FR3092697A1 - Condensateur et module de condensateur - Google Patents

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Abstract

Selon un mode de réalisation, un condensateur inclut un substrat conducteur, une couche conductrice, une couche diélectrique, et des première et seconde électrodes externes. Le substrat conducteur comporte une première surface principale, une seconde surface principale, et une face d’extrémité s’étendant depuis un bord de la première surface principale vers un bord de la seconde surface principale, la première surface principale étant pourvue d’un ou de plusieurs évidements. La couche conductrice couvre la première surface principale et des parois latérales et des surfaces de dessous des un ou plusieurs évidements. La couche diélectrique est interposée entre le substrat conducteur et la couche conductrice. La première électrode externe inclut une première portion d’électrode en regard de la face d’extrémité et est connectée électriquement à la couche conductrice. La seconde électrode externe inclut une seconde portion d’électrode en regard de la face d’extrémité et est connectée électriquement au substrat conducteur.

Description

CONDENSATEUR ET MODULE DE CONDENSATEUR
Domaine
Des modes de réalisation décrits ici concernent un condensateur de manière générale.
Contexte
Avec la micromisation et l’actualisation des équipements de communication, les condensateurs devant être montés dessus doivent être plus petits et plus fins. Comme structure pour parvenir à une micromisation et à une réduction de l’épaisseur du condensateur tout en maintenant la densité de capacité, il existe un condensateur à tranchée de superficie accrue fabriqué en formant des tranchées sur un substrat.
La figure 1 est une vue en perspective d’un condensateur selon un premier mode de réalisation tel qu’observé en diagonale de dessus ;
la figure 2 est une vue en perspective du condensateur montré sur la figure 1 tel qu’observé en diagonale de dessous ;
la figure 3 est une vue de dessus du condensateur montré sur les figures 1 et 2 ;
la figure 4 est une vue en coupe prise suivant une ligne IV-IV du condensateur montré sur la figure 3 ;
la figure 5 est une vue en coupe prise suivant une ligne V-V du condensateur montré sur la figure 3 ;
la figure 6 est une vue en coupe prise suivant une ligne VI-VI du condensateur montré sur la figure 3 ;
la figure 7 est une vue en coupe prise suivant une ligne VII-VII du condensateur montré sur la figure 3 ;
la figure 8 est une vue en coupe prise suivant une ligne VIII-VIII du condensateur montré sur la figure 3 ;
la figure 9 est une vue en coupe prise suivant une ligne IX-IX du condensateur montré sur les figures 1 et 2 ;
la figure 10 est une vue en coupe prise suivant une ligne X-X du condensateur montré sur les figures 1 et 2 ;
la figure 11 est une vue en coupe montrant un procédé dans la fabrication du condensateur montré sur les figures 1 à 10 ;
la figure 12 est une vue en coupe montrant un autre procédé dans la fabrication du condensateur montré sur les figures 1 à 10 ;
la figure 13 est une vue en coupe montrant encore un autre procédé dans la fabrication du condensateur montré sur les figures 1 à 10 ;
la figure 14 est une vue en coupe montrant encore un autre procédé dans la fabrication du condensateur montré sur les figures 1 à 10 ;
la figure 15 est une vue en coupe montrant une structure obtenue par les procédés des figures 13 et 14 ;
la figure 16 est une autre vue en coupe montrant la structure obtenue par les procédés des figures 13 et 14 ;
la figure 17 est une vue en coupe montrant encore un autre procédé dans la fabrication du condensateur montré sur les figures 1 à 10 ;
la figure 18 est une vue en coupe montrant un exemple d’un module de condensateur incluant le condensateur montré sur les figures 1 à 10 ;
la figure 19 est une vue en perspective montrant une partie d’un condensateur selon un deuxième mode de réalisation ;
la figure 20 est une vue en perspective montrant un procédé dans la fabrication du condensateur selon le deuxième mode de réalisation.
Description détaillée
Un condensateur selon un premier aspect comprend : un substrat conducteur ayant une première surface principale, une seconde surface principale, et une face d’extrémité s’étendant depuis un bord de la première surface principale vers un bord de la seconde surface principale, la première surface principale étant pourvue d’un ou de plusieurs évidements ; une couche conductrice couvrant la première surface principale et des parois latérales et des surfaces de dessous des un ou plusieurs évidements ; une couche diélectrique interposée entre le substrat conducteur et la couche conductrice ; une première électrode externe incluant une première portion d’électrode qui est en regard de la face d’extrémité, la première électrode externe étant électriquement connectée à la couche conductrice ; et une seconde électrode externe incluant une seconde portion d’électrode qui est en regard de la face d’extrémité, la seconde électrode externe étant connectée électriquement au substrat conducteur.
Un condensateur selon un deuxième aspect comprend : un substrat conducteur ayant une première surface principale et une seconde surface principale, la première surface principale étant pourvue d’un ou de plusieurs évidements ; une couche conductrice couvrant la première surface principale et des parois latérales et des surfaces de dessous des un ou plusieurs évidements ; une couche diélectrique interposée entre le substrat conducteur et la couche conductrice ; une première électrode externe incluant des premier et deuxième plots de liaison respectivement en regard des première et seconde surfaces principales, la première électrode externe étant connectée électriquement à la couche conductrice ; et une seconde électrode externe incluant des troisième et quatrième plots de liaison respectivement en regard des première et seconde surfaces principales, la seconde électrode externe étant connectée électriquement au substrat conducteur.
Un module de condensateur selon un troisième aspect comprend : un corps empilé incluant une pluralité de condensateurs empilés les uns au-dessus des autres, chacun de la pluralité de condensateurs étant le condensateur selon le premier ou le deuxième aspect, et deux condensateurs adjacents de la pluralité de condensateurs étant tels que les premières électrodes externes sont connectées électriquement les unes aux autres et les secondes électrodes externes sont connectées électriquement les unes aux autres ; et un substrat de circuit supportant le corps empilé.
Un module de condensateur selon un quatrième aspect comprend : un corps empilé incluant une pluralité de condensateurs empilés les uns au-dessus des autres, chacun de la pluralité de condensateurs étant le condensateur selon le premier aspect ; un substrat de circuit supportant le corps empilé ; un matériau de liaison ménagé pour être en contact avec les premières portions d’électrode de la pluralité de condensateurs et connectant électriquement les premières portions d’électrode ensemble ; et un matériau de liaison ménagé pour être en contact avec les secondes portions d’électrode de la pluralité de condensateurs et connectant électriquement les secondes portions d’électrode ensemble.
Des modes de réalisation seront expliqués en détail ci-dessous en référence aux dessins annexés. à noter que les mêmes références numériques désignent des éléments constitutifs qui accomplissent les mêmes fonctions ou des fonctions similaires partout dans les dessins, et qu’une explication répétitive sera omise.
Premier mode de réalisation
Les figures 1 à 10 montrent un condensateur selon un premier mode de réalisation.
Un condensateur 1 montré sur les figures 1 à 10 inclut un substrat conducteur CS, une couche conductrice 20b et une couche diélectrique 50, comme le montrent les figures 4 à 10.
Sur chaque figure, une direction X est une direction parallèle à une surface principale du substrat conducteur CS, et une direction Y est une direction parallèle à la surface principale du substrat conducteur CS et perpendiculaire à la direction X. De surcroît, une direction Z est une direction d’épaisseur du substrat conducteur CS, c.-à-d., une direction perpendiculaire à la direction X et à la direction Y.
Le substrat conducteur CS est un substrat ayant une conductivité électrique au moins dans sa surface. Le substrat conducteur CS inclut une première surface principale S1, une seconde surface principale S2, et des faces d’extrémité S3 s’étendant chacune depuis un bord de la première surface principale S1 vers un bord de la seconde surface principale S2. Ici, le substrat conducteur CS a une forme de parallélépipède plat et approximativement rectangle. Le substrat conducteur CS peut avoir une autre forme.
La première surface principale S1 est pourvue de premiers évidements R1 montrés sur les figures 3, 4, et 6 à 8. Ici, ces premiers évidements R1 sont des premières tranchées ayant chacune une forme s’étendant dans la direction X en tant que première direction. Comme le montrent les figures 3, 4 et 6, les évidements R1 sont agencés dans la direction Y en tant que deuxième direction. Une pluralité de premiers évidements R1 peut être ménagée ou seul un premier évidement R1 peut être ménagé sur la première surface principale S1.
La seconde surface principale S2 est pourvue de seconds évidements R2 montrés sur les figures 3, 5, et 6 à 8. Ici, ces seconds évidements R2 sont des secondes tranchées ayant chacune une forme s’étendant dans la direction Y en tant que seconde direction. Comme le montrent les figures 3, 5 et 7, les seconds évidements R2 sont agencés dans la direction X en tant que la première direction. Une pluralité de seconds évidements R2 peut être ménagée ou bien un seul second évidement R2 peut être ménagé sur la seconde surface principale S2.
Une direction de longueur des premiers évidements R1 et une direction de longueur des seconds évidements R2 se coupent. Ici, la direction de longueur des premiers évidements R1 et la direction de longueur des seconds évidements R2 sont orthogonales l’une à l’autre. La direction de longueur des premiers évidements R1 et la direction de longueur des seconds évidements R2 peuvent se couper en diagonale.
La « direction de longueur » des premiers ou seconds évidements est une direction de longueur de projections orthogonales des premiers ou seconds événements sur un plan perpendiculaire à une direction d’épaisseur du substrat conducteur CS.
