(57)【要約】【課題】高静電容量密度、低損失正接、高絶縁破壊電圧、及びその他の好ましい電気的および物理的特性を有する薄膜誘電体の製造方法を提供すること。【解決手段】熱処理し磨いた金属箔上に、柱状粒子および高誘電率を有する堆積させた薄膜誘電体を形成し、スパッターし、低酸素分圧下でアニールすることにより、高静電容量密度の薄膜誘電体を得る。【選択図】図１Ｃ
2009088485.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンデンサーの製造方法であって、
金属箔を提供する工程と、
前記金属箔を第１回目にアニーリングする工程と、
前記金属箔を磨く工程と、
前記金属箔上にコンデンサーを形成する工程と、
を含み、
前記コンデンサーを形成する工程が、
第２回目の加熱がされた金属箔上に高誘電率の材料を含む誘電体層を堆積する工程と、
前記誘電体層を焼成する工程と、
前記誘電体上に導電層を形成する工程と、
を含み、
前記コンデンサーの誘電体層が柱状粒子を表面に呈していることを特徴とするコンデンサーの製造方法。
【請求項２】
前記堆積がスパッタリングによって行われることを特徴とする請求項１に記載の製造方法。
【請求項３】
約１０−６気圧未満の酸素分圧下で前記誘電体層を焼成する工程を更に含むことを特徴とする請求項１に記載の製造方法。
【請求項４】
前記金属箔の第１回目のアニーリングが約９００℃から１４００℃の間の温度で行われることを特徴とする請求項１に記載の製造方法。
【請求項５】
第１回目にアニールされた前記金属箔が、前記金属箔の厚さと実質的に等しい厚さに粒子が広がったものであることを特徴とする請求項１に記載の製造方法。
【請求項６】
１０−６気圧未満の酸素分圧下で前記誘電体層を焼成する工程を更に含み、前記金属箔の第１回目のアニーリングが約９００℃から１４００℃の間で行われることを特徴とする請求項２に記載の製造方法。
【請求項７】
スパッタリングの間、前記金属箔が約４００℃から９００℃の間の温度で第２回目に加熱をされることを含む請求項２に記載の製造方法。
【請求項８】
前記高誘電率の材料が、チタン酸バリウム、チタン酸バリウムストロンチウム、チタン酸ジルコン酸鉛、マグネシウムニオブ酸鉛、ジルコン酸チタン酸鉛ランタン、及びそれらの混合物からなる群から選択されることを特徴とする請求項１に記載の製造方法。
【請求項９】
前記高誘電率の材料がドープされた組成物であることを特徴とする請求項７に記載の製造方法。
【請求項１０】
前記誘電体の焼成が、前記金属箔が第１回目にアニールされる温度よりも低い温度で行われることを特徴とする請求項１に記載の製造方法。
【請求項１１】
前記誘電体の焼成が、前記金属箔が第１回目にアニールされる温度よりも低い温度で行われることを特徴とする請求項２に記載の製造方法。
【請求項１２】
前記誘電体の焼成が、約７００℃から１４００℃の間の温度で行われることを特徴とする請求項１に記載の製造方法。
【請求項１３】
前記誘電体の焼成が、約７００℃から１４００℃の間の温度で行われることを特徴とする請求項２に記載の製造方法。
【請求項１４】
前記金属箔上に堆積した誘電体層が、約０．２から２．０マイクロメートルの範囲の厚さを有することを特徴とする請求項１に記載の製造方法。
【請求項１５】
スパッターされた誘電体層が、約０．２から２．０マイクロメートルの範囲の厚さを有することを特徴とする請求項２に記載の製造方法。
【請求項１６】
前記コンデンサーが約１μＦ／ｃｍ２かそれよりも大きな静電容量密度を有することを特徴とする請求項１に記載の製造方法。
【請求項１７】
前記コンデンサーが約１μＦ／ｃｍ２かそれよりも大きな静電容量密度を有することを特徴とする請求項２に記載の製造方法。
【請求項１８】
請求項１に記載の製造方法によって製造された埋め込み型のコンデンサーを含むことを特徴とするプリント配線基板。
【請求項１９】
請求項２に記載の製造方法によって製造された埋め込み型のコンデンサーを含むことを特徴とするプリント配線基板。
