專利名稱：薄膜電容器及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及薄膜電容器，特別是涉及與電子電路一起配置，與該電子電路同時(shí)在基板上形成的高頻特性優(yōu)異的薄膜電容器及其制造方法。
背景技術(shù)：
近年來，安裝在各種電子裝置中的電子部件，伴隨電子裝置的小型化、高功能化、對(duì)高頻的適應(yīng)性等，電子部件本身也正在進(jìn)行小型化和高功能化。特別是為了實(shí)現(xiàn)高功能化，在有限的面積上安裝更多的部件的必要性高漲起來。一般說來，電子部件被安裝在基板上。
電子部件中有一種稱為集成電路(IC)的部件。IC一般以總體用樹脂等封接成封裝體的狀態(tài)被安裝在布線基板上，但也有的大致呈芯片狀態(tài)直接安裝。IC有具有將多個(gè)晶體管等結(jié)構(gòu)要素組合而成的各種功能的電路。構(gòu)成這樣的電路的結(jié)構(gòu)要素之一有電容器。伴隨使電子裝置小型化(特別是薄型化)、高功能化、以及實(shí)現(xiàn)優(yōu)異的高頻特性，減小IC本身的尺寸和厚度，安裝高功能和高頻特性優(yōu)異的電路的必要性正在高漲。為了適應(yīng)IC的小型化、高功能化以及高頻，還希望增加構(gòu)成電路的結(jié)構(gòu)要素的個(gè)數(shù)或多層化，使各結(jié)構(gòu)要素的尺寸和厚度更小。作為實(shí)現(xiàn)這樣的要求用的電子裝置中使用的電容器，有稱為薄膜電容器的電容器。
薄膜電容器是在基板上層疊下部電極層、電介質(zhì)膜以及上部電極層構(gòu)成的。
在薄膜電容器中，由于有上述這樣的層疊結(jié)構(gòu)，所以如果各層或膜的尺寸增大，則由于各層中的應(yīng)力等的影響，各層之間容易產(chǎn)生剝離。因此，為了確保各層之間的緊密接合性，除了使緊密接觸層介于中間以外，在現(xiàn)有的薄膜電容器中，已知這樣一種結(jié)構(gòu)形成多個(gè)尺寸小的電容器，用鋁布線連接它們，由此構(gòu)成一個(gè)大容量的電容器。可是，由于鋁布線的布線電阻，作為連接多個(gè)電容器而構(gòu)成的一個(gè)電容器變得具有高電阻，使得高頻特性劣化。
另外，作為薄膜電容器有以下的文獻(xiàn)中公開的電容器。
日本專利申請(qǐng)?zhí)亻_平10-189389號(hào)公報(bào)上述專利文獻(xiàn)中公開的薄膜電容器由在基板上形成的第一電極層、在第一電極層上形成的電介質(zhì)層、以及在電介質(zhì)層上形成的第二電極層構(gòu)成。就是說，呈電介質(zhì)層被夾在第一電極層和第二電極層之間的結(jié)構(gòu)。另外，上述專利文獻(xiàn)中公開的薄膜電容器，為了降低電感，在第一電極層和第二電極層上分別形成以所希望的角度交叉的狹縫。上述專利文獻(xiàn)中公開的薄膜電容器將狹縫設(shè)在第一電極層上，由此能期待多多少少提高與位于第一電極層上形成的絕緣層或下層的電介質(zhì)膜的緊密接合性。

發(fā)明內(nèi)容
可是，在上述專利文獻(xiàn)中公開的薄膜電容器中，在第一電極層上形成的多個(gè)狹縫全部從一側(cè)(矩形電極層的形成直角的兩邊側(cè))向另一側(cè)(與所述的兩邊相對(duì)的剩余的邊側(cè))形成。因此，在第一電極層中，被狹縫夾著的區(qū)域中的電流的流動(dòng)性變壞，所以第一電極層中的電阻增大，使得高頻特性劣化。在第二電極層中也產(chǎn)生同樣的問題，所以在上述專利文獻(xiàn)中公開的薄膜電容器的結(jié)構(gòu)中，實(shí)現(xiàn)更優(yōu)異的高頻特性時(shí)存在極限。
另外，上述專利文獻(xiàn)中公開的薄膜電容器，其狹縫的一個(gè)端部(與位于第一電極層周邊的端部相反一側(cè)的、位于第一電極層的中央側(cè)的端部)有極其尖銳的角度。因此，在狹縫的一個(gè)端部中，容易殘留氣體，由于制造時(shí)由加熱處理等引起的氣體膨脹等的影響，容易發(fā)生絕緣層從第一電極層剝離，或者電介質(zhì)膜從第一電極層剝離。估計(jì)在第二電極層上形成的狹縫引起的第二電極層和電介質(zhì)膜的剝離也會(huì)產(chǎn)生同樣的問題。因此，上述專利文獻(xiàn)中公開的薄膜電容器的結(jié)構(gòu)不能實(shí)現(xiàn)高的緊密接合性。
本發(fā)明是在具有下部電極、設(shè)置在下部電極上的高電介質(zhì)膜、以及設(shè)置在高電介質(zhì)膜上的上部電極的薄膜電容器中，對(duì)上部電極、高電介質(zhì)膜、以及下部電極中的至少一者設(shè)多個(gè)開口部。特別是對(duì)被絕緣膜覆蓋的上部電極設(shè)多個(gè)開口部。
