JP2001223329A - 薄膜回路を備えるモジュール、薄膜回路を備えるモジュールの製造方法および薄膜回路 - Google Patents
薄膜回路を備えるモジュール、薄膜回路を備えるモジュールの製造方法および薄膜回路Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 絶縁材料から形成された基板上に受動部品ま
たは受動および能動部品を含む、わずかな空間しか必要
としない薄膜回路を備えるモジュールを提供する。 【解決手段】 本発明には薄膜回路を備えるモジュール
が記載されている。薄膜回路を備えるモジュールを実現
するために、コンデンサ、またはコンデンサおよび抵抗
器、またはコンデンサ、抵抗器およびインダクタが、絶
縁材料の基板(1)上で導電体トラックに隣接して直接
備えられている。受動素子を部分的または完全に集積す
ることでわずかな空間しか必要としないモジュールが生
み出せる。
たは受動および能動部品を含む、わずかな空間しか必要
としない薄膜回路を備えるモジュールを提供する。 【解決手段】 本発明には薄膜回路を備えるモジュール
が記載されている。薄膜回路を備えるモジュールを実現
するために、コンデンサ、またはコンデンサおよび抵抗
器、またはコンデンサ、抵抗器およびインダクタが、絶
縁材料の基板(1)上で導電体トラックに隣接して直接
備えられている。受動素子を部分的または完全に集積す
ることでわずかな空間しか必要としないモジュールが生
み出せる。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、絶縁材料から形成
された基板上に薄膜回路を備えるモジュールと、薄膜回
路を備えるモジュールを製造する方法と、薄膜回路とに
関する。
された基板上に薄膜回路を備えるモジュールと、薄膜回
路を備えるモジュールを製造する方法と、薄膜回路とに
関する。
【0002】
【従来の技術】数多くの電子デバイスの開発において
は、以下の傾向が特徴としてあげられる。すなわち、微
小化、機能を拡張しながらの価格の低下または少なくと
も維持、信頼性の増大、およびエネルギ消費の低下であ
る。受動素子の数は、例えばTVセットまたはビデオレ
コーダなどの多くの家庭用電子機器の部品の数の70%
に至ることが経験から判明している。しかし、移動電話
の分野における飛躍的な発展やコードレス電話機器の縮
小化の進展により個々の部品には一層厳しい要件が課さ
れている。
は、以下の傾向が特徴としてあげられる。すなわち、微
小化、機能を拡張しながらの価格の低下または少なくと
も維持、信頼性の増大、およびエネルギ消費の低下であ
る。受動素子の数は、例えばTVセットまたはビデオレ
コーダなどの多くの家庭用電子機器の部品の数の70%
に至ることが経験から判明している。しかし、移動電話
の分野における飛躍的な発展やコードレス電話機器の縮
小化の進展により個々の部品には一層厳しい要件が課さ
れている。
【0003】微小化を推し進める道程における一工程
は、いわゆるSMD技術によりもたらされる。この技術
は、導体ストリップを備えたプリント回路板またはセラ
ミック基板の表面に直接実装されている微小化部品(S
MDs:Surface Mounted Devices(表面実装デバイ
ス))に基づいている。SMDは、それらに相当する従
来のワイヤを備えた部品よりもかなり小さい。首尾一貫
して使用されている場合には、回路の表面または空間上
の要件および重さは1/2または1/3だけ減少する。
より小さなプリント回路板が使用できるので、SMD技
術を最適に適用することにより価格も下げられる。
は、いわゆるSMD技術によりもたらされる。この技術
は、導体ストリップを備えたプリント回路板またはセラ
ミック基板の表面に直接実装されている微小化部品(S
MDs:Surface Mounted Devices(表面実装デバイ
ス))に基づいている。SMDは、それらに相当する従
来のワイヤを備えた部品よりもかなり小さい。首尾一貫
して使用されている場合には、回路の表面または空間上
の要件および重さは1/2または1/3だけ減少する。
より小さなプリント回路板が使用できるので、SMD技
術を最適に適用することにより価格も下げられる。
【0004】今日、移動電話の高周波装置用のパワーア
ンプモジュールは、この技術によって製造されている。
導体ストリップは印刷工程で基板に備えられる。基板
は、例えばアンプなどの能動部品、並びに、例えば抵抗
器、コンデンサおよびインダクタなどの受動部品用の担
体としての役割を果たしている。その場合には、能動部
品は、ボンディング方法によりICの形態を取って固定
され、受動部品は、SMD部品として基板上にはんだ付
けされている。
ンプモジュールは、この技術によって製造されている。
導体ストリップは印刷工程で基板に備えられる。基板
は、例えばアンプなどの能動部品、並びに、例えば抵抗
器、コンデンサおよびインダクタなどの受動部品用の担
体としての役割を果たしている。その場合には、能動部
品は、ボンディング方法によりICの形態を取って固定
され、受動部品は、SMD部品として基板上にはんだ付
けされている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、微小化
をさらに進めると、受動SMD部品の製造、取扱いおよ
び取付けもますます難しくなる。これは、集積受動部品
(IPC)を使用することで回避可能である。この技術
では、抵抗器(R)、コンデンサ(C)、インダクタ
(L)などの受動部品が一体型基礎回路およびシステム
に結合されている。いわゆる薄膜回路は、絶縁材料から
形成された担体板上のマスクにより薄膜技術を使用して
確保される。こうした回路は高度に縮小したプリント回
路に等しい。薄膜回路の製造法は既知であり、一般に、
