(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に設けた下部電極と、該下部電極を覆うように積層された所定の静電容量温度係数を持つ誘電体薄膜パターンと、前記所定の静電容量温度係数とは異なる静電容量温度係数を有するとともに前記誘電体薄膜パターンの両端部をそれぞれ覆うように積層された一対の第二誘電体膜と、該一対の第二誘電体膜間に位置する前記誘電体薄膜パターンと前記一対の第二誘電体膜とを覆うとともに前記下部電極に対向させて設けた上部電極とを有し、
前記下部電極と前記上部電極間における前記誘電体薄膜パターンのみの領域面積と、前記誘電体薄膜パターンと前記一対の第二誘電体膜との重なり部領域面積とを調整して静電容量温度係数を設定するようにしたことを特徴とする温度補償用薄膜コンデンサ。
【請求項２】
基板上に設けた下部電極と、所定の静電容量温度係数を有し且つ前記下部電極の上面の中央部に設けられた誘電体薄膜パターンと、前記所定の静電容量温度係数とは異なる静電容量温度係数を有し且つ前記誘電体薄膜パターンの上面縁部から前記下部電極の側面までを覆うように設けられた一対の第二誘電体膜と、該一対の第二誘電体膜間に位置する前記誘電体薄膜パターンと前記一対の第二誘電体膜とを覆うとともに前記下部電極に対向させて設けられた上部電極とを有し、
前記下部電極と前記上部電極間における前記誘電体薄膜パターンのみの領域面積と、前記誘電体薄膜パターンと前記一対の第二誘電体膜との重なり部領域面積とを調整して静電容量温度係数を設定するようにしたことを特徴とする温度補償用薄膜コンデンサ。
【請求項３】
前記誘電体薄膜の静電容量温度係数の絶対値が５０ｐｐｍ／℃以下、前記第二誘電体膜の静電容量温度係数が負でその絶対値が５００ｐｐｍ／℃以上であることを特徴とする請求項１または２記載の温度補償用薄膜コンデンサ。
【請求項４】
前記第二誘電体膜の比誘電率が４以下であり、線熱膨張係数が５０ｐｐｍ／℃以上であることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一項に記載の温度補償用薄膜コンデンサ。
【請求項５】
前記誘電体薄膜の平面耐電圧が１００Ｖ以上であり、前記第二誘電体膜の電極端部耐電圧が１００Ｖ以上であることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか一項に記載の温度補償用薄膜コンデンサ。
【請求項６】
測定周波数１ＧＨｚにおける前記誘電体薄膜のＱ値が２００以上、前記第二誘電体膜のＱ値が１０以上であることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか一項に記載の温度補償用薄膜コンデンサ。
【請求項７】
前記誘電体薄膜がSiOxNyであることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか一項に記載の温度補償用薄膜コンデンサ。
【請求項８】
前記第二誘電体膜がアクリル系樹脂またはフッ素系樹脂であることを特徴とする請求項１ないし７のいずれか一項に記載の温度補償用薄膜コンデンサ。
【請求項９】
前記下部電極と前記上部電極との間において、前記誘電体薄膜だけが存在する領域が形成する容量をＣ３、前記誘電体薄膜と前記第二誘電体膜とが積層される領域のうち一方の前記誘電体薄膜が形成する容量をＣ３’、他方の第二誘電体膜４が形成する容量をＣ４としたときに、前記下部電極と前記上部電極との間に形成される容量Ｃが、
Ｃ＝Ｃ３＋１／（１／Ｃ３’＋１／Ｃ４）
で表され、
かつ前記誘電体薄膜の静電容量温度係数をτ３、第二誘電体膜４の静電容量温度係数をτ４としたときに、前記容量Ｃの温度係数τが、
