JP2002075782A - 薄膜コンデンサ - Google Patents
薄膜コンデンサInfo
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- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/02—Bonding areas; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/04—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process
- H01L2224/0401—Bonding areas specifically adapted for bump connectors, e.g. under bump metallisation [UBM]
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- H01L2224/04—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process
- H01L2224/05—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process of an individual bonding area
- H01L2224/0554—External layer
- H01L2224/05599—Material
- H01L2224/056—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof
- H01L2224/05638—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 950°C and less than 1550°C
- H01L2224/05655—Nickel [Ni] as principal constituent
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- Fixed Capacitors And Capacitor Manufacturing Machines (AREA)
- Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】上部電極層からハンダバンプへのＡｕの拡散を
防止することができる薄膜コンデンサを簡単かつ安価な
方法で提供する。 【解決手段】基板１上に形成された下部電極層２と、該
下部電極層２上に形成された誘電体薄膜３と、該誘電体
薄膜３上に形成されたＡｕからなる上部電極層４と、該
上部電極層４上に形成されたＮｉ、Ｎｉ−Ｃｕ合金、Ｎ
ｉ−Ｃｒ合金、表面をＮｉメッキしたＴｉのいずれかか
らなる拡散防止層５と、該拡散防止層５上に形成された
ハンダバンプ７からなるものである。
防止することができる薄膜コンデンサを簡単かつ安価な
方法で提供する。 【解決手段】基板１上に形成された下部電極層２と、該
下部電極層２上に形成された誘電体薄膜３と、該誘電体
薄膜３上に形成されたＡｕからなる上部電極層４と、該
上部電極層４上に形成されたＮｉ、Ｎｉ−Ｃｕ合金、Ｎ
ｉ−Ｃｒ合金、表面をＮｉメッキしたＴｉのいずれかか
らなる拡散防止層５と、該拡散防止層５上に形成された
ハンダバンプ７からなるものである。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は薄膜コンデンサに関
し、例えば、高速動作する電気回路に配設され、高周波
ノイズのバイパス用として、もしくは電源電圧の変動防
止用に供される、低インピーダンスの薄膜コンデンサに
関するものである。
し、例えば、高速動作する電気回路に配設され、高周波
ノイズのバイパス用として、もしくは電源電圧の変動防
止用に供される、低インピーダンスの薄膜コンデンサに
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、電子機器の小型化、高機能化に伴
い、電子機器内に設置される電子部品にも小型化、薄型
化、高周波対応などの要求が強くなってきている。
い、電子機器内に設置される電子部品にも小型化、薄型
化、高周波対応などの要求が強くなってきている。
