(57)【要約】【課題】工程の簡便性及び低コスト性を損なうことなく、電極間でのショート不良の発生を抑制することができる薄膜電子部品の製造方法を提供すること。【解決手段】本発明の製造方法は、化学溶液成膜法により形成された誘電体薄膜４１を電極３１，５１間に備える薄膜電子部品１１の製造方法に関する。この製造方法では、第１塗膜形成工程と第２塗膜形成工程とを行って誘電体薄膜４１を形成する。第１塗膜形成工程では、第１の薄膜形成用溶液の塗付及び熱処理によって第１塗膜４６を形成する。第２塗膜形成工程では、第１の薄膜形成用溶液よりも高い粘度に調製された第２の薄膜形成用溶液の塗付及び熱処理によって第２塗膜４７を形成する。【選択図】  図１
2006120740.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
化学溶液成膜法により形成された誘電体薄膜を電極間に備える薄膜電子部品の製造方法において、
前記誘電体薄膜の形成は、
第１の薄膜形成用溶液の塗付及び熱処理によって第１塗膜を形成する第１塗膜形成工程と、
前記第１の薄膜形成用溶液よりも高い粘度に調製された第２の薄膜形成用溶液の塗付及び熱処理によって第２塗膜を形成する第２塗膜形成工程と
を含むことを特徴とする薄膜電子部品の製造方法。
【請求項２】
前記第１の薄膜形成用溶液の粘度は３ｍＰａ・ｓ未満に調製され、前記第２の薄膜形成用溶液の粘度は３ｍＰａ・ｓ以上に調製されることを特徴とする請求項１に記載の薄膜電子部品の製造方法。
【請求項３】
前記第１塗膜形成工程及び前記第２塗膜形成工程を交互に行って前記誘電体薄膜を形成することを特徴とする請求項１または２に記載の薄膜電子部品の製造方法。
【請求項４】
前記誘電体薄膜は、チタン酸バリウム、チタン酸ストロンチウム、並びに、チタン酸バリウム及びチタン酸ストロンチウムの固溶体のうちから選択される少なくとも１種の結晶で構成されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の薄膜電子部品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、化学溶液成膜法により形成された誘電体薄膜を電極間に備える薄膜電子部品の製造方法に係り、特には誘電体薄膜の形成の仕方に特徴を有する薄膜電子部品の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、下部電極及び上部電極間に誘電体薄膜を備えた薄膜電子部品の一種として、下部電極及び上部電極間に電荷が蓄積可能な薄膜コンデンサなどがよく知られている。この種の部品における誘電体薄膜の形成法としては、一般に真空蒸着法やスパッタリング法などの物理的方法と、ゾル−ゲル法（金属有機化合物堆積法）などの化学的方法とがある。なかでもゾル−ゲル法は、原子レベルでの組織制御が容易である、薄膜形成時に特別な真空装置を必要とせず低コストである、等の利点を有しており、それゆえ広く利用されている。以下、ゾル−ゲル法により薄膜コンデンサを製造する方法の一例を説明する。
【０００３】
まず支持体となる基板を用意し、その基板上に真空蒸着やスパッタリング等により金属を付着させることによって下部電極を形成する。その後、下部電極の表面上に、誘電体薄膜形成材料の出発物質である金属アルコキシド溶液を従来周知の手法により塗布し、乾燥を行う。これにより加水分解及び重合反応を起こさせて、溶液を有機金属酸化物のゾルの状態を通してゲルの状態に変化させる。なお、金属アルコキシド溶液の塗布及び乾燥は、通常複数回繰り返される。そして、さらにこの乾燥ゲルを加熱して焼成することにより、コンデンサにおける誘電体として使用可能な結晶性無機材料（金属酸化物）に変化させる。次に、誘電体薄膜の表面上に真空蒸着やスパッタリング等により金属を付着させることによって上部電極を形成し、薄膜コンデンサとする。
【０００４】
ところが、このような化学的方法により誘電体薄膜の形成を行った場合、誘電体薄膜にピンホール等の欠陥が発生しやすく、これに起因して上部電極及び下部電極間にショート不良が起こりやすくなるという問題が従来からあった。そこで、この問題を解決するために、例えば、ピンホール等をめっきで埋めてから酸化絶縁化する技術が従来提案されている（例えば特許文献１参照）。
