專利名稱：薄膜電容器及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及使用鎳(Ni)基板作為至少一個(gè)電極的薄膜電容器及其制造方法，特別是涉及用于抑制隨LSI電源電壓浮動(dòng)而產(chǎn)生的EMI的電容器，進(jìn)一步涉及作為向印刷線路板的埋入、粘貼等搭載中使用的電容器而優(yōu)選使用的薄膜電容器及其制造方法。
背景技術(shù)：
目前，為防止從LSI(Large Scale Integration)等集成電路產(chǎn)生電磁干擾(EMIElectro Magnetic Interference)提出了各種對(duì)策。例如，為抑制伴隨LSI的電源電壓浮動(dòng)而產(chǎn)生的EMI，目前將某種分立電容器配置在連接電源與集成電路的電源端子的配線上。
這種用途的電容器隨著近年來電子設(shè)備的小型化而要求其薄型化及配置技巧。因此，如專利文獻(xiàn)1、2、3等中所述，通常將電容器在薄膜狀的片內(nèi)陣列狀形成，將該片直接設(shè)于內(nèi)插器或印刷線路板的表面，或埋入內(nèi)插器或印刷線路板的內(nèi)部。另外，其不限于抑制隨LSI的電源電壓浮動(dòng)而產(chǎn)生的EMI的用途，與上述相同，有時(shí)也將其它用途的電容器直接設(shè)于內(nèi)插器或印刷線路板的表面，或埋入內(nèi)插器或印刷線路板的內(nèi)部。
在這種用途的薄膜電容器中，由于電介質(zhì)層的厚度變薄，故為提高電介質(zhì)層的靜電容量密度，而將比介電常數(shù)高的材料用于電介質(zhì)層。作為比介電常數(shù)高的材料，例如有通式ABO3的鈣鐵礦型氧化物。作為該鈣鐵礦型氧化物，例如，可列舉鈦酸鋇(BT)、鋯鈦酸鉛(PZT)、锫鈦酸鑭鉛(PLZT)、鈮鎂酸鉛(PMN)、鈦酸鍶鋇(BST)等。該鈣鐵礦型氧化物通過將前驅(qū)體退火使其結(jié)晶化而得到，可通過在高溫下退火來提高其比介電常數(shù)。
日本專利文獻(xiàn)1特開2000-164460號(hào)公報(bào)日本專利文獻(xiàn)2特表2003-526880號(hào)公報(bào)日本專利文獻(xiàn)3特開2005-39282號(hào)公報(bào)但是，為了提高比介電常數(shù)，當(dāng)有時(shí)升高退火溫度，有時(shí)延長(zhǎng)退火時(shí)間等這樣變更制造條件時(shí)，存在薄膜電容器的容量不能提高且泄漏電流增大的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是鑒于上述問題而構(gòu)成的，其目的在于，提供一種高容量且低泄漏電流的薄膜電容器、薄膜電容器元件及薄膜電容器的制造方法。
本發(fā)明的薄膜電容器為將電介質(zhì)層及電極層按順序配置到鎳純度大于等于99.99重量％的鎳基板上的結(jié)構(gòu)。在此，鎳基板其厚度沒有特別限制，但優(yōu)選具有可使薄膜電容器自立的程度的厚度。
在本發(fā)明的薄膜電容器中，由于鎳純度大于等于99.99重量％的鎳基板上具備電介質(zhì)層，故例如在鎳基板上形成退火前的電介質(zhì)層(前驅(qū)電介質(zhì)層)，并通過將該前驅(qū)電介質(zhì)層退火來制造該薄膜電容器時(shí)，鎳基板中含有的一種或多種雜質(zhì)(例如鐵、鈦、銅、鋁、鎂、錳、硅及鉻中的至少之一)在退火中從鎳基板向前驅(qū)電介質(zhì)層擴(kuò)散的擴(kuò)散量被抑制在微量。
