專利名稱:薄膜器件及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具備層疊的下部導(dǎo)體層、電介質(zhì)膜和上部導(dǎo)體層的薄膜器件及其制造方法。
背景技術(shù)：
近年來，隨著移動電話機(jī)等高頻電子設(shè)備的小型化、薄型化的要求，不斷謀求裝載于高頻電子設(shè)備內(nèi)的電子部件小型化、低厚度化。在電子部件中，有具備電容器的電子部件。一般來說，電容器具有電介質(zhì)層和被配置成夾持該電介質(zhì)層的一對導(dǎo)體層。
在具備電容器的電子部件中，為了小型化、低厚度化，縮小一對導(dǎo)體層隔著電介質(zhì)層而對置的區(qū)域的面積以及縮小構(gòu)成電容器的層的數(shù)目是重要的。以往，主要是通過使用介電常數(shù)大的材料作為構(gòu)成電介質(zhì)層的電介質(zhì)材料或減小電介質(zhì)層的厚度，來實(shí)現(xiàn)上述區(qū)域的面積的縮小以及構(gòu)成電容器的層的數(shù)目的縮小。
以往，作為具備電容器的電子部件，已知有特開2003-347155號公報(bào)中所述的薄膜電容器和特開2003-17366號公報(bào)中所述的薄膜電容器元件。特開2003-347155號公報(bào)中所述的薄膜電容器具有使用薄膜形成技術(shù)而在基板上依次成膜的下部電極層、電介質(zhì)層和上部電極層。特開2003-17366號公報(bào)中所述的薄膜電容器元件具有使用薄膜形成技術(shù)而在基板上依次成膜的下部電極、電介質(zhì)層和上部電極。在特開2003-17366號公報(bào)中，記述了使下部電極和配置于其周圍的絕緣體層的上表面平坦化并在其上使電介質(zhì)層成膜的技術(shù)。像上述薄膜電容器和薄膜電容器元件那樣，在本申請中將使用薄膜形成技術(shù)所形成的電子部件稱為薄膜器件。
再有，在特開2002-93952號公報(bào)中，記述了具備絕緣性基板、用薄膜形成法在該絕緣性基板上形成的基底電極、在該基底電極上形成的膜厚為0.5～1.0μm的鍍Ni膜、以及在該鍍Ni膜上形成的由可焊性比Ni更好的金屬構(gòu)成的第2鍍膜的電子部件用基板。
在具備電容器的薄膜器件中，由于使用薄膜形成技術(shù)形成電介質(zhì)層，所以可減小電介質(zhì)層的厚度，其結(jié)果是，可使薄膜器件實(shí)現(xiàn)低厚度化。然而，在具備電容器的薄膜器件中，卻會產(chǎn)生下述問題如果電介質(zhì)層的厚度減小，則電容器的特性與想要的特性不同，或者電容器的耐壓降低，或者產(chǎn)品間的電容器的特性和耐壓的分散性增大。下面，參照圖12詳細(xì)說明該問題。
圖12是表示具備電容器的薄膜器件的一例結(jié)構(gòu)的剖面圖。圖12所示的薄膜器件包括配置在基板101上的下部導(dǎo)體層102；配置在基板101和下部導(dǎo)體層102上的電介質(zhì)層103；以及配置于將電介質(zhì)層103夾持在與下部導(dǎo)體層102之間的位置上的上部導(dǎo)體層104。該薄膜器件使用薄膜形成技術(shù)在基板101上依次將下部導(dǎo)體層102、電介質(zhì)層103、上部導(dǎo)體層104成膜而形成。
在圖12所示的薄膜器件中，下部導(dǎo)體層102必須有某種程度的厚度，以便能夠流過足夠的電流。因此，作為下部導(dǎo)體層102的形成方法，例如可用電鍍法?？墒?，在電鍍法中，到達(dá)被鍍物的表面的金屬離子因接受電子而被還原為金屬，通過進(jìn)入金屬晶體的晶格，金屬晶體進(jìn)行生長。如果該金屬晶體的生長過程結(jié)束，則鍍膜處于平衡狀態(tài)。然而，在剛剛形成后的鍍膜中，有時(shí)上述那樣的金屬晶體的生長過程并未結(jié)束，還存在未達(dá)到平衡狀態(tài)的部分。如取形成鍍銅膜的情形為例，則在未達(dá)到上述平衡狀態(tài)的部分中，有時(shí)存在硫酸銅、磷、氯、鈉等未反應(yīng)的殘留物質(zhì)。如果將電介質(zhì)層103在包含這樣的殘留物質(zhì)的下部導(dǎo)體層102上成膜，則下部導(dǎo)體層102中的殘留物質(zhì)有時(shí)擴(kuò)散到電介質(zhì)層103中。于是，可發(fā)生電介質(zhì)層103的介電常數(shù)、介質(zhì)損耗正切等特性變化，其特性與想要的特性不同的情形。其結(jié)果是，例如，有時(shí)電容器的特性與想要的特性不同，或者電介質(zhì)層103的絕緣性降低、電容器的耐壓降低，或者產(chǎn)品間的電容器的特性和耐壓的分散性增大。