【特許文献１】特許第２６９３５６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１に記載の技術の場合、電気めっき工程及び酸化工程が余分に必要になるため工数が増え、工程の簡便性が損なわれてしまう。また、かかる工数増によって低コスト性も損なわれてしまう。
【０００６】
本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、工程の簡便性及び低コスト性を損なうことなく、電極間でのショート不良の発生を抑制することができる薄膜電子部品の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決すべく本願発明者が鋭意研究を行ったところ、以下のような知見を得た。即ち、誘電体薄膜を構成する塗膜を焼成後にそれぞれ観察してみると、塗膜内に微小空隙部が発生することがあり、この微小空隙部が繋がって大きくなるとピンホールになりやすいことを知見した。また、微小空隙部の繋がる方向は、薄膜形成用溶液の粘度条件によって相違することも、併せて知見した。そこで、本願発明者はこれらの知見に基づいてさらに鋭意研究を行い、遂には下記のような課題解決手段を想到するに到ったのである。
【０００８】
即ち上記課題を解決するための手段としては、化学溶液成膜法により形成された誘電体薄膜を電極間に備える薄膜電子部品の製造方法において、前記誘電体薄膜の形成は、第１の薄膜形成用溶液の塗付及び熱処理によって第１塗膜を形成する第１塗膜形成工程と、前記第１の薄膜形成用溶液よりも高い粘度に調製された第２の薄膜形成用溶液の塗付及び熱処理によって第２塗膜を形成する第２塗膜形成工程とを含むことを特徴とする薄膜電子部品の製造方法がある。なお、本発明において「薄膜」とは厚さが１．０μｍ以下の膜のことをいうものとする。
【０００９】
上記製造方法により形成される誘電体薄膜は、粘度の異なる薄膜形成用溶液を用いて形成された２種の塗膜（第１塗膜及び第２塗膜）を積層してなるため、たとえ各々の塗膜に微小空隙部が発生したとしても、各々の塗膜における微小空隙部の繋がり方向が異なる。よって、微小空隙部が誘電体薄膜の膜厚に相当する大きさに至りにくく、ピンホール等の発生に至る確率が低くなる。このため、電極間でのショート不良の発生が抑制される。なお、上記製造方法では、誘電体薄膜の形成に際して電気めっき工程や酸化工程等を何ら必要としないので、工数が増えることもなく、工程の簡便性及び低コスト性が維持される。
【００１０】
ここで、相対的に高い粘度の第２の誘電体薄膜形成用溶液を用いて形成される第２塗膜は、仮に内部に微小空隙部が発生したとするとその微小空隙部が誘電体薄膜の膜厚方向に繋がりやすい性質を有すると考えられる。一方、相対的に低い粘度の第１の誘電体薄膜形成用溶液を用いて形成される第１塗膜は、仮に内部に微小空隙部が発生したとするとその微小空隙部が誘電体薄膜の膜厚方向と直交する方向に繋がりやすい性質を有すると考えられる。
【００１１】
薄膜電子部品とは、複数の薄膜を積層して構成された電子部品のことを指し、例えば、薄膜セラミックコンデンサに代表される薄膜コンデンサなどが挙げられる。かかる薄膜コンデンサの好適な使用例としては、集積回路デバイスにおける薄膜デカップリングコンデンサまたは薄膜バイパスコンデンサ等がある。
【００１２】
特に必須構成というわけではないが、上記薄膜電子部品は、電極及び誘電体薄膜のほかに、それらを支持する基体をさらに備えていてもよい。基体があると全体の剛性が増して部品の取扱性が向上するからである。基体の形状は特に限定されないが、例えば板状であることがよい。基体の材料も特に限定されず、用途に応じて、金属材料、セラミック材料、樹脂材料、ガラス材料等のなかから適宜選択することが可能である。好適な金属材料としては、例えばシリコン（Ｓｉ）等の半導体材料を挙げることができる。好適なセラミック材料としては、アルミナ、窒化アルミニウム、窒化珪素、ムライト、二酸化珪素等を挙げることができる。また、ホウケイ酸系ガラスあるいはホウケイ酸鉛系ガラスにアルミナ等の無機セラミックフィラーを添加したガラスセラミックを、セラミック材料として選択してもよい。これらの金属材料やセラミック材料は、耐熱性及び低熱膨張性といった好ましい性質を有している。よって、基体上にて電極及び誘電体薄膜の形成を行うような場合でも、誘電体薄膜形成時の熱処理温度に耐えることができる。もっとも、電極及び誘電体薄膜の形成を行った後の状態で、それらを基体上に支持させてもよく、この場合には材料の制約はより小さくなる。
