FR3101189A1 - Condensateur - Google Patents

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FR3101189A1
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Mitsuo Sano
Susumu Obata
Kazuhito Higuchi
Kazuo Shimokawa
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Toshiba Corp
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Abstract

Selon un mode de réalisation, un condensateur inclut un substrat conducteur CS présentant une première surface principale et une seconde surface principale, la première surface principale incluant une pluralité de premières sous-régions A1a et A1b, chacune des premières sous-régions A1a et A1b étant dotée d’une pluralité de premiers évidements TR1a et TR1b ou de premières projections W1Ma et W1Mb présentant chacune une forme s’étendant dans une direction et agencés dans une direction de largeur de celle-ci, et une ou plusieurs des premières sous-régions A1a et une ou plusieurs autres des premières sous-régions A1b étant différentes les unes des autres dans une direction de longueur des premiers évidements ou des premières projections ; une couche conductrice recouvrant des parois latérales et des surfaces inférieures des premiers évidements ou des parois latérales et des surfaces supérieures des premières projections ; et une couche diélectrique intercalée entre le substrat conducteur et la couche conductrice. Figure 1

Description

Condensateur
Les modes de réalisation décrits ici se rapportent généralement à un condensateur.
Avec la réduction et le perfectionnement des équipements de communication, il est souhaité que les condensateurs à monter dessus soient plus petits et plus minces. En tant que structure pour obtenir la réduction et diminuer l’épaisseur du condensateur tout en maintenant la densité de capacité, il existe un condensateur à tranchées (en anglais « trench capacitor ») dans lequel des tranchées sont formées sur un substrat pour augmenter l’aire superficielle.
L’invention concerne un condensateur comprenant :
- un substrat conducteur présentant une première surface principale et une seconde surface principale, la première surface principale incluant une pluralité de premières sous-régions, chacune des premières sous-régions étant dotée d’une pluralité de premiers évidements ou de premières projections présentant chacun une forme s’étendant dans une direction et agencés dans une direction de largeur de celles-ci, et une ou plusieurs des premières sous-régions et une ou plusieurs des premières sous-régions étant différentes les unes des autres dans une direction de longueur des premiers évidements ou premières saillies ;
- une couche conductrice recouvrant des parois latérales et des surfaces inférieures des premiers évidements ou des parois latérales et des surfaces supérieures des premières projections ; et
- une couche diélectrique intercalée entre le substrat conducteur et la couche conductrice.
Dans un mode particulier de réalisation, une ou plusieurs des premières sous-régions et les une ou plusieurs autres des autres premières sous-régions sont agencées selon un motif en damier.
Dans un mode particulier de réalisation, une ou plusieurs des premières sous-régions sont dotées d’une pluralité de tranchées en tant que premiers évidements.
Dans un mode particulier de réalisation, une pluralité de parties de paroi sont prévues en tant que premières projections dans une ou plusieurs des premières sous-régions.
Dans un mode particulier de réalisation :
- une ou plusieurs des premières sous-régions sont dotées d’une pluralité de tranchées en tant que premiers évidements, les tranchées formant une pluralité de rangées agencées dans une direction de largeur et constituées chacune par deux ou plusieurs tranchées agencées dans la direction de longueur dans chacune des une ou plusieurs premières sous-régions dotées des tranchées, ou
- une ou plusieurs des premières sous-régions sont dotées d’une pluralité de parties de paroi en tant que premières projections, les parties de paroi adjacentes dans une direction de largeur étant reliées les unes aux autres dans chacune des une ou plusieurs des premières sous-régions dotées des parties de paroi.
Dans un mode particulier de réalisation, la seconde surface principale comprend une pluralité de secondes sous-régions, chacune des secondes sous-régions est dotée d’une pluralité de seconds évidements ou de secondes projections présentant chacun une forme s’étendant dans une direction et agencés dans une direction de largeur de celles-ci, une ou plusieurs des secondes sous-régions et une ou plusieurs autres des secondes sous-régions sont différentes les unes des autres dans une direction de longueur des seconds évidements ou des secondes projections, et la couche conductrice recouvre en outre des parois latérales et des surfaces inférieures des seconds évidements ou des parois latérales et des surfaces supérieures des secondes projections.
Dans un mode particulier de réalisation, une ou plusieurs des secondes sous-régions et une ou plusieurs autres des secondes sous-régions sont agencées selon un motif en damier.
Dans un mode particulier de réalisation, la direction de longueur des premiers évidements ou des premières projections dans chacune des premières sous-régions est orthogonale à la direction de longueur des seconds évidements ou des premières projections dans les secondes sous-régions disposés en un emplacement correspondant à la première sous-région.
La FIG. 1 est une vue de dessus d’un condensateur selon un premier mode de réalisation ;
La FIG. 2 est une vue en coupe transversale prise le long d’une ligne II-II du condensateur montré à la FIG. 1 ;
La FIG. 3 est une vue de dessus d’un substrat conducteur inclus dans le condensateur montré aux FIG. 1 et 2 ;
La FIG. 4 est une vue en coupe transversale montrant un traitement dans la fabrication du condensateur montré aux FIG. 1 et 2 ;
La FIG. 5 est une vue en coupe transversale montrant un autre traitement dans la fabrication du condensateur montré aux FIG. 1 et 2 ;
La FIG. 6 est une vue en coupe transversale montrant une structure obtenue par les traitements aux FIG. 4 et 5 ;
La FIG. 7 est une vue en perspective d’un substrat conducteur inclus dans un condensateur selon une première modification ;
La FIG. 8 est une vue en perspective d’un substrat conducteur inclus dans un condensateur selon une deuxième modification ;
La FIG. 9 est une vue en perspective d’un substrat conducteur inclus dans un condensateur selon une troisième modification ;
La FIG. 10 est une vue de dessus montrant un exemple de relation entre un agencement de sous-régions et un agencement de tranchées ;
La FIG. 11 est une vue de dessus montrant un autre exemple de relation entre un agencement de sous-régions et un agencement de tranchées ;
La FIG. 12 est une vue en coupe transversale d’un condensateur selon un second mode de réalisation ; et
La FIG. 13 est une vue de dessus d’un substrat conducteur inclus dans le condensateur montré à la FIG. 12.
Description détaillée
Un condensateur selon un premier aspect comprend un substrat conducteur présentant une première surface principale et une seconde surface principale, la première surface principale incluant une pluralité de premières sous-régions, chacune des premières sous-régions étant dotée d’une pluralité de premiers évidements ou de premières projections présentant chacun une forme s’étendant dans une direction et agencés dans une direction de largeur de celles-ci, et une ou plusieurs des premières sous-régions et une ou plusieurs autres des premières sous-régions étant différentes les unes des autres dans une direction de longueur des premiers évidements ou premières saillies ; une couche conductrice recouvrant des parois latérales et des surfaces inférieures des premiers évidements ou des parois latérales et des surfaces supérieures des premières projections ; et une couche diélectrique intercalée entre le substrat conducteur et la couche conductrice.
Des modes de réalisation seront décrits en détail ci-après avec référence aux dessins les accompagnant. Noter que les mêmes numéros de référence désignent des éléments constitutifs qui réalisent des fonctions identiques ou similaires dans tous les dessins, et des explications répétitives seront omises.
<Premier mode de réalisation>
Les FIG. 1 et 2 montrent un condensateur selon un premier mode de réalisation.
Un condensateur 1 montré aux FIG. 1 et 2 inclut un substrat conducteur CS, une couche conductrice 20b et une couche diélectrique 30, comme le montre la FIG. 2.
Dans 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 plus, une direction Z est une direction d’épaisseur du substrat conducteur CS, c’est-à-dire une direction perpendiculaire à la direction X et à la direction Y.
Le substrat conducteur CS est un substrat présentant une conductivité électrique au moins dans sa surface faisant face à la couche conductrice 20b. Le substrat conducteur CS sert d’électrode inférieure du condensateur.
Le substrat conducteur CS présente une première surface principale S1, une seconde surface principale S2 et une face d’extrémité s’étendant depuis un bord de la première surface principale S1 vers un bord de la seconde surface principale S2. Ici, le substrat conducteur CS présente une forme plate et parallélépipédique à angle approximativement droit. Le substrat conducteur CS peut présenter d’autres formes.