另外，如果在包含未達(dá)到平衡狀態(tài)的部分的下部導(dǎo)體層102上將電介質(zhì)層103成膜，則通過在電介質(zhì)層103的成膜過程中將下部導(dǎo)體層102加熱，在下部導(dǎo)體層102中未達(dá)到平衡狀態(tài)的部分的狀態(tài)發(fā)生變化，其結(jié)果是，有時(shí)與電介質(zhì)層103相接的下部導(dǎo)體層102的上表面的表面粗糙度增大。這樣，如果下部導(dǎo)體層102的上表面的表面粗糙度增大，則電介質(zhì)層103的厚度變得不均一。于是，在電介質(zhì)層103中，有時(shí)生成厚度特別小的部分，該部分的絕緣性降低，電容器的耐壓極度降低。此時(shí)，容易產(chǎn)生因電介質(zhì)層103的絕緣受損等而引起的電容器的短路不良。另外，如果電介質(zhì)層103的厚度變得不均一，則產(chǎn)品間的電容器的耐壓的分散性增大。
另外，在具備電容器的薄膜器件為高頻用的情況下，如果下部導(dǎo)體層102的上表面的表面粗糙度大，則下部導(dǎo)體層102的表層電阻增大，其結(jié)果是，有時(shí)下部導(dǎo)體層102的信號傳輸特性變差。
在特開2003-347155號公報(bào)、特開2003-17366號公報(bào)和特開2002-93952號公報(bào)的任何一個(gè)公報(bào)中，均未記述對以上問題的解決措施。再有，以上問題不限于具備電容器的薄膜器件，而是適于具備層疊的下部導(dǎo)體層、電介質(zhì)膜和上部導(dǎo)體層的所有薄膜器件。

發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種薄膜器件及其制造方法，該薄膜器件是具備層疊的下部導(dǎo)體層、電介質(zhì)膜和上部導(dǎo)體層的薄膜器件，可防止因下部導(dǎo)體層中未達(dá)到平衡狀態(tài)的部分而使電介質(zhì)膜的特性發(fā)生變化或者使電介質(zhì)膜的厚度的均一性降低。
本發(fā)明的薄膜器件具備下部導(dǎo)體層；配置在下部導(dǎo)體層上的電介質(zhì)膜；以及配置在電介質(zhì)膜上的上部導(dǎo)體層。
在本發(fā)明的薄膜器件中，下部導(dǎo)體層具有由金屬構(gòu)成的第1層和配置在第1層與電介質(zhì)膜之間的由金屬構(gòu)成的第2層。第2層中的金屬晶體的粒徑小于第1層中的金屬晶體的粒徑。
在本發(fā)明的薄膜器件中，下部導(dǎo)體層的第2層中的金屬晶體的粒徑小于下部導(dǎo)體層的第1層中的金屬晶體的粒徑。這樣的關(guān)系例如可通過用電鍍法形成第1層，用物理氣相沉積法或化學(xué)氣相沉積法形成第2層來實(shí)現(xiàn)。此時(shí)，第2層在剛剛形成后大致處于平衡狀態(tài)。
本發(fā)明的薄膜器件的制造方法具備用電鍍法形成第1層的工序；用物理氣相沉積法或化學(xué)氣相沉積法在第1層上形成第2層的工序；使電介質(zhì)膜在第2層上成膜的工序；以及在電介質(zhì)膜上形成上部導(dǎo)體層的工序。
在本發(fā)明的薄膜器件的制造方法中，下部導(dǎo)體層的第1層用電鍍法形成，下部導(dǎo)體層的第2層用物理氣相沉積法或化學(xué)氣相沉積法形成。這樣一來，所形成的第2層在剛剛形成后大致處于平衡狀態(tài)。
在本發(fā)明的薄膜器件的制造方法中，第2層中的金屬晶體的粒徑也可小于第1層中的金屬晶體的粒徑。
在本發(fā)明的薄膜器件或其制造方法中，第2層的上表面的最大高度粗糙度也可小于第1層的上表面的最大高度粗糙度。
另外，在本發(fā)明的薄膜器件或其制造方法中，電介質(zhì)膜的厚度也可在0.02～1μm的范圍內(nèi)。
另外，在本發(fā)明的薄膜器件或其制造方法中，構(gòu)成第1層的金屬也可包含Cu、Ag、Al的任一種，構(gòu)成第2層的金屬也可包含Cu、Ag、Al、Cr、Ti、Ni、Ni-Cr、Au的任一種。