En conséquence, le fait que la direction de longueur des premiers évidements R1 et la direction de longueur des seconds évidements R2 se coupent signifie que la direction de longueur des projections orthogonales des premiers évidements sur le plan perpendiculaire à la direction d’épaisseur du substrat conducteur CS coupe la direction de longueur des projections orthogonales des seconds évidements sur ce plan.
Une somme d’une profondeur D1 des premiers évidements R1 et d’une profondeur D2 des seconds évidements R2, D1 + D2, est supérieure ou égale à une épaisseur T du substrat conducteur CS. Si cette configuration est adoptée, les premiers évidements R1 et les seconds évidements R2 sont connectés les uns aux autres en des positions où ils se coupent pour former des trous traversants TH montrés sur la figure 8.
Un rapport de la somme D1 + D2 sur l’épaisseur T, (D1 + D2)/T est de préférence dans une plage de 1 à 1,4, et de manière davantage préférée dans une plage de 1,1 à 1,3. Du point de vue d’augmenter la capacité électrique, le rapport (D1 + D2)/T est de préférence important. De surcroît, du point de vue d’améliorer une connexion électrique entre des portions de la couche conductrice 20b qui sont situées sur des parois latérales et des surfaces de dessous des premiers évidements R1 et des portions de la couche conductrice 20b qui sont situées sur des parois latérales et des surfaces de dessous des seconds évidements R2, le rapport (D1 + D2)/T est de préférence important. Toutefois, lorsque les profondeurs D1 et D2 sont augmentées, la résistance mécanique du condensateur 1 diminue.
à noter que le rapport (D1 + D2)/T peut être de moins de 1. Dans ce cas, les premiers évidements R1 et les seconds évidements R2 ne forment pas les trous traversants TH montrés sur la figure 8 aux positions où ils se coupent. En conséquence, dans ce cas, en plus de ménager les premiers évidements R1 et les seconds évidements R2, des trous traversants sont ménagés en toute position du substrat 10. Dans ce cas, les premiers évidements R1 et/ou les seconds évidements R2 peuvent être omis.
La profondeur D1 des premiers évidements R1 et la profondeur D2 des seconds évidements R2 peuvent dépendre de l’épaisseur T du substrat conducteur CS, mais est dans une plage de 0,1 µm à 500 µm selon un exemple, et dans une plage de 1 µm à 400 µm selon un autre exemple.
Il est préférable qu’une dimension d’une ouverture de chacun du premier évidement R1 et du second évidement R2 soit de 0,3 µm ou plus. à noter que les dimensions des ouvertures des premiers évidements R1 et des seconds évidements R2 sont des diamètres ou des largeurs des ouvertures des premiers évidements R1 et des seconds évidements R2. Ici, la dimension de l’ouverture de chacun des premiers évidements R1 et des seconds évidements R2 est une dimension dans une direction perpendiculaire à leurs directions de longueur. Lorsque ces dimensions sont réduites, une plus grande capacité électrique peut être atteinte. Toutefois, si ces dimensions sont réduites, il devient difficile de former une structure empilée incluant la couche diélectrique 50 et la couche conductrice 20b dans les premiers évidements R1 et les seconds évidements R2.
Une distance entre des premiers évidements R1 adjacents et une distance entre des seconds évidements R2 adjacents sont chacune de préférence de 0,1 µm ou plus. Lorsque ces distances sont réduites, une plus grande capacité électrique peut être atteinte. Toutefois, lorsque ces distances sont réduites, une portion du substrat conducteur CS intercalée entre les premiers évidements R1 et une portion du substrat conducteur CS intercalée entre les seconds évidements R2 risquent d’être endommagées.
Les premiers évidements R1 et les seconds évidements R2 peuvent avoir diverses formes. Par exemple, tant que des projections orthogonales des premiers évidements R1 et des seconds évidements R2 sur un plan perpendiculaire à la direction Z se coupent, ils peuvent avoir une forme incurvée ou courbe, ou ils peuvent être chacun circulaires ou carrés.
Ici, des sections transversales des premiers évidements R1 et des seconds évidements R2 parallèles aux directions de profondeur sont rectangulaires. Ces sections transversales peuvent ne pas être rectangulaires. Par exemple, ces sections transversales peuvent avoir une forme effilée.
Les trous traversants TH sont agencés en correspondance à des intersections des premiers évidements R1 et des seconds évidements R2. Chacun des trous traversants TH est constitué par une partie du premier évidement R1 et une partie du second évidement R2. Chacun des trous traversants TH s’étend depuis la première surface principale S1 vers la seconde surface principale S2. A savoir, chacun des trous traversants TH s’étend dans la direction Y, qui est la direction d’épaisseur du substrat conducteur CS.
Les faces d’extrémité S3 du substrat conducteur CS sont pourvues d’une première rainure G1 et d’une seconde rainure G2 montrées sur les figures 1 à 3. Chacune de la première rainure G1 et de la seconde rainure G2 s’étend depuis un bord de la première surface principale S1 vers un bord de la seconde surface principale S2.
Comme le montrent les figures 4 à 10, le substrat conducteur CS inclut le substrat 10 et la couche conductrice 20a.
Le substrat 10 a une forme similaire à celle du substrat conducteur CS. Le substrat 10 est, par exemple, un substrat isolant, un substrat semi-conducteur, ou un substrat conducteur. Le substrat 10 est de préférence un substrat semi-conducteur. Le substrat 10 est de préférence un substrat contenant du silicium tel qu’un substrat de silicium. Un tel substrat peut être traité à l’aide d’un procédé de semi-conducteur.
La couche conductrice 20a est ménagée sur le substrat 10. Par exemple, la couche conductrice 20a est constituée de polysilicium dopé par impuretés pour améliorer la conductivité électrique, ou un métal ou alliage tel que le molybdène, l’aluminium, l’or, le tungstène, le platine, le nickel ou le cuivre. La couche conductrice 20a peut avoir une structure monocouche ou une structure multicouche.
Une épaisseur de la couche conductrice 20a est de préférence dans une plage de 0,05 µm à 1 µm, et de manière davantage préférée dans une plage de 0,1 µm à 0,3 µm. Si la couche conductrice 20a est fine, il existe une possibilité qu’une portion discontinue puisse être générée dans la couche conductrice 20a, ou qu’une résistance de couche de la couche conductrice 20a puisse être augmentée à l’excès. Lorsque la couche conductrice 20a est épaissie, un coût de fabrication augmente.
La couche conductrice 20a inclut une première portion P1 montrée sur les figures 4 à 6 et 8, une deuxième portion P2 montrée sur les figures 4, 5, 7 et 8, des troisièmes portions P3 montrées sur les figures 4 et 6 à 8, et des quatrièmes portions P4 montrées sur les figures 5 à 8.
La première portion P1 est une portion de la couche conductrice 20a qui correspond à la première surface principale S1. La deuxième portion P2 est une portion de la couche conductrice 20a qui correspond à la seconde surface principale S2. Les troisièmes portions P3 sont des portions de la couche conductrice 20a qui sont adjacentes aux premiers évidements R1. Les quatrièmes portions P4 sont des portions de la couche conductrice 20a qui sont adjacentes aux seconds évidements R2.
La première portion P1 et les troisièmes portions P3 sont électriquement connectées ensemble, comme on peut le voir sur les figures 4, 6, et 8. La deuxième portion P2 et les quatrièmes portions P4 sont également électriquement connectées ensemble, comme on peut le voir sur les figures 5, 7 et 8. Les troisièmes portions P3 et les quatrièmes portions P4 sont électriquement connectées ensemble aux positions des trous traversants TH montrés sur la figure 8.
Dans le cas où le substrat 10 est un substrat semi-conducteur tel qu’un substrat de silicium, la couche conductrice 20a peut être une couche dopée de concentration élevée qui est une région de surface du substrat semi-conducteur dopé par impuretés à une concentration élevée.
Si le substrat 10 a une conductivité électrique élevée, la couche conductrice 20a peut être omise, et le substrat 10 peut être utilisé comme substrat conducteur CS. Par exemple, si le substrat 10 est un substrat semi-conducteur constitué d’un semi-conducteur dopé par impuretés de type P ou de type N, ou un substrat de métal, la couche conductrice 20a peut être omise. Dans ce cas, au moins une région de surface du substrat 10, par exemple le substrat 10 entier, sert de couche conductrice 20a.
La couche conductrice 20b couvre la première surface principale S1, la seconde surface principale S2, les faces d’extrémité S3, les parois latérales et les surfaces de dessous des premiers évidements R1, et les parois latérales et les surfaces de dessous des seconds évidements R2. Des portions de la couche conductrice 20b qui couvrent les faces d’extrémité S3 peuvent être omises.
Par exemple, la couche conductrice 20b est constituée de polysilicium dopé par impuretés pour améliorer la conductivité électrique, ou d’un métal ou alliage tel que le molybdène, l’aluminium, l’or, le tungstène, le platine, le nickel ou le cuivre. La couche conductrice 20b peut être une structure monocouche ou une structure multicouche.
L’épaisseur de la couche conductrice 20b est de préférence dans une plage de 0,05 µm à 1 µm, et de manière davantage préférée dans une plage de 0,1 µm à 0,3 µm. Si la couche conductrice 20b est fine, il existe une possibilité qu’une portion discontinue puisse être générée dans la couche conductrice 20b, ou qu’une résistance de couche de la couche conductrice 20b puisse être augmentée à l’excès. Si la couche conductrice 20b est épaisse, il peut être difficile de former la couche conductrice 20a et la couche diélectrique 50 avec des épaisseurs suffisantes.
