(57)【要約】【課題】薄膜コンデンサの製造時の特性評価を容易に行うことを可能とする。【解決手段】薄膜コンデンサシート１は、下部電極シート１１と、下部電極シート１１上に積層された誘電体層１２と、誘電体層１２上に積層された上部電極層１３と、上部電極層１３を貫通し、上部電極層１３を複数の上部電極部１３Ａに分割するスリット１４と、下部電極シート１１の上面が露出されている露出部１５と、を有する。【選択図】図１
2018200917.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
下部電極シートと、
前記下部電極シート上に積層された誘電体層と、
前記誘電体層上に積層された上部電極層と、
前記上部電極層を貫通し、前記上部電極層を複数の上部電極部に分割するスリットと、
前記下部電極シートの上面が露出されている露出部と、
を有する、薄膜コンデンサシート。
【請求項２】
前記露出部は、前記下部電極シートの周縁に沿って設けられる、請求項１に記載の薄膜コンデンサシート。
【請求項３】
前記上部電極層は、前記スリットにより、前記複数の上部電極部と、前記複数の上部電極部の外周に設けられる外周部と、に分割され、
前記露出部は、前記外周部よりも内側に設けられる、請求項１に記載の薄膜コンデンサシート。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、薄膜コンデンサシートに関する。
【背景技術】
【０００２】
薄膜コンデンサの製造時にその特性を評価するために、電子部品に予め測定用電極を設ける方法が検討されている（例えば、特許文献１，２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−００３１６７号公報
【特許文献２】特開２０１６−１６７６１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、実装時に用いられる電極とは異なる測定用電極を設けるための工程が別途必要となり、薄膜コンデンサを製造するための工程数及びコストが増大する可能性がある。
【０００５】
本発明は上記を鑑みてなされたものであり、薄膜コンデンサの製造時の特性評価を容易に行うことが可能な薄膜コンデンサシート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】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明に係る薄膜コンデンサシートは、下部電極シートと、前記下部電極シート上に積層された誘電体層と、前記誘電体層上に積層された上部電極層と、前記上部電極層を貫通し、前記上部電極層を複数の上部電極部に分割するスリットと、前記下部電極シートの上面が露出されている露出部と、を有する。
【０００７】
上記の薄膜コンデンサシートでは、下部電極シートの上面が露出された露出部を設けることで、露出部を利用して、スリットにより分割された複数の上部電極部毎に形成される容量部の特性評価を行うことが可能となる。したがって、薄膜コンデンサの製造時の特性評価を容易に行うことが可能となる。
【０００８】
ここで、前記露出部は、前記下部電極シートの周縁に沿って設けられる態様とすることができる。
【０００９】
上記のように、下部電極シートの周縁に沿って露出部を設ける構成とした場合、下部電極シートにおいて誘電体層及び上部電極層を形成する領域を制御することにより露出部を設けることができる。したがって、より簡便に露出部を形成することができる。
【００１０】
また、前記上部電極層は、前記スリットにより、前記複数の上部電極部と、前記複数の上部電極部の外周に設けられる外周部と、に分割され、前記露出部は、前記外周部よりも内側に設けられる態様とすることができる。
【００１１】
上記の構成とすることで、下部電極シート上の誘電体層及び上部電極層が形成される面を広く確保することができるため、容量部の製造個数を増やすことができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、薄膜コンデンサの製造時の特性評価を容易に行うことが可能な薄膜コンデンサシートが提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一形態に係る薄膜コンデンサシートの平面図である。