La première surface principale S1, c’est-à-dire une surface supérieure du substrat conducteur CS dans ce mode de réalisation, inclut une pluralité de premières sous-régions. Une dimension de chacune des premières sous-régions dans leur direction d’agencement se situe de préférence dans une plage de 5 μm à 1 000 μm, et davantage de préférence dans une plage de 10 μm à 100 μm. Alternativement, un rapport entre la dimension de chacune des premières sous-régions dans leur direction d’agencement et une dimension du substrat conducteur CS dans cette direction d’agencement se situe de préférence dans une plage de 1/500 à 1/2, et davantage de préférence dans une plage de 1/200 à 1/20.
Chacune des premières sous-régions est dotée d’une pluralité de premiers évidements présentant chacun une forme s’étendant dans une direction et agencés dans la direction de largeur. Une ou plusieurs premières sous-régions et une ou plusieurs autres premières sous-régions sont différentes dans la direction de longueur des premiers évidements.
Ici, la première surface principale S1 inclut une pluralité de premières sous-régions A1a et A1b montrées aux FIG. 2 et 3. Les premières sous-régions A1a et A1b sont agencées selon un motif en damier. C’est-à-dire que les premières sous-régions A1a et A1b sont alternativement agencées dans la direction X. De plus, chacune des premières sous-régions A1a est adjacente à l’une des premières sous-régions A1b dans la direction Y comme le montre la FIG. 3. Spécifiquement, les premières sous-régions A1a et A1b forment un réseau de deux rangées et trois colonnes en une partie centrale de la première surface principale S1.
Chacune des premières sous-régions A1a est dotée d’une pluralité de premiers évidements TR1a. Dans chacune des premières sous-régions A1a, les premiers évidements TR1a présentent chacun une forme s’étendant dans la direction Y et sont agencés dans la direction X. C’est-à-dire que, dans chacune des premières sous-régions A1a, une pluralité de tranchées présentant chacune une forme s’étendant dans la direction Y et agencées dans la direction X sont prévues en tant que premiers évidements TR1a.
D’un autre côté, chacune des premières sous-régions A1b est dotée d’une pluralité de premiers évidements TR1b. Dans chacune des premières sous-régions A1b, les premiers évidements TR1b s’étendent chacun dans la direction X et sont agencés dans la direction Y. C’est-à-dire que, dans chacune des premières sous-régions A1b, une pluralité de tranchées présentant chacune une forme s’étendant dans la direction X et agencées dans la direction Y sont prévues en tant que pluralité de premiers évidements TR1b.
Ici les directions de longueur des premiers évidements TR1a et TR1b sont orthogonales les unes aux autres mais peuvent se croiser en diagonale. Dans ce mode de réalisation, les premières sous-régions incluent deux types des premières sous-régions A1a and A1b, qui sont différents l’un de l’autre dans la direction de longueur des premiers évidements, mais les premières sous-régions peuvent en outre inclure un ou plusieurs types des premières sous-régions dans lequel la direction de longueur des premiers évidements est différent de ceux des premières sous-régions A1a et A1b. En outre, le nombre des premières sous-régions incluses dans la première surface principale S1 est de six, mais le nombre des premières sous-régions peut être de deux ou plus.
Les premiers évidements TR1a sont espacés les uns des autres. Les premiers évidements TR1b sont également espacés les uns des autres. Chacun des premiers évidements TR1b est espacé des premiers évidements TR1a.
Des sections du substrat conducteur CS chacune prise en sandwich entre l’un et l’autre des premiers évidements TR1a adjacents sont des premières projections WM1a. Les premières projections WM1a présentent chacune une forme s’étendant dans la direction Y et sont agencées dans la direction X. C’est-à-dire que chacune des premières sous-régions A1a est dotée d’une pluralité de parties de paroi présentant chacune une forme s’étendant dans la direction Y et la direction Z et agencées dans la direction X en tant que premières projections WM1a.
D’un autre côté, des sections du substrat conducteur CS chacune prise en sandwich entre l’un et l’autre des premiers évidements TR1b adjacents sont des premières projections WM1b. Les premières projections WM1b présentent chacune une forme s’étendant dans la direction X et sont agencées dans la direction Y. C’est-à-dire que chacune des premières sous-régions A1b est dotée d’une pluralité de parties de paroi présentant chacune une forme s’étendant dans la direction X et la direction Z et agencées dans la direction Y en tant que premières projections WM1b.
Des sections du substrat conducteur CS chacune prise en sandwich entre les premiers évidements TR1a et les premiers évidements TR1b en un emplacement de chaque limite entre la première sous-région A1a et la première sous-région A1b sont des premières parties de paroi auxiliaire WS1. La première partie de paroi auxiliaire WS1 intègre des premières projections adjacentes WM1a et intègre aussi des premières projections adjacentes WM1b, et sert à éviter un affaissement de celle-ci. Les premiers évidements TR1a et TR1b peuvent être agencés de façon à ne pas produire la première partie de paroi auxiliaire WS1.
La « direction de longueur » des premiers évidements ou des premières projections est une direction de longueur de projections orthogonales des premiers évidements ou des premières projections jusque sur un plan perpendiculaire à la direction d’épaisseur du substrat conducteur. De façon similaire, la « direction de longueur » de seconds évidements ou de secondes projections, qui seront décrits plus tard, est une direction de longueur de projections orthogonales des seconds évidements ou des secondes projections jusque sur un plan perpendiculaire à la direction d’épaisseur du substrat conducteur.
Une longueur d’une ouverture du premier évidement se situe dans une plage de 10 μm à 500 μm selon un exemple, et dans une plage de 50 μm à 100 μm selon un autre exemple.
Une largeur de l’ouverture du premier évidement, c’est-à-dire une distance entre les premières projections adjacentes dans la direction de largeur, est de préférence de 0,3 μm ou plus. Lorsque cette largeur ou distance est réduite, une capacité électrique plus grande peut être atteinte. Cependant, si cette largeur ou distance est réduite, il devient difficile de former une structure empilée incluant la couche diélectrique 30 et la couche conductrice 20b dans les premiers évidements.
Une profondeur des premiers évidements et une hauteur des premières projections se situe dans une plage de 10 μm à 300 μm selon un exemple, et dans une plage de 50 μm à 100 μm selon un autre exemple.
Une distance entre les premiers évidements adjacents dans la direction de largeur, c’est-à-dire une épaisseur de la première projection, est de préférence de 0,1 μm ou plus. Lorsque cette distance ou épaisseur est réduite, une capacité électrique plus grande peut être atteinte. Cependant, si cette distance ou épaisseur est réduite, les premières projections seront probablement endommagées.
Ici, des sections transversales des premiers évidements TR1a et TR1b perpendiculaires aux directions de longueur sont rectangulaires. Cependant, ces sections transversales ne doivent pas nécessairement être rectangulaires et peuvent présenter, par exemple, une forme effilée.
Comme le montre la FIG. 2, le substrat conducteur CS inclut un substrat 10 et une couche conductrice 20a.
Le substrat 10 présente la même forme que 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 un substrat en silicium. Un tel substrat peut être traité à l’aide de traitements à semi-conducteurs.
La couche conductrice 20a est prévue sur le substrat 10. La couche conductrice 20a est faite, par exemple, de polysilicium dopé avec des impuretés pour améliorer la conductivité électrique, ou d’un métal ou d’un alliage tels le molybdène, l’aluminium, l’or, le tungstène, le platine, le nickel ou le cuivre. La couche conductrice 20a peut présenter une structure monocouche ou une structure multicouche.
Une épaisseur de la couche conductrice 20a se situe de préférence dans une plage de 0,05 μm à 1 μm, et davantage de préférence dans une plage de 0,1 μm à 0,3 μm. Si la couche conductrice 20a est mince, il est possible qu’une section discontinue soit produite dans la couche conductrice 20a, ou qu’une résistance de couche de la couche conductrice 20a soit excessivement augmentée. Lorsque la couche conductrice 20a est épaissie, les coûts de fabrication augmentent.
Ici, le substrat 10 est un substrat semi-conducteur tel qu’un substrat de silicium, et la couche conductrice 20a est une couche dopée à des concentrations élevées qui est une région superficielle du substrat semi-conducteur dopée avec des impuretés à des concentrations élevées. Dans ce cas, les premières projections, si elles sont suffisamment minces, peuvent être entièrement dopées avec des impuretés à des concentrations élevées.