【００１３】
ここで、基体上に電極等を形成する場合、基体と誘電体層との間に形成される電極を、便宜上「下部電極」と呼ぶことにする。基体自体が電極の機能を兼ねる場合も、下部電極の概念に含まれるものとする。また、誘電体薄膜上に形成される電極を、便宜上「上部電極」と呼ぶことにする。
【００１４】
上記薄膜電子部品を構成する電極は、例えば、Ｃｕ（銅）、Ａｇ（銀）、Ａｕ（金）、Ｐｔ（白金）、Ｎｉ（ニッケル）、Ｉｒ（イリジウム）、Ｒｕ（ルテニウム）、Ｔｉ（チタン）、Ｃｒ（クロム）、Ｗ（タングステン）から選択される１種または２種以上の金属材料によって形成される。このような電極は、例えば、スパッタリングや真空蒸着などの気相成膜法によって効率よく形成することが可能である。上記薄膜電子部品における電極の積層数は、少なくとも２層であり、必要に応じて３層以上にすることも可能である。
【００１５】
電極として例えば金属薄膜を用いる場合、その厚さを１０ｎｍ以上５００ｎｍ以下にすることが望ましい。電極をなす金属薄膜の厚さが１０ｎｍ未満になると、薄膜のシート抵抗が増大するため、形成されるコンデンサに対して直列的に付加される直流抵抗成分が大きくなる。これは、デカップリングコンデンサやバイパスコンデンサ等に適用した場合にインピーダンス低減効果を損ねる原因となる。また、金属薄膜の厚さが５００ｎｍ以上になると形成に時間がかかり、コストアップの要因ともなる。金属薄膜の厚さは５０ｎｍ以上３００ｎｍ以下であることがより望ましい。
【００１６】
上記薄膜電子部品を構成する誘電体薄膜は、化学溶液成膜法（Chemical Solution Deposition：ＣＳＤ）により形成された金属酸化物からなり、電極間に配置されることで当該電極間に電荷を蓄積する役割を果たす。化学溶液成膜法とは、基本的に、誘電体薄膜を構成する金属酸化物の原料となる材料の溶液を塗付して熱処理を行うことにより、誘電体薄膜を形成する手法のことをいう。化学溶液成膜法は、誘電体薄膜を気相成膜法よりも簡便に形成できるという利点を有する。例えば、その代表例であるゾル−ゲル法（金属有機化合物堆積法）は、金属有機化合物溶液のゾル状組成物を基体上に塗付した後、焼成して誘電体薄膜（例えば酸化物薄膜）とする手法である。ゾル−ゲル法（金属有機化合物堆積法）の利点は、金属有機化合物溶液の粘度の調製が容易なことである。このような性質があることは、上記手段にかかる製造方法を実施するうえで好ましい。
【００１７】
前記誘電体薄膜として使用可能なものを挙げると、例えば、酸化アルミニウム、酸化タンタル、チタン酸鉛（ＰＴＯ）、酸化ジルコニウム・チタン酸鉛（ＰＺＴ）、チタン酸バリウム（ＢＴＯ）、チタン酸ストロンチウム（ＳＴＯ）、チタン酸バリウム及びチタン酸ストロンチウムの固溶体（ＢＳＴ）などがある。ところで、特に静電容量の高い薄膜コンデンサを得たい場合、あるいは同容量の薄膜コンデンサをより小型化したい場合には、誘電率のより大きい誘電体を使用することが有利である。この目的の達成のためには、誘電体薄膜を高誘電率セラミック（比誘電率が５０以上のセラミックと定義する：例えば強誘電性セラミック）にて構成することが望ましい。高誘電率セラミックからなる誘電体薄膜としては、ペロブスカイト型結晶構造を有した複合酸化物が挙げられる。そこで、前記誘電体薄膜は、チタン酸バリウム（ＢＴＯ）、チタン酸ストロンチウム（ＳＴＯ）、並びに、チタン酸バリウム及びチタン酸ストロンチウムの固溶体（ＢＳＴ）のうちから選択される少なくとも１種の結晶で構成されていることが好ましい。ここに列挙したものは特に高誘電率であり、成膜も比較的容易だからである。なお、高誘電率セラミックからなる誘電体薄膜は、結晶性が損なわれると誘電率の大幅な低下を招くので、結晶質薄膜として構成することが望ましい。ゾル−ゲル法などの化学溶液成膜法を採用する場合には、焼成処理にて薄膜の結晶化を進行させることができる。ここで焼成処理とは、酸化雰囲気下または大気中において５００℃以上１０００℃以下程度の温度に加熱する処理をいう。焼成処理を行う前に、上記温度よりも低い温度で仮焼成処理を行ってもよい。また、焼成処理や仮焼成処理を行う前に、仮焼成温度よりも低い温度で加熱して乾燥させる処理を行ってもよい。仮焼成処理や乾燥処理は、焼成処理と別個の工程として行うようにしてもよいほか、焼成処理の前段階で行う（つまり１回の熱履歴で乾燥、仮焼、焼成を連続的に行う）ようにしてもよい。本発明の製造方法における「熱処理」としては、最低限焼成処理を含んでいればよく、仮焼成処理や乾燥処理については必須ではない。
