特許 6357856 薄膜キャパシタ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6357856

(24)【登録日】2018年6月29日

(45)【発行日】2018年7月18日

(54)【発明の名称】薄膜キャパシタ

(51)【国際特許分類】

   H01G 4/33 20060101AFI20180709BHJP

   H01G 4/30 20060101ALI20180709BHJP

【ＦＩ】

   H01G4/33 102

   H01G4/30 541

   H01G4/30 544

【請求項の数】3

【全頁数】11

(21)【出願番号】特願2014-98320(P2014-98320)

(22)【出願日】2014年5月12日

(65)【公開番号】特開2015-216246(P2015-216246A)

(43)【公開日】2015年12月3日

【審査請求日】2017年1月6日

(73)【特許権者】

【識別番号】000003067

【氏名又は名称】ＴＤＫ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100088155

【弁理士】

【氏名又は名称】長谷川 芳樹

(74)【代理人】

【識別番号】100113435

【弁理士】

【氏名又は名称】黒木 義樹

(74)【代理人】

【識別番号】100124062

【弁理士】

【氏名又は名称】三上 敬史

(74)【代理人】

【識別番号】100145012

【弁理士】

【氏名又は名称】石坂 泰紀

(72)【発明者】

【氏名】浪川 達男

(72)【発明者】

【氏名】矢野 義彦

(72)【発明者】

【氏名】及川 泰伸

【審査官】 馬場 慎

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１１−１０８８８６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−２１０７７６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０００−３２３６２８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−０８６６８０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２００７／０４６１７３（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 米国特許出願公開第２００８／０１８６６５４（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開２００９−０３８２４１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−０７１５８９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｇ ４／３３

Ｈ０１Ｇ ４／３０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

下地電極上に誘電体層および上部電極層を順次積層した積層体と、
少なくとも前記誘電体層および前記上部電極層を被覆するとともに前記下地電極上および前記上部電極層上に貫通孔を備えた保護層と、
前記下地電極上に形成された絶縁層と、
前記保護層内の前記貫通孔を通して前記下地電極および前記上部電極層と電気的に接続する端子電極と、を備え、
前記保護層の縦弾性係数（ヤング率）が、０．１ＧＰａ以上２．０ＧＰａ以下であり、
前記端子電極が、前記絶縁層上まで延伸されていることを特徴とする、薄膜キャパシタ。

【請求項2】

前記絶縁層の縦弾性係数（ヤング率）が、３．０ＧＰａ以上５．０ＧＰａ以下であることを特徴とする請求項１に記載の薄膜キャパシタ。

【請求項3】

前記下地電極が、Ｎｉ箔であることを特徴とする請求項１または２に記載の薄膜キャパシタ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、薄膜キャパシタに関するものである。

【背景技術】

【0002】

薄膜キャパシタは、下部電極層、誘電体層および上部電極層を順次積層したキャパシタ素子を、保護層により被覆した構造を有する。保護層には、下部電極層あるいは上部電極層を端子電極と接続するための露出部が設けられる。（特許文献１および２参照。）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００８−１５３４９７号公報

【特許文献2】特開２００３−３４７１５７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

保護層の機能の一つには、キャパシタ素子に耐湿性を付加することがある。このため、保護層はキャパシタ素子の使用中の変形に対しても形状を維持できることが望ましい。本発明者らは、従来の保護層では長期的な形状の維持が困難であることを見出した。

【0005】

例えば、特許文献１および２に記載の薄膜キャパシタでは、長期的な使用を通じて誘電体層の伸縮を伴う。この伸縮により保護層に反りを生む応力が生じ、保護層にクラックが発生する場合がある。このクラックによって、薄膜キャパシタの耐湿性は劣化しやすくなる。こうした劣化は薄膜キャパシタを実装する際も生じやすく、電気接続時の応力によって開口部を中心にクラックを引き起こす場合がある。

【0006】

本発明は、上記問題点を鑑みてなされたものであり、高い耐湿性を維持しうる薄膜キャパシタの提供を目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記課題は、本発明に係る薄膜キャパシタによって解決される。本発明に係る薄膜キャパシタは、下地電極上に誘電体層および上部電極層を順次積層した積層体と、誘電体層および上部電極層を被覆するとともに下地電極および上部電極層上に貫通孔を備えた保護層と、保護層内の貫通孔を通して下地電極および上部電極層と電気的に接続する端子電極と、を備える。このとき、保護層の縦弾性係数（一般に「ヤング率」と称する。以下、単に「ヤング率」という。）を２．０ＧＰａ以下とする。これにより、保護層に対して反りを生む応力を抑えることができ、保護層のクラック発生を防ぐことができる。その結果、保護層が持つ耐湿性を失うことがなく、もって薄膜キャパシタの耐湿性を向上させることができる。