Si le substrat 10 présente une conductivité électrique élevée, la couche conductrice 20a peut être omise, et le substrat 10 pourra être utilisé en tant que substrat conducteur CS. Par exemple, si le substrat 10 est un substrat semi-conducteur fait d’un semi-conducteur dopé avec des impuretés de type P ou de type N, ou un substrat métallique, la couche conductrice 20a pourra être omise. Dans ce cas, au moins une région superficielle du substrat 10, p. ex. la totalité du substrat 10, servira de couche conductrice 20a.
La couche conductrice 20b sert d’électrode supérieure du condensateur. La couche conductrice 20b est prévue sur les premières sous-régions A1a et A1b, et recouvre des parois latérales et des surfaces inférieures des premiers évidements TR1a et TR1b.
La couche conductrice 20b est faite, par exemple, de polysilicium dopé avec des impuretés pour améliorer la conductivité électrique, ou d’un métal ou d’un alliage tels le molybdène, l’aluminium, l’or, le tungstène, le platine, le nickel ou le cuivre. La couche conductrice 20b peut présenter une structure monocouche ou une structure multicouche.
Une épaisseur de la couche conductrice 20b se situe de préférence dans une plage de 0,05 μm à 1 μm, et davantage de préférence dans une plage de 0,1 μm à 0,3 μm. Si la couche conductrice 20b est mince, il est possible qu’une section discontinue soit produite dans la couche conductrice 20b, ou qu’une résistance de couche de la couche conductrice 20b soit excessivement augmentée. Si la couche conductrice 20b est épaisse, il pourra être difficile de former il peut être difficile de former la couche conductrice 20a et la couche diélectrique 30 avec des épaisseurs suffisantes.
À la FIG. 2, la couche conductrice 20b est prévue de sorte que les premiers évidements TR1a et TR1b soient complètement remplis de la couche conductrice 20b et de la couche diélectrique 30. La couche conductrice 20b peut être une couche conforme à une surface du substrat conducteur CS. C’est-à-dire que la couche conductrice 20b peut être une couche présentant une épaisseur approximativement uniforme. Dans ce cas, les premiers évidements TR1a et TR1b ne sont pas complètement remplis de la couche conductrice 20b et de la couche diélectrique 30.
La couche diélectrique 30 est intercalée entre le substrat conducteur CS et la couche conductrice 20b. La couche diélectrique 30 est une couche conforme à la surface du substrat conducteur CS. La couche diélectrique 30 isole électriquement le substrat conducteur CS et la couche conductrice 20b l’un de l’autre.
La couche diélectrique 30 est faite, par exemple, d’un diélectrique organique ou d’un diélectrique inorganique. En tant que diélectrique organique, par exemple, il est possible d’utiliser du polyimide. En tant que diélectrique inorganique, il est possible d’utiliser un ferroélectrique. Des paraélectriques tels le nitrure de silicium, l’oxyde de silicium, l’oxynitrure de silicium, l’oxyde de titane et l’oxyde de tantale sont préférables. La constante diélectrique de ces paraélectriques change légèrement avec la température. Voilà pourquoi, lorsque les parélectriques sont utilisées pour la couche diélectrique 30, la résistance thermique du condensateur 1 peut être améliorée.
Une épaisseur de la couche diélectrique 30 se situe de préférence dans une plage de 0,005 μm à 0,5 μm, et davantage de préférence dans une plage de 0,01 μm à 0,1 μm. Lorsque la couche diélectrique 30 est mince, il est possible qu’une section discontinue soit produite dans la couche diélectrique 30, et que le substrat conducteur CS et la couche conductrice 20b soient court-circuités. En outre, si la couche diélectrique 30 est amincie, une tension de tenue est réduite même en l’absence de court-circuit, et une possibilité de court-circuit lors de l’application d’une tension est augmentée. Lorsque la couche diélectrique 30 est épaissie, la tension de tenue augmente, mais la capacité électrique diminue.
La couche diélectrique 30 est ouverte en un emplacement d’une région périphérique de la première surface principale S1 qui entoure le réseau des premières sous-régions A1a et A1b. C’est-à-dire que la couche diélectrique 30 permet à la couche conductrice 20a d’être exposée en cet emplacement. Ici, la section de la couche diélectrique 30 qui est prévue sur la première surface principale S1 est ouverte en forme de cadre.
Ce condensateur 1 inclut en outre une couche isolante 60, une première électrode interne 70a, une seconde électrode interne 70b, une première électrode externe 70c et une seconde électrode externe 70d.
La première électrode interne 70a est prévue sur les premières sous-régions A1a et A1b. La première électrode interne 70a est électriquement reliée à la couche conductrice 20b. Ici, la première électrode interne 70a est une électrode rectangulaire située en un centre de la première surface principale S1.
La seconde électrode interne 70b est prévue sur une région périphérique de la première surface principale S1 qui entoure le réseau des premières sous-régions A1a et A1b. La seconde électrode interne 70b est en contact avec le substrat conducteur CS en un emplacement de l’ouverture prévue dans la couche diélectrique 30. Ce faisant, la seconde électrode interne 70b est électriquement reliée au substrat conducteur CS. Ici, la seconde électrode interne 70b est une électrode en forme de cadre agencée de façon à entourer la première électrode interne 70a.
La première électrode interne 70a et la seconde électrode interne 70b peuvent présenter une structure monocouche ou une structure multicouche. Chaque couche constituant la première électrode interne 70a et la seconde électrode interne 70b est faite, par exemple, d’un métal tels le molybdène, l’aluminium, l’or, le tungstène, le platine, le cuivre, le nickel, ou d’un alliage contenant l’un ou plusieurs de ceux-ci.
La couche isolante 60 recouvre des sections de la couche conductrice 20b et de la couche diélectrique 30 qui sont situées sur la première surface principale S1, et recouvre en outre la première électrode interne 70a et la seconde électrode interne 70b. La couche isolante 60 s’ouvre partiellement en un emplacement d’une partie de la première électrode interne 70a et en un emplacement d’une partie de la seconde électrode interne 70b.
La couche isolante 60 peut présenter une structure monocouche ou une structure multicouche. Chaque couche constituant la couche isolante 60 est faite, par exemple, d’un isolant inorganique tels le nitrure de silicium et l’oxyde de silicium, ou d’un isolant organique tels un polyimide et une résine novolaque.
La première électrode externe 70c est prévue sur la couche isolante 60. La première électrode externe 70c est en contact avec la première électrode interne 70a en un emplacement d’une ou plusieurs ouvertures prévues dans la couche isolante 60. Ce faisant, la première électrode externe 70c est électriquement reliée à la première électrode interne 70a. À la FIG. 1, une région 70R1 est une région où la première électrode externe 70c et la première électrode interne 70a sont en contact l’une avec l’autre.
La seconde électrode externe 70d est prévue sur la couche isolante 60. La seconde électrode externe 70d est en contact avec la seconde électrode interne 70b en un emplacement de la ou des ouverture(s) restante(s) prévue(s) dans la couche isolante 60. Ce faisant, la seconde électrode externe 70d est électriquement reliée à la seconde électrode interne 70b. À la FIG. 1, une région 70R2 est une région où la seconde électrode externe 70d et la seconde électrode interne 70b sont en contact l’une avec l’autre.
La première électrode externe 70c présente une structure empilée incluant une première couche métallique 70c1 et une seconde couche métallique 70c2. La seconde électrode externe 70d présente une structure empilée incluant une première couche métallique 70d1 et une seconde couche métallique 70d2.
Les premières couches métalliques 70c1 et 70d1 sont faites, par exemple, de cuivre. Les secondes couches métalliques 70c2 et 70d2 recouvrent des surfaces supérieures et d’extrémité des premières couches métalliques 70c1 et 70d1, respectivement. Les secondes couches métalliques 70c2 et 70d2 sont constituées, par exemple, d’un film empilé d’une couche de nickel ou d’alliage de nickel et d’une couche d’or. Les secondes couches métalliques 70c2 et 70d2 peuvent être omises.