La couche conductrice 20b inclut une cinquième portion P5 montrée sur les figures 4 à 6 et 8, une sixième portion P6 montrée sur les figures 4, 5, 7 et 8, des septièmes portions P7 montrées sur les figures 4 et 6 à 8, et des huitièmes portions P8 montrées sur les figures 5 à 8.
La cinquième portion P5 est une portion de la couche conductrice 20b qui est en regard de la première portion P1. La sixième portion P6 est une portion de la couche conductrice 20b qui est en regard de la deuxième portion P2. Les septièmes portions P7 sont des portions de la couche conductrice 20b qui sont en regard des troisièmes portions P3. Les huitièmes portions P8 sont des portions de la couche conductrice 20b qui sont en regard des quatrièmes portions P4.
La cinquième portion P5 et les septièmes portions P7 sont connectées électriquement ensemble, comme on peut le voir sur les figures 4, 6 et 8. La sixième portion P6 et les huitièmes portions P8 sont également connectées électriquement ensemble, comme on peut le voir sur les figures 5, 7 et 8. Les septièmes portions P7 et les huitièmes portions P8 sont connectées électriquement ensemble aux positions des trous traversants TH montrés sur la figure 8.
Sur les figures 4 à 10, la couche conductrice 20b est ménagée de telle sorte que les premiers évidements R1 et les seconds évidements R2 sont complètement remplis de la couche conductrice 20b et de la couche diélectrique 50. La couche conductrice 20b peut être une couche qui enrobe une surface du substrat conducteur CS. à savoir, la couche conductrice 20b peut être une couche ayant une épaisseur approximativement uniforme. Dans ce cas, les premiers évidements R1 et les seconds évidements R2 ne sont pas complètement remplis de la couche conductrice 20b et de la couche diélectrique 50.
La couche conductrice 20b est pourvue d’une pluralité de trous traversants. Ici, ces trous traversants sont ménagés dans une portion de la couche conductrice 20b qui est en regard de la première surface principale S1 avec la couche diélectrique 50 interposée entre elles, à des positions correspondant à des intersections des seconds évidements R2 et des régions intercalées chacune entre deux premiers évidements R1 adjacents de telle sorte que les trous traversants sont agencés à une position sur deux dans la direction Y. La couche conductrice 20b peut être pourvue de trous traversants à d’autres positions. En outre, la couche conductrice 20b peut être pourvue d’un seul trou traversant.
La couche diélectrique 50 est interposée entre le substrat conducteur CS et la couche conductrice 20b. La couche diélectrique 50 est une couche qui enrobe la surface du substrat conducteur CS. La couche diélectrique 50 isole électriquement le substrat conducteur CS et la couche conductrice 20b l’un de l’autre.
La couche diélectrique 50 est constituée, par exemple, d’un diélectrique organique ou d’un diélectrique inorganique. Comme diélectrique organique, par exemple, du polyimide peut être utilisé. Comme diélectrique inorganique, un ferroélectrique peut être utilisé. Des paraélectriques, tels que le nitrure de silicium, l’oxyde de silicium, l’oxynitrure de silicium, l’oxyde de titane et l’oxyde de tantale, sont préférables. Ces paraélectriques présentent un petit changement de constante diélectrique avec la température. En conséquence, lorsque les paraélectriques sont utilisés pour la couche diélectrique 50, la résistance à la chaleur du condensateur 1 peut être améliorée.
Une épaisseur de la couche diélectrique 50 est de préférence dans une plage de 0,005 µm à 0,5 µm, et de manière davantage préférée dans une plage de 0,01 µm à 0,1 µm. Lorsque la couche diélectrique 50 est fine, il existe une possibilité qu’une portion discontinue puisse être générée dans la couche diélectrique 50, et le substrat conducteur CS et la couche conductrice 20b peuvent être court-circuités. En outre, si la couche diélectrique 50 est amincie, une tension de tenue est abaissée même s’il n’y a pas de court-circuit, et une possibilité de court-circuitage lorsqu’une tension est appliquée est accrue. Lorsque la couche diélectrique 50 est épaissie, la tension de tenue augmente, mais la capacité électrique diminue.
La couche diélectrique 50 est pourvue d’une pluralité de trous traversants. Les trous traversants de la couche diélectrique 50 sont connectés aux trous traversants de la couche conductrice 20b.
Ce condensateur 1 inclut en outre une couche isolante 60a montrée sur les figures 4 à 10, des premières électrodes en forme de peigne 70a et des secondes électrodes en forme de peigne 70b montrées sur les figures 3 à 6 et 8 à 10, une couche isolante 60b montrée sur les figures 4 à 10, et une première électrode externe 70c et une seconde électrode externe 70d montrées sur les figures 1 à 3, 9 et 10.
La couche isolante 60a est en regard de la première surface principale S1 avec une partie de la couche conductrice 20b et une partie de la couche diélectrique 50 interposées entre elles.
Spécifiquement, la couche isolante 60a couvre la cinquième portion P5 et les septièmes portions P7 de la couche conductrice 20b.
La couche isolante 60a inclut une première couche isolante 60a1 et une seconde couche isolante 60a2.
La première couche isolante 60a1 couvre la cinquième portion P5 et les septièmes portions P7 de la couche conductrice 20b. La première couche isolante 60a1 couvre en outre des parois latérales des trous traversants ménagés dans la couche conductrice 20b, et des parois latérales des trous traversants ménagés dans la couche diélectrique 50. La première couche isolante 60a1 est constituée, par exemple, d’un isolant inorganique tel que le nitrure de silicium et l’oxyde de silicium.
La seconde couche isolante 60a2 couvre la première couche isolante 60a1. La seconde couche isolante 60a2 est constituée, par exemple, d’un isolant organique tel que le polyimide et une résine novolaque.
La couche isolante 60a peut avoir une structure multicouche ou une structure monocouche.
La couche isolante 60a est pourvue d’une pluralité de trous traversants. Certains de ces trous traversants sont connectés aux trous traversants ménagés dans la couche diélectrique 50 via les trous traversants ménagés dans la couche conductrice 20b, et avec ces derniers, forment des deuxièmes trous de contact. Les trous traversants restants ménagés dans la couche isolante 60a sont chacun ménagés à une position intermédiaire des deuxièmes trous de contact adjacents dans la direction Y pour former des premiers trous de contact.
La première électrode en forme de peigne 70a est ménagée sur la couche isolante 60a. La première électrode en forme de peigne 70a est une électrode interne. La première électrode en forme de peigne 70a inclut des portions de dent de peigne s’étendant chacune dans la direction X et agencées dans la direction Y. La première électrode en forme de peigne 70a remplit les premiers trous de contact. La première électrode en forme de peigne 70a est connectée électriquement à la couche conductrice 20b.
La seconde électrode en forme de peigne 70b est ménagée sur la couche isolante 60a. La seconde électrode en forme de peigne 70b est une électrode interne. La seconde électrode en forme de peigne 70b inclut des portions de dent de peigne s’étendant chacune dans la direction X et agencées dans la direction Y. Les portions de dent de peigne de la seconde électrode en forme de peigne 70b et les portions de dent de peigne de la première électrode en forme de peigne 70a sont agencées en alternance dans la direction Y. La seconde électrode en forme de peigne 70b remplit les deuxièmes trous de contact. La seconde électrode en forme de peigne 70b est connectée électriquement à la couche conductrice 20a.
La première électrode en forme de peigne 70a et la seconde électrode en forme de peigne 70b peuvent chacune avoir une structure monocouche ou une structure multicouche. Chaque couche constituant la première électrode en forme de peigne 70a et la seconde électrode en forme de peigne 70b est constituée d’un métal tel que le cuivre, le titane, le nickel, ou d’un alliage de nickel.
La couche isolante 60b est en regard de la première surface principale S1, avec une partie de la couche conductrice 20b, une partie de la couche diélectrique 50, la première électrode en forme de peigne 70a et la seconde électrode en forme de peigne 70b interposées entre elles. De plus, la couche isolante 60b est en regard de la seconde surface principale S2 et des faces d’extrémité S3, avec une autre partie de la couche conductrice 20b et une autre partie de la couche diélectrique 50 interposées entre elles.
La couche isolante 60b peut avoir une structure monocouche ou une structure multicouche. Une couche constituant la couche isolante 60b est constituée, par exemple, d’un isolant inorganique tel que le nitrure de silicium, ou d’un isolant organique tel que le polyimide.
La couche isolante 60b est pourvue d’une pluralité de trous traversants aux positions de la première électrode en forme de peigne 70a et de la seconde électrode en forme de peigne 70b. Parmi ces trous traversants, l’un ménagé à la position de la première électrode en forme de peigne 70a est un troisième trou de contact. Par ailleurs, parmi ces trous traversants, l’un ménagé à la position de la seconde électrode en forme de peigne 70b est un quatrième trou de contact.
La première électrode externe 70c est ménagée sur la couche isolante 60b. La première électrode externe 70c est connectée électriquement à la couche conductrice 20b via la première électrode en forme de peigne 70a.
La première électrode externe 70c inclut un premier plot de liaison 70c1, un deuxième plot de liaison 70c2 et une première portion d’électrode 70c3.
Le premier plot de liaison 70c1 est en regard de la première surface principale S1, avec une partie de la couche diélectrique 50, une partie de la couche conductrice 20b, une partie de la couche isolante 60a, une partie de la première électrode en forme de peigne 70a et une partie de la couche isolante 60b interposées entre eux. Le premier plot de liaison 70c1 est adjacent à une extrémité de la première rainure G1.