另外，在本發(fā)明中，使多個(gè)開口部呈狹縫狀，或者在該狹縫的配置方法或形狀、制造方法方面進(jìn)行了研究。
如果采用本發(fā)明的薄膜電容器，則下部電極、高電介質(zhì)膜、上部電極各層之間有緊密接合性，或者與其他層之間有緊密接合性，能實(shí)現(xiàn)具有優(yōu)異的高頻特性的薄膜電容器。


圖1是說明本發(fā)明的實(shí)施例1的薄膜電容器的平面概略圖。
圖2是圖1的A-A剖面圖。
圖3是說明本發(fā)明的實(shí)施例1的薄膜電容器的制造方法的圖。
圖4是說明本發(fā)明的實(shí)施例1的薄膜電容器的制造方法的圖。
圖5是說明本發(fā)明的實(shí)施例1的薄膜電容器的制造方法的圖。
圖6是說明本發(fā)明的實(shí)施例1的薄膜電容器的制造方法的圖。
圖7是說明本發(fā)明的實(shí)施例1的薄膜電容器的制造方法的圖。
圖8是說明本發(fā)明的實(shí)施例1的薄膜電容器的制造方法的圖。
圖9是說明本發(fā)明的實(shí)施例2的薄膜電容器的平面概略圖。
圖10是說明本發(fā)明的實(shí)施例3的薄膜電容器的平面概略圖。
圖11是說明本發(fā)明的實(shí)施例1的薄膜電容器的平面概略圖。
具體實(shí)施例方式
以下，用

本發(fā)明的薄膜電容器。
用圖1～圖8說明本發(fā)明的實(shí)施例1的薄膜電容器。圖1是說明本發(fā)明的實(shí)施例1的薄膜電容器的平面概略圖。圖2是圖1的A-A剖面圖。圖3～8是說明本發(fā)明的實(shí)施例1的薄膜電容器的制造方法的圖。
首先，用圖1及圖2說明本發(fā)明的薄膜電容器的制造方法。為了容易理解本發(fā)明的特征部分，在圖1中省略了圖2所示的層間絕緣層41和阻擋層57。另外，在圖1中，還省略了上部電極外側(cè)的部分。
在圖1及圖2中，本發(fā)明的薄膜電容器由下部電極21、高電介質(zhì)膜31、以及上部電極11構(gòu)成。下部電極21隔著絕緣膜3和緊密接觸層5配置在由硅構(gòu)成的基板1上。上部電極11配置在高電介質(zhì)膜31上。上部電極11利用層間絕緣層41覆蓋。在層間絕緣層41中設(shè)有接觸孔。圖2中的兩個(gè)接觸孔中的一個(gè)被阻擋層57和作為上部布線的布線15的布線材料即導(dǎo)電體填滿。該布線15與上部電極11電氣連接。圖2中的兩個(gè)接觸孔中的另一個(gè)被阻擋層57和成為上部布線的布線17的布線材料即導(dǎo)電體填滿。該布線17與下部電極21電氣連接。
在本發(fā)明的實(shí)施例1的薄膜電容器中，對(duì)上部電極11設(shè)置多個(gè)開口部13。如圖1所示，第一實(shí)施例中的開口部13呈狹縫狀。如果將不設(shè)狹縫狀的開口部13的狀態(tài)下的上部電極11看作矩形形狀，則該開口部13這樣設(shè)置相互不同地設(shè)有從上部電極11的四個(gè)邊中的一邊(圖1中的上邊)向相對(duì)的另一邊(圖1中的下邊)延伸的狹縫狀的開口部、以及從另一邊向一邊延伸的狹縫狀的開口部。就是說，設(shè)有狹縫狀的開口部13的上部電極11呈曲折狀。在上部電極11中，為了確保布線15和上部電極11的電氣連接，在布線15和上部電極11的電氣性連接用的區(qū)域不設(shè)開口部13。各開口部13在上部電極11內(nèi)終止的端部呈圓弧狀。另外，為了布線17和下部電極21的電氣連接而設(shè)的連接用的開口部分，實(shí)際上在上部電極11內(nèi)兩端設(shè)有終止的狹縫。
這樣，圖1及圖2所示的本發(fā)明的實(shí)施例1的薄膜電容器，由于在上部電極11上設(shè)有狹縫狀的開口部13，所以通過使層間絕緣層41進(jìn)入開口部13內(nèi)，更能提高上部電極11和層間絕緣層41的緊密接合性。另外，在本發(fā)明的實(shí)施例1的薄膜電容器中，為了使圖1所示的上部電極11呈曲折形狀而設(shè)置狹縫狀的開口部13，所以在上部電極11中的被夾在狹縫狀的開口部13中的部分中，電流也能順利地流動(dòng)，電阻不會(huì)增高，不會(huì)使高頻特性劣化。因此，通過如實(shí)施例1的薄膜電容器這樣構(gòu)成，能達(dá)到本發(fā)明的目的。
其次，說明本發(fā)明的實(shí)施例1的薄膜電容器的制造方法。圖3～8是說明本發(fā)明的實(shí)施例1的薄膜電容器的制造方法的圖。