另外，在本發(fā)明的薄膜器件或其制造方法中，下部導(dǎo)體層、電介質(zhì)膜和上部導(dǎo)體層也可構(gòu)成電容器。
在本發(fā)明的薄膜器件中，下部導(dǎo)體層具有由金屬構(gòu)成的第1層和配置在第1層與電介質(zhì)膜之間的由金屬構(gòu)成的第2層。第2層中的金屬晶體的粒徑小于第1層中的金屬晶體的粒徑。這樣的關(guān)系可以通過例如用電鍍法形成第1層，用物理氣相沉積法或化學(xué)氣相沉積法形成第2層來實(shí)現(xiàn)。由此，第2層在剛剛形成后大致處于平衡狀態(tài)。從而，按照本發(fā)明，可防止因下部導(dǎo)體層中未達(dá)到平衡狀態(tài)的部分而使電介質(zhì)膜的特性發(fā)生變化或者使電介質(zhì)膜的厚度均一性降低。
在本發(fā)明的薄膜器件的制造方法中，下部導(dǎo)體層的第1層用電鍍法形成，下部導(dǎo)體層的第2層用物理氣相沉積法或化學(xué)氣相沉積法形成。這樣一來，所形成的第2層在剛剛形成后大致處于平衡狀態(tài)。從而，按照本發(fā)明，可防止因下部導(dǎo)體層中未達(dá)到平衡狀態(tài)的部分而使電介質(zhì)膜的特性發(fā)生變化或者使電介質(zhì)膜的厚度均一性降低。
本發(fā)明的其它目的、特征和優(yōu)點(diǎn)通過以下的說明就變得十分清楚了。
圖1是本發(fā)明一實(shí)施方式的薄膜器件的剖面圖。
圖2是表示本發(fā)明一實(shí)施方式的薄膜器件的制造方法中的一工序的剖面圖。
圖3是表示繼圖2所示工序之后的工序的剖面圖。
圖4是表示繼圖3所示工序之后的工序的剖面圖。
圖5是表示繼圖4所示工序之后的工序的剖面圖。
圖6是表示繼圖5所示工序之后的工序的剖面圖。
圖7是表示繼圖6所示工序之后的工序的剖面圖。
圖8是表示繼圖7所示工序之后的工序的剖面圖。
圖9是表示繼圖8所示工序之后的工序的剖面圖。
圖10是表示繼圖9所示工序之后的工序的剖面圖。
圖11是表示繼圖10所示工序之后的工序的剖面圖。
圖12是表示具備電容器的薄膜器件的一例結(jié)構(gòu)的剖面圖。
具體實(shí)施方式下面，參照附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的實(shí)施方式。首先，參照附圖，說明本發(fā)明一實(shí)施方式的薄膜器件。圖1是本實(shí)施方式的薄膜器件的剖面圖。如圖1所示，本實(shí)施方式的薄膜器件1具備基板2、配置在該基板2上的由絕緣材料構(gòu)成的平坦化膜3、以及設(shè)置在該平坦化膜3上的電容器4。電容器4具有配置在平坦化膜3上的下部導(dǎo)體層10、配置在該下部導(dǎo)體層10上的電介質(zhì)膜20、以及配置在該電介質(zhì)膜20上的上部導(dǎo)體層30。
下部導(dǎo)體層10和上部導(dǎo)體層30分別被構(gòu)圖成規(guī)定的形狀。電介質(zhì)膜20被配置成覆蓋下部導(dǎo)體層10的上表面和側(cè)面以及平坦化膜3的上表面。上部導(dǎo)體層30被配置于將電介質(zhì)膜20夾持在其與下部導(dǎo)體層10之間的位置上。下部導(dǎo)體層10和上部導(dǎo)體層30在電容器4中構(gòu)成夾持電介質(zhì)膜20而對置的一對電極。
基板2例如由絕緣材料(電介質(zhì)材料)構(gòu)成。構(gòu)成基板2的絕緣材料既可以是無機(jī)材料，又可以是有機(jī)材料。作為構(gòu)成基板2的絕緣材料，例如可以用Al2O3。另外，基板2也可以用半導(dǎo)體材料構(gòu)成。
構(gòu)成平坦化膜3的絕緣材料既可以是無機(jī)材料，又可以是有機(jī)材料。作為構(gòu)成平坦化膜3的無機(jī)材料，例如可以用Al2O3。在使用無機(jī)材料作為平坦化膜3的材料的情況下，優(yōu)選使用物理氣相沉積法(以下記作PVD法)或化學(xué)氣相沉積法(以下記作CVD法)形成平坦化膜3。作為構(gòu)成平坦化膜3的有機(jī)材料，例如可以用樹脂。此時(shí)，樹脂可以是熱可塑性樹脂和熱固化性樹脂中的任何一種。在使用樹脂等有機(jī)材料作為平坦化膜3的材料的情況下，優(yōu)選在具有流動性的狀態(tài)下，在基板2上涂敷構(gòu)成平坦化膜3的有機(jī)材料，其后，通過使有機(jī)材料固化，形成平坦化膜3。另外，平坦化膜3也可用在玻璃上旋涂(SOG)的膜構(gòu)成。另外，平坦化膜3也可用噴墨技術(shù)形成。