Le premier plot de liaison 70c1 remplit le troisième trou de contact. Le premier plot de liaison 70c1 est connecté électriquement à la première électrode en forme de peigne 70a. De surcroît, le premier plot de liaison 70c1 est connecté à une extrémité de la première portion d’électrode 70c3.
Le deuxième plot de liaison 70c2 est en regard de la seconde surface principale S2, avec une autre partie de la couche diélectrique 50, une autre partie de la couche conductrice 20b, une autre partie de la couche isolante 60a et une autre partie de la couche isolante 60b interposées entre eux. Le deuxième plot de liaison 70c2 est adjacent à l’autre extrémité de la première rainure G1. Le deuxième plot de liaison 70c2 est connecté à l’autre extrémité de la première portion d’électrode 70c3.
La première portion d’électrode 70c3 est en regard de la face d’extrémité S3, avec encore une autre partie de la couche diélectrique 50, encore une autre partie de la couche conductrice 20b et encore une autre partie de la couche isolante 60b interposées entre elles. La première portion d’électrode 70c3 a une forme enrobant une paroi de la première rainure G1.
La seconde électrode externe 70d est ménagée sur la couche isolante 60b. La seconde électrode externe 70d est connectée électriquement au substrat conducteur CS via la seconde électrode en forme de peigne 70b.
La seconde électrode externe 70d inclut un troisième plot de liaison 70d1, un quatrième plot de liaison 70d2 et une seconde portion d’électrode 70d3.
Le troisième plot de liaison 70d1 est en regard de la première surface principale S1, avec une partie de la couche diélectrique 50, une partie de la couche conductrice 20b, une partie de la couche isolante 60a, une partie de la seconde électrode en forme de peigne 70b et une partie de la couche isolante 60b interposées entre eux. Le troisième plot de liaison 70d1 est adjacent à une extrémité de la seconde rainure G2.
Le troisième plot de liaison 70d1 remplit le quatrième trou de contact. Le troisième plot de liaison 70d1 est connecté électriquement à la seconde électrode en forme de peigne 70b. De surcroît, le troisième plot de liaison 70d1 est connecté à une extrémité de la seconde portion d’électrode 70d3.
Le quatrième plot de liaison 70d2 est en regard de la seconde surface principale S2, avec une autre partie de la couche diélectrique 50, une autre partie de la couche conductrice 20b, une autre partie de la couche isolante 60a et une autre partie de la couche isolante 60b interposées entre eux. Le quatrième plot de liaison 70d2 est adjacent à l’autre extrémité de la seconde rainure G2. Le quatrième plot de liaison 70d2 est connecté à l’autre extrémité de la seconde portion d’électrode 70d3.
La seconde portion d’électrode 70d3 est en regard de la face d’extrémité S3, avec encore une autre partie de la couche diélectrique 50, encore une autre partie de la couche conductrice 20b et encore une autre partie de la couche isolante 60b interposées entre elles. La seconde portion d’électrode 70d3 a une forme enrobant une paroi de la seconde rainure G2.
Une position relative du troisième plot de liaison 70d1 par rapport au premier plot de liaison 70c1 est égale à une position relative du quatrième plot de liaison 70d2 par rapport au deuxième plot de liaison 70c2. Ici, à titre d’exemple, on suppose qu’une projection orthogonale du deuxième plot de liaison 70c2 sur un plan perpendiculaire à la direction Z chevauche une projection orthogonale du premier plot de liaison 70c1 sur ce plan, et qu’une projection orthogonale du quatrième plot de liaison 70d2 sur le plan susmentionné chevauche une projection orthogonale du troisième plot de liaison 70d1 sur ce plan.
La première électrode externe 70c et la seconde électrode externe 70d peuvent chacune avoir une structure monocouche ou une couche multicouche. Chaque couche constituant la première électrode externe 70c et la seconde électrode externe 70d est constituée, par exemple, d’un métal tel que le molybdène, l’aluminium, l’or, le tungstène, le platine, le cuivre, le nickel, ou d’un alliage contenant un ou plusieurs d’entre eux.
Une épaisseur de la première électrode externe 70c et de la seconde électrode externe 70d est de préférence dans une plage de 0,1 µm à 1000 µm, et de manière davantage préférée dans une plage de 1 µm à 500 µm.
Ce condensateur 1 est fabriqué, par exemple, par la méthode suivante. Ci-après, un exemple d’une méthode de fabrication du condensateur 1 sera décrit en référence aux figures 11 à 17.
Dans cette méthode, le substrat 10 montré sur la figure 11 est tout d’abord préparé. Ici, comme exemple, on suppose que le substrat 10 est une tranche de silicium monocristallin. Une orientation de plan de la tranche de silicium monocristallin n’est pas limitée en particulier, mais dans cet exemple, une tranche de silicium dont la surface principale est un plan (100) est utilisée. En tant que substrat 10, une tranche de silicium dont la surface principale est un plan (110) peut également être utilisée.
Ensuite, les trous traversants sont formés dans le substrat 10 par MacEtch (gravure chimique assistée par métal).
à savoir, comme le montrent les figures 11 et 12, une première couche de catalyseur 80a et une seconde couche de catalyseur 80b contenant chacune un premier métal noble sont tout d’abord formées sur le substrat 10. La première couche de catalyseur 80a et la seconde couche de catalyseur 80b sont formées de façon à couvrir partiellement une surface principale (ci-après, désignée par première surface) du substrat 10 et l’autre surface principale (ci-après, désignée par seconde surface), respectivement.
Spécifiquement, une première couche de masque 90a est tout d’abord formée sur la première surface du substrat 10.
La première couche de masque 90a est ouverte à des positions correspondant aux premiers évidements R1. La première couche de masque 90a empêche un métal noble devant être décrit plus tard d’entrer en contact avec des portions de la première surface qui sont couvertes par la première couche de masque 90a.
Des exemples du matériau de la première couche de masque 90a incluent des matériaux organiques tels que le polyimide, une fluororésine, une résine de phénol, une résine acrylique et une résine novolaque, et des matériaux inorganiques tels que l’oxyde de silicium et le nitrure de silicium.
La première couche de masque 90a peut être formée, par exemple, par des procédés de semi-conducteur existants. La première couche de masque 90a constituée d’un matériau organique peut être formée, par exemple, par photolithographie. La première couche de masque 90a constituée d’un matériau inorganique peut être formée, par exemple, par dépôt d’une couche de matériau inorganique par dépôt en phase vapeur, formation d’un masque par photolithographie, et modelage de motifs de la couche de matériau inorganique par gravure. En variante, la première couche de masque 90a constituée d’un matériau inorganique peut être formée par oxydation ou nitruration de la région de surface du substrat 10, formation d’un masque par photolithographie, et modelage de motifs d’une couche d’oxyde ou de nitrure par gravure. La première couche de masque 90a peut être omise.
Ensuite, la première couche de catalyseur 80a est formée sur des régions de la première surface qui ne sont pas couvertes par la première couche de masque 90a. La première couche de catalyseur 80a est, par exemple, une couche discontinue contenant un métal noble. Ici, comme exemple, on suppose que la première couche de catalyseur 80a est une couche particulaire formée de premières particules de catalyseur 81a contenant un métal noble.
Le métal noble est, par exemple, un ou plusieurs parmi l’or, l’argent, le platine, le rhodium, le palladium et le ruthénium. La première couche de catalyseur 80a et les premières particules de catalyseur 81a peuvent contenir en outre un métal autre qu’un métal noble, tel que le titane.
La première couche de catalyseur 80a peut être formée, par exemple, par électroplacage, placage de réduction ou placage par déplacement. La première couche de catalyseur 80a peut également être formée par application d’une dispersion contenant des particules de métal noble, ou par dépôt en phase vapeur tel qu’une évaporation ou une pulvérisation cathodique. Parmi ces méthodes, le placage par déplacement est particulièrement favorable car il est possible de déposer directement et uniformément le métal noble sur des régions de la surface principale qui ne sont pas couvertes par la première couche de masque 90a.
Ensuite, comme le montre la figure 12, une seconde couche de masque 90b est formée sur la seconde surface.
La seconde couche de masque 90b est ouverte à des positions correspondant aux seconds évidements R2. La seconde couche de masque 90b empêche le métal noble d’entrer en contact avec des portions de la seconde surface qui sont couvertes par la seconde couche de masque 90b.
Comme matériau de la seconde couche de masque 90b, par exemple, ceux cités en exemples pour la première couche de masque 90a peuvent être utilisés. La seconde couche de masque 90b peut être formée, par exemple, par la même méthode que celle décrite ci-dessus pour la première couche de masque 90a.
Ensuite, la seconde couche de catalyseur 80b est formée sur chacune des régions de la seconde surface qui ne sont pas couvertes par la seconde couche de masque 90b. La seconde couche de catalyseur 80b est, par exemple, une couche discontinue contenant un métal noble. Ici, à titre d’exemple, on suppose que la seconde couche de catalyseur 80b est une couche particulaire formée de secondes particules de catalyseur 81b contenant un métal noble.
Comme matériau de la seconde couche de catalyseur 80b et des secondes particules de catalyseur 81b, par exemple, ceux cités en exemples pour la première couche de catalyseur 80a et les premières particules de catalyseur 81a peuvent être utilisés. La seconde couche de catalyseur 80b peut être formée, par exemple, par la même méthode que celle décrite ci-dessus pour la première couche de catalyseur 80a.