【００１８】
上記薄膜電子部品の製造方法において前記誘電体薄膜は、第１の薄膜形成用溶液の塗付及び熱処理によって第１塗膜を形成する第１塗膜形成工程と、前記第１の薄膜形成用溶液よりも高い粘度に調製された第２の薄膜形成用溶液の塗付及び熱処理によって第２塗膜を形成する第２塗膜形成工程とを行うことにより、形成される。
【００１９】
第２塗膜形成工程で使用する第２の薄膜形成用溶液は、第１塗膜形成工程で使用する第１の薄膜形成用溶液に比べて高粘度となっている。具体的にいうと、第１の薄膜形成用溶液の粘度は３ｍＰａ・ｓ未満に調製され、第２の薄膜形成用溶液の粘度は３ｍＰａ・ｓ以上に調製されることが好ましい。その理由は、詳細なメカニズムは明らかではないが、３ｍＰａ・ｓという粘度を境にして微小空隙部の繋がり方向が変わるからである。この場合、第１の誘電体薄膜形成用溶液の粘度は０．５ｍＰａ・ｓ以上３ｍＰａ・ｓ未満に調製されることが、より好ましい。０．５ｍＰａ・ｓ未満の粘度にするためには固形分を相当少なくする必要があり、この場合には薄膜形成用溶液としての基本機能を損うおそれがあるからである。また、第２の誘電体薄膜形成用溶液の粘度は３ｍＰａ・ｓ以上６ｍＰａ・ｓ未満に調製されることが、より好ましい。６ｍＰａ・ｓを超えると、クラックが生じやすくなるおそれがあり、金属有機化合物堆積法に適さなくなるからである。
【００２０】
ちなみに、第１の薄膜形成用溶液の粘度や第２の薄膜形成用溶液の粘度は、例えば、溶液中における金属アルコキシドの濃度や重合度を増減することにより、ある程度調製することが可能である。ここで「粘度」とはＢ型の回転粘度計（東機産業株式会社製  VISCOMETER RB80 MODEL L）によって、室温、ずり速度８０／ｓで測定した値をいうものとする。
【００２１】
第１塗膜形成工程及び第２塗膜形成工程は、それぞれ少なくとも１回ずつ行われる。第１塗膜形成工程及び第２塗膜形成工程を行う順序は特に限定されないが、一番最後に第１塗膜形成工程を行うことが好ましい。また、第２塗膜形成工程については複数回行うことがより好ましく、この場合にはピンホール等の発生率がより低くなるからである。例えば、第２塗膜形成工程→第２塗膜形成工程→第２塗膜形成工程→第１塗膜形成工程という順序で塗膜形成を行う場合がこれに該当する。勿論、第１塗膜形成工程についても複数回行うことが望ましい。第２塗膜形成工程を複数回行う場合には、第１塗膜形成工程を少なくとも一回、その間に行うことが好ましい。その理由は、ピンホール等の発生率がいっそう低くなるからである。例えば、第２塗膜形成工程→第２塗膜形成工程→第１塗膜形成工程→第２塗膜形成工程という順序で塗膜形成を行う場合がこれに該当する。さらにこの場合には、第１塗膜形成工程及び第２塗膜形成工程を交互に（即ち一回ごとに）行うことが望ましい。その理由は、ピンホール等の発生率がよりいっそう低くなるからである。例えば、第２塗膜形成工程→第１塗膜形成工程→第２塗膜形成工程→第１塗膜形成工程→第２塗膜形成工程→第１塗膜形成工程という順序で塗膜形成を行う場合がこれに該当する。
【００２２】
第１の薄膜形成用溶液の塗付及び第２の薄膜形成用溶液の塗付は、いずれもスピンコート法、カーテンコート法、ディップコート法などといった従来周知の塗布法により行うことができる。塗布後に乾燥処理を行うと、加水分解及び重合反応を起こさせて、溶液を有機金属酸化物のゾルの状態を通してゲルの状態に変化させることができる。
【００２３】