首先，如圖3所示，在進(jìn)行了晶片劃線(marking)的硅基板(晶片)1上形成防止氧化膜作為絕緣膜3。由防止氧化膜構(gòu)成的絕緣膜3是采用950℃的濕式氧化法來形成的。氧化膜3的厚度大約為100nm。
其次，如圖4所示，在絕緣膜3上依次形成緊密接觸層5、下部電極21、高電介質(zhì)膜31以及上部電極11。在圖4中，下部電極21、高電介質(zhì)膜31以及上部電極11是構(gòu)圖前的狀態(tài)(就是說，堆積了分別形成下部電極21、高電介質(zhì)膜31、以及上部電極11用的各膜的狀態(tài))，但為了明確對(duì)應(yīng)關(guān)系，仍然使用下部電極21、高電介質(zhì)膜31、以及上部電極11的附圖標(biāo)記。
用反應(yīng)性濺射法形成氧化鉭膜(TaOx膜)作為緊密接觸層5。緊密接觸層5的厚度大約為50nm。作為形成下部電極21用的膜，用白金膜(Pt膜)，采用濺射法來形成。形成下部電極21用的膜的厚度大約為150nm。下部電極21由白金構(gòu)成，由于反應(yīng)性低，所以如果在電極21的下面配置該例所示的絕緣膜3，則在以后的工序中有剝離的可能性。為了防止下部電極21的剝離而設(shè)置緊密接觸層5。
用旋涂法形成高電介質(zhì)膜31。高電介質(zhì)膜31的厚度大約為100nm。作為形成上部電極11用的膜，是白金膜(Pt膜)，采用濺射法來形成。形成上部電極11用的膜的厚度大約為200nm。
這里，詳細(xì)說明本發(fā)明中用的高電介質(zhì)膜31的形成方法的一例。
首先，如下形成了涂敷液。將用丙烯乙二醇一甲基乙醚預(yù)先稀釋成濃度為0.5mol/kg的鋇異丙氧化物溶液、以及同樣用丙烯乙二醇一甲基乙醚預(yù)先稀釋成濃度為0.5mol/kg的鈦異丙氧化物溶液，分別以1mol當(dāng)量混合，攪拌均勻。
其次，以重量比20倍將純水稀釋到丙烯乙二醇一甲基乙醚中，在攪拌下將該稀釋后的溶液滴入上述的混合液中，攪拌了1小時(shí)。滴入量相當(dāng)于鋇和鈦的合計(jì)的mol數(shù)的3.5倍mol的H2O。通過調(diào)整最初加入的丙烯乙二醇一甲基乙醚的量，使BaTiO3換算濃度為0.15mol/kg。其結(jié)果，首先獲得了BaTiO3溶液(以下稱BTO液)。
其次，使用了濃度為0.5mol/kg的鍶異丙氧化物溶液來代替上述濃度為0.5mol/kg的鋇異丙氧化物溶液，此外采用與上述BTO液同樣的方法，使SrTiO3換算濃度為0.15mol/kg。其結(jié)果，首先獲得了SrTiO3溶液(以下稱STO液)。
其次，以重量比為6∶4的比例，將BTO液和STO液混合起來，攪拌了1小時(shí)。其結(jié)果，獲得了氧化物固態(tài)部分為3.2wt％的SaxSr1-xTiO3(x＝0.6)形成用溶膠-凝膠涂敷液。
用旋涂機(jī)以500rpm的轉(zhuǎn)速涂敷1秒，其次以2000rpm的轉(zhuǎn)速涂敷30秒，將如上調(diào)制的涂敷液涂敷在下部電極21形成用的膜上，用600℃進(jìn)行了30分鐘的臨時(shí)燒制。從涂敷到臨時(shí)燒制的工序反復(fù)進(jìn)行了三次后，為了提高被覆膜的結(jié)晶性，在氧氣氛中進(jìn)行了1小時(shí)的700℃的熱處理。結(jié)果，形成了上述高電介質(zhì)膜31。
其次，如圖5所示，將抗蝕劑50設(shè)置在上部電極11形成用的膜中剩余的部分上，通過光刻、蝕刻，對(duì)上部電極11形成用的膜進(jìn)行構(gòu)圖。用抗蝕劑50覆蓋的上部電極11形成用的膜的剩余部分作為上部電極31用。另外，抗蝕劑50不設(shè)置在多個(gè)相當(dāng)于開口部13的部分及下部電極和上層布線的連接用開口部分上，所以與上部電極31的構(gòu)圖一起，也同時(shí)形成多個(gè)開口部13、以及下部電極和上層布線的連接用開口部分。
其次，如圖6所示，用灰化(ashing)將抗蝕劑50除去后，設(shè)置對(duì)下部電極21形成用的膜及高電介質(zhì)膜31進(jìn)行構(gòu)圖用的抗蝕劑(圖中未示出)，進(jìn)行了UV固化后，通過光刻、蝕刻，對(duì)下部電極21形成用的膜及高電介質(zhì)膜31一并進(jìn)行構(gòu)圖。此后，用灰化將為了進(jìn)行下部電極21形成用的膜及高電介質(zhì)膜31的構(gòu)圖而設(shè)置的抗蝕劑除去。一系列刻蝕結(jié)束后，為了恢復(fù)受刻蝕的各膜(層)的損傷，在氧氣氛中用550～700℃進(jìn)行30分鐘的熱處理。
