DE112023000307T5

DE112023000307T5 - Integrierte kondensatorlage, zwischenelement und halbleiterelement

Info

Publication number: DE112023000307T5
Application number: DE112023000307.6T
Authority: DE
Inventors: Tomoyuki Ashimine; Takuo Wakaoka; Hiroshi Nakagawa; Frederic Voiron; Ryo Kasai; Teiji Yamamoto
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2022-11-28
Filing date: 2023-06-20
Publication date: 2024-08-22
Also published as: WO2024116445A1

Abstract

Eine integrierte Kondensatorlage 1, die folgende Merkmale umfasst: eine Leiterschicht 200 und eine poröse Schicht 100, die auf der Halbleiterschicht 200 vorgesehen ist, wobei die poröse Schicht 100 einen Kondensatorabschnitt 120 mit einer Struktur aus Metallschicht 121-Dielektrische Schicht 122-Metallschicht 123, die in einer porösen Struktur 101 der porösen Schicht 100 enthalten ist, einen Durchgangslochabschnitt, in dem die poröse Struktur der porösen Schicht mit einem Leiter 111 gefüllt ist, und einen porösen isolierenden Abschnitt 130 umfasst, der um den Durchgangslochabschnitt 110 herum vorgesehen ist und in dem die poröse Struktur 101 nicht mit dem Leiter gefüllt ist, und die Leiterschicht 200 einen Metallleiter 230, einen ersten Durchkontaktierungsabschnitt 210, der den Metallleiter 230 direkt unter dem Durchgangslochabschnitt 100 durchdringt und mit dem Durchgangslochabschnitt 110 verbunden ist, und einen ersten isolierenden Abschnitt 200 umfasst, der um den ersten Durchkontaktierungsabschnitt 210 herum vorgesehen ist und den ersten Durchkontaktierungsabschnitt und den Metallleiter 230 isoliert.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine integrierte Kondensatorlage, ein Zwischenelement und ein Halbleiterelement.
Hintergrundtechnik
Als ein typisches Kondensatorelement, das in einer integrierten Halbleiterschaltung verwendet wird, ist beispielsweise ein Metall-Isolator-Metall(MIM)-Kondensator bekannt. Der MIM-Kondensator ist ein Kondensator mit einer Struktur vom Parallelplattentyp, bei der ein Isolator zwischen einer unteren Elektrode und einer oberen Elektrode angeordnet ist.
Das Patentdokument 1 offenbart ein Laminiertes-Halbleiterbauelement-Gehäuse, in dem Logik an einer Oberfläche eines Substrats befestigt ist, ein Kondensator an der anderen Oberfläche des Substrats befestigt ist und die Logik und der Kondensator elektrisch miteinander verbunden sind. Außerdem ist offenbart, dass der Kondensator mit einem Isolator abgedichtet ist und der Isolator mit einem Durchgangsloch versehen ist, das mit Metall gefüllt ist.
Das Patentdokument 2 beschreibt eine Kondensatorstruktur, die ein Substrat, eine leitfähige Schicht auf dem Substrat und eine poröse Schicht auf der leitfähigen Schicht umfasst. Die poröse Schicht weist ein erstes Teil auf, das mit einem Leiter versehen ist und ein zweites Teil, das eine MIM-Kondensatorstruktur aufweist.
Referenzliste
Patentdokumente

Patentdokument 1: Internationale Veröffentlichung Nr. WO 2016/099523
Patentdokument 2: Europäische Patentanmeldungsveröffentlichung Nr. 4009340

Kurzdarstellung der Erfindung
Technisches Problem
Da es zwischen der Logik und dem Kondensator ein Gehäusesubstrat gibt, bestehen mit der in Patentdokument 1 beschriebenen Struktur Probleme darin, dass ein Abstand zwischen der Logik und dem Kondensator lang ist, die ESL hoch ist und die Impedanzcharakteristika in einem Hochfrequenzbereich unzureichend sind.
Außerdem besteht mit der Struktur des Patentdokuments 2 ein Problem darin, dass die MIM-Kondensatorstruktur und die Leistungsversorgungsleitung auf der Substratseite nicht integriert werden können.
Die vorliegende Erfindung wurde entwickelt, um die oben beschriebenen Probleme zu lösen und eine Aufgabe derselben besteht darin, eine integrierte Kondensatorlage zu schaffen, die eine Struktur aufweisen kann, bei der ein Abstand zwischen einer Halbleiterkomponente, wie zum Beispiel einer Logik, und einem Kondensatorabschnitt verkürzt ist, um Impedanzcharakteristika in einer Hochfrequenzregion zu verbessern, und es einem Leiter, der auf einer porösen Schicht vorgesehen ist, zu ermöglichen, eine Kondensatorstruktur zu haben, die in einer Dickenrichtung auszudehnen ist und mit einer Leistungsversorgungsleitung auf einer Substratseite integriert ist.
Lösung des Problems
Eine integrierte Kondensatorlage der vorliegenden Erfindung umfasst eine Leiterschicht und eine poröse Schicht, die auf der Leiterschicht vorgesehen ist, wobei die poröse Schicht einen Kondensatorabschnitt mit einer Struktur aus Metallschicht-Dielektrische Schicht-Metallschicht, die in einer porösen Struktur der porösen Schicht enthalten ist, einen Durchgangslochabschnitt, in dem die poröse Struktur der porösen Schicht mit einem Leiter gefüllt ist, und einen porösen isolierenden Abschnitt umfasst, der um den Durchgangslochabschnitt herum vorgesehen ist und in dem die poröse Schicht nicht mit dem Leiter gefüllt ist, und die Leiterschicht einen Metallleiter, einen ersten Durchkontaktierungsabschnitt, der den Metallleiter direkt unter dem Durchgangslochabschnitt durchdringt und mit dem Durchgangslochabschnitt verbunden ist, und einen ersten isolierenden Abschnitt umfasst, der um den ersten Durchkontaktierungsabschnitt herum vorgesehen ist und den ersten Durchkontaktierungsabschnitt und den Metallleiter isoliert.
Ein Zwischenelement der vorliegenden Erfindung umfasst die integrierte Kondensatorlage der vorliegenden Erfindung und eine Neuverdrahtungsschicht, die auf zumindest einer der Hauptoberflächen der integrierten Kondensatorlage angeordnet ist.
Ein Halbleiterelement der vorliegenden Erfindung umfasst zumindest die integrierte Kondensatorlage der vorliegenden Erfindung und einen Halbleiterabschnitt auf integrierte Weise.
Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es möglich, eine integrierte Kondensatorlage bereitzustellen, die eine Struktur aufweisen kann, in der ein Abstand zwischen einer Halbleiterkomponente, wie zum Beispiel einer Logik, und einem Kondensatorabschnitt verkürzt ist, um die Impedanzcharakteristik einer Hochfrequenzregion zu verbessern und es einem Leiter, der auf einer porösen Struktur mit einer Kondensatorstruktur vorgesehen ist, die in einer Dickenrichtung auszudehnen ist und mit einer Leistungsversorgungsleitung auf einer Substratseite integriert ist.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen

1 ist eine Querschnittsansicht, die schematisch ein Beispiel einer integrierten Kondensatorlage gemäß dem Ausführungsbeispiel 1 der vorliegenden Erfindung darstellt.
2A ist eine vergrößerte Querschnittsansicht eines Kondensatorabschnitts.
2B ist eine vergrößerte Querschnittsansicht eines Durchgangslochabschnitts.
2C ist eine vergrößerte Querschnittsansicht eines porösen isolierenden Abschnitts
3 ist eine Querschnittsansicht, die schematisch ein Beispiel einer integrierten Kondensatorlage gemäß dem Ausführungsbeispiel 2 der vorliegenden Erfindung darstellt.
4 ist eine Querschnittsansicht, die schematisch ein Beispiel einer integrierten Kondensatorlage gemäß dem Ausführungsbeispiel 3 der vorliegenden Erfindung darstellt.
5 ist eine Querschnittsansicht, die schematisch ein Beispiel einer integrierten Kondensatorlage gemäß dem Ausführungsbeispiel 4 der vorliegenden Erfindung darstellt.
6 ist eine Querschnittsansicht, die schematisch ein Beispiel einer integrierten Kondensatorlage gemäß dem Ausführungsbeispiel 5 der vorliegenden Erfindung darstellt.
7 ist eine Querschnittsansicht, die schematisch ein Beispiel einer integrierten Kondensatorlage gemäß dem Ausführungsbeispiel 6 der vorliegenden Erfindung darstellt.
8 ist eine Querschnittsansicht, die schematisch ein Beispiel einer integrierten Kondensatorlage gemäß dem Ausführungsbeispiel 7 der vorliegenden Erfindung darstellt.
9 ist eine Querschnittsansicht, die schematisch ein Beispiel einer integrierten Kondensatorlage gemäß dem Ausführungsbeispiel 8 der vorliegenden Erfindung darstellt.
10 ist eine vergrößerte Ansicht eines Abschnitts, der eine Region A und eine Region B umfasst, die in 6 durch eine gestrichelte Linie umgeben sind.
11 ist eine Querschnittsansicht, die schematisch ein Beispiel eines Zwischenelements der vorliegenden Erfindung darstellt.
12 ist eine vergrößerte Ansicht eines Abschnitts, der eine Region C umfasst, die in 11 durch eine gestrichelte Linie umgeben ist.
13A ist ein Stufendiagramm, das schematisch ein Beispiel eines Herstellungsschritts für die integrierte Kondensatorlage darstellt.
13B ist ein Stufendiagramm, das schematisch ein Beispiel eines Herstellungsschritts für die integrierte Kondensatorlage darstellt.
13C ist ein Stufendiagramm, das schematisch ein Beispiel eines Herstellungsschritts für die integrierte Kondensatorlage darstellt.
13D ist ein Stufendiagramm, das schematisch ein Beispiel eines Herstellungsschritts für die integrierte Kondensatorlage darstellt.
13E ist ein Stufendiagramm, das schematisch ein Beispiel eines Herstellungsschritts für die integrierte Kondensatorlage darstellt.
14A ist ein Stufendiagramm, das schematisch ein Beispiel eines Herstellungsschritts für die integrierte Kondensatorlage und das Zwischenelement darstellt.
14B ist ein Stufendiagramm, das schematisch ein Beispiel eines Herstellungsschritts für die integrierte Kondensatorlage und das Zwischenelement darstellt.
14C ist ein Stufendiagramm, das schematisch ein Beispiel eines Herstellungsschritts für die integrierte Kondensatorlage und das Zwischenelement darstellt.
14D ist ein Stufendiagramm, das schematisch ein Beispiel eines Herstellungsschritts für die integrierte Kondensatorlage und das Zwischenelement darstellt.
