1995 Fiscal Year Annual Research Report
窒化タンタル陽極酸化膜による耐熱性に優れた薄膜コンデンサの作製
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06555087
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| Research Institution | Kitami Institute of Technology |
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Principal Investigator |
佐々木 克孝 北見工業大学, 工学部, 教授 (80091552)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
野矢 厚 北見工業大学, 工学部, 教授 (60133807)
土橋 剛 旭川工業高等専門学校, 電気工学科, 助教授 (50123956)
阿部 良夫 北見工業大学, 工学部, 助教授 (20261399)
白重 道弘 松尾電気株式会社, 技術課, 課長
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| Keywords | Ta_2N化合物膜 / 陽極酸化膜 / 薄膜キャパシタ / tanδ / 耐熱性 |
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| Research Abstract |
前年度までの検討結果より、Ta_2Nの陽極酸化膜を用いた薄膜キャパシタでは、Taに匹敵する静電容量が得られるように化成電圧を80V程度まで低減させた場合でも、Ta陽極酸化膜キャパシタに比べて著しく耐熱性を改善できることが明らかとなっている。そこで本年度は、その耐熱要因をオージェ電子分光分析、X線光電子分光分析、赤外分光法等によって調べると共に、更なる薄膜化の検討を行った。
その結果、Ta_2N陽極酸化膜キャパシタが高耐熱な特性を示す原因は、薄膜キャパシタの下地金属となっているTa_2N化合物膜の耐熱酸化性が大きいため、Taの場合に比べて下地金属中への酸素拡散がより高温まで抑制されるためであることがわかった。また、このTa_2N陽極酸化膜キャパシタを450℃以上の高温で熱処理した時に見られる熱劣化の原因は、Taの場合と同様に酸化膜中の酸素原子が下地金属方向に拡散し、下地金属界面層の厚さが増大することの他に、Al上部電極の熱酸化とAl電極/酸化物界面の崩壊も関与していることが明らかとなった。
次に、Ta_2N化合物膜自体の耐熱酸化性が大きいことに着目して、薄膜キャパシタの誘電体層の薄膜化を検討した。その結果、このTa_2Nキャパシタでは、化成電圧を30Vまで低減させて作製しても、160V化成したTaキャパシタの場合よりも高耐熱な特徴を保持しており、且つ静電容量値は3倍以上の値を実現できることがわかった。従って、Ta_2Nの陽極酸化膜を薄膜キャパシタの誘電体材料として用いることは、高耐熱で高信頼性キャパシタを実現する上で極めて有望と結論できる。
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