Il est possible que, après formation de la première couche de masque 90a sur la première surface principale, la seconde couche de masque 90b soit formée sur la seconde surface principale, et ultérieurement, la première couche de catalyseur 80a soit formée, puis la seconde couche de catalyseur 80b soit formée. Il est également possible que, après formation de la première couche de masque 90a sur la première surface principale, la seconde couche de masque 90b soit formée sur la seconde surface principale, et après cela, le substrat soit immergé dans une solution de placage de sorte que la première couche de catalyseur 80a et la seconde couche de catalyseur 80b soient formées en même temps.
Ensuite, le substrat 10 est gravé avec l’aide d’un métal noble en tant que catalyseur pour former des trous correspondant aux trous traversants montrés sur la figure 8 dans le substrat 10.
Spécifiquement, comme le montrent les figures 13 et 14, le substrat 10 est gravé avec un agent de gravure 100. Par exemple, le substrat 10 est immergé dans l’agent de gravure 100 sous forme liquide pour mettre l’agent de gravure 100 en contact avec le substrat 10.
L’agent de gravure 100 contient un oxydant et du fluorure d’hydrogène.
La concentration en fluorure d’hydrogène dans l’agent de gravure 100 est de préférence dans une plage de 1 mol/L à 20 mol/L, de manière davantage préférée dans une plage de 5 mol/L à 10 mol/L, et de manière encore préférée dans une plage de 3 mol/L à 7 mol/L. Lorsque la concentration en fluorure d’hydrogène est faible, il est difficile d’atteindre une vitesse de gravure élevée. Lorsque la concentration en fluorure d’hydrogène est élevée, une gravure secondaire excessive peut se produire.
L’oxydant peut être choisi, par exemple, parmi le peroxyde d’hydrogène, l’acide nitrique, AgNO3, KAuCl4, HAuCl4, K2PtCl6, H2PtCl6, Fe(NO3)3, Ni(NO3)2, Mg(NO3)2, Na2S2O8, K2S2O8, KMnO4et K2Cr2O7. Le peroxyde d’hydrogène est favorable comme oxydant car aucun sous-produit nocif n’est produit et un élément semi-conducteur n’est pas contaminé.
La concentration en oxydant dans l’agent de gravure 100 est de préférence dans une plage de 0,2 mol/L à 8 mol/L, de manière davantage préférée dans une plage de 2 mol/L à 4 mol/L, et de manière encore préférée dans une plage de 3 mol/L à 4 mol/L.
L’agent de gravure 100 peut en outre contenir un tampon. Le tampon contient, par exemple, au moins l’un du fluorure d’ammonium et de l’ammoniaque. Comme exemple, le tampon est le fluorure d’ammonium. Comme autre exemple, le tampon est un mélange de fluorure d’ammonium et d’ammoniaque.
L’agent de gravure 100 peut en outre contenir d’autres composants tels que de l’eau.
Lorsqu’un tel agent de gravure 100 est utilisé, le matériau du substrat 10, c.-à-d. du silicium dans cet exemple, n’est oxydé que dans des régions du substrat 10 qui sont proches des premières particules de catalyseur 81a ou des secondes particules de catalyseur 81b. De l’oxyde ainsi généré est dissous et éliminé par de l’acide fluorhydrique. En conséquence, seules les portions proches des premières particules de catalyseur 81a ou des secondes particules de catalyseur 81b sont gravées sélectivement.
Les premières particules de catalyseur 81a se déplacent vers la seconde surface avec l’avancement de la gravure, où une gravure similaire à celle ci-dessus est réalisée. Par suite, comme le montre la figure 13, à la position de la première couche de catalyseur 80a, la gravure passe de la première surface vers la seconde surface dans une direction perpendiculaire à la première surface.
D’autre part, les secondes particules de catalyseur 81b se déplacent vers la première surface avec l’avancement de la gravure, où une gravure similaire à celle ci-dessus est réalisée. Par suite, comme le montre la figure 14, à la position de la seconde couche de catalyseur 80b, la gravure passe de la seconde surface vers la première surface dans une direction perpendiculaire à la seconde surface.
De cette manière, comme le montrent les figures 15 et 16, des évidements correspondant aux premiers évidements R1 sont formés sur la première surface, et des évidements correspondant aux seconds évidements R2 sont formés sur la seconde surface. Lorsqu’une somme des profondeurs de ces évidements est supérieure ou égale à l’épaisseur du substrat 10, ces évidements sont connectés ensemble à des positions où ils se coupent. De cette manière, les trous traversants sont formés aux intersections ci-dessus.
De surcroît, en même temps que la formation de ces évidements, des évidements sont également formés sur la première surface et la seconde surface à des positions correspondant à la première rainure G1 et à la seconde rainure G2. Ainsi, les trous traversants sont formés aux positions du substrat 10 correspondant à la première rainure G1 et à la seconde rainure G2.
Ici, chacun de ces trous traversants est de section transversale circulaire perpendiculaire à sa direction de longueur. Cette section transversale peut avoir d’autres formes, telles qu’un rectangle.
Ensuite, la première couche de masque 90a, la seconde couche de masque 90b, la première couche de catalyseur 80a et la seconde couche de catalyseur 80b sont éliminées du substrat 10. Une ou plusieurs parmi la première couche de masque 90a, la seconde couche de masque 90b, la première couche de catalyseur 80a et la seconde couche de catalyseur 80b peuvent ne pas être éliminées du substrat 10.
Ensuite, la couche conductrice 20a montrée sur les figures 3 à 10 est formée sur le substrat 10 pour obtenir le substrat conducteur CS. Dans le cas où la couche conductrice 20a est constituée de polysilicium, une telle couche peut être formée, par exemple, par LPCVD (dépôt chimique en phase vapeur sous pression réduite). Dans le cas où la couche conductrice 20a est constituée de métal, une telle couche peut être formée, par exemple, par placage électrolytique, placage de réduction ou placage par déplacement.
Une solution de placage est un liquide contenant un sel d’un métal à plaquer. Comme solution de placage, une solution de placage générale, telle qu’une solution de placage de sulfate de cuivre contenant du sulfate de cuivre pentahydraté et de l’acide sulfurique, une solution de placage de pyrophosphate de cuivre contenant du pyrophosphate de cuivre et du pyrophosphate de potassium, et une solution de placage de sulfamate de nickel contenant du sulfamate de nickel et du bore, peut être utilisée.
La couche conductrice 20a est de préférence formée par une méthode de placage utilisant une solution de placage contenant un sel d’un métal à plaquer, un tensioactif, et du dioxyde de carbone dans un état supercritique ou sous-critique. Dans cette méthode de placage, le tensioactif est interposé entre des particules du dioxyde de carbone supercritique et une phase continue d’une solution contenant un sel d’un métal à plaquer. à savoir, le tensioactif est amené à former des micelles dans la solution de placage, et du dioxyde de carbone supercritique est incorporé dans ces micelles.
Dans une méthode de placage normale, l’apport du métal à plaquer peut être insuffisant au voisinage des portions de dessous des évidements. Cela se remarque tout particulièrement lorsqu’un rapport D/W de la profondeur D sur une largeur ou un diamètre W des évidements est important.
Les micelles qui ont incorporé du dioxyde de carbone supercritique peuvent facilement entrer dans des espaces étroits. à mesure que les micelles se déplacent, la solution contenant un sel d’un métal à plaquer se déplace également. En conséquence, selon une méthode de placage utilisant une solution de placage contenant un sel d’un métal à plaquer, un tensioactif, et du dioxyde de carbone dans un état supercritique ou sous-critique, la couche conductrice 20a ayant une épaisseur uniforme peut être facilement formée.
Ensuite, la couche diélectrique 50 est formée sur la couche conductrice 20a. La couche diélectrique 50 peut être formée, par exemple, par CVD (dépôt chimique en phase vapeur). En variante, la couche diélectrique 50 peut être formée par oxydation, nitruration ou oxynitruration de la surface de la couche conductrice 20a.
Ensuite, la couche conductrice 20b est formée sur couche diélectrique 50. La couche conductrice 20b peut être formée, par exemple, par la même méthode que celle décrite ci-dessus pour la couche conductrice 20a. La couche conductrice 20b est également de préférence formée par une méthode de placage utilisant une solution de placage contenant un sel d’un métal à plaquer, un tensioactif, et du dioxyde de carbone dans un état supercritique ou sous-critique.
Ensuite, une pluralité de trous traversants est formée dans un corps empilé incluant la couche conductrice 20b et la couche diélectrique 50. Ici, ces trous traversants sont formés dans une portion du corps empilé ci-dessus qui est sur la première surface principale S1, à des positions correspondant à des intersections des seconds évidements R2 et de régions intercalées chacune entre deux premiers évidements R1 adjacents de telle sorte que des trous traversants sont agencés à une position sur deux dans la direction Y. Ces trous traversants peuvent être formés, par exemple, par formation d’un masque par photolithographie et modelage de motifs par gravure.
Ensuite, la première couche isolante 60a1 est formée sur la cinquième portion P5 et les septièmes portions P7 de la couche conductrice 20b. La première couche isolante 60a1 peut être formée, par exemple, par CVD.
Ensuite, la seconde couche isolante 60a2 est formée sur la première couche isolante 60a1. La seconde couche isolante 60a2 est pourvue de trous traversants aux positions des trous traversants ménagés dans le corps empilé ci-dessus. Lorsqu’une résine photosensible est utilisée comme matériau de la seconde couche isolante 60a2, la seconde couche isolante 60a2 comportant les trous traversants peut être obtenue à l’aide d’une photolithographie.