14E ist ein Stufendiagramm, das schematisch ein Beispiel eines Herstellungsschritts für die integrierte Kondensatorlage und das Zwischenelement darstellt.
14F ist ein Stufendiagramm, das schematisch ein Beispiel eines Herstellungsschritts für die integrierte Kondensatorlage und das Zwischenelement darstellt.
14G ist ein Stufendiagramm, das schematisch ein Beispiel eines Herstellungsschritts für die integrierte Kondensatorlage und das Zwischenelement darstellt.
15 ist eine Querschnittsansicht, die schematisch ein Verwendungsbeispiel der integrierten Kondensatorlage und des Zwischenelements darstellt.
16 ist eine Querschnittsansicht, die schematisch ein weiteres Verwendungsbeispiel der integrierten Kondensatorlage und des Zwischenelements darstellt.
17 ist eine Querschnittsansicht, die schematisch ein weiteres Verwendungsbeispiel der integrierten Kondensatorlage und des Zwischenelements darstellt.
18 ist eine Querschnittsansicht, die schematisch ein weiteres Verwendungsbeispiel der integrierten Kondensatorlage und des Zwischenelements darstellt.
19 ist eine Querschnittsansicht, die schematisch ein Beispiel eines Halbleiterelements der vorliegenden Erfindung darstellt.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele
Hierin nachfolgend werden die integrierte Kondensatorlage, das Zwischenelement und das Halbleiterelement der vorliegenden Erfindung beschrieben.
Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf die folgenden Konfigurationen begrenzt und kann angewendet werden, nachdem dieselbe entsprechend modifiziert wurde, ohne die Wesensart der vorliegenden Erfindung zu verändern. Kombinationen von zwei oder mehr bevorzugten Konfigurationen der vorliegenden Erfindung, die nachfolgend beschrieben werden, sind ebenfalls Teil der vorliegenden Erfindung.
Jedes der nachfolgend beschriebenen Ausführungsbeispiele ist lediglich ein Beispiel und es ist selbstverständlich, dass es möglich ist, Konfigurationen, die in unterschiedlichen Ausführungsbeispielen beschrieben werden, teilweise zu ersetzen. Bei Ausführungsbeispiel 2 und nachfolgenden Ausführungsbeispielen werden Beschreibungen gemeinsamer Gegenstände mit Ausführungsbeispiel 1 ausgelassen und nur unterschiedliche Punkte werden beschrieben. Insbesondere werden ähnliche Schritte und Wirkungen aufgrund ähnlicher Konfigurationen nicht wiederholt für jedes Ausführungsbeispiel beschrieben.
In der folgenden Beschreibung werden in einem Fall, bei dem nicht jedes Ausführungsbeispiel besonders unterschieden wird, dieselben einfach bezeichnet als eine „integrierte Kondensatorlage der vorliegenden Erfindung“, ein „Zwischenelement der vorliegenden Erfindung“ und „ein Halbleiterelement der vorliegenden Erfindung“. Formt, Anordnung und dergleichen der integrierten Kondensatorlage, des Zwischenelements und des Halbleiterelements der vorliegenden Erfindung sind nicht auf die dargestellten Beispiele begrenzt.
Ausführungsbeispiel 1
Eine integrierte Kondensatorlage der vorliegenden Erfindung umfasst eine Leiterschicht und eine poröse Schicht, die auf der Leiterschicht vorgesehen ist. Die poröse Schicht umfasst einen Kondensatorabschnitt mit einer Struktur aus Metallschicht-Dielektrische Schicht-Metallschicht, die in einer porösen Struktur der porösen Schicht enthalten ist, einen Durchgangslochabschnitt, in dem die poröse Struktur der porösen Schicht mit einem Leiter gefüllt ist, und einen porösen isolierenden Abschnitt, der um den Durchgangslochabschnitt herum vorgesehen ist und in dem die poröse Struktur nicht mit dem Leiter gefüllt ist. Außerdem umfasst die Leiterschicht einen Metallleiter, einen ersten Durchkontaktierungsabschnitt, der den Metallleiter direkt unter dem Durchgangslochabschnitt durchdringt und mit dem Durchgangslochabschnitt verbunden ist, und einen ersten isolierenden Abschnitt, der um den ersten Durchkontaktierungsabschnitt herum vorgesehen ist und den ersten Durchkontaktierungsabschnitt und den Metallleiter isoliert.
Die integrierte Kondensatorlage, die diese Konfigurationen aufweist, wird nachfolgend als eine integrierte Kondensatorlage gemäß Ausführungsbeispiel 1 der vorliegenden Erfindung beschrieben.
1 ist eine Querschnittsansicht, die schematisch ein Beispiel einer integrierten Kondensatorlage gemäß dem Ausführungsbeispiel 1 der vorliegenden Erfindung darstellt. 2A ist eine vergrößerte Querschnittsansicht eines Kondensatorabschnitts, 2B ist eine vergrößerte Querschnittsansicht eines Durchgangslochabschnitts und 2C ist eine vergrößerte Querschnittsansicht eines porösen isolierenden Abschnitts.
Eine integrierte Kondensatorlage 1, die in 1 dargestellt ist, umfasst eine Leiterschicht 200 und eine poröse Schicht 100, die auf der Leiterschicht 200 vorgesehen ist. In der Hierarchie der porösen Schicht 100 liegen ein Kondensatorabschnitt 120, ein Durchgangslochabschnitt 110 und ein poröser isolierender Abschnitt 130 vor.
Die poröse Schicht 100 hat vorzugsweise eine poröse Struktur (Anodisches-Aluminiumoxid(AAO)-Struktur, die durch Anodisierung von Aluminium gebildet ist. Eine Wandoberfläche 101a der porösen Struktur 101 ist in 2A, 2B und 2C dargestellt. Die poröse Schicht 100 umfasst ein Durchgangsloch, das sich in der Dickenrichtung der porösen Schicht 100 von einer Oberfläche 103 der porösen Schicht zu der Leiterschicht 200 erstreckt.
Wie es in 2A dargestellt ist, hat der Kondensatorabschnitt 120 eine Struktur aus einer Metallschicht 121, einer dielektrischen Schicht 122 und einer Metallschicht 123 an der Wandoberfläche 101a der porösen Struktur 101. Die Struktur ist eine Metall-Isolator-Metallstruktur (hierin nachfolgend auch als eine MIM-Struktur bezeichnet) und wirkt als ein Kondensator.
Die MIM-Struktur ist vorzugsweise durch Atomlagenabscheidung (ALD; ALD = atomic layer deposition) gebildet.
Der Durchgangslochabschnitt 110 hat eine Struktur, die eine Leitung zwischen einer Hauptoberfläche 102 der porösen Schicht auf der Leiterschichtseite und einer Oberfläche 103 der porösen Schicht (Hauptoberfläche der porösen Schicht auf einer Seite gegenüber der Leiterschicht) ermöglicht.
Wie es in 2B dargestellt ist, hat der Durchgangslochabschnitt 110 eine Struktur, in der die poröse Struktur 101 mit einem Leiter 111 gefüllt ist. Anders ausgedrückt, derselbe hat eine Struktur, die mit dem Leiter 111 gefüllt ist, der sich von der Hauptoberfläche 102 der porösen Schicht auf der Leiterschichtseite zu der Hauptoberfläche 103 der porösen Schicht auf einer Seite gegenüber der Leiterschicht erstreckt.
Wenn die poröse Struktur 101 in dem Durchgangslochabschnitt 110 mit dem Leiter 111 gefüllt ist, hat der Durchgangslochabschnitt 110 eine Struktur, die eine Leitung zwischen der Hauptoberfläche 102 der porösen Schicht 100 auf der Leiterschichtseite und der Oberfläche 103 der porösen Schicht ermöglicht. Es wird bevorzugt, Kupfer oder Nickel als den Leiter 111 zu verwenden.
Wie es in 2C dargestellt ist, hat der poröse isolierende Abschnitt 130 eine Struktur, bei der die poröse Struktur 101 nicht mit einem Leiter gefüllt ist. Da die poröse Struktur nicht mit dem Leiter gefüllt ist, wird der poröse isolierende Abschnitt 130 ein Isolator. Der poröse isolierende Abschnitt 130 liegt zwischen dem Durchgangslochabschnitt 110 und dem Kondensatorabschnitt 120 vor und der Durchgangslochabschnitt 110 und der Kondensatorabschnitt 120 sind isoliert, so dass es in der Hierarchie der porösen Schicht 100 zwischen dem Durchgangslochabschnitt 110 und dem Kondensatorabschnitt 120 keine Leitung gibt.
Die Leiterschicht 200 ist eine Schicht, die einen Metallleiter 230, einen ersten Durchkontaktierungsabschnitt 210 und einen ersten isolierenden Abschnitt 220 in der Hierarchie umfasst. Wenn der Metallleiter 230 in Kontakt mit dem Kondensatorabschnitt 120 ist, ist eine Elektrode (Anode oder Kathode) des Kondensatorabschnitts 120 von dem Metallleiter 230 ausgedehnt.
Das Metall, das den Metallleiter 230 bildet, kann ein Typ sein oder eine Mehrzahl von Typen. Beispielsweise kann eine Mehrschichtleiterschicht mit einer Dreischichtstruktur aus W-Al-Ti von der Seite näher zu der porösen Schicht verwendet werden.
Der erste Durchkontaktierungsabschnitt 210 ist eine Durchkontaktierung, die durch Durchdringen des Metallleiters 200 direkt unter dem Durchkontaktierungsabschnitt 110 bereitgestellt wird. Anders ausgedrückt, der erste Durchkontaktierungsabschnitt 210 ist eine Durchkontaktierung, die entlang der Richtung vorgesehen ist, wo sich der Durchgangslochabschnitt 110 von der Hauptoberfläche 102 der porösen Schicht des Durchgangslochabschnitts 110 auf der Leiterschichtseite ausdehnt und ist mit dem Durchgangslochabschnitt 110 verbunden.
Der erste Durchkontaktierungsabschnitt ist vorzugsweise aus Metall hergestellt. Kupfer ist vorzugsweise das Metall, das den ersten Durchkontaktierungsabschnitt 210 bildet. Da der Durchgangslochabschnitt 110 und der erste Durchkontaktierungsabschnitt 210 mit der Hauptoberfläche 202 der Leiterschicht auf der Seite der porösen Schicht verbunden sind, kann der Durchgangslochabschnitt 110 ausgedehnt sein zu der Hauptoberfläche 203 der Leiterschicht auf einer Seite gegenüber der porösen Schicht. Als Folge wird eine Struktur erhalten, bei der die Hauptoberfläche 203 der Leiterschicht auf einer Seite gegenüber der porösen Schicht mit der Oberfläche 103 der porösen Schicht leitfähig verbunden ist. Das heißt, eine integrierte Kondensatorlage kann erhalten werden, bei der der Leiter, der in der porösen Schicht vorgesehen ist, in der Dickenrichtung ausgedehnt werden kann.