【０００３】特に、大量の情報を高速に処理する必要の
あるコンピュータの高速デジタル回路では、パーソナル
コンピュータレベルにおいても、ＣＰＵチップ内のクロ
ック周波数は２００ＭＨｚから１ＧＨｚ、チップ間バス
のクロック周波数も７５ＭＨｚから１００ＭＨｚという
具合に高速化が顕著である。
あるコンピュータの高速デジタル回路では、パーソナル
コンピュータレベルにおいても、ＣＰＵチップ内のクロ
ック周波数は２００ＭＨｚから１ＧＨｚ、チップ間バス
のクロック周波数も７５ＭＨｚから１００ＭＨｚという
具合に高速化が顕著である。
【０００４】また、ＬＳＩの集積度が高まりチップ内の
素子数の増大につれ、消費電力を抑えるために電源電圧
は低下の傾向にある。これらＩＣ回路の高速化、高密度
化、低電圧化に伴い、コンデンサ等の受動部品も小型大
容量化と併せて、高周波もしくは高速パルスに対して優
れた特性を示すことが必須になってきている。コンデン
サを小型高容量にするためには、一対の電極に挟持され
た誘電体を薄くし、薄膜化することが最も有効である。
薄膜化は上述した電圧の低下の傾向にも適合している。
素子数の増大につれ、消費電力を抑えるために電源電圧
は低下の傾向にある。これらＩＣ回路の高速化、高密度
化、低電圧化に伴い、コンデンサ等の受動部品も小型大
容量化と併せて、高周波もしくは高速パルスに対して優
れた特性を示すことが必須になってきている。コンデン
サを小型高容量にするためには、一対の電極に挟持され
た誘電体を薄くし、薄膜化することが最も有効である。
薄膜化は上述した電圧の低下の傾向にも適合している。
【０００５】一方、ＩＣ回路の高速動作に伴う諸問題は
各素子の小型化よりも一層深刻な問題である。このう
ち、コンデンサの役割である高周波ノイズの除去機能に
おいて、特に重要となるのは、論理回路の同時切り替え
が同時に発生したときに生ずる電源電圧の瞬間的な低下
を、コンデンサに蓄積されたエネルギーを瞬時に供給す
ることにより低減する機能であり、いわゆるデカップリ
ングコンデンサと称されるものである。
各素子の小型化よりも一層深刻な問題である。このう
ち、コンデンサの役割である高周波ノイズの除去機能に
おいて、特に重要となるのは、論理回路の同時切り替え
が同時に発生したときに生ずる電源電圧の瞬間的な低下
を、コンデンサに蓄積されたエネルギーを瞬時に供給す
ることにより低減する機能であり、いわゆるデカップリ
ングコンデンサと称されるものである。
【０００６】このデカップリングコンデンサに要求され
る性能は、クロック周波数よりも速い負荷部の電流変動
に対して、いかにすばやく電流を供給できるかにある。
従って、１００ＭＨｚから１ＧＨｚにおける周波数領域
に対してコンデンサとして確実に機能しなければならな
い。
る性能は、クロック周波数よりも速い負荷部の電流変動
に対して、いかにすばやく電流を供給できるかにある。
従って、１００ＭＨｚから１ＧＨｚにおける周波数領域
に対してコンデンサとして確実に機能しなければならな
い。
【０００７】しかし、実際のコンデンサは静電容量成分
の他に、抵抗成分、インダクタンス成分を持つ。容量成
分のインピーダンスは周波数増加とともに減少し、イン
ダクタンス成分は周波数の増加とともに増大する。
の他に、抵抗成分、インダクタンス成分を持つ。容量成
分のインピーダンスは周波数増加とともに減少し、イン
ダクタンス成分は周波数の増加とともに増大する。
【０００８】このため、動作周波数が高くなるにつれ、
素子の持つインダクタンスが供給すべき過渡電流を制限
してしまい、ロジック回路側の電源電圧の瞬時低下、ま
たは新たな電圧ノイズを発生させてしまう。結果とし
て、ロジック回路上のエラーを引き起こしてしまう。特
に最近のＬＳＩは総素子数の増大による消費電力増大を
抑えるために電源電圧は低下しており、電源電圧の許容
変動幅も小さくなっている。従って、高速動作時の電圧
変動幅を最小に抑えるため、デカップリングコンデンサ
自身の持つインダクタンスおよび抵抗を減少させること
が非常に重要である。
素子の持つインダクタンスが供給すべき過渡電流を制限
してしまい、ロジック回路側の電源電圧の瞬時低下、ま
たは新たな電圧ノイズを発生させてしまう。結果とし
て、ロジック回路上のエラーを引き起こしてしまう。特
に最近のＬＳＩは総素子数の増大による消費電力増大を
抑えるために電源電圧は低下しており、電源電圧の許容