【0008】

本発明の薄膜キャパシタの保護層は、ヤング率が０．１ＧＰａ以上であることが好ましい。これにより、誘電体層の使用時の伸縮によって発生する、反りを生む方向の応力が保護層に加わること、および、外部からの物理的な衝撃が誘電体層に加わること、を、より効率的に防ぐことができる。加えて、薄膜キャパシタを実装する際の熱収縮による応力の影響を低減することができるという利点もある。

【0009】

本発明に係る薄膜キャパシタは、保護層に加えて絶縁層を有すること、この絶縁層は下地電極層上であって、望ましくは誘電体層から離間した位置に設けられていること、および、薄膜キャパシタの端子電極は、下地電極上、かつ、保護層に加えて設けられた絶縁層上まで延伸されていることが好ましい。このとき、絶縁層のヤング率は３．０ＧＰａ以上５．０ＧＰａ以下であることが好ましい。この構成によって、薄膜キャパシタの誘電体層との熱膨張係数差が大きい金属層を、誘電体層から離間して固定できる。これにより、誘電体層の使用時の伸縮によって発生する、反りを生む方向の応力が端子電極に伝搬されることを回避できる。この結果、保護層のクラック発生をより効果的に回避することができる。加えて、実装する際の電気的接続を安定化しうるため、薄膜キャパシタの耐湿性をより向上させることができるという利点もある。

【0010】

本発明の薄膜キャパシタの下地電極は、Ｎｉ箔であることが好ましい。Ｎｉ箔は耐酸化性と低電気抵抗を有する材料であり、薄膜キャパシタなど酸化物誘電体素子の電極材料として好ましいことが知られている。加えて、他の代表的な導電材料（ＣｕやＡｌなどの金属）に比して高い硬度とヤング率とを有する。そのため、下地電極が保護層と絶縁層との形状維持に寄与し、本発明の効果である保護層のクラック発生の抑制をさらに向上させることができる。

【発明の効果】

【0011】

本発明に係る薄膜キャパシタによれば、高い耐湿性を有する薄膜キャパシタを提供することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】本発明の一実施形態に係る薄膜キャパシタの構造を示す概略断面図である。

【図2】本発明の一実施形態に係る薄膜キャパシタの製造方法を示す概略断面図である。

【図3】本発明の一実施形態に係る薄膜キャパシタにおける、保護層、絶縁層および端子電極に関する代表的な平面形状を示す概略図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下、本発明の好適な実施形態について説明する。但し、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。なお、同一又は同等の要素については同一の符号を付し、説明が重複する場合にはその説明を省略する。

【0014】

図１は、本実施形態に係る薄膜キャパシタの構造を示す概略断面図である。薄膜キャパシタ１０は、下地電極１１と、この下地電極１１の上に積層された誘電体層１２と、誘電体層１２の上に積層された上部電極層１３と、表面保護膜としての保護層１４と、端子電極１５と、端子電極１５を絶縁するための絶縁層１６と、を備えて構成されている。ここで、本実施形態の絶縁層１６は、誘電体層１２上に形成してもよいし、誘電体層１２の存在しない下地電極１１の上に形成してもよい。