τ＝[τ３(Ｃ３＋１／{Ｃ３'(１／Ｃ３'＋１／Ｃ４)2})＋τ４／{Ｃ４(１／Ｃ３'＋１／Ｃ４)２}]／Ｃ
で表されることを特徴とする請求項１、３ないし８のいずれか一項に記載の温度補償用薄膜コンデンサ。
【請求項１０】
前記下部電極と前記上部電極との間において、前記誘電体薄膜の領域にて形成される容量をＣ１３、前記二誘電体膜の領域にて形成される容量をＣ１４としたときに、前記下部電極と前記上部電極との間に形成される容量Ｃが、
Ｃ＝Ｃ１３＋Ｃ１４
で表され、
かつ前記誘電体薄膜の静電容量温度係数をτ１３、第二誘電体膜４の静電容量温度係数をτ１４としたときに、前記容量Ｃの温度係数τが、
τ＝[τ１３・Ｃ１３＋τ１４・Ｃ１４]／Ｃ
で表されることを特徴とする請求項２ないし８のいずれか一項に記載の温度補償用薄膜コンデンサ。
【請求項１１】
基板上に下部電極を形成する工程と、所定の静電容量温度係数を持つ誘電体を積層して前記下部電極を覆う誘電体薄膜パターンを形成する工程と、所定の静電容量温度係数とは異なる静電容量温度係数をもつ第二誘電体を前記誘電体薄膜パターン上に部分的に積層して前記誘電体薄膜パターンの両端部を覆う一対の第二誘電体膜を形成する工程と、該一対の第二誘電体膜間に位置する前記誘電体薄膜パターンと前記一対の第二誘電体膜とを覆う上部電極を形成する工程と、を有することを特徴とする温度補償用薄膜コンデンサの製造方法。
【請求項１２】
基板上に下部電極を形成する工程と、所定の静電容量温度係数を持つ誘電体を積層して前記下部電極の中央部を部分的に覆う誘電体薄膜パターンを形成する工程と、前記所定の静電容量温度係数とは異なる静電容量温度係数をもつ第二誘電体で前記誘電体薄膜パターンの上面縁部から前記下部電極の側面までを覆うことにより一対の第二誘電体膜を形成する工程と、該一対の第二誘電体膜間に位置する前記誘電体薄膜パターンと前記一対の第二誘電体膜とを覆う上部電極を形成する工程と、を有することを特徴とする温度補償用薄膜コンデンサの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は電子回路における半導体素子の接合容量の温度依存性を補償して、電子回路全体の温度依存性を小さくした温度補償用薄膜コンデンサ及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
薄膜コンデンサとは一般に、基板上に下部電極、誘電体層、上部電極を積層してなる構造とされ、場合によっては下部電極としての機能を有する半導体基板の上に誘電体層と上部電極層を順次積層してなる構造とされている。従来、この種の薄膜コンデンサにおいてその静電容量温度係数を種々選択選択する場合、所望の静電容量温度係数に近い静電容量温度係数を有する誘電体材料を探し出して、それを誘電体層として使用していた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、小型薄膜コンデンサにおいては、誘電体層の厚さが０．５μｍ以下を要求されるものであるため、静電容量温度係数のみならず成膜条件、比誘電率、絶縁耐電圧等薄膜コンデンサに要求される諸条件を満足する誘電体材料をそろえることは困難で、実施できる静電容量温度係数には制限があった。
【０００４】
なお、薄膜コンデンサの誘電体端部における耐電圧だけを改善しようとするものとしては、誘電体端部に第二誘電体膜を設ける薄膜コンデンサが知られている。
【０００５】
しかしながらこの第二誘電体膜を設けたコンデンサも、常に誘電体端部における耐電圧向上を目的とした構造であり、静電容量温度係数を制御するものではない。そのため、多種の誘電体材料をそろえなければならないという課題は解消されていなかった。