一貫した被覆および構造化処理により達成される。薄膜
回路を実現するために形状、組成および厚みが多様な層
が備えられている。こうした薄膜回路は、複数の抵抗器
と、コンデンサおよび/またはインダクタの組合せから
構成される。
をさらに進めると、受動SMD部品の製造、取扱いおよ
び取付けもますます難しくなる。これは、集積受動部品
(IPC)を使用することで回避可能である。この技術
では、抵抗器(R)、コンデンサ(C)、インダクタ
(L)などの受動部品が一体型基礎回路およびシステム
に結合されている。いわゆる薄膜回路は、絶縁材料から
形成された担体板上のマスクにより薄膜技術を使用して
確保される。こうした回路は高度に縮小したプリント回
路に等しい。薄膜回路の製造法は既知であり、一般に、
一貫した被覆および構造化処理により達成される。薄膜
回路を実現するために形状、組成および厚みが多様な層
が備えられている。こうした薄膜回路は、複数の抵抗器
と、コンデンサおよび/またはインダクタの組合せから
構成される。
【0006】広範に渡る様々な受動部品と能動部品を備
えた回路は、特殊な機能(例えば、フィルタリング機
能)を有する能動部品にディスクリート(SMD)部品
を組み合わせることで簡単に実現可能である。しかし、
SMD部品には、すべて個別にはんだ付けしなければな
らないという欠点がある。はんだスポットのために広い
表面積が必要になり、このため回路は非常にかさばった
ものになってしまう。
えた回路は、特殊な機能(例えば、フィルタリング機
能)を有する能動部品にディスクリート(SMD)部品
を組み合わせることで簡単に実現可能である。しかし、
SMD部品には、すべて個別にはんだ付けしなければな
らないという欠点がある。はんだスポットのために広い
表面積が必要になり、このため回路は非常にかさばった
ものになってしまう。
【0007】本発明の目的は、絶縁材料から形成された
基板上に受動部品または受動部品および能動部品を含
み、わずかな空間しか必要としない薄膜回路を備えるモ
ジュールを提供することにある。
基板上に受動部品または受動部品および能動部品を含
み、わずかな空間しか必要としない薄膜回路を備えるモ
ジュールを提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】この目的は、少なくとも
1つの受動素子を含み、絶縁材料から形成された基板上
に形成された薄膜回路を備えるモジュールであって、上
記素子が、第1の構造化された導電層と、誘電体と、第
2の導電層と、保護層と、を少なくとも有し、上記モジ
ュールを貫通する少なくとも1つのコンタクトホール
と、上記モジュールと上記コンタクトホールとを覆う金
属化層と、をさらに備えるモジュール、により達成され
る。
1つの受動素子を含み、絶縁材料から形成された基板上
に形成された薄膜回路を備えるモジュールであって、上
記素子が、第1の構造化された導電層と、誘電体と、第
2の導電層と、保護層と、を少なくとも有し、上記モジ
ュールを貫通する少なくとも1つのコンタクトホール
と、上記モジュールと上記コンタクトホールとを覆う金
属化層と、をさらに備えるモジュール、により達成され
る。
【0009】導体ストリップだけでなくコンデンサなど
の少なくとも1つの受動素子が薄膜回路内で基板上に備
えられる。受動素子をこのように直接集積化することに
より、空間要件が大幅に縮小された薄膜回路全体を実現
することが可能になる。
の少なくとも1つの受動素子が薄膜回路内で基板上に備
えられる。受動素子をこのように直接集積化することに
より、空間要件が大幅に縮小された薄膜回路全体を実現
することが可能になる。
【0010】特に好ましい実施態様では、上記基板と上
記第1の構造化された導電層との間に抵抗層が設けられ
る。これにより、上記薄膜回路は、少なくとも1つの抵
抗器を含む。
記第1の構造化された導電層との間に抵抗層が設けられ
る。これにより、上記薄膜回路は、少なくとも1つの抵
抗器を含む。
【0011】絶縁材料から形成された上記基板は、セラ
ミック材料、ガラス−セラミック材料、ガラス材料、ま
たはガラスもしくは有機材料から形成された平坦化層を
有するセラミック材料を含むことが好ましい。
ミック材料、ガラス−セラミック材料、ガラス材料、ま
たはガラスもしくは有機材料から形成された平坦化層を
有するセラミック材料を含むことが好ましい。
【0012】上記の材料から形成される基板は、安価に
製造でき、上記の部品の処理コストは低く保てる。この
場合、上記基板は、ディスクリート部品とIC用の担体
を構成する。
製造でき、上記の部品の処理コストは低く保てる。この
場合、上記基板は、ディスクリート部品とIC用の担体
を構成する。
【0013】絶縁材料から形成された上記基板は、Al
2O3、ガラス、または、ガラスから形成された平坦化
層もしくは有機材料から形成された平坦化層を有するA
l2O3を含むことが特に好ましい。
2O3、ガラス、または、ガラスから形成された平坦化
層もしくは有機材料から形成された平坦化層を有するA
l2O3を含むことが特に好ましい。
【0014】これらの材料は薄膜技術に適合しており、
表面の凹凸も許容可能である。Al 2O3は、その機構
上の安定性と熱電導性のために、基板として特に適して
いる。
表面の凹凸も許容可能である。Al 2O3は、その機構
上の安定性と熱電導性のために、基板として特に適して
いる。
【0015】上記基板と上記第1の構造化された導電層
との間、または上記基板と上記抵抗層との間に、バリア
層が設けられると、さらに好ましい。
との間、または上記基板と上記抵抗層との間に、バリア
層が設けられると、さらに好ましい。
【0016】コンデンサの短絡または高周波数特性の劣
化につながる、上記誘電体の作用と導電層の表面の粗さ