在此，在將例如硅基板中的一種或多種雜質(zhì)的含量都設(shè)為小于等于65ppm，之后通過退火形成電介質(zhì)層時(shí)，鎳基板中含有的一種或多種雜質(zhì)從鎳基板向前驅(qū)電介質(zhì)層擴(kuò)散的擴(kuò)散量被抑制在極微量。
本發(fā)明提供薄膜電容器的制造方法，其含有如下工序在大于等于99.99重量％的鎳基板上形成前驅(qū)電介質(zhì)層之后，進(jìn)行退火，使前驅(qū)電介質(zhì)層結(jié)晶化，形成電介質(zhì)層。
在本發(fā)明的薄膜電容器的制造方法中，通過將鎳基板上形成的前驅(qū)電介質(zhì)層退火，將前驅(qū)電介質(zhì)層結(jié)晶化，得到高介電常數(shù)的電介質(zhì)層。在此，由于鎳基板的鎳純度大于等于99.99重量％，故鎳基板中含有的一種或多種雜質(zhì)(例如鐵、鈦、銅、鋁、鎂、錳、硅及鉻中的至少之一)在退火中從鎳基板向前驅(qū)電介質(zhì)層擴(kuò)散的擴(kuò)散量被抑制為微量。
在此，在將例如硅基板中的一種或多種雜質(zhì)的含量都設(shè)為小于等于65ppm時(shí)，鎳基板中含有的一種或多種雜質(zhì)從鎳基板向前驅(qū)電介質(zhì)層擴(kuò)散的擴(kuò)散量被抑制在極微量。
根據(jù)本發(fā)明的薄膜電容器，由于鎳純度大于等于99.99重量％的鎳基板上具備電介質(zhì)層，故例如可將鎳基板中含有的一種或多種雜質(zhì)在退火中從鎳基板向前驅(qū)電介質(zhì)層擴(kuò)散的擴(kuò)散量抑制在微量。由此，電介質(zhì)層中含有的雜質(zhì)幾乎不會(huì)引起電容器物理特性變化，其結(jié)果是，能夠維持高容量，進(jìn)而能夠?qū)⑿孤╇娏饕种频貥O低。
另外，在通過退火形成電介質(zhì)層時(shí)，在將鎳基板中的一種或多種雜質(zhì)的含量都設(shè)為小于等于65ppm時(shí)，能夠?qū)㈡嚮逯泻械囊环N或多種雜質(zhì)從鎳基板向前驅(qū)電介質(zhì)層擴(kuò)散的擴(kuò)散量抑制在極微量。由此，電介質(zhì)層中含有的雜質(zhì)幾乎不會(huì)引起電容器物理特性變化，其結(jié)果是，能夠維持高容量，進(jìn)而能夠?qū)⑿孤╇娏饕种频貥O低。
此外，在鎳基板為厚度大于等于300μm的鎳板或厚度大于等于1μm小于300μm的鎳板時(shí)，可通過該鎳基板的鋼性使薄膜電容器自立。由此，可將該薄膜電容器例如直接設(shè)于內(nèi)插器或印刷線路板的表面，或埋入內(nèi)插器或印刷線路板的內(nèi)部。
再有，在由含有鋇(Ba)、鍶(Sr)鈣(Ca)、鉛(Pb)、鈦(Ti)、鋯(Zr)中至少之一的電介質(zhì)構(gòu)成電介質(zhì)層的情況下，可極大地提高薄膜電容器的容量。另外，在將電介質(zhì)層的厚度設(shè)為大于等于0.05μm小于等于5μm時(shí)，能夠可靠地防止設(shè)于電介質(zhì)層兩側(cè)的鎳基板和電極層相互短路，通式可防止薄膜電容器的容量降低。另外，也可以將薄膜電容器例如直接設(shè)于內(nèi)插器或印刷電路板的表面，或埋入內(nèi)插器或印刷線路板內(nèi)部時(shí)，可防止因內(nèi)插器或印刷線路板的應(yīng)力而微量進(jìn)入電介質(zhì)層內(nèi)。