【０００６】
本発明はこの様な課題を解消し、二種類の誘電体薄膜材料のみを使用して、任意の静電容量温度係数の薄膜コンデンサを容易に実現することを目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上述の課題を解決するため、本発明の温度補償用薄膜コンデンサは、基板上に設けた下部電極と、該下部電極を覆うように積層された所定の静電容量温度係数を持つ誘電体薄膜パターンと、前記所定の静電容量温度係数とは異なる静電容量温度係数を有するとともに前記誘電体薄膜パターンの両端部をそれぞれ覆うように積層された一対の第二誘電体膜と、該一対の第二誘電体膜間に位置する前記誘電体薄膜パターンと前記一対の第二誘電体膜とを覆うとともに前記下部電極に対向させて設けた上部電極とを有し、
前記下部電極と前記上部電極間における前記誘電体薄膜パターンのみの領域面積と、前記誘電体薄膜パターンと前記一対の第二誘電体膜との重なり部領域面積とを調整して静電容量温度係数を設定するようにしたことを特徴とする。
【０００８】
また本発明は、基板上に設けた下部電極と、所定の静電容量温度係数を有し且つ前記下部電極の上面の中央部に設けられた誘電体薄膜パターンと、前記所定の静電容量温度係数とは異なる静電容量温度係数を有し且つ前記誘電体薄膜パターンの上面縁部から前記下部電極の側面までを覆うように設けられた一対の第二誘電体膜と、該一対の第二誘電体膜間に位置する前記誘電体薄膜パターンと前記一対の第二誘電体膜とを覆うとともに前記下部電極に対向させて設けられた上部電極とを有し、
前記下部電極と前記上部電極間における前記誘電体薄膜パターンのみの領域面積と、前記誘電体薄膜パターンと前記一対の第二誘電体膜との重なり部領域面積とを調整して静電容量温度係数を設定するようにしたことを特徴とする。
【０００９】
本発明では、下部電極と上部電極間においては誘電体薄膜のみが存在する領域で形成されるコンデンサ部分（コンデンサ５１）と誘電体薄膜と第二誘電体膜の二層が存在するコンデンサ部分（コンデンサ５２）とが互いに並列接続され形成される。しかも、コンデンサ５１とコンデンサ５２は互いに静電容量温度係数が異なる。従って、これらコンデンサ５１とコンデンサ５２の領域面積を調整して静電容量温度係数を設定することにより、誘電体薄膜材料を多種そろえなくても任意の静電容量温度係数をもつ温度補償用薄膜コンデンサを容易に実現できる。
【００１０】
また、第二誘電体膜を設けているので、電極端部即ち電極側面を覆っている誘電体薄膜の段差部、又は誘電体薄膜の膜側面部における誘電体薄膜材料の耐電圧特性面の制限が緩和される。
【００１１】
上記において、誘電体薄膜の静電容量温度係数の絶対値が５０ｐｐｍ／℃以下であり、第二誘電体膜の静電容量温度係数が負でその絶対値が５００ｐｐｍ／℃以上であることが望ましい。
【００１２】
上述の範囲の誘電体薄膜を使用すると、第二誘電体膜の誘電体薄膜に対する重なり面積を調整するだけで、薄膜コンデンサの静電容量温度係数の調整が可能となり、温度補償が可能となる。
【００１３】
また第二誘電体膜の比誘電率が４以下であり、線熱膨張係数が５０ｐｐｍ／℃以上であることが望ましい。
【００１４】
比誘電率が４以下の誘電体では分極の主要因は電子分極である。この場合静電容量温度係数は、負であり、その大きさが線熱膨張係数に比例する。従って比誘電率が４以下であり、線熱膨張係数が大きい程、絶対値が大きく、かつ負の静電容量温度係数が実現される。上述の範囲の誘電体膜を形成することで絶対値が５００ｐｐｍ／℃以上で負の静電容量温度係数が得られる。
【００１５】
誘電体が電極端部乃至電極側面を覆っている場合、電極端部における電界集中、電極端部上部誘電体の膜質劣化などの原因から、一般に電極端部近傍では誘電体の耐電圧が平坦部上部よりも低い。この耐電圧を電極端部耐電圧という。