這里，從圖6可知，如果觀察進(jìn)行構(gòu)圖后形成的上部電極11和下部電極21，上部電極11的尺寸變得比下部電極21的小，如果看作薄膜電容器，則呈階梯狀。這是因?yàn)楦唠娊橘|(zhì)膜31的刻蝕面受到損傷，為了不使用受損傷的刻蝕面作為電容器，所以上部電極11比下部電極21小。這樣構(gòu)成，提高了作為薄膜電容器的可靠性。
其次，如圖7所示，形成層間絕緣層41，以便覆蓋由下部電極21、高電介質(zhì)膜31、上部電極11構(gòu)成的薄膜電容器。采用CVD法，用等離子體TEOS氧化膜形成層間絕緣層41。將抗蝕劑(圖中未示出)涂敷在層間絕緣層41上，通過光刻形成接觸孔54、56。此后，為了恢復(fù)各膜(層)由于刻蝕而受到的損傷，在氧氣氛中用550～700℃進(jìn)行30分鐘的熱處理。
另外，與下部電極21和絕緣膜3的關(guān)系相同，實(shí)施例1中的層間絕緣層41是氧化膜，與由白金構(gòu)成的上部電極的緊密接合性令人擔(dān)心。可是，在上部電極11上設(shè)有狹縫狀的多個(gè)開口部13，層間絕緣層41的一部分進(jìn)入該開口部13內(nèi)，所以能防止上部電極11剝離，因此實(shí)際上能提高緊密接合性。
其次，在層間絕緣層41上形成的接觸孔54、56內(nèi)及層間絕緣層41上，形成用來形成阻擋層57的膜及用來形成布線15、17的膜，采用光刻、蝕刻對(duì)形成阻擋層57用的膜及形成布線15、17用的膜進(jìn)行構(gòu)圖。其結(jié)果，獲得了有圖2所示的進(jìn)行了構(gòu)圖的阻擋層57及布線15、17的結(jié)構(gòu)。阻擋層57由鈦氮化物膜(TiN膜)構(gòu)成，用濺射法形成兩層。阻擋層57的一層大小的厚度為75nm。布線15、17由鋁膜(Al膜)構(gòu)成，是用濺射法堆積鋁形成的。布線15、17的厚度為500nm。阻擋層57是為了在以后的工序中的熱處理中抑制與形成電極的白金的反應(yīng)而設(shè)置的。就是說，布線15通過阻擋層57與上部電極11進(jìn)行電氣連接，布線17通過阻擋層57與下部電極21進(jìn)行電氣連接。另外，阻擋層57雖然使用與布線15下面的層和布線17下面的層相同的標(biāo)記，但在本實(shí)施例中，附注了布線15下面的阻擋層57和布線17下面的阻擋層57不進(jìn)行電氣連接。
其次，如圖8所示，在層間絕緣層41上形成緊密接觸層58，在該緊密接觸層58上形成鈍化膜60。通過將布線15、17上的鈍化膜60及緊密接觸層58除去，使布線15、17的一部分露出，成為端子部。
緊密接觸層58是鉭氧化膜(TaOx膜)，采用反應(yīng)性濺射法來形成。鈍化膜60是硅氮化膜(SiN膜)，采用CVD法來形成。鈍化膜60的厚度為850nm。
如上處理后能制造本發(fā)明的實(shí)施例1的薄膜電容器。特別是由于多個(gè)開口部13的形成能與上部電極的構(gòu)圖一起進(jìn)行，所以不需要另外追加形成多個(gè)開口部13用的制造工序。
用圖9說明本發(fā)明的實(shí)施例2的薄膜電容器。圖9是本發(fā)明的實(shí)施例2的薄膜電容器的平面概略圖。另外，在圖9中，由于以與實(shí)施例1的不同之處為中心進(jìn)行展示，所以未示出在圖1所示的上部電極11的周圍能看到的高電介質(zhì)膜及下部電極，但在上部電極11的周圍能看到的高電介質(zhì)膜及下部電極，即使在圖9所示的結(jié)構(gòu)中也與圖1相同，也形成得在上部電極11的周圍能看到。
在圖9中，對(duì)呈矩形的上部電極11，沿著傾斜地橫切上部電極11的邊的方向設(shè)有多個(gè)狹縫狀的開口部113。上部電極11和布線15的電氣連接部分、以及下部電極21和布線17的電氣連接用的連接開口被設(shè)在上部電極11的相對(duì)的角部附近。狹縫狀的開口部113分別在上部電極11內(nèi)終止結(jié)構(gòu)。換句話說，上部電極11上的各邊在狹縫狀的開口部113的位置不被切斷。各開口部113的兩端部呈圓弧狀。實(shí)施例2的薄膜電容器的制造方法與實(shí)施例1的制造方法相同，也可以將配置實(shí)施例1的狹縫狀的開口部13形成用的抗蝕劑50的位置，即，將抗蝕劑50形成用的掩模圖形代之以與實(shí)施例2所示的狹縫狀的開口部113一致的圖形。