圖1是本發(fā)明一實(shí)施例的薄膜電容器的剖面結(jié)構(gòu)圖。
圖2是一變形例的薄膜電容器的剖面結(jié)構(gòu)圖。
圖3是用于說明薄膜電容器的制造方法的流程圖。
圖4是用于說明薄膜電容器的制造方法的剖面結(jié)構(gòu)圖。
圖5是本發(fā)明實(shí)施例及比較例的薄膜電容器的電介質(zhì)層中含有的雜質(zhì)的厚度方向的分布圖。
具體實(shí)施例方式
下面，參照附圖詳細(xì)說明本發(fā)明一實(shí)施例。
圖1是表示本發(fā)明一實(shí)施例的薄膜電容器1的剖面結(jié)構(gòu)的圖。圖2是表示薄膜電容器1的一變形例的圖。該薄膜電容器1如圖1所示，是在鎳基板10上按順序?qū)盈B電介質(zhì)層11及電極層12而構(gòu)成的。
鎳基板10是厚度大于等于300μm的鎳板或厚度大于等于1μm而小于30μm的鎳箔，是與電極層12對(duì)向配置的電極。該鎳基板10是可通過其鋼性使薄膜電容器1自立的基板。由此，鎳基板10可將薄膜電容器1例如直接設(shè)于內(nèi)插器或印刷線路板的表面，或埋入內(nèi)插器或印刷線路板的內(nèi)部。但是，在使用后述的電解法形成鎳基板10時(shí)，優(yōu)選使用適于金屬輥卷曲的鎳箔而構(gòu)成鎳基板10，其厚度優(yōu)選大于等于5μm小于等于100μm，更優(yōu)選大于等于10μm小于等于60μm。
鎳基板10的鎳純度大于等于99.99重量％。即，該鎳基板10中所含的雜質(zhì)的總含量小于100ppm。作為鎳基板10中可含有的雜質(zhì)，例如，可列舉鐵(Fe)、鈦(Ti)、銅(Cu)、鋁(Al)、鎂(Mg)、錳(Mn)、硅(Si)或鉻(Cr)，但優(yōu)選各雜質(zhì)的含量都小于等于65ppm。除此之外，在固溶于前驅(qū)電介質(zhì)層11D(后述)的元素例如釩(V)、鋅(Zn)、鈮(Nb)、鉭(Ta)、銦(Y)、鑭(La)、鈰(Ce)等遷移金屬元素或稀土類元素等、或?qū)β?Cl)、硫黃(S)、磷(P)等薄膜的退火造成影響的元素含于鎳基板10中時(shí)，有時(shí)因向前驅(qū)電介質(zhì)層11D擴(kuò)散而使電介質(zhì)組成產(chǎn)生偏差，或阻礙結(jié)晶化以及結(jié)晶粒成長(zhǎng)使微細(xì)結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，絕緣電阻顯著降低。電介質(zhì)組成的偏差或微細(xì)結(jié)構(gòu)的變化，有使薄膜電容器1的容量降低、泄漏電流增加的傾向。因此，對(duì)于上述記載的元素以外，最好鎳基板10中含有的雜質(zhì)很少。
在此，鎳基板10是例如可通過軋制法、電解法或粉末冶金法等形成的基板。軋制法是指，通過將鎳的錠原料溶融或軟化，將其軋制成箔狀并退火，由此形成鎳基板10的方法，這時(shí)，要想得到純度大于等于99.99重量％的高純度鎳基板10，則必須經(jīng)過若干次的精制工序。電解法是指，通過將高純度電鍍?cè)≈薪n的金屬輥上電析而得到的電析物卷曲而形成的鎳基板10的方法。通常，使用該方法可穩(wěn)定地得到純度大于等于99.99重量％的高純度鎳基板10。另外，粉末冶金法是指，通過將高純度鎳粉末燒結(jié)而形成鎳基板10的方法，這時(shí)，必須要有燒結(jié)這個(gè)工序并且實(shí)用性也不太高，但是使用該方法也可得到純度大于等于99.99重量％的高純度鎳基板10。還有，無論哪一種方法，在形成鎳箔之后，為了成為規(guī)定的厚度，也可包含軋制工序、熱處理工序。這樣，就能得到規(guī)定的厚度的高純度鎳基板10。