【請求項２０】
請求項３に記載の製造方法によって製造された埋め込み型のコンデンサーを含むことを特徴とするプリント配線基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
技術分野は、埋め込みコンデンサーである。より詳細には、技術分野は、柱状粒子を表面に呈するスパッター薄膜誘電体を有するベース金属箔上のコンデンサーを含む。
【背景技術】
【０００２】
集積回路（ＩＣ）を含む半導体デバイスは、ますます高周波、高転送速度、低電圧で操作されつつあるので、電源中のノイズ、グランド（リターン）ライン、及び、より高速の回路切り替えに適合するために充分な電流を供給する必要性は、ますます重要な課題になりつつある。ＩＣに対してノイズが少なく安定性の高い電源を供給するために、出力分配システムにおいて低インピーダンスであることが必要とされている。従来の回路においては、インピーダンスは、追加の表面実装技術（ＳＭＴ）の使用により、低減される。より高い動作周波数（より高いＩＣ切り替え速度）は、ＩＣに対する電圧レスポンス時間が、より速くなければならないことを意味している。より低い動作電圧は、許容可能な電圧変化（リップル）及びノイズがより小さくなるためには、必要とされる。例えば、マイクロプロセッサーＩＣが切り替えられると、操作を開始するので、それは、切り替え回路をサポートする力（ｐｏｗｅｒ  ｔｏ  ｓｕｐｐｏｒｔ）と呼ばれる。電圧源の応答時間があまりに遅いと、マイクロプロセッサーは、許容可能なリップル電圧及びノイズマージンを超えるであろう電圧降下または出力低下を経験し、ＩＣは、見せかけのゲートを引き起こすであろう。更に、ＩＣがパワーアップするにつれて、遅い応答時間は、電力のオーバーシュートをもたらすであろう。出力の低下及びオーバーシュートは、ＩＣの十分近くにコンデンサーを使用することによって、それらが適当な応答時間内に、電力を供給または吸収し、許容可能な限度内にコントロールされなければならない。
【０００３】
出力の低下及びオーバーシュートは、適当な応答時間内に電力を供給又は吸収するコンデンサーの使用により、許容可能な限度内に維持される。コンデンサーは、通常、回路の性能を高めることができるようにＩＣの近くに配置される。従来の設計は、ＩＣの周辺に密集したプリント配線基板（ＰＷＢ）上に取り付けられたコンデンサー表面を有する。大容量のコンデンサーを電源の近くに配置し、中容量のコンデンサーをＩＣと電源の間の位置に配置し、小容量のコンデンサーをＩＣの非常に近くに配置する。
【０００４】
平行に相互接続された多数のコンデンサーが、電力系統のインピーダンスを減少させるために、しばしば必要とされる。これは、回路のループインダクタンスを増加させる複雑な電気回路を必要とし、それによって、表面に取り付けられたコンデンサーの有利な効果を幾分、減少させる。周波数が増加し、操作電圧が低下し続けるにつれて、電力は増加し、より高いキャパシタンスが、次第に低下するインダクタンスレベルにおいて供給されなければならない。
【０００５】
ＩＣを取り付けたＰＷＢパッケージ中の高静電容量密度の薄膜状セラミックコンデンサー中に、ある溶液が組み込まれる（すなわち、埋め込まれる）であろう。ＩＣの直下の単一層セラミックコンデンサーは、インダクタンスを最小に低減させ、高静電容量密度は、ＩＣの要求を満たすのに十分なキャパシタンスを与える。ＰＷＢ中のそのようなコンデンサーは、かなりすばやい応答時間におけるキャパシタンスおよびより低いインダクタンスを与えることができる。
【０００６】
箔上での焼成（ｆｉｒｅｄ−ｏｎ−ｆｏｉｌ）技術を使用するプリント配線基板中への高キャパシタンスの膜状セラミックコンデンサーの埋め込みが知られている。高誘電率すなわち高誘電定数（Ｋ）を有する誘電材料、例えばチタン酸バリウムをベースにした組成物、並びに、薄いフイルム状の誘電材料を使用して、高静電容量密度のコンデンサーを実現することも、又、知られている。更に、１ミクロン未満の厚さを有する薄膜状のコンデンサー誘電材料も知られている。箔上焼成（ｆｉｒｅｄ−ｏｎ−ｆｏｉｌ）された薄膜コンデンサーの製造のための化学的溶液堆積法およびスパッタリング法は、Ｂｏｒｌａｎｄらによって、特許文献１に開示されている。