変動幅も小さくなっている。従って、高速動作時の電圧
変動幅を最小に抑えるため、デカップリングコンデンサ
自身の持つインダクタンスおよび抵抗を減少させること
が非常に重要である。
【０００９】インダクタンスを減少させる方法として最
も効果的な手法は電流経路の長さを最小にする方法であ
り、単位面積あたりの容量を増加させて小型化を図れば
よく、コンデンサ素子を薄膜化することにより達成でき
る。特に、大容量で高周波特性の良好なコンデンサを得
る目的で、誘電体厚さを１μｍ以下に薄膜化した例が特
開昭６０−９４７１６号公報等に開示されている。
も効果的な手法は電流経路の長さを最小にする方法であ
り、単位面積あたりの容量を増加させて小型化を図れば
よく、コンデンサ素子を薄膜化することにより達成でき
る。特に、大容量で高周波特性の良好なコンデンサを得
る目的で、誘電体厚さを１μｍ以下に薄膜化した例が特
開昭６０−９４７１６号公報等に開示されている。
【００１０】一方、薄膜コンデンサの抵抗成分はその電
極材料の抵抗率によってほぼ決定される。現在、報告さ
れている薄膜部品で使用されている電極材料はＰｔが殆
どである。Ｐｔは耐酸化性、耐反応性に優れているが、
その抵抗率は大きく、本発明のような１００ＭＨｚから
１ＧＨｚという高周波領域で使用する薄膜コンデンサに
おいては、抵抗値が大きすぎて、コンデンサとして十分
に機能することが期待できない。
極材料の抵抗率によってほぼ決定される。現在、報告さ
れている薄膜部品で使用されている電極材料はＰｔが殆
どである。Ｐｔは耐酸化性、耐反応性に優れているが、
その抵抗率は大きく、本発明のような１００ＭＨｚから
１ＧＨｚという高周波領域で使用する薄膜コンデンサに
おいては、抵抗値が大きすぎて、コンデンサとして十分
に機能することが期待できない。
【００１１】また、コンデンサの抵抗を下げる手法とし
て、積層化があるが、薄膜コンデンサの場合、工程が複
雑であるため、高コスト化につながるという問題があ
る。
て、積層化があるが、薄膜コンデンサの場合、工程が複
雑であるため、高コスト化につながるという問題があ
る。
【００１２】通常、低抵抗な電極材料として、Ｃｕ、Ｎ
ｉ、ＡｇおよびＡｕが考えられる。
ｉ、ＡｇおよびＡｕが考えられる。
【００１３】しかしながら、Ｃｕ、Ｎｉは耐酸化性に問
題があり、高温での処理が必要な薄膜コンデンサにおい
ては電極として使用するのが困難である。Ａｇは耐酸化
性の点ではＣｕ、Ｎｉに比較して優れているものの、マ
イグレーションおよび誘電体との反応の問題があり、薄
膜コンデンサの電極として使用するのは困難である。
題があり、高温での処理が必要な薄膜コンデンサにおい
ては電極として使用するのが困難である。Ａｇは耐酸化
性の点ではＣｕ、Ｎｉに比較して優れているものの、マ
イグレーションおよび誘電体との反応の問題があり、薄
膜コンデンサの電極として使用するのは困難である。
【００１４】一方、Ａｕは耐酸化性が良好であり、誘電
体との反応もないため、薄膜コンデンサの電極として十
分使用可能である。
体との反応もないため、薄膜コンデンサの電極として十
分使用可能である。
【００１５】ところで、所望の場所に実装できるデカッ
プリングコンデンサを考えた場合、ハンドリング可能な
寸法として０．５ｍｍ×０．５ｍｍ程度以上が必要であ
るため、薄膜化、小型化の方法のみでインダクタンスを
低減することはできず、さらに低インダクタンス化を図
るためには、薄膜コンデンサの電流経路の長さを最小に
するしかない。つまり、誘電体薄膜の上方に、端子電極
としてハンダバンプを形成する方法が考えられる。
プリングコンデンサを考えた場合、ハンドリング可能な
寸法として０．５ｍｍ×０．５ｍｍ程度以上が必要であ
るため、薄膜化、小型化の方法のみでインダクタンスを
低減することはできず、さらに低インダクタンス化を図
るためには、薄膜コンデンサの電流経路の長さを最小に
するしかない。つまり、誘電体薄膜の上方に、端子電極
としてハンダバンプを形成する方法が考えられる。
【００１６】しかしながら、Ａｕは通常ハンダとの密着
層に用いられる程、ハンダと反応しやすい。このため、
薄膜コンデンサの上部電極層として抵抗の低いＡｕを用
い、このＡｕからなる上部電極層上にハンダバンプ等の
フリップチップ実装用の端子電極を設ける場合には、上
部電極層のＡｕがハンダバンプに拡散し、上部電極層の
Ａｕが消失するため、Ａｕはハンダバンプを有するよう
