(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
下部共通電極と、該下部共通電極上に積層された誘電体層および上部電極層から成る複数個の容量形成部とを備え、前記容量形成部を直列に接続してなる薄膜コンデンサであって、
前記上部電極層は、第１上部電極層と、該第１上部電極層と電気的に絶縁されるとともに隣接して配置された第２上部電極層とを含み、
前記第１上部電極層および前記第２上部電極層は、対向した辺同士が相互に噛み合う形状を有し、
前記誘電体層は、互いに離間して配置された第１誘電体層および第２誘電体層を含み、
前記第１上部電極層は、前記第１誘電体層上に形成され、
前記第２上部電極層は、前記第２誘電体層上に形成された薄膜コンデンサ。
【請求項２】
下部共通電極と、該下部共通電極上に積層された誘電体層および上部電極層から成る複数個の容量形成部とを備え、前記容量形成部を直列に接続してなる薄膜コンデンサであって、
前記上部電極層は、
第１上部電極層と、
前記第１上部電極層と接続された第２上部電極層と、
前記第１上部電極層と前記第２上部電極層との間に、これら第１及び第２上部電極層と絶縁されて配置され、前記第１上部電極層の対向する辺及び前記第２上部電極層の対向する辺に対してそれぞれ対応する外郭形状を有する第３上部電極層と、
を有し、
前記誘電体層は、互いに離間して配置された第１誘電体層および第２誘電体層を含み、
前記第１上部電極層および前記第２上部電極層の少なくとも一方は、前記第１誘電体層上に形成され、
前記第３上部電極層は、前記第２誘電体層上に形成された薄膜コンデンサ。
【請求項３】
前記上部電極層の前記対向する辺は、互いに対応する形状となっている部分の辺の長さの総和をＡとし、前記上部電極層の外周辺上の２点間の距離の最大値をＢとしたとき、Ａ／（２Ｂ）＞１を満たす請求項１または請求項２に記載の薄膜コンデンサ。
【請求項４】
前記誘電体層は、ペロブスカイト型酸化物誘電体材料からなり、
前記下部共通電極層は、Ｐｔまたは酸化物導電体からなる、請求項１〜３のいずれか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、下部電極層と上部電極層とに誘電体層が挟持されてなるコンデンサに関するものであり、特に寄生抵抗を低減させた、電気特性に優れたコンデンサに関するものである。
【背景Ｆ技術】
【０００２】
従来から、支持基板に下部電極層、誘電体層、上部電極層が順次形成され、下部電極層と上部電極層とに誘電体層が挟持された薄膜コンデンサが知られている（例えば、特許文献１を参照。）。このような構造を有する薄膜コンデンサにおいて、共通の下部電極層によって２個のコンデンサが電気的に直列接続された構造を有する薄膜コンデンサが提案されている（例えば、特許文献２を参照。）。このような従来の薄膜コンデンサの構造について、以下に説明する。
【０００３】
図２２は、従来の共通の下部電極層によって２個のコンデンサが電気的に直列接続された構造を有する薄膜コンデンサの例を示す要部断面図であり、図２３はその平面図である。図２２に示す薄膜コンデンサでは、支持基板１上に下部電極層２、誘電体層３ａ及び誘電体層３ｂ、上部電極層４ａ及び上部電極層４ｂが順次積層されて構成される２個のコンデンサが形成されている。ここで、上部電極層４ａ，４ｂは互いに離間して配置されている。このような構成の薄膜コンデンサの場合には、上部電極層４ａ，４ｂをそれぞれ信号の入出力端子とすれば、２個のコンデンサを通って流れる電流は、図２２に破線の矢印で示すように２個のコンデンサに共通の下部電極層２内を経由する経路を通る。このような構成にすることで、コンデンサを直列接続するための配線を新たに設ける必要がなくなるため、薄膜コンデンサを小型化することができる。
【０００４】
ところで、このような薄膜コンデンサにおいて、小面積で大容量を得るために、誘電体層３に高誘電率を有する結晶性誘電体材料（以下、高誘電体ともいう）、特にチタン酸ストロンチウム，チタン酸バリウム，チタン酸バリウムストロンチウム，チタン酸鉛等のペロブスカイト型酸化物誘電体材料を用いるとよいことが一般的に知られている。
【０００５】
しかしながら、これらの高誘電体材料は、結晶性が良くなければ優れた誘電特性を発現しない。誘電体層３の結晶性には、その下側に存在する支持基板１や下部電極層２を構成する材料の結晶の格子定数や結晶配向性等が大きな影響を及ぼす。中でも誘電体層３の直下に位置する下部電極層２は特に重要である。すなわち、下部電極層２には誘電体層３との格子整合が良いことや、表面モフォロジーが良いことなどが要求される。また、一般に上記のような高誘電体膜は高温雰囲気下で成膜されるため、下部電極層２にはこの高温に耐え得る優れた耐熱性も必要となる。
【０００６】
これらの条件を満たす材料として、白金や酸化物導電体等が下部電極層２の形成材料として一般的に使用されている。しかし、これらは誘電体層３との格子整合や耐熱性に優れるものの、一般的な電極材料として使用される金や銅，アルミニウム等に比べると電気抵抗が高く、電極材料として用いるには本来は不向きである。しかしながら、上記のように誘電体層３の結晶性を考慮すると、たとえ高抵抗であろうとこれらの材料を使用せざるを得ないのが現状である。
【０００７】
このように、従来の薄膜コンデンサにおいては、図２２，図２３に示したような構造で、高い比抵抗を有する下部電極層２が用いられていた。
【特許文献１】特許第３２４６２７４号公報