La première électrode externe 70c ou la première électrode interne 70a peuvent en outre inclure une couche limite en un emplacement adjacent à une interface entre elles. La seconde électrode externe 70d ou la seconde électrode interne 70b peuvent en outre également inclure une couche limite en un emplacement adjacent à une interface entre elles. En tant que matériau de la couche limite, par exemple, il est possible d’utiliser du titane.
Ce condensateur 1 est, par exemple, fabriqué selon le procédé qui suit. Un exemple de procédé de fabrication du condensateur 1 sera décrit ci-après en référence aux FIG. 4 à 6.
Dans ce procédé, le substrat 10 montré à la FIG. 4 est d’abord préparé. Ici, à titre d’exemple, on suppose que le substrat 10 est une plaquette de silicium monocristallin. Une orientation plane de la plaquette de silicium monocristallin n’est pas particulièrement limitée, mais dans ce mode de réalisation, on utilise une plaquette de silicium dont la surface principale est un (100) plan. En tant que substrat 10, on peut également utiliser une plaquette de silicium dont la surface principale est un (110) plan.
Ensuite, les évidements sont formés sur le substrat 10 par MacEtch (Metal-Assisted Chemical Etching, décapage chimique assisté par métal).
C’est-à-dire que, comme le montre la FIG. 4, une couche catalytique 80 contenant un métal noble est d’abord formée sur le substrat 10. La couche catalytique 80 est formée de manière à partiellement recouvrir une surface principale (ci-après appelée « première surface ») du substrat 10.
Spécifiquement, une couche de masque 90 est d’abord formée sur la première surface du substrat 10.
La couche de masque 90 est ouverte en des emplacements correspondant aux premiers évidements TR1a et TR1b. La couche de masque 90 empêche un métal noble, qui sera décrit plus tard, d’entrer en contact avec des sections de la première surface qui sont recouvertes par la couche de masque 90.
Des exemples de matériau de la couche de masque 90 incluent des matériaux organiques tels qu’un polyimide, une résine fluorée, une résine phénolique, une résine acrylique et une résine novolaque, et des matériaux inorganiques tels l’oxyde de silicium et le nitrure de silicium.
La couche de masque 90 peut être formée, par exemple, par des traitements à semi-conducteurs existants. La couche de masque 90 en matériau organique peut être formée, par exemple, par photolithographie. La couche de masque 90 en 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 structuration de la couche de matériau inorganique par décapage. Alternativement, la couche de masque 90 en matériau inorganique peut être formée par oxydation ou nitruration de la région superficielle du substrat 10, formation d’un masque par photolithographie, et structuration d’une couche d’oxyde ou de nitrure par décapage. La couche de masque 90 peut être omise.
Ensuite, la couche catalytique 80 est formée sur des régions de la première surface qui ne sont pas recouvertes par la couche de masque 90. La couche catalytique 80 est, par exemple, une couche discontinue contenant un métal noble. Ici, à titre d’exemple, on suppose que la couche catalytique 80 est une couche de particules formée de particules catalytiques 81 contenant un métal noble.
Le métal noble est, par exemple, l’un ou plusieurs parmi l’or, l’argent, le platine, le rhodium, le palladium et le ruthénium. La couche catalytique 80 et les particules catalytiques 81 peuvent en outre contenir un métal autre qu’un métal noble tel le titane.
La couche catalytique 80 peut être formée, par exemple, par électrodéposition, placage par réduction ou placage par déplacement. La couche catalytique 80 peut également être formée par application d’une dispersion contenant des particules de métal noble, ou dépôt en phase vapeur telles une évaporation ou une pulvérisation cathodique. Parmi ces procédés, le placage par déplacement est particulièrement favorable car il est possible de déposer directement et uniformément le métal noble sur les régions de la première surface qui ne sont pas recouvertes par la couche de masque 90.
Ensuite, le substrat 10 est décapé à l’aide d’un métal noble servant de catalyseur pour former les évidements sur la première surface.
Spécifiquement, comme le montre la FIG. 5, le substrat 10 est décapé avec un produit décapant 100. Par exemple, le substrat 10 est immergé dans le produit décapant 100 sous forme liquide pour mettre le produit décapant 100 en contact avec le substrat 10.
Le produit décapant 100 contient un oxydant et du fluorure d’hydrogène.
La concentration de fluorure d’hydrogène dans le produit décapant 100 se situe de préférence dans une plage de 1 mol/L à 20 mol/L, davantage de préférence dans une plage de 5 mol/L à 10 mol/L, et davantage de préférence encore dans une plage de 3 mol/L à 7 mol/L. Lorsque la concentration de fluorure d’hydrogène est faible, il est difficile d’obtenir un taux de décapage élevé. Lorsque la concentration de fluorure d’hydrogène est élevée, un excès de décapage latéral peut se produire.
L’oxydant peut être sélectionné parmi, par exemple, 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 à favoriser comme oxydant car aucun produit secondaire nocif n’est produit, et un élément semi-conducteur n’est pas contaminé.
La concentration d’oxydant dans le produit décapant 100 se situe de préférence dans une plage de 0,2 mol/L à 8 mol/L, davantage de préférence dans une plage de 2 mol/L à 4 mol/L, et davantage de préférence encore dans une plage de 3 mol/L à 4 mol/L.
Le produit décapant 100 peut en outre contenir un tampon. Le tampon contient, par exemple, au moins l’un parmi du fluorure d’ammonium et de l’ammoniaque. Dans un exemple, le tampon est du fluorure d’ammonium. Dans un autre exemple, le tampon est un mélange de fluorure d’ammonium et d’ammoniaque.
Le produit décapant 100 peut en outre contenir d’autres composants telle l’eau.
Lorsqu’un tel produit décapant 100 est utilisé, le matériau du substrat 10, c’est-à-dire le silicium dans ce mode de réalisation, est oxydé seulement dans des régions du substrat 10 qui sont proches des particules catalytiques 81. L’oxyde ainsi produit est dissous et éliminé par l’acide fluorhydrique. Voilà pourquoi seules les sections proches des particules catalytiques 81 sont décapées de façon sélective.
Les particules catalytiques 81 se déplacent vers l’autre surface principale (ci-après appelée « seconde surface ») du substrat 10 au fur et à mesure de la progression du décapage, où un décapage similaire à celui ci-dessus est effectué. Résultat : comme le montre la FIG. 5, à l’emplacement de la couche catalytique 80, le décapage se poursuit depuis la première surface vers la seconde surface dans une direction perpendiculaire à la première surface.
De cette façon, les premiers évidements TR1 montrés à la FIG. 6 sont formés sur la première surface en tant que premiers évidements TR1a et TR1b.
Par la suite, la couche de masque 90 et la couche catalytique 80 sont éliminées du substrat 10.
Ensuite, la couche conductrice 20a montrée à la FIG. 2 est formée sur le substrat 10 pour obtenir le substrat conducteur CS. La couche conductrice 20a peut être formée, par exemple, par dopage de la région superficielle du substrat 10 avec des impuretés à une concentration élevée. La couche conductrice 20a en polysilicium peut être formée, par exemple, par LPCVD (low pressure chemical vapor deposition, dépôt chimique en phase vapeur sous pression réduite). La couche conductrice 20a en métal peut être formée, par exemple, par placage électrolytique, placage par réduction ou placage par déplacement.
Une solution de placage est un liquide contenant un sel d’un métal à plaquer. En tant que solution de placage, il est possible d’utiliser une solution de placage générale telles une solution de placage au sulfate de cuivre contenant du sulfate de cuivre pentahydraté et de l’acide sulfurique, une solution de placage au pyrophosphate de cuivre contenant du pyrophosphate de cuivre et du pyrophosphate de potassium, et une solution de placage au sulfamate de nickel contenant du sulfamate de nickel et du bore.
La couche conductrice 20a est de préférence formée par un procédé de placage utilisant une solution de placage contenant un sel d’un métal à plaquer, un agent de surface et du dioxyde de carbone à l’état surcritique ou sous-critique. Dans ce procédé de placage, l’agent de surface est intercalé entre des particules de dioxyde de carbone surcritique et une phase continue d’une solution contenant un sel d’un métal à plaquer. C’est-à-dire qu’on laisse l’agent de surface former des micelles dans la solution de placage, et le dioxyde de carbone surcritique est incorporé dans ces micelles.