【０００７】
【特許文献１】米国特許番号  第７，０２９，９７１号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
初期の堆積（ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）は、堆積条件に依存して、無定形になるか、結晶性になるか、又は、それらの両者の混合形態になる。無定形組成物は、低い誘電定数を有している。高い誘電定数は、結晶相においてのみ達成され得る。誘電体のベースとなるチタン酸バリウム中における高誘電定数（Ｋ）の正方晶相は、粒径が約０．１ミクロンを超えるときにのみ達成され得る。そして、堆積された誘電材料の高温での更なる焼成により、完全な結晶化と粒径成長が誘導される。このことは、高いＫ相の形成および高誘電定数をもたらす。
【０００９】
スパッター誘電体は、緻密化のレベルが高いので、しばしば好まれる。しかし、スパッタリングは、好ましい数値の約１０分の１から１００分の１の粒径を有する微結晶誘電体を堆積する。このことは、スパッターされたコンデンサー誘電体は、４００〜６００の低い誘電率であることを意味している。これは、それらの微結晶特性および誘電率が比較的低いままであるために、粒径が小さいままであることを意味している。
【００１０】
したがって、本発明による解決課題は、結果として高誘電率をもたらす粒径サイズを有するスパッター誘電体を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本明細書に開示する方法は、柱状粒子を表面に呈するスパッター薄膜誘電体の製造方法である。柱状粒子は高誘電定数を有する誘電体層を生じ、それによって、高静電容量密度のコンデンサーの製造を可能とする。
【００１２】
本明細書に開示された方法によって製造されたコンデンサーは、プリント配線基板中に埋め込まれ得る。このコンデンサーは、高静電容量密度、低損失正接、高絶縁破壊電圧、及び他の好ましい電気的および物理的特性を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
一般的な方法にしたがって、本明細書に添付されている図面の様々な特徴は、スケールまで正確に描かれる必要がないことである。当該図面における寸法の様々な特徴や要素は、本発明の実施態様をより明確に表すために拡大または縮小されてもよい。
【００１４】
本明細書の詳細な説明については、当該図面を参照いただきたい。なお、図面の記載において、数字等は、要素等を意味しており、各図の内容に関しては［図面の簡単な説明］を参照されたい。
【００１５】
定義
以下に述べる方法を、次の用語を用いて論じる。
【００１６】
本明細書で、「アニーリング」（“ａｎｎｅａｌｉｎｇ”）および「焼成」という用語は、互いに交換可能であり、７００℃以上もの高温において、金属箔すなわち誘電体を処理することを意味する。
【００１７】
本明細書で、用語「実質的に大きさの同じ」とは、当業者が厚さ（同士）を比較して、異ならないと認めるであろう大きさを意味する。
【００１８】
本明細書で、用語「高誘電定数」、「高Ｄｋ」、及び「高誘電率」とは、互いに交換可能であり、５００を上回るバルク誘電定数を有する誘電体材料を意味する。
【００１９】
本明細書で、用語「静電容量密度」は、コンデンサーの電極の通常の面積で除算された、コンデンサーの測定された静電容量（キャパシタンス）を意味する。静電容量密度は、下式によって誘電率と関係づけられる。
Ｃ／Ａ  ＝  ０．８８５Ｋ／ｔ
上式で、Ｃ／Ａはｃｍ２（単位）で表される通常の電極面積で除算されたナノファラッド（ｎＦ）単位の静電容量密度を、Ｋは誘電率を、ｔはμｍ（ミクロン）単位の厚さを、０．８８５は定数（自由空間の誘電率）を、それぞれ意味する。