【図２】薄膜コンデンサシートの断面図である。
【図３】変形例に係る薄膜コンデンサシートの断面図である。
【図４】露出部の配置の変更例を示す図である。
【図５】露出部の配置の変更例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
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。
【００１５】
図１は、本発明の一形態に係る薄膜コンデンサシートの平面図である。また、図２は、薄膜コンデンサシートの断面図であり、図１のII−II矢視図に相当する。
【００１６】
図１及び図２に示すように、薄膜コンデンサシート１は、薄膜コンデンサとして機能する複数の容量部１０を含むシートである。薄膜コンデンサシート１は、容量部１０を個片化する前のシートである。この薄膜コンデンサシート１は、薄膜コンデンサを用いた電子部品製造ライン等まで複数の薄膜コンデンサを運搬するための個片化前のシートである。薄膜コンデンサは厚みが非常に小さく且つ小型であるため、個片化前の薄膜コンデンサシート１の状態で運搬される場合がある。
【００１７】
薄膜コンデンサシート１は、シート状の下部電極シート１１と、下部電極シート１１上に積層された誘電体層１２と、誘電体層１２上に積層された上部電極層１３と、を有する。
【００１８】
なお、本明細書中において「積層方向」とは、下部電極シート１１、誘電体層１２及び上部電極層１３というように、下部電極シート１１から上部電極層１３に向けて各層が順次重なる方向である。また、以下の説明では、積層方向に沿って上部電極層１３側を「上」、積層方向に沿って下部電極シート１１側を「下」として説明する場合がある。
【００１９】
薄膜コンデンサシート１の最下層を形成する下部電極シート１１は、導電性を有する材料によって形成される。具体的には、主成分としてニッケル（Ｎｉ）や銅（Ｃｕ）を含有する材料が下部電極シート１１として好適に用いられ、Ｎｉが特に好適に用いられる。なお、「主成分」であるとは、当該成分の占める割合が５０質量％以上であることをいう。また、下部電極シート１１の主成分であるＮｉやＣｕに対して、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）、及びタンタル（Ｔａ）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。）を更に含有してもよい。また、下部電極シート１１は、導電性を有する材料によって形成された複数の層を積層して形成されていてもよい。下部電極シート１１の厚さは、例えば、３００ｎｍ〜１００μｍ程度である。また、下部電極シート１１は、例えば、長辺が１００ｍｍ〜５００ｍｍ程度、短辺が５０ｍｍ〜３００ｍｍ程度の長方形状とすることができる。
【００２０】
誘電体層１２は、下部電極シート１１上に積層されて、下部電極シート１１と上部電極層１３とに挟まれる。誘電体層１２は、下部電極シート１１上の全面に積層されるのではなく、少なくとも下部電極シート１１の一部が露出する（当該領域には誘電体層１２が積層されない状態となる）ように、下部電極シート１１上の一部領域に積層される。本実施形態では、長方形状の下部電極シート１１の一方の短辺側（図１における下方側）の端部が露出している。
【００２１】
誘電体層１２は、ペロブスカイト系の誘電体材料によって構成される。本実施形態におけるペロブスカイト系の誘電体材料としては、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よい。なお、誘電体層１２の特性制御のため、誘電体層１２に適宜、副成分として添加物質が含有されていてもよい。誘電体層１２の厚さは、例えば１０ｎｍ〜１０００ｎｍである。
【００２２】