【特許文献２】特開平１０−１９９７５５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、薄膜コンデンサにおける寄生抵抗は、コンデンサとしての電気特性を悪化させる。このため、コンデンサは寄生抵抗が可能な限り小さくなる構造であることが要求される。共通の下部電極層２によって、２個のコンデンサが電気的に直列接続された構造を有する従来の薄膜コンデンサにおいて、下部電極層２に高い比抵抗を有する材料を用いる場合には、高抵抗な下部電極層２による寄生抵抗によって、コンデンサとしての電気特性が悪化する問題がある。この問題を解決するためには、下部電極層２による寄生抵抗をできるだけ低減される構造を選択することが重要である。
【０００９】
図２２に示す、共通の下部電極層２によって２個のコンデンサが電気的に直列接続された構造を有する薄膜コンデンサにおいて、下部電極層２による寄生抵抗を低減させるためには、下部電極層２を流れる電流の経路の長さをできるだけ短く、経路の幅をできるだけ広くするような構造にすることが有効である。したがって、従来の薄膜コンデンサにおいて、図２４に示すように、隣接して配置される上部電極層４ａ，４ｂの、対向する辺の長さの総和をできるだけ長く、また対向する辺同士の距離をできるだけ短くしなければならない。
【００１０】
しかしながら、薄膜コンデンサには市場ニーズ等により決定されるサイズの制限や要求される容量値により決まるサイズの制限があり、上部電極層４ａ，４ｂの対向する辺の長さの総和を自由に大きくすることはできず、現実的には限られた寸法内においてコンデンサを作成しなければならない。また微細加工技術の限界により、隣接する上部電極層４ａ，４ｂの、対向して存在する辺の距離を０に無限に近づけることもできない。
【００１１】
このため、従来の薄膜コンデンサにおいては、下部電極層２による寄生抵抗を低減させる十分な工夫がなされておらず、Ｑ値の低下等、薄膜コンデンサとしての電気特性が下部電極層２による寄生抵抗によって劣化してしまう問題点があった。
【００１２】
本発明はこのような従来の技術における問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、下部電極層による寄生抵抗が小さい、コンデンサとしての電気特性に優れている薄膜コンデンサを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の薄膜コンデンサ（以下、単にコンデンサということもある）は、（１）下部共通電極と、この下部共通電極上に積層された誘電体層および上部電極層から成る複数個の容量形成部とを備え、前記容量形成部を直列に接続してなる薄膜コンデンサであって、前記上部電極層は、第１上部電極層と、この第１上部電極層と電気的に絶縁されるとともに隣接して配置された第２上部電極層とを含み、前記第１上部電極層および前記第２上部電極層は、対向した辺同士が相互に噛み合う形状を有し、前記誘電体層は、互いに離間して配置された第１誘電体層および第２誘電体層を含み、前記第１上部電極層は、前記第１誘電体層上に形成され、前記第２上部電極層は、前記第２誘電体層上に形成されたものである。
【００１４】
また、本発明の薄膜コンデンサは、（２）下部共通電極と、この下部共通電極上に積層された誘電体層および上部電極層から成る複数個の容量形成部とを備え、前記容量形成部を直列に接続してなる薄膜コンデンサであって、前記上部電極層は、第１上部電極層と、前記第１上部電極層と接続された第２上部電極層と、前記第１上部電極層と前記第２上部電極層との間に、これら第１及び第２上部電極層と絶縁されて配置され、前記第１上部電極層の対向する辺及び前記第２上部電極層の対向する辺に対してそれぞれ対応する外郭形状を有する第３上部電極層と、を有し、前記誘電体層は、互いに離間して配置された第１誘電体層および第２誘電体層を含み、前記第１上部電極層および前記第２上部電極層の少なくとも一方は、前記第１誘電体層上に形成され、前記第３上部電極層は、前記第２誘電体層上に形成されたものである。
【００１５】
また、本発明のコンデンサは、上記（１），（２）の構成において、前記上部電極層の前記対向する辺は、互いに対応する形状となっている部分の辺の長さの総和をＡとし、前記上部電極層の外周辺上の２点間の距離の最大値をＢとしたとき、Ａ／（２Ｂ）＞１を満たすものである。
【発明の効果】
【００１９】
本発明のコンデンサによれば、（１）下部共通電極と、この下部共通電極上に積層された誘電体層および上部電極層から成る複数個の容量形成部とを備えたコンデンサであって、上部電極層は、第１上部電極層と、この第１上部電極層と電気的に絶縁されるともに隣接して配置された第２上部電極層とを含み、第１上部電極層および第２上部電極層は、対向した辺同士が相互に噛み合う形状を有することから、対向した辺同士を接近させた状態のまま第１上部電極層と第２上部電極層とが対向する辺の長さの総和を大きくすることができるので、通常高抵抗な材料から形成される下部共通電極内を通る電流の経路の幅を従来構造のものよりも広くすることができる。その結果、寄生抵抗を小さくすることができ、従来よりも大きなＱ値を有する、電気特性に優れたコンデンサを提供することができる。
【００２０】
また、本発明のコンデンサによれば、（２）下部共通電極と、この下部共通電極上に積層された誘電体層および上部電極層から成る複数個の容量形成部とを備えたコンデンサであって、上部電極層は、第１上部電極層と、第１上部電極層と接続された第２上部電極層と、第１上部電極層と第２上部電極層との間に、これら第１及び第２上部電極層と絶縁されて配置され、第１上部電極層の対向する辺及び第２上部電極層の対向する辺に対してそれぞれ対応する外郭形状を有する第３上部電極層と、を有するときには、対向した辺同士を接近させた状態のまま第１上部電極層および第２上部電極層と第３上部電極層とが対向する辺の長さの総和を大きくすることができるので、通常高抵抗な材料から形成される下部共通電極内を通る電流の経路の幅を従来構造のものよりも広くすることができる。その結果、寄生抵抗を小さくすることができ、Ｑ値が高く、電気特性が優れたコンデンサを提供することができる。