另外，本實(shí)施例中所示的鎳基板10的純度或鎳基板10中含有的雜質(zhì)的含量是通過ICP(Inductively Coupled Plasma)分析而定量計(jì)測(cè)得到的，因此，其不是考慮到通過ICP分析計(jì)測(cè)困難的元素(例如炭(C)或硫黃(S))的含量的值。另外，通過ICP分析得到的值是體積平均值，是與Ni或雜質(zhì)是否均勻分散到鎳基板10中無關(guān)的值。
電介質(zhì)層11其構(gòu)成為，含有比介電常數(shù)高的材料，具體而言，含有通式ABO3的鈣鈦礦型、鈦鐵礦型、燒綠石型、尖晶石型或?qū)訝罨衔镄偷难趸?。在此，鈣鈦礦型的氧化物例如列舉鈦酸鋇(BT)、鋯鈦酸鉛(PZT)、锫鈦酸鑭鉛(PLZT)、鈮鎂酸鉛(PMN)、鈦酸鍶鋇(BST)等。在此，鈣鈦礦型氧化物是通過將前驅(qū)體退火使其結(jié)晶化而得到的氧化物，可通過結(jié)晶化來提高其比介電常數(shù)。在此，電介質(zhì)層11優(yōu)選其構(gòu)成為，鈣鈦礦型氧化物中至少含有Ba、Ti的任一種元素。其中，BT、BST不含作為有害物質(zhì)的鉛，能夠極大地將薄膜電容器的容量增大，因此，特別優(yōu)選。另外，退火溫度優(yōu)選大于等于600℃小于等于1000℃。若小于600℃時(shí)，不能使前驅(qū)電介質(zhì)層11D充分結(jié)晶化，而會(huì)使薄膜電容器1的容量極低，若大于1000℃，則薄膜晶體管1的泄漏電流及介質(zhì)損失變?yōu)闃O大。
該電介質(zhì)層11是通過例如溶液法及氣相法在鎳基板10上形成前驅(qū)電介質(zhì)層11D后進(jìn)行退火，由此使前驅(qū)電介質(zhì)層11D結(jié)晶化的電介質(zhì)層。這樣，電介質(zhì)層11由于經(jīng)由將前驅(qū)電介質(zhì)層11D退火的工序形成，故其含有在該退火工序時(shí)從鎳基板10擴(kuò)散來的物質(zhì)。另外，也有在前驅(qū)電介質(zhì)層11D中因各種目的而有意添加與鎳基板10中含有的雜質(zhì)相同的物質(zhì)的情況，但前驅(qū)電介質(zhì)層11D不拘泥于是否含有這樣的添加物，只需使電介質(zhì)層11中含有的一種或多種雜質(zhì)的各含量小于規(guī)定的值。在各含量大于等于規(guī)定值時(shí)，該雜質(zhì)造成電介質(zhì)層11的物理特性改變，其結(jié)果是，可能會(huì)使薄膜電容器1的電容量降低、或泄漏電流增大。
另外，電介質(zhì)層11的厚度大于等于0.05μm小于等于5μm。這樣，通過將厚度設(shè)為大于等于0.05μm，能夠可靠地防止設(shè)于電介質(zhì)層11兩側(cè)的鎳基板10和電極層12相互短路。另外，通過將厚度設(shè)為小于等于5μm，可防止薄膜電容器1的容量降低，另外，在將薄膜電容器例如直接設(shè)于內(nèi)插器或印刷線路板表面、或埋入內(nèi)插器或印刷線路板內(nèi)部時(shí)，也可以通過內(nèi)插器或印刷線路板的應(yīng)力防止微量進(jìn)入到電介質(zhì)層11上。