通過做成上述的結(jié)構(gòu)，實(shí)施例2的薄膜電容器能具有與實(shí)施例1同樣的效果。在實(shí)施例2中，狹縫狀的開口部113的兩端在上部電極11內(nèi)為終端，所以上部電極11的各邊附近區(qū)域中的電流的流動(dòng)順暢，更能抑制電阻增高，所以更能改善高頻特性。另外，由于上部電極11和布線15的電氣連接部分、以及下部電極21和布線17的電氣連接用的連接開口被設(shè)在上部電極11的相對(duì)的角部附近，所以各邊附近的電流的流動(dòng)妨礙也能被降低。另外，由于上部電極11和布線15的電氣連接部分、以及下部電極21和布線17的電氣連接用的連接開口被設(shè)在上部電極11的相對(duì)的角部附近，而且，狹縫狀的開口部113沿著傾斜地橫切上部電極11的邊的方向延伸，所以不設(shè)置遮擋上部電極11和布線15的電氣連接部分、以及下部電極21和布線17的電氣連接用的連接用開口之間的狹縫狀的開口部113，上部電極11和布線15的電氣連接部分、以及下部電極21和布線17的電氣連接部分之間的導(dǎo)電路徑變短，能降低電阻。因此，通過做成實(shí)施例2的薄膜電容器，能實(shí)現(xiàn)提高緊密接合性而且有更好的高頻特性的薄膜電容器。
用圖10說明本發(fā)明的實(shí)施例3的薄膜電容器。圖10是本發(fā)明的實(shí)施例3的薄膜電容器的平面概略圖。另外，在圖10中，由于以與實(shí)施例1的不同之處為中心進(jìn)行展示，所以未示出在圖1所示的上部電極11的周圍能看到的高電介質(zhì)膜及下部電極，但在上部電極11的周圍能看到的高電介質(zhì)膜及下部電極，即使在圖10所示的結(jié)構(gòu)中也與圖1相同，也形成得在上部電極11的周圍能看到。
在圖10中，相對(duì)于呈矩形的上部電極11，沿著垂直地橫切上部電極11的邊的方向設(shè)有多個(gè)狹縫狀的開口部213。上部電極11和布線15的電氣連接部分，被設(shè)在狹縫狀的開口部213的一個(gè)端部側(cè)和在該端部側(cè)附近沿著與狹縫狀的開口部213的延伸方向交叉的方向延伸的一條邊之間。下部電極21和布線17的電氣連接用的連接開口，被設(shè)在上部電極11的狹縫狀的開口部213的另一端部側(cè)和在該端部側(cè)附近沿著與狹縫狀的開口部213的延伸方向交叉的方向延伸的另一條邊之間。狹縫狀的開口部213分別在上部電極11內(nèi)終止結(jié)構(gòu)。換句話說，上部電極11上的各邊在狹縫狀的開口部213的位置不被切斷。各開口部213的兩端部呈圓弧狀。實(shí)施例3的薄膜電容器的制造方法與實(shí)施例1的制造方法相同，也可以將配置實(shí)施例1的狹縫狀的開口部13形成用的抗蝕劑50的位置，即，將抗蝕劑50形成用的掩模圖形代之以與實(shí)施例3所示的狹縫狀的開口部213一致的圖形。
通過做成上述的結(jié)構(gòu)，實(shí)施例3的薄膜電容器能具有與實(shí)施例1和實(shí)施例2同樣的效果。在實(shí)施例3中，與實(shí)施例2相同，狹縫狀的開口部213的兩端在上部電極11內(nèi)為終端，所以上部電極11的各邊附近區(qū)域中的電流的流動(dòng)順暢，更能抑制電阻增高，所以更能改善高頻特性。另外，由于上部電極11和布線15的電氣連接部分、以及下部電極21和布線17的電氣連接用的連接開口被設(shè)在狹縫狀的開口部213的端部和端部附近的邊之間，所以各邊附近的電流的流動(dòng)妨礙也能被降低。另外，由于上部電極11和布線15的電氣連接部分、以及下部電極21和布線17的電氣連接用的連接開口被設(shè)在狹縫狀的開口部213的端部和端部附近的邊之間，而且，狹縫狀的開口部213沿著上部電極11中的垂直地橫切位于狹縫狀的開口部213的端部附近的邊的方向延伸，所以不設(shè)置遮擋上部電極11和布線15的電氣連接部分、以及下部電極21和布線17的電氣連接用的連接用開口之間的狹縫狀的開口部213，上部電極11和布線15的電氣連接部分、以及下部電極21和布線17的電氣連接部分之間的導(dǎo)電路徑變短，能降低電阻。因此，通過做成實(shí)施例3的薄膜電容器，能實(shí)現(xiàn)提高緊密接合性而且有更好的高頻特性的薄膜電容器。
用圖11說明本發(fā)明的實(shí)施例4的薄膜電容器。圖11是本發(fā)明的實(shí)施例4的薄膜電容器的平面概略圖。
