及的電子部件例示了薄膜電容器,但本發(fā)明 所涉及的電子部件不限定于薄膜電容器,例如也可以是平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器或耦合器、帶 通濾波器等任意的具有介電膜的電子部件。
[0060] 實(shí)施例
[0061] 以下基于詳細(xì)的實(shí)施例進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明,但本發(fā)明不限定于這些實(shí)施例。
[0062] <實(shí)施例1><比較例1>
[0063] 首先,在350 y m的Si的表面具備6 y m的Si02*緣膜的10mmX 10mm見(jiàn)方的支撐 基板的表面上,通過(guò)濺射法以成為20nm的厚度的方式形成作為基底層的Ti薄膜。
[0064] 接著,在上述形成的Ti薄膜上通過(guò)濺射法以成為100nm的厚度的方式形成作為下 部電極的Pt薄膜。
[0065] 對(duì)于形成的Ti/Pt薄膜,將升溫速度設(shè)為400°C/分鐘、保持溫度設(shè)為700°C、溫度 保持時(shí)間設(shè)為30分鐘、氣氛設(shè)為氧氣氣氛,在常壓下進(jìn)行熱處理。
[0066] 介電膜的形成中使用PLD法。形成介電膜所需的標(biāo)靶如下所述地制作。
[0067]首先,以使樣品No. 1~樣品No. 14的Ba、Ca、Sr的量的比例和A組與B組的摩爾 比a成為表1所示的值的方式進(jìn)行BaC03、CaC03、SrC03、ZrO^稱(chēng)量,準(zhǔn)備原料。
[0068] [表 1]
[0069]
[0070] 接著,在球磨機(jī)中加入上述準(zhǔn)備的原
料和水、以及q^mm的氧化鋯珠進(jìn)行20小時(shí) 的濕式混合之后,使混合粉末漿料在l〇〇°C下干燥20小時(shí)。
[0071 ] 在研缽中加入相對(duì)于得到的混合粉末10wt %的PVA (聚乙烯醇),使用碾槌制作造 粒粉之后,向cp20mm的模具中以厚度成為5mm左右的方式加入造粒粉。接著,使用單軸加 壓壓制機(jī)得到成型體。成型條件設(shè)定為壓力:2.0X108Pa、溫度:室溫。之后,對(duì)于得到的成 型體在下述條件下進(jìn)行脫粘結(jié)劑處理、燒結(jié)。
[0072] 脫粘結(jié)劑條件是將升溫速度設(shè)定為100°C/小時(shí)、保持溫度設(shè)定為400°C、溫度保 持時(shí)間設(shè)定為4小時(shí),氣氛設(shè)定為常壓的空氣中。
[0073] 燒結(jié)條件是將升溫溫度設(shè)定為200°C/小時(shí)、保持溫度設(shè)定為1200°C~1300°C、溫 度保持時(shí)間設(shè)定為4小時(shí),氣氛設(shè)定為常壓的空氣中。
[0074] 接著,以得到的燒結(jié)體的厚度成為4_的方式,用圓筒研磨機(jī)對(duì)兩面進(jìn)行研磨,得 到形成介電膜所需的PLD用標(biāo)靶。
[0075] 使用這樣得到的PLD用標(biāo)靶,在下部電極上以介電膜厚成為400nm厚的方式用PLD 法形成介電膜。通過(guò)PLD法的成膜條件是將氧壓設(shè)定為1Xl(T2Pa,將基板加熱至400°C。 此外,為了使下部電極的一部分露出,使用金屬掩模形成一部分沒(méi)有形成介電膜的區(qū)域。
[0076] 介電膜厚的測(cè)量通過(guò)用FIB研磨、對(duì)得到的截面用SM觀察測(cè)量長(zhǎng)度來(lái)測(cè)量。
[0077] 對(duì)于成膜后的介電膜的組成,使用焚光X射線元素分析法(X-rayfluorescence spectrometer:XRF)對(duì)所有樣品進(jìn)行測(cè)定,確認(rèn)是表1~表4中記載的組成。
[0078] 接著,為了在得到的上述介電膜上形成作為上部電極的Pt電極,使用濺射裝置進(jìn) 行成膜。Pt電極的形狀以成為直徑5mm、厚度200nm的方式使用經(jīng)過(guò)加工的金屬掩模形成, 從而得到圖1所示的結(jié)構(gòu)的樣品No. 1~樣品No. 14。Pt電極膜厚的測(cè)量也通過(guò)用FIB研 磨、對(duì)得到的截面用SIM觀察測(cè)量長(zhǎng)度從而測(cè)量。
[0079] 對(duì)于得到的所有薄膜電容器樣品,分別用以下所示的方法測(cè)量耐受電壓、相對(duì)介 電常數(shù)。
[0080] <耐受電壓>
[0081] 關(guān)于耐受電壓,對(duì)于薄膜電容器樣品,在下部電極露出的區(qū)域和上部電極連接數(shù) 字超高電阻/微小電流計(jì)(ADVANTESTR8340),一邊以5V/秒的步長(zhǎng)施加電壓一邊測(cè)定電阻 值,讀取從其初始電阻值降低2個(gè)數(shù)量級(jí)時(shí)的電壓值,將該值作為樣品的破壞電壓值(V)。 將得到的破壞電壓值(V)除以介電膜厚的數(shù)值作為耐受電壓(MV/cm),記載在表1中。優(yōu)選 耐受電壓較高,將5.OMV/cm以上視為良好。
[0082] <相對(duì)介電常數(shù)>
[0083] 關(guān)于相對(duì)介電常數(shù),對(duì)于薄膜電容器樣品,根據(jù)在基準(zhǔn)溫度25°C下用數(shù)字LCR計(jì) (YHP公司制造的4274A)在頻率1MHz、輸入信號(hào)電平(測(cè)定電壓)0.lVrms的條件下測(cè)定的 靜電電容和膜厚測(cè)定的結(jié)果來(lái)計(jì)算(無(wú)單位)。相對(duì)介電常數(shù)優(yōu)選較高,將30以上視為良 好。
[0084] <介電薄膜的晶體狀態(tài)確認(rèn)>
[0085] 對(duì)于薄膜電容器樣品,通過(guò)使用X射線衍射(X-raydiffraction:XRD)測(cè)定和使 用SEM觀察介電膜,從而判斷完全的晶體、完全的非晶體、以及晶體與非晶體混合的狀態(tài)。 XRD的X射線源使用Cu-Ka射線,其測(cè)定條件為電壓45kV、2 0 = 20°~50°的范圍。在 圖2中示出得到的衍射圖的一個(gè)例子的一部分。橫軸是衍射角(20),縱軸是任意強(qiáng)度的 對(duì)數(shù)。圖2的底部曲線是在支撐基板上使下部電極成膜之后得到的衍射圖。中部是在下部 電極上形成非晶體介電膜之后得到的衍射圖。上部是分別在下部電極上以400°C、50(TC、 600°C、700°C加熱成膜的晶體膜的衍射圖。對(duì)于該材料結(jié)晶化時(shí)得到的30°~32°的衍射 圖用pseudo-Voigt函數(shù)擬合,對(duì)于所有樣品求出半峰寬。沒(méi)有明顯峰的樣品、和半峰寬超 過(guò)0.50°的樣品判斷為完全的非晶體,半峰寬小于0.15°的樣品判斷為完全的晶體。進(jìn)一 步,通過(guò)SEM進(jìn)行介電膜表面的觀察,確認(rèn)晶體狀態(tài)。如圖3或圖4所示的不能夠確認(rèn)晶體 的樣品判斷為完全的非晶體,如圖4所示全部是晶體的樣品判斷為完全的晶體。結(jié)合XRD 的結(jié)果和SEM的結(jié)果一起判斷有無(wú)非晶體和晶體。在表中,分別包含非晶體或晶體的情況 下記作〇,不包含的情況下記作一。
[0086] 樣品No. 1~樣品No. 11
[0087] 根據(jù)表1,在介電膜為以A組和B組作為主成分的介電組合物,其中,A組以從Ba、 Ca、Sr的至少兩種以上中選擇的元素作為主成分,B組至少包含Zr并且以從Zr和Ti中選 擇的元素作為主成分,上述介電組合物包含含有A組和B組的非晶體、和含有A組和B組的 晶體,上述介電組合物中的A組與B組的摩爾比a是〇.5<a< 1.5時(shí),能夠確認(rèn)耐受電 壓是5. 0MV/cm以上,相對(duì)介電常數(shù)是30以上。
[0088]樣品No. 12 ~樣品No. 14
[0089] 根據(jù)表1,在由含有A組和B組的非晶體以及含有A組和B組的晶體構(gòu)成的介電組 合物中A組為1種的情況下,能夠確認(rèn)耐受電壓小于5.OMV/cm。因此,能夠確認(rèn)A組需要包 含Ba、Ca、Sr的至少兩種以上。
[0090] <實(shí)施例2> <比較例2>
[0091] 以使樣品No. 15~樣品No. 20的Ba、Ca、Sr的量的比例和A組與B組的摩爾比a 成為表2所示的值的方式,進(jìn)行BaC03、CaC03、SrC03、Zr02、1102的稱(chēng)量,制作標(biāo)靶。除了標(biāo) 靶的組成以外,與實(shí)施例1同樣地制作樣品No. 15~No. 20的薄膜電容器樣品,進(jìn)行與實(shí)施 例1相同的評(píng)價(jià)。將結(jié)果示于表2中。
[0092] [表 2]
[0093]
[0094] 樣品No. 11、樣品No. 15 ~樣品No. 18
[0095] 根據(jù)表2,在A組與B組的摩爾比a在〇. 5彡a彡1. 5的范圍內(nèi),且非晶體和晶 體處于混合狀態(tài)時(shí),能夠確認(rèn)耐受電壓是5. 0MV/cm以上,相對(duì)介電常數(shù)是30以上。
[0096] 樣品No. 19、樣品No. 20
[0097] 根據(jù)表2,在A組與B組的摩爾比a是a〈〇. 5的情況下不能得到晶體,在a>1. 5 的情況下產(chǎn)生裂縫從而不能