Ensuite, la première couche isolante 60a1 est gravée en utilisant la seconde couche isolante 60a2 comme masque de gravure. Ainsi, une portion de la première couche isolante 60a1 qui couvre la couche conductrice 20a est éliminée.
Ensuite, une première couche de métal 71 et une seconde couche de métal 72 sont empilées dans cet ordre et modelées en motif pour obtenir la première électrode en forme de peigne 70a et la seconde électrode en forme de peigne 70b. La première électrode en forme de peigne 70a et la seconde électrode en forme de peigne 70b peuvent être formées, par exemple, par une combinaison de formation de film par pulvérisation cathodique ou placage, et photolithographie.
Ensuite, la couche isolante 60b est formée sur la couche conductrice 20b, la couche isolante 60a et la seconde couche de métal 72. La couche isolante 60b est pourvue de trous traversants aux positions correspondant à la première électrode en forme de peigne 70a et à la seconde électrode en forme de peigne 70b. La couche isolante 60b peut être formée, par exemple, par la méthode décrite ci-dessus pour la couche isolante 60a.
Ensuite, la première électrode externe 70c et la seconde électrode externe 70d sont formées sur la couche isolante 60b. La première électrode externe 70c et la seconde électrode externe 70d peuvent être formées, par exemple, par la méthode décrite ci-dessus pour la première électrode en forme de peigne 70a et la seconde électrode en forme de peigne 70b. De la manière décrite ci-dessus, la structure montrée sur la figure 17 est obtenue.
Ensuite, cette structure est découpée en dés suivant une ligne A-A. à savoir, la structure est découpée en dés de manière que certaines des lignes de découpage en dés soient des lignes des trous traversants, qui sont ménagés en correspondance à la première rainure G1 et à la seconde rainure G2, s’étendant vers la direction X, et les restes des lignes de découpage en dés sont des lignes des trous traversants s’étendant dans la direction Y.
Dans une structure antérieure à la réalisation de ce découpage en dés, il est préférable que la première électrode externe 70c et la seconde électrode externe 70d ne soient pas connectées l’une à l’autre à la position de la ligne A-A, ou en variante, la première électrode externe 70c et la seconde électrode externe 70d soient connectées l’une à l’autre à la position de la ligne A-A et soient plus fines en cette position qu’en d’autres positions. Cela permet d’empêcher la génération d’un dégât non souhaité dans la première électrode externe 70c et la seconde électrode externe 70d dû au découpage en dés.
Dans la manière décrite ci-dessus, le condensateur 1 montré sur les figures 1 à 10 est obtenu.
Dans ce condensateur 1, la structure empilée incluant la couche diélectrique 50 et la couche conductrice 20b est ménagée non seulement sur la première surface principale S1 mais également sur la seconde surface principale S2 et dans les trous traversants TH.
Par conséquent, ce condensateur 1 peut atteindre une grande capacité électrique.
De surcroît, dans ce condensateur 1, les premiers évidements R1 et les seconds évidements R2 sont des tranchées. La structure empilée décrite ci-dessus est également ménagée sur les parois latérales et les surfaces de dessous des tranchées. En conséquence, ce condensateur 1 peut atteindre une capacité électrique particulièrement grande.
De surcroît, dans ce condensateur 1, les premiers évidements R1 et les seconds évidements R2 se coupent, et une somme de leurs profondeurs est supérieure ou égale à l’épaisseur du substrat conducteur CS. Ainsi, lorsque les premiers évidements R1 et les seconds évidements R2 sont formés, les trous traversants TH sont générés aux positions où ils se coupent. Par conséquent, il n’y a pas besoin de réaliser encore une étape de formation de trous traversants TH en plus de l’étape de formation des premiers évidements R1 et des seconds évidements R2.
Dans ce condensateur 1, une connexion électrique entre les portions de la structure empilée ci-dessus qui sont situées sur la première surface principale S1 et la seconde surface principale S2 est réalisée à l’aide des trous traversants TH. Ainsi, la première électrode en forme de peigne 70a et la seconde électrode en forme de peigne 70b peuvent toutes deux être disposées sur un côté du condensateur 1. Le condensateur 1 adoptant une telle configuration peut être fabriqué en un nombre relativement restreint d’étapes de procédé.
De plus, ce condensateur 1 permet d’augmenter facilement une capacité électrique par aire de montage comme il sera décrit ci-dessous.
La figure 18 est une vue en coupe montrant un exemple d’un module de condensateur incluant le condensateur 1 décrit ci-dessus.
Un module de condensateur 150 montré sur la figure 18 inclut un substrat de circuit 110 et une pluralité de condensateurs 1.
Le substrat de circuit 110 inclut un substrat isolant 111 et des motifs de conducteur 112. Le substrat de circuit 110 inclut ici les motifs de conducteur 112 uniquement sur sa surface la plus externe. Le substrat de circuit 110 peut être un substrat multicouche.
Chacun d’une pluralité de condensateurs 1 a la structure décrite en référence aux figures 1 à 10. Ces condensateurs 1 sont empilés les uns au-dessus des autres. Les premières électrodes externes 70c de deux adjacents d’entre eux sont connectées électriquement ensemble, et les secondes électrodes externes 70d des deux adjacents d’entre eux sont connectées électriquement ensemble. Ici, deux condensateurs 1 sont empilés de manière que le premier plot de liaison 70c1 et le troisième plot de liaison 70d1 d’un condensateur soient en regard du deuxième plot de liaison 70c2 et du quatrième plot de liaison 70d2 de l’autre condensateur, respectivement. De surcroît, dans ce corps empilé, les condensateurs 1 sont empilés de manière que les premières rainures G1 soient agencées dans leur direction de longueur pour former une rainure unique, et les secondes rainures G2 soient agencées dans leur direction de longueur pour former une autre rainure unique. Ces condensateurs 1 sont fixés les uns aux autres par une couche adhésive 130b interposée entre eux.
Ce corps empilé est monté sur le substrat de circuit 110 de manière que le deuxième plot de liaison 70c2 et le quatrième plot de liaison 70d2 d’un condensateur 1 soient en regard de l’un des deux motifs de conducteur 112 et de l’autre motif de conducteur 112, respectivement. Ce corps empilé est supporté par le substrat de circuit 110. Ici, ce corps empilé est fixé au substrat de circuit 110 par la couche adhésive 130a interposée entre le corps empilé et le substrat isolant 111.
Ce module de condensateur 150 inclut en outre une pluralité de matériaux de liaison 120. Ces matériaux de liaison 120 sont constitués, par exemple, de matériaux conducteurs tels qu’une brasure tendre.
L’un des matériaux de liaison 120 est ménagé de façon à être en contact avec les premières portions d’électrode 70c3 des deux condensateurs 1 et du motif de conducteur 112. Ce matériau de liaison 120 s’étend sur approximativement toute la longueur de la rainure unique formée en connectant les premières rainures G1 de la pluralité de condensateurs 1. De surcroît, ce matériau de liaison 120 inclut une portion positionnée dans un espace entre le premier plot de liaison 70c1 et le deuxième plot de liaison 70c2 de condensateurs 1 adjacents et une portion positionnée dans un espace entre le motif de conducteur 112 et le deuxième plot de liaison 70c2. Selon un exemple, ce matériau de liaison 120 forme un congé. Ce matériau de liaison 120 assure une connexion électrique entre les premières électrodes externes 70c des condensateurs 1 empilés et une connexion électrique entre ces premières électrodes externes 70c et le motif de conducteur 112.
L’autre des matériaux de liaison 120 est ménagé de façon à être en contact avec les secondes portions d’électrode 70d3 des deux condensateurs 1 et de l’autre motif de conducteur 112. Ce matériau de liaison 120 s’étend sur approximativement toute la longueur de la rainure unique formée en connectant les secondes rainures G2 de la pluralité de condensateurs 1. De surcroît, ce matériau de liaison 120 inclut une portion positionnée dans un espace entre le troisième plot de liaison 70d1 et le quatrième plot de liaison 70d2 de condensateurs 1 adjacents et une portion positionnée dans un espace entre le motif de conducteur 112 et le quatrième plot de liaison 70d2. Selon un exemple, ce matériau de liaison 120 forme un congé. Ce matériau de liaison 120 assure une connexion électrique entre les secondes électrodes externes 70d des condensateurs empilés 1 et une connexion électrique entre ces secondes électrodes externes 70d et l’autre motif de conducteur 112.
Dans ce module de condensateur 150, les condensateurs 1 sont empilés dans leur direction d’épaisseur. En conséquence, lorsque cette structure est adoptée, il est facile d’augmenter une capacité électrique par aire de montage.
De surcroît, dans chacun des condensateurs 1 inclus dans ce module de condensateur 150, la première électrode externe 70c et la seconde électrode externe 70d incluent respectivement la première portion d’électrode 70c3 et la seconde portion d’électrode 70d3 chacune en regard des faces d’extrémité S3. Ainsi, par exemple, une connexion électrique entre les premières électrodes externes 70c, une connexion électrique entre les secondes électrodes externes 70d, une connexion électrique entre la première électrode externe 70c et le motif de conducteur 112, et une connexion électrique entre la seconde électrode externe 70d et le motif de conducteur 112 peuvent être réalisées en même temps en formant les matériaux de liaison 120. En conséquence, sur ce point également, l’adoption de la structure décrite ci-dessus facilite l’augmentation d’une capacité électrique par aire de montage.