在圖11中，設(shè)有基本上與實(shí)施例1同樣的狹縫狀的開口部13，所以是具有呈曲折狀的上部電極311的結(jié)構(gòu)。實(shí)施例4的上部電極311和實(shí)施例1的上部電極11不同的地方在于在實(shí)施例4的上部電極311上沒有設(shè)在實(shí)施例1的上部電極11上的用來電氣連接下部電極21和布線17的連接用開口。就是說，在實(shí)施例4的上部電極311中，不對(duì)上部電極311設(shè)置用來電氣連接下部電極21和布線17的連接用開口，能減小上部電極311的本身尺寸，使下部電極21的一部分?jǐn)U大露出。該下部電極21的露出的區(qū)域中成為下部電極21和布線17進(jìn)行電氣連接的結(jié)構(gòu)。實(shí)施例4的薄膜電容器的制造方法與實(shí)施例1的制造方法相同，也可以將配置實(shí)施例1的上部電極11構(gòu)圖用的抗蝕劑50的位置，即，將抗蝕劑50形成用的掩模圖形代之以與實(shí)施例4所示的上部電極311的尺寸一致的圖形。同樣，對(duì)高電介質(zhì)膜31也能適應(yīng)，如實(shí)施例4這樣的尺寸所示，代替抗蝕劑形成用的掩模圖形。但是，在上述實(shí)施例的制造方法中，雖然對(duì)高電介質(zhì)膜和下部電極一并進(jìn)行構(gòu)圖，但在實(shí)施例4中，高電介質(zhì)膜和下部電極有必要用分別的工序進(jìn)行構(gòu)圖。
通過做成上述的結(jié)構(gòu)，實(shí)施例4的薄膜電容器能具有與實(shí)施例1和實(shí)施例2同樣的效果。在實(shí)施例4中，通過減小上部電極311的本身尺寸，使下部電極21的一部分?jǐn)U大露出，不需要必須準(zhǔn)備根據(jù)與布線17連接用的接觸孔(圖7中的層間絕緣層41上形成的接觸孔56)的尺寸變更或位置偏移容限，再設(shè)計(jì)與設(shè)置在上部電極11上的下部電極21和布線17電氣連接用的連接用開口的尺寸變更相伴隨的新的掩模圖形，所以能適用于各種尺寸的接觸孔56。
以上，雖然說明了各實(shí)施例，但只要能達(dá)到本發(fā)明的目的，不限定于上述的實(shí)施例的結(jié)構(gòu)和制造方法，能采用各種變形例。
例如，雖然在以上的說明中未談到，但在各實(shí)施例中，如各圖所示，多個(gè)狹縫狀的開口部中的各個(gè)開口部，既可以做成具有全體均勻的粗細(xì)的開口部，也可以做成具有局部不同的粗細(xì)的開口部。
另外，如各圖所示，狹縫狀的開口部的端部呈圓弧狀等，最好至少?zèng)]有銳角。這是因?yàn)槌输J角時(shí)，應(yīng)導(dǎo)入狹縫狀的開口部的上層膜(層)在狹縫狀的開口部的端部部分難以進(jìn)入，產(chǎn)生空洞部分，其結(jié)果，有產(chǎn)生膜的剝離的可能性。
各電極和高電介質(zhì)膜也不限于上述實(shí)施例，如果具有與本發(fā)明相同的課題，則也能采用其他材質(zhì)的電極和高電介質(zhì)膜，像本發(fā)明那樣處理，就能解決其課題。
另外，在實(shí)施例1中，圖1中，設(shè)置在上部電極11上的、下部電極21和布線17的連接用開口的尺寸和開口部13的尺寸為不同的尺寸，但也可以是相同的尺寸。如圖1所示，如果做成不同的尺寸，則與被填充布線17的層間絕緣層41的接觸孔的尺寸無關(guān)，能使開口部13的尺寸小一些，也可以使其大一些，還能調(diào)整開口部13的個(gè)數(shù)，所以能考慮緊密接合性和高頻特性，自由地設(shè)定開口部13的尺寸。另外，還能與開口部13的尺寸無關(guān)，按照被填充布線17的層間絕緣層41的接觸孔的尺寸，將下部電極21和布線17的連接用開口的尺寸做成不致使上部電極11和布線17產(chǎn)生無用的短路的大小。另外，如果做成相同的尺寸，則能將任意的開口部13作為下部電極21和布線17的連接用開口來使用，提高了下部電極21和布線17的連接位置設(shè)定的自由度。關(guān)于如上所述采用下部電極21和布線17的連接用開口的尺寸和開口部13的尺寸的關(guān)系及其效果，對(duì)于圖9中的實(shí)施例2和圖10中的實(shí)施例3也能適用，但如圖1所示，在將開口部13中的任意一個(gè)作為下部電極21和布線17的連接用開口使用的情況下，下部電極21和布線17的連接用開口和開口部13并行配置時(shí)，能考慮沿一維方向?qū)⑦B接用開口錯(cuò)開，還能容易地進(jìn)行接觸孔的位置設(shè)定。
另外，在各實(shí)施例中，雖然作為例子說明了在上部電極上設(shè)多個(gè)開口部13、113、213，但不限于上部電極，也可以在下部電極和電介質(zhì)膜上設(shè)多個(gè)開口部。