平坦化膜3的上表面的最大高度粗糙度Rz小于基板2的上表面的最大高度粗糙度Rz。再有，最大高度粗糙度Rz是表示表面粗糙度的參數(shù)之一，被定義為基準(zhǔn)長度中的輪廓曲線的峰高度的最大值與谷深度的最大值之和。另外，優(yōu)選平坦化膜3的厚度在0.01～50μm的范圍內(nèi)。
再有，在基板2的上表面的表面粗糙度足夠小的情況下，也可不設(shè)置平坦化膜3，而在基板2上直接配置下部導(dǎo)體層10。
下部導(dǎo)體層10具有配置在平坦化膜3上的由金屬構(gòu)成的電極膜11、配置在該電極膜11上的由金屬構(gòu)成的第1層12、以及配置在該第1層12與電介質(zhì)膜20之間的由金屬構(gòu)成的第2層13。第2層13中的金屬晶體的粒徑小于第1層12中的金屬晶體的粒徑。另外，優(yōu)選第2層13的上表面的最大高度粗糙度Rz小于第1層12的上表面的最大高度粗糙度Rz。
構(gòu)成第1層12的金屬例如包含Cu、Ag、Al的任一種。構(gòu)成第2層13的金屬包含Cu、Ag、Al、Cr、Ti、Ni、Ni-Cr、Au的任一種。
第1層12用電鍍法形成。電極膜11被用作使用電鍍法形成第1層12時(shí)的電極。第2層13使用PVD法或CVD法形成。
電介質(zhì)膜20由電介質(zhì)材料構(gòu)成。優(yōu)選構(gòu)成電介質(zhì)膜20的電介質(zhì)材料為無機(jī)材料。作為構(gòu)成電介質(zhì)膜20的電介質(zhì)材料，例如可用Al2O3、Si4N3或SiO2。
上部導(dǎo)體層30例如成為與下部導(dǎo)體層10同樣的結(jié)構(gòu)。即，上部導(dǎo)體層30具有配置在電介質(zhì)膜20上的由金屬構(gòu)成的電極膜31、配置在該電極膜31上的由金屬構(gòu)成的第1層32、以及配置在該第1層32與電介質(zhì)膜20之間的由金屬構(gòu)成的第2層33。第2層33中的金屬晶體的粒徑小于第1層32中的金屬晶體的粒徑。另外，優(yōu)選第2層33的上表面的最大高度粗糙度Rz小于第1層32的上表面的最大高度粗糙度Rz。再有，在上部導(dǎo)體層30無需在其上層疊電介質(zhì)層的情況下，不一定必須形成與下部導(dǎo)體層10同樣的結(jié)構(gòu)。例如，上部導(dǎo)體層30也可以沒有第2層33。
構(gòu)成第1層32、第2層33的各金屬和第1層32、第2層33的形成方法與下部導(dǎo)體層10的第1層12、第2層13相同。
電介質(zhì)膜20的厚度小于下部導(dǎo)體層10的厚度，優(yōu)選例如在0.02～1μm的范圍內(nèi)，如在0.05～0.5μm的范圍內(nèi)則更為優(yōu)選。優(yōu)選下部導(dǎo)體層10的厚度在5～10μm的范圍內(nèi)。優(yōu)選上部導(dǎo)體層30的厚度在5～10μm的范圍內(nèi)。
此處，說明優(yōu)選下部導(dǎo)體層10和上部導(dǎo)體層30的厚度均在上述范圍內(nèi)的原因。本實(shí)施方式的薄膜器件例如可用作無線LAN(局域網(wǎng))用和移動電話機(jī)用的帶通濾波器。在無線LAN中，使用2.5GHz的頻帶。如果考慮該頻帶內(nèi)的通過損耗，則下部導(dǎo)體層10和上部導(dǎo)體層30的厚度必須為3μm以上。即，在下部導(dǎo)體層10和上部導(dǎo)體層30的厚度不足3μm的情況下，通過損耗過大。另外，在移動電話機(jī)中，使用800MHz～1.95GHz的頻帶。為了抑制該頻帶之中特別是低頻側(cè)的噪聲和提高帶通濾波器的衰減特性，下部導(dǎo)體層10和上部導(dǎo)體層30的厚度必須為5μm以上。因此，優(yōu)選下部導(dǎo)體層10和上部導(dǎo)體層30的厚度為5μm以上。另一方面，如果下部導(dǎo)體層10和上部導(dǎo)體層30過厚，則下部導(dǎo)體層10和上部導(dǎo)體層30的各上表面的表面粗糙度增大，下部導(dǎo)體層10和上部導(dǎo)體層30的表層電阻增大?；蛘?，用于降低下部導(dǎo)體層10和上部導(dǎo)體層30的各上表面的表面粗糙度的平坦化處理的工序成為必需，該平坦化處理要花時(shí)間。從而，就實(shí)用而言，優(yōu)選下部導(dǎo)體層10和上部導(dǎo)體層30的厚度為10μm以下。