De plus, dans ce module de condensateur 150, les condensateurs 1 sont empilés de manière que les premières rainures G1 soient agencées dans leur direction de longueur pour former une rainure unique, et les secondes rainures G2 soient agencées dans leur direction de longueur pour former une autre rainure unique. Ainsi, dans le cas où une brasure tendre est utilisée comme matériau des matériaux de liaison 120, la brasure fondue par chauffage peut s’étaler sensiblement sur toute la longueur des rainures décrites ci-dessus par action capillaire. En conséquence, sur ce point également, l’adoption de la structure décrite ci-dessus facilite une augmentation de capacité électrique par aire de montage.
Deuxième mode de réalisation
La figure 19 montre une partie d’un condensateur selon un deuxième mode de réalisation.
Le condensateur selon le deuxième mode de réalisation est le même que le condensateur 1 selon le premier mode de réalisation à l’exception de l’adoption de la configuration suivante. De surcroît, un module de condensateur selon le deuxième mode de réalisation est le même que le module de condensateur 150 selon le premier mode de réalisation à l’exception de l’adoption de la configuration suivante dans le condensateur.
à savoir, dans le condensateur selon le deuxième mode de réalisation, un ou plusieurs premiers trous H1 sont ménagés sur les parois latérales des premiers évidements R1, et un ou plusieurs seconds trous H2 sont ménagés sur les parois latérales des seconds évidements R2.
Chacun des premiers trous H1 peut être un trou borgne qui s’étend depuis l’un de deux évidements adjacents de deux premiers évidements R1 ou plus et n’atteint pas l’autre. En variante, chacun des premiers trous H1 peut être un trou traversant qui connecte l’un à l’autre deux évidements adjacents de deux premiers évidements R1 ou plus. En variante, un ou plusieurs des premiers trous H1 peuvent être des trous borgnes, et le reste des premiers trous H1 peut être des trous traversants.
Chacun des seconds trous H2 peut être un trou borgne qui s’étend depuis l’un de deux évidements adjacents de deux seconds évidements R2 ou plus et n’atteint pas l’autre. En variante, chacun des seconds trous H2 peut être un trou traversant qui connecte l’un à l’autre deux évidements adjacents de deux seconds évidements R2 ou plus. En variante, un ou plusieurs des seconds trous H2 peuvent être des trous borgnes, et le reste des seconds trous H2 peut être des trous traversants.
De surcroît, dans ce condensateur, la structure empilée incluant la couche diélectrique 50 et la couche conductrice 20b est ménagée non seulement sur la première surface principale S1, la seconde surface principale S2, et les parois latérales et les surfaces de dessous des premiers évidements R1 et des seconds évidements R2, mais également sur des parois latérales des premiers trous H1 et des parois latérales des seconds trous H2. à savoir, la couche conductrice 20b est en outre en regard des parois latérales des premiers trous H1 et des parois latérales des seconds trous H2, en plus d’être en regard de la première surface principale S1, de la seconde surface principale S2, et des parois latérales et des surfaces de dessous des premiers évidements R1 et des seconds évidements R2 avec la couche diélectrique 50 interposée entre elles.
Le condensateur selon le deuxième mode de réalisation peut être obtenu, par exemple, en réalisant les procédés de formation des premiers trous H1 et des seconds trous H2 dans la fabrication du condensateur 1 selon le premier mode de réalisation. Les premiers trous H1 et les seconds trous H2 peuvent être formés, par exemple, par la méthode suivante.
à savoir, la structure décrite en référence aux figures 15 et 16 est tout d’abord préparée. Ensuite, comme le montre la figure 20, une seconde couche de catalyseur contenant un second métal noble est formée sur le substrat 10 de façon à couvrir partiellement les parois latérales des premiers évidements R1 et les parois latérales des seconds évidements R2.
à noter que les symboles de référence 82a et 82b représentent des particules de catalyseur sur la figure 20. Comme matériaux des particules de catalyseur 82a et 82b, par exemple, ceux cités en exemples pour les premières particules de catalyseur 81a et les secondes particules de catalyseur 81b peuvent être utilisés.
Ensuite, des trous correspondant aux premiers trous H1 et aux seconds trous H2 sont formés par la MacEtch. à savoir, le substrat 10 est gravé avec l’aide d’un métal noble en tant que catalyseur pour former les trous correspondant aux premiers trous H1 et aux seconds trous H2.
Ensuite, la couche conductrice 20a, la couche diélectrique 50, la couche conductrice 20b, etc., sont formées par la même méthode que celle décrite dans le premier mode de réalisation. De cette manière, le condensateur selon le deuxième mode de réalisation est obtenu.
Dans ce condensateur, les premiers trous H1 sont ménagés sur les parois latérales des premiers évidements R1, et les seconds trous H2 sont ménagés sur les parois latérales des seconds évidements R2. En conséquence, le substrat conducteur CS de ce condensateur a une plus grande superficie que celle d’un substrat sans trou ménagé sur les parois latérales des premiers évidements R1 et des seconds évidements R2.
Dans ce condensateur, la structure empilée de la couche diélectrique 50 et de la couche conductrice 20b est ménagée non seulement sur la première surface principale S1, la seconde surface principale S2, et les parois latérales et les surfaces de dessous des premiers évidements R1 et des seconds évidements R2, mais également sur les parois latérales des premiers trous H1 et des seconds trous H2. En conséquence, ce condensateur peut atteindre une plus grande capacité électrique que le condensateur 1 sans trou ménagé sur les parois latérales des premiers évidements R1 et des seconds évidements R2.
Le condensateur et le module de condensateur selon le deuxième mode de réalisation ont les mêmes effets que ceux du condensateur 1 et du module de condensateur 150 selon le premier mode de réalisation, respectivement. Le condensateur et le module de condensateur selon le deuxième mode de réalisation peuvent atteindre une plus grande capacité élastique que le condensateur 1 et le module de condensateur 150 selon le premier mode de réalisation.
Un diamètre moyen des premiers trous H1 est de préférence de 0,3 µm ou plus. Lorsque le diamètre des premiers trous H1 est réduit, davantage de premiers trous H1 peuvent être agencés, atteignant ainsi une plus grande capacité électrique. Toutefois, si le diamètre des premiers trous H1 est trop réduit, il est possible qu’il soit difficile de former la structure empilée de la couche diélectrique 50 et de la couche conductrice 20b dans les premiers trous H1.
Une proportion d’une aire totale d’ouvertures des premiers trous H1 dans une aire d’une paroi latérale du premier évidement R1, qui est ci-après désignée par rapport d’ouverture, est de préférence dans une plage de 30 % à 90 %, et de manière davantage préférée dans une plage de 50 % à 90 %. De surcroît, un rapport du nombre des premiers trous H1 ménagés sur une paroi latérale du premier évidement R1 sur une aire de la paroi latérale, qui est ci-après désigné par densité de trou, est de préférence dans une plage de 0,4/µm2à 20/µm2, et de manière davantage préférée dans une plage de 2/µm2à 8/µm2.
Lorsque le rapport d’ouverture et la densité de trou sont augmentés, une plus grande capacité électrique peut être atteinte. Toutefois, lorsque le rapport d’ouverture et la densité de trou sont trop augmentés, il est possible qu’il soit difficile de former la structure empilée de la couche diélectrique 50 et de la couche conductrice 20b dans les premiers trous H1.
Une distance entre des premiers évidements R1 adjacents est de préférence de 0,1 µm ou plus, et de manière davantage préférée de 2 µm ou plus. Lorsque cette distance est augmentée, une plus grande capacité électrique peut être atteinte. Toutefois, puisqu’un taux d’augmentation de capacité électrique par rapport à cette distance diminue progressivement à mesure que la distance augmente, il n’est pas efficace d’augmenter à l’excès la distance ci-dessus. Si cette distance est augmentée, il est possible qu’il soit difficile de former la structure empilée de la couche diélectrique 50 et de la couche conductrice 20b dans les premiers trous H1.
Un diamètre moyen des seconds trous H2 est de préférence de 0,3 µm ou plus. Lorsque le diamètre des seconds trous H2 est réduit, davantage de seconds trous H2 peuvent être agencés, atteignant ainsi une plus grande capacité électrique. Toutefois, si le diamètre des seconds trous H2 est trop réduit, il est possible qu’il soit difficile de former la structure empilée de la couche diélectrique 50 et de la couche conductrice 20b dans les seconds trous H2.
Une proportion d’une aire totale d’ouvertures des seconds trous H2 dans une aire d’une paroi latérale du second évidement R2, qui est ci-après désignée par rapport d’ouverture, est de préférence dans une plage de 30 % à 90 %, et de manière davantage préférée dans une plage de 50 % à 90 %. Un rapport du nombre des seconds trous H2 ménagés sur une paroi latérale du second évidement R2 sur une aire de la paroi latérale, qui est ci-après désigné par densité de trou, est de préférence dans une plage de 0,4/µm2à 20/µm2, et de manière davantage préférée dans une plage de 2/µm2à 8/µm2.
Lorsque le rapport d’ouverture et la densité de trou sont augmentés, une plus grande capacité électrique peut être atteinte. Toutefois, lorsque le rapport d’ouverture et la densité de trou sont trop augmentés, il est possible qu’il soit difficile de former la structure empilée de la couche diélectrique 50 et de la couche conductrice 20b dans les seconds trous H2.