【００２１】
また、本発明のコンデンサによれば、上記構成において、上部電極層の対向する辺は、互いに対応する形状となっている部分の辺の長さの総和をＡとし、上部電極層の外周辺上の２点間の距離の最大値をＢとしたとき、Ａ／（２Ｂ）＞１を満たすときには、第１上部電極層と第２上部電極層とが対向する辺の長さの総和を大きくすることができるので、通常高抵抗な材料から形成される下部共通電極内を通る電流の経路の幅を従来構造のものよりも広くすることができる。その結果、寄生抵抗を小さくすることができ、Ｑ値が高く、電気特性が優れたコンデンサを提供することができる。
【００２２】
また、本発明のコンデンサによれば、上記（１），（２）の構成において、誘電体層は、複数個の容量形成部で共通としたことから、上部電極層のパターニングのみで複数個の容量形成部を形成することができるので、製造が容易となり、生産性の高いコンデンサを提供することができる。
【００２３】
また、本発明のコンデンサによれば、上記（１）の構成において、誘電体層は、互いに離間して配置された第１誘電体層および第２誘電体層を含み、第１上部電極層は、第１誘電体層上に形成され、第２上部電極層は、第２誘電体層上に形成されていることから、下部共通電極，第１誘電体層および第１上部電極層から成る容量形成部と、下部共通電極，第２誘電体層および第２上部電極層から成る容量形成部との間に不要の容量が形成されることを防ぐことができるので、所望の容量可変率を精度よく得ることができるコンデンサを提供することができる。
【００２４】
また、本発明のコンデンサによれば、上記（２）の構成において、誘電体層は、互いに離間して配置された第１誘電体層および第２誘電体層を含み、第１上部電極層および第２上部電極層の少なくとも一方は、第１誘電体層上に形成され、第３上部電極層は、第２誘電体層上に形成されていることから、下部共通電極，第１誘電体層および第１上部電極層から成る容量形成部並びに下部共通電極，第１誘電体層および第２上部電極層から成る容量形成部の少なくとも一方と、下部共通電極，第２誘電体層および第３上部電極層から成る容量形成部との間に不要の容量が形成されることを防ぐことができるので、所望の容量可変率を精度よく得ることができるコンデンサを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本発明のコンデンサの実施の形態の例について、図面を参照しつつ説明する。
【００２６】
図１（ａ）は、本発明のコンデンサの第１の実施形態の一例を示す要部平面図であり、図１（ｂ）は上部電極層の形状および配置例の変形例を示す要部平面図である。図１において、第１の実施形態のコンデンサは、支持基板１上に形成された下部共通電極２と、この下部共通電極２上に積層された、互いに離間して配置された第１誘電体層としての誘電体層３ａおよび第２誘電体層としての誘電体層３ｂから成る誘電体層３およびその上に形成された上部電極層４から成る複数個、この例では２個の容量形成部とを備えたコンデンサであって、上部電極層４は、第１上部電極層４Ａ、この第１上部電極層４Ａと電気的に絶縁されるともに隣接して配置された第２上部電極層４Ｂを含み、第１上部電極層４Ａおよび第２上部電極層４Ｂは、対向した辺同士が相互に噛み合う形状を有する構成となっている。
【００２７】
ここで、対向する辺とは、上面から見たときに互いに向き合う部分をいい、直線状の領域のみではなく曲線状の領域等も含むものとする。また、容量形成部は、下部共通電極２と誘電体層３と第１上部電極層４Ａまたは第２上部電極層４Ｂとで形成される。
【００２８】
なお、以下の図面において、同様の箇所には同一の符合を付し、重複する説明は省略する。また、コンデンサの構成を分かり易くするために、上部に位置する一部の層を省略することがある。
【００２９】
支持基板１は、耐熱性が高く、基板１上に形成する容量形成部を支持することができる強度を有し、基板１上に形成される下部共通電極２，誘電体層３の表面が平滑になるために、十分な平坦度の表面粗さを保有していることが好ましい。容量形成部を積層する側の表面（上面）が絶縁性を有するものであれば特に材料を限定するものではないが、例えば、Ａｌ２Ｏ３，ＳｉＯ２／Ｓｉ，ＭｇＯ，ＬａＡｌＯ３，ＳｒＴｉＯ３などのセラミックス基板やサファイア等の単結晶基板を使用することができる。
【００３０】
下部共通電極２には、誘電体層３の形成時に高温化での処理が必要となる場合があるため、耐熱性を考慮して、高融点の材料を用いることが望ましい。また、その上面に誘電体層３を配向性良く成長させるために、結晶性や表面モフォロジーが良く，誘電体層３と格子定数が近いことが望ましい。さらに、誘電体層３が金属酸化物より成る場合には、酸化されにくい金属であることが望ましい。以上のことから、下部共通電極２に好適な材料として、白金や酸化物導電体等が一般的に用いられる。
【００３１】
下部共通電極２の厚みは、電極としての抵抗成分、および下部共通電極２の連続性を考慮した場合は、厚い方が望ましいが、支持基板１との密着性を考慮した場合は、相対的に薄いほうが望ましく、両方を考慮して決定される。具体的には、０．１μｍ〜１０μｍである。これは、０．１μｍよりも薄くすると、下部共通電極２自身の抵抗が大きくなるほか、電極の連続性が確保できなくなる可能性があるからであり、一方、１０μｍより厚くすると、支持基板１との密着性が低下したり、支持基板１の反りを生じたりするおそれがあるからである。