【0015】

下地電極１１は、導電性を有する材料であれば特に制限されない。金属、酸化物、有機導電材料等を適宜選択することができる。高い電気伝導性を有する材料として、例えば、Ｎｉ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｉｒ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｒｅ、Ｏｓ、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、ＩｒＯ_２、ＲｕＯ_２、ＳｒＲｕＯ_３、およびＬａＮｉＯ_３の少なくともいずれか１つを含むように構成してもよい。下地電極１１の膜厚は、電気伝導度と機械的強度との観点から、５０〜２０００ｎｍであることが好ましい。５０ｎｍを下回る場合、下地電極１１の電気抵抗が大きくなり薄膜キャパシタの電気特性を低下させる場合がある。２０００ｎｍを超える場合、下地電極１１の内部応力が誘電体層１２に及ぼす圧力が顕著となる傾向がある。下地電極１１は、Ｓｉやアルミナなどの基板（図示せず）の上に設けられていてもよいが、下地電極１１が基板の機能を兼ねていてもよい。この場合、下地電極１１と基板とは同一の材料となる。例えば、Ｎｉ、Ｃｕ、Ａｌ等の卑金属またはこれらの合金を主成分とした箔や板、ステンレス鋼、インコネル（登録商標）等の板や箔を好適に用いることができる。特にＮｉ箔は、高い伝導性を有するとともに高い硬度とヤング率とを有し、保護層１４と絶縁層１６との形状維持に寄与するため好ましい。下地電極１１と基板を同一材料とした場合の下地電極１１の厚さは５μｍ〜５００μｍであることが好ましい。下地電極１１の厚さが５μｍを下回る場合は、下地電極１１の機械的強度が保護層１４と絶縁層１６との形状を維持できる大きさを下回る場合がある。逆に下地電極１１の厚さが５００μｍを超える場合は、薄膜キャパシタ製造工程に不可避な熱履歴に起因する歪の蓄積量が大きくなり、保護層１４と絶縁層１６との形状維持に悪影響を及ぼす場合がある。本実施形態では、下地電極１１にＮｉ箔を用いた態様を示す。Ｎｉ箔である下地電極１１は、誘電体層１２や上部電極１３等を保持する保持部材としての機能と、下部電極としての機能と、を兼ね備えている。なお、基板／電極膜構造を用いる形態の場合は、基板／電極膜を組合せた構造体を本実施形態の下地電極１１に対応させて、本発明の実施形態とすることができる。

【0016】

誘電体層１２は、チタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ_３、以下「ＢＴ」という。）、チタン酸バリウムストロンチウム（（ＢａＳｒ）ＴｉＯ_３、以下「ＢＳＴ」という。）、チタン酸ストロンチウム（ＳｒＴｉＯ_３、以下「ＳＴ」という。）、ジルコン酸カルシウム（ＣａＺｒＯ_３、（ＢａＳｒ）（ＴｉＺｒ）Ｏ_３、以下「ＣＺ」という。）、ＢａＴｉＺｒＯ_３などのペロブスカイト型酸化物が好適に用いられる。誘電体層１２は、これらの酸化物のうち一つ以上を含む複合材料であってもよいし、複数の誘電体層の積層体であってもよい。誘電体層１２の膜厚は、誘電体素子の機能と機械的強度保持の観点から１００〜１０００ｎｍ程度が好ましい。誘電体層１２の形成方法は特に制限されず、公知の誘電体薄膜作成方法を適宜選択して用いることができる。例えば、スパッタリング法や蒸着法等の物理的気相成長法を用いてもよいし、プラズマＣＶＤ法等の化学的気相成長法を用いてもよい。あるいは、出発原料を含む溶液を塗布して焼成する溶液法を用いてもよい。

【0017】

上部電極層１３は、導電性を有する材料であれば特に制限されない。金属、酸化物、有機導電材料等を適宜選択することができる。高い電気伝導性を有する材料として、例えば、Ｎｉ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｉｒ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｒｅ、Ｏｓ、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、ＩｒＯ_２、ＲｕＯ_２、ＳｒＲｕＯ_３、およびＬａＮｉＯ_３の少なくともいずれか１つを含むように構成してもよい。特に、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｉｒ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｒｅ、Ｏｓ、Ａｕ、Ａｇを主成分として構成される導電性材料が好ましく、中でもＮｉを主成分として構成される導電性材料が電気的特性と機械的強度との観点から好ましい。上部電極層１３はＮｉを単体で用いる必要はなく、たとえばＮｉ／Ｃｕのような積層構造としてもよい。この場合、上部電極層１３のＮｉ層側を誘電体層１２側にコンタクトさせ、Ｃｕ側を外部とすることができる。さらに、ＣｕはＮｉに比して導電性が高いため、Ｃｕの厚みをＮｉに比して増すことにより上部電極層１３の導電性を高めることができる。