とは、バリア層により防ぐことができる。
化につながる、上記誘電体の作用と導電層の表面の粗さ
とは、バリア層により防ぐことができる。
【0017】上記第1の構造化された導電層と上記第2
の構造化された導電層は、Cu、Cuを添加したAl、
Mgを添加したAl、Siを添加したAl、またはCu
とSiを添加したAlを含むと好適である。
の構造化された導電層は、Cu、Cuを添加したAl、
Mgを添加したAl、Siを添加したAl、またはCu
とSiを添加したAlを含むと好適である。
【0018】上記抵抗層は、NixCryAlz(0≦
x≦1、0≦y≦1、0≦z≦1)、SixCryOz
(0≦x≦1、0≦y≦1、0≦z≦1)、SixCr
yN z(0≦x≦1、0≦y≦1、0≦z≦1)、Cu
xNiy(0≦x≦1、0≦y≦1)、またはTixW
y(0≦x≦1、0≦y≦1)を含むことがさらに好ま
しい。
x≦1、0≦y≦1、0≦z≦1)、SixCryOz
(0≦x≦1、0≦y≦1、0≦z≦1)、SixCr
yN z(0≦x≦1、0≦y≦1、0≦z≦1)、Cu
xNiy(0≦x≦1、0≦y≦1)、またはTixW
y(0≦x≦1、0≦y≦1)を含むことがさらに好ま
しい。
【0019】これらの材料は、薄膜回路において各層が
満たすべき機能に応じて、例えばウエットエッチング工
程とドライエッチング工程とを組み合わせたリソグラフ
処理によって堆積された後に、構造化される。
満たすべき機能に応じて、例えばウエットエッチング工
程とドライエッチング工程とを組み合わせたリソグラフ
処理によって堆積された後に、構造化される。
【0020】上記誘電体は、Si3N4、SiO2、S
ixOyNz(0≦x≦1、0≦y≦1、0≦z≦
1)、SixCryOz(0≦x≦1、0≦y≦1、0
≦z≦1)またはTa2O5を含むと一層有益である。
ixOyNz(0≦x≦1、0≦y≦1、0≦z≦
1)、SixCryOz(0≦x≦1、0≦y≦1、0
≦z≦1)またはTa2O5を含むと一層有益である。
【0021】これらの材料の相対誘電定数は全てεr>
4であり、これにより、小さな寸法での高容量値が可能
になる。
4であり、これにより、小さな寸法での高容量値が可能
になる。
【0022】上記保護層は、無機材料を含むことが好ま
しい。
しい。
【0023】上記保護層は、機構上の負荷や湿気による
腐食から直下の層を保護する。
腐食から直下の層を保護する。
【0024】上記構造化された金属層は、基礎層と被覆
層を含むとさらに好ましい。
層を含むとさらに好ましい。
【0025】この実施態様では、上記基礎層は、上記構
造化された金属化層の上記被覆層を電気化学的に堆積さ
せるための核生成層(nucleating layer)として作用す
る。
造化された金属化層の上記被覆層を電気化学的に堆積さ
せるための核生成層(nucleating layer)として作用す
る。
【0026】上記ディスクリート部品は、上記基板の上
記薄膜回路とは反対の側に備えると非常に好ましい。
記薄膜回路とは反対の側に備えると非常に好ましい。
【0027】ウェーハを両側で利用することにより、実
装密度をさらに向上させることができる。
装密度をさらに向上させることができる。
【0028】本発明は、さらに、少なくとも1つの受動
素子を含み、絶縁基板上の薄膜回路を備えるモジュール
を製造する方法に関し、第1の導電層を基板上に堆積さ
せて構造化し、上記第1の構造化された導電層上に誘電
体を堆積させ、第2の導電層を上記誘電体上に堆積させ
て構造化し、上記第2の構造化された導電層上に保護層
を設け、上記誘電体と上記保護層を構造化し、上記モジ
ュールを貫通する少なくとも1つのコンタクトホールを
形成し、上記モジュールと上記コンタクトホールを覆う
ように構造化した金属化層を設けることを特徴とする。
素子を含み、絶縁基板上の薄膜回路を備えるモジュール
を製造する方法に関し、第1の導電層を基板上に堆積さ
せて構造化し、上記第1の構造化された導電層上に誘電
体を堆積させ、第2の導電層を上記誘電体上に堆積させ
て構造化し、上記第2の構造化された導電層上に保護層
を設け、上記誘電体と上記保護層を構造化し、上記モジ
ュールを貫通する少なくとも1つのコンタクトホールを
形成し、上記モジュールと上記コンタクトホールを覆う
ように構造化した金属化層を設けることを特徴とする。
【0029】特に好ましい実施態様において、第1工程
は、バリア層を上記基板上に積層することである。
は、バリア層を上記基板上に積層することである。
【0030】特に好適な実施態様では、抵抗層を最初
に、上記基板上または上記バリア層上に設けて構造化す
る。
に、上記基板上または上記バリア層上に設けて構造化す
る。
【0031】上記コンタクトホールは、第1工程とし
て、または上記保護層を備えた後で、形成するとさらに
好ましい。
て、または上記保護層を備えた後で、形成するとさらに
好ましい。
【0032】製造工程に応じて、上記コンタクトホール
は、保護層を備えた後に形成しても良いし、また、導体
ストリップおよび受動集積部品を薄膜技術により備える
前に予め形成しても良い。
は、保護層を備えた後に形成しても良いし、また、導体
ストリップおよび受動集積部品を薄膜技術により備える
前に予め形成しても良い。
【0033】上記構造化した金属化層を製造するため
に、第1に、上記モジュールを覆うように、かつ、上記
コンタクトホール内に基礎層を堆積させ、次いで、フォ
トレジストの層を上記基礎層上に堆積させ、上記金属化
層の所望の構造に応じて構造化し、被覆層を上記基礎層
上に堆積させ、上記フォトレジストと、上記基礎層の所
定の部分とを除去することが好ましい。
に、第1に、上記モジュールを覆うように、かつ、上記
コンタクトホール内に基礎層を堆積させ、次いで、フォ