接著，參照圖2至圖11，說明本實(shí)施方式的薄膜器件1的制造方法。再有，在以下的說明中，舉出各層的材料和厚度的一個(gè)例子，但本實(shí)施方式中的薄膜器件1的制造方法并不限定于此。
圖2是表示本實(shí)施方式的薄膜器件1的制造方法中的一工序的剖面圖。在薄膜器件1的制造方法中，首先如圖2所示，在基板2上形成平坦化膜3。在此處，作為一例，假定以無機(jī)材料Al2O3作為構(gòu)成平坦化膜3的絕緣材料，用PVD法或CVD法形成該平坦化膜3。如此形成的平坦化膜3遠(yuǎn)較陶瓷致密。該時(shí)刻的平坦化膜3的厚度例如為5.5μm。
接著，如圖3所示，通過研磨使平坦化膜3的上表面平坦化。作為此時(shí)的研磨方法，例如可用化學(xué)機(jī)械研磨(以下記作CMP)。研磨后的平坦化膜3的厚度例如為2.0μm。另外，在此處，作為一例，假定研磨后的平坦化膜3的上表面的最大高度粗糙度Rz為30nm。再有，平坦化膜3的上表面的研磨方法不限于CMP，也可以是拋光(buff)研磨、磨光(lap)研磨、模壓(dies)研磨等其它研磨方法。另外，平坦化膜3的上表面平坦化處理也可以將2種或2種以上的研磨方法組合起來進(jìn)行。再有，即使不將平坦化膜3的上表面平坦化，在平坦化膜3的上表面的最大高度粗糙度Rz足夠小的情況下，也可不用研磨而使平坦化膜3的上表面平坦化。
另外，作為平坦化膜3的材料，也可用樹脂等有機(jī)材料。此時(shí)，也可在具有流動性的狀態(tài)下，在基板2上涂敷構(gòu)成平坦化膜3的有機(jī)材料，其后，通過使有機(jī)材料固化，形成平坦化膜3。另外，平坦化膜3也可用在玻璃上旋涂(SOG)的膜構(gòu)成。另外，平坦化膜3也可用噴墨技術(shù)形成。在這些情況下，即使不研磨平坦化膜3的上表面，也可充分地減小平坦化膜3的上表面的最大高度粗糙度Rz。
接著，如圖4所示，例如用濺射法在基板2上使電極膜11成膜。在此處，作為一例，假定電極膜11用第1電極膜111和第2電極膜112這2層構(gòu)成。第1電極膜111和第2電極膜112依次在基板2上成膜。作為第1電極膜111的材料，例如用Ti。第1電極膜111的厚度例如為5nm。作為第2電極膜112的材料，例如用Cu或Ni。第2電極膜112的厚度例如為100nm。再有，也可形成1層電極膜來代替電極膜111、112。
接著，如圖5所示，以電極膜11為電極，用電鍍法在電極膜11上形成第1層12。作為第1層12的材料，例如用Cu。第1層12的厚度例如為8μm。再有，在用電鍍法形成第1層12時(shí)，優(yōu)選控制鍍浴的組成和電流密度，以調(diào)整析出晶粒的大小。
接著，如圖6所示，通過研磨使第1層12的上表面平坦化。作為此時(shí)的研磨方法，例如可用CMP。再有，第1層12的上表面的研磨方法不限于CMP，也可以是拋光研磨、磨光研磨、模壓研磨等其它研磨方法。另外，第1層12的上表面平坦化處理也可以將2種以上的研磨方法組合起來進(jìn)行。再有，即使不將第1層12的上表面平坦化，在第1層12的上表面的最大高度粗糙度Rz足夠小的情況下，也可不用研磨而使第1層12的上表面平坦化。
接著，如圖7所示，用PVD法或CVD法在第1層12上形成第2層13。在此處，作為一例，假定用Cr作為第2層13的材料，用濺射法形成第2層13。另外，第2層13的厚度例如為0.3μm。
圖8示出了下一工序。在該工序中，首先，在第2層13上形成例如8μm厚的光致抗蝕劑層。接著，通過光刻將光致抗蝕劑層構(gòu)圖，形成刻蝕掩模41。該刻蝕掩模41具有與應(yīng)形成的下部導(dǎo)體層10的平面形狀相對應(yīng)的平面形狀。
接著，如圖9所示，用刻蝕掩模41，通過干法刻蝕有選擇地對第2層13、第1層12和電極膜11進(jìn)行刻蝕。由此，以所保留的電極膜11、第1層12和第2層13形成下部導(dǎo)體層10。接著，剝離刻蝕掩模41。