【００２０】
図１Ａは、ベース金属箔上に高誘電定数のコンデンサーを形成する第一段階の側面図であり、誘電体は柱状粒子を表面に呈している。図１Ａにおいては、金属箔１１０を備えている。金属箔１１０は、一般に工業上、入手可能な一種でよい。例えば、金属箔１１０は、銅（Ｃｕ）またはその合金であってもよく、銅−インバー−銅、インバー、ニッケル（Ｎｉ）、ニッケルで被覆された銅、あるいは薄膜誘電体の焼成温度よりも高い融点を有する他の金属または他の金属合金であってもよい。大部分が銅またはニッケルからなる金属箔が好ましい。金属箔１１０の厚さは、例えば１から１００ミクロンの範囲、好ましくは３から７５ミクロンの範囲である。好適なニッケル箔の例として、いずれもＡｌｌ  Ｆｏｉｌ  Ｉｎｃ．社から入手可能な７６．２ミクロンの厚さ又は２５．４ミクロンの厚さのニッケル２０１箔が挙げられる。好適な銅箔の例として、３６ミクロンの厚さを有し、Ｏａｋ−Ｍｉｔｓｕｉ社から入手可能なＰＬＳＰグレードの１オンスの銅箔が挙げられる。
【００２１】
薄膜誘電体は、箔の融点よりも低い温度で焼成されるが、箔１１０はその焼成温度よりも高い温度でアニールされる。例えば、銅の場合、箔のアニーリングは、１０５０℃までの温度で行ってよい。ニッケル箔については、アニーリングは１４００℃までの温度で行ってもよい。しかし一般に、誘電体の焼成温度よりも１００〜２００℃高い温度で、箔はアニールされる。例えば、９００℃で焼成される誘電体であるならば、箔は１０００〜１１００℃で１〜２時間アニールされ得る。アニーリングは、金属箔上に残存する酸化物表面が純粋な金属に熱力学的に還元されるように、充分に低い酸素分圧下で行われる。適した雰囲気は金属箔に依存するが、例えばニッケルの場合、約１×１０−１５気圧の酸素分圧（ＰＯ２）である。そのような雰囲気は、フォーミングガスの使用によって、得ることができる。金属箔のアニーリングは、金属中の再結晶化および実質的な粒子の成長を引き起こす。アニーリング後に、多くの粒子は、その箔の厚さが金属箔の厚さと実質的に同じ厚さになるまで箔の厚さ全体にわたって広がる。例えば、箔が２５マイクロメートルの厚さである場合には、多くの粒子が、ｘ、ｙ、及びｚの外形寸法が約２５マイクロメートルになるまで成長することができ、箔は多くの部分の厚さに渡って唯１つの粒子を有するようになる。したがって、その後に箔のアニーリング温度よりも低い温度で加熱しても、箔の特性を材料的に変化させることはない。
【００２２】
アニーリング後、箔は各種の機械的または化学的方法によって磨かれる。磨くこと（ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ）により、表面の乱れによる薄膜誘電体中におけるショートニングを低減するために、平滑な表面が作り出される。また、この磨くことは、滑らかに拡張された粒子のテンプレートを作り出し、箔表面に垂直に誘電体粒子の成長を促進させる。
【００２３】
図１Ｂにおいて、コンデンサー誘電体層１２０は、アニールされ磨かれた金属箔基材上に、箔が完全に被覆されるように堆積される。薄膜誘電体は、スパッタリング、レーザーアブレーション、化学気相蒸着及び化学的溶液析出によって、金属箔上に堆積させることができる。堆積させた誘電体の緻密さレベルが高いために、スパッタリングが適している。スパッタリングの間、金属箔が顕著に酸化されることを避けるために、ドープされていないアルゴン、アルゴンと酸素の混合物、又はその他の適当なガス下で、４００℃〜９００℃のような高温で、金属箔は加熱される。そのような高温に加熱された金属箔上へのスパッタリングにより、堆積させた誘電体（薄）膜の密度が高められる。スパッタリング中の箔、及び大粒子化され磨かれた箔表面とを一緒に加熱することにより、最初に播種された核上の柱状粒子の成長を促進させる。成長は、箔表面に対して直交して（垂直に）に起こる。粒子の大きな粒径のために下地になっている金属箔中に多数の粒子境界が無くなって、ｘ及びｙ方向への誘電体粒子の成長が促進され、これによって、室温スパッタリングに通常伴って生じる微粒子会合が妨げられる。