【0018】

保護層１４は、ヤング率が０．１ＧＰａ以上２．０ＧＰａ以下の材料を適宜選択して用いることができる。例えば、ポリイミド系樹脂、エポキシ系樹脂、フェノール系樹脂、ベンゾシクロブテン系樹脂、ポリアミド系樹脂、フッ素系樹脂などの絶縁樹脂を好適に用いることができる。特に、ポリイミド系樹脂は吸湿率および吸水率が小さいという点で好ましい。これら材料のヤング率は、高分子材料の機械的特性を調整する公知の手段を適宜用いて調整することができる。例えば、（１）側鎖もしくは分子鎖へのアルキル基の導入、（２）分子鎖へのイオウの導入（加硫）、（３）架橋点の削減（分子鎖の酸素基を水素終端に変える、など）、（４）反応途中での重合禁止剤の投入による重合反応の制限、のような手段を用いることができる。

【0019】

保護層１４のヤング率は、ナノインデンテーション法により求めることができる。ナノインデンテーション法に用いられるナノインデンターは、薄膜の機械的特性を評価する手法として知られているところ、薄膜自体の機械的強度評価には下地の影響を受けない程度の最大押し込み深さで荷重−変位曲線を得る必要がある。上述した保護層１４のヤング率は、下地の影響を考慮して最大押し込み深さを保護層１４の膜厚の１／５から１／３程度として得られた荷重−変位曲線から算出された結果であることが望ましい。具体的には、荷重２０ｍＮから１００ｍＮ程度の低荷重で予備測定を行っておくことが望ましい。

【0020】

端子電極１５は、導電性の高い材料を適宜選択して用いることができる。例えば、Ａｕ、Ａｇ、Ｐｔ、Ｃｕなどを用いることができる。機械的特性と電気伝導性の両立という観点から、Ｃｕを主成分として構成されるのが好ましい。端子電極の外層には、Ａｕ、Ｎｉ、Ｓｎ、Ｐｄなどの層を設けてもよい。

【0021】

絶縁層１６は、ヤング率が３．０ＧＰａ以上５．０ＧＰａ以下の材料を適宜選択することが望ましい。例えば、ポリイミド系樹脂、エポキシ系樹脂、フェノール系樹脂、ベンゾシクロブテン系樹脂、ポリアミド系樹脂、フッ素系樹脂などの絶縁樹脂などを好適に用いることができる。絶縁層１６の材料のヤング率も、保護層１４の場合と同様に、高分子材料の機械的特性を調整する公知の手段を適宜用いて調整することができる。改めて例示するならば、（１）側鎖もしくは分子鎖へのアルキル基の導入、（２）分子鎖へのイオウの導入（加硫）、（３）架橋点の削減（分子鎖の酸素基を水素終端に変える、など）、（４）反応途中での重合禁止剤の投入による重合反応の制限、のような手段である。絶縁層１６のヤング率も、保護層１４と同様にナノインデンテーション法を用いて求めることができる。

【0022】

次に、図２および図３を参照して、本実施形態に係る薄膜キャパシタ１０の製造方法を説明する。

【0023】

まず、図２（ａ）に示すように、下地電極１１上に誘電体層１２の成膜及び上部電極層１３の成膜を行い、積層体を形成する。

【0024】

次に、図２（ｂ）に示すように、上部電極層１３の一部に対して下地電極１１方向にウェットエッチングを施し、開口部２１を形成する。上部電極層１３をエッチングするときは、フォトリソグラフィによるパターニングを実施した後、塩化第二鉄等のエッチング液（エッチャント）を用いる。

【0025】

次に、図２（ｃ）に示すように、開口部２１にて露出した誘電体層１２の一部を、積層体における下地電極１１の反対側に位置する表面から下地電極１１方向にウェットエッチングを施し、開口部２２を形成する。誘電体層１２をエッチングするときは、誘電体はエッチングするが電極層をエッチングしないエッチング液（エッチャント）を用いる。具体的には、例えば誘電体膜がＢＴ、ＢＳＴ、ＳＴの場合、好ましいエッチャントは塩酸＋フッ化アンモニウム水溶液である。また、誘電体膜がＣＺの場合、好ましいエッチャントは硫酸＋フッ化アンモニウム水溶液である。

【0026】

次に、図２（ｄ）に示すように、保護層１４を形成する。この際、開口部２２の内部、および開口部２１以外の領域に存在する上部電極層１３上にそれぞれ開口部２３および開口部２４を設ける。

【0027】

そして、図２（ｅ）および図３に示すように、絶縁層１６を形成し、さらにシード成膜及びめっき処理を行って、開口部２３および開口部２４を介して、それぞれ下地電極１１および上部電極層１３と接続するように端子電極１５を形成する（図２（ｆ））。