再有，在圖5至圖9所示的工序中，在電極膜11上依次形成第1層1 2和第2層13后，通過對第2層13、第1層12和電極膜11進(jìn)行構(gòu)圖，形成下部導(dǎo)體層10。也可代替這種方法，而通過在電極膜11上形成第1層12后，對第1層12和電極膜11進(jìn)行構(gòu)圖，其后在第1層12上形成第2層13，以形成下部導(dǎo)體層10。
接著，如圖10所示，例如用濺射法形成電介質(zhì)膜20，以覆蓋下部導(dǎo)體層10的上表面和側(cè)面以及平坦化膜3的上表面。電介質(zhì)膜20的厚度例如為0.1μm。
接著，如圖11所示，在電介質(zhì)膜20上，在將電介質(zhì)膜20夾持在與下部導(dǎo)體層10之間的位置處，形成上部導(dǎo)體層30。上部導(dǎo)體層30的形成方法例如除平坦化處理外，與下部導(dǎo)體層10的形成方法相同。即，首先，在電介質(zhì)膜20上形成電極膜31。在此處，作為一例，假定電極膜31由第1電極膜311和第2電極膜312這2層構(gòu)成。第1電極膜311和第2電極膜312依次在電介質(zhì)膜20上成膜。電極膜311、312的材料和厚度與下部導(dǎo)體層10的電極膜111、112相同。接著，以電極膜31為電極，用電鍍法在電極膜31上形成第1層32。第1層32的材料和厚度與下部導(dǎo)體層10的第1層12相同。接著，用PVD法或CVD法在第1層32上形成第2層33。第2層33的材料和厚度與下部導(dǎo)體層10的第2層13相同。接著，在第2層33上形成刻蝕掩模。接著，用刻蝕掩模，通過干法刻蝕有選擇地對第2層33、第1層32和電極膜31進(jìn)行刻蝕。由此，以所保留的電極膜31、第1層32和第2層33形成上部導(dǎo)體層30。接著，剝離刻蝕掩模。
如以上說明過的那樣，在本實(shí)施方式中，下部導(dǎo)體層10具有用電鍍法所形成的第1層12和用PVD法或CVD法形成、被配置在第1層12與電介質(zhì)膜20之間的第2層13。第1層12和第2層13均由金屬構(gòu)成。第2層13中的金屬晶體的粒徑小于第1層12中的金屬晶體的粒徑。
在剛剛形成后的第1層12中，有時(shí)金屬晶體的生長過程并未結(jié)束，還存在未達(dá)到平衡狀態(tài)的部分。因此，如果在形成第1層12后，在較短的時(shí)間之中在第1層12上直接形成電介質(zhì)膜20，則存在于第1層12中未達(dá)到平衡狀態(tài)的部分的未反應(yīng)的殘留物質(zhì)擴(kuò)散到電介質(zhì)膜20中，其結(jié)果是，可發(fā)生電介質(zhì)膜20的介電常數(shù)、介質(zhì)損耗正切等特性變化，其特性與想要的特性不同的情形。另外，如果在形成第1層12后，在較短的時(shí)間之中在第1層12上直接形成電介質(zhì)膜20，則在電介質(zhì)膜20的成膜過程中通過對第1層加熱，第1層12中未達(dá)到平衡狀態(tài)的部分的狀態(tài)發(fā)生變化，其結(jié)果是，有時(shí)與電介質(zhì)膜20相接的第1層12的上表面的表面粗糙度增大。
與此相比，在本實(shí)施方式中，在第1層12與電介質(zhì)膜20之間，配置用PVD法或CVD法所形成的第2層13。該第2層13中的金屬晶體的粒徑小于第1層12中的金屬晶體的粒徑。用PVD法或CVD法所形成的第2層13從剛剛形成后就大致達(dá)到平衡狀態(tài)。由于這種性質(zhì)的第2層13配置在第1層12與電介質(zhì)膜20之間，故按照本實(shí)施方式，可防止存在于第1層12中未達(dá)到平衡狀態(tài)的部分的殘留物質(zhì)擴(kuò)散到電介質(zhì)膜20中，還可防止在電介質(zhì)膜20的成膜過程中與電介質(zhì)膜20相接的下部導(dǎo)體層10的上表面(第2層13的上表面)的表面粗糙度增大。其結(jié)果是，按照本實(shí)施方式，可防止因第1層12中未達(dá)到平衡狀態(tài)的部分而使電介質(zhì)膜20的特性發(fā)生變化或者使電介質(zhì)膜20的厚度均一性降低。由此，按照本實(shí)施方式，可抑制電容器4的特性與想要的特性不同，或者電容器4的耐壓降低，或者產(chǎn)品間的電容器4的特性和耐壓的分散性增大。