トレジストの層を上記基礎層上に堆積させ、上記金属化
層の所望の構造に応じて構造化し、被覆層を上記基礎層
上に堆積させ、上記フォトレジストと、上記基礎層の所
定の部分とを除去することが好ましい。
【0034】本発明はまた、少なくとも1つの受動部品
を有する、絶縁材料から形成された基板上の薄膜回路に
関し、上記部品は、第1の構造化された導電層と、誘電
体と、第2の導電層と、保護層と、を少なくとも含み、
上記基板を貫通する少なくとも1つのコンタクトホール
と、上記保護層と上記コンタクトホールとを覆う構造化
された金属化層と、をさらに備える。
を有する、絶縁材料から形成された基板上の薄膜回路に
関し、上記部品は、第1の構造化された導電層と、誘電
体と、第2の導電層と、保護層と、を少なくとも含み、
上記基板を貫通する少なくとも1つのコンタクトホール
と、上記保護層と上記コンタクトホールとを覆う構造化
された金属化層と、をさらに備える。
【0035】以下、5枚の図面と3つの実施例を参照し
ながら本発明をより詳細に説明する。
ながら本発明をより詳細に説明する。
【0036】
【発明の実施の形態】図1において、薄膜回路を有する
モジュールは、基板1を備える。基板1は、例えばセラ
ミック材料、ガラス−セラミック材料、ガラス材料、ま
たは、ガラス材料もしくは有機材料から形成された平坦
化層を有するセラミック材料を含む。基板1は、Al2
O3、ガラス、または、ガラス、ポリアミドもしくはポ
リベンゾシクロブテン(polybenzocyclobutene)から形
成された平坦化層を有するAl 2O3を含むことが好ま
しい。この基板1上に、例えばSi3N4を含むバリア
層8を備えても良い。抵抗層7は、基板1上またはバリ
ア層8上に堆積させられ構造化される。この構造化され
た抵抗層7は、例えば、NixCryAlz(0≦x≦
1、0≦y≦1、0≦z≦1)、SixCryOz(0
≦x≦1、0≦y≦1、0≦z≦1)、SixCryN
z(0≦x≦1、0≦y≦1、0≦z≦1)、CuxN
iy(0≦x≦1、0≦y≦1)またはTixWy(0
≦x≦1、0≦y≦1)を含むと良い。第1導電層2
は、この抵抗層7上に形成され構造化される。誘電体3
は、この構造化された第1の導電性層L上にあり、通常
は基板1の表面全体を覆うが、直下にある第1の構造化
された導電層2へのビアをなすように、特定の場所にの
み位置するように中断される。誘電体3は、例えば、S
i3N4、SiO2、SixOyNz(0≦x≦1、0
≦y≦1、0≦z≦1)またはTa2O5を含むと良
い。第2の導電層4は、誘電体3上に堆積させられ構造
化される。第1の導電層2と第2の導電層4は、例え
ば、Cu、Al、Cuを数パーセント添加したAl、S
iを数パーセント添加したAl、Mgを数パーセント添
加したAl、またはCuとSiを数パーセント添加した
Alを含むと良い。無機材料、例えばSiO2、Si3
N4またはSixOyNz(0≦x≦1、0≦y≦1、
0≦z≦1)などから形成され構造化された保護層5
は、基板1の表面全体上にある。しかしながら、これに
代えて、例えばポリアミドやポリベンゾシクロブテンな
どの有機材料を使用しても良い。薄膜回路を備えるモジ
ュールは、少なくとも1つのコンタクトホール6をさら
に有する。モジュールおよびコンタクトホール6は構造
化された金属化層で囲まれる。この金属化層には基礎層
9が含まれる。一つまたは複数の他の金属化層を基礎層
9上に形成すると好適である。この場合、基礎層9は、
例えば、Cr/Cuを含み、被覆層11を電気化学的に
堆積させるための核生成層として作用する。被覆層11
は、例えばCu/N1/Auを含む。
モジュールは、基板1を備える。基板1は、例えばセラ
ミック材料、ガラス−セラミック材料、ガラス材料、ま
たは、ガラス材料もしくは有機材料から形成された平坦
化層を有するセラミック材料を含む。基板1は、Al2
O3、ガラス、または、ガラス、ポリアミドもしくはポ
リベンゾシクロブテン(polybenzocyclobutene)から形
成された平坦化層を有するAl 2O3を含むことが好ま
しい。この基板1上に、例えばSi3N4を含むバリア
層8を備えても良い。抵抗層7は、基板1上またはバリ
ア層8上に堆積させられ構造化される。この構造化され
た抵抗層7は、例えば、NixCryAlz(0≦x≦
1、0≦y≦1、0≦z≦1)、SixCryOz(0
≦x≦1、0≦y≦1、0≦z≦1)、SixCryN
z(0≦x≦1、0≦y≦1、0≦z≦1)、CuxN
iy(0≦x≦1、0≦y≦1)またはTixWy(0
≦x≦1、0≦y≦1)を含むと良い。第1導電層2
は、この抵抗層7上に形成され構造化される。誘電体3
は、この構造化された第1の導電性層L上にあり、通常
は基板1の表面全体を覆うが、直下にある第1の構造化
された導電層2へのビアをなすように、特定の場所にの
み位置するように中断される。誘電体3は、例えば、S
i3N4、SiO2、SixOyNz(0≦x≦1、0
≦y≦1、0≦z≦1)またはTa2O5を含むと良
い。第2の導電層4は、誘電体3上に堆積させられ構造
化される。第1の導電層2と第2の導電層4は、例え
ば、Cu、Al、Cuを数パーセント添加したAl、S
iを数パーセント添加したAl、Mgを数パーセント添
加したAl、またはCuとSiを数パーセント添加した
Alを含むと良い。無機材料、例えばSiO2、Si3
N4またはSixOyNz(0≦x≦1、0≦y≦1、
0≦z≦1)などから形成され構造化された保護層5
は、基板1の表面全体上にある。しかしながら、これに
代えて、例えばポリアミドやポリベンゾシクロブテンな
どの有機材料を使用しても良い。薄膜回路を備えるモジ
ュールは、少なくとも1つのコンタクトホール6をさら
に有する。モジュールおよびコンタクトホール6は構造