電極層12由金屬例如銅(Cu)構(gòu)成。該電極層12如后述，通過例如濺射法、蒸鍍法、鍍敷法等在退火后的電介質(zhì)層11上形成。因此，電極層12中含有的物質(zhì)不可能向電介質(zhì)層11擴(kuò)散。
其次，參照?qǐng)D3、4說明具備上述構(gòu)成的薄膜電容器1的制造方法之一例。
首先，使用電解法在不含有機(jī)添加劑等的高純度電鍍?cè)≈薪n金屬輥，使電析物在金屬輥上電析出，之后將在金屬輥上電析出的電析物順序卷曲。由此，形成鎳純度大于等于99.99重量％的鎳基板10(步驟S1)。
其次，使用溶液法將含有Ba、Sr及Ti的各辛酸鹽作為金屬化合物的前驅(qū)體的前驅(qū)體溶液(組成Ba0.7Sr0.3TiO3)涂敷到鎳基板10上。然后，將前驅(qū)體溶液載置于大氣中的熱板上，以150℃加熱并干燥10分鐘，之后以400℃加熱10分鐘進(jìn)行預(yù)退火。由此形成薄的前驅(qū)電介質(zhì)層(未圖示)。然后，反復(fù)進(jìn)行上述的涂敷·干燥·預(yù)退火，將薄的前驅(qū)電介質(zhì)層一直層疊到成為規(guī)定的厚度。由此在鎳基板10上形成前驅(qū)電介質(zhì)層11D(步驟S2、圖4(A))。
其次，在減壓至0.005Pa的紅外線加熱爐內(nèi)將其以大于等于600℃小于等于1000℃加熱30分鐘，進(jìn)行退火。由此，前驅(qū)電介質(zhì)層11D結(jié)晶化，變?yōu)殡娊橘|(zhì)層11(步驟S3、圖4(B))。
其次，利用濺射法在電介質(zhì)層11上堆積Cu。由此，在電介質(zhì)層11上形成金屬層12(步驟S4、圖1)。這樣，形成本實(shí)施例的薄膜電容器1。
在本實(shí)施例的薄膜電容器1中，在制造薄膜電容器1時(shí)，在鎳純度大于等于99.99重量％的鎳基板10上形成前驅(qū)電介質(zhì)層11D，將前驅(qū)電介質(zhì)層11D進(jìn)行退火，因此，能夠微量抑制鎳基板10中含有的一種或多種雜質(zhì)(例如鐵、鈦、銅、鋁、鎂、錳、硅及鉻中的至少之一)在退火中從鎳基板10向前驅(qū)電介質(zhì)層11D的擴(kuò)散量。即，在退火前和退火后，鎳基板10中的雜質(zhì)的含量幾乎沒有變化。由此，電介質(zhì)層11中含有的雜質(zhì)幾乎不會(huì)使電介質(zhì)層11的物理特性改變，其結(jié)果是，能夠維持薄膜電容器1的容量很高，進(jìn)而能夠?qū)⑿孤╇娏饕种频胶艿汀?br> 另外，在將鎳基板10中的一種或多種雜質(zhì)的含量都控制為小于大于65ppm，之后通過退火形成電介質(zhì)層11時(shí)，能夠?qū)㈡嚮?0中含有的一種或多種雜質(zhì)從鎳基板10向前驅(qū)電介質(zhì)層11D擴(kuò)散的擴(kuò)散量抑制在極微量。該擴(kuò)散量理論上通過計(jì)測(cè)退火前鎳基板10中的雜質(zhì)的含量與退火后鎳基板10中的雜質(zhì)的含量的差異而得到，但該差異為ICP分析中檢測(cè)限界以下，在現(xiàn)有的ICP分析中不能計(jì)測(cè)。