例如，如果在下部電極上形成各實(shí)施例所示的多個(gè)開口部，則能提高下部電極和高電介質(zhì)膜的緊密接合性。如果在高電介質(zhì)膜上形成各實(shí)施例所示的多個(gè)開口部，則能提高高電介質(zhì)膜和上部電極的緊密接合性。另外，如果對(duì)下部電極、高電介質(zhì)膜以及上部電極中的任意兩者或更多設(shè)多個(gè)開口部，則更能提高上述的層之間的緊密接合性。在對(duì)下部電極、高電介質(zhì)膜、以及上部電極中的任意兩者或更多設(shè)多個(gè)開口部的情況下，由于在下部電極、高電介質(zhì)膜以及上部電極中的任意一者上設(shè)的多個(gè)開口部和在下部電極、高電介質(zhì)膜以及上部電極中的任意另一者上設(shè)的多個(gè)開口部沿著同一方向延伸，而且如果是重疊地配置，則能在上部電極上形成更大的臺(tái)階，所以覆蓋上部電極的層間絕緣層的一部分進(jìn)入臺(tái)階部分，更加提高了緊密接合性。另一方面，在盡可能抑制上部電極上的臺(tái)階、欲維持平坦性的情況下，使下部電極、高電介質(zhì)膜以及上部電極中的任意一者上設(shè)的多個(gè)開口部和在下部電極、高電介質(zhì)膜以及上部電極中的任意另一者上設(shè)的多個(gè)開口部不重疊地配置即可。如果在下部電極、高電介質(zhì)膜以及上部電極中的任意一者上設(shè)的多個(gè)開口部和在下部電極、高電介質(zhì)膜以及上部電極中的任意另一者上設(shè)的多個(gè)開口部沿正交的方向延伸，則成為一種提高緊密接合性，平坦性也沒有多大損失的結(jié)構(gòu)。
另外，也可以在下部電極、高電介質(zhì)膜以及上部電極全部三者上設(shè)多個(gè)開口部。在下部電極、高電介質(zhì)膜以及上部電極全部三者上設(shè)多個(gè)開口部的情況下，如果分別設(shè)在下部電極、高電介質(zhì)膜以及上部電極上的多個(gè)開口部中三者全部都重疊，則能具有與將多個(gè)開口部設(shè)在上述的下部電極、高電介質(zhì)膜以及上部電極中的任意兩者上的情況同樣的效果。另外，在下部電極、高電介質(zhì)膜以及上部電極全部三者上設(shè)多個(gè)開口部的情況下，且在分別設(shè)在下部電極、高電介質(zhì)膜以及上部電極上的多個(gè)開口部全部重疊配置的情況下，如果覆蓋上部電極的層間絕緣層和下部電極下面的緊密接觸層有很高的緊密接合性，則覆蓋上部電極的層間絕緣層通過各開口部與下部電極下面的緊密接觸層接觸，所以有望進(jìn)一步提高緊密接合性。特別是在本發(fā)明的實(shí)施例中，在緊密接觸層5下面將絕緣膜3和層間絕緣層41做成同一材質(zhì)的膜(氧化膜)，所以如果沒有緊密接觸層5的設(shè)置工序，不設(shè)緊密接觸層5，而是通過多個(gè)開口部使層間絕緣層41和絕緣膜3接觸，則能減少制造工序，確保很高的緊密接合性。
另外，作為在下部電極和電介質(zhì)膜上設(shè)多個(gè)開口部的情況下、以及在下部電極、高電介質(zhì)膜以及上部電極中的至少兩者上設(shè)多個(gè)開口部的情況下的制造方法，基本上與圖3～圖8所示的制造方法相同，進(jìn)行設(shè)有多個(gè)開口部的對(duì)象的構(gòu)圖時(shí)，進(jìn)行對(duì)多個(gè)開口部的構(gòu)圖即可，制造工序不會(huì)增加太多。
在各實(shí)施例中，雖然設(shè)的是狹縫狀的開口部，但不限于呈直線的狹縫狀，也可以呈圓形形狀或鋸齒狀的狹縫狀。但是，呈直線的狹縫狀者由于容易調(diào)整電流，所以更適宜。
另外，上述變形例中的各個(gè)開口部，其兩端形成開口部的電極或高電介質(zhì)膜內(nèi)最好構(gòu)成終端。其理由與在實(shí)施例2和實(shí)施例3中說明的理由相同，是因?yàn)槟苁闺娏鞯牧鲃?dòng)順暢。
這樣，在不脫離本發(fā)明的主旨的范圍內(nèi)，不限定于上述各實(shí)施例的結(jié)構(gòu)及制造方法，可以進(jìn)行變形。
權(quán)利要求
1.一種薄膜電容器，具有下部電極、在下部電極上設(shè)置的高電介質(zhì)膜、以及在該高電介質(zhì)膜上設(shè)置的上部電極，其特征在于對(duì)用絕緣膜覆蓋的上述上部電極設(shè)有多個(gè)開口部。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的薄膜電容器，其特征在于在上述上部電極上設(shè)有上述下部電極和上層布線的連接用開口，上述多個(gè)開口部與該連接用開口大小不同。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的薄膜電容器，其特征在于上述開口部中的各個(gè)開口部都呈狹縫狀。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的薄膜電容器，其特征在于上述上部電極通過設(shè)有上述多個(gè)狹縫而呈彎曲形狀。