Ein erster isolierender Abschnitt 220, der den ersten Durchkontaktierungsabschnitt 210 und den Metallleiter 230 isoliert, ist um den ersten Durchkontaktierungsabschnitt 210 herum vorgesehen. Der erste isolierende Abschnitt 220 ist vorzugsweise aus einem Harzmaterial hergestellt und das Harzmaterial, das als ein Isolierungsmaterial verwendet werden kann, kann verwendet werden.
Der Metallleiter 230 ist mit einer Elektrode des Kondensatorabschnitts 120 elektrisch verbunden, aber da der erste Durchkontaktierungsabschnitt 210 und der Metallleiter 230 durch den ersten isolierenden Abschnitt 220 isoliert sind, ist der Kondensatorabschnitt 120 von dem ersten Durchkontaktierungsabschnitt 210 und dem Durchgangslochabschnitt 110 elektrisch isoliert.
Ausführungsbeispiel 2
Eine integrierte Kondensatorlage gemäß Ausführungsbeispiel 2 der vorliegenden Erfindung umfasst ferner einen ausgedehnten Elektrodenabschnitt, bei dem die poröse Struktur der porösen Schicht mit einem Leiter gefüllt ist und an dem Bodenabschnitt mit dem Metallleiter der Leiterschicht verbunden ist.
3 ist eine Querschnittsansicht, die schematisch ein Beispiel einer integrierten Kondensatorlage gemäß dem Ausführungsbeispiel 2 der vorliegenden Erfindung darstellt.
Eine integrierte Kondensatorlage 2, die in 3 dargestellt ist, umfasst einen ausgedehnten Elektrodenabschnitt 140 in der Hierarchie der porösen Schicht 100.
Der ausgedehnte Elektrodenabschnitt 140 hat eine Struktur, bei der die poröse Struktur mit einem Leiter gefüllt ist. Als eine Struktur in der porösen Schicht 100 sind die Struktur des Durchgangslochabschnitts 110 und die Struktur des ausgedehnten Elektrodenabschnitts 140 gleich.
Der ausgedehnte Elektrodenabschnitt 140 ist mit dem Metallleiter 230 der Leiterschicht 200 an dem Bodenabschnitt verbunden. Der ausgedehnte Elektrodenabschnitt 140 und der Durchgangslochabschnitt 110 unterscheiden sich darin, dass der erste Durchkontaktierungsabschnitt 210 nicht direkt unter dem ausgedehnten Elektrodenabschnitt 140 vorliegt und der Metallleiter 230 vorliegt.
Außerdem hat der ausgedehnte Elektrodenabschnitt 140 ähnlich wie der Durchgangslochabschnitt 110 eine Struktur, die eine Leitung zwischen der Hauptoberfläche 102 der porösen Schicht 100 auf der Leiterschichtseite und der Oberfläche 103 der porösen Schicht ermöglicht.
Der ausgedehnte Elektrodenabschnitt 140 ist mit dem Metallleiter 230 der Leiterschicht 200 verbunden. Da der Metallleiter 230 mit dem Kondensatorabschnitt 120 in Kontakt ist und eine Elektrode des Kondensatorabschnitts 120 zu dem Metallleiter 230 ausgedehnt ist, ist der ausgedehnte Elektrodenabschnitt 140 mit dem Kondensatorabschnitt 120 elektrisch verbunden, mit dem Metallleiter 230 dazwischen angeordnet. Mit dieser Struktur ist eine Elektrode des Kondensatorabschnitts 120 zu der Oberfläche 103 der porösen Schicht ausgedehnt, mit dem Metallleiter 230 dazwischen angeordnet.
Das heißt, wenn der ausgedehnte Elektrodenabschnitt 140 vorgesehen ist, kann ein ausgedehnter Abschnitt der Elektrode von dem Kondensatorabschnitt 120 geändert werden.
Ausführungsbeispiel 3
Eine integrierte Kondensatorlage des Ausführungsbeispiels 3 der vorliegenden Erfindung umfasst ferner eine säulenförmige Metallelektrode, die mit dem Metallleiter der Leiterschicht an dem Bodenabschnitt verbunden ist, in der gleichen Hierarchie wie derjenigen der porösen Schicht.
4 ist eine Querschnittsansicht, die schematisch ein Beispiel einer integrierten Kondensatorlage gemäß dem Ausführungsbeispiel 3 der vorliegenden Erfindung darstellt.
Eine integrierte Kondensatorlage 3, die in 4 dargestellt ist, umfasst eine säulenförmige Metallelektrode 150 in der Hierarchie der porösen Schicht 100.
Die säulenförmige Metallelektrode 150 ist aus einem dichten Metall anstatt aus einer porösen Struktur hergestellt. Die säulenförmige Metallelektrode 150 ist auf der gleichen Hierarchie wie diejenige der porösen Schicht (die gleiche Höhe wie diejenige der porösen Schicht in der integrierten Kondensatorlage), ist aber nicht Teil der porösen Schicht.
Die säulenförmige Metallelektrode 150 ist mit dem Metallleiter 230 der Leiterschicht 200 an dem Bodenabschnitt verbunden. Der erste Durchkontaktierungsabschnitt 210 liegt nicht direkt unter der säulenförmigen Metallelektrode 150 vor und der Metallleiter 230 liegt vor.
Außerdem, ähnlich wie der Durchgangslochabschnitt 110 hat die säulenförmige Metallelektrode 150 eine Struktur, die eine Leitung zwischen der Hauptoberfläche 102 der porösen Schicht 100 auf der Leiterschichtseite und der Oberfläche 103 der porösen Schicht ermöglicht.
Für die säulenförmige Metallelektrode wird es bevorzugt, Aluminium zu verwenden, das nicht anodisiert ist. Bei einem Schritt des Anodisierens von Aluminium, um die poröse Schicht bereitzustellen, wird ein Teil des Aluminiums maskiert, um einen Abschnitt bereitzustellen, der nicht durch eine wässrige Lösung einer Säure berührt wird, die zum Anodisieren verwendet wird. Als Folge verbleibt der maskierte Abschnitt als ein Metallabschnitt, der nicht anodisiert ist und keine poröse Schicht wird. Der verbleibende Metallabschnitt kann als die säulenförmige Metallelektrode 150 verwendet werden.
Wenn die säulenförmige Metallelektrode 150 bereitgestellt wird, wird ähnlich wie bei dem Fall des Bereitstellens des ausgedehnten Elektrodenabschnitts 140 eine Elektrode des Kondensatorabschnitts 120 zu der Oberfläche 103 der porösen Schicht ausgedehnt, mit dem Metallleiter 230 dazwischen angeordnet. Das heißt, wenn die säulenförmige Metallelektrode 150 bereitgestellt wird, kann ein ausgedehnter Abschnitt der Elektrode von dem Kondensatorabschnitt 120 geändert werden.
Ausführungsbeispiel 4
Bei einer integrierten Kondensatorlage des Ausführungsbeispiels 4 der vorliegenden Erfindung umfasst die poröse Schicht eine Mehrzahl von Kondensatorabschnitten, der Metallleiter ist mit einer der Metallschichten jedes Kondensatorabschnitts verbunden und die Leiterschicht umfasst ferner einen dritten isolierenden Abschnitt, der einen Raum zwischen den Metallleitern isoliert, der mit unterschiedlichen Kondensatorabschnitten verbunden ist.
5 ist eine Querschnittsansicht, die schematisch ein Beispiel einer integrierten Kondensatorlage gemäß dem Ausführungsbeispiel 4 der vorliegenden Erfindung darstellt.
Eine integrierte Kondensatorlage 4, die in 5 dargestellt ist, umfasst eine Mehrzahl von Kondensatorabschnitten 120 in der porösen Schicht 100. Der Kondensatorabschnitt 120, der in der Mitte der Zeichnung dargestellt ist, ist als ein Kondensatorabschnitt 120a definiert und der Kondensatorabschnitt 120, der auf der rechten Seite der Zeichnung dargestellt ist, ist als ein Kondensatorabschnitt 120b definiert.
Eine Mehrzahl von Kondensatorabschnitten 120 der integrierten Kondensatorlage 4 kann in einer Arrayform angeordnet sein, wie zum Beispiel eine Gitterform oder Zickzackform in einer Draufsicht.
Der Metallleiter 230 ist mit jedem Kondensatorabschnitt 120 verbunden. Der Metallleiter 230, der in der Mitte der Zeichnung dargestellt ist, ist als ein Metallleiter 230a definiert, und der Metallleiter 230, der auf der rechten Seite der Zeichnung dargestellt ist, ist als ein Metallleiter 230b definiert. Der Kondensatorabschnitt 120a und der Metallleiter 230a sind verbunden und der Kondensatorabschnitt 120b und der Metallleiter 230b sind verbunden, aber ein dritter isolierender Abschnitt 240 ist zwischen dem Metallleiter 230a und dem Metallleiter 230b vorgesehen und der Metallleiter 230a und der Metallleiter 230b sind elektrisch isoliert. Als Folge sind der Kondensatorabschnitt 120a und der Kondensatorabschnitt 120b elektrisch getrennt.
Das Material, das den dritten isolierenden Abschnitt 240 bildet, ist nicht beschränkt, aber ist passenderweise ein anorganisches Isolierungsmaterial und vorzugsweise kann SiO₂ verwendet werden.
Ausführungsbeispiel 5
Eine integrierte Kondensatorlage gemäß Ausführungsbeispiel 5 der vorliegenden Erfindung umfasst ferner ein Substrat, auf dem die Leiterschicht platziert ist.
Das Substrat umfasst ferner ein Basismaterial, einen zweiten Durchkontaktierungsabschnitt, der das Basismaterial direkt unter dem ersten Durchkontaktierungsabschnitt durchdringt und mit dem ersten Durchkontaktierungsabschnitt integriert ist, und einen zweiten isolierenden Abschnitt, der um den zweiten Durchkontaktierungsabschnitt herum vorgesehen ist und mit dem ersten isolierenden Abschnitt integriert ist.
6 ist eine Querschnittsansicht, die schematisch ein Beispiel einer integrierten Kondensatorlage gemäß dem Ausführungsbeispiel 5 der vorliegenden Erfindung darstellt.
Eine integrierte Kondensatorlage 5, die in 6 dargestellt ist, umfasst ein Substrat 300 und eine Leiterschicht 200 ist auf das Substrat 300 platziert. Als das Substrat 300 kann ein Siliziumsubstrat, ein Glassubstrat, ein organisches Substrat oder dergleichen verwendet werden.