な薄膜コンデンサの上部電極層材料として使用すること
ができないという問題があった。
層に用いられる程、ハンダと反応しやすい。このため、
薄膜コンデンサの上部電極層として抵抗の低いＡｕを用
い、このＡｕからなる上部電極層上にハンダバンプ等の
フリップチップ実装用の端子電極を設ける場合には、上
部電極層のＡｕがハンダバンプに拡散し、上部電極層の
Ａｕが消失するため、Ａｕはハンダバンプを有するよう
な薄膜コンデンサの上部電極層材料として使用すること
ができないという問題があった。
【００１７】そこで、Ａｕからなる上部電極層とハンダ
バンプとの間に、Ｐｔからなる拡散防止層を形成した薄
膜コンデンサが特開２０００−４９０４４に開示されて
いる。
バンプとの間に、Ｐｔからなる拡散防止層を形成した薄
膜コンデンサが特開２０００−４９０４４に開示されて
いる。
【００１８】同報によれば、抵抗の小さいＡｕからなる
電極層を用いたためインピーダンスを低下できるととも
に、薄膜コンデンサ上にハンダバンプを形成したため、
このハンダバンプを介して薄膜コンデンサを電子部品が
搭載される母基板の電極に接続することにより、電流経
路を最小にすることができ、低インダクタンスの薄膜コ
ンデンサを得ることができる。
電極層を用いたためインピーダンスを低下できるととも
に、薄膜コンデンサ上にハンダバンプを形成したため、
このハンダバンプを介して薄膜コンデンサを電子部品が
搭載される母基板の電極に接続することにより、電流経
路を最小にすることができ、低インダクタンスの薄膜コ
ンデンサを得ることができる。
【００１９】そして、誘電体薄膜の表面に形成されたＡ
ｕからなる上部電極層に、ハンダとの反応性の小さいＰ
ｔからなる拡散防止層を介して、ハンダバンプを形成し
たので、ハンダバンプ形成時に生じるＡｕのハンダバン
プへの拡散を抑え、Ａｕからなる上部電極層がハンダバ
ンプに吸われ消失することを防止できる。
ｕからなる上部電極層に、ハンダとの反応性の小さいＰ
ｔからなる拡散防止層を介して、ハンダバンプを形成し
たので、ハンダバンプ形成時に生じるＡｕのハンダバン
プへの拡散を抑え、Ａｕからなる上部電極層がハンダバ
ンプに吸われ消失することを防止できる。
【００２０】
【発明が解決しようとする課題】しかし、特開２０００
−４９０４４に開示された薄膜コンデンサによれば、Ｐ
ｔからなる拡散防止層は、Ａｕからなる上部電極層に比
べ、ハンダ濡れ性が低下するという問題がある。
−４９０４４に開示された薄膜コンデンサによれば、Ｐ
ｔからなる拡散防止層は、Ａｕからなる上部電極層に比
べ、ハンダ濡れ性が低下するという問題がある。
【００２１】そこで、拡散防止層とハンダバンプとの間
にハンダ濡れ性の良好な密着層を形成することにより、
ハンダバンプの付着強度を向上させる方法が考えられ
る。
にハンダ濡れ性の良好な密着層を形成することにより、
ハンダバンプの付着強度を向上させる方法が考えられ
る。
【００２２】しかし、この方法では、上部電極形成後に
拡散防止層と密着層を形成する必要があるため、工程が
長くなり、生産性が低下するという問題点があった。
拡散防止層と密着層を形成する必要があるため、工程が
長くなり、生産性が低下するという問題点があった。
【００２３】また、密着層の材料としては、ハンダ濡れ
性の点からＡｕが最適であるが、上述の通り、Ａｕはハ
ンダと反応しやすいという問題点があった。
性の点からＡｕが最適であるが、上述の通り、Ａｕはハ
ンダと反応しやすいという問題点があった。
【００２４】さらに、Ｐｔからなる拡散防止層、Ａｕか
らなる密着層は、ともに高価な貴金属であり、製造コス
トが上がり、製品単価が高く、客先の要求コストに応じ
ることができなかった。
らなる密着層は、ともに高価な貴金属であり、製造コス
トが上がり、製品単価が高く、客先の要求コストに応じ
ることができなかった。
【００２５】本発明は、上述の問題点に鑑みて案出され
たものであり、その目的は、ハンダバンプ形成時に生じ
るＡｕ上部電極層のハンダバンプへの拡散を抑え、ハン
ダバンプの付着強度をさらに向上できる薄膜コンデンサ
を簡単かつ安価な方法で提供することを目的とする。
たものであり、その目的は、ハンダバンプ形成時に生じ
るＡｕ上部電極層のハンダバンプへの拡散を抑え、ハン
ダバンプの付着強度をさらに向上できる薄膜コンデンサ
を簡単かつ安価な方法で提供することを目的とする。
【００２６】