誘電体薄膜の厚さは、例えば５０ｎｍ以上１０００ｎｍ（１μｍ）以下、より望ましくは３００ｎｍ以上６００ｎｍ以下である。この厚さが１０００ｎｍを超えると、大容量化や小型化を実現しにくくなるばかりでなく、膜厚確保のために塗膜の形成を多数回行う必要があり生産性低下につながるからである。この厚さが５０ｎｍ未満であると、誘電体薄膜が隔てている電極間の分離状態が悪化しやすくなり、リーク電流の発生につながるおそれがある。また、第１塗膜の厚さ及び第２塗膜の厚さは、例えばそれぞれ１０ｎｍ以上２００ｎｍ以下であることがよい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明を具体化した実施形態の薄膜セラミックコンデンサ及びその製造方法について図１〜図５に基づき説明する。図１は、本実施形態の薄膜セラミックコンデンサ１１の概略断面図である。図２は、薄膜形成用溶液の固形分濃度と粘度との関係を示すグラフである。図３は、評価試験用サンプルを示す概略平面図である。図４は、評価試験用サンプルに対する電気的試験の方法を説明するための概略断面図である。図５は、評価試験の結果を示す表である。
【００２５】
図１に示されるように、本実施形態の薄膜セラミックコンデンサ１１を構成するシリコン基板２１（基体）は、その表層にシリコン酸化膜２２を有している。シリコン酸化膜２２の表面上には下地層であるタンタル薄膜２３が形成され、その表面上には金属薄膜（本実施形態では白金薄膜）からなる下部電極３１が形成されている。下部電極３１の表面上にはゾル−ゲル法により形成された高誘電率セラミック製の誘電体薄膜４１（本実施形態ではＢＴＯ薄膜）が形成され、さらにその表面上には金属薄膜（本実施形態では白金薄膜）からなる上部電極５１が形成されている。そして、この薄膜セラミックコンデンサ１１における誘電体薄膜４１は、第１塗膜４６と第２塗膜４７とを積層してなる構造を有している。
【００２６】
次に、このような薄膜セラミックコンデンサ１１の製造方法について述べる。
【００２７】
（１）下部電極３１の形成
【００２８】
厚さ６５０μｍのシリコン基板２１を用意するとともに、そのシリコン基板２１を１０００℃で約３時間熱酸化して、その表層に厚さ１０ｎｍ〜５０ｎｍ程度のシリコン酸化膜２２を形成する。次いで、このシリコン酸化膜２２の上に、スパッタリングによって厚さ１０ｎｍ〜５０ｎｍ程度のタンタル薄膜２３を形成する。さらに、そのタンタル薄膜２３の上に、厚さ１００ｎｍ〜３００ｎｍ程度の白金薄膜を形成し、これを下部電極３１とする。この場合、具体的には、まずタンタルをターゲット材としてセットし、スパッタ装置の系内の酸素を追い出してから系内を不活性ガスで置換し、この状態で高周波電圧を加えて物理的に成膜を行うようにする。そして次に白金をターゲット材としてセットして同様に成膜を行うようにする。なお、タンタルのスパッタリング及び白金のスパッタリングは、同一のスパッタ装置において連続的に行われることが好ましく、これによればタンタル薄膜２３の酸化が防止される。なお、スパッタリングに代わる物理的成膜手段として、例えば真空蒸着などを行ってもよい。
【００２９】
（２）誘電体薄膜４１の形成
【００３０】
ここでは、第１塗膜４６と第２塗膜４７とを積層してなる誘電体薄膜４１を形成するための溶液として２種類の溶液（即ち第１の薄膜形成用溶液及び第２の薄膜形成用溶液）を用意する。まず、誘電体薄膜４１を形成する高誘電率酸化物の原料となるアルコキシド、例えばチタン酸バリウム（ＢＴＯ）を主たる誘電体材料として用いる場合にはチタンイソプロポキシドを、金属バリウムとともにアルコール系の有機溶媒に溶解させる。このとき、金属バリウムは、アルコール系の有機溶媒と反応して、バリウムアルコキシドの形で溶解する。なお、誘電率特性等の調整のため、チタン酸ストロンチウム（ＳＴＯ）やチタン酸鉛を配合したい場合には、溶液中にストロンチウムノルマルブトキシドや酢酸鉛などを溶解させるとよい。なお、溶媒となるアルコール系有機溶媒としては、キレート形成性を有するもの、例えばエタノールとアセチルアセトンとの混合溶媒や、２−エトキシエタノールなどを使用することが望ましい。
なお、誘電体薄膜４１を形成するための溶液の作製にあたっては、金属アルコキシド以外の他の金属有機化合物（金属アセチルアセトネートや金属カルボキシレート等）も原料として使用することが可能である。
【００３１】
具体的には、金属有機化合物の市販溶液をもとにしてその希釈量（即ち固形分である金属有機化合物の濃度）を変えることにより、粘度が３ｍＰａ・ｓ未満の第１の薄膜形成用溶液と、粘度が３ｍＰａ・ｓ以上の第２の薄膜形成用溶液とを作製する。そして、これらの薄膜形成用溶液をスピンコート法などの従来周知の手法により膜状に塗布した後、塗膜の乾燥及び仮焼成処理を行ってから、焼成処理を行うことで、塗膜を結晶化させる。このような塗布から焼成までの一連のプロセスを複数回行うことにより、第１塗膜４６及び第２塗膜４７を積層して、所望の誘電体薄膜４１とする。