因此，電介質(zhì)層11中含有的雜質(zhì)完全不會(huì)改變電介質(zhì)層11的物理特性，其結(jié)果是，能夠?qū)⒈∧る娙萜?的容量維持為很高，進(jìn)而，能夠?qū)⑿孤╇娏饕种频暮艿汀?br> 實(shí)施例下面，將利用上述的制造方法制造的薄膜電容器1的實(shí)施例與比較例進(jìn)行對(duì)比說明。另外，比較例中鎳基板10中含有的雜質(zhì)的含量比本實(shí)施例的含量多，在這一點(diǎn)上與本實(shí)施例的構(gòu)成不同。
在本實(shí)施例中，準(zhǔn)備三種鎳基板a1、a2、a3作為鎳基板10，另一方面，準(zhǔn)備兩種鎳基板b1、b2作為鎳基板10(參照表1)。這里，表1的數(shù)據(jù)為將成膜前的鎳基板a1、a2、a 3、b1、b2通過ICP分析分析得到的雜質(zhì)的值(重量ppm)。如表1所示，鎳基板a1、a2、a3中含有的各雜質(zhì)的含量都小于等于65ppm，鎳基板b1、b2中含有的雜質(zhì)中的至少一種雜質(zhì)的含量大于65ppm。
表2中表示，在使用鎳基板a1、a2、a3、b1、b2分別制造電容器1時(shí)，以800℃退火時(shí)的薄膜電容器1的容量的平均值及最小值、泄漏電流的平均值及最大值、以及介質(zhì)損失的平均值及最大值。
表3中表示，在使用鎳基板a1制造薄膜電容器1時(shí)，以從600℃按100℃為單位上升到1100℃的合計(jì)六種溫度分別進(jìn)行退火時(shí)的薄膜電容器1的容量的平均值及最小值、泄漏電流的平均值及最大值、以及介質(zhì)損失的平均值及最大值。另外，薄膜電容器的容量及泄漏電流的測(cè)定是關(guān)于對(duì)15mm□的測(cè)定范圍進(jìn)行的測(cè)定。
另外，表2及表3的數(shù)據(jù)是分別按鎳基板a1、a2、a3、b1、b2及退火溫度600℃、700℃、800℃、900℃、1000℃、1100℃制造100個(gè)薄膜電容器1時(shí)的平均值。
表1

表2

表3

從表2可知，本實(shí)施例的薄膜電容器1在介質(zhì)損失的平均值這一點(diǎn)上具有與比較例的薄膜電容器相同的特性，除此以外，與比較例的薄膜電容器相比，具有卓越的特性。即，在鎳基板a1、a2、a3中含有的各雜質(zhì)的含量都小于等于65ppm時(shí)，與不是這種含量的電容器的情況相比，具有極其優(yōu)良的特性。另外，鎳基板a1、a2、a3中含有的雜質(zhì)的含量越少，容量越大，泄漏電流越小。
從表3可知，將退火溫度設(shè)為700℃～1000℃制造的薄膜電容器1在容量、泄漏電流、及介質(zhì)損失所有方面，具有平衡的特性。即，在退火溫度為700℃～1000℃時(shí)，薄膜電容器1的特性幾乎沒有變化。另外，將退火溫度設(shè)為600℃制造的薄膜電容器1與將退火溫度設(shè)為700℃～1000℃制造的薄膜電容器1相比，在容量這一點(diǎn)上稍微劣化，但在泄漏電流及介質(zhì)損失這一點(diǎn)上具有極其優(yōu)良的特性，因此，可以說對(duì)于容量低的用途上是有用的。另外，將退火溫度設(shè)為1100℃制造的薄膜電容器1與其它薄膜電容器1相比，具有在泄漏電流及介質(zhì)損失這一方面劣化的特性，因此，不優(yōu)選將退火溫度設(shè)為大于等于1100℃。