Das Substrat 300 ist mit einem Basismaterial 330, einem zweiten Durchkontaktierungsabschnitt 310, der das Basismaterial 330 durchdringt und einem zweiten isolierenden Abschnitt 320 versehen, der um den zweiten Durchkontaktierungsabschnitt 310 herum vorgesehen ist.
Ein Abschnitt des Substrats 300, außer dem Durchgangsloch, in dem der zweite Durchkontaktierungsabschnitt 310 und der zweite isolierende Abschnitt 320 gebildet sind, ist ein Basismaterial 330.
Das Basismaterial 330 kann ein Halbleiter sein. In einem Fall, in dem das Basismaterial 330 ein Halbleiter ist, kann das Basismaterial 330 aus einem Material, wie zum Beispiel Silizium, hergestellt sein. In einem Fall, in dem das Basismaterial kein Isolator ist, ist vorzugsweise eine isolierende Schicht zwischen dem Basismaterial 330 und der Leiterschicht 200 vorgesehen und es wird bevorzugt, SiO₂ als die isolierende Schicht zu verwenden. Bei den Herstellungsstufendiagrammen (13A und nachfolgende), die nachfolgend beschrieben werden, ist ein Diagramm dargestellt, in dem eine SiO₂-Schicht 340 zwischen dem Basismaterial 330 und der Leiterschicht 200 vorgesehen ist.
Das Basismaterial 330 kann ein Isolator sein. In einem Fall, wo das Basismaterial 330 ein Isolator ist, kann das Basismaterial 330 aus einem Material, wie zum Beispiel Glas oder einem organischen Material, hergestellt sein.
Der zweite Durchkontaktierungsabschnitt 310 ist mit dem ersten Durchkontaktierungsabschnitt 210 integriert. Wenn die integrierte Kondensatorlage 5 des Ausführungsbeispiels 5 hergestellt wird, können der erste Durchkontaktierungsabschnitt 210 und der zweite Durchkontaktierungsabschnitt 310 gleichzeitig gebildet werden.
Der zweite Durchkontaktierungsabschnitt 310 ist vorzugsweise aus Metall hergestellt und Kupfer wird als das Metall bevorzugt, das den zweiten Durchkontaktierungsabschnitt 310 bildet. In einem Fall, wo das Material des Substrats 300 Silizium ist, hat eine Durchkontaktierung, wie zum Beispiel der zweite Durchkontaktierungsabschnitt 210, eine Struktur, die als Siliziumdurchkontaktierung bezeichnet wird (TSV: Siliziumdurchgangselektrode).
Der zweite isolierende Abschnitt 320 ist mit dem ersten isolierenden Abschnitt 220 integriert. Wenn die integrierte Kondensatorlage 5 des Ausführungsbeispiels 5 hergestellt wird, können der erste isolierende Abschnitt 220 und der zweite isolierende Abschnitt 320 gleichzeitig gebildet werden.
Der zweite isolierende Abschnitt 320 ist vorzugsweise aus einem Harzmaterial hergestellt und ein Harzmaterial, das als ein isolierendes Material verwendet werden kann, kann verwendet werden.
Da der zweite Durchkontaktierungsabschnitt 310 mit dem ersten Durchkontaktierungsabschnitt 210 integriert ist und der erste Durchkontaktierungsabschnitt 210 mit dem Durchkontaktierungsabschnitt 110 direkt unter dem Durchgangslochabschnitt 110 verbunden ist, kann der Durchgangslochabschnitt 110 zu der Hauptoberfläche 303 auf einer Seite gegenüber der porösen Schicht des Substrats ausgedehnt werden. Als Folge wird eine Struktur erhalten, bei der die Hauptoberfläche 303 des Substrats auf einer Seite gegenüber der porösen Schicht mit der Oberfläche 103 der porösen Schicht leitfähig verbunden ist. Das heißt, eine integrierte Kondensatorlage kann erhalten werden, bei der der Leiter in der porösen Schicht von dem Substrat in der Dickenrichtung ausgedehnt werden kann.
Ausführungsbeispiel 6
Eine integrierte Kondensatorlage gemäß Ausführungsbeispiel 6 der vorliegenden Erfindung ist mit einer Mehrzahl von ersten Durchkontaktierungsabschnitten und zweiten Durchkontaktierungsabschnitten für einen Durchgangslochabschnitt versehen.
7 ist eine Querschnittsansicht, die schematisch ein Beispiel einer integrierten Kondensatorlage gemäß dem Ausführungsbeispiel 6 der vorliegenden Erfindung darstellt.
Eine integrierte Kondensatorlage 6, die in 7 dargestellt ist, ist mit vier ersten Durchkontaktierungsabschnitten 210 und vier zweiten Durchkontaktierungsabschnitten 310 für einen Durchgangslochabschnitt 110 versehen und ein erster isolierender Abschnitt 220 ist um jeden ersten Durchkontaktierungsabschnitt 210 herum vorgesehen beziehungsweise ein zweiter isolierender Abschnitt 320 ist um jeden zweiten Durchkontaktierungsabschnitt 310 herum vorgesehen. 7 stellt zwei erste Durchkontaktierungsabschnitte 210 und zwei zweite Durchkontaktierungsabschnitte 310 dar, die auf der Vorderseite sichtbar sind und den ersten isolierenden Abschnitt und den zweiten isolierenden Abschnitt 320 um diese Durchkontaktierungsabschnitte herum.
Mit dieser Struktur können die Kosten (Kosten des Plattierungsschritts), wenn der erste Durchkontaktierungsabschnitt und der zweite Durchkontaktierungsabschnitt gebildet werden, reduziert werden.
Ausführungsbeispiel 7
Eine integrierte Kondensatorlage gemäß Ausführungsbeispiel 7 der vorliegenden Erfindung ist mit einer Mehrzahl von ersten Durchkontaktierungsabschnitten und zweiten Durchkontaktierungsabschnitten für eine Mehrzahl von Durchgangslochabschnitten versehen.
8 ist eine Querschnittsansicht, die schematisch ein Beispiel einer integrierten Kondensatorlage gemäß dem Ausführungsbeispiel 7 der vorliegenden Erfindung darstellt.
Eine integrierte Kondensatorlage 7, die in 8 dargestellt ist, ist mit vier ersten Durchkontaktierungsabschnitten 210 und vier zweiten Durchkontaktierungsabschnitten 310 für die vier Durchgangslochabschnitte 110 versehen und ein erster isolierender Abschnitt 220 ist um jeden ersten Durchkontaktierungsabschnitt 210 herum vorgesehen beziehungsweise ein zweiter isolierender Abschnitt 320 ist um jeden zweiten Durchkontaktierungsabschnitt 310 herum vorgesehen. 8 stellt zwei Durchgangslochabschnitte 110, zwei erste Durchkontaktierungsabschnitte 210 und zwei zweite Durchkontaktierungsabschnitte 310 dar, die auf der Vorderseite sichtbar sind, und den ersten isolierenden Abschnitt 220 und den zweiten isolierenden Abschnitt 320 um diese Durchkontaktierungsabschnitte herum.
Mit dieser Struktur können die Widerstandswerte des Durchgangslochabschnitts 110, des ersten Durchkontaktierungsabschnitts 210 und des zweiten Durchkontaktierungsabschnitts 310 reduziert werden und die Spannung, die an einen Durchgangslochabschnitt 110 angelegt wird, kann reduziert werden.
Ausführungsbeispiel 8
Eine integrierte Kondensatorlage gemäß Ausführungsbeispiel 8 der vorliegenden Erfindung ist mit einem dritten Durchkontaktierungsabschnitt versehen, der durch Füllen mit der leitfähigen Paste gebildet wird.
9 ist eine Querschnittsansicht, die schematisch ein Beispiel einer integrierten Kondensatorlage gemäß dem Ausführungsbeispiel 8 der vorliegenden Erfindung darstellt.
Eine integrierte Kondensatorlage 8, die in 9 dargestellt ist, ist ferner mit einer Substratseitenharzschicht 350 unter dem Substrat 300 in der integrierten Kondensatorlage 6 vorgesehen, die in 7 dargestellt ist. Ein dritter Durchkontaktierungsabschnitt 360 ist enthalten, der durch Füllen einer Öffnung, die in der Substratseitenharzschicht 350 vorgesehen ist, mit einer leitfähigen Paste gebildet wird.
Da der dritte Durchkontaktierungsabschnitt 360 mit dem zweiten Durchkontaktierungsabschnitt 310 verbunden ist, der auf dem Substrat 300 vorgesehen ist, ist der dritte Durchkontaktierungsabschnitt 360 mit dem Durchgangslochabschnitt 110 verbunden, mit dem zweiten Durchkontaktierungsabschnitt 310 und dem ersten Durchkontaktierungsabschnitt 210 dazwischen angeordnet.
Der Durchgangslochabschnitt 110 ist zu der Oberfläche der Substratseitenharzschicht 350 ausgedehnt (der Hauptoberfläche der Substratseitenharzschicht auf einer Seite gegenüber dem Substrat).
Als das Material der Substratseitenharzschicht kann beispielsweise Ajinomoto Build-up Film (ABF (eingetragenes Warenzeichen)) verwendet werden.
Gemeinsame Gegenstände der Ausführungsbeispiele 1 bis 8
Bei jeder der integrierten Kondensatorlagen der vorliegenden Erfindung wird es bevorzugt, dass ein Teil des ersten isolierenden Abschnitts in die poröse Schicht benachbart zu dem ersten isolierenden Abschnitt eindringt.
Außerdem wird es bevorzugt, dass ein Teil des ersten Durchkontaktierungsabschnitts in die poröse Schicht benachbart zu dem ersten Durchkontaktierungsabschnitt eindringt.
10 ist eine vergrößerte Ansicht eines Abschnitts, der eine Region A und eine Region B umfasst, die in 6 durch eine gestrichelte Linie umgeben sind.
10 stellt schematisch einen Zustand dar, wo ein Teil des ersten isolierenden Abschnitts 220 (Harzmaterial) in die poröse Struktur des porösen isolierenden Abschnitts 130 in der porösen Schicht 100 in der Region A eindringt. Außerdem ist in der Region B schematisch ein Zustand dargestellt, wo ein Teil des ersten Durchkontaktierungsabschnitts 210 (Metall) in die poröse Struktur des porösen isolierenden Abschnitts 130 in der porösen Schicht 100 eindringt.
Wenn der erste isolierende Abschnitt 220 in die poröse Schicht 100 eindringt, wird die Kopplung zwischen dem ersten isolierenden Abschnitt 220 und der porösen Schicht 100 stärker und die Verbindungszuverlässigkeit der integrierten Kondensatorlage ist verbessert.