化された金属化層で囲まれる。この金属化層には基礎層
9が含まれる。一つまたは複数の他の金属化層を基礎層
9上に形成すると好適である。この場合、基礎層9は、
例えば、Cr/Cuを含み、被覆層11を電気化学的に
堆積させるための核生成層として作用する。被覆層11
は、例えばCu/N1/Auを含む。
【0037】さらに、モジュールの相対する両側に給電
接点を固定すると良い。給電接点としては、Cr/C
u、Ni/SnまたはCr/Cu、Cu/Ni/Snま
たはCr/Ni、Pb/Snから形成された電気メッキ
SMDの端部接点、バンプ端部接点、Cr/Cu、Cu
/Ni/Auから形成された胸壁(castellation)構
成、Snのボールもしくはその上に配置されたPbSn
合金を有するCr/Cu/Niを含むボールグリッドア
レイ、またはCr/Cuのランドグリッドアレイが使用
できる。
接点を固定すると良い。給電接点としては、Cr/C
u、Ni/SnまたはCr/Cu、Cu/Ni/Snま
たはCr/Ni、Pb/Snから形成された電気メッキ
SMDの端部接点、バンプ端部接点、Cr/Cu、Cu
/Ni/Auから形成された胸壁(castellation)構
成、Snのボールもしくはその上に配置されたPbSn
合金を有するCr/Cu/Niを含むボールグリッドア
レイ、またはCr/Cuのランドグリッドアレイが使用
できる。
【0038】薄膜回路を備えたこのようなモジュール
は、例えば、移動電話の高周波装置用のパワーアンプの
製造に使用可能である。
は、例えば、移動電話の高周波装置用のパワーアンプの
製造に使用可能である。
【0039】薄膜回路を備えるモジュールを製造する際
に、例えばS3N4を含むバリア層8は、基板1上に図
2の処理工程Iで堆積させると良い。この基板1は、例
えば、セラミック材料、ガラス−セラミック材料、ガラ
ス材料、ガラスから形成される平坦化層を有するセラミ
ック材料、または、例えばポリアミドもしくはポリベン
ゾシクロブテンなどの有機材料から形成される平坦化層
を有するセラミック材料を含む。抵抗層7は、バリア層
8またはこれと代替的に基板1上に堆積させられ構造化
すると良い(図2の工程II)。抵抗層7は、例えば、N
ixCryAl z(0≦x≦1、0≦y≦1、0≦z≦
1)、SixCryOz(0≦x≦1、0≦y≦1、0
≦z≦1)、SixCryNz(0≦x≦1、0≦y≦
1、0≦z≦1)、CuxNiy(0≦x≦1、0≦y
≦1)またはTixWy(0≦x≦1、0≦y≦1)を
含むと良い。第1の導電層2は、バリア層8上またはこ
れと代替的に基板1上および抵抗層7の一部の上に堆積
させ、構造化する(図2の工程III)。誘電体3は、基
板1の表面全体を覆うように堆積させる(図2の工程I
V)。誘電体3は、Si3N4、SiO2、SixOy
Nz(0≦x≦1、0≦y≦1、0≦z≦1)またはT
a2O5を含むことが好ましい。図3の工程Iでは、第
2の導電層4を誘電体3上に引き続き堆積させて構造化
する。第1の導電層2と第2の導電層4は、例えば、C
u、Al、Cuを数パーセント添加したAl、Siを数
パーセント添加したAl、Mgを数パーセント添加した
Al、またはCuおよびSiを数パーセント添加したA
lを含むと良い。図3の工程IIでは、無機材料から形成
される保護層5が薄膜回路全体にわたって設けられる。
使用可能な無機材料は、例えば、Si3N4、SiO2
またはSixOyNz(0≦x≦1、0≦y≦1、0≦
z≦1)である。これに代えて、有機材料、例えばポリ
ベンゾシクロブテンやポリアミドなどを保護層の材料と
して使用することもできる。その後、保護層5と誘電体
3を構造化する(図3の工程III)。これは、感光材料
の場合にはフォトリソグラフィ処理により、またはこれ
と代替的にウェットケミカルエッチングまたはドライエ
ッチングにより実施可能である。さらに、基板1を貫通
する少なくとも1つのコンタクトホール6をレーザによ
り形成する(図3の工程IV)。
に、例えばS3N4を含むバリア層8は、基板1上に図
2の処理工程Iで堆積させると良い。この基板1は、例
えば、セラミック材料、ガラス−セラミック材料、ガラ
ス材料、ガラスから形成される平坦化層を有するセラミ
ック材料、または、例えばポリアミドもしくはポリベン
ゾシクロブテンなどの有機材料から形成される平坦化層
を有するセラミック材料を含む。抵抗層7は、バリア層
8またはこれと代替的に基板1上に堆積させられ構造化
すると良い(図2の工程II)。抵抗層7は、例えば、N
ixCryAl z(0≦x≦1、0≦y≦1、0≦z≦
1)、SixCryOz(0≦x≦1、0≦y≦1、0
≦z≦1)、SixCryNz(0≦x≦1、0≦y≦
1、0≦z≦1)、CuxNiy(0≦x≦1、0≦y
≦1)またはTixWy(0≦x≦1、0≦y≦1)を
含むと良い。第1の導電層2は、バリア層8上またはこ
れと代替的に基板1上および抵抗層7の一部の上に堆積
させ、構造化する(図2の工程III)。誘電体3は、基
板1の表面全体を覆うように堆積させる(図2の工程I
V)。誘電体3は、Si3N4、SiO2、SixOy
Nz(0≦x≦1、0≦y≦1、0≦z≦1)またはT
a2O5を含むことが好ましい。図3の工程Iでは、第
2の導電層4を誘電体3上に引き続き堆積させて構造化
する。第1の導電層2と第2の導電層4は、例えば、C
u、Al、Cuを数パーセント添加したAl、Siを数
パーセント添加したAl、Mgを数パーセント添加した
Al、またはCuおよびSiを数パーセント添加したA
lを含むと良い。図3の工程IIでは、無機材料から形成
される保護層5が薄膜回路全体にわたって設けられる。
使用可能な無機材料は、例えば、Si3N4、SiO2
またはSixOyNz(0≦x≦1、0≦y≦1、0≦
z≦1)である。これに代えて、有機材料、例えばポリ