Dans un procédé de placage normal, la fourniture de métal à plaquer peut être insuffisante dans le voisinage des sections inférieures des évidements. Cela est particulièrement manifeste lorsqu’un rapport D/W de la profondeur D à une largeur ou un diamètre W des évidements est grand.
Les micelles incorporant du dioxyde de carbone surcritique peuvent facilement pénétrer des passages étroits. Lorsque les micelles se déplacent, la solution contenant un sel d’un métal à plaquer fait de même. Voilà pourquoi, selon un procédé de placage utilisant une solution de placage contenant un sel d’un métal à plaquer, un agent de surface et du dioxyde de carbone à l’état surcritique ou sous-critique, la couche conductrice 20a présentant une épaisseur uniforme peut être facilement formée.
Ensuite, la couche diélectrique 30 est formée sur la couche conductrice 20a. La couche diélectrique 30 peut être formée, par exemple, par CVD (chemical vapor deposition, dépôt chimique en phase vapeur). Alternativement, la couche diélectrique 30 peut être formée par oxydation, nitruration ou oxynitruration de la surface de la couche conductrice 20a.
Ensuite, la couche conductrice 20b est formée sur la couche diélectrique 30. En tant que couche conductrice 20b, par exemple, une couche conductrice en polysilicium ou en métal est formée. Une telle couche conductrice 20b peut être formée, par exemple, par le même procédé que celui décrit ci-dessus pour la couche conductrice 20a.
Ensuite, une ouverture est formée sur la couche diélectrique 30. L’ouverture est formée en un emplacement d’une région périphérique de la première surface principale S1 qui entoure le réseau des premières sous-régions A1a et A1b. Ici, une section de la couche diélectrique 30 qui est située sur la première surface principale S1 est ouverte en forme de cadre. Cette ouverture peut être formée, par exemple, par formation d’un masque par photolithographie et structuration par décapage.
Ensuite, une couche métallique est formée et structurée pour obtenir la première électrode interne 70a et la seconde électrode interne 70b. La première électrode interne 70a et la seconde électrode interne 70b peuvent être formées, par exemple, par une combinaison de formation d’un film par pulvérisation cathodique ou placage, et de photolithographie.
Par la suite, la couche isolante 60 est formée. La couche isolante 60 est ouverte aux emplacements correspondant à une partie de la première électrode interne 70a et une partie de la seconde électrode interne 70b. La couche isolante 60 peut être formée, par exemple, par une combinaison de formation de film par CVD et de photolithographie.
Ensuite, la première électrode externe 70c et la seconde électrode externe 70d sont formées sur la couche isolante 60. Spécifiquement, les premières couches métalliques 70c1 et 70d1 sont formées en premier. Ensuite, les secondes couches métalliques 70c2 et 70d2 sont formées. Les premières couches métalliques 70c1 et 70d1 et les secondes couches métalliques 70c2 et 70d2 peuvent être formées, par exemple, par une combinaison de formation de film par pulvérisation cathodique ou placage, et de photolithographie.
Par la suite, la structure ainsi obtenue est coupée en dés. De la manière décrite ci-dessus, on obtient le condensateur 1 montré aux FIG. 1 et 2.
Dans le procédé décrit ci-dessus, les premiers évidements TR1a et TR1b sont formés à l’aide de MacEtch, mais au moins l’un des premiers évidements TR1a et TR1b peut être formé par d’autres procédés. Par exemple, lorsqu’il s’agit de former des évidements de faible profondeur ou de former des évidements de grand(e) largeur ou diamètre qui soient suffisamment éloignés les uns des autres, un procédé de décapage autre que MacEtch, tel un décapage par ions réactifs (RIE,reactive ion etching) peut être utilisé.
Dans ce condensateur 1, les premiers évidements TR1a et TR1b sont prévus sur la première surface principale S1, et la structure empilée incluant la couche diélectrique 30 et la couche conductrice 20b est prévue non seulement sur la première surface principale S1 mais aussi dans ces premiers évidements TR1a et TR1b. Voilà pourquoi ce condensateur 1 peut atteindre une grande capacité électrique.
De plus, dans le cas où tous les premiers évidements prévus sur la première surface principale S1 présentent la même direction de longueur, le substrat conducteur CS est facile à gauchir dans la direction de largeur des premiers évidements. En revanche, dans ce condensateur 1, une pluralité de premières sous-régions A1a et A1b sont agencées sur la première surface principale S1, et les directions de longueur des premiers évidements TR1a et TR1b prévus dans les premières sous-régions A1a et A1b, respectivement, sont rendues différentes. C’est-à-dire que la direction dans laquelle le substrat conducteur CS est facile à gauchir est différente entre les sections correspondant aux premières sous-régions A1a et les sections correspondant aux premières sous-régions A1b. Voilà pourquoi ce condensateur 1 est difficile à gauchir, et le substrat conducteur CS est également difficile à gauchir dans le processus de fabrication du condensateur 1.
C’est-à-dire que ce condensateur 1 peut atteindre une grande capacité électrique et est difficile à gauchir.
Diverses modifications peuvent être effectuées dans ce condensateur 1.
(Première modification)
La FIG. 7 est une vue en perspective d’un substrat conducteur inclus dans un condensateur selon une première modification.
Le condensateur selon la première modification est le même que le condensateur 1 selon le premier mode de réalisation, sauf que la structure qui suit est adoptée dans le substrat conducteur CS.
C’est-à-dire que, dans le condensateur selon la première modification, les premiers évidements TR1a dans chacune des premières sous-régions A1a sont des tranchées s’étendant chacune dans la direction Y. Ces premiers évidements TR1a forment une pluralité de rangées qui chacune inclut deux ou plusieurs premiers évidements TR1a agencés dans la direction Y et qui sont agencés dans la direction X.
Des sections du substrat conducteur CS chacune prise en sandwich entre ces rangées sont les premières projections WM1a. Des sections du substrat conducteur CS chacune prise en sandwich entre les premiers évidements TR1a agencés dans la direction Y sont des premières parties de paroi auxiliaire WS1a intégrant chacune des premières projections WM1a adjacentes.
De cette façon, dans le condensateur selon la première modification, les premiers évidements TR1a sont agencés non seulement dans la direction X mais aussi dans la direction Y de sorte que le nombre des premières parties de paroi auxiliaire est augmenté. En conséquence, les premières projections WM1a s’affaissent plus difficilement dans ce condensateur.
Le condensateur selon la première modification peut atteindre sensiblement la même capacité électrique que celle du condensateur 1 selon le premier mode de réalisation, et est difficile à gauchir.
En outre, dans le condensateur selon la première modification, des emplacements des premières parties de paroi auxiliaire WS1a sont différents entre deux rangées adjacentes formées chacune des premiers évidements TR1a. Ici, les « emplacements des premières parties de paroi auxiliaire » sont des emplacements dans la direction Y. Lorsque cette configuration est adoptée, il est possible de supprimer l’occurrence d’une grande variation de profondeur des premiers évidements TR1a, comme cela sera décrit ci-dessous.
Dans le procédé ci-dessus, la couche catalytique 80 est formée, par exemple, par placage. Dans ce cas, le matériau de la couche catalytique 80 est fourni par la solution de placage.
Dans une région où une proportion de l’aire des ouvertures dans la couche de masque 90 est petite, la quantité du matériau ci-dessus à fournir à la première surface exposée aux emplacements des ouvertures est plus grande qu’une région où la proportion de l’aire des ouvertures dans la couche de masque 90 est grande. Voilà pourquoi dans la région où la proportion de l’aire des ouvertures dans la couche de masque 90 est petite, la quantité des particules catalytiques 81 par aire unitaire de la couche catalytique 80 est plus grande que la région où la proportion de l’aire des ouvertures dans la couche de masque 90 est grande.
La quantité des particules catalytiques influe sur un taux de décapage. C’est-à-dire que plus la quantité de particules catalytiques est grande, plus le taux de décapage est élevé.