Gleichartig dazu, wenn der erste Durchkontaktierungsabschnitt 210 in die poröse Schicht 100 eindringt, wird die Kopplung zwischen dem ersten Durchkontaktierungsabschnitt 210 und der porösen Schicht 100 stärker und die Verbindungszuverlässigkeit der integrierten Kondensatorlage ist verbessert.
Die Position, wo der erste isolierende Abschnitt 220 und der erste Durchkontaktierungsabschnitt 210 in die poröse Schicht 100 eindringen, ist nicht besonders beschränkt, da aber andere Materialien ohne Weiteres in den porösen isolierenden Abschnitt 130 eindringen, wird es bevorzugt, dass der erste isolierende Abschnitt 220 und der erste Durchkontaktierungsabschnitt 210 in den porösen isolierenden Abschnitt 130 eindringen.
Außerdem kann der gesamte erste isolierende Abschnitt 220 mit dem porösen isolierenden Abschnitt 130 in Kontakt sein über die gesamte Hauptoberfläche 102 der porösen Schicht auf der Leiterschichtseite, so dass der erste isolierende Abschnitt 220 über die gesamte Oberfläche, wo der erste isolierende Abschnitt 220 mit der porösen Schicht 100 in Kontakt ist und einen Ankereffekt zeigt, in die poröse Schicht 100 eindringt.
Zwischenelement
Als Nächstes wird ein Beispiel eines Zwischenelements der vorliegenden Erfindung beschrieben.
Ein Zwischenelement der vorliegenden Erfindung umfasst die integrierte Kondensatorlage der vorliegenden Erfindung und eine Neuverdrahtungsschicht, die auf zumindest einer der Hauptoberflächen der integrierten Kondensatorlage angeordnet ist. Die Neuverdrahtungsschicht umfasst vorzugsweise eine organische isolierende Schicht.
Die Neuverdrahtungsschicht ist eine Schicht, die als Neuverteilungsschicht (RDL) bezeichnet wird.
11 ist eine Querschnittsansicht, die schematisch ein Beispiel des Zwischenelements der vorliegenden Erfindung darstellt.
Ein Zwischenelement 20, das in 11 dargestellt ist, umfasst die integrierte Kondensatorlage 5, die in 6 dargestellt ist, und eine Neuverdrahtungsschicht 400. Die Neuverdrahtungsschicht 400 ist an der Oberfläche 103 der porösen Schicht angeordnet, die in der integrierten Kondensatorlage 5 vorgesehen ist.
Die Neuverdrahtungsschicht 400 umfasst eine organisch isolierende Schicht 410 und eine Verdrahtung 420 und die Verdrahtung 420 ist mit dem Durchgangslochabschnitt 110 oder dem Kondensatorabschnitt 120 elektrisch verbunden. Die Position, der Abstand und dergleichen der Elektroden, die an der Oberfläche der integrierten Kondensatorlage 5 vorgesehen sind, werden durch die Neuverdrahtungsschicht 400 geändert. Als Folge ist es leicht, andere Halbleiterelemente, wie zum Beispiel Logik, miteinander zu verbinden.
Sowohl die Anode als auch die Kathode des Kondensatorabschnitts 120 können zu der Neuverdrahtungsschicht 400 ausgedehnt werden durch die Verdrahtung 420, die an der Neuverdrahtungsschicht 400 vorgesehen ist, oder nur eine der Anode und der Kathode des Kondensatorabschnitts 120 kann zu der Neuverdrahtungsschicht 400 ausgedehnt werden. In einem Fall, wo nur eine Elektrode zu der Neuverdrahtungsschicht 400 ausgedehnt wird, wird angenommen, dass die andere Elektrode zu einer Seite gegenüber der Neuverdrahtungsschicht 400 ausgedehnt wird (Leiterschichtseite, Substratseite).
11 stellt ein Beispiel dar, bei dem die Neuverdrahtungsschicht auf der integrierten Kondensatorlage vorgesehen ist, die das Substrat aufweist, aber das Zwischenelement der vorliegenden Erfindung kann ein Zwischenelement sein, in dem eine Neuverdrahtungsschicht auf einer integrierten Kondensatorlage vorgesehen ist, die kein Substrat aufweist (siehe Ausführungsbeispiele 1 bis 4).
Außerdem kann eine Neuverdrahtungsschicht an der Hauptoberfläche der Leiterschicht auf einer Seite gegenüber der porösen Schicht oder der Hauptoberfläche des Substrats auf einer Seite gegenüber der porösen Schicht vorgesehen sein. Außerdem können die Neuverdrahtungsschichten an beiden Hauptoberflächen der integrierten Kondensatorlage vorgesehen sein.
11 stellt ein Beispiel dar, bei dem die Neuverdrahtungsschicht eine organische isolierende Schicht umfasst, aber die Neuverdrahtungsschicht kann eine anorganische isolierende Schicht und eine organische isolierende Schicht umfassen. Das heißt, die Neuverdrahtungsschicht kann eine Kombination aus einer anorganischen Neuverdrahtungsschicht, die eine anorganische isolierende Schicht und eine Verdrahtung in Kontakt mit der integrierten Kondensatorlage umfasst, und einer organischen Neuverdrahtungsschicht sein, die eine organische isolierende Schicht und eine Verdrahtung umfasst, die auf der anorganischen Neuverdrahtungsschicht vorgesehen ist.
Bei dem Zwischenelement der vorliegenden Erfindung wird es bevorzugt, dass ein Teil der Neuverdrahtungsschicht in die poröse Schicht benachbart zu der Neuverdrahtungsschicht eindringt.
12 ist eine vergrößerte Ansicht eines Abschnitts, der eine Region C umfasst, die in 11 durch eine gestrichelte Linie umgeben ist.
12 stellt schematisch einen Zustand dar, wo ein Teil der organischen isolierenden Schicht 410 und ein Teil der Verdrahtung 420 der Neuverdrahtungsschicht 400 in die poröse Struktur des porösen isolierenden Abschnitts 130 in der porösen Schicht 100 in der Region C eindringt.
In einem Fall, wo die anorganische isolierende Schicht in der Verdrahtungsschicht in Kontakt mit der porösen Schicht ist, kann ein Teil der anorganischen isolierenden Schicht in die poröse Schicht benachbart zu der Verdrahtungsschicht eindringen.
Wenn ein Teil der Neuverdrahtungsschicht 400 in die poröse Schicht 100 eindringt, wird die Kopplung zwischen der Neuverdrahtungsschicht 400 und der porösen Schicht 100 stärker und die Verbindungszuverlässigkeit des Zwischenelements ist verbessert.
Die Position, wo die Neuverdrahtungsschicht 400 in die poröse Schicht 100 eindringt, ist nicht besonders beschränkt, da aber andere Materialien ohne Weiteres in den porösen isolierenden Abschnitt 130 eindringen, wird es bevorzugt, dass die Neuverdrahtungsschicht 400 in den porösen isolierenden Abschnitt 130 eindringt.
Herstellungsverfahren der integrierten Kondensatorlage und des Zwischenelements
13A, 13B, 13C, 13D und 13E sind Stufendiagramme, die schematisch ein Beispiel eines Herstellungsschritts für eine integrierte Kondensatorlage darstellen. 14A, 14B, 14C, 14D, 14E, 14F und 14G sind Stufendiagramme, die schematisch ein Beispiel eines Herstellungsschritts für eine integrierte Kondensatorlage und ein Zwischenelement darstellen.
Hierin nachfolgend werden der Schritt des Herstellens der integrierten Kondensatorlage der vorliegenden Erfindung und der Schritt des Herstellens des Zwischenelements der vorliegenden Erfindung unter Verwendung der hergestellten integrierten Kondensatorlage nacheinander beschrieben.
Zuerst wird ein Substrat vorbereitet mit einer Leiterschicht, die auf der Oberfläche desselben laminiert ist.
13A stellt eine Struktur dar, bei der eine SiO₂-Schicht 340 auf einem Substrat 300 vorgesehen ist, das aus Silizium hergestellt ist, und Leiterschichten, die aus einer Ti-Schicht 510, einer Al-Schicht 520, einer W-Schicht 530 und einer Al-Schicht 540 hergestellt sind, sind nacheinander auf der SiO₂-Schicht 340 laminiert.
Die Konfiguration der Leiterschichten, die auf dem Substrat 300 vorgesehen sind, ist nicht auf die obige Konfiguration beschränkt, da aber die oberste Schicht der Leiterschichten eine Schicht als eine poröse Schicht ist, ist die oberste Schicht vorzugsweise eine Al-Schicht.
Als Nächstes werden ein Teil oder alle der Leiterschichten anodisiert, um poröse Schichten zu bilden. 13B stellt einen Zustand dar, wo die poröse Schicht 100 mit einer AAO-Struktur als Aluminiumoxid gebildet ist, durch Anodisieren der obersten Al-Schicht 540, die in 13a dargestellt ist. Die Anodisierungsreaktion stoppt an der W-Schicht 530 und die W-Schicht 530, die eine Leiterschicht ist, ist an dem Bodenabschnitt der porösen Struktur der porösen Schicht 100 freigelegt.
Wenn ein Teil der Al-Schicht maskiert ist, um einen Abschnitt bereitzustellen, der durch die wässrige Lösung der Säure, die für Anodisierung verwendet wird, nicht berührt wird, wird bei diesem Schritt der maskierte Abschnitt nicht anodisiert und verbleibt als Metallabschnitt, der keine poröse Schicht wird. Der verbleibende Metallabschnitt kann als die säulenförmige Metallelektrode 150 verwendet werden (siehe 4).
Als Nächstes, wie es in 13C dargestellt ist, wird eine erste Maske 104 auf der Oberfläche 103 der porösen Schicht bereitgestellt. Ein SiO₂-Film kann als die erste Maske 104 verwendet werden. Die erste Maske 104 ist strukturiert, um an einer vorbestimmten Position auf der Oberfläche 103 der porösen Schicht gebildet zu werden. Zusätzlich ist die erste Maske 104 nicht an dem Abschnitt vorgesehen, wo der Durchgangslochabschnitt 110 in dem nächsten Schritt gebildet ist.
Die erste Maske 104 ist vorzugsweise ein Material, das gebildet ist, ohne in die poröse Struktur einzudringen, und bedeckt die Oberfläche 103 der porösen Schicht.