【００３２】
誘電体層２には、高誘電率を有する結晶性誘電体材料、特にチタン酸ストロンチウム，チタン酸バリウム，チタン酸バリウムストロンチウム，チタン酸鉛等のペロブスカイト型酸化物誘電体材料を用いることが望ましい。
【００３３】
また、上部電極層４としては、上部電極層４による抵抗を低くするために、高い導電性を有する材料が好ましく、例えば、金、アルミニウム、銅等を好適に用いることができる。
【００３４】
上部電極層４の厚みは、電極としての抵抗成分、および上部電極層４の連続性を考慮した場合は、厚い方が望ましいが、誘電体層３との密着性を考慮した場合は、相対的に薄いほうが望ましく、両方を考慮して決定される。具体的には、０．１μｍ〜１０μｍである。これは、０．１μｍよりも薄くすると、上部電極層４自身の抵抗が大きくなるほか、電極の連続性が確保できなくなる可能性があるからであり、一方、１０μｍより厚くすると、誘電体層３との密着性が低下するおそれがあるからである。
【００３５】
ここで、第１上部電極層４Ａと第２上部電極層４Ｂとは、対向した辺同士が相互に噛み合う形状を有する構成となっている。ここで、対向した辺同士が噛み合う形状とは、対向した辺上の２点間の距離が最大となるような２点を線分で結んだときに、第１上部電極層４Ａ，第２上部電極層４Ｂの少なくとも一方を横切る形状をいうものとする。すなわち、平面視でもしくは平面透視して、対向する第１上部電極層４Ａの少なくとも一部が、電極層４Ａ，４Ｂの並設方向に、隣接する第２上部電極層４Ｂの一端よりも第２上部電極層４Ｂ側へ張り出すように配置されており、第２上部電極層４Ｂの第１上部電極層４Ａ側の部分（対向する部分）は第１上部電極層４Ａの形状に対応した形状となっている。このような構成を有するため、隣接して配置される第１上部電極層４Ａと第２上部電極層４Ｂとが対向する辺の長さの総和を従来構造より長くすることができるので、通常高抵抗な材料から形成される下部共通電極２内を通る電流の経路の幅を従来構造のものよりも広くすることができ、コンデンサの寄生抵抗を従来のものより低減することができる。
【００３６】
第１上部電極層４Ａおよび第２上部電極層４Ｂの形状および配置は、図１（ａ）に示すように、第１上部電極層４Ａは、第２上部電極層４Ｂと対向する辺に櫛歯状の第１櫛歯領域を有し、第２上部電極層４Ｂは、第１上部電極層４Ａと対向する辺に第１櫛歯領域と噛み合うように櫛歯状の第２櫛歯領域を有するものとしてもよい。また、図１（ｂ）に示すように、外形に曲線部を含むような形状の第１上部電極層４Ａと、第１上部電極層４Ａと対向する部分の形状が、第１上部電極層４Ａの形状に対応するような形状となっている第２上部電極層４Ｂとを配列してもよい。特に、図１（ａ）に示す構成とするときには、第１上部電極層４Ａと第２上部電極層４Ｂとが対向する辺の長さの総和を飛躍的に大きくすることができるので、通常高抵抗な材料から形成される下部共通電極２内を通る電流の経路の幅を従来構造のものよりも広くすることができる。その結果、寄生抵抗を小さくすることができ、Ｑ値が高く、電気特性が優れたコンデンサを提供することができる。
【００３７】
このとき、上部電極層４の対向する辺は、互いに対応する形状となっている部分の辺の長さの総和をＡとし、上部電極層４の外周辺上の２点間の距離の最大値をＢとしたとき、Ａ／（２Ｂ）＞１を満たすことが望ましい。
【００３８】
ここで、上部電極層４の対向する辺が、Ａ／（２Ｂ）＞１を満たす構成となっていることによる効果を、図２３に示す従来の薄膜コンデンサの場合と比較しつつ詳細に検討する。
【００３９】
図２３において、上部電極層４ａおよび上部電極層４ｂの対向する辺において、互いに対応する形状となっている部分の辺の長さの総和をＡとし、上部電極層４ａ，４ｂの外周辺上の２点間の距離の最大値をＢとする。ここで、Ｂは上部電極層４ａ，４ｂが配置された矩形状の領域の対角線の長さと等しくなり、市場ニーズ等によって決定される部品のサイズ等で規定される。従来の構成においては、Ｂは下式のように表される。
【００４０】
Ｂ＝［（Ａ／２）２＋｛Ｇ＋２（Ｓ／Ａ）｝２］（１／２）
ここでＧは対向して配置された上部電極層４ａ，４ｂの対向する辺同士の距離、Ｓは容量形成部の面積である。
【００４１】
対向する辺の長さＡ／２を限りなく大きく、Ｇを限りなく小さくすることにより下部共通電極２による寄生抵抗は原理的に最小にすることができる。このときＢは限りなくＡ／２に近い長さとなる。
【００４２】
しかしながら、Ｂは対向する辺を一辺に持つ三角形の斜辺に相当するため、原理的に、下式が成り立つ。
【００４３】
Ａ／（２Ｂ）＜１
これに対して、本願の図１（ａ）に示すようなコンデンサによれば、上部電極層４が配置される領域の大きさは図２３に示す例と同程度であっても、対応する辺同士の形状を、例えば、櫛歯数を多くしたり、櫛歯状に噛み合う部分の長さを長くしたりすることで、容易にＡ／（２Ｂ）＞１とすることができる。このため、従来の構成では実現不可能であったレベルまで、飛躍的に寄生抵抗を低減することができるものとなる。
【００４４】
第１の実施形態の例において、第１上部電極層４Ａ及び第２上部電極層４Ｂと外部回路とを電気的接続する方法は、例えばワイヤーボンディングや半田付けなどにより実現してもよい。このとき第１上部電極層４Ａ及び第２上部電極層４Ｂの抵抗は下部共通電極２の抵抗よりも低いことが望ましい。
【００４５】