【００１６】
電極端部を覆う誘電体薄膜の上に第二誘電体膜を積層し、誘電体薄膜の平面耐電圧が１００Ｖ以上、第二誘電体膜の電極端部耐電圧が１００Ｖ以上であると、電極端部耐電圧が１００Ｖ以上を有する薄膜コンデンサの形成が可能となり、高性能電子部品として適用が可能となる。
【００１７】
周波数１ＧＨｚにおける誘電体薄膜のＱ値が２００以上、第二誘電体膜のＱ値が１０以上である誘電体膜を形成することにより、薄膜コンデンサの１ＧＨｚにおけるＱ値が１００以上となり、高周波用電子部品として適用が可能となる。
【００１８】
誘電体薄膜としてSiOxNyを用いた場合、膜厚０．５μｍ以下で平面耐電圧が１００Ｖ以上、周波数１ＧＨｚにおける誘電体薄膜のＱ値が２００以上、静電容量温度係数の絶対値が５０ｐｐｍ／℃以下の誘電体薄膜が容易に得られる。
【００１９】
第二誘電体膜としてアクリル系樹脂またはフッ素系樹脂を用いた場合、電極端部耐電圧が１００Ｖ以上、周波数１ＧＨｚにおけるＱ値が１０以上、静電容量温度係数が負でその絶対値が５００ｐｐｍ／℃以上の第二誘電体膜が容易に得られる。アクリル系樹脂としては、メタクリル酸アルキル及びグリシジルメタクリレートの共重合体の硬化物を含有するアクリル系高分子材料が好適である。フッ素系樹脂としては、アモルファス系フッ素樹脂（旭硝子株式会社製：商品名「CYTOP」の樹脂）が好適である。
【００２０】
誘電体薄膜としてSiOxNyを用い、第二誘電体膜としてアクリル系樹脂またはフッ素系樹脂を用いた場合、平面耐電圧が１００Ｖ以上、周波数１ＧＨｚにおけるＱ値が１００以上であり、静電容量温度係数が負でその絶対値が任意の大きさの薄膜コンデンサが容易に得られる。
【００２１】
また上記において、前記下部電極と前記上部電極との間において、前記誘電体薄膜だけが存在する領域が形成する容量をＣ３、前記誘電体薄膜と前記第二誘電体膜とが積層される領域のうち一方の前記誘電体薄膜が形成する容量をＣ３’、他方の第二誘電体膜４が形成する容量をＣ４としたときに、前記下部電極と前記上部電極との間に形成される容量Ｃが、Ｃ＝Ｃ３＋１／（１／Ｃ３’＋１／Ｃ４）で表され、
かつ前記誘電体薄膜の静電容量温度係数をτ３、第二誘電体膜４の静電容量温度係数をτ４としたときに、前記容量Ｃの温度係数τが、τ＝[τ３(Ｃ３＋１／{Ｃ３'(１／Ｃ３'＋１／Ｃ４)2})＋τ４／{Ｃ４(１／Ｃ３'＋１／Ｃ４)２}]／Ｃで表される。
【００２２】
あるいは、前記下部電極と前記上部電極との間において、前記誘電体薄膜の領域にて形成される容量をＣ１３、前記二誘電体膜の領域にて形成される容量をＣ１４としたときに、前記下部電極と前記上部電極との間に形成される容量Ｃが、Ｃ＝Ｃ１３＋Ｃ１４で表され、
かつ前記誘電体薄膜の静電容量温度係数をτ１３、第二誘電体膜４の静電容量温度係数をτ１４としたときに、前記容量Ｃの温度係数τが、τ＝[τ１３・Ｃ１３＋τ１４・Ｃ１４]／Ｃで表される。
【００２３】
また本発明の温度補償用薄膜コンデンサの製造方法は、基板上に下部電極を形成する工程と、所定の静電容量温度係数を持つ誘電体を積層して前記下部電極を覆う誘電体薄膜パターンを形成する工程と、所定の静電容量温度係数とは異なる静電容量温度係数をもつ第二誘電体を前記誘電体薄膜パターン上に部分的に積層して前記誘電体薄膜パターンの両端部を覆う一対の第二誘電体膜を形成する工程と、該一対の第二誘電体膜間に位置する前記誘電体薄膜パターンと前記一対の第二誘電体膜とを覆う上部電極を形成する工程と、を有することを特徴とする。
【００２４】