ベンゾシクロブテンやポリアミドなどを保護層の材料と
して使用することもできる。その後、保護層5と誘電体
3を構造化する(図3の工程III)。これは、感光材料
の場合にはフォトリソグラフィ処理により、またはこれ
と代替的にウェットケミカルエッチングまたはドライエ
ッチングにより実施可能である。さらに、基板1を貫通
する少なくとも1つのコンタクトホール6をレーザによ
り形成する(図3の工程IV)。
【0040】図4の工程IIでは、構造化された金属化層
を実現するために、まず、モジュールとコンタクトホー
ル6を被覆する基礎層9を設ける。この基礎層は、例え
ば、Cr/Cuを含む。次の工程では、フォトレジスト
10の層を基礎層9上に堆積させ、フォトレジスト10
の層が所望の構造の金属化層のパターンを有するように
フォトリソグラフィ処理により構造化する(図4の工程
III)。次いで、例えば、Cu/Ni/Auを含む被覆
層11を基礎層9上に電気化学的に堆積させる(図5の
工程II)。フォトレジスト10を取り除いた後で、被覆
層11に覆われてない基礎層の部分はエッチング液で取
り除く。
を実現するために、まず、モジュールとコンタクトホー
ル6を被覆する基礎層9を設ける。この基礎層は、例え
ば、Cr/Cuを含む。次の工程では、フォトレジスト
10の層を基礎層9上に堆積させ、フォトレジスト10
の層が所望の構造の金属化層のパターンを有するように
フォトリソグラフィ処理により構造化する(図4の工程
III)。次いで、例えば、Cu/Ni/Auを含む被覆
層11を基礎層9上に電気化学的に堆積させる(図5の
工程II)。フォトレジスト10を取り除いた後で、被覆
層11に覆われてない基礎層の部分はエッチング液で取
り除く。
【0041】さらに、モジュールの相対する両側に給電
接点を固定すると良い。給電接点としては、Cr/C
u、Ni/SnもしくはCr/Cu、Cu/Ni/Sn
もしくはCr/Ni、Pb/Snで電気メッキされたS
MDの端部接点、バンプの端部接点、Cr/Cu、Cu
/Ni/Auの胸壁構成、Snのボールもしくはその上
に配置されたPbSn合金を有するCr/Cu/Ni層
を含むボールグリッドアレイ、またはCr/Cuのラン
ドグリッドアレイが使用可能である。
接点を固定すると良い。給電接点としては、Cr/C
u、Ni/SnもしくはCr/Cu、Cu/Ni/Sn
もしくはCr/Ni、Pb/Snで電気メッキされたS
MDの端部接点、バンプの端部接点、Cr/Cu、Cu
/Ni/Auの胸壁構成、Snのボールもしくはその上
に配置されたPbSn合金を有するCr/Cu/Ni層
を含むボールグリッドアレイ、またはCr/Cuのラン
ドグリッドアレイが使用可能である。
【0042】代わりに、コンタクトホール6は、導電体
トラックと受動集積素子が薄膜技術によって設けられる
前に、形成しても良い。
トラックと受動集積素子が薄膜技術によって設けられる
前に、形成しても良い。
【0043】本発明を実際に実現する方法の例を表す本
発明の実施例を以下に説明する。
発明の実施例を以下に説明する。
【0044】実施例1 ガラスの平坦化層を有するAl2O3の基板1上にSi
3N4で成り構造化したバリア層8を備えた。Ni
0.3Cr0.6Al0.1の抵抗層7をバリア層8上
に堆積させ、構造化した。Cuを4%添加したAlで成
る第1の導電層2を抵抗層7の一部の上とバリア層8の
部分上に堆積させ、構造化した。次の工程で、Si3N
4で成る誘電体3を基板1の表面全体にわたって堆積さ
せた。Cuを4%添加したAlで成る第2の導電層4を
誘電体3上に堆積させ構造化した。完成した薄膜回路に
Si3N4の保護層5を備えた。第1の導電層および/
または抵抗層7のその後の電気接触が可能になるよう
に、誘電体3と保護層とを構造化した。さらに、基板1
を貫通するいくつかのコンタクトホール6をレーザを用
いて形成した。Cr/Cuの基礎層9とCu/Ni/A
uの被覆層11とを含む金属化層をモジュールの周囲と
コンタクトホール6内に備えた。さらに、Cr/Cu/
Niの層とSnのボールとを含むボールグリッドアレイ
を給電接点としてモジュールの両側に固定した。
3N4で成り構造化したバリア層8を備えた。Ni
0.3Cr0.6Al0.1の抵抗層7をバリア層8上
に堆積させ、構造化した。Cuを4%添加したAlで成
る第1の導電層2を抵抗層7の一部の上とバリア層8の
部分上に堆積させ、構造化した。次の工程で、Si3N
4で成る誘電体3を基板1の表面全体にわたって堆積さ
せた。Cuを4%添加したAlで成る第2の導電層4を
誘電体3上に堆積させ構造化した。完成した薄膜回路に
Si3N4の保護層5を備えた。第1の導電層および/
または抵抗層7のその後の電気接触が可能になるよう
に、誘電体3と保護層とを構造化した。さらに、基板1
を貫通するいくつかのコンタクトホール6をレーザを用
いて形成した。Cr/Cuの基礎層9とCu/Ni/A
uの被覆層11とを含む金属化層をモジュールの周囲と
コンタクトホール6内に備えた。さらに、Cr/Cu/
Niの層とSnのボールとを含むボールグリッドアレイ
を給電接点としてモジュールの両側に固定した。
【0045】モジュールは、適切な受動素子および能動
素子をさらに備えることにより、移動電話の高周波装置
用のパワーアンプを形成する薄膜回路を装備した。
素子をさらに備えることにより、移動電話の高周波装置
用のパワーアンプを形成する薄膜回路を装備した。
【0046】実施例2 Si3N4で成るバリア層8をAl2O3で成る基板1
上に設けて構造化した。Cuを4%添加したAlで成る
第1の導電層2をバリア層8上に堆積させて構造化し
た。次の工程では、Ta2O5で成る誘電体3を基板1
の表面全体に堆積させ構造化した。Cuを4%添加した