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的薄膜電容器，其特征在于上述上部電極呈矩形形狀，上述狹縫中的各個(gè)狹縫設(shè)置成沿著傾斜地橫切該上部電極的邊的方向延伸。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的薄膜電容器，其特征在于上述上部電極呈矩形形狀，上述狹縫中的各個(gè)狹縫設(shè)置成沿著垂直地橫切該上部電極的邊的方向延伸。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的薄膜電容器，其特征在于上述上部電極中的與上層布線的連接、以及上述下部電極和上層布線的連接用開口分別設(shè)在相對(duì)的角部附近。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的薄膜電容器，其特征在于上述上部電極中的與上層布線的連接、以及上述下部電極和上層布線的連接用開口分別設(shè)在相對(duì)的邊附近。
9.根據(jù)權(quán)利要求5～8中的任意一項(xiàng)所述的薄膜電容器，其特征在于上述狹縫中的各個(gè)狹縫的兩端在上述上部電極內(nèi)終止。
10.一種如權(quán)利要求1～9所述的薄膜電容器的制造方法，其特征在于設(shè)置了形成上述上部電極用的電極材料后，在進(jìn)行該電極材料的構(gòu)圖的同時(shí)進(jìn)行上述開口部的構(gòu)圖。
11.一種薄膜電容器，具有下部電極、在下部電極上設(shè)置的高電介質(zhì)膜、以及在該高電介質(zhì)膜上設(shè)置的上部電極，其特征在于對(duì)上述上部電極、上述高電介質(zhì)膜以及上述下部電極中的至少一者設(shè)有多個(gè)開口部。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的薄膜電容器，其特征在于對(duì)上述上部電極、上述高電介質(zhì)膜以及上述下部電極中的至少兩者設(shè)有上述開口部；在上述上部電極、上述高電介質(zhì)膜以及上述下部電極中的設(shè)有上述開口部的一者上，作為該開口部設(shè)有多個(gè)第一開口部；在該上部電極、該高電介質(zhì)膜以及該下部電極中的另一者上，作為該開口部設(shè)有多個(gè)第二開口部，該第一開口部和該第二開口部不重疊地設(shè)置。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的薄膜電容器，其特征在于對(duì)上述上部電極、上述高電介質(zhì)膜以及上述下部電極中的至少兩者設(shè)有上述開口部；在上述上部電極、上述高電介質(zhì)膜以及上述下部電極中的一者上，作為該開口部設(shè)有多個(gè)第一開口部；在該上部電極、該高電介質(zhì)膜以及該下部電極中的另一者上，作為該開口部設(shè)有多個(gè)第二開口部，該第一開口部和該第二開口部重疊地設(shè)置。
14.根據(jù)權(quán)利要求12或13所述的薄膜電容器，其特征在于上述第一開口部，在上述上部電極、上述高電介質(zhì)膜以及上述下部電極中的設(shè)有該第一開口部的那一者中，呈具有被終止的兩端的狹縫狀；上述第二開口部，在上述上部電極、上述高電介質(zhì)膜以及上述下部電極中的設(shè)有該第二開口部的那一者中，呈具有被終止的兩端的狹縫狀。
15.一種如權(quán)利要求11～14所述的薄膜電容器的制造方法，其特征在于設(shè)置了形成上述上部電極、上述高電介質(zhì)膜以及上述下部電極中的形成設(shè)有上述開口部的那一者用的材料后，在進(jìn)行該材料的構(gòu)圖的同時(shí)進(jìn)行上述開口部的構(gòu)圖。
全文摘要
一種薄膜電容器，在下部電極、高電介質(zhì)膜、上部電極各層之間有緊密接合性、與其他層之間有高緊密接合性、且有優(yōu)異的高頻特性。在具有下部電極、在下部電極上設(shè)置的高電介質(zhì)膜、以及在高電介質(zhì)膜上設(shè)置的上部電極的薄膜電容器中，對(duì)上部電極、高電介質(zhì)膜以及下部電極中的至少一者設(shè)有多個(gè)開口部。特別是對(duì)用絕緣膜覆蓋的上部電極設(shè)有多個(gè)開口部。
文檔編號(hào)H01G4/30GK1744245SQ200510087909
公開日2006年3月8日 申請(qǐng)日期2005年7月29日 優(yōu)先權(quán)日2004年9月2日
發(fā)明者小巖一郎, 足利欣哉 申請(qǐng)人:沖電氣工業(yè)株式會(huì)社