また、第１上部電極層４Ａ及び第２上部電極層４Ｂと外部回路とを電気的に接続する他の方法は、例えば、図２に示すように上記容量形成部を覆って保護膜５を成膜し、保護膜５に第１上部電極層４Ａに達するコンタクトホール６ａ及び第２上部電極層４Ｂに達するコンタクトホール６ｂを形成した後、コンタクトホール６ａ内に露出する第１上部電極層４Ａに電気的に接続する引出し電極層７ａと、コンタクトホール６ｂ内に露出する第２上部電極層４Ｂに電気的に接続する引出し電極層７ｂとを、保護膜５上を介して容量形成部の外側まで形成することで外部回路との電気的な接続を実現してもよい。また引出し電極層７ａ及び引出し電極層７ｂの抵抗は下部共通電極２の抵抗よりも低いことが望ましい。また、第１上部電極層４Ａ及び第２上部電極層４Ｂの抵抗は下部共通電極２の抵抗よりも低いことが望ましいが、引出し電極層７ａ及び引出し電極層７ｂの抵抗が下部共通電極２の抵抗よりも低い場合には、第１上部電極層４Ａ及び第２上部電極層４Ｂの抵抗は下部共通電極２の抵抗よりも必ず低い必要はない。また、引出し電極層７ａ及び引出し電極層７ｂの抵抗が第１上部電極層４Ａ及び第２上部電極層４Ｂに比べて十分低い場合には、図３に示すように、コンタクトホール６ａ及びコンタクトホール６ｂが少なくとも櫛歯状に噛み合う部分では上部電極層４ａ，４ｂの外形の内側にそれぞれ位置するとともに、第１上部電極層４Ａ及び第２上部電極層４Ｂの形状に対応した形状にすると、寄生抵抗を低減することができるので望ましい。
【００４６】
ここで、保護膜５は、引出し電極層７と下部共通電極２との間の絶縁を保つために絶縁性を有する材料を用いればよいが、容量形成部への水分の浸入等を防ぐことができることから酸化ケイ素等を被覆性のよいＣＶＤ法などで形成するとよい。また、引出し電極層７は、抵抗の低い導電性材料であるＡｕ等を用いればよい。
【００４７】
また、第１の実施の形態においては、２箇所の容量形成部に対して、それと同数の誘電体層３を設けたが、例えば、図４に示すように、複数個の容量形成部で共通の誘電体層３を設け、容量形成部の数よりも少ない数の誘電体層３としても良い。前者の場合には、フリンジ容量を抑制することで、隣り合う容量形成部間で不要の容量が形成されることを防ぐことができ、所望の容量値を得ることができる。後者の場合には、上部電極層４のパターニングのみで複数個の容量形成部を形成することができるので、製造が容易となり、生産性の高いコンデンサを提供することができる。
【００４８】
次に、図５は本発明のコンデンサの第２の実施形態の例を示す平面図である。図５に示すように、本発明のコンデンサは、支持基板１の上に形成された下部共通電極２と、この下部共通電極２上に互いに離間して形成された誘電体層３ａ〜３ｄと、誘電体層３ａ〜３ｄの上にそれぞれ形成された上部電極層４としての電極層４ａ〜４ｄとを具備する。このとき、電極層４ａ及び電極層４ｂ、電極層４ｂ及び電極層４ｃ、電極層４ｃ及び電極層４ｄはそれぞれ互いに対向して配置されており、それら対向する辺が互いに対応した外郭形状（外形）となっている。また、電極層４ａと電極層４ｃとは電気的に接続され、電極層４ｂと電極層４ｄとは電気的に接続されている。
【００４９】
ここで、例えば、電極層４ａ，４ｂ，４ｃをそれぞれ第１上部電極層，第３上部電極層，第２上部電極層とすると、第３上部電極層は、第１および第２上部電極層の間に、それぞれと絶縁されて配置されたものとなる。上部電極層４をこのように配置することで、隣接して配置される上部電極層４の、対向する辺の長さの総和が従来構造のものよりも長くなるので、寄生抵抗を従来のものよりも低減できるものとなる。
【００５０】
また、誘電体層３ａまたは誘電体層３ｃを第１誘電体層，誘電体層３ｂを第２誘電体層とすると、第１上部電極層および第２上部電極層の少なくとも一方は、第１誘電体層上に形成され、第３上部電極層は、第２誘電体層上に形成されていることとなる。このような構成とすることで、フリンジ容量を抑制することができるので、少なくとも１つの組み合わせの隣り合う容量形成部において、不要の容量が形成されることを防止し、所望の容量を得ることができる。なお、図５に示す例では、複数個の容量形成部に対して、それと同数の誘電体層３を設けているが、例えば、誘電体層３ａ，３ｃおよび３ｂ，３ｃがそれぞれ一体となるように形成してもよいし、誘電体層３ａ，３ｂおよび３ｃ，３ｄがそれぞれ一体となるように形成してもよいし、誘電体層３ａ，３ｂ，３ｃが一体となるように形成してもよい。
【００５１】
このとき、上記電極層４ａ〜４ｄの対向する辺は、互いに対応する形状となっている部分の辺の長さの総和をＡとし、電極層４ａ〜４ｄから成る上部電極４の外周辺上の２点間の距離の最大値をＢとしたとき、Ａ／（２Ｂ）＞１を満たすことが望ましい。なお、図５に示すように、対向する辺の組み合わせが複数組ある場合には、それら複数組全ての総和を対向する辺の長さの総和Ａとする。また、図５に示す例では、電極層４ａ〜４ｄが配置される領域の対角線の長さがＢと等価となっている。
【００５２】
電極層４ａと電極層４ｃと、及び電極層４ｂと電極層４ｄとを電気的に接続する方法は、例えばワイヤーボンディングや半田付けなどにより実施してもよい。このとき、コンデンサ全体としての寄生抵抗を低減するためには、電極層４ａ〜４ｄの面抵抗が下部共通電極２の面抵抗よりも低いことが望ましい。
【００５３】