さらに本発明の製造方法は、基板上に下部電極を形成する工程と、所定の静電容量温度係数を持つ誘電体を積層して前記下部電極の中央部を部分的に覆う誘電体薄膜パターンを形成する工程と、前記所定の静電容量温度係数とは異なる静電容量温度係数をもつ第二誘電体で前記誘電体薄膜パターンの上面縁部から前記下部電極の側面までを覆うことにより一対の第二誘電体膜を形成する工程と、該一対の第二誘電体膜間に位置する前記誘電体薄膜パターンと前記一対の第二誘電体膜とを覆う上部電極を形成する工程と、を有することを特徴とする。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施形態についての図面を参照して説明するが、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。図１乃至図４は、本発明の第一の実施の形態の薄膜コンデンサを示すものであり、第一の実施の形態の薄膜コンデンサは、基板１の一面に、薄膜状の第一の電極層２（下部電極）を形成し、次に下部電極２を覆うように誘電体薄膜パターン３を積層形成する。続いて下部電極２と誘電体薄膜３の両端部を覆うように第二誘電体膜４を積層形成し、次に下部電極２と誘電体薄膜３と第二誘電体膜４を覆うように第二の電極層（上部電極）５を積層形成している。
【００２６】
基板１は、その材質等を特に限定するものではないが、コンデンサ全体に適度な剛性を付与するために充分な厚さを有するとともに、各々薄膜状の下部電極層２と誘電体薄膜３と第二誘電体膜４と上部電極層５を成膜法により基板１上に形成する際に成膜処理温度に耐えるものであれば良い。以上のような条件を満たすものの例として、表面がケイ素で覆われた部材例えばシリコンウェハ、あるいはSiO2、Al2O3などを例示することができる。
【００２７】
下部電極層２と上部電極層５はCu、Ag、Au、Pt等の単一金属からなる単層構造でも良いし、複数の金属層からなる積層型であっても良い。積層型の場合、ケイ素酸化物、Cr、Ni、クロム酸化物、Ptからなる層を２層以上積層して構成することができる。
【００２８】
誘電体薄膜３は後述する第二誘電体膜４よりも高耐電圧で高いＱ値を有し、小さな温度変化率のものを用いることが好ましい。
【００２９】
より具体的に誘電体薄膜３は、静電容量温度係数の絶対値が５０ｐｐｍ／℃以下、比誘電率が１０以下、耐電界強度が５ＭＶ／ｃｍ以上、より好ましくは８ＭＶ／ｃｍ以上、Ｑ値が２００以上、より好ましくは５００以上（周波数１ＧＨｚにおいて）、誘電緩和時間が１秒以上のものを用いることが好ましい。
【００３０】
誘電体薄膜３としての厚さは１μｍ（１×１０-6ｍ）以下が好ましく、５００〜５０００Å（０．０５〜０.５）程度の範囲がより好ましい。これは、耐電圧を確保し、かつ、薄膜化、高生産性を実現するためである。これらの条件を満たし得る材料としては、例えば非晶質SiOxNy層、SiOx層を例示することができる。この非晶質SiOxNy層は例えば、PECVD法等の成膜法で形成することができる。
【００３１】
第二誘電体膜４は、耐電界強度の面とＱ値の面では誘電体薄膜３よりも多少劣っても良いが、誘電体薄膜３よりも高い温度変化率を示すものを用いることが好ましい。第二誘電体膜４としてより具体的には、容量温度係数が負でその絶対値が５００ｐｐｍ／℃以上、比誘電率が４以下、Ｑ値が１０以上（周波数１ＧＨｚにおいて）のものを用いることが好ましい。
【００３２】
これらの条件を満たし得る材料の層としては、例えばアクリル系樹脂膜、もしくは、フッ素系樹脂膜を例示することができる。アクリル系樹脂膜、もしくは、フッ素系樹脂膜は負の高い静電容量温度係数を有し、薄膜コンデンサの静電容量温度係数を調整する目的で設けられる。アクリル系樹脂膜は通常の半導体フォトリソ工程（スピンコート、プリベーク、露光、現像、焼成の各工程からなる）で成膜、加工が可能である。膜厚は１０００Å以下から数μｍまで制御可能である。