Dans le cas de l’adoption d’une structure dans laquelle les emplacements des premières parties de paroi auxiliaire WS1a coïncident entre les deux rangées adjacentes chacune formée des premiers évidements TR1a, une différence dans la proportion de l’aire des ouvertures dans la couche de masque 90 est grande entre des régions dans le voisinage des emplacements correspondant aux premières parties de paroi auxiliaire WS1a et les autres régions. Dans ce cas, une grande différence est donc produite dans la profondeur des premiers évidements TR1a entre les régions dans le voisinage des premières parties de paroi auxiliaire WS1a et les autres régions.
Dans l’agencement montré à la FIG. 7, les emplacements des premières parties de paroi auxiliaire WS1a sont différents entre deux rangées adjacentes chacune formée des premiers évidements TR1a. Ainsi, une différence dans la proportion de l’aire des ouvertures dans la couche de masque 90 entre les régions dans le voisinage des emplacements correspondant aux premières parties de paroi auxiliaire WS1a et les autres régions est plus petite que dans le cas où les emplacements des premières parties de paroi auxiliaire WS1a sont rendues à même de coïncider entre deux colonnes adjacentes chacune formée des premiers évidements TR1a. Lorsque l’agencement montré à la FIG. 7 est adopté, il est donc possible de réduire la variation de profondeur des premiers évidements TR1a.
De plus, dans le cas où l’agencement montré à la FIG. 7 est adopté, dans une formation de film à réaliser après que les premiers évidements TR1a ont été formés, par exemple, des matériaux déposés peuvent être fournis de façon plus uniforme. On peut ainsi obtenir une uniformité d’épaisseur de film élevée.
Les emplacements des premières parties de paroi auxiliaire WS1a peuvent coïncider entre deux colonnes adjacentes chacune formée des premiers évidements TR1a. Dans ce cas, la variation de profondeur des premiers évidements TR1a ne peut pas être autant réduite que dans le cas où l’agencement de la FIG. 7 est adopté. Cependant, il est possible de rendre difficile l’affaissement des premières projections WM1a.
Dans les premières sous-régions A1b également, un agencement similaire à celui décrit en référence à la FIG. 7 peut être adopté.
C’est-à-dire que, dans un tel agencement, les premiers évidements TR1b de chacune des premières sous-régions A1b sont des tranchées s’étendant chacune dans la direction X. Ces premiers évidements TR1b sont agencés de façon à former une pluralité de rangées dont chacune inclut deux ou plusieurs premiers évidements TR1b agencés dans la direction X et qui sont agencés dans la direction Y. Ensuite, des emplacements de sections du substrat conducteur CS chacune prise en sandwich entre les premiers évidements TR1b agencés dans la direction X sont rendues différentes entre deux rangées adjacentes chacune formée des premiers évidements TR1b.
Dans le cas où un tel agencement est adopté, il est possible d’amener l’affaissement des premières projections à moins se produire, de diminuer la variation de profondeur des premiers évidements TR1b, et d’obtenir une uniformité d’épaisseur de film élevée également dans les premières sous-régions A1b. Il est à noter que dans les premières sous-régions A1b, les emplacements des premières parties de paroi auxiliaire peuvent coïncider entre deux colonnes adjacentes chacune formée des premiers évidements TR1b.
(Deuxième modification)
La FIG. 8 est une vue en perspective d’un substrat conducteur inclus dans un condensateur selon une deuxième modification.
Le condensateur selon la deuxième modification est le même que le condensateur 1 selon le premier mode de réalisation, sauf que la structure qui suit est adoptée dans le substrat conducteur CS.
C’est-à-dire que, dans le condensateur selon la deuxième modification, chacune des premières sous-régions A1a est en outre dotée d’évidements G1a reliant chacun les premiers évidements TR1a qui sont adjacents dans la direction X. Ce faisant, dans chacune des premières sous-régions A1a, les premières projections WM1a forment une pluralité de rangées dont chacune est constituée par deux ou plusieurs premières projections WM1a agencées dans la direction Y et qui sont agencées dans la direction X.
Le condensateur selon la deuxième modification peut atteindre sensiblement la même capacité électrique que celle du condensateur 1 selon le premier mode de réalisation, et est difficile à gauchir.
De plus, dans le condensateur selon la deuxième modification, les premières projections WM1a sont divisées en une pluralité de sections par les évidements G1a. Ainsi, dans ce condensateur, les premières projections WM1a s’affaissent difficilement dans le cas d’une déformation tel un gauchissement, comparé au condensateur 1 selon le premier mode de réalisation.
Dans les premières sous-régions A1b également, un agencement similaire à celui décrit en référence à la FIG. 8 peut être adopté.
C’est-à-dire que, dans un tel agencement, chacune des premières sous-régions A1b est en outre dotée d’évidements reliant chacun les premiers évidements TR1b qui sont adjacents dans la direction Y. Ce faisant, dans chacune des premières sous-régions A1b, les premières projections forment une pluralité de rangées dont chacune est constituée par deux ou plusieurs premières projections agencées dans la direction X et qui sont agencées dans la direction Y.
Dans le cas où un tel agencement est adopté, il est possible de rendre difficile l’affaissement des premières projections en cas de déformation tel un gauchissement, également dans les premières sous-régions A1b.
(Troisième modification)
La FIG. 9 est une vue en perspective d’un substrat conducteur inclus dans un condensateur selon une troisième modification.
Le condensateur selon la troisième modification est le même que le condensateur selon la deuxième modification, sauf que la structure qui suit est adoptée dans le substrat conducteur CS. C’est-à-dire que, dans le condensateur selon la troisième modification, chacune des premières sous-régions A1a est en outre dotée des premières parties de paroi auxiliaire WS1a intégrant chacune les premières projections WM1a qui sont adjacentes dans la direction X.
Le condensateur selon la troisième modification peut atteindre sensiblement la même capacité électrique que celle du condensateur selon la deuxième modification, et est difficile à gauchir.
De plus, dans le condensateur selon la troisième modification, les premières projection WM1a sont divisées en plusieurs sections par les évidements G1a, et les premières parties de paroi auxiliaire WS1a sont en outre prévues. Ainsi, dans ce condensateur, les premières projections WM1a s’affaissent difficilement dans le cas d’une déformation tel un gauchissement.
Dans les premières sous-régions A1b également, un agencement similaire à celui décrit en référence à la FIG. 9 peut être adopté.
C’est-à-dire que, dans un tel agencement, chacune des premières sous-régions A1b est en outre dotée d’évidements reliant chacun les premiers évidements TR1b qui sont adjacents dans la direction Y. Ce faisant, dans chacune des premières sous-régions A1b, les premières projections forment une pluralité de rangées dont chacune est constituée par deux ou plusieurs premières projections agencées dans la direction X et qui sont agencées dans la direction Y. Ensuite, chacune des premières sous-régions A1b est en outre dotée des premières parties de parois auxiliaire intégrant chacune les premières projections qui sont adjacentes dans la direction Y.
Dans le cas où un tel agencement est adopté, les premières projections s’affaissent difficilement dans le cas d’une déformation tel un gauchissement également dans les premières sous-régions A1b.
(Quatrième modification)
La FIG. 10 est une vue de dessus montrant un exemple de relation entre un agencement de sous-régions et un agencement de tranchées. La FIG. 11 est une vue de dessus montrant un autre exemple de relation entre un agencement de sous-régions et un agencement de tranchées.
Une structure de la FIG. 10 est approximativement la même que la structure montrée à la FIG. 3. À la FIG. 10, les directions de longueur des premiers évidements TR1a et TR1b sont parallèles ou perpendiculaires à une limite entre les premières sous-régions A1a et A1b.
À la FIG. 11, en revanche, les directions de longueur des premiers évidements TR1a et TR1b sont inclinées par rapport à la limite entre les premières sous-régions A1a et A1b. Ensuite, un ensemble d’extrémités des premiers évidements TR1a prévus dans la première sous-région A1a et un ensemble d’extrémités des premiers évidements TR1b prévus dans la première sous-région A1b adjacente à celle-ci sont reliés entre eux. C’est-à-dire qu’un ensemble d’extrémités des premières projections WM1a prévues dans la première sous-région A1a et un ensemble d’extrémités des premières projections WM1b prévues dans la première sous-région A1b adjacente à celle-ci sont reliées entre elles. Dans la quatrième modification, un tel agencement est adopté.