Alで成る第2の導電層4を誘電体3上に堆積させ構造
化した。薄膜回路全体にSi3N4で成る保護層5を設
けた。さらに、基板1を完全に貫通するいくつかのコン
タクトホール6をレーザにより形成した。Cr/Cuで
成る基礎層9とCu/Ni/Auで成る被覆層11とを
含む金属化層を部品全体の周囲とコンタクトホール6内
に設けた。Cr/Cu、Cu/Ni/Auで成る胸壁構
成を給電接点としてモジュールの両側に固定した。
上に設けて構造化した。Cuを4%添加したAlで成る
第1の導電層2をバリア層8上に堆積させて構造化し
た。次の工程では、Ta2O5で成る誘電体3を基板1
の表面全体に堆積させ構造化した。Cuを4%添加した
Alで成る第2の導電層4を誘電体3上に堆積させ構造
化した。薄膜回路全体にSi3N4で成る保護層5を設
けた。さらに、基板1を完全に貫通するいくつかのコン
タクトホール6をレーザにより形成した。Cr/Cuで
成る基礎層9とCu/Ni/Auで成る被覆層11とを
含む金属化層を部品全体の周囲とコンタクトホール6内
に設けた。Cr/Cu、Cu/Ni/Auで成る胸壁構
成を給電接点としてモジュールの両側に固定した。
【0047】このように得られた薄膜回路を備えたモジ
ュールは、移動電話内のバンドパスフィルタの製造にさ
らに使用した。
ュールは、移動電話内のバンドパスフィルタの製造にさ
らに使用した。
【0048】実施例3 薄膜回路を備えたモジュールを製造するために、Si3
N4で成るバリア層8を、Al2O3で成りガラスの平
坦化層を有する基板1上に堆積させて構造化した。Ti
0.1W0.9で成る抵抗層7をこのバリア層8上に堆
積させて構造化した。次いで、第1の導電層2を堆積さ
せて構造化した。Si3N4で成る誘電体3を第1の構
造化された導電層2上に堆積させた。次いで、第2の導
電層4をこの誘電体3上に堆積させて構造化した。第1
の導電層2と第2の導電層4は、Siを4%添加したA
lを含んでいた。Si3N4で成る保護層5をモジュー
ルを覆うように設けた。電気接触のために保護層5と誘
電体3を貫通してビアを食刻した。その後、いくつかの
コンタクトホール6をレーザにより形成し、これにより
基板1を完全に貫通させた。次の工程では、Cr/Cu
を含む基礎層をモジュールの周囲とコンタクトホール6
内に堆積させた。次いで、フォトレジスト層10を基礎
層9上に設けた。フォトレジスト層10に所望の金属化
構造のパターンが与えられるように、このフォトレジス
ト層10はフォトリソグラフ処理で構造化した。次の工
程では、Cu/Ni/Auの被覆層11を、フォトレジ
スト10が除去されたCr/Cuの基礎層9上に電気化
学的に堆積させた。さらに、Cr/Cu/Niの層とS
nのボールとを含むボールグリッドアレイを給電接点と
してモジュールの両側に固定した。
N4で成るバリア層8を、Al2O3で成りガラスの平
坦化層を有する基板1上に堆積させて構造化した。Ti
0.1W0.9で成る抵抗層7をこのバリア層8上に堆
積させて構造化した。次いで、第1の導電層2を堆積さ
せて構造化した。Si3N4で成る誘電体3を第1の構
造化された導電層2上に堆積させた。次いで、第2の導
電層4をこの誘電体3上に堆積させて構造化した。第1
の導電層2と第2の導電層4は、Siを4%添加したA
lを含んでいた。Si3N4で成る保護層5をモジュー
ルを覆うように設けた。電気接触のために保護層5と誘
電体3を貫通してビアを食刻した。その後、いくつかの
コンタクトホール6をレーザにより形成し、これにより
基板1を完全に貫通させた。次の工程では、Cr/Cu
を含む基礎層をモジュールの周囲とコンタクトホール6
内に堆積させた。次いで、フォトレジスト層10を基礎
層9上に設けた。フォトレジスト層10に所望の金属化
構造のパターンが与えられるように、このフォトレジス
ト層10はフォトリソグラフ処理で構造化した。次の工
程では、Cu/Ni/Auの被覆層11を、フォトレジ
スト10が除去されたCr/Cuの基礎層9上に電気化
学的に堆積させた。さらに、Cr/Cu/Niの層とS
nのボールとを含むボールグリッドアレイを給電接点と
してモジュールの両側に固定した。
【0049】
【発明の効果】以上詳述したとおり、本発明によれば、
受動素子を直接集積化するので、空間要件が大幅に縮小
された薄膜回路、およびこのような薄膜回路を備えるモ
ジュール、並びにこのモジュールを製造する方法が提供
される。
受動素子を直接集積化するので、空間要件が大幅に縮小
された薄膜回路、およびこのような薄膜回路を備えるモ
ジュール、並びにこのモジュールを製造する方法が提供
される。
【図1】コンデンサと、抵抗器と、導体ストリップイン
ダクタを含む薄膜回路を備えた本発明にかかるモジュー
ルの構成を概略的に示す断面図である。
ダクタを含む薄膜回路を備えた本発明にかかるモジュー
ルの構成を概略的に示す断面図である。
【図2】薄膜回路を備えるモジュールの製造工程を示す
図である。
図である。
【図3】薄膜回路を備えるモジュールの製造工程を示す
図である。
図である。
【図4】薄膜回路を備えるモジュールの製造工程を示す
図である。
図である。
【図5】薄膜回路を備えるモジュールの製造工程を示す
図である。
図である。
1 基板 2 第1の導電層 3 誘電体 4 第2の導電層 5 保護層 6 コンタクトホール 7 抵抗層 8 バリア層 9 基礎層 10 フォトレジスト 11 被覆層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H05K 1/16 H05K 1/16 C 3/40 3/40 E (71)出願人 590000248 Groenewoudseweg 1, 5621 BA Eindhoven, Th e Netherlands (72)発明者 マルチン、フロイスター ドイツ連邦共和国アーヘン、ティタルトス フェルト、74 (72)発明者 フランシスカス、フーベルタス、マリー、 ザンデルス オランダ国5656、アーアー、アインドーフ ェン、プロフ.ホルストラーン、6