【0028】

このように、本実施形態に係る薄膜キャパシタ１０によれば、保護層１４のヤング率が２．０ＧＰａ以下であることにより、保護層１４に対して反りを生む方向の応力を抑えることができ、保護層１４へのクラック発生を防ぐことができる。また、保護層１４のヤング率が０．１ＧＰａ以上であることにより、誘電体層１２の使用時の伸縮によって発生する、反りを生む方向の応力が保護層１４に加わることや、外部からの物理的な衝撃による力が直接誘電体層１２に加わることを防ぐことができる。

【0029】

図３に、本実施形態に係る薄膜キャパシタ１０の平面概略図を示す。端子電極１５は、保護層１４の直上に設けてもよいが、図３のように保護層１４に加えて形成した絶縁層１６上まで延伸させてもよい。このとき、ヤング率が３．０ＧＰａ以上５．０ＧＰａ以下である絶縁層１６を用いて下地電極１１から絶縁させることによって、誘電体層１２の使用時の伸縮によって発生する、反りを生む方向の応力が端子電極１５に伝搬されることを回避できる。この結果、保護層１４のクラック発生をより効果的に回避することができる。

【0030】

以下、実施例および比較例を挙げて、本発明についてより具体的に説明する。ただし、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。

【0031】

図１に示す断面形状を有する薄膜キャパシタ１０を、実施例１〜２１、および比較例１〜３として作製し評価した。

【0032】

（実施例１〜９）
下地電極１１として厚み１００μｍのＮｉ箔を用意し、その片面に誘電体層１２であるＢＴ層を誘電率１０００、膜厚８００ｎｍとなるようにスパッタリング法で形成した。誘電体層１２上には、上部電極層１３（下層、誘電体層１２側）であるＮｉ層をスパッタリング法で形成し、Ｎｉ層上に上部電極層１３（上層）であるＣｕ層をスパッタリング法で形成した。その際、容量が約８０００ｐＦ（８ｎＦ）となるように、上部電極層１３の面積及びパターン形状と、誘電体層１２の厚みと、を設定した（図２（ａ）参照）。

【0033】

誘電体層１２及び上部電極層１３の形成後、熱処理を行った。熱処理後の上部電極層１３に対して、下地電極１１との接続を行う位置に開口部２１を有するレジスト層を形成した。開口部２１の形状はマスクパターン上で正方形とし、サイズはマスクパターン上で１５０μｍ×１５０μｍとした。その後、開口部２１の上部電極層１３を塩化第二鉄溶液によりエッチング除去した。その後レジスト層を剥離した（図２（ｂ）参照）。

【0034】

開口部２１の位置に露出した誘電体層１２に対して、さらに開口部２２を有するレジスト層を形成した。開口部２２の形状はマスクパターン上で正方形とし、サイズはマスクパターン上で１００×１００μｍとした。その後、開口部２２の誘電体層１２を塩酸とフッ化アンモニウム水溶液の混合液を用いてエッチングを行なった。その後レジスト層を剥離した後、熱処理を行った（図２（ｃ）参照）。

【0035】

感光性を有するポリイミド樹脂を用いて保護層１４を形成した。ポリイミド樹脂の材料には、（１）通常のポリイミドモノマーと、（２）アルキル基を結合させたポリイミドモノマーと、を混合させた材料を用いた。これらモノマー（１）とモノマー（２）との混合比を変えて予備試験片を作成し、ヤング率を求めた。予備試験の結果を基に、実施例に係る保護層１４のヤング率が三水準で得られるよう形成を試みた。得られた保護層１４のヤング率を、ナノインデンテーションシステム（Ｈｙｓｉｔｒｏｎ社製）を用いて求めた。測定は、最大荷重２０ｍＮの条件で荷重−変位曲線を一試料あたり１００回求め、ヤング率を算出して平均値を求めた。なお、最大変位量は保護層１４の膜厚６μｍに対して表面から約１／４以下であり、下地電極１１の影響は認められなかった。測定の結果、保護層１４のヤング率は、０．１ＧＰａ、１．０ＧＰａ、２．０GPａの三水準となっていることを確認した。形成された保護層１４に対し、フォトリソグラフィによって開口部２２の内部にさらに開口部２３を、および上部電極層１３上の開口部２１の無い部位に別の開口部２４を設けた。開口部２３および開口部２４の形状はマスクパターン上で正方形とし、サイズはマスクパターン上で５０×５０μｍとした。（図２（ｄ）参照）。