【００２４】
所望とする厚さまでスパッタリングした後、金族箔上の誘電体は焼成される。焼成は、堆積させた誘電体層１２０を完全に結晶化させ、より高密度化する。また焼成は粒子の成長をより促進させ、その結果、より高誘電率とする。
【００２５】
誘電体の焼成は、下地になっている金属箔が酸化されるのを防止するために、低い酸素分圧（ＰＯ２）の雰囲気下で行われてもよい。しかしながら、誘電体の焼成においては、より高いＰＯ２レベルが、酸素欠損および、誘電体が還元されることによる自由電子の生成を最小量にするために、より望まれる。ゆえに、金属箔の顕著な酸化を起こさない、最も高いＰＯ２レベルが選ばれる。低い酸化レベルは許容されるが、誘電体の実効誘電率を低下させる高い酸化レベルは避けられるべきである。最適な酸素分圧は、金属箔、ドーパントの種類、および使われるとすれば濃度、及び焼成温度に依存するが、約１０−６から１０−１２気圧の範囲である。
【００２６】
誘電体が焼成されるのに好適な温度は、下地になっている金属箔および所望とされる誘電性の微細構造に依存する。誘電体の焼成温度は、一般に、金属箔が最初にアニールされる際の温度よりは低いが、誘電体のスパッタリングの間に金属箔が加熱される際の温度よりは高い。例えば、金属箔が最初に１０００℃でアニールされ、続いてスパッタリングの間、７００℃で加熱され、次いで、誘電体の焼成を約８００℃から９００℃の間で行う。誘電体の焼成は、スパッタリングチェンバー又は分離した加熱炉の中で行ってもよい。スパッタリングチェンバー中での焼成は、チェンバー内に被覆した箔が残り、手を使うことがなく、表面汚染の可能性を最小限にできる点で、特に有用である。低い酸素分圧は、高純度のアルゴン、窒素、及び／又は真空を用いることによって成し遂げられる。他のガスの組み合わせも可能である。
【００２７】
上に述べたプロセスは、柱状粒子の成長を促進し、それにより、柱状粒子は増大して、誘電体フイルムの誘電率は増大する。誘電体を焼成する間における適切な雰囲気の選択は、下地になっている金属箔の酸化および誘電体中における酸素欠損と自由電子の生成の両者を最小限にする。酸素欠損と自由電子生成とを最小限にすることによって、絶縁破壊電圧（ブレークダウン電圧）や絶縁抵抗等の誘電特性が高められる。
【００２８】
誘電体を焼成した後、被覆された箔は、冷却される。
【００２９】
図１Ｃにおいて、電極１３０は、焼成された誘電体の層１２０の上に形成され、物品１６５を形成する。電極１３０は、例えば、マスクを通してスパッタリングすることによって形成され得るが、他の方法によっても形成可能である。典型的には、スパッター電極は、厚さが１ミクロン未満であり、銅を含むが他の金属から形成されてもよい。物品１６５の平面図が、図１Ｄに示されている。図１Ｄには、金属箔上に、１６個のコンデンサーが示されているが、これ以外の個数のコンデンサーが組み上げられてもよい。
【００３０】
本明細書に記載された誘電体の処理（ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ）方法は、望ましい物理的および電気的特性を与える。そのような物理的特性の１つは緻密な微細構造であり、その他は、結果として生じる柱状粒子である。粒径からもたらされる望ましい電気的特性は、平方センチメートル当り１マイクロファラッド（１μＦ／ｃｍ２）のオーダーの静電容量密度である。他の望ましい電気的特性は、１０ボルトを超える絶縁破壊電圧（ブレークダウン電圧）である。更に、本明細書に開示された方法は、材料およびプロセスの両観点において、環境調和性が高い。
【００３１】