また、例えば、図６に示すように上記容量形成部を覆うように保護膜５を成膜し、保護膜５に電極層４ａに達するコンタクトホール６ａ及び電極層４ｂに達するコンタクトホール６ｂ及び電極層４ｃに達するコンタクトホール６ｃ及び電極層４ｄに達するコンタクトホール６ｄを形成した後、これらコンタクトホール６ａ，６ｃ内に露出する電極層４ａ及び電極層４ｃに電気的に接続する引出し電極層７ａと、コンタクトホール６ｂ，６ｄ内に露出する電極層４ｂ及び電極層４ｄに電気的に接続する引出し電極層７ｂとを保護膜５上に形成することで、電極層４ａと電極層４ｃとの間、および電極層４ｂと電極層４ｄとの間の電気的な接続を実現してもよい。このとき、コンデンサ全体としての寄生抵抗を低減させるためには、電極層４ａ及び電極層４ｂ及び電極層４ｃ及び電極層４ｄの面抵抗が下部共通電極２の面抵抗よりも低いか、あるいは引出し電極層７の面抵抗が、下部共通電極２の面抵抗よりも低いことが望ましい。
【００５４】
本実施形態においては上部電極層４を構成する電極層４ａ〜４ｄの形状は長方形状であるが、本発明のコンデンサの上部電極層４の形状は、この形状に限定されるものではない。例えば、上部電極層４の形状は、図７に示すように、三角形状であっても良いし、図８に示すように曲線を含む形状であっても良い。また、例えば電極層４ａ〜４ｄの形状は全て同一形状である必要はなく、図９に示すように、対向する辺同士が全て相互に対応する形状を有していれば、様々な形状が混在していても良い。また、対向する辺同士がお互いに噛み合う形状を有している場合には、下部共通電極２内を通る電流の経路の幅を従来構造のものよりもさらに広くすることができ、寄生抵抗を小さくすることができる。また、図７に示すような三角形状の電極層４ａ〜４ｄを用いる場合には、最も長い辺同士を対向させるように配置すれば、電極層４ａ〜４ｄが配置される領域において、対向する辺の長さの総和を大きくすることができる。さらに、例えば電極層４ａ〜４ｄは、必ずしも整然と整列されている必要はなく、図１０に示すように、左右に配置位置がずれていても良い。いずれの場合も隣接して配置される上部電極層４の、対向する辺の長さの総和が従来構造のものよりも長くなるので、寄生抵抗を従来の薄膜コンデンサよりも低減できるものとなる。
【００５５】
また、本発明の第２の実施形態の例においては、複数個の容量形成部があり、それと同数の誘電体層３があるが、例えば図１１に示すように、複数個の容量形成部で共通の誘電体層３を用いても良い。この場合には、上部電極層４のパターニングのみで複数個の容量形成部を形成することができるので、製造が容易となり、生産性の高いコンデンサを提供することができる。
【００５６】
また、本発明の第２の実施形態の例においては、上部電極層４は４個の電極層４ａ〜４ｄからなる例について示したが、実際には上部電極層４は第１〜第３上部電極層を含む３個以上であれば本発明の範囲に含まれる。例えば、図１２に、上部電極層４が１０個の電極層４ａ〜４ｊからなる本発明の実施の形態の他の例を示す。原則的には、上部電極層４を構成する電極層４ａ〜４ｊの数が多いほど、対向する辺の総和が長くなるので、本発明による効果が大きくなるので望ましい。
【００５７】
次に図６に示す本発明におけるコンデンサを例にとり、本発明のコンデンサの製造方法の一例について説明する。図１３〜図１６は図６に示すコンデンサの製造方法の各工程を示すものであり、（ａ），（ｂ）はそれぞれ上部平面図及び断面図である。
【００５８】
まず、図１３に示すように、支持基板１上に厚さ０．１〜１０μｍの第１の白金膜２ｉ、その上にチタン酸バリウムストロンチウム膜３ｉ、さらにその上に厚さ０．０１〜１μｍの第２の白金膜４ｉを、それぞれスパッタリング法を用いて連続的に成膜する。
【００５９】
次に、図１４に示すように、第２の白金膜４ｉ上にレジストを塗布し、フォトリソグラフィによりパターニングを行った後これをマスクに用いてエッチングを行ない、第２の白金膜４ｉをパターニングして電極層４ａ，電極層４ｂ，電極層４ｃ及び電極層４ｄを形成する。レジストを除去した後、新たにレジストを塗布し電極層４ａ，電極層４ｂ，電極層４ｃ及び電極層４ｄよりも大きな形状になるようにフォトリソグラフィによりパターニングを行い、これをマスクに用いてチタン酸バリウムストロンチウム膜３ｉをエッチングし、誘電体層３ａ，誘電体層３ｂ，誘電体層３ｃ及び誘電体層３ｄを形成して、レジストを除去する。次に、レジストを塗布し、誘電体層３ａ，誘電体層３ｂ，誘電体層３ｃ及び誘電体層３ｄが形成されている領域を覆う形状になるようにフォトリソグラフィによりパターニングを行い、これをマスクに用いて第１の白金膜２ｉをエッチングし下部共通電極２を形成し、レジストを除去する。
【００６０】
次に、図１５に示すように、容量形成部全面を覆い、支持基板１にかけてＳｉＯ２よりなる保護膜５をＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法によって成膜する。次に、この上に、レジストを塗布しフォトリソグラフィによりパターニングを行い、続いてエッチングを行い下部共通電極２に達するコンタクトホールとなる開口６ａ，開口６ｂ，開口６ｃ及び開口６ｄを形成し、レジストを除去する。
【００６１】
その後、図１６に示すように、開口６ａ及び開口６ｃを介して電極層４ａ及び電極層４ｃに接続する引出し電極層７ａと、開口６ｂ及び開口６ｄを介して電極層４ｂ及び電極層４ｄに接続する引出し電極層７ｂとを、金合金材料を用いて形成する。
【００６２】
以上のような工程で、下部共通電極２と、下部共通電極２上に積層された誘電体層３および上部電極層４から成る複数個の容量形成部とを備えたコンデンサであって、上部電極層４は、第１上部電極層である電極層４ａと、第１上部電極層である電極層４ａと接続された第２上部電極層である電極層４ｃと、第１上部電極層である電極層４ａと第２上部電極層である電極層４ｃとの間に、これら第１及び第２上部電極層である電極層４ａ，４ｃと絶縁されて配置され、第１上部電極層である電極層４ａの対向する辺及び第２上部電極層である電極層４ｃの対向する辺に対してそれぞれ対応する外郭形状を有する第３上部電極層である電極層４ｂと、を有するコンデンサを提供することができる。