【００３３】
アクリル系樹脂膜は、次式
【化１】
0003761436.tif 000002
【００３４】
[式中、ｎは５０ないしは１０００の整数を示す。]で表されるポリメタクリル酸メチルと次式
【化２】
0003761436.tif 000003
【００３５】
で表されるグリシジルメタアクリレートを反応させて成り、次式
【化３】
0003761436.tif 000004
【００３６】
[式中、ｎ、ｍ、ｌは５０ないしは１０００の整数を示す。]にて表される繰り返し単位を有するポリメタクリル酸樹脂であることが望ましい。
【００３７】
上記構造の樹脂はメタクリル酸メチルとグリシジルメタクリレートの重合比により線熱膨張係数を介した静電容量温度係数の制御が可能である。その物性値の１例は、比誘電率が３.５、静電容量温度係数が−２２００ｐｐｍ／℃、下部電極端部耐電圧が（段差３μｍ、膜厚１μｍ）１００Ｖ、Ｑ値（１ＧＨｚ）が１００、線熱膨張係数が２１０ｐｐｍ／℃で示される。
【００３８】
更に、アクリル系樹脂膜は、次式
【化４】
0003761436.tif 000005
【００３９】
で表されるメタクリル酸メチルと次式
【化５】
0003761436.tif 000006
【００４０】
で表されるグリシジルメタアクリレートを反応させて成り、次式
【化６】
0003761436.tif 000007
【００４１】
[式中、ｎは５０ないしは１０００の整数を示す。]にて表される繰り返し単位を有するポリメタクリル酸樹脂であることが望ましい。
【００４２】
上記構造の樹脂は、メタクリル酸メチルとグリシジルメタクリレートの重合比により線熱膨張係数を介した静電容量温度係数の制御が可能である。その物性値の１例は、比誘電率が３.５、静電容量温度係数が−２２００ｐｐｍ／℃、下部電極端部耐電圧が（段差３μｍ、膜厚１μｍ）１００Ｖ、Ｑ値（１ＧＨｚ）が１００、線熱膨張係数が２１０ｐｐｍ／℃で示される。
【００４３】
フッ素系樹脂膜としては、アモルファス系フッ素樹脂である商品名CYTOP（旭硝子株式会社製）の樹脂が望ましい。この材料は誘電体Ｑ値が高周波において高いことを特徴とする。その物性値の一例は、比誘電率が２.１、静電容量温度係数が−１０００ｐｐｍ／℃、下部電極端部耐電圧が（段差３μｍ、膜厚１μｍ）１００Ｖ、Ｑ値（１ＧＨｚ）が１４００、線熱膨張係数が７４ｐｐｍ／℃で示される。
【００４４】
このような構成の薄膜コンデンサの下部電極２と上部電極５間においては、誘電体薄膜３だけが存在するコンデンサ領域５１と、誘電体薄膜３と第二誘電体膜４とが積層されたコンデンサ領域５２とが互いに並列接続されて形成されている。
【００４５】
コンデンサ領域５２は、誘電体薄膜３の一部で形成されるコンデンサ５２ａと第二誘電体膜４で形成されるコンデンサ５２ｂとが直列接続されたものと等価であり、その等価回路は図４のように表される。これらコンデンサ各部分５１、５２ａ、５２ｂの容量をＣ３,Ｃ３’，Ｃ４とすると、下部電極２と上部電極５間に形成されるコンデンサの容量Ｃは、次式（１）で示される。
Ｃ＝Ｃ３＋１／（１／Ｃ３’＋１／Ｃ４）      （１）
【００４６】
また、誘電体薄膜３の静電容量温度係数をτ３、第二誘電体膜４の静電容量温度係数をτ４とすると、容量Ｃの温度係数τは以下の式（２）で示される。
【００４７】
τ＝[τ３(Ｃ３＋１／{Ｃ３'(１／Ｃ３'＋１／Ｃ４)2})＋τ４／{Ｃ４(１／Ｃ３'＋１／Ｃ４)２}]／Ｃ      （２）
【００４８】
従って、容量Ｃの温度係数は、第二誘電体膜４の静電容量温度係数τ４と誘電体薄膜３と第二誘電体膜４との重なり領域とによって自由に決定される。