Als Nächstes, wie es in 13D dargestellt ist, wird die poröse Schicht mit einem Leiter geführt, um einen Durchgangslochabschnitt 110 zu bilden. Durch Füllen des Abschnitts der Oberfläche der porösen Schicht, wo die erste Maske 104 nicht mit dem Leiter versehen ist, kann ein Durchgangslochabschnitt 110 nur an einem vorbestimmten Abschnitt der porösen Schicht gebildet werden. Das Füllen der porösen Schicht mit dem Leiter wird vorzugsweise durch elektrolytisches Plattieren durchgeführt. Es wird bevorzugt, Kupfer oder Nickel als den Leiter zu verwenden.
Außerdem gilt das Gleiche für einen Schritt in einem Fall, wo der ausgedehnte Elektrodenabschnitt 140 gebildet wird und gleichartig dazu zu dem Fall des Bildens des Durchgangslochabschnitts 110, wird die poröse Schicht mit einem Leiter gefüllt, ohne die erste Maske 104 in dem Abschnitt bereitzustellen, wo der ausgedehnte Elektrodenabschnitt 140 gebildet wird.
Der Durchgangslochabschnitt 110 und der ausgedehnte Elektrodenabschnitt 140 werden in Rollen in nachfolgenden Schritten unterschieden, haben aber zu dieser Stufe die gleiche Konfiguration.
Ein Fall, wo die poröse Schicht, die mit einem Leiter gefüllt ist, und der Metallleiter in einem verbundenen Zustand bleiben, ohne eine Öffnung zu bilden, und ohne den ersten Durchkontaktierungsabschnitt und den ersten isolierenden Abschnitt in der Leiterschicht direkt unter der porösen Schicht zu bilden, die in einem späteren Schritt mit dem Leiter gefüllt wird, wird dieser Abschnitt zu einem ausgedehnten Elektrodenabschnitt anstatt einem Durchgangslochabschnitt.
Als Nächstes, nachdem die erste Maske 104 getrennt wird, wie es in 13E dargestellt ist, wird eine zweite Maske 105 auf der Oberfläche der porösen Schicht bereitgestellt. Der SiO₂-Film kann als die zweite Maske 105 verwendet werden. Die zweite Maske 105 ist strukturiert, um an einer vorbestimmten Position auf der Oberfläche 103 der porösen Schicht gebildet zu werden. Die zweite Maske 105 ist nicht an dem Abschnitt vorgesehen, wo der Kondensatorabschnitt 120 in dem nächsten Schritt gebildet wird.
13E stellt auch einen Schritt des Bildens des Kondensatorabschnitts 120 dar. Eine Dreischichtstruktur (MIM-Struktur) aus einer Metallschicht, einer dielektrischen Schicht und einer Metallschicht wird durch ein ALD-Verfahren in einem Abschnitt der Oberfläche 103 der porösen Schicht gebildet, wo die zweite Maske 105 nicht gebildet wird, und ist als der Kondensatorabschnitt 120 definiert. Die Metallschicht, die dielektrische Schicht und die Metallschicht, die die MIM-Struktur bilden, sind vorzugsweise Materialien, die in die poröse Struktur eindringen und entlang der Wandoberfläche der porösen Struktur gebildet sind.
Bei den bisherigen Schritten ist der Abschnitt, wo die poröse Schicht nicht mit dem Leiter gebildet ist und die MIM-Struktur nicht gebildet ist, ein Abschnitt, wo eine Struktur, in der die poröse Struktur nicht mit dem Leiter gefüllt ist, verbleibt, und ist der poröse isolierende Abschnitt 130 (siehe 1 und 2C). Wenn die zweite Maske 105 getrennt wird, wird die integrierte Kondensatorlage der vorliegenden Erfindung erhalten.
Als Nächstes wird eine Neuverdrahtungsschicht an der Oberfläche der porösen Schicht bereitgestellt. Hierin nachfolgend wird ein Beispiel beschrieben, bei dem eine anorganische Neuverdrahtungsschicht und eine organische Neuverdrahtungsschicht als die Neuverdrahtungsschichten vorgesehen sind.
Zuerst wird eine anorganische Neuverdrahtungsschicht an der Oberfläche der porösen Schicht bereitgestellt.
In einem Fall, wo eine anorganische Neuverdrahtungsschicht als die Neuverdrahtungsschicht vorgesehen ist, kann eine anorganische Neuverdrahtungsschicht auf der Oberfläche der porösen Schicht bereitgestellt werden durch Durchführen von Schritten, wie z. B. Bilden einer SiO₂-Schicht als eine anorganisch isolierende Schicht, Strukturieren, Bilden einer Verdrahtungsschicht und Abflachen durch CMP.
14A und 14B stellen einen Schritt des Bildens einer anorganischen Neuverdrahtungsschicht dar.
Die anorganische Neuverdrahtungsschicht umfasst eine anorganische isolierende Schicht 430 und eine Verdrahtung 440. In der Verdrahtung 440 werden eine Verdrahtung 440a, die an dem Kondensatorabschnitt 120 vorgesehen ist, und eine Verdrahtung 440b, die an dem ausgedehnten Elektrodenabschnitt 140 vorgesehen ist, eine Kathode oder eine Anode des Kondensatorabschnitts.
Außerdem wird eine Verdrahtung 440c, die an dem Durchgangslochabschnitt 110 in der Verdrahtung 440 vorgesehen ist, eine Verbindungselektrode des Durchgangslochabschnitts.
Die Verdrahtung 440a, die an dem Kondensatorabschnitt 120 vorgesehen ist, ist vorzugsweise eine Aluminiumelektrode, und die Verdrahtung 440b und die Verdrahtung 440c, die in anderen Abschnitten vorgesehen sind, sind vorzugsweise Kupferelektroden.
Nachfolgend wird eine organische Neuverdrahtungsschicht an der Oberfläche der anorganischen Neuverdrahtungsschicht bereitgestellt.
In einem Fall, wo die organische Neuverdrahtungsschicht als die Neuverdrahtungsschicht bereitgestellt wird, kann die organische Neuverdrahtungsschicht bereitgestellt werden durch Durchführen von Schritten des Bildens einer Harzschicht als einer organischen isolierenden Schicht, Strukturieren und Bilden einer Verdrahtungsschicht auf der Oberfläche der anorganischen Neuverdrahtungsschicht.
14C stellt einen Schritt des Bildens der organischen Neuverdrahtungsschicht dar.
Die organische Neuverdrahtungsschicht umfasst eine organische isolierende Schicht 410 und eine Verdrahtung 420.
Mit den obigen Schritten ist die Neuverdrahtungsschicht 400, die die anorganische Neuverdrahtungsschicht und die organische Neuverdrahtungsschicht umfasst, bereitgestellt.
Nachfolgend wird eine Öffnung auf der Substratseite gebildet, ein Durchkontaktierungsabschnitt wird in der Öffnung gebildet und ein isolierender Abschnitt wird gebildet.
14D stellt einen Zustand dar, wo das Substrat 200 geschliffen und gedünnt ist, und eine Öffnung 301 an einer vorbestimmten Position des Substrats 300 vorgesehen ist. Das Bilden der Öffnung in dem Substrat kann durch Ätzen des Materials des Substrats (typischerweise Silizium) durchgeführt werden.
Nachfolgend, wie es in 14E dargestellt ist, werden die SiO₂-Schicht 340 und die Leiterschicht (Ti-Schicht 520, Al-Schicht 520 und W-Schicht 530) von der Position der Öffnung 301 geätzt und die Öffnung wird an einer Position direkt unter dem Durchgangslochabschnitt 110 gebildet. Die Öffnung wird mit einem Harz 550 gefüllt.
Nachfolgend, wie es in 14F dargestellt ist, wird eine Öffnung in dem Harz 550 vorgesehen und die Öffnung wird mit einem Durchkontaktierungsleiter 560 gefüllt. Der Durchkontaktierungsleiter 560 ist mit dem Durchgangslochabschnitt 110 verbunden und der Durchgangslochabschnitt 110 ist zu der Oberfläche des Substrats 300 ausgedehnt.
Das Harz 550, das in den Schritten bisher vorgesehen wurde, wird der erste isolierende Abschnitt 220 in der Hierarchie der Leiterschicht 200 und wird der zweite isolierende Abschnitt 320 in der Hierarchie des Substrats 300. Der erste isolierende Abschnitt 220 und der zweite isolierende Abschnitt 320 sind miteinander integriert. Außerdem wird der Durchkontaktierungsleiter 560 der erste Durchkontaktierungsabschnitt 210 in der Hierarchie der Leiterschicht 200 und wird der zweite Durchkontaktierungsabschnitt 210 in der Hierarchie des Substrats 300. Der erste Durchkontaktierungsabschnitt 210 und der zweite Durchkontaktierungsabschnitt 310 sind miteinander integriert.
Durch die obigen Schritte wird das Zwischenelement der vorliegenden Erfindung erhalten. Außerdem ist eine Konfiguration, bei der die Neuverdrahtungsschicht von dem erhaltenen Zwischenelement entfernt wird, die integrierte Kondensatorlage der vorliegenden Erfindung. Das heißt, bei den obigen Schritten wird das Zwischenelement der vorliegenden Erfindung, das die integrierte Kondensatorlage der vorliegenden Erfindung umfasst, erhalten.
Wie es in 14G dargestellt ist, kann der Durchkontaktierungsleiter 560 mit einem Under-Bump-Metall (UBM 570) versehen sein, um Lötbonden zu verbessern.
Außerdem, obwohl bei den obigen Schritten der Durchkontaktierungsabschnitt und der Kondensatorabschnitt in dem Substrat gebildet sind, die Neuverdrahtungsschicht vorgesehen ist, Öffnungen in dem Substrat und der Leiterschicht vorgesehen sind, um die Harz- und Durchkontaktierungsleiter zu bilden (erster Durchkontaktierungsabschnitt, zweiter Durchkontaktierungsabschnitt, erster isolierender Abschnitt und zweiter isolierender Abschnitt), kann die Reihenfolge geändert werden. Das heißt, nachdem die Öffnungen in dem Substrat und der Leiterschicht vorgesehen sind, um die Harz- und die Durchkontaktierungsleiter zu bilden (erster Durchkontaktierungsabschnitt, zweiter Durchkontaktierungsabschnitt, erster isolierender Abschnitt und zweiter isolierender Abschnitt), kann ein Durchgangslochabschnitt und ein Kondensatorabschnitt in dem Substrat gebildet werden und eine Neuverdrahtungsschicht kann bereitgestellt werden.
Als Nächstes werden Verwendungsbeispiele der integrierten Kondensatorlage und des Zwischenelements der vorliegenden Erfindung beschrieben.
Verwendungsbeispiel 1
15 ist eine Querschnittsansicht, die schematisch ein Verwendungsbeispiel der integrierten Kondensatorlage und des Zwischenelements darstellt.