【００６３】
なお本実施形態では下部共通電極２と引出し電極７とにそれぞれ白金と金合金とを用いているが、他の金属や酸化物導電体、またはそれらの多層膜を用いても良い。
【００６４】
また、本実施形態では、下部共通電極２及び上部電極層４の厚さの範囲が０．１μｍ以上１０μｍ以下であるが、電極の連続性、下に位置する支持基板１または層（以下、下地部という）との密着性を確保できれば、本来はこの範囲に限定されるものではない。また、厚くすることによって引き起こされる下地部への応力が、下地部の反り，剥がれ等の不具合を発生させない許容範囲内であれば、本来はこの範囲に限定されるものではない。
【実施例】
【００６５】
次に本発明のコンデンサについて実施例について図面を参照しつつ説明する。具体的には、アンソフト社の電磁界シミュレータであるＨＦＦＳ（Ｈｉｇｈ−Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ  Ｓｉｍｕｌａｔｏｒ）を用いてシミュレーションを行い、本発明の構成のコンデンサと従来の構成の薄膜コンデンサとのＱ値を比べた。
【００６６】
シミュレーションに用いたモデルの図を参照しながら以下に説明する。
【００６７】
図１７は、シミュレーションに用いた従来の構成の薄膜コンデンサのモデルであるモデル１を示す図であり、（ａ），（ｂ）はそれぞれ、その平面図と要部断面図とを示す。図１７に示す薄膜コンデンサのモデル１では、支持基板１上に厚さ０．２μｍの下部共通電極２、厚さ０．２μｍの誘電体層３、厚さ２μｍの上部電極層としての電極層４ａ及び厚さ２μｍの上部電極層としての電極層４ｂが順次積層されて構成される２個の容量形成部が下部共通電極２を共有することで直列に接続された構成とした。なお、電極層４ａ，４ｂはそれぞれ容量形成部の外側の支持基板１上まで延びて形成されており、それぞれの支持基板１上における領域を１ａ，１ｂとする。ここで支持基板１にはサファイアの物性値を用いた。下部共通電極２にはＰｔの物性値を用いた。誘電体層３は、比誘電率を６０、Ｑ値を２００に設定した。また、電極層４ａ，電極層４ｂは理想導体とした。また電極層４ａと電極層４ｂとの面積はそれぞれ４５００μｍ２とした。このモデル１において、信号は領域１ａから入射（入力）され、領域２ｂから放射（出力）される。
【００６８】
次に、図１８に、シミュレーションに用いた本発明のコンデンサのモデルであるモデル２について、（ａ）は平面図，（ｂ）は要部断面図をそれぞれ示す。図１８に示すコンデンサのモデル２では、モデル１において２つだった上部電極層４としての電極層４ａ，４ｂを４つ設けた以外はモデル１と同様の条件とした。以下、変更点のみを説明する。
【００６９】
モデル２では、誘電体層３上に、厚さ２μｍの上部電極層としての電極層４ａ〜４ｄが配列されており、これら電極層４ａ〜４ｄは容量形成部の外側の支持基板１上まで延びて形成されており、それぞれの支持基板１上における領域を１ａ〜１ｄとすると、信号は電気的に接続された領域１ａ及び領域１ｃから入射され、電気的に接続された領域１ｂ及び領域１ｄから放射される。また、電極層４ａと電極層４ｃとの面積の和は４５００μｍ２であり、電極層４ｂと電極層４ｄとの面積の和は４５００μｍ２とした。
【００７０】
次に図１９に、シミュレーションに用いた本発明のコンデンサの他のモデルであるモデル３について、（ａ）は平面図、（ｂ）は要部断面図をそれぞれ示す。図１９に示すコンデンサのモデル３では、モデル１において２つだった上部電極層４としての電極層４ａ，４ｂを８つ設けた以外はモデル１と同様の条件とした。以下、変更点のみを説明する。誘電体層３上に、厚さ２μｍの上部電極層としての電極層４ａ〜４ｈが配列されており、これら電極層４ａ〜４ｈは容量形成部の外側の支持基板１上まで延びて形成されており、それぞれの支持基板１上における領域を１ａ〜１ｈとすると、信号は電気的に接続された領域１ａ，領域１ｃ，領域１ｅ及び領域１ｇから入射され、電気的に接続された領域１ｂ，領域１ｄ，領域１ｆ及び領域１ｈから放射される。また、電極層４ａと電極層４ｃと電極層４ｅと電極層４ｇとの面積の和は４５００μｍ２であり、電極層４ｂと電極層４ｄと電極層４ｆと電極層４ｈの面積の和は４５００μｍ２である。
【００７１】
上記３個のモデルにおいて、本明細書で定義されているＡ，Ｂ及びＡ／（２Ｂ）計算したものを表１に示す。
【表１】
0004738182.tif 000002
【００７２】
本実施例においては、モデル１が従来構造の薄膜コンデンサに相当し、モデル２及びモデル３が本発明のコンデンサに相当する。また本実施例において、上部電極層４の各電極層の対向した辺同士の距離は２μｍであった。
【００７３】
表１に示す通り、従来の構造の薄膜コンデンサにおいては、Ａ／（２Ｂ）の値は１未満となり、本発明のコンデンサにおいては、Ａ／（２Ｂ）の値は１以上となり、上部電極層４としての電極層の数を増やし、対向する辺の数を増やすにつれてその値は大きくなった。また、モデル１〜３で、Ｂの値がほぼ一定であることから、上部電極層４としての電極層の数を増やしても、コンデンサのサイズはほぼ一定となっていることを確認した。
【００７４】
本実施例においては、上記３種類のモデル毎にそれぞれ３個直列に接続した状態で１ＧＨｚにおけるＱ値をシミュレーションした。図２０はモデル３を３個直列接続したときの斜視図である。ここで図２０中の直方体はシミュレーションを実施する際に設定した境界を示す。この直方体の境界において、信号が入射される領域（例えばモデル１の場合は領域１ａ）を含む面以外は接地されており基準電位となっていることを示す。