L’une des premières projections WM1a et WM1b, dont les extrémités sont reliées l’une à l’autre, sert à éviter un affaissement de l’autre. De plus, lorsque l’agencement de la FIG. 11 est adopté, il est possible d’atteindre une capacité électrique plus grande que dans le cas où l’agencement de la FIG. 10 est adopté.
Ainsi, le condensateur selon la quatrième modification ne produira probablement pas un gauchissement ou un affaissement des premières projections de la même manière que le condensateur 1 selon le premier mode de réalisation. De plus, il est possible que le condensateur selon la quatrième modification puisse atteindre une capacité électrique plus grande que le condensateur 1 selon le premier mode de réalisation.
<Second mode de réalisation>
La FIG. 12 montre un condensateur selon un second mode de réalisation.
Le condensateur 1 montré à la FIG. 12 est le même que le condensateur 1 selon le premier mode de réalisation, sauf que la configuration qui suit est adoptée.
C’est-à-dire que la seconde surface principale S2 inclut une pluralité de secondes sous-régions. Chacune des secondes sous-régions est dotée d’une pluralité de seconds évidements présentant chacun une forme s’étendant dans une direction et agencés dans la direction de largeur. Une ou plusieurs secondes sous-régions et une ou plusieurs autres secondes sous-régions sont différentes dans la direction de longueur des seconds évidements.
Ici, la seconde surface principale S2 inclut une pluralité de secondes sous-régions A2a et A2b montrées aux FIG. 12 et 13. Les secondes sous-régions A2a et A2b sont agencées selon un motif de damier. C’est-à-dire que les secondes sous-régions A2a et A2b sont agencées en alternance dans la direction X. Chacune des secondes sous-régions A2a est adjacente à l’une des secondes sous-régions A2b dans la direction Y, comme le montre la FIG. 13. Spécifiquement, les secondes sous-régions A2a et A2b forment un réseau de deux rangées et trois colonnes en une section centrale de la seconde surface principale S2.
De plus, ici, les secondes sous-régions A2a et A2b sont agencées en des emplacements correspondant aux premières sous-régions A1a et A1b, respectivement. C’est-à-dire que des projections orthogonales des secondes sous-régions A2a et A2b jusque sur un plan perpendiculaire à la direction Z sont égales en emplacement à celles des premières sous-régions A1a et A1b jusque sur ce plan, respectivement.
Chacune des secondes sous-régions A2a est dotée d’une pluralité de seconds évidements TR2a. Dans chacune des secondes sous-régions A2a, les seconds évidements TR2a présentent chacun une forme s’étendant dans la direction X et sont agencés dans la direction Y. C’est-à-dire que, dans chacune des secondes sous-régions A2a, une pluralité de tranchées présentant chacune une forme s’étendant dans la direction X et agencées dans la direction Y sont prévues en tant que seconds évidements TR2a.
D’un autre côté, chacune des secondes sous-régions A2b est dotée d’une pluralité de seconds évidements TR2b. Dans chacune des secondes sous-régions A2b, les seconds évidements TR2b présentent chacun une forme s’étendant dans la direction Y et sont agencés dans la direction X. C’est-à-dire que, dans chacune des secondes sous-régions A2b, une pluralité de tranchées présentant chacune une forme s’étendant dans la direction Y et agencées dans la direction X sont prévues en tant que seconds évidements TR2b.
Ici, les directions de longueur des seconds évidements TR2a et TR2b sont orthogonales les unes aux autres, mais peuvent se croiser en diagonale. De plus, ici, les secondes sous-régions incluent deux types des secondes sous-régions A2a et A2b, qui sont différentes les unes des autres dans la direction de longueur des seconds évidements, mais les secondes sous-régions peuvent en outre inclure une ou plusieurs types des secondes sous-régions dans lesquelles la direction de longueur des seconds évidements est différente de ceux des secondes sous-régions A2a et A2b. En outre, le nombre de secondes sous-régions incluses dans la seconde surface principale S2 est de six, mais le nombre des secondes sous-régions peut être de deux ou plus.
De plus, la direction de longueur des premiers évidements TR1a et celle des seconds évidements TR2a sont orthogonales l’une à l’autre, mais peuvent se croiser en diagonale. De façon similaire, la direction de longueur des premiers évidements TR1b et celle des seconds évidements TR2b sont orthogonales l’une à l’autre, mais peuvent se croiser en diagonale.
Les seconds évidements TR2a sont espacés les uns des autres. Les seconds évidements TR2b sont également espacés les un des autres. Chacun des seconds évidements TR2b est espacé des seconds évidements TR2a.
Des sections du substrat conducteur CS chacune prise en sandwich entre l’un et l’autre des seconds évidements TR2a adjacents sont des secondes projections WM2a. Les secondes projections WM2a présentent chacune une forme s’étendant dans la direction X et sont agencées dans la direction Y. C’est-à-dire que chacune des secondes sous-régions A2a est dotée d’une pluralité de parties de paroi présentant chacune une forme s’étendant dans la direction X et la direction Z et agencées dans la direction Y en tant que secondes projections WM2a.
D’un autre côté, des sections du substrat conducteur CS chacune prise en sandwich entre l’un et l’autre des seconds évidements TR2b adjacents sont des secondes projections WM2b. Les secondes projections WM2b présentent chacune une forme s’étendant dans la direction Y et sont agencées dans la direction X. C’est-à-dire que chacune des secondes sous-régions A2b est dotée d’une pluralité de parties de paroi présentant chacune une forme s’étendant dans la direction Y et la direction Z et agencées dans la direction X en tant que secondes projections WM2b.
Des sections du substrat conducteur CS chacune prise en sandwich entre les seconds évidements TR2a et les seconds évidements TR2b en un emplacement de chaque limite entre la seconde sous-région A2a et la seconde sous-région A2b sont des secondes parties de paroi auxiliaire WS2. La seconde partie de paroi auxiliaire WS2 intègre des secondes projections adjacentes WM2a et intègre des secondes projections adjacentes WM2b, et sert à éviter un affaissement de celle-ci. Les seconds évidements TR2a et TR2b peuvent être agencés de façon à ne pas produire la seconde partie de paroi auxiliaire WS2.
Des dimensions pour les seconds évidements et les secondes projections se situent de préférence dans les plages décrites ci-dessus pour les premiers évidements et les premières projections, respectivement.
Une somme d’une profondeur d1 du premier évidement et d’une profondeur d2 du second évidement, d1 + d2, est supérieure ou égale à une épaisseur T du substrat conducteur CS. Si cette configuration est adoptée, les premiers évidements et les seconds évidements sont reliés les uns aux autres en des emplacements où ils se croisent pour former des trous traversants. Ici, les premiers évidements TR1a et les seconds évidements TR2a sont reliés les uns aux autres en des emplacements où ils se croisent pour former des trous traversants TH. De plus, les premiers évidements TR1b et les seconds évidements TR2b sont reliés les uns aux autres en des emplacements où ils se croisent pour former des trous traversants TH.
Un rapport de la somme d1 + d2 à l’épaisseur T, (d1 + d2)/T, se situe de préférence dans une plage de 1 à 1,4, et davantage de préférence dans une plage de 1,1 à 1,3. Du point de vue de l’augmentation de la capacité électrique, le rapport (d1 + d2)/T est de préférence grand. De plus, du point de vue de l’amélioration d’une liaison électrique entre des sections de la couche conductrice 20b qui sont situées sur des parois latérales et des surfaces inférieures des premiers évidements et des sections de la couche conductrice 20b qui sont situées sur des parois latérales et des surfaces inférieures des seconds évidements, le rapport (d1 + d2)/T est de préférence grand. Cependant, lorsque les profondeurs d1 et d2 sont augmentées, la résistance mécanique du condensateur 1 diminue.
Noter que le rapport (d1 + d2)/T peut être inférieur à 1. Dans ce cas, les premiers évidements et les seconds évidements ne forment pas les trous traversants aux emplacements où ils se croisent. Par conséquent, dans ce cas, en plus de fournir les premiers évidements et les seconds évidements, des trous traversants sont prévus en tout emplacement du substrat 10.
La profondeur d1 et la profondeur d2 peuvent être identiques ou différentes.