これらの方法において、チタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ３）に基づく材料がスパッター誘電体として使用されるが、これは、それらの材料が高誘電率を有し、鉛を含まないからである。ＡＢＯ３の一般式（ここで、Ａ部位およびＢ部位は１又は複数の異なる金属によって占有される）で表されるペロブスカイトを含んだ高誘電率を持った他の材料が使用可能である。例えば、高Ｋは、結晶性チタン酸バリウム（ＢＴ）、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）、ジルコン酸チタン酸鉛ランタン（ＰＬＺＴ）、マグネシウムニオブ酸鉛（ＰＭＮ）、チタン酸バリウムストロンチウム（ＢＳＴ）において実証されており、これらの材料は、表面実装コンポーネント部品に通常、使用される。
【００３２】
ＭＯ２の好ましい酸化物の化学量論を有するジルコニウム（Ｚｒ）、ハフニウム（Ｈｆ）、スズ（Ｓｎ）、及びセリウム（Ｃｅ）のような遷移金属カチオンは、チタンの代替となり得る。遷移金属カチオンは、ＢａＴｉＯ３の三相の転移の温度領域を、相互に近づけるようにシフトさせることにより、誘電体における誘電率の温度依存性を平滑化する。
【００３３】
ＭＯの好ましい酸化物の化学量論を有する金属カチオン（ここで、Ｍとしては、例えば、カルシウム（Ｃａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）、マグネシウム（Ｍｇ）のようなアルカリ土類金属である。）が、誘電温度の最高値をより低温にシフトでき、更には、誘電体の温度依存の応答性を平滑化できるので、バリウムの代替となり得る。
【００３４】
誘電体の特性を変えるために、ドーパントカチオンをチタン酸バリウム対象物に添加することができる。例えば、Ｒ２Ｏ３の好ましい酸化物の化学量論を有するドーパントレアアース（希土類金属）カチオン（ここで、Ｒは、例えばイッテルビウム［Ｙ］、ホルミウム［Ｈｏ］、ジスプロジウム［Ｄｙ］、ランタン［Ｌａ］、及びユーロピウム［Ｅｕ］のようなレアアース（希土類金属）カチオンである。）は、得られるスパッター誘電体の絶縁抵抗及び信頼性を高めるために、対象組成物に添加されてもよい。化学量論ＭＯの小さな原子半径のカチオン（マンガン［Ｍｎ］、クロム［Ｃｒ］、コバルト［Ｃｏ］、及び鉄［Ｆｅ］等の遷移金属カチオンと同様にカルシウム［Ｃａ］、マグネシウム［Ｍｇ］、又は、ニッケル［Ｎｉ］等）の酸化物が、誘電体の絶縁抵抗を高めるために、チタン部位にドープするように使用されてもよい。上記のドーパント又はこれらの混合物が、様々な濃度で使用されてもよい。好ましい濃度範囲は、約０から５モルパーセントの間である。
【００３５】
以下の実施例は、本明細書の方法によって調製された金属箔上の誘電体の好ましい特性を明らかにしている。
【実施例】
【００３６】
（実施例１）
Ａｌｌ  Ｆｏｉｌｓ  Ｉｎｃ社製の７６．２ミクロン厚の２０１型ニッケル箔が、６２ｍｍ×６２ｍｍの大きさにカットされ、アセトン中、５分間、超音波洗浄され、次いで、脱イオン水及び工業用プロピルアルコールの混合物中で、超音波により濯がれた。次に、このニッケル箔は、１０−１４〜１０−１５気圧の酸素分圧下、ピーク温度である１０００℃で９０分間アニールされた。この圧力は、フォーミングガス（窒素中、１％の水素）と窒素との混合ガスを使用することによって達成された。アニーリングによって、金属箔中の粒子成長を促進させた。アニーリング後、多くのニッケル粒子が、箔の厚さと実質的に等しい厚さになるように、箔の全体に渡って均一に広がった。
【００３７】
アニールされたニッケル箔は、化学的機械的ポリッシング方法を使用することによって、磨かれ、鏡面仕上げされた。磨かれた後、この箔は、アセトン中、５分間、超音波洗浄され、次いで、脱イオン水及び工業用プロピルアルコールの混合物中で超音波により濯がれた。
【００３８】