【００４９】
さらに、このような構成の薄膜コンデンサは、誘電体薄膜３の両縁部における段差部が耐圧の面で効果的な第二誘電体膜４を用いて覆われているので、誘電体薄膜３の平面耐電圧を最大限利用することができる。
【００５０】
即ち、薄膜コンデンサの耐電圧は、通常誘電体薄膜３の段差部、つまり下部電極２の左右縁部を覆う誘電体薄膜３部分が最も小さく、誘電体薄膜３の中央部付近の平面耐電圧以下となる。
【００５１】
しかし、誘電体薄膜３の縁部における段差部が第二誘電体膜４で覆われているので、誘電体薄膜３の厚さを０．５μｍ程度とすることが容易に可能である。
【００５２】
以上のことから図１および図２に示す構成の薄膜コンデンサは、携帯型電子機器、マイクロ波用通信機器等の温度補償の必要がある電子機器回路に有用である。例えば、電圧制御発振素子においてバラクタダイオードと組み合わせて使用することができる。
【００５３】
次に、本発明の第二の実施の形態の薄膜コンデンサを図５乃至図７を用いて説明する。第二の実施の形態の薄膜コンデンサは、基板１の一面に、薄膜状の第一の電極層１２（下部電極）を形成し、次に下部電極１２の上部中央に誘電体薄膜１３を積層形成する。続いて、下部電極１２と誘電体薄膜１３の両端部を覆うように第二誘電体膜１４を積層形成し、次に下部電極１２と誘電体薄膜１３と第二誘電体膜１４を覆うように第二の電極層（上部電極）１５を積層形成する。
【００５４】
第一の実施の形態の薄膜コンデンサとの相違点は、下部電極１２の両端部に誘電体薄膜１３を設けず、誘電体薄膜１３と第二誘電体膜１４との重なり領域を誘電体薄膜１３領域及び第二誘電体膜１４領域に比べ充分に小さくした点にある。これによって静電容量温度係数を第一の実施の形態の薄膜コンデンサに比べ更に自由に制御できる。誘電体薄膜１３領域にて形成されるコンデンサ及び第二誘電体膜１４領域にて形成される各部分の容量をＣ１３,Ｃ１４とすると、下部電極２と上部電極５間に形成されるコンデンサの容量Ｃは、次式で示される。
Ｃ＝Ｃ１３＋Ｃ１４      （３）
【００５５】
ここで、誘電体薄膜１３の静電容量温度係数をτ１３、第二誘電体膜１４の静電容量温度係数をτ１４とすると総静電容量Ｃの温度係数τは次式で示される。
τ＝[τ１３・Ｃ１３＋τ１４・Ｃ１４]／Ｃ      （４）
【００５６】
従って、容量Ｃの温度係数は、第二誘電体膜１４の静電容量温度係数τ1４と誘電体薄膜１３及び第二誘電体膜１４の領域の大きさによって自由に決定される。
【００５７】
しかも、誘電体薄膜１３の膜側面部が第二誘電体膜１４で覆われているので、誘電体薄膜１３の厚さを第一の実施の形態の薄膜コンデンサと同様に０．５μｍ程度とすることが容易に可能である。
【００５８】
【実施例】
（第一実施形態の薄膜コンデンサの実施例）
下部電極２及び上部電極５は、それぞれCuを用いて膜厚３μｍに形成した。誘電体薄膜３は、スパッタ法成膜により形成したSiO2を用いて膜厚０．５μｍに形成した。SiO2薄膜の比誘電率は４.０、静電容量温度係数は±３０ｐｐｍ／℃、平面耐電圧は５００Ｖ、Ｑ値（１ＧＨｚ）は５００であった。第二誘電体４はアクリル樹脂を用いて膜厚１μｍに形成した。アクリル樹脂の比誘電率は３.５、静電容量温度係数は−２２００ｐｐｍ／℃、下部電極２端部における段差部の耐電圧（段差３μｍ、膜厚１μｍ）は１００Ｖ、Ｑ値（１ＧＨｚ）は１００、線熱膨張係数は２１０ｐｐｍ／℃であった。
【００５９】
アクリル系樹脂材としては、メタクリル酸メチルとグリシジルメタクリレートを１９：１で重合したアクリル系高分子材料を用いた。この樹脂材は、メタクリル酸メチルとグリシジルメタクリレートの含有割合を１９：１乃至１:１の範囲で変えることにより静電容量温度係数を−２２００乃至−５００の範囲で実現できる。