15 stellt eine Befestigungsstruktur 601 dar, bei der eine Hauptplatine 610, ein Gehäusesubstrat 620, ein Zwischenelement 21 und eine Halbleiterkomponente 630 von unten laminiert sind. Die Hauptplatine 610 und das Gehäusesubstrat 620 sind durch einen Bump 615 verbunden, das Gehäusesubstrat 620 und das Zwischenelement 21 sind durch einen Bump 625 verbunden und das Zwischenelement 21 und die Halbleiterkomponente 630 sind durch einen Bump 635 verbunden.
Das Zwischenelement 21 umfasst eine integrierte Kondensatorlage 9, die den ausgedehnten Elektrodenabschnitt 140, der in 3 beschrieben ist, und das Substrat 300 umfasst, das in 6 beschrieben ist.
Eine Anode 124 des Kondensatorabschnitts 120 der integrierten Kondensatorlage 9 ist auf den Kondensatorabschnitt 120 ausgedehnt und eine Kathode 125 ist auf den ausgedehnten Elektrodenabschnitt 140 ausgedehnt, mit dem Metallleiter 230 dazwischen angeordnet. Anders ausgedrückt, sowohl die Anode 124 als auch die Kathode 125 des Kondensatorabschnitts 120 sind auf der Seite der Neuverdrahtungsschicht 400 ausgedehnt.
Da es kein Gehäusesubstrat zwischen dem Zwischenelement 21, das den Kondensatorabschnitt umfasst, und der Halbleiterkomponente 630, wie z. B. Logik, gibt, kann der Abstand zwischen dem Kondensator und der Halbleiterkomponente kurz sein und die ESL kann reduziert sein, so dass Impedanzcharakteristika in einer Hochfrequenzregion verbessert werden können.
Da der erste Durchkontaktierungsabschnitt 210 und der zweite Durchkontaktierungsabschnitt 310 einstückig vorgesehen sind direkt unter dem Durchkontaktierungsabschnitt 110 der integrierten Kondensatorlage 9, ist der Durchkontaktierungsabschnitt 110 auf der Substratseite ausgedehnt. Der zweite Durchkontaktierungsabschnitt 310 ist mit dem Bump 625 verbunden, der mit dem Gehäusesubstrat 620 verbunden ist.
Das heißt, der Leiter, der in der porösen Schicht vorgesehen ist, kann in der Dickenrichtung ausgedehnt werden und mit der Leistungsversorgungsleitung auf der Substratseite integriert werden.
Verwendungsbeispiel 2
16 ist eine Querschnittsansicht, die ein anderes Verwendungsbeispiel der integrierten Kondensatorlage und des Zwischenelements schematisch darstellt.
Eine Befestigungsstruktur 602, die in 16 dargestellt ist, hat im Wesentlichen die gleiche Konfiguration wie die Befestigungsstruktur, die in 15 dargestellt ist, hat aber eine bumplose Verbindungsstruktur, bei der der Bump nicht für die Verbindung zwischen dem Gehäusesubstrat 620 und dem Zwischenelement 21 verwendet wird.
Da in dem Bumpabschnitt höchstwahrscheinlich ESL auftritt, können die Impedanzcharakteristika durch eine bumplose Verbindung verbessert werden.
Wenn der Bump nicht verwendet wird, kann außerdem die Höhe der gesamten Befestigungsstruktur reduziert werden und dies trägt zu der Höhenreduktion bei.
Verwendungsbeispiel 3
17 ist eine Querschnittansicht, die schematisch ein weiteres Verwendungsbeispiel der integrierten Kondensatorlage und des Zwischenelements schematisch darstellt.
Ein Zwischenelement 22, das für eine Befestigungsstruktur 603 verwendet wird, die in 17 dargestellt ist, umfasst eine integrierte Kondensatorlage 10.
Bei der integrierten Kondensatorlage 10 ist die Anode 124 des Kondensatorabschnitts 120 über dem Kondensatorabschnitt 120 ausgedehnt und die Kathode 125 ist unter dem Kondensatorabschnitt 120 ausgedehnt, mit der Leiterschicht 200 dazwischen angeordnet.
Wenn die integrierte Kondensatorlage und das Zwischenelement der vorliegenden Erfindung verwendet werden, kann eine solche Befestigungsstruktur verwendet werden und somit ist der Freiheitsgrad beim Entwurf hoch.
Die Ausdehnung der Anode und der Kathode von dem Kondensatorabschnitt 120 können auf unterschiedlichen Hauptoberflächenseiten sein und wenn die Struktur derart ist, dass die ausgedehnten Oberflächen der Anode und der Kathode unterschiedlich sind, ist es leicht, dies als einen Kopplungskondensator zu verwenden.
Da es in der integrierten Kondensatorlage 10 nicht notwendig ist, eine Elektrode des Kondensatorabschnitts 120 auf der Neuverdrahtungsschichtseite auszudehnen, muss außerdem der ausgedehnte Elektrodenabschnitt 114 nicht aufgenommen werden.
Verwendungsbeispiel 4
18 ist eine Querschnittsansicht, die ein weiteres Verwendungsbeispiel der integrierten Kondensatorlage und des Zwischenelements schematisch darstellt.
Bei einer Befestigungsstruktur 604, die in 18 dargestellt ist, wird das Zwischenelement 21 in einer Aufwärts-Abwärts-Richtung von der Befestigungsstruktur verwendet, die in 15 dargestellt ist. Anders ausgedrückt, die Neuverdrahtungsschicht 400 befindet sich auf der Seite des Gehäusesubstrats 620 und die integrierte Kondensatorlage 9 befindet sich auf der Seite der Halbleiterkomponente 630.
Außerdem, obwohl dies nicht dargestellt ist, kann die Neuverdrahtungsschicht als die Zwischenelemente verwendet werden, die an beiden Oberflächen der integrierten Kondensatorlage vorgesehen sind. In diesem Fall ist die Konfiguration [Halbleiterkomponente-(Neuverdrahtungsschicht-integrierte Kondensatorlage-Neuverdrahtungsschicht)-Gehäusesubstrat]. Der Abschnitt (Verdrahtungsschicht-integrierte Kondensatorlage-Verdrahtungsschicht) ist ein Zwischenelement.
Wenn die integrierte Kondensatorlage und das Zwischenelement der vorliegenden Erfindung verwendet werden, kann eine solche Befestigungsstruktur verwendet werden, und somit ist der Freiheitsgrad beim Entwurf hoch.
Halbleiterelement
Als Nächstes wird ein Beispiel eines Halbleiterelements der vorliegenden Erfindung beschrieben.
Das Halbleiterelement der vorliegenden Erfindung umfasst zumindest die integrierte Kondensatorlage der vorliegenden Erfindung und den Halbleiterabschnitt auf integrierte Weise. Es wird bevorzugt, dass die integrierte Kondensatorlage und der Halbleiterabschnitt miteinander integriert sind, mit der Neuverdrahtungsschicht dazwischen angeordnet.
19 ist eine Querschnittsansicht, die schematisch ein Beispiel eines Halbleiterelements der vorliegenden Erfindung darstellt.
Ein Halbleiterelement 700, das in 19 dargestellt ist, umfasst einen Abschnitt (Berechnungsabschnitt), der eine Funktion des Durchführens von Berechnungen als ein Halbleiterabschnitt 710 aufweist, und ein Zwischenelement 21. Das Zwischenelement 21 umfasst die integrierte Kondensatorlage 9, die den ausgedehnten Elektrodenabschnitt 140 und das Substrat 300 umfasst, und die Neuverdrahtungsschicht 400, die in dem Verwendungsbeispiel 1 beschrieben ist.
Die Verdrahtung 420 der Neuverdrahtungsschicht des Zwischenelements 21 und die Elektrode des Halbleiterabschnitts 710 sind miteinander verbunden und gemeinsam abgedichtet, um ein integriertes Element zu bilden. Das in 19 dargestellte Halbleiterelement 700 umfasst keinen Verbindungsabschnitt, wie z. B. einen Lötmittelbump, und hat eine laminierte Struktur, bei der die Verdrahtung 420 der Neuverdrahtungsschicht fortlaufend ist mit einer Elektrode des Halbleiterabschnitts 710.
Anders ausgedrückt kann gesagt werden, dass das Halbleiterelement 700, das ein Element darstellt, teilweise die Struktur des Zwischenelements der vorliegenden Erfindung umfasst.
Anders als die Struktur des Halbleiterelements 700, das in 19 dargestellt ist, umfasst das Halbleiterelement der vorliegenden Erfindung auch eine Konfiguration, bei der ein Zwischenelement und ein Halbleiterabschnitt miteinander verbunden sind durch einen Mikrobump, und das Zwischenelement und der Halbleiterabschnitt sind gemeinsam abgedichtet und miteinander integriert.
Außerdem ist eine Konfiguration enthalten, bei der eine integrierte Kondensatorlage und ein Halbleiterabschnitt enthalten sind, ohne eine Neuverdrahtungsschicht zu umfassen, und die integrierte Kondensatorlage und der Halbleiterabschnitt sind direkt miteinander verbunden, gemeinsam abgedichtet und miteinander integriert.
Außerdem sind als die Funktion des Halbleiterabschnitts Funktionen, wie z. B. ein Berechnungsabschnitt (Logik), ein Speicherabschnitt (Speicher) und ein Steuerabschnitt, enthalten, und die Funktion ist nicht besonders beschränkt.
Die folgenden Inhalte sind in der vorliegenden Beschreibung offenbart.
<1>
Eine integrierte Kondensatorlage, die folgende Merkmale umfasst: eine Leiterschicht und eine poröse Schicht, die auf der Halbleiterschicht vorgesehen ist, wobei die poröse Schicht einen Kondensatorabschnitt mit einer Struktur aus Metallschicht-Dielektrische Schicht-Metallschicht, die in einer porösen Struktur der porösen Schicht enthalten ist, einen Durchgangslochabschnitt, in dem die poröse Struktur der porösen Schicht mit einem Leiter gefüllt ist, und einen porösen isolierenden Abschnitt umfasst, der um den Durchgangslochabschnitt herum vorgesehen ist und in dem die poröse Struktur nicht mit dem Leiter gefüllt ist, und die Leiterschicht einen Metallleiter, einen ersten Durchkontaktierungsabschnitt, der den Metallleiter direkt unter dem Durchgangslochabschnitt durchdringt und mit dem Durchgangslochabschnitt verbunden ist, und einen ersten isolierenden Abschnitt umfasst, der um den ersten Durchkontaktierungsabschnitt herum vorgesehen ist und den ersten Durchkontaktierungsabschnitt und den Metallleiter isoliert.