Claims (17)
- 【請求項1】少なくとも1つの受動素子を含み、絶縁材
料から形成された基板上に形成された薄膜回路を備える
モジュールであって、 前記素子は、 第1の構造化された導電層と、 誘電体と、 第2の導電層と、を少なくとも有し、 保護層と、 前記モジュールを貫通する少なくとも1つのコンタクト
ホールと、 前記モジュールと前記コンタクトホールとを覆う金属化
層と、をさらに備えるモジュール。 - 【請求項2】前記基板と前記第1の構造化された導電層
との間に抵抗層が設けられたことを特徴とする請求項1
に記載の薄膜回路を備えるモジュール。 - 【請求項3】絶縁材料から形成された前記基板は、セラ
ミック材料、ガラス−セラミック材料、ガラス材料、ま
たは、ガラスもしくは有機材料から形成された平坦化層
を有するセラミック材料を含むことを特徴とする請求項
1に記載の薄膜回路を備えるモジュール。 - 【請求項4】絶縁材料から形成された前記基板は、Al
2O3、ガラス、またはガラスから形成された平坦化層
もしくは有機材料から形成された平坦化層を有するAl
2O 3を含むことを特徴とする請求項3に記載の薄膜回
路を備えるモジュール。 - 【請求項5】前記基板と前記第1の構造化された導電層
との間、または前記基板と前記抵抗層との間に、バリア
層が設けられたことを特徴とする請求項1に記載の薄膜
回路を備えるモジュール。 - 【請求項6】前記第1の構造化された導電層と前記第2
の構造化された導電層は、Cu、Cuを添加したAl、
Mgを添加したAl、Siを添加したAl、またはCu
とSiを添加したAlを含むことを特徴とする請求項1
に記載の薄膜回路を備えるモジュール。 - 【請求項7】前記抵抗層は、NixCryAlz(0≦
x≦1、0≦y≦1、0≦z≦1)、SixCryOz
(0≦x≦1、0≦y≦1、0≦z≦1)、SixCr
yN z(0≦x≦1、0≦y≦1、0≦z≦1)、Cu
xNiy(0≦x≦1、0≦y≦1)、またはTixW
y(0≦x≦1、0≦y≦1)を含むことを特徴とする
請求項2に記載の薄膜回路を備えるモジュール。 - 【請求項8】前記誘電体は、Si3N4、SiO2、S
ixOyNz(0≦x≦1、0≦y≦1、0≦z≦
1)、SixCryOz(0≦x≦1、0≦y≦1、0
≦z≦1)またはTa2O5を含むことを特徴とする請
求項1に記載の薄膜回路を備えるモジュール。 - 【請求項9】前記保護層は、無機材料を含むことを特徴
とする請求項1に記載の薄膜回路を備えるモジュール。 - 【請求項10】前記構造化された金属層は、基礎層と被
覆層を含むことを特徴とする請求項1に記載の薄膜回路
を備えるモジュール。 - 【請求項11】前記基板の前記薄膜回路とは反対の側に
ディスクリート部品が設けられることを特徴とする請求
項1に記載の薄膜回路を備えるモジュール。 - 【請求項12】少なくとも1つの受動素子を含み、絶縁
材料から形成された基板上の薄膜回路を備えるモジュー
ルを製造する方法であって、 第1の導電層を基板上に堆積させて構造化し、 前記第1の構造化された導電層上に誘電体を堆積させ、 第2の導電層を前記誘電体上に堆積させて構造化し、 前記第2の構造化された導電層上に保護層を設け、 前記誘電体と前記保護層を構造化し、 前記モジュールを貫通する少なくとも1つのコンタクト
ホールを形成し、 前記モジュールと前記コンタクトホールを覆うように構
造化した金属化層を設けることを特徴とする方法。 - 【請求項13】第1工程として、バリア層を前記基板上
に堆積させることを特徴とする請求項12に記載の方
法。 - 【請求項14】前記基板上または前記バリア層上に抵抗
層を最初に設けて構造化することを特徴とする請求項1
2に記載の方法。 - 【請求項15】前記コンタクトホールは、第1工程とし
て、または前記保護層を設けた後に形成することを特徴
とする請求項12に記載の方法。 - 【請求項16】前記構造化した金属化層を製造するため
に、 第1に、前記モジュールを覆うように、かつ、前記コン
タクトホール内に基礎層を堆積させ、 次いで、フォトレジストの層を前記基礎層上に堆積さ
せ、前記金属化層の所望の構造に応じて構造化し、 被覆層を前記基礎層上に堆積させ、 前記フォトレジストと、前記基礎層の所定の部分とを除
去する、ことを特徴とする請求項12に記載の方法。 - 【請求項17】少なくとも1つの受動部品を備え、絶縁
性材料から形成された基板上の薄膜回路であって、 前記部品は、 第1の構造化された導電層と、 誘電体と、 第2の導電層と、を少なくとも含み、 保護層と、 前記基板を貫通する少なくとも1つのコンタクトホール
と、 前記保護層と前記コンタクトホールとを覆う構造化され
た金属化層と、をさらに備える薄膜回路。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19961683.3 | 1999-12-21 | ||
DE19961683A DE19961683A1 (de) | 1999-12-21 | 1999-12-21 | Bauteil mit Dünnschichtschaltkreis |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2001223329A true JP2001223329A (ja) | 2001-08-17 |
Family
ID=7933583
Family Applications (1)
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