【0036】

感光性を有するポリイミド樹脂を用いて絶縁層１６を形成した。絶縁層１６の膜厚は７μｍとした。保護層１４の場合と同じ要領でモノマーの混合比を変え、ヤング率が３．０ＧＰａ、３．５ＧＰａ、５．０GPａの三水準である絶縁層１６を得た。フォトリソグラフィによって保護層１４の外縁部およびその外側のみ絶縁層１６が残留するようパターンを形成した。（図２（ｅ）参照）。

【0037】

以上の手順で、保護層１４のヤング率が三水準、絶縁層１６のヤング率が三水準、それらの組み合わせにより九水準（実施例１〜９に対応。各水準は表１を参照。）にヤング率を変化させた計２７０個（一水準あたり３０個）の薄膜キャパシタ素体を得た。薄膜キャパシタ素体に対し、Ｃｕを用いて端子電極１５を形成した。その際、保護層１４に露出した開口部２３および開口部２４を通して、それぞれ下地電極１１および上部電極層１３と接続させ、かつ、端子電極１５を保護層１４および絶縁層１６をまたぐ形状で作製した（図２（ｆ）および図３参照）。以上の手順で２７０個の薄膜キャパシタ１０を得た。得られた薄膜キャパシタ１０について静電容量の平均値及び標準偏差を算出したところ、平均値は８．０５ｎＦ，標準偏差は０．２ｎＦとなった。また、絶縁抵抗値を測定したところ、１．０〜２．０×１０^１１Ωの範囲内であった。

【0038】

薄膜キャパシタ１０に対して耐湿信頼性試験をおこなった。耐湿信頼性試験では、薄膜キャパシタ１０をプリント配線基板上に実装したうえで６０℃、９０％ＲＨに調節した恒温槽内に入れ、電圧４Ｖを１０００時間印加した。１０００時間経過後の薄膜キャパシタ１０の抵抗値が、恒温槽に入れる前の絶縁抵抗値に対して１／１００以下となった薄膜キャパシタ１０をＮＧと判断し、ＮＧ個数をカウントして評価結果とした。

【0039】

（実施例１０、１１）
保護層１４のヤング率を０．１GPａの一水準に固定し、絶縁層１６のヤング率を２．７ＧＰａ（実施例１０）、５．４ＧＰａ（実施例１１）の二水準としたこと以外は、実施例１〜９と同様の手順で薄膜キャパシタ１０を作製し、実施例１〜９と同様の評価を行った。得られた薄膜キャパシタ１０の静電容量を測定し、その平均値及び標準偏差を算出したところ、平均値は８．０２ｎＦ，標準偏差は０．１７ｎＦとなった。また、絶縁抵抗値を測定したところ、１．０〜２．０×１０^１１Ωの範囲内であった。

【0040】

（実施例１２、１３）
保護層１４のヤング率を１．０GPａの一水準に固定し、絶縁層１６のヤング率を２．７ＧＰａ（実施例１２）、５．４ＧＰａ（実施例１３）の二水準としたこと以外は、実施例１〜９と同様の手順で薄膜キャパシタ１０を作製し、実施例１〜９と同様の評価を行った。得られた薄膜キャパシタ１０の静電容量を測定し、その平均値及び標準偏差を算出したところ、平均値は８．０２ｎＦ，標準偏差は０．１７ｎＦとなった。また、絶縁抵抗値を測定したところ、１．０〜２．０×１０^１１Ωの範囲内であった。

【0041】

（実施例１４、１５）
保護層１４のヤング率を２．０GPａの一水準に固定し、絶縁層１６のヤング率を２．７ＧＰａ（実施例１４）、５．４ＧＰａ（実施例１５）の二水準としたこと以外は、実施例１〜９と同様の手順で薄膜キャパシタ１０を作製し、実施例１〜９と同様の評価を行った。得られた薄膜キャパシタ１０の静電容量を測定し、その平均値及び標準偏差を算出したところ、平均値は８．０２ｎＦ，標準偏差は０．１７ｎＦとなった。また、絶縁抵抗値を測定したところ、１．０〜２．０×１０^１１Ωの範囲内であった。