【課題を解決するための手段】本発明の薄膜コンデンサ
は、基板上に形成された下部電極層と、該下部電極層上
に形成された誘電体薄膜と、該誘電体薄膜上に形成され
たＡｕからなる上部電極層と、該上部電極層上に形成さ
れた該上部電極層上に形成されたＮｉ、Ｎｉ−Ｃｕ合
金、Ｎｉ−Ｃｒ合金、表面をＮｉメッキしたＴｉのいず
れかからなる拡散防止層と、該拡散防止層上に形成され
たハンダバンプとからなるものである。
は、基板上に形成された下部電極層と、該下部電極層上
に形成された誘電体薄膜と、該誘電体薄膜上に形成され
たＡｕからなる上部電極層と、該上部電極層上に形成さ
れた該上部電極層上に形成されたＮｉ、Ｎｉ−Ｃｕ合
金、Ｎｉ−Ｃｒ合金、表面をＮｉメッキしたＴｉのいず
れかからなる拡散防止層と、該拡散防止層上に形成され
たハンダバンプとからなるものである。
【作用】本発明の薄膜コンデンサでは、誘電体薄膜の表
面に形成されたＡｕからなる上部電極層に、ハンダとの
濡れ性が良好でハンダとの反応性の小さいＮｉ、Ｎｉ−
Ｃｕ合金、Ｎｉ−Ｃｒ合金、表面をＮｉメッキしたＴｉ
のいずれかからなる拡散防止層を介して、ハンダバンプ
を形成したので、上部電極層へのハンダバンプの付着強
度を向上できるとともに、ハンダバンプ形成時に生じる
Ａｕのハンダバンプへの拡散を抑え、Ａｕからなる上部
電極層がハンダバンプに吸われ消失することを防止でき
る。
面に形成されたＡｕからなる上部電極層に、ハンダとの
濡れ性が良好でハンダとの反応性の小さいＮｉ、Ｎｉ−
Ｃｕ合金、Ｎｉ−Ｃｒ合金、表面をＮｉメッキしたＴｉ
のいずれかからなる拡散防止層を介して、ハンダバンプ
を形成したので、上部電極層へのハンダバンプの付着強
度を向上できるとともに、ハンダバンプ形成時に生じる
Ａｕのハンダバンプへの拡散を抑え、Ａｕからなる上部
電極層がハンダバンプに吸われ消失することを防止でき
る。
【００２７】また、拡散防止層形成後に密着層を形成す
る必要がないため、工程が簡単になり、生産性が向上す
る。
る必要がないため、工程が簡単になり、生産性が向上す
る。
【００２８】さらに、拡散防止層の材料として、Ｎｉ、
Ｎｉ−Ｃｕ合金、Ｎｉ−Ｃｒ合金、表面をＮｉメッキし
たＴｉのいずれかを用いているため、材料費が安価であ
り、製造コストを低くできる。
Ｎｉ−Ｃｕ合金、Ｎｉ−Ｃｒ合金、表面をＮｉメッキし
たＴｉのいずれかを用いているため、材料費が安価であ
り、製造コストを低くできる。
【００２９】
【発明の実施の形態】本発明の薄膜コンデンサは、図１
に示すように、基板１上に形成された下部電極層２と、
該下部電極層２上に形成された誘電体薄膜３と、該誘電
体薄膜３上に形成されたＡｕからなる上部電極層４と、
該上部電極層４上に形成されたＮｉ、Ｎｉ−Ｃｕ合金、
Ｎｉ−Ｃｒ合金、表面をＮｉメッキしたＴｉのいずれか
からなる拡散防止層５と、該拡散防止層５上に形成され
たハンダバンプ７とからなるものである。尚、図１にお
いて、符号８は、例えば、感光性ポリイミド樹脂からな
る保護膜層を示している。
に示すように、基板１上に形成された下部電極層２と、
該下部電極層２上に形成された誘電体薄膜３と、該誘電
体薄膜３上に形成されたＡｕからなる上部電極層４と、
該上部電極層４上に形成されたＮｉ、Ｎｉ−Ｃｕ合金、
Ｎｉ−Ｃｒ合金、表面をＮｉメッキしたＴｉのいずれか
からなる拡散防止層５と、該拡散防止層５上に形成され
たハンダバンプ７とからなるものである。尚、図１にお
いて、符号８は、例えば、感光性ポリイミド樹脂からな
る保護膜層を示している。
【００３０】ここで、薄膜コンデンサが形成される絶縁
体基板１としては、アルミナ、サファイア、窒化アル
ミ、ＭｇＯ単結晶、ＳｒＴｉＯ3単結晶、表面酸化シリ
コン、ガラス、石英等から選択されるもので特に限定さ
れない。
体基板１としては、アルミナ、サファイア、窒化アル
ミ、ＭｇＯ単結晶、ＳｒＴｉＯ3単結晶、表面酸化シリ
コン、ガラス、石英等から選択されるもので特に限定さ
れない。
【００３１】また、下部電極層２としては、Ａｕ、Ａ
ｇ、Ｃｕ、Ｐｔ、Ｐｄ等が用いられるが、このうちで
も、低抵抗かつ耐酸化性が良好という点でＡｕが望まし
い。このような下部電極層２は、スクリーン印刷、スパ
ッタ等の手法で形成可能であれば良く、その膜厚は高周
波領域でのインピーダンスと膜の被覆性を考慮すると
０．３〜０．５μｍが望ましい。つまり、０．３μｍよ
りも薄い場合には一部に被覆されない部分が発