Une surface de la couche conductrice 20a constitue la première surface principale S1, la seconde surface principale S2, les parois latérales et les surfaces inférieures des premiers évidements TR1a et TR1b, et des parois latérales et des surfaces inférieures des seconds évidements TR2a et TR2b. La couche conductrice 20b recouvre la première surface principale S1, la seconde surface principale S2, les parois latérales et les surfaces inférieures des premiers évidements TR1a et TR1b, et les parois latérales et les surfaces inférieures des seconds évidements TR2a et TR2b.
Ce condensateur 1 inclut en outre une couche isolante 50. La couche isolante 50 recouvre une section de la couche conductrice 20b qui est située sur le côté de la seconde surface principale S2. La couche isolante 50 peut présenter une structure monocouche ou une structure multicouche. Chaque couche constituant la couche isolante 50 est faite, par exemple, d’un isolant inorganique tels le nitrure de silicium et l’oxyde de silicium, ou d’un isolant organique tels un polyimide et une résine novolaque.
Dans ce condensateur 1, la structure empilée incluant la couche diélectrique 30 et la couche conductrice 20b est prévue non seulement sur la première surface principale S1 et dans les premiers évidements TR1a et TR1b mais aussi sur la seconde surface principale S2 et dans les seconds évidements TR2a et TR2b. Ainsi, ce condensateur 1 peut atteindre une plus grande capacité électrique.
De plus, dans ce condensateur 1, une pluralité de premières sous-régions A1a et A1b sont agencées sur la première surface principale S1, et les directions de longueur des premiers évidements TR1a et TR1b prévus dans les premières sous-régions A1a et A1b, respectivement, sont rendues différentes. Un tel agencement évite le gauchissement du substrat conducteur CS. De plus, dans ce condensateur 1, une pluralité de secondes sous-régions A2a et A2b sont agencées sur la seconde surface principale S2, et les directions de longueur des seconds évidements TR2a et TR2b prévus dans les secondes sous-régions A2a et A2b, respectivement, sont rendues différentes. Un tel agencement évite également le gauchissement du substrat conducteur CS. Ensuite, dans ce condensateur 1, les évidements étant prévus tant sur la première surface principale S1 que sur la seconde surface principale S2, un gauchissement peut difficilement se produire en raison de la différence de forme des surfaces.
C’est-à-dire que ce condensateur 1 peut atteindre une grande capacité électrique, et est difficile à gauchir.
De plus, ce condensateur 1 est facile à fabriquer comme cela sera décrit ci-dessous.
Dans ce condensateur 1, la direction de longueur des premiers évidements TR1a prévus dans chacune des premières sous-régions A1a et celle des seconds évidements TR2a prévus dans la seconde sous-région A2a correspondant à la première sous-région A1a ci-dessus se croisent, et la somme de leurs profondeurs est supérieure ou égale à l’épaisseur du substrat conducteur CS. De plus, dans ce condensateur 1, la direction de longueur des premiers évidements TR1b prévus dans chacune des premières sous-régions A1b et celle des seconds évidements TR2b prévus dans la seconde sous-région A2b correspondant à la première sous-région A1b ci-dessus se croisent, et une somme de leurs profondeurs est supérieure ou égale à l’épaisseur du substrat conducteur CS. Ainsi, lorsque les premiers évidements TR1a et TR1b et les seconds évidements TR2a et TR2b sont formés, les trous traversants TH montrés à la FIG. 13 sont produits aux emplacements où ils se croisent. Par conséquent, il n’est pas nécessaire de réaliser en outre une étape de formation de trous traversants en plus de l’étape de formation des premiers évidements TR1a et TR1b et des seconds évidements TR2a et TR2b.
Ensuite, dans ce condensateur 1, une liaison électrique entre les sections de la structure empilée ci-dessus qui sont situées sur la première surface principale S1 et les sections de la structure empilée ci-dessus qui sont situées sur la seconde surface principale S2 est réalisée à l’aide des trous traversants TH. Ainsi, tant la première électrode interne 70a que la seconde électrode interne 70b peuvent être agencées sur un côté du condensateur 1. Le condensateur 1 adoptant une telle configuration peut être fabriqué en un nombre relativement restreint d’étapes de processus.
En outre, dans ce condensateur 1, tant la première électrode interne 70a que la seconde électrode interne 70b sont agencées sur un côté du condensateur 1. Ainsi, la première électrode externe 70c et la seconde électrode externe 70d peuvent également être agencées sur un côté du condensateur 1. Le condensateur 1 adoptant une telle configuration peut être facilement monté sur un panneau de câblage, etc.
Diverses modifications peuvent également être apportées à ce condensateur 1. Par exemple, dans ce condensateur 1, l’une quelconque des structures décrites dans les première à quatrième modifications peut être adoptée pour au moins l’une parmi la première surface principale S1 et la seconde surface principale S2.
Si certains modes de réalisation ont été décrits, ils ont été présentés à titre d’exemple uniquement et n’ont pas pour objectif de limiter la portée des inventions. En effet, les modes de réalisation novateurs décrits ici peuvent être réalisés sous diverses autres formes ; en outre, diverses omissions, substitutions et changements de la forme des modes de réalisation décrits ici peuvent être effectués sans se départir de l’esprit des inventions. Les revendications les accompagnant et leurs équivalents sont destinés à couvrir de telles formes ou modifications comme relevant de la portée et de l’esprit des inventions.

Claims (8)

1. Condensateur comprenant :
un substrat conducteur présentant une première surface principale et une seconde surface principale, la première surface principale incluant une pluralité de premières sous-régions, chacune des premières sous-régions étant dotée d’une pluralité de premiers évidements ou de premières projections présentant chacun une forme s’étendant dans une direction et agencés dans une direction de largeur de celles-ci, et une ou plusieurs des premières sous-régions et une ou plusieurs des premières sous-régions étant différentes les unes des autres dans une direction de longueur des premiers évidements ou premières saillies ;
une couche conductrice recouvrant des parois latérales et des surfaces inférieures des premiers évidements ou des parois latérales et des surfaces supérieures des premières projections ; et
une couche diélectrique intercalée entre le substrat conducteur et la couche conductrice.
Condensateur selon la revendication 1, dans lequel les une ou plusieurs des premières sous-régions et les une ou plusieurs autres des autres premières sous-régions sont agencées selon un motif en damier.
Condensateur selon la revendication 1 ou 2, dans lequel une ou plusieurs des premières sous-régions sont dotées d’une pluralité de tranchées en tant que premiers évidements.
Condensateur selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel une pluralité de parties de paroi sont prévues en tant que premières projections dans une ou plusieurs des premières sous-régions.
Condensateur selon la revendication 1 ou 2, dans lequel
une ou plusieurs des premières sous-régions sont dotées d’une pluralité de tranchées en tant que premiers évidements, les tranchées formant une pluralité de rangées agencées dans une direction de largeur et constituées chacune par deux ou plusieurs tranchées agencées dans la direction de longueur dans chacune des une ou plusieurs premières sous-régions dotées des tranchées, ou
une ou plusieurs des premières sous-régions sont dotées d’une pluralité de parties de paroi en tant que premières projections, les parties de paroi adjacentes dans une direction de largeur étant reliées les unes aux autres dans chacune des une ou plusieurs des premières sous-régions dotées des parties de paroi.
Condensateur selon l’une quelconque des revendications 1 à 5, dans lequel la seconde surface principale comprend une pluralité de secondes sous-régions, chacune des secondes sous-régions est dotée d’une pluralité de seconds évidements ou de secondes projections présentant chacun une forme s’étendant dans une direction et agencés dans une direction de largeur de celles-ci, une ou plusieurs des secondes sous-régions et une ou plusieurs autres des secondes sous-régions sont différentes les unes des autres dans une direction de longueur des seconds évidements ou des secondes projections, et la couche conductrice recouvre en outre des parois latérales et des surfaces inférieures des seconds évidements ou des parois latérales et des surfaces supérieures des secondes projections.
Condensateur selon la revendication 6, dans lequel les une ou plusieurs des secondes sous-régions et les une ou plusieurs autres des secondes sous-régions sont agencées selon un motif en damier.
Condensateur selon la revendication 6 ou 7, dans lequel la direction de longueur des premiers évidements ou des premières projections dans chacune des premières sous-régions est orthogonale à la direction de longueur des seconds évidements ou des premières projections dans les secondes sous-régions disposés en un emplacement correspondant à la première sous-région.
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