另外，容易做到用PVD法或CVD法所形成的第2層13的上表面比用電鍍法所形成的第1層12的上表面平坦。從而，可容易使第2層13的上表面的最大高度粗糙度Rz小于第1層12的上表面的最大高度粗糙度Rz。這樣一來，按照本實(shí)施方式，可使電介質(zhì)膜20的厚度均一性提高。從這一點(diǎn)看，按照本實(shí)施方式，可抑制電容器4的耐壓降低，可抑制產(chǎn)品間的電容器4的耐壓的分散性增大。
另外，按照本實(shí)施方式，由于對電介質(zhì)膜20的厚度進(jìn)行了均一化，所以可在將電容器4的耐壓維持為足夠大小的狀態(tài)下，減薄電介質(zhì)膜20。由此，在實(shí)現(xiàn)同樣電容的電容器的情況下，或者可減小下部導(dǎo)體層10與上部導(dǎo)體層30隔著電介質(zhì)膜20而對置的區(qū)域的面積，或者可減少導(dǎo)體層和電介質(zhì)膜的層疊數(shù)目。從而，按照本實(shí)施方式，薄膜器件的小型化、低厚度化成為可能。
另外，按照本實(shí)施方式，由于可減小下部導(dǎo)體層10的上表面的表面粗糙度，所以可減少下部導(dǎo)體層10的表層電阻。由此，按照本實(shí)施方式，在薄膜器件1為高頻用的情況下，可防止下部導(dǎo)體層10的信號傳輸特性變差。
再有，在本實(shí)施方式中，在用電鍍法形成第1層12后，可在真空環(huán)境下對第1層12實(shí)施熱處理，還在對第1層12的表面實(shí)施反濺射后，用PVD法或CVD法在第1層12上形成第2層13。此時(shí)，通過對第1層12的熱處理，可強(qiáng)制性地使第1層12處于平衡狀態(tài)，并且通過對第1層12的表面的反濺射，可提高第1層12的表面對第2層13的密接性。
另外，在本實(shí)施方式中，可在將電介質(zhì)膜20成膜前，用反濺射等除去存在于下部導(dǎo)體層10的表面上的氧化物、有機(jī)物等不需要的物質(zhì)，并且激活下部導(dǎo)體層10的表面，使下部導(dǎo)體層10的表面對電介質(zhì)膜20的密接性提高。此時(shí)，特別是在同一真空室內(nèi)，通過連續(xù)地進(jìn)行使下部導(dǎo)體層10的表面對電介質(zhì)膜20的密接性提高的處理和使電介質(zhì)膜20成膜的處理，可使下部導(dǎo)體層10與電介質(zhì)膜20的密接性進(jìn)一步提高。
另外，在將電極膜11或電極膜31成膜前，也可用反濺射等除去存在于電極膜11或電極膜31的基底的表面上的氧化物、有機(jī)物等不需要的物質(zhì)，并且使基底表面對電極膜11或電極膜31的密接性提高。
再有，在電介質(zhì)膜20成膜后、電極膜31形成前進(jìn)行反濺射的情況下，為了減少電介質(zhì)膜20的厚度或防止電介質(zhì)膜20的損傷，必須調(diào)整輸出、氣體流量、處理時(shí)間等反濺射的條件。
再有，本發(fā)明并不限定于上述實(shí)施方式，也可作各種變更。例如，在本發(fā)明的薄膜器件中，既可在上部導(dǎo)體層30上設(shè)置保護(hù)膜，又可使上部導(dǎo)體層30露出。另外，還可在上部導(dǎo)體層30的上方配置1層以上的層。
另外，在本發(fā)明中，也可在上部導(dǎo)體層30的上表面上，交替形成總計(jì)為2層以上的新電介質(zhì)膜和導(dǎo)體層。由此，可形成將導(dǎo)體層與電介質(zhì)膜交替層疊總計(jì)為5層以上而構(gòu)成的電容器。
另外，本發(fā)明中的下部導(dǎo)體層、電介質(zhì)膜和上部導(dǎo)體層并不限于構(gòu)成電容器的各層。例如，下部導(dǎo)體層和上部導(dǎo)體層也可分別構(gòu)成另外的信號線，電介質(zhì)膜也可用于將下部導(dǎo)體層與上部導(dǎo)體層絕緣。
另外，本發(fā)明的薄膜器件也可包含電容器以外的元件。包含于薄膜器件中的電容器以外的元件既可以是電感器或電阻器等無源元件，又可以是晶體管等有源元件。另外，包含于薄膜器件中的電容器以外的元件既可以是集總常數(shù)元件，又可以是分布常數(shù)元件。
另外，本發(fā)明的薄膜器件也可以具備配置在側(cè)部、底面或上表面的端子。另外，本發(fā)明的薄膜器件也可以具備連接多個(gè)導(dǎo)體層的通孔。另外，本發(fā)明的薄膜器件也可以具備用于將下部導(dǎo)體層10或上部導(dǎo)體層30與端子或其它元件連接的布線用的導(dǎo)體層?；蛘撸虏繉?dǎo)體層10或上部導(dǎo)體層30的一部分既可以兼作端子，又可以將下部導(dǎo)體層10或上部導(dǎo)體層30經(jīng)通孔與端子連接。