上部電極層１３は、誘電体層１２上に積層される。上部電極層１３は、導電性を有する材料によって形成される。具体的には、主成分としてニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）又は、白金（Ｐｔ）を含有する材料が上部電極層１３として好適に用いられ、Ｎｉが特に好適に用いられる。上部電極層１３の主成分がＮｉ又はＣｕである場合、下部電極シート１１と同様に、添加元素が更に含有していてもよい。上部電極層１３が添加元素を含有することにより、上部電極層１３の途切れを抑制することができる。なお、上部電極層１３は複数の添加元素を含有してもよい。また、上部電極層１３は、導電性を有する材料によって形成された複数の層を積層して形成されていてもよい。上部電極層１３の厚さは、例えば、３００ｎｍ〜１００μｍ程度である。
【００２３】
上部電極層１３は、容量部１０の形状に対応してスリット１４により区切られている。図１に示すように、薄膜コンデンサシート１には、長辺方向に沿って６個×短辺方向に沿って３個の容量部１０が配置されている。したがって、この容量部１０間を区切るようにスリット１４が設けられている。その結果、上部電極層１３は、個片化した際に上部電極として機能する複数の上部電極部１３Ａと、上部電極層１３の複数の上部電極部１３Ａの周囲を囲むように上部電極層１３の周縁部で形成された外周部１３Ｂとに分けられている隣接する上部電極部１３Ａの間及び隣接する上部電極部１０Ａと外周部１０Ｂとの間には、スリット１４が設けられる。外周部１３Ｂは、容量部１０として用いられる領域ではなく、薄膜コンデンサシート１の運搬時等には内側の上部電極部１０Ａを保護する機能を有する。外周部１３Ｂの幅は、例えば、０．５ｍｍ〜１０ｍｍ程度である。
【００２４】
スリット１４は、図２に示すように、上部電極層１３を貫通するように形成される。その結果、図１に示すように、スリット１４の底部において誘電体層１２が露出する状態となる。なお、スリット１４は、誘電体層１２の上面の一部にも形成されていてもよい。ただし、スリット１４が誘電体層１２を貫通してしまうと、当該スリット１４の加工時に上部電極層１３と下部電極シート１１とが短絡してしまう可能性がある。
【００２５】
なお、上部電極部１３Ａは、例えば、一辺が１ｍｍ〜５０ｍｍ程度の正方形状とすることができる。ただし、上部電極部１３Ａの形状や大きさ等は適宜変更することができる。また、スリット１４は、例えば、幅を０．５ｍｍ〜５ｍｍ程度とすることができる。
【００２６】
上記の薄膜コンデンサシート１は、例えば以下の方法で作製することができる。まず、下部電極シート１１を準備し、その上面に誘電体層１２及び上部電極層１３を積層する。誘電体層１２の積層方法としては、溶液法、スパッタリング等のＰＶＤ（Physical  Vapor  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。また、上部電極層１３の積層方法としては、例えばＤＣスパッタリング、めっき等が挙げられる。ただし、積層方法は特に限定されない。また、誘電体層１２の形成時に焼成を行ってもよい。
【００２７】
その後、上部電極層１３に対してスリット１４を形成する。スリット１４の形成方法は特に限定されないが、例えば、レーザ加工やフォトリソグラフィーによってパターニングを行いその後エッチングする工法等が挙げられる。上部電極層１３を貫通して底部に誘電体層１２が露出するスリット１４を形成することで、上部電極層１３が複数の上部電極部１３Ａと外周部１３Ｂとに分割される。これにより、図１及び図２に示す薄膜コンデンサシート１が得られる。この薄膜コンデンサシート１は、スリット１４の深度を深くして、誘電体層１２及び下部電極シート１１を貫通するように加工することで、容量部１０を個片化することができ、個片化後の容量部１０を薄膜コンデンサとして利用することができる。
【００２８】
ここで、本実施形態に係る薄膜コンデンサシート１では、平面視において、すなわち、積層方向に沿って上方から見た際に、下部電極シート１１の上面が露出されている露出部１５を有する。薄膜コンデンサシート１では、下部電極シート１１の周縁のうち一方（図１では下方）の短辺に沿った領域に露出部１５が形成されている。本実施形態に係る薄膜コンデンサシート１は、露出部１５を有することで、薄膜コンデンサの製造時の特性評価を容易に行うことを可能としている。具体的には、薄膜コンデンサシート１に含まれる特定の容量部１０の特性を評価する際には、露出部１５を特性評価の対象となる容量部１０の一方側の端子電極とする。そして、特性評価の対象となる容量部１０の上部電極部１３Ａを他方側の端子電極とする。そして、これらの端子電極に対して特性評価用の機器の端子等を接続することで、対象の容量部１０についての特性評価を行うことができる。