【００３２】
ちなみに、図２のグラフは、金属有機化合物の市販溶液を用いた場合における固形分の濃度（ｗｔ％）と粘度（ｍＰａ・ｓ）との相関関係を示している。このグラフによると、濃度が２ｗｔ％〜８ｗｔ％程度の溶液は、粘度が３ｍＰａ・ｓ未満になるため、第１の薄膜形成用溶液としての使用に適する。逆に、濃度が１０ｗｔ％〜１２ｗｔ％程度の溶液は、粘度が３ｍＰａ・ｓ以上になるため、第２の薄膜形成用溶液としての使用に適する。
【００３３】
（３）上部電極５１の形成
【００３４】
次いで、誘電体薄膜４１の上に、スパッタリングによって厚さ１００ｎｍ〜３００ｎｍ程度の白金薄膜を形成し、これを上部電極５１とする。この場合、具体的には、まず白金をターゲット材としてセットし、スパッタ装置の系内の酸素を追い出してから系内を不活性ガスで置換し、この状態で高周波電圧を加えて物理的に成膜を行うようにする。この場合においても、スパッタリングに代わる物理的成膜手段として、例えば真空蒸着などを行うことが許容される。
【００３５】
（４）評価試験
【００３６】
次に、評価試験に用いるサンプルについて説明する。
【００３７】
この評価試験では、図３，図４に示されるような薄層セラミックコンデンサ１１の試験サンプルを作製した。即ち、ここでは２０ｍｍ角のシリコン基板２１が用いられている。下部電極３１は、シリコン基板２１の上面全体を覆うように形成されている。誘電体薄膜４１も基本的にはシリコン基板２１の上面全体をほぼ覆うように形成されている。ただし、誘電体薄膜４１における１つのコーナー部には、電気歩留まり試験用のプローブ７１の接触を可能とするべく薄膜未形成部分があえて設けられている。よって、この未形成部分においては下部電極３１が露出している。上部電極５１は、誘電体薄膜４１上面の１５ｍｍ角のエリア内において複数個（ここでは１６個）形成されている。個々の上部電極５１同士は等間隔（ここでは０．３ｍｍ）を隔てて絶縁されている。
【００３８】
次に実施例及び比較例のサンプルの作製方法について述べる。
【００３９】
・実施例１：上記シリコン基板２１上に３０ｎｍのシリコン酸化膜２２及び２０ｎｍのタンタル薄膜２３を形成し、さらにスパッタリングによって２００ｎｍの白金薄膜からなる下部電極３１を形成した。次に、濃度が１０ｗｔ％（粘度が約４．３ｍＰａ・ｓ）の溶液を第２の薄膜形成用溶液とし、濃度が６ｗｔ％（粘度が約２．０ｍＰａ・ｓ）の溶液を第１の薄膜形成用溶液として用いて、それぞれ塗布及び熱処理を行った。具体的には、１０ｗｔ％溶液の塗布及び大気中での熱処理（乾燥、仮焼成及び焼成）を連続して３回行った後、さらに６ｗｔ％溶液の塗布及び大気中での熱処理（乾燥、仮焼成及び焼成）を１回行って、誘電体薄膜４１を形成した。各々の熱処理においては、約２００℃で乾燥した後、約５００℃で仮焼成を行い、さらに約７００℃で３０分焼成を行った。この後、スパッタリングによって１５０ｎｍの白金薄膜からなる上部電極５１を形成し、実施例１のサンプルを完成させた（図５の表を参照）。
【００４０】
・実施例２：実施例１に準じて下部電極３１の形成までの工程を行った。次いで、１０ｗｔ％溶液の塗布及び大気中での熱処理（乾燥、仮焼成及び焼成）を連続して３回行った後、さらに６ｗｔ％溶液の塗布及び大気中での熱処理（乾燥、仮焼成及び焼成）を連続して２回行って、誘電体薄膜４１を形成した。各々の熱処理の条件設定は実施例１と同様とした。この後、スパッタリングによって１５０ｎｍの白金薄膜からなる上部電極５１を形成し、実施例２のサンプルを完成させた（図５の表を参照）。
【００４１】
・実施例３：実施例１に準じて下部電極３１の形成までの工程を行った。次いで、１０ｗｔ％溶液の塗布及び大気中での熱処理（乾燥、仮焼成及び焼成）、６ｗｔ％溶液の塗布及び大気中での熱処理（乾燥、仮焼成及び焼成）を、交互に３回ずつ行って、誘電体薄膜４１を形成した。各々の熱処理の条件設定は実施例１と同様とした。この後、スパッタリングによって１５０ｎｍの白金薄膜からなる上部電極５１を形成し、実施例３のサンプルを完成させた（図５の表を参照）。
【００４２】
・比較例１：実施例１に準じて下部電極３１の形成までの工程を行った。次いで、濃度が６ｗｔ％（粘度が約２．０ｍＰａ・ｓ）の溶液のみを薄膜形成用溶液として用い、塗布及び大気中での熱処理（乾燥、仮焼成及び焼成）を連続して５回行って、誘電体薄膜４１を形成した。各々の熱処理の条件設定は実施例１と同様とした。この後、スパッタリングによって１５０ｎｍの白金薄膜からなる上部電極５１を形成し、比較例１のサンプルを完成させた（図５の表を参照）。
