、上部電極１０（上部電極層１０ａ）によりコンデンサとなる。最後に、真空雰囲気中でこの積層体を３１０℃でアニール処理し、図１０（ｂ）に示すように比較例３に係る薄膜コンデンサ６００を得た。
【００９８】
（評価３）
上記の実施例４及び比較例３に係る薄膜コンデンサについて、静電容量とリーク電流とを測定した。具体的には、実施例４の薄膜コンデンサ５００の下地電極２、上部電極１０及び比較例３の薄膜コンデンサ６００の下地電極２、上部電極１０にそれぞれ測定用のプローブを接触させることにより電気的特性を評価した。なお、リーク電流を測定する際に各薄膜コンデンサに印加する電圧を４Ｖとした。
【００９９】
評価結果を表３に示す。表３に示すように、実施例４に係る薄膜コンデンサは、比較例３に係る薄膜コンデンサと比較して、静電容量が同等又は増大することが確認された。さらに、実施例４に係る薄膜コンデンサは、比較例３に係る薄膜コンデンサと比較して、リーク電流が２桁程度改善されることが確認された。すなわち、上部電極層の表面をカバー膜が覆った状態で焼成を行った場合に、上部電極層が酸化することによる静電容量の低下やリーク電流の発生は特に見られなかったばかりか、リーク電流の大幅な改善が確認された。そして、下記の表３に示す初期特性に限られず、薄膜コンデンサに対して長時間電圧を印加した後のリーク電流の変化率、所謂信頼性についても実施例４に係る薄膜コンデンサにおいて比較例３に係るコンデンサと比較して向上することが確認された。これは、実施例４に係る薄膜コンデンサでは、高温の処理により、上部電極の結晶化が進み、電気的により安定な電極となるとともに、上部電極と誘電体層の界面が高温の熱で処理されるため、界面の接合特性が向上したためであると考えられる。
【０１００】
【表３】
2010258406.tif 000005
【符号の説明】
【０１０１】
１００，２００，３００，４００，５００，６００…薄膜コンデンサ、２…下地電極、４，６…誘電体層、８…内部電極、１０…上部電極、１２ａ，１２ｂ…端子電極、１４…カバー層、１６，１８…絶縁性保護層。
【図１】
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【図２】
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【図３】
2010258406.tif 000008
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
2010258406.tif 000013
【図９】
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【図１０】
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