Une distance entre des seconds évidements R2 adjacents est de préférence de 0,1 µm ou plus, et de manière davantage préférée de 2 µm ou plus. Lorsque cette distance est augmentée, une plus grande capacité électrique peut être atteinte. Toutefois, puisqu’un taux d’augmentation de capacité électrique par rapport à cette distance diminue progressivement lorsque cette distance augmente, il n’est pas efficace d’augmenter à l’excès la distance ci-dessus. Si cette distance est augmentée, il est possible qu’il soit difficile de former la structure empilée de la couche diélectrique 50 et de la couche conductrice 20b dans les seconds trous H2.
Bien que certains modes de réalisation aient été décrits, ces modes de réalisation ont été présentés à titre d’exemple uniquement, et ne sont pas censés limiter la portée des inventions. En effet, les modes de réalisation novateurs décrits ici peuvent être intégrés dans une variété d’autres formes ; de plus, divers omissions, substitutions et changements dans la forme des modes de réalisation décrits ici peuvent être pratiqués sans s’écarter de l’esprit des inventions. Les revendications annexées et leurs équivalents sont censés couvrir de telles formes ou modifications telles qu’elles entreraient dans la portée et l’esprit des inventions.
Par exemple, dans les modes de réalisation décrits ci-dessus, la première électrode en forme de peigne 70a et la seconde électrode en forme de peigne 70b sont agencées pour être en regard d’une surface du substrat conducteur CS, mais la première électrode en forme de peigne 70a et la seconde électrode en forme de peigne 70b peuvent être agencées pour être en regard l’une de l’autre avec le substrat conducteur CS interposé entre elles.
Dans les modes de réalisation décrits ci-dessus, la première électrode en forme de peigne 70a et la seconde électrode en forme de peigne 70b sont ménagées en tant qu’électrodes internes, mais les électrodes internes peuvent avoir d’autres formes. De surcroît, la première électrode en forme de peigne 70a et la seconde électrode en forme de peigne 70b peuvent être omises, et la première électrode externe 70c et la seconde électrode externe 70d peuvent être connectées à la couche conductrice 20b et au substrat conducteur CS, respectivement.
Le premier plot de liaison 70c1, le deuxième plot de liaison 70c2, le troisième plot de liaison 70d1 et le quatrième plot de liaison 70d2 peuvent être omis. En variante, la première portion d’électrode 70c3 et la seconde portion d’électrode 70d3 peuvent être omises.
Les premiers évidements R1 et les seconds évidements R2 peuvent être formés avec des profondeurs telles que les trous traversants TH ne sont pas formés. De surcroît, soit les premiers évidements R1 soit les seconds évidements R2 peuvent être omis.
De plus, dans les modes de réalisation décrits ci-dessus, les premiers évidements R1 et les seconds évidements R2 sont formés à l’aide de MacEtch, mais peuvent être formés à l’aide d’une gravure par ions réactifs (RIE).

Claims (20)

  1. Condensateur comprenant :
    un substrat conducteur ayant une première surface principale, une seconde surface principale, et une face d’extrémité s’étendant depuis un bord de la première surface principale vers un bord de la seconde surface principale, la première surface principale étant pourvue d’un ou de plusieurs évidements ;
    une couche conductrice couvrant la première surface principale et des parois latérales et des surfaces de dessous des un ou plusieurs évidements ;
    une couche diélectrique interposée entre le substrat conducteur et la couche conductrice ;
    une première électrode externe incluant une première portion d’électrode qui est en regard de la face d’extrémité, la première électrode externe étant électriquement connectée à la couche conductrice ; et
    une seconde électrode externe incluant une seconde portion d’électrode qui est en regard de la face d’extrémité, la seconde électrode externe étant connectée électriquement au substrat conducteur.
  2. Condensateur selon la revendication 1, dans lequel la face d’extrémité est pourvue de première et seconde rainures s’étendant chacune depuis le bord de la première surface principale vers le bord de la seconde surface principale, et les première et seconde portions d’électrode sont respectivement agencées dans les première et seconde rainures.
  3. Condensateur selon la revendication 2, dans lequel les première et seconde portions d’électrode ont respectivement des formes enrobant des parois des première et seconde rainures.
  4. Condensateur selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel la première électrode externe inclut en outre des premier et deuxième plots de liaison respectivement en regard des première et seconde surfaces principales, et la seconde électrode externe inclut en outre des troisième et quatrième plots de liaison respectivement en regard des première et seconde surfaces principales.
  5. Condensateur selon la revendication 4, dans lequel le premier plot de liaison est connecté à une extrémité de la première portion d’électrode, le deuxième plot de liaison est connecté à l’autre extrémité de la première portion d’électrode, le troisième plot de liaison est connecté à une extrémité de la seconde portion d’électrode, et le quatrième plot de liaison est connecté à l’autre extrémité de la seconde portion d’électrode.
  6. Condensateur comprenant :
    un substrat conducteur ayant une première surface principale et une seconde surface principale, la première surface principale étant pourvue d’un ou de plusieurs évidements ;
    une couche conductrice couvrant la première surface principale et des parois latérales et des surfaces de dessous des un ou plusieurs évidements ;
    une couche diélectrique interposée entre le substrat conducteur et la couche conductrice ;
    une première électrode externe incluant des premier et deuxième plots de liaison respectivement en regard des première et seconde surfaces principales, la première électrode externe étant connectée électriquement à la couche conductrice ; et
    une seconde électrode externe incluant des troisième et quatrième plots de liaison respectivement en regard des première et seconde surfaces principales, la seconde électrode externe étant connectée électriquement au substrat conducteur.
  7. Condensateur selon l’une quelconque des revendications 4 à 6, dans lequel une position relative du troisième plot de liaison par rapport au premier plot de liaison est égale à une position relative du quatrième plot de liaison par rapport au deuxième plot de liaison.
  8. Condensateur selon l’une quelconque des revendications 1 à 7, dans lequel les un ou plusieurs évidements sont une ou plusieurs premières tranchées.
  9. Condensateur selon la revendication 8, dans lequel un ou plusieurs premiers trous sont ménagés sur des parois latérales des une ou plusieurs premières tranchées, et la couche conductrice couvre en outre les parois latérales et les surfaces de dessous des premières tranchées et les parois latérales des un ou plusieurs premiers trous.
  10. Condensateur selon la revendication 9, dans lequel au moins l’un des un ou plusieurs premiers trous est un trou traversant.
  11. Condensateur selon l’une quelconque des revendications 8 à 10, dans lequel une ou plusieurs secondes tranchées sont ménagées sur la seconde surface principale, et la couche conductrice couvre en outre la seconde surface principale, et des parois latérales et des surfaces de dessous des une ou plusieurs secondes tranchées.
  12. Condensateur selon la revendication 11, dans lequel un ou plusieurs seconds trous sont ménagés sur les parois latérales des une ou plusieurs secondes tranchées, et la couche conductrice couvre en outre les parois latérales et les surfaces de dessous des une ou plusieurs secondes tranchées, et des parois latérales des un ou plusieurs seconds trous.
  13. Condensateur selon la revendication 12, dans lequel au moins l’un des un ou plusieurs seconds trous est un trou traversant.
  14. Condensateur selon l’une quelconque des revendications 11 à 13, dans lequel une direction de longueur des une ou plusieurs premières tranchées et une direction de longueur des une ou plusieurs secondes tranchées se coupent, et les une ou plusieurs premières tranchées et les une ou plusieurs secondes tranchées sont connectées les unes aux autres en leurs intersections.
  15. Condensateur selon la revendication 14, comprenant en outre :
    une première électrode en forme de peigne en regard de la première surface principale et connectant électriquement la couche conductrice à la première électrode externe ; et
    une seconde électrode en forme de peigne en regard de la première surface principale et connectant électriquement le substrat conducteur à la seconde électrode externe,
    dans lequel chaque portion de dent de peigne des première et seconde électrodes en forme de peigne s’étend dans une direction coupant la direction de longueur des une ou plusieurs premières tranchées.
  16. Condensateur selon l’une quelconque des revendications 1 à 15, dans lequel le substrat conducteur inclut un substrat et une couche conductrice ménagée sur le substrat.
  17. Condensateur selon la revendication 16, dans lequel le substrat contient du silicium.
  18. Module de condensateur comprenant :
    un corps empilé incluant une pluralité de condensateurs empilés les uns au-dessus des autres, chacun de la pluralité de condensateurs étant le condensateur selon l’une quelconque des revendications 1 à 17, et deux condensateurs adjacents de la pluralité de condensateurs étant tels que les premières électrodes externes sont connectées électriquement les unes aux autres et les secondes électrodes externes sont connectées électriquement les unes aux autres ; et
    un substrat de circuit supportant le corps empilé.
  19. Module de condensateur comprenant :
    un corps empilé incluant une pluralité de condensateurs empilés les uns au-dessus des autres, chacun de la pluralité de condensateurs étant le condensateur selon l’une quelconque des revendications 1 à 5 ;
    un substrat de circuit supportant le corps empilé ;
    un matériau de liaison ménagé pour être en contact avec les premières portions d’électrode de la pluralité de condensateurs et connectant électriquement les premières portions d’électrode ensemble ; et
    un matériau de liaison ménagé pour être en contact avec les secondes portions d’électrode de la pluralité de condensateurs et connectant électriquement les secondes portions d’électrode ensemble.
  20. Module de condensateur selon la revendication 19, dans lequel chacun des matériaux de liaison est constitué de brasure tendre.
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