【００４３】
・比較例２，３：実施例１に準じて下部電極３１の形成までの工程を行った。次いで、濃度が１０ｗｔ％（粘度が約４．３ｍＰａ・ｓ）の溶液のみを薄膜形成用溶液として用い、塗布及び大気中での熱処理（乾燥、仮焼成及び焼成）を連続して２回行って、誘電体薄膜４１を形成した。各々の熱処理の条件設定は実施例１と同様とした。この後、スパッタリングによって１５０ｎｍの白金薄膜からなる上部電極５１を形成し、比較例２のサンプルを完成させた。また、塗布及び熱処理の連続実施回数を３回としたものを比較例３のサンプルとした（図５の表を参照）。
【００４４】
・比較例４，５，６：実施例１に準じて下部電極３１の形成までの工程を行った。次いで、濃度が８ｗｔ％（粘度が約２．５ｍＰａ・ｓ）の溶液のみを薄膜形成用溶液として用い、塗布及び大気中での熱処理（乾燥、仮焼成及び焼成）を連続して３回行って、誘電体薄膜４１を形成した。各々の熱処理の条件設定は実施例１と同様とした。この後、スパッタリングによって１５０ｎｍの白金薄膜からなる上部電極５１を形成し、比較例４のサンプルを完成させた。また、塗布及び熱処理の連続実施回数を４回としたものを比較例５のサンプルとし、５回としたものを比較例６のサンプルとした（図５の表を参照）。
【００４５】
上記の各サンプルを対象とした評価試験では、汎用の導通検査装置を使用して、電気歩留まりの良否を判定した。具体的には、図４に示されるように、導通検査装置の一対のプローブ７１のうち一方を上部電極５１に接触させ、他方を下部電極３１に接触させた。そしてこの状態で高周波の交流電圧（１ｋＨｚ）を印加し、個々の上部電極５１ごとに抵抗値を測定して下部電極３１との間でショートが起きているか否かを調査した。なお、図５の表の［電気歩留まり］の欄には分数が記載されているが、分母は１枚における測定数（即ち上部電極５１の数）、分子は良品数を示している。また、いくつかのサンプルについては、この導通検査装置を用いて静電容量（Ｃ：μＦ／ｃｍ２）の測定も併せて行った。以上の結果を図５の表に示す。
【００４６】
その結果、実施例１〜３と比較例１〜６とを比較すると、明らかに実施例１〜３のほうがショート不良の発生率が低くなり、電気歩留まりが向上することがわかった。なかでも特に実施例３にて好結果が得られ、ショート不良の発生率をゼロに抑えることができた。つまり、高粘度溶液による塗膜形成と低粘度溶液による塗膜形成とを交互に複数回行うことは、ピンホール発生率の飛躍的な低減につながるため、ショート不良の防止対策として極めて有効であることがわかった。
【００４７】
また、実施例１〜３のサンプルを膜厚方向に沿って切断し、その切断面の顕微鏡観察（ＳＴＥＭ観察）を行ったところ、以下のことがわかった。即ち、これらのサンプルでは、塗膜内に微小空隙部が発生しているものも散見されたが、塗膜ごとの微小空隙部の繋がり方向は一定でなかった。具体的にいうと、高粘度溶液により形成された第２塗膜４７では、微小空隙部が誘電体薄膜４１の膜厚方向に繋がりやすい傾向にあった。一方、低粘度溶液により形成された第１塗膜４６では、微小空隙部が誘電体薄膜４１の膜厚方向に直交する方向に繋がりやすい傾向にあった。それゆえ、第１塗膜４６及び第２塗膜４７を積層した構造の誘電体薄膜４１においては、微小空隙部が誘電体薄膜４１の膜厚に相当する大きさに至りにくく、これがピンホール等の発生率を低くしているものと考えられた。
【００４８】
以上詳述したように、本実施形態の製造方法によれば、下部電極３１−上部電極５１間でのショート不良の発生を抑制することができ、電気歩留まりを向上することができる。また、この製造方法では、誘電体薄膜４１の形成に際して電気めっき工程や酸化工程等を何ら必要としないので、工数が増えることもなく、工程の簡便性及び低コスト性を維持することができる。
【００４９】
本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、発明の範囲を逸脱しない限度において、適宜変更して適用できることは言うまでもない。
【００５０】