【００６０】
この実施例の薄膜コンデンサにおいて誘電体薄膜キャパシタ部（キャパシタ領域５１）に対する第二誘電体キャパシタ部（キャパシタ領域５２）の面積比ｘ（％）を４０乃至８０の範囲で変化させたところ、表１に示すような静電容量温度係数及びＱ値が得られた。耐電圧は、いずれも１００Ｖ以上であった。なお、下部電極２と上部電極５の対向領域のサイズは、３００μｍ×３００μｍである。
【００６１】
【表１】
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【００６２】
（第二誘電体膜４としてのフッ素系樹脂材例）
第二誘電体膜４としてアクリル系樹脂材に代えてフッ素系樹脂材であるアモルファス系フッ素樹脂：商品名「CYTOP（旭硝子株式会社製）」を用いた。このアモルファス系フッ素樹脂は、比誘電率が２.１、静電容量温度係数が−１０００ｐｐｍ／℃、下部電極２の端部における耐電圧（段差３μｍ、膜厚１μｍ）が１００Ｖ、Ｑ値（１ＧＨｚ）が１４００、線熱膨張係数が７４ｐｐｍ／℃である。この材料を用いた薄膜コンデンサのＱ値は、アクリル系樹脂材の場合よりも向上した。
【００６３】
【発明の効果】
本発明の温度補償用薄膜コンデンサは、基板上に設けた下部電極と、下部電極の上面に設けた所定の静電容量温度係数を持つ誘電体薄膜パターンと、誘電体薄膜パターンの上面縁部乃至下部電極側面を覆う段差部、又は誘電体薄膜パターンの上面縁部乃至誘電体薄膜パターンの膜側面部を覆って設けた所定の静電容量温度係数とは異なる静電容量温度係数をもつ第二誘電体膜と、誘電体薄膜パターン上方に下部電極と対向させて設けた上部電極とを有し、下部電極と上部電極間における誘電体薄膜パターンのみの領域面積と誘電体薄膜パターンと第二誘電体膜との重なり部領域面積とを調整して静電容量温度係数を設定するようにしたものである。
【００６４】
下部電極と上部電極間においては誘電体薄膜のみが存在する領域で形成されるコンデンサ部分と誘電体薄膜と第二誘電体膜の二層が存在するコンデンサ部分とが互いに並列接続され形成される。
【００６５】
しかも、これらは互いに静電容量温度係数が異なる。従って、これら２つの薄膜コンデンサ部分の領域面積を調整して静電容量温度係数を設定することにより、誘電体薄膜材料を多種そろえなくても任意の静電容量温度係数をもつ温度補償用薄膜コンデンサを容易に実現できる。
【００６６】
また、第二誘電体膜を設けているので、誘電体薄膜材料の耐電圧特性面の制限が緩和される。
【図面の簡単な説明】
【図１】  第一の実施の形態の薄膜コンデンサの断面図である。
【図２】  図１に示した薄膜コンデンサの平面図である。
【図３】  図１に示した薄膜コンデンサの機能説明図である。
【図４】  図１に示した薄膜コンデンサの等価回路図である。
【図５】  第二の実施の形態の薄膜コンデンサの断面図である。
【図６】  図５に示した薄膜コンデンサの平面図である。
【図７】  図５に示した薄膜コンデンサの等価回路図である。
【符号の説明】
１  基板
２、１２  下部電極層
３、１３  誘電体薄膜
４、１４  第二誘電体膜
５、１５  上部電極層
【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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【図６】
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【図７】
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