圖5是表示在鎳基板a1、b2上分別形成Ba0.7Sr0.3TiO3電介質(zhì)層時(shí)，SIMS(Secondary Ion-microprobe Mass Spectrometer二次離子質(zhì)量分析儀)將以800℃退火時(shí)的Ba0.7Sr0.3TiO3電介質(zhì)層中含有的雜質(zhì)(Fe，Ba)的厚度方向的分布進(jìn)行計(jì)測(cè)的計(jì)測(cè)值。此次的SIMS是使用Physical Eletronics公司的6500，且測(cè)定條件為如下所示(測(cè)定條件)一次離子種類O2+一次加速電壓6.0kV檢測(cè)區(qū)域60μm×77μm)。
表4、表5以及表6是表示在鎳基板a1、a2、a3、b1、b2上分別形成Ba0.7Sr0.3TiO3電介質(zhì)層時(shí)，在將以800℃退火時(shí)的Ba0.7Sr0.3TiO3電介質(zhì)層中、距離鎳基板a1、a2、a3、b1、b2側(cè)的界面規(guī)定距離的位置中含有的雜質(zhì)(Fe，Cu，Al，Mg，Mn，Si，Cr)的分布以SIMS進(jìn)行計(jì)測(cè)的計(jì)測(cè)值。表4、表5、表6分別表示距離鎳基板側(cè)的界面50nm位置中含有的雜質(zhì)的分布、距離鎳基板側(cè)的界面100nm位置中含有的雜質(zhì)的分布、距離鎳基板側(cè)的界面200nm位置中含有的雜質(zhì)的分布。其中，為方便其間，將電介質(zhì)層的鎳基板側(cè)的界面的位置設(shè)為圖5中Ba元素的計(jì)數(shù)的數(shù)量呈線形變化的區(qū)域的中點(diǎn)C。
「表4」

「表5」

「表6」

從圖5可知，鎳基板a1上形成的電介質(zhì)層中Fe大約以小于10計(jì)數(shù)/秒進(jìn)行擴(kuò)散，另一方面，鎳基板b2上形成的電介質(zhì)層內(nèi)Fe大約以大于等于10計(jì)數(shù)/秒進(jìn)行擴(kuò)散。這里，由表2可知，具備鎳基板a1的薄膜電容器的泄漏電流的平均值比具備鎳基板b1的薄膜電容器的泄漏電流的平均值小3位數(shù)，因此，若結(jié)合圖5的結(jié)果來考慮，則可得出通過SIMS的對(duì)Fe的計(jì)數(shù)的數(shù)量變?yōu)榇笥诘扔?0計(jì)數(shù)/秒，或小于10計(jì)數(shù)/秒，泄漏電流的大小有很大的差異。由此，在SIMS的對(duì)Fe的計(jì)數(shù)的數(shù)量大約變?yōu)樾∮诘扔?0計(jì)數(shù)/秒的情況下，可使泄漏電流顯著地變小。
從表4～表6可知，在幾乎沒有離開電介質(zhì)層的鎳基板側(cè)的界面的區(qū)域(例如50nm)中，在SIMS的對(duì)各雜質(zhì)的計(jì)數(shù)的數(shù)量大約變?yōu)樾∮诘扔?0計(jì)數(shù)/秒的情況下，可使泄漏電流顯著地變小。另外，在一定程度上離開電介質(zhì)層的鎳基板側(cè)的界面的區(qū)域(例如100nm)中，在SIMS的對(duì)各雜質(zhì)的計(jì)數(shù)的數(shù)量大約變?yōu)樾∮诘扔?0計(jì)數(shù)/秒的情況下，可使泄漏電流顯著地變小。
以上列舉實(shí)施方式及實(shí)施例說明了本發(fā)明，但本發(fā)明不限于此，可進(jìn)行各種變形。
