| 研究課題/領域番号 |
06555087
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| 研究種目 |
試験研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 研究分野 |
電子・電気材料工学
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| 研究機関 | 北見工業大学 |
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研究代表者 |
佐々木 克孝 北見工業大学, 工学部, 教授 (80091552)
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| 研究分担者 |
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 松尾電機株式会社, 技術部, 課長
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| 研究期間 (年度) |
1994 – 1995
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| 研究課題ステータス |
完了 (1995年度)
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| 配分額 *注記 |
6,000千円 (直接経費: 6,000千円)
1995年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
1994年度: 5,100千円 (直接経費: 5,100千円)
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| キーワード | Ta_2N化合物膜 / 陽極酸化膜 / 薄膜キャパシタ / tanδ / 耐熱性 / 薄膜コンデンサ / 窒化タンタル化合物膜 / 陽極酸化 / 誘電損 / 漏れ電流 |
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| 研究概要 |
Taの陽極酸化膜を用いた薄膜キャパシタは優れた初期特性を示すことで知られているが、200℃以上の温度に保持すると特性が劣化するという弱点がある。そこで本研究では、Ta_2N膜の陽極酸化膜を用いることで熱的安定性を飛躍的に向上させて薄膜キャパシタを開発することを目的とした。
初年度は、化学量論的なTa_2N膜の作製条件を検討すると共に、Ta_2N陽極酸化膜キャパシタの電気的特性に及ぼす熱処理の影響を検討した。その結果、この薄膜キャパシタではTaに比して同一化成電圧で得られる静電容量が半減するという欠点はあるものの、耐熱性は飛躍的に向上させ得ることがわかった。しかも、静電容量が半減するという欠点を補うため、化成電圧を半減させて酸化膜厚を薄くしても耐熱的な特徴はそのまま保持できることがわかった。
そこで次年度は、その耐熱要因をオ-ジ電子分光分析、X線光電子分光分析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、高耐熱な要因は薄膜キャパシタの下地金属であるTa_2N化合物の耐熱酸化性が大きいため、陽極酸化膜から下地金属への酸化拡散が生じにくいためであることがわかった。また、450℃以上の高音で見られる熱劣化の原因には、下地金属界面層の暑さの増大の他に、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。更には、この薄膜キャパシタでは、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であり、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、本研究全体を通じて、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、高耐熱で高信頼性の薄膜キャパシタを実現する上で極めて有望なことが知られた。
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