【0042】

（参考例１６、１７）
保護層１４のヤング率を０．１ＧＰａ（参考例１６）、２．０ＧＰａ（参考例１７）の二水準とし、絶縁層１６を設けなかったこと、および、端子電極１５を保護層１４上に設けたこと以外は、実施例１〜９と同様の手順で薄膜キャパシタ１０を作製し、同様の耐湿信頼性試験を行った。得られた薄膜キャパシタ１０の静電容量を測定し、その平均値及び標準偏差を算出したところ、平均値は８．０１ｎＦ，標準偏差は０．２２ｎＦとなった。また、絶縁抵抗値を測定したところ、１．０〜２．０×１０^１１Ωの範囲内であった。

【0043】

（参考例１８）
下地電極１１を、５００μｍ厚みのアルミナ基板上に厚み６００ｎｍのＮｉ薄膜を形成したものとしたこと、保護層１４のヤング率を１．０ＧＰａの一水準に固定したこと、絶縁層１６を設けなかったこと、および、端子電極１５を保護層１４上に設けたこと以外は、実施例１〜９と同様の手順で薄膜キャパシタ１０を作製し、同様の耐湿信頼性試験を行った。得られた薄膜キャパシタ１０の静電容量を測定し、その平均値及び標準偏差を算出したところ、平均値は８．０６ｎＦ，標準偏差は０．１４ｎＦとなった。また、絶縁抵抗値を測定したところ、１．０〜２．０×１０^１１Ωの範囲内であった。

【0044】

（実施例１９〜２０）
下地電極１１を、５００μｍ厚みのアルミナ基板上に厚み６００ｎｍのＮｉ薄膜を形成したものとしたこと、保護層１４のヤング率を１．０ＧＰａの一水準に固定したこと、絶縁層１６のヤング率を２．７ＧＰａ（実施例１９）、５．４GPａ（実施例２０）の二水準としたこと以外は、実施例１〜９と同様の手順で薄膜キャパシタ１０を作製し、同様の耐湿信頼性試験を行った。得られた薄膜キャパシタ１０の静電容量を測定し、その平均値及び標準偏差を算出したところ、平均値は８．０７ｎＦ，標準偏差は０．１３ｎＦとなった。また、絶縁抵抗値を測定したところ、１．０〜２．０×１０^１１Ωの範囲内であった。

【0045】

（実施例２１）
下地電極１１を、５００μｍ厚みのアルミナ基板上に厚み６００ｎｍのＮｉ薄膜を形成したものとしたこと、保護層１４のヤング率を１．０ＧＰａの一水準に固定したこと、絶縁層１６のヤング率を３．５GPａの一水準に固定したこと以外は、実施例１〜９と同様の手順で薄膜キャパシタ１０を作製し、同様の耐湿信頼性試験を行った。得られた薄膜キャパシタ１０の静電容量を測定し、その平均値及び標準偏差を算出したところ、平均値は８．０７ｎＦ，標準偏差は０．１４ｎＦとなった。また、絶縁抵抗値を測定したところ、１．０〜２．０×１０^１１Ωの範囲内であった。

【0046】

（比較例１〜３）
保護層１４のヤング率を０．０５ＧＰａ（比較例１）、２．５ＧＰａ（比較例２）、３．０ＧＰａ（比較例３）とし、絶縁層１６のヤング率を３．５GPａの一水準に固定したこと以外は、実施例１〜９と同様に薄膜キャパシタ１０を作製し、実施例１〜９と同様の評価を行った。得られた薄膜キャパシタ１０の静電容量を測定し、その平均値及び標準偏差を算出したところ、平均値は７．９８ｎＦ，標準偏差は０．１５ｎＦとなった。また、絶縁抵抗値を測定したところ、１．０〜２．０×１０^１１Ωの範囲内であった。

【0047】

以上の実施例１〜１５、参考例１６〜１８、実施例１９〜２１及び比較例１〜３について、耐湿信頼性試験の結果を表１に示す。

【0048】

【表1】

【0049】

表１に示すように、本発明の実施により得られる薄膜キャパシタは、高い耐湿性が確保されていることが確認された。

【符号の説明】

【0050】

１０・・・薄膜キャパシタ、１１・・・下地電極、１２・・・誘電体層、１３・・・上部電極層、１４・・・保護層、１５・・・端子電極、１６・・・絶縁層、２１・・・上部電極層の開口部、２２・・・誘電体層の開口部、２３・・・下部電極層までの開口部、２４・・・上部電極層までの開口部。

【図1】

【図2】

【図3】