例如，在上述實(shí)施例中，將鎳基板10及電極層12設(shè)為了平板形狀，但也可以根據(jù)用途設(shè)為各種形狀。例如，在印刷線路板內(nèi)部埋入多個(gè)去耦電容器的用途中，如圖2所示，也可以通過使電極層12相互獨(dú)立的多個(gè)電極部12A構(gòu)成，或與圖2的電極層12相同，通過使鎳基板10相互獨(dú)立的多個(gè)電極部(未圖示)構(gòu)成。
權(quán)利要求
1.一種薄膜電容器，其特征在于，在鎳(Ni)純度大于等于99.99重量％的鎳基板上順序具有電介質(zhì)層及電極層。
2.如權(quán)利要求1所述的薄膜電容器，其特征在于，所述鎳基板含有鐵(Fe)、鈦(Ti)、銅(Cu)、鋁(Al)、鎂(Mg)、錳(Mn)、硅(Si)及鉻(Cr)中的至少一種雜質(zhì)，所述鎳基板中的一種或多種所述雜質(zhì)的含量都小于等于65ppm。
3.如權(quán)利要求1所述的薄膜電容器，其特征在于，所述鎳基板是厚度大于等于300μm的鎳基板、或厚度大于等于1μm小于300μm的鎳箔。
4.如權(quán)利要求1所述的薄膜電容器，其特征在于，所述電介質(zhì)層由含有鋇(Ba)、鍶(Sr)、鈣(Ca)、鉛(Pb)、鈦(Ti)、鋯(Zr)中至少一種的電介質(zhì)構(gòu)成。
5.如權(quán)利要求1所述的薄膜電容器，其特征在于，所述電介質(zhì)層的厚度為大于等于0.05μm小于等于5μm。
6.如權(quán)利要求1所述的薄膜電容器，其特征在于，所述電極層及鎳基板中的至少一個(gè)具有相互獨(dú)立的多個(gè)電極部。
7.一種薄膜電容器的制造方法，其特征在于，包括在鎳純度大于等于99.99重量％的鎳基板上形成前驅(qū)電介質(zhì)層之后，通過退火使所述前驅(qū)電介質(zhì)層結(jié)晶化，而形成電介質(zhì)層的工序；以及在所述電介質(zhì)層上形成電極層的工序。
8.如權(quán)利要求7所述的薄膜電容器的制造方法，其特征在于，所述鎳基板含有鐵、鈦、銅、鋁、鎂、錳、硅及鉻中的至少一種雜質(zhì)，所述鎳基板中的一種或多種所述雜質(zhì)的含量都小于等于65ppm。
9.如權(quán)利要求7所述的薄膜電容器的制造方法，其特征在于，對(duì)所述前驅(qū)電介質(zhì)層進(jìn)行退火時(shí)的溫度為大于等于600℃小于等于1000℃。
全文摘要
本發(fā)明提供一種高容量且低泄漏電流的薄膜電容器的制造方法。在鎳純度大于等于99.99重量％的鎳基板(10)上形成含有有機(jī)金屬化合物的前驅(qū)電介質(zhì)層(11D)后，進(jìn)行退火，使前驅(qū)電介質(zhì)層(11D)變?yōu)殡娊橘|(zhì)層(11)。由此，將鎳基板(10)中含有的一種或多種雜質(zhì)(例如鐵、鈦、銅、鋁、鎂、錳、硅及鉻中的至少之一)在退火中從鎳基板(10)向前驅(qū)電介質(zhì)層(11D)擴(kuò)散的擴(kuò)散量抑制在微量。
文檔編號(hào)H01G4/08GK101047067SQ20071008980
公開日2007年10月3日 申請(qǐng)日期2007年3月30日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月30日
發(fā)明者齊田仁, 佐屋裕子, 內(nèi)田清志, 堀野賢治 申請(qǐng)人:Tdk株式會(huì)社