・例えば、下部電極３１は金属薄膜に限定されず、例えば金属箔（ニッケル箔、銅箔等）や金属板（ニッケル板、銅板等）であってもよい。この場合には積層セラミックコンデンサ１１全体に剛性を確保しやすくなるため、シリコン基板２１を省略することが可能となる。なお、実質的には金属箔や金属板が基体として機能し、同時に下部電極３１としても機能すると把握することもできる。
【００５１】
・上記実施形態では、シリコン基板２１を基体としてその上に下部電極３１、誘電体薄膜４１、上部電極５１等を積層形成したが、これに限定されずシリコン基板２１以外のものを基体としてもよい。例えば、シリコン等からなる半導体集積回路チップを基体とし、そのいずれかの主面（例えば回路形成面）上に下部電極３１、誘電体薄膜４１、上部電極５１等を積層形成してもよい。また、半導体集積回路チップとチップ搭載基板との間にインターポーザ（中継基板）を介在させるような場合、そのインターポーザを基体として、その主面上に下部電極３１、誘電体薄膜４１、上部電極５１等を積層形成してもよい。
【００５２】
次に、前述した実施形態によって把握される技術的思想を以下に列挙する。
【００５３】
（１）化学溶液成膜法により形成された誘電体薄膜を電極間に備える薄膜電子部品の製造方法において、前記誘電体薄膜の形成は、粘度が０．５ｍＰａ・ｓ以上３ｍＰａ・ｓ未満に調製された第１の薄膜形成用溶液の塗付及び熱処理によって第１塗膜を形成する第１塗膜形成工程と、粘度が３ｍＰａ・ｓ以上６ｍＰａ・ｓ未満に調製された第２の薄膜形成用溶液の塗付及び熱処理によって第２塗膜を形成する第２塗膜形成工程とを含むことを特徴とする薄膜電子部品の製造方法。
【００５４】
（２）上記（１）において、前記誘電体薄膜を金属有機化合物堆積法により形成することを特徴とする薄膜電子部品の製造方法。
【００５５】
（３）上記（１）において、前記第２塗膜形成工程を複数回行うことを特徴とする薄膜電子部品の製造方法。
【００５６】
（４）上記（１）において、前記第２塗膜形成工程を複数回行うとともに、その間に前記第１塗膜形成工程を少なくとも１回行うことを特徴とする薄膜電子部品の製造方法。
【００５７】
（５）化学溶液成膜法により形成された誘電体薄膜を電極間に備える薄膜電子部品の製造方法において、微小空隙部が発生したとするならばその微小空隙部が膜厚方向に繋がりやすい性質を有する第１塗膜を第１の誘電体薄膜形成用溶液の塗付及び熱処理によって形成する第１塗膜形成工程と、微小空隙部が発生したとするならばその微小空隙部が膜厚方向と直交する方向に繋がりやすい性質を有する第２塗膜を第２の誘電体薄膜形成用溶液の塗付及び熱処理によって形成する第２塗膜形成工程とを行うことにより、前記第１塗膜及び前記第２塗膜を積層してなる誘電体薄膜を形成することを特徴とする薄膜電子部品の製造方法。
【００５８】
（６）金属薄膜からなる上部電極と、金属薄膜からなる下部電極と、その下部電極を支持する板状基材と、前記上部電極及び前記下部電極間に配置され、化学溶液成膜法により形成されたセラミック製の誘電体薄膜とを備える薄膜セラミックコンデンサの製造方法において、第１の薄膜形成用溶液の塗付及び焼成処理によって第１塗膜を形成する第１塗膜形成工程と、前記第１の薄膜形成用溶液よりも高い粘度に調製された第２の薄膜形成用溶液の塗付及び焼成処理によって第２塗膜を形成する第２塗膜形成工程とを、交互にかつ複数回ずつ行うことにより、前記第１塗膜及び前記第２塗膜を積層してなる誘電体薄膜を形成することを特徴とする薄膜セラミックコンデンサの製造方法。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明を具体化した一実施形態の積層セラミックコンデンサを示す概略断面図。
【図２】薄膜形成用溶液の固形分濃度と粘度との関係を示すグラフ。
【図３】評価試験用サンプルを示す概略平面図。
【図４】評価試験用サンプルに対する電気的試験の方法を説明するための概略断面図。
【図５】評価試験の結果を示す表。
【符号の説明】
【００６０】
１１…薄膜電子部品としての薄膜セラミックコンデンサ
３１…電極としての下部電極
４１…誘電体薄膜
４６…第１塗膜
４７…第２塗膜
５１…電極としての上部電極
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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