【００２９】
従来から、薄膜コンデンサを個片化する前の状態、すなわち、本実施形態の薄膜コンデンサシート１のように、複数の容量部が個片化されていないシートを製造し、そのシートの状態で電子部品を製造する工場に対して運搬することがある。その場合、個片化される前の状態で不良品の有無を確認するためにも特性評価が行われることがある。従来のシートの場合、シートの状態での各容量部の特性評価を行うためには、下方の下部電極層に対して裏面側から特性評価を行う機器の端子を接続する必要があるが、シートは薄膜であるため、取り扱いが難しい。そこで、特性評価を行うためだけの端子電極を実装用の電極とは別に設けることも検討されている。しかしながら、実装用の電極を別途設けることは作業工程及びコスト的にも負荷となる。また、実装用の電極の配置等の設計にも制限が増えることになる。
【００３０】
これに対して、本実施形態に係る薄膜コンデンサシート１では、下部電極シート１１の上面が露出された露出部１５を設けることで、当該露出部１５を利用して、スリット１４により分割された複数の上部電極部１３Ａ毎に形成される各容量部１０の特性評価を行うことが可能となる。したがって、従来のシートと比較して各容量部１０の特性評価が容易となる。さらに、特性評価を行うための電極を実装用の電極とは別に設けること等が不要となり、電極配置等の設計に影響を与えることも回避することができる。また、薄膜コンデンサシート１において露出部１５が設けられることで、薄膜コンデンサシート１全体において容量部１０として使用される領域は制限される。しかしながら、露出部１５は、下部電極シート１１のみから形成されていて、誘電体層１２及び上部電極層１３は形成されないため、誘電体層１２等が余分に形成されることは回避される。したがって、露出部１５を設けることに係るコストは、特性評価用の電極を別途設けることに係るコストよりも大幅に小さくなる。
【００３１】
また、薄膜コンデンサシート１では、露出部１５が下部電極シート１１の周縁に沿って設けられる。このような構成とした場合、下部電極シート１１に対して誘電体層１２及び上部電極層１３を形成する領域を制御することで露出部１５を設けることができる。したがって、より簡便に露出部を形成することができる。
【００３２】
次に、本実施形態に係る薄膜コンデンサシートの変形例について、図３を参照しながら説明する。図１及び図２に示した薄膜コンデンサシート１は、容量部１０が所謂単層の薄膜コンデンサとなる場合について説明した。一方、変形例では、容量部１０が多層の薄膜コンデンサとなる場合の薄膜コンデンサシート２について説明する。図３は、変形例に係る薄膜コンデンサシートの断面図であり、図１のII−II矢視図に相当する。
【００３３】
薄膜コンデンサシート２は、上部電極層１３と下部電極シート１１との間に２層の内部電極層１６Ａ，１６Ｂを有している。そして、下部電極シート１１と内部電極層１６Ａとの間、内部電極層１６Ａと内部電極層１６Ｂとの間、内部電極層１６Ｂと上部電極層１３との間に、それぞれ誘電体層１２ａ，１２ｂ，１２ｃが設けられている。また、内部電極層１６Ａは、ビア導体１７Ｂを介して上部電極層１３の上部電極部１３Ａと接続され、内部電極層１６Ｂは、ビア導体１７Ａを介して下部電極シート１１と接続される。この結果、薄膜コンデンサシート２の容量部１０は、多層構造ではあるが、内部電極層１６Ａ，１６Ｂは、上部電極部１３Ａ又は下部電極シート１１に接続されているコンデンサ構造を有している。
【００３４】
内部電極層１６Ａ，１６Ｂは、上部電極層１３と同様に、導電性を有する材料によって形成される。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層１６Ａ，１６Ｂとして好適に用いられ、Ｎｉが特に好適に用いられる。内部電極層１６Ａ，１６Ｂの厚さは、例えば、１０ｎｍ〜１０００ｎｍ程度である。また、ビア導体１７Ａ，１７Ｂは、ニッケル（Ｎｉ）又は銅（Ｃｕ）等の導電性を有する材料によって形成される。
【００３５】