<2>
Die integrierte Kondensatorlage gemäß <1>, bei der der Metallleiter mit einer der Metallschichten des Kondensatorabschnitts verbunden ist und die poröse Schicht ferner einen ausgedehnten Elektrodenabschnitt umfasst, in dem die poröse Struktur der porösen Schicht mit dem Leiter gefüllt ist, und der mit dem Metallleiter der Leiterschicht an einem Bodenabschnitt verbunden ist.
<3>
Die integrierte Kondensatorlage gemäß <1> oder <2>, die ferner eine säulenförmige Metallelektrode umfasst, die mit dem Metallleiter der Leiterschicht an einem Bodenabschnitt verbunden ist, in der gleichen Hierarchie wie derjenigen der porösen Schicht.
<4>
Die integrierte Kondensatorlage gemäß einem von <1> bis <3>, bei der die poröse Schicht eine Mehrzahl von Kondensatorabschnitten umfasst, der Metallleiter mit einer der Metallschichten jedes Kondensatorabschnitts verbunden ist und die Leiterschicht ferner einen dritten isolierenden Abschnitt umfasst, der einen Raum zwischen den Metallleitern isoliert, die mit unterschiedlichen Kondensatorabschnitten verbunden sind.
<5>
Die integrierte Kondensatorlage gemäß einem von <1> von <4>, die ferner ein Substrat umfasst, auf dem die Leiterschicht platziert ist, wobei das Substrat ferner ein Basismaterial, einen zweiten Durchkontaktierungsabschnitt, der das Basismaterial direkt unter dem ersten Durchkontaktierungsabschnitt durchdringt und mit dem ersten Durchkontaktierungsabschnitt integriert ist, und einen zweiten isolierenden Abschnitt umfasst, der um den zweiten Durchkontaktierungsabschnitt herum vorgesehen ist und mit dem ersten isolierenden Abschnitt integriert ist.
<6>
Die integrierte Kondensatorlage gemäß <5>, die ferner eine isolierende Schicht zwischen dem Basismaterial und der Leiterschicht umfasst.
<7>
Die integrierte Kondensatorlage gemäß <5>, bei der das Basismaterial ein Isolator ist.
<8>
Die integrierte Kondensatorlage gemäß einem von <1> bis <7>, bei der ein Teil des ersten isolierenden Abschnitts in die poröse Schicht benachbart zu dem ersten isolierenden Abschnitt eindringt.
<9>
Die integrierte Kondensatorlage gemäß einem von <1> bis <8>, bei der ein Teil des ersten Durchkontaktierungsabschnitts in die poröse Schicht benachbart zu dem ersten Durchkontaktierungsabschnitt eindringt.
<10>
Ein Zwischenelement, das die integrierte Kondensatorlage gemäß einem von <1> bis <9> und eine Neuverdrahtungsschicht umfasst, die an zumindest einer der Hauptoberflächen der integrierten Kondensatorlage angeordnet ist.
<11>
Das Zwischenelement gemäß <10>, bei dem die Neuverdrahtungsschicht eine organische isolierende Schicht umfasst.
<12>
Das Zwischenelement gemäß <10> oder <11>, bei dem ein Teil der Neuverdrahtungsschicht in die poröse Schicht benachbart zu der Neuverdrahtungsschicht eindringt.
<13>
Ein Halbleiterelement, das zumindest die integrierte Kondensatorlage gemäß einem von <1> bis <9> und einen Halbleiterabschnitt auf eine integrierte Weise umfasst.
<14>
Das Halbleiterelement gemäß <13>, bei dem die integrierte Kondensatorlage gemäß einem von <1> bis <9> und der Halbleiterabschnitt miteinander integriert sind, mit einer Neuverdrahtungsschicht dazwischen angeordnet.
Bezugszeichenliste

1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10: integrierte Kondensatorlage
20, 21, 22: Zwischenelement
100: poröse Schicht
101: poröse Struktur
101a: Wandoberfläche der porösen Struktur
102: Hauptoberfläche der porösen Schicht auf der Halbleiterseite
103: Oberfläche der porösen Schicht (Hauptoberfläche der porösen Schicht auf der Seite gegenüber der Leiterschicht (Substrat))
104: erste Maske (Maske der Oberfläche der porösen Schicht)
105: zweite Maske (Maske der Oberfläche der porösen Schicht)
110: Durchgangslochabschnitt
111: Leiter
120, 120a, 120b: Kondensatorabschnitt
121: Metallschicht
122: dielektrische Schicht
123: Metallschicht
124: Anode des Kondensators
125: Kathode des Kondensators
130: poröser isolierender Abschnitt
140: ausgedehnter Elektrodenabschnitt (poröse Struktur)
150: säulenförmige Metallelektrode (dichtes Metall)
200: Leiterschicht
202: Hauptoberfläche der Leiterschicht auf der Seite der porösen Schicht
203: Hauptoberfläche der Leiterschicht auf der Seite gegenüber der porösen Schicht
210: erster Durchkontaktierungsabschnitt
220: erster isolierender Abschnitt
230, 230a, 230b: Metallleiter
240: dritter isolierender Abschnitt
300: Substrat
301: Öffnung des Substrats
303: Hauptoberfläche des Substrats auf der Seite gegenüber der porösen Schicht
310: zweiter Durchkontaktierungsabschnitt
320: zweiter isolierender Abschnitt
330: Basismaterial
340: SiO₂-Schicht
350: Substratseitenharzschicht
360: dritter Durchkontaktierungsabschnitt
400: Neuverdrahtungsschicht
410: organische isolierende Schicht
420: Verdrahtung
430: anorganische isolierende Schicht
440, 440a, 440b, 440c: Verdrahtung
510: Ti-Schicht
520: Al-Schicht
530: W-Schicht
540: Al-Schicht
550: Harz
560: Durchkontaktierungsleiter
570: UBM
601, 602, 603, 604: Befestigungsstruktur
610: Hauptplatine
615: Bump
620: Gehäusesubstrat
625: Bump
630: Halbleiterkomponente
635: Bump
700: Halbleiterelement
710: Halbleiterabschnitt

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

WO 2016/099523 [0004]

Claims

Eine integrierte Kondensatorlage, die folgende Merkmale aufweist: eine Leiterschicht, und eine poröse Schicht, die auf der Halbleiterschicht vorgesehen ist, wobei die poröse Schicht folgende Merkmale umfasst: einen Kondensatorabschnitt mit einer Struktur aus Metallschicht-Dielektrische Schicht-Metallschicht, die in einer porösen Struktur der porösen Schicht enthalten ist, einen Durchgangslochabschnitt, in dem die poröse Struktur der porösen Schicht mit einem Leiter gefüllt ist und einen porösen isolierenden Abschnitt, der um den Durchgangslochabschnitt herum vorgesehen ist und in dem die poröse Struktur nicht mit dem Leiter gefüllt ist, und die Leiterschicht folgende Merkmale aufweist: einen Metallleiter, einen ersten Durchkontaktierungsabschnitt, der den Metallleiter direkt unter dem Durchgangslochabschnitt durchdringt und mit dem Durchgangslochabschnitt verbunden ist und einen ersten isolierenden Abschnitt, der um den ersten Durchkontaktierungsabschnitt herum vorgesehen ist und den ersten Durchkontaktierungsabschnitt und den Metallleiter isoliert.
Die integrierte Kondensatorlage gemäß Anspruch 1, bei der der Metallleiter mit einer der Metallschichten des Kondensatorabschnitts verbunden ist und die poröse Schicht ferner einen ausgedehnten Elektrodenabschnitt umfasst, in dem die poröse Struktur der porösen Schicht mit dem Leiter gefüllt ist, und der mit dem Metallleiter der Leiterschicht an einem Bodenabschnitt verbunden ist.
Die integrierte Kondensatorlage gemäß Anspruch 1 oder 2, die ferner folgende Merkmale aufweist: eine säulenförmige Metallelektrode, die mit dem Metallleiter der Leiterschicht an einem Bodenabschnitt verbunden ist, in der gleichen Hierarchie wie derjenigen der porösen Schicht.
Die integrierte Kondensatorlage gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, bei der die poröse Schicht eine Mehrzahl von Kondensatorabschnitten umfasst, der Metallleiter mit einer der Metallschichten jedes Kondensatorabschnitts verbunden ist und die Leiterschicht ferner einen dritten isolierenden Abschnitt umfasst, der einen Raum zwischen den Metallleitern isoliert, die mit unterschiedlichen Kondensatorabschnitten verbunden sind.
Die integrierte Kondensatorlage gemäß einem der Ansprüche 1 von 4, die ferner folgende Merkmale aufweist: ein Substrat, auf dem die Leiterschicht platziert ist, wobei das Substrat ferner folgende Merkmale umfasst: ein Basismaterial, einen zweiten Durchkontaktierungsabschnitt, der das Basismaterial direkt unter dem ersten Durchkontaktierungsabschnitt durchdringt und mit dem ersten Durchkontaktierungsabschnitt integriert ist und einen zweiten isolierenden Abschnitt, der um den zweiten Durchkontaktierungsabschnitt herum vorgesehen ist und mit dem ersten isolierenden Abschnitt integriert ist.
Die integrierte Kondensatorlage gemäß Anspruch 5, die ferner folgendes Merkmal aufweist: eine isolierende Schicht zwischen dem Basismaterial und der Leiterschicht.
Die integrierte Kondensatorlage gemäß Anspruch 5, bei der das Basismaterial ein Isolator ist.
Die integrierte Kondensatorlage gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, bei der ein Teil des ersten isolierenden Abschnitts in den porösen isolierenden Abschnitt benachbart zu dem ersten isolierenden Abschnitt eindringt.
Die integrierte Kondensatorlage gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, bei der ein Teil des ersten Durchkontaktierungsabschnitts in den porösen isolierenden Abschnitt benachbart zu dem ersten Durchkontaktierungsabschnitt eindringt.
Ein Zwischenelement, das folgende Merkmale aufweist: die integrierte Kondensatorlage gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9; und eine Neuverdrahtungsschicht, die auf zumindest einer der Hauptoberflächen der integrierten Kondensatorlage angeordnet ist.
Das Zwischenelement gemäß Anspruch 10, bei dem die Neuverdrahtungsschicht eine organische isolierende Schicht umfasst.
Das Zwischenelement gemäß Anspruch 10 oder 11, bei dem ein Teil der Neuverdrahtungsschicht in den porösen isolierenden Abschnitt benachbart zu der Neuverdrahtungsschicht eindringt.
Ein Halbleiterelement, das zumindest die integrierte Kondensatorlage gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9 und einen Halbleiterabschnitt auf eine integrierte Weise aufweist.
Das Halbleiterelement gemäß Anspruch 13, bei dem die integrierte Kondensatorlage gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9 und der Halbleiterabschnitt miteinander integriert sind, mit einer Neuverdrahtungsschicht dazwischen angeordnet.