【００７５】
このようにしてシミュレーションを行った結果を図２１に示す。図２１において横軸はＡ／（２Ｂ）の値を、縦軸は、左側がＱ値，右側が寄生抵抗（単位：Ω）を表している。図２１から、Ａ／（２Ｂ）の増大に伴い、１ＧＨｚにおける寄生抵抗が大きく低減していることが明らかとなった。特にＡ／（２Ｂ）が１付近においては寄生抵抗の低減の度合いが大きく、本発明による効果が実証された。また、寄生抵抗の低減と共に、Ｑ値も大幅に改善していることも分かった。Ｑ値においてもＡ／（２Ｂ）が１付近における改善の度合いが大きく、本発明による効果が実証されるものであった。
【００７６】
モデル１〜３で上部電極層４の面積は一定としたため、本発明のコンデンサによれば、コンデンサを大型化することなく、寄生抵抗を大幅に低減し、Ｑ値を大幅に改善することができることが確認された。
【００７７】
なお、以上はあくまで本発明の実施の形態の例示であって、本発明はこれらに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更や改良を加えることは何ら差し支えない。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】（ａ）は、本発明のコンデンサの第１の実施形態の一例を示す要部平面図であり、（ｂ）はその変形例を示す要部平面図である。
【図２】（ａ），（ｂ）は、それぞれ図１（ａ）に示すコンデンサを外部回路と接続するための構成を示す平面図及びＸＹ線における要部断面図である。
【図３】（ａ），（ｂ）は、それぞれ図２の変形例を示す平面図及びＸＹ線における要部断面図である。
【図４】図１に示すコンデンサの変形例を示す平面図である。
【図５】本発明のコンデンサの第２の実施形態の例を示す平面図である。
【図６】（ａ），（ｂ）は、それぞれ図５に示すコンデンサの変形例を示す平面図及びＸＹ線における要部断面図である。
【図７】図５に示すコンデンサの変形例を示す平面図である。
【図８】図５に示すコンデンサの変形例を示す平面図である。
【図９】図５に示すコンデンサの変形例を示す平面図である。
【図１０】図５に示すコンデンサの変形例を示す平面図である。
【図１１】図５に示すコンデンサの変形例を示す平面図である。
【図１２】図５に示すコンデンサの変形例を示す平面図である。
【図１３】（ａ），（ｂ）は、それぞれ図６に示すコンデンサの製造方法の工程を示す平面図及びＸＹ線における断面図である。
【図１４】（ａ），（ｂ）は、それぞれ図６に示すコンデンサの製造方法の工程を示す平面図及びＸＹ線における断面図である。
【図１５】（ａ），（ｂ）は、それぞれ図６に示すコンデンサの製造方法の工程を示す平面図及びＸＹ線における断面図である。
【図１６】（ａ），（ｂ）は、それぞれ図６に示すコンデンサの製造方法の工程を示す平面図及びＸＹ線における断面図である。
【図１７】（ａ），（ｂ）は、それぞれモデル１の平面図及びＸＹ線における要部断面図である。
【図１８】（ａ），（ｂ）は、それぞれモデル２の平面図及びＸＹ線における要部断面図である。
【図１９】（ａ），（ｂ）は、それぞれモデル３の平面図及びＸＹ線における要部断面図である。
【図２０】図１９に示すモデル３を３個直列接続したモデルの斜視図である。
【図２１】本発明のコンデンサの実施例における各モデルのＡ／（２Ｂ）の値に対するＱ値及び寄生抵抗値のシミュレーション結果を示す線図である。
【図２２】従来の薄膜コンデンサの構造の要部断面図である。
【図２３】図２３に示す薄膜コンデンサの説明する平面図である。
【図２４】従来の薄膜コンデンサの構造の一例を説明する模式的な平面図である。
【符号の説明】
【００７９】
１：支持基板
２：下部共通電極
３：誘電体層
４：上部電極層
５：保護膜
６：コンタクトホール
７：引出し電極層
【図１】
0004738182.tif 000003
【図２】
0004738182.tif 000004
【図３】
0004738182.tif 000005
【図４】
0004738182.tif 000006
【図５】
0004738182.tif 000007
【図６】
0004738182.tif 000008
【図７】
0004738182.tif 000009
【図８】
0004738182.tif 000010
【図９】
0004738182.tif 000011
【図１０】
0004738182.tif 000012
【図１１】
0004738182.tif 000013
【図１２】
0004738182.tif 000014
【図１３】
0004738182.tif 000015
【図１４】
0004738182.tif 000016
【図１５】
0004738182.tif 000017
【図１６】
0004738182.tif 000018
【図１７】
0004738182.tif 000019
【図１８】
0004738182.tif 000020
【図１９】
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【図２０】
0004738182.tif 000022
【図２１】
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【図２２】
0004738182.tif 000024
【図２３】
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【図２４】
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