本發(fā)明的薄膜器件在包含電容器和電容器以外的元件的情況下，可用作LC電路部件、低通濾波器、高通濾波器、帶通濾波器等各種濾波器、天線共用器或雙工器等包含電容器的各種電路部件。
另外，本發(fā)明的薄膜器件例如可用于移動電話機(jī)等移動體通信設(shè)備及無線LAN用的通信裝置中。
基于以上的說明，顯然可實(shí)施本發(fā)明的各種方式及變形例。從而，在與一同附上的權(quán)利要求
書均等的范圍內(nèi)，即使在上述優(yōu)選方式以外的方式中也可實(shí)施本發(fā)明。
權(quán)利要求
1.一種薄膜器件，其具備下部導(dǎo)體層、配置在上述下部導(dǎo)體層上的電介質(zhì)膜、以及配置在上述電介質(zhì)膜上的上部導(dǎo)體層，其特征在于，上述下部導(dǎo)體層具有由金屬構(gòu)成的第1層和配置在上述第1層與上述電介質(zhì)膜之間的由金屬構(gòu)成的第2層，上述第2層中的金屬晶體的粒徑小于上述第1層中的金屬晶體的粒徑。
2.如權(quán)利要求
1所述的薄膜器件，其特征在于，上述第2層的上表面的最大高度粗糙度小于上述第1層的上表面的最大高度粗糙度。
3.如權(quán)利要求
1所述的薄膜器件，其特征在于，上述電介質(zhì)膜的厚度在0.02～1μm的范圍內(nèi)。
4.如權(quán)利要求
1所述的薄膜器件，其特征在于，構(gòu)成上述第1層的金屬包含Cu、Ag、Al的任一種，構(gòu)成上述第2層的金屬包含Cu、Ag、Al、Cr、Ti、Ni、Ni-Cr、Au的任一種。
5.如權(quán)利要求
1所述的薄膜器件，其特征在于，上述下部導(dǎo)體層、電介質(zhì)膜和上部導(dǎo)體層構(gòu)成電容器。
6.一種薄膜器件的制造方法，該薄膜器件具備下部導(dǎo)體層、配置在上述下部導(dǎo)體層上的電介質(zhì)膜、以及配置在上述電介質(zhì)膜上的上部導(dǎo)體層，上述下部導(dǎo)體層具有由金屬構(gòu)成的第1層和配置在上述第1層與上述電介質(zhì)膜之間的由金屬構(gòu)成的第2層，其特征在于，具備用電鍍法形成上述第1層的工序；用物理氣相沉積法或化學(xué)氣相沉積法在上述第1層上形成上述第2層的工序；使上述電介質(zhì)膜在上述第2層上成膜的工序；以及在上述電介質(zhì)膜上形成上述上部導(dǎo)體層的工序。
7.如權(quán)利要求
6所述的薄膜器件的制造方法，其特征在于，上述第2層中的金屬晶體的粒徑小于上述第1層中的金屬晶體的粒徑。
8.如權(quán)利要求
6所述的薄膜器件的制造方法，其特征在于，上述第2層的上表面的最大高度粗糙度小于上述第1層的上表面的最大高度粗糙度。
9.如權(quán)利要求
6所述的薄膜器件的制造方法，其特征在于，上述電介質(zhì)膜的厚度在0.02～1μm的范圍內(nèi)。
10.如權(quán)利要求
6所述的薄膜器件的制造方法，其特征在于，構(gòu)成上述第1層的金屬包含Cu、Ag、Al的任一種，構(gòu)成上述第2層的金屬包含Cu、Ag、Al、Cr、Ti、Ni、Ni-Cr、Au的任一種。
11.如權(quán)利要求
6所述的薄膜器件的制造方法，其特征在于，上述下部導(dǎo)體層、電介質(zhì)膜和上部導(dǎo)體層構(gòu)成電容器。
專利摘要
薄膜器件具備基板、配置在基板上的由絕緣材料構(gòu)成的平坦化膜、以及設(shè)置在平坦化膜上的電容器。電容器具有下部導(dǎo)體層、配置在下部導(dǎo)體層上的電介質(zhì)膜、以及配置在電介質(zhì)膜上的上部導(dǎo)體層。下部導(dǎo)體層具有電極膜、用電鍍法在電極膜上形成的第1層、以及用PVD法或CVD法在第1層上形成的第2層。第2層中的金屬晶體的粒徑小于第1層中的金屬晶體的粒徑。
文檔編號H01G4/33GK1992108SQ200610156256
公開日2007年7月4日 申請日期2006年12月27日
發(fā)明者桑島一, 宮崎雅弘, 古屋晃 申請人:Tdk株式會社導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan