CN1992108A - 薄膜器件及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
薄膜器件具备基板、配置在基板上的由绝缘材料构成的平坦化膜、以及设置在平坦化膜上的电容器。电容器具有下部导体层、配置在下部导体层上的电介质膜、以及配置在电介质膜上的上部导体层。下部导体层具有电极膜、用电镀法在电极膜上形成的第1层、以及用PVD法或CVD法在第1层上形成的第2层。第2层中的金属晶体的粒径小于第1层中的金属晶体的粒径。
Description
技术领域
本发明涉及具备层叠的下部导体层、电介质膜和上部导体层的薄膜器件及其制造方法。
背景技术
近年来，随着移动电话机等高频电子设备的小型化、薄型化的要求，不断谋求装载于高频电子设备内的电子部件小型化、低厚度化。在电子部件中，有具备电容器的电子部件。一般来说，电容器具有电介质层和被配置成夹持该电介质层的一对导体层。
在具备电容器的电子部件中，为了小型化、低厚度化，缩小一对导体层隔着电介质层而对置的区域的面积以及缩小构成电容器的层的数目是重要的。以往，主要是通过使用介电常数大的材料作为构成电介质层的电介质材料或减小电介质层的厚度，来实现上述区域的面积的缩小以及构成电容器的层的数目的缩小。
以往，作为具备电容器的电子部件，已知有特开2003-347155号公报中所述的薄膜电容器和特开2003-17366号公报中所述的薄膜电容器元件。特开2003-347155号公报中所述的薄膜电容器具有使用薄膜形成技术而在基板上依次成膜的下部电极层、电介质层和上部电极层。特开2003-17366号公报中所述的薄膜电容器元件具有使用薄膜形成技术而在基板上依次成膜的下部电极、电介质层和上部电极。在特开2003-17366号公报中，记述了使下部电极和配置于其周围的绝缘体层的上表面平坦化并在其上使电介质层成膜的技术。像上述薄膜电容器和薄膜电容器元件那样，在本申请中将使用薄膜形成技术所形成的电子部件称为薄膜器件。
再有，在特开2002-93952号公报中，记述了具备绝缘性基板、用薄膜形成法在该绝缘性基板上形成的基底电极、在该基底电极上形成的膜厚为0.5～1.0μm的镀Ni膜、以及在该镀Ni膜上形成的由可焊性比Ni更好的金属构成的第2镀膜的电子部件用基板。
在具备电容器的薄膜器件中，由于使用薄膜形成技术形成电介质层，所以可减小电介质层的厚度，其结果是，可使薄膜器件实现低厚度化。然而，在具备电容器的薄膜器件中，却会产生下述问题：如果电介质层的厚度减小，则电容器的特性与想要的特性不同，或者电容器的耐压降低，或者产品间的电容器的特性和耐压的分散性增大。下面，参照图12详细说明该问题。
图12是表示具备电容器的薄膜器件的一例结构的剖面图。图12所示的薄膜器件包括：配置在基板101上的下部导体层102；配置在基板101和下部导体层102上的电介质层103；以及配置于将电介质层103夹持在与下部导体层102之间的位置上的上部导体层104。该薄膜器件使用薄膜形成技术在基板101上依次将下部导体层102、电介质层103、上部导体层104成膜而形成。
在图12所示的薄膜器件中，下部导体层102必须有某种程度的厚度，以便能够流过足够的电流。因此，作为下部导体层102的形成方法，例如可用电镀法。可是，在电镀法中，到达被镀物的表面的金属离子因接受电子而被还原为金属，通过进入金属晶体的晶格，金属晶体进行生长。如果该金属晶体的生长过程结束，则镀膜处于平衡状态。然而，在刚刚形成后的镀膜中，有时上述那样的金属晶体的生长过程并未结束，还存在未达到平衡状态的部分。如取形成镀铜膜的情形为例，则在未达到上述平衡状态的部分中，有时存在硫酸铜、磷、氯、钠等未反应的残留物质。如果将电介质层103在包含这样的残留物质的下部导体层102上成膜，则下部导体层102中的残留物质有时扩散到电介质层103中。于是，可发生电介质层103的介电常数、介质损耗正切等特性变化，其特性与想要的特性不同的情形。其结果是，例如，有时电容器的特性与想要的特性不同，或者电介质层103的绝缘性降低、电容器的耐压降低，或者产品间的电容器的特性和耐压的分散性增大。
另外，如果在包含未达到平衡状态的部分的下部导体层102上将电介质层103成膜，则通过在电介质层103的成膜过程中将下部导体层102加热，在下部导体层102中未达到平衡状态的部分的状态发生变化，其结果是，有时与电介质层103相接的下部导体层102的上表面的表面粗糙度增大。这样，如果下部导体层102的上表面的表面粗糙度增大，则电介质层103的厚度变得不均一。于是，在电介质层103中，有时生成厚度特别小的部分，该部分的绝缘性降低，电容器的耐压极度降低。此时，容易产生因电介质层103的绝缘受损等而引起的电容器的短路不良。另外，如果电介质层103的厚度变得不均一，则产品间的电容器的耐压的分散性增大。
另外，在具备电容器的薄膜器件为高频用的情况下，如果下部导体层102的上表面的表面粗糙度大，则下部导体层102的表层电阻增大，其结果是，有时下部导体层102的信号传输特性变差。
在特开2003-347155号公报、特开2003-17366号公报和特开2002-93952号公报的任何一个公报中，均未记述对以上问题的解决措施。再有，以上问题不限于具备电容器的薄膜器件，而是适于具备层叠的下部导体层、电介质膜和上部导体层的所有薄膜器件。
发明内容
本发明的目的在于提供一种薄膜器件及其制造方法，该薄膜器件是具备层叠的下部导体层、电介质膜和上部导体层的薄膜器件，可防止因下部导体层中未达到平衡状态的部分而使电介质膜的特性发生变化或者使电介质膜的厚度的均一性降低。
本发明的薄膜器件具备：下部导体层；配置在下部导体层上的电介质膜；以及配置在电介质膜上的上部导体层。
在本发明的薄膜器件中，下部导体层具有由金属构成的第1层和配置在第1层与电介质膜之间的由金属构成的第2层。第2层中的金属晶体的粒径小于第1层中的金属晶体的粒径。
在本发明的薄膜器件中，下部导体层的第2层中的金属晶体的粒径小于下部导体层的第1层中的金属晶体的粒径。这样的关系例如可通过用电镀法形成第1层，用物理气相沉积法或化学气相沉积法形成第2层来实现。此时，第2层在刚刚形成后大致处于平衡状态。
本发明的薄膜器件的制造方法具备：用电镀法形成第1层的工序；用物理气相沉积法或化学气相沉积法在第1层上形成第2层的工序；使电介质膜在第2层上成膜的工序；以及在电介质膜上形成上部导体层的工序。
在本发明的薄膜器件的制造方法中，下部导体层的第1层用电镀法形成，下部导体层的第2层用物理气相沉积法或化学气相沉积法形成。这样一来，所形成的第2层在刚刚形成后大致处于平衡状态。
在本发明的薄膜器件的制造方法中，第2层中的金属晶体的粒径也可小于第1层中的金属晶体的粒径。
在本发明的薄膜器件或其制造方法中，第2层的上表面的最大高度粗糙度也可小于第1层的上表面的最大高度粗糙度。
另外，在本发明的薄膜器件或其制造方法中，电介质膜的厚度也可在0.02～1μm的范围内。
另外，在本发明的薄膜器件或其制造方法中，构成第1层的金属也可包含Cu、Ag、Al的任一种，构成第2层的金属也可包含Cu、Ag、Al、Cr、Ti、Ni、Ni-Cr、Au的任一种。
另外，在本发明的薄膜器件或其制造方法中，下部导体层、电介质膜和上部导体层也可构成电容器。
在本发明的薄膜器件中，下部导体层具有由金属构成的第1层和配置在第1层与电介质膜之间的由金属构成的第2层。第2层中的金属晶体的粒径小于第1层中的金属晶体的粒径。这样的关系可以通过例如用电镀法形成第1层，用物理气相沉积法或化学气相沉积法形成第2层来实现。由此，第2层在刚刚形成后大致处于平衡状态。从而，按照本发明，可防止因下部导体层中未达到平衡状态的部分而使电介质膜的特性发生变化或者使电介质膜的厚度均一性降低。
在本发明的薄膜器件的制造方法中，下部导体层的第1层用电镀法形成，下部导体层的第2层用物理气相沉积法或化学气相沉积法形成。这样一来，所形成的第2层在刚刚形成后大致处于平衡状态。从而，按照本发明，可防止因下部导体层中未达到平衡状态的部分而使电介质膜的特性发生变化或者使电介质膜的厚度均一性降低。
本发明的其它目的、特征和优点通过以下的说明就变得十分清楚了。
附图说明
图1是本发明一实施方式的薄膜器件的剖面图。
图2是表示本发明一实施方式的薄膜器件的制造方法中的一工序的剖面图。
图3是表示继图2所示工序之后的工序的剖面图。
图4是表示继图3所示工序之后的工序的剖面图。
图5是表示继图4所示工序之后的工序的剖面图。
图6是表示继图5所示工序之后的工序的剖面图。
图7是表示继图6所示工序之后的工序的剖面图。
图8是表示继图7所示工序之后的工序的剖面图。
图9是表示继图8所示工序之后的工序的剖面图。
图10是表示继图9所示工序之后的工序的剖面图。
图11是表示继图10所示工序之后的工序的剖面图。
图12是表示具备电容器的薄膜器件的一例结构的剖面图。
具体实施方式
下面，参照附图详细说明本发明的实施方式。首先，参照附图，说明本发明一实施方式的薄膜器件。图1是本实施方式的薄膜器件的剖面图。如图1所示，本实施方式的薄膜器件1具备基板2、配置在该基板2上的由绝缘材料构成的平坦化膜3、以及设置在该平坦化膜3上的电容器4。电容器4具有配置在平坦化膜3上的下部导体层10、配置在该下部导体层10上的电介质膜20、以及配置在该电介质膜20上的上部导体层30。
下部导体层10和上部导体层30分别被构图成规定的形状。电介质膜20被配置成覆盖下部导体层10的上表面和侧面以及平坦化膜3的上表面。上部导体层30被配置于将电介质膜20夹持在其与下部导体层10之间的位置上。下部导体层10和上部导体层30在电容器4中构成夹持电介质膜20而对置的一对电极。
基板2例如由绝缘材料(电介质材料)构成。构成基板2的绝缘材料既可以是无机材料，又可以是有机材料。作为构成基板2的绝缘材料，例如可以用Al2O3。另外，基板2也可以用半导体材料构成。
构成平坦化膜3的绝缘材料既可以是无机材料，又可以是有机材料。作为构成平坦化膜3的无机材料，例如可以用Al2O3。在使用无机材料作为平坦化膜3的材料的情况下，优选使用物理气相沉积法(以下记作PVD法)或化学气相沉积法(以下记作CVD法)形成平坦化膜3。作为构成平坦化膜3的有机材料，例如可以用树脂。此时，树脂可以是热可塑性树脂和热固化性树脂中的任何一种。在使用树脂等有机材料作为平坦化膜3的材料的情况下，优选在具有流动性的状态下，在基板2上涂敷构成平坦化膜3的有机材料，其后，通过使有机材料固化，形成平坦化膜3。另外，平坦化膜3也可用在玻璃上旋涂(SOG)的膜构成。另外，平坦化膜3也可用喷墨技术形成。
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参数之一，被定义为基准长度中的轮廓曲线的峰高度的最大值与谷深度的最大值之和。另外，优选平坦化膜3的厚度在0.01～50μm的范围内。
再有，在基板2的上表面的表面粗糙度足够小的情况下，也可不设置平坦化膜3，而在基板2上直接配置下部导体层10。
下部导体层10具有配置在平坦化膜3上的由金属构成的电极膜11、配置在该电极膜11上的由金属构成的第1层12、以及配置在该第1层12与电介质膜20之间的由金属构成的第2层13。第2层13中的金属晶体的粒径小于第1层12中的金属晶体的粒径。另外，优选第2层13的上表面的最大高度粗糙度Rz小于第1层12的上表面的最大高度粗糙度Rz。
构成第1层12的金属例如包含Cu、Ag、Al的任一种。构成第2层13的金属包含Cu、Ag、Al、Cr、Ti、Ni、Ni-Cr、Au的任一种。
第1层12用电镀法形成。电极膜11被用作使用电镀法形成第1层12时的电极。第2层13使用PVD法或CVD法形成。
电介质膜20由电介质材料构成。优选构成电介质膜20的电介质材料为无机材料。作为构成电介质膜20的电介质材料，例如可用Al2O3、Si4N3或SiO2。
上部导体层30例如成为与下部导体层10同样的结构。即，上部导体层30具有配置在电介质膜20上的由金属构成的电极膜31、配置在该电极膜31上的由金属构成的第1层32、以及配置在该第1层32与电介质膜20之间的由金属构成的第2层33。第2层33中的金属晶体的粒径小于第1层32中的金属晶体的粒径。另外，优选第2层33的上表面的最大高度粗糙度Rz小于第1层32的上表面的最大高度粗糙度Rz。再有，在上部导体层30无需在其上层叠电介质层的情况下，不一定必须形成与下部导体层10同样的结构。例如，上部导体层30也可以没有第2层33。
构成第1层32、第2层33的各金属和第1层32、第2层33的形成方法与下部导体层10的第1层12、第2层13相同。
电介质膜20的厚度小于下部导体层10的厚度，优选例如在0.02～1μm的范围内，如在0.05～0.5μm的范围内则更为优选。优选下部导体层10的厚度在5～10μm的范围内。优选上部导体层30的厚度在5～10μm的范围内。
此处，说明优选下部导体层10和上部导体层30的厚度均在上述范围内的原因。本实施方式的薄膜器件例如可用作无线LAN(局域网)用和移动电话机用的带通滤波器。在无线LAN中，使用2.5GHz的频带。如果考虑该频带内的通过损耗，则下部导体层10和上部导体层30的厚度必须为3μm以上。即，在下部导体层10和上部导体层30的厚度不足3μm的情况下，通过损耗过大。另外，在移动电话机中，使用800MHz～1.95GHz的频带。为了抑制该频带之中特别是低频侧的噪声和提高带通滤波器的衰减特性，下部导体层10和上部导体层30的厚度必须为5μm以上。因此，优选下部导体层10和上部导体层30的厚度为5μm以上。另一方面，如果下部导体层10和上部导体层30过厚，则下部导体层10和上部导体层30的各上表面的表面粗糙度增大，下部导体层10和上部导体层30的表层电阻增大。或者，用于降低下部导体层10和上部导体层30的各上表面的表面粗糙度的平坦化处理的工序成为必需，该平坦化处理要花时间。从而，就实用而言，优选下部导体层10和上部导体层30的厚度为10μm以下。
接着，参照图2至图11，说明本实施方式的薄膜器件1的制造方法。再有，在以下的说明中，举出各层的材料和厚度的一个例子，但本实施方式中的薄膜器件1的制造方法并不限定于此。
图2是表示本实施方式的薄膜器件1的制造方法中的一工序的剖面图。在薄膜器件1的制造方法中，首先如图2所示，在基板2上形成平坦化膜3。在此处，作为一例，假定以无机材料Al2O3作为构成平坦化膜3的绝缘材料，用PVD法或CVD法形成该平坦化膜3。如此形成的平坦化膜3远较陶瓷致密。该时刻的平坦化膜3的厚度例如为5.5μm。
接着，如图3所示，通过研磨使平坦化膜3的上表面平坦化。作为此时的研磨方法，例如可用化学机械研磨(以下记作CMP)。研磨后的平坦化膜3的厚度例如为2.0μm。另外，在此处，作为一例，假定研磨后的平坦化膜3的上表面的最大高度粗糙度Rz为30nm。再有，平坦化膜3的上表面的研磨方法不限于CMP，也可以是抛光(buff)研磨、磨光(lap)研磨、模压(dies)研磨等其它研磨方法。另外，平坦化膜3的上表面平坦化处理也可以将2种或2种以上的研磨方法组合起来进行。再有，即使不将平坦化膜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足够小的情况下，也可不用研磨而使平坦化膜3的上表面平坦化。
另外，作为平坦化膜3的材料，也可用树脂等有机材料。此时，也可在具有流动性的状态下，在基板2上涂敷构成平坦化膜3的有机材料，其后，通过使有机材料固化，形成平坦化膜3。另外，平坦化膜3也可用在玻璃上旋涂(SOG)的膜构成。另外，平坦化膜3也可用喷墨技术形成。在这些情况下，即使不研磨平坦化膜3的上表面，也可充分地减小平坦化膜3的上表面的最大高度粗糙度Rz。
接着，如图4所示，例如用溅射法在基板2上使电极膜11成膜。在此处，作为一例，假定电极膜11用第1电极膜111和第2电极膜112这2层构成。第1电极膜111和第2电极膜112依次在基板2上成膜。作为第1电极膜111的材料，例如用Ti。第1电极膜111的厚度例如为5nm。作为第2电极膜112的材料，例如用Cu或Ni。第2电极膜112的厚度例如为100nm。再有，也可形成1层电极膜来代替电极膜111、112。
接着，如图5所示，以电极膜11为电极，用电镀法在电极膜11上形成第1层12。作为第1层12的材料，例如用Cu。第1层12的厚度例如为8μm。再有，在用电镀法形成第1层12时，优选控制镀浴的组成和电流密度，以调整析出晶粒的大小。
接着，如图6所示，通过研磨使第1层12的上表面平坦化。作为此时的研磨方法，例如可用CMP。再有，第1层12的上表面的研磨方法不限于CMP，也可以是抛光研磨、磨光研磨、模压研磨等其它研磨方法。另外，第1层12的上表面平坦化处理也可以将2种以上的研磨方法组合起来进行。再有，即使不将第1层12的上表面平坦化，在第1层12的上表面的最大高度粗糙度Rz足够小的情况下，也可不用研磨而使第1层12的上表面平坦化。
接着，如图7所示，用PVD法或CVD法在第1层12上形成第2层13。在此处，作为一例，假定用Cr作为第2层13的材料，用溅射法形成第2层13。另外，第2层13的厚度例如为0.3μm。
图8示出了下一工序。在该工序中，首先，在第2层13上形成例如8μm厚的光致抗蚀剂层。接着，通过光刻将光致抗蚀剂层构图，形成刻蚀掩模41。该刻蚀掩模41具有与应形成的下部导体层10的平面形状相对应的平面形状。
接着，如图9所示，用刻蚀掩模41，通过干法刻蚀有选择地对第2层13、第1层12和电极膜11进行刻蚀。由此，以所保留的电极膜11、第1层12和第2层13形成下部导体层10。接着，剥离刻蚀掩模41。
再有，在图5至图9所示的工序中，在电极膜11上依次形成第1层1 2和第2层13后，通过对第2层13、第1层12和电极膜11进行构图，形成下部导体层10。也可代替这种方法，而通过在电极膜11上形成第1层12后，对第1层12和电极膜11进行构图，其后在第1层12上形成第2层13，以形成下部导体层10。
接着，如图10所示，例如用溅射法形成电介质膜20，以覆盖下部导体层10的上表面和侧面以及平坦化膜3的上表面。电介质膜20的厚度例如为0.1μm。
接着，如图11所示，在电介质膜20上，在将电介质膜20夹持在与下部导体层10之间的位置处，形成上部导体层30。上部导体层30的形成方法例如除平坦化处理外，与下部导体层10的形成方法相同。即，首先，在电介质膜20上形成电极膜31。在此处，作为一例，假定电极膜31由第1电极膜311和第2电极膜312这2层构成。第1电极膜311和第2电极膜312依次在电介质膜20上成膜。电极膜311、312的材料和厚度与下部导体层10的电极膜111、112相同。接着，以电极膜31为电极，用电镀法在电极膜31上形成第1层32。第1层32的材料和厚度与下部导体层10的第1层12相同。接着，用PVD法或CVD法在第1层32上形成第2层33。第2层33的材料和厚度与下部导体层10的第2层13相同。接着，在第2层33上形成刻蚀掩模。接着，用刻蚀掩模，通过干法刻蚀有选择地对第2层33、第1层32和电极膜31进行刻蚀。由此，以所保留的电极膜31、第1层32和第2层33形成上部导体层30。接着，剥离刻蚀掩模。
如以上说明过的那样，在本实施方式中，下部导体层10具有用电镀法所形成的第1层12和用PVD法或CVD法形成、被配置在第1层12与电介质膜20之间的第2层13。第1层12和第2层13均由金属构成。第2层13中的金属晶体的粒径小于第1层12中的金属晶体的粒径。
在刚刚形成后的第1层12中，有时金属晶体的生长过程并未结束，还存在未达到平衡状态的部分。因此，如果在形成第1层12后，在较短的时间之中在第1层12上直接形成电介质膜20，则存在于第1层12中未达到平衡状态的部分的未反应的残留物质扩散到电介质膜20中，其结果是，可发生电介质膜20的介电常数、介质损耗正切等特性变化，其特性与想要的特性不同的情形。另外，如果在形成第1层12后，在较短的时间之中在第1层12上直接形成电介质膜20，则在电介质膜20的成膜过程中通过对第1层加热，第1层12中未达到平衡状态的部分的状态发生变化，其结果是，有时与电介质膜20相接的第1层12的上表面的表面粗糙度增大。
与此相比，在本实施方式中，在第1层12与电介质膜20之间，配置用PVD法或CVD法所形成的第2层13。该第2层13中的金属晶体的粒径小于第1层12中的金属晶体的粒径。用PVD法或CVD法所形成的第2层13从刚刚形成后就大致达到平衡状态。由于这种性质的第2层13配置在第1层12与电介质膜20之间，故按照本实施方式，可防止存在于第1层12中未达到平衡状态的部分的残留物质扩散到电介质膜20中，还可防止在电介质膜20的成膜过程中与电介质膜20相接的下部导体层10的上表面(第2层13的上表面)的表面粗糙度增大。其结果是，按照本实施方式，可防止因第1层12中未达到平衡状态的部分而使电介质膜20的特性发生变化或者使电介质膜20的厚度均一性降低。由此，按照本实施方式，可抑制电容器4的特性与想要的特性不同，或者电容器4的耐压降低，或者产品间的电容器4的特性和耐压的分散性增大。
另外，容易做到用PVD法或CVD法所形成的第2层13的上表面比用电镀法所形成的第1层12的上表面平坦。从而，可容易使第2层13的上表面的最大高度粗糙度Rz小于第1层12的上表面的最大高度粗糙度Rz。这样一来，按照本实施方式，可使电介质膜20的厚度均一性提高。从这一点看，按照本实施方式，可抑制电容器4的耐压降低，可抑制产品间的电容器4的耐压的分散性增大。
另外，按照本实施方式，由于对电介质膜20的厚度进行了均一化，所以可在将电容器4的耐压维持为足够大小的状态下，减薄电介质膜20。由此，在实现同样电容的电容器的情况下，或者可减小下部导体层10与上部导体层30隔着电介质膜20而对置的区域的面积，或者可减少导体层和电介质膜的层叠数目。从而，按照本实施方式，薄膜器件的小型化、低厚度化成为可能。
另外，按照本实施方式，由于可减小下部导体层10的上表面的表面粗糙度，所以可减少下部导体层10的表层电阻。由此，按照本实施方式，在薄膜器件1为高频用的情况下，可防止下部导体层10的信号传输特性变差。
再有，在本实施方式中，在用电镀法形成第1层12后，可在真空环境下对第1层12实施热处理，还在对第1层12的表面实施反溅射后，用PVD法或CVD法在第1层12上形成第2层13。此时，通过对第1层12的热处理，可强制性地使第1层12处于平衡状态，并且通过对第1层12的表面的反溅射，可提高第1层12的表面对第2层13的密接性。
另外，在本实施方式中，可在将电介质膜20成膜前，用反溅射等除去存在于下部导体层10的表面上的氧化物、有机物等不需要的物质，并且激活下部导体层10的表面，使下部导体层10的表面对电介质膜20的密接性提高。此时，特别是在同一真空室内，通过连续地进行使下部导体层10的表面对电介质膜20的密接性提高的处理和使电介质膜20成膜的处理，可使下部导体层10与电介质膜20的密接性进一步提高。
另外，在将电极膜11或电极膜31成膜前，也可用反溅射等除去存在于电极膜11或电极膜31的基底的表面上的氧化物、有机物等不需要的物质，并且使基底表面对电极膜11或电极膜31的密接性提高。
再有，在电介质膜20成膜后、电极膜31形成前进行反溅射的情况下，为了减少电介质膜20的厚度或防止电介质膜20的损伤，必须调整输出、气体流量、处理时间等反溅射的条件。
再有，本发明并不限定于上述实施方式，也可作各种变更。例如，在本发明的薄膜器件中，既可在上部导体层30上设置保护膜，又可使上部导体层30露出。另外，还可在上部导体层30的上方配置1层以上的层。
另外，在本发明中，也可在上部导体层30的上表面上，交替形成总计为2层以上的新电介质膜和导体层。由此，可形成将导体层与电介质膜交替层叠总计为5层以上而构成的电容器。
另外，本发明中的下部导体层、电介质膜和上部导体层并不限于构成电容器的各层。例如，下部导体层和上部导体层也可分别构成另外的信号线，电介质膜也可用于将下部导体层与上部导体层绝缘。
另外，本发明的薄膜器件也可包含电容器以外的元件。包含于薄膜器件中的电容器以外的元件既可以是电感器或电阻器等无源元件，又可以是晶体管等有源元件。另外，包含于薄膜器件中的电容器以外的元件既可以是集总常数元件，又可以是分布常数元件。
另外，本发明的薄膜器件也可以具备配置在侧部、底面或上表面的端子。另外，本发明的薄膜器件也可以具备连接多个导体层的通孔。另外，本发明的薄膜器件也可以具备用于将下部导体层10或上部导体层30与端子或其它元件连接的布线用的导体层。或者，下部导体层10或上部导体层30的一部分既可以兼作端子，又可以将下部导体层10或上部导体层30经通孔与端子连接。
本发明的薄膜器件在包含电容器和电容器以外的元件的情况下，可用作LC电路部件、低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器等各种滤波器、天线共用器或双工器等包含电容器的各种电路部件。
另外，本发明的薄膜器件例如可用于移动电话机等移动体通信设备及无线LAN用的通信装置中。
基于以上的说明，显然可实施本发明的各种方式及变形例。从而，在与一同附上的权利要求书均等的范围内，即使在上述优选方式以外的方式中也可实施本发明。
Claims (11)
1.一种薄膜器件，其具备下部导体层、配置在上述下部导体层上的电介质膜、以及配置在上述电介质膜上的上部导体层，其特征在于，
上述下部导体层具有由金属构成的第1层和配置在上述第1层与上述电介质膜之间的由金属构成的第2层，
上述第2层中的金属晶体的粒径小于上述第1层中的金属晶体的粒径。
2.如权利要求1所述的薄膜器件，其特征在于，上述第2层的上表面的最大高度粗糙度小于上述第1层的上表面的最大高度粗糙度。
3.如权利要求1所述的薄膜器件，其特征在于，上述电介质膜的厚度在0.02～1μm的范围内。
4.如权利要求1所述的薄膜器件，其特征在于，构成上述第1层的金属包含Cu、Ag、Al的任一种，构成上述第2层的金属包含Cu、Ag、Al、Cr、Ti、Ni、Ni-Cr、Au的任一种。
5.如权利要求1所述的薄膜器件，其特征在于，上述下部导体层、电介质膜和上部导体层构成电容器。
6.一种薄膜器件的制造方法，该薄膜器件具备下部导体层、配置在上述下部导体层上的电介质膜、以及配置在上述电介质膜上的上部导体层，上述下部导体层具有由金属构成的第1层和配置在上述第1层与上述电介质膜之间的由金属构成的第2层，其特征在于，具备：
用电镀法形成上述第1层的工序；
用物理气相沉积法或化学气相沉积法在上述第1层上形成上述第2层的工序；
使上述电介质膜在上述第2层上成膜的工序；以及
在上述电介质膜上形成上述上部导体层的工序。
7.如权利要求6所述的薄膜器件的制造方法，其特征在于，上述第2层中的金属晶体的粒径小于上述第1层中的金属晶体的粒径。
8.如权利要求6所述的薄膜器件的制造方法，其特征在于，上述第2层的上表面的最大高度粗糙度小于上述第1层的上表面的最大高度粗糙度。
9.如权利要求6所述的薄膜器件的制造方法，其特征在于，上述电介质膜的厚度在0.02～1μm的范围内。
10.如权利要求6所述的薄膜器件的制造方法，其特征在于，构成上述第1层的金属包含Cu、Ag、Al的任一种，构成上述第2层的金属包含Cu、Ag、Al、Cr、Ti、Ni、Ni-Cr、Au的任一种。
11.如权利要求6所述的薄膜器件的制造方法，其特征在于，上述下部导体层、电介质膜和上部导体层构成电容器。
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110335798A (zh) * | 2019-06-21 | 2019-10-15 | 西安交通大学 | 一种金刚石输能窗及其制备方法 |
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Families Citing this family (4)
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|---|---|---|---|---|
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| KR100881695B1 (ko) * | 2007-08-17 | 2009-02-06 | 삼성전기주식회사 | 캐패시터 내장형 인쇄회로기판 및 그 제조 방법 |
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Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1520599A (zh) * | 2001-07-12 | 2004-08-11 | 株式会社日立制作所 | 薄膜电容器和电子电路部件 |
| US20040222493A1 (en) * | 2000-11-01 | 2004-11-11 | Susumu Sato | Capacitor Element and its Manufacturing Method |
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Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20040222493A1 (en) * | 2000-11-01 | 2004-11-11 | Susumu Sato | Capacitor Element and its Manufacturing Method |
| CN1520599A (zh) * | 2001-07-12 | 2004-08-11 | 株式会社日立制作所 | 薄膜电容器和电子电路部件 |
| CN1783373A (zh) * | 2004-10-08 | 2006-06-07 | 罗门哈斯电子材料有限公司 | 电容器结构 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110335798A (zh) * | 2019-06-21 | 2019-10-15 | 西安交通大学 | 一种金刚石输能窗及其制备方法 |
| CN113851326A (zh) * | 2020-06-25 | 2021-12-28 | Tdk株式会社 | 电子部件及其制造方法 |
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