薄膜コンデンサシート２の製造方法は、薄膜コンデンサシート１と同様であるが、薄膜コンデンサシート１の誘電体層１２を形成する工程に代えて、誘電体層１２ａの形成、内部電極層１６Ａの形成、誘電体層１２ｂの形成、ビア導体１７Ａの形成、内部電極層１６Ｂの形成、誘電体層１２ｃの形成、ビア導体１７Ｂの形成の各工程が行われる。内部電極層１６Ａ，１６Ｂの形成は、例えば、導電性材料のスパッタリング及びパターニングにより行われる。また、ビア導体１７Ａ，１７Ｂの形成は、ドライエッチング等による開口の形成の後に、導電性材料のスパッタリング等を行うことにより行われる。
【００３６】
図３に示すような多層の容量部１０が形成された薄膜コンデンサシート２においても、下部電極シート１１に設けられた露出部１５と上部電極部１３Ａとを利用して、各容量部１０の特性評価を行うことが可能となる。したがって、薄膜コンデンサシート２においても、薄膜コンデンサの製造時の特性評価を容易に行うことが可能となる。
【００３７】
次に、図４及び図５を参照しながら、露出部１５の配置に係る変形例について説明する。図４（Ａ）に示す薄膜コンデンサシート３では、下部電極シート１１が露出している露出部１５が、薄膜コンデンサシート３の周縁部全体に形成されている。このように、露出部１５は、下部電極シート１１の周縁部の一部を適宜選択して形成されていてもよい。なお、下部電極シート１１の露出部１５を誘電体層１２及び上部電極層１３が積層される領域の外周側に設ける場合、図４（Ａ）に示すように、上部電極層１３の外周部１３Ｂよりも外側に露出部１５を設けることが好ましい。この場合、薄膜コンデンサシート１と同様に外周部１３Ｂが、内側の上部電極部１３Ａを保護するため、内側の容量部１０の歩留まりの低下を防ぐことができる。
【００３８】
図４（Ｂ）に示す薄膜コンデンサシート４では、薄膜コンデンサシート１〜３において１つの容量部１０が形成されていた位置に露出部１５が設けられている。すなわち、下部電極シート１１の全面に誘電体層１２及び上部電極層１３が積層されている一方で、上部電極層１３の外周部１３Ｂによりも内側の複数の上部電極部１３Ａのうちの１か所に対応する部分の上部電極層１３及び誘電体層１２が除去されて、下部電極シート１１が露出している露出部１５が形成されている。このような構成とした場合でも、露出部１５を利用して薄膜コンデンサの製造時の特性評価を容易に行うことが可能となる。
【００３９】
また、薄膜コンデンサシート４の構成とすることで、誘電体層１２及び上部電極層１３が形成される面を広く確保することができるため、容量部１０の製造個数を増やすことができる。ただし、薄膜コンデンサシート４により外周部１３Ｂよりも内側の容量部１０として使用可能な領域を露出部１５として使用する場合、当該領域は容量部１０を設けることができないため、製造効率が低下する可能性がある。
【００４０】
図５に示す薄膜コンデンサシート５では、下部電極シート１１が露出している露出部１５が、上部電極層１３の外周部１３Ｂ内に設けられている。薄膜コンデンサシート１，２では、外周部１３Ｂの外側に露出部１５が設けられていたが、薄膜コンデンサシート５のように、上部電極層１３の外周部１３Ｂの一部に開口を設けて露出部１５を形成してもよい。薄膜コンデンサシート５のように外周部１３Ｂ内に露出部１５を設ける構成とした場合、露出部１５についても外周部１３Ｂによって保護される構成となる。
【００４１】
以上、本発明の実施形態について説明してきたが、本発明は上記の実施形態に限定されず、種々の変更を行うことができる。
【００４２】
例えば、薄膜コンデンサシート１に含まれる容量部１０の数は適宜変更することができる。また、容量部１０の数に応じてスリット１４の配置等も変更される。また、外周部１３Ｂは、複数の上部電極部１３Ａの周囲全周にわたって設けられることが好ましいが、外周部１３Ｂの一部が途切れていてもよい。
【符号の説明】
【００４３】
１〜４…薄膜コンデンサシート、１０…容量部、１１…下部電極シート、１２…誘電体層、１３…上部電極層、１３Ａ…上部電極部、１３Ｂ…外周部、１４…スリット、１５…露出部、１６Ａ，１６Ｂ…内部電極層、１７Ａ，１７Ｂ…ビア導体。
【図１】
2018200917.tif 000003
【図２】
2018200917.tif 000004
【図３】
2018200917.tif 000005
【図４】
2018200917.tif 000006
【図５】
2018200917.tif 000007