ニッケル箔が、スパッタリングチェンバー中に配置され、このチェンバーは、約９５％アルゴン及び５％酸素からなる雰囲気下で、３ミリトール（ｍｉｌｌｉ  Ｔｏｒｒ）まで減圧にされた。この金属箔は、６５０℃で加熱された。次に、２００ワットのＲＦ電源および直径４インチのチタン酸バリウムターゲットを使用して、このニッケル箔の磨かれた表面の全体に渡って、チタン酸バリウムがスパッターされた。蒸着時間は１２０分間であり、これにより、約０．６５ミクロンの誘電体厚となった。
【００３９】
次に、被覆した箔は、誘電体を焼成するために、スパッタリングチェンバー中で９００℃に加熱された。温度は、ピーク温度で２時間維持された。誘電体を焼成中の酸素分圧は、３×１０−７気圧で測定された。誘電体を焼成後、被覆された箔は、冷却された。この被覆された箔は、スパッタリングチェンバーから取り出された。１ｃｍ×１ｃｍの９本の先端が銅製の電極が、電子ビーム堆積法によって、誘電体表面に堆積された。
【００４０】
キャパシタンス及び損失正接が、１．３ｄｃボルト、１ＫＨｚ、及び５０ミリボルトｒｐｍの振動電圧の条件で測定された。測定されたキャパシタンスは、１２８０ナノファラッドであり、１２８０ｎＦ／ｃｍ２の静電容量密度の結果を与えた。このフイルムの有効誘電率は、約９４０であると計算された。損失正接は、０．２３であった。このコンデンサーは、キャパシタンスの変化を伴うことなく、プラスマイナス１０ボルトの電圧バイアスにも耐えることができた。
【００４１】
同様な条件下で製造された別のコンデンサーは、異なる条件下で測定された。キャパシタンス及び損失正接は、０ｄｃボルト、１ＫＨｚ、及び５０ミリボルトｒｐｍの振動電圧を使用して測定された。測定されたキャパシタンスは、１７１０ナノファラッドであり、１７１０ｎＦ／ｃｍ２の静電容量密度の結果を与えた。誘電体フイルムの有効誘電率は、約１２５６であると見積もられた。損失正接は、０．１０９であった。このコンデンサーも又、キャパシタンスの変化を伴うことなく、プラスマイナス１０ボルトの電圧バイアスにも耐えることができた。
【００４２】
このコンデンサーは切断され、透過型電子顕微鏡を用いて検査された。顕微鏡検査の結果を図２、３、及び４に示す。図２は、実施例１のサンプルの断面についての低倍率の拡大画像を示している。図１の図解例においては、明らかにする目的で、切断面は、識別のための整数でラベル付けされている。図３及び４は、この切断面の高倍率拡大を示している。図３及び４から、誘電体は、直径が５０から１００ミクロンの間の柱状粒子構造を有しており、こうして誘電率が高められたことについて説明がつくことに関して、明確に理解することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１Ａ】金属箔上にコンデンサーを形成する本発明による一般的方法を示している図である。
【図１Ｂ】金属箔上にコンデンサーを形成する本発明による一般的方法を示している図である。
【図１Ｃ】金属箔上にコンデンサーを形成する本発明による一般的方法を示している図である。
【図１Ｄ】金属箔上にコンデンサーを形成する本発明による一般的方法を示している図である。
【図２】実施例１にしたがって製造されたコンデンサーの断面の電子顕微鏡による低倍率写真を示す図であり、実施例のサンプルを図１Ａ〜図１Ｄの図説と関係づけるために、適当な番号をラベルしてある。
【図３】柱状粒子の直径が５０から１００マイクロメートルの実施例１の電子顕微鏡による高倍率拡大写真を示している図である。
【図４】柱状粒子の直径が５０から１００マイクロメートルの実施例１の電子顕微鏡による高倍率拡大写真を示している図である。
【図１Ａ】
2009088485.tif 000003
【図１Ｂ】
2009088485.tif 000004
【図１Ｃ】
2009088485.tif 000005
【図１Ｄ】
2009088485.tif 000006
【図２】
2009088485.tif 000007
【図３】
2009088485.tif 000008
【図４】
2009088485.tif 000009
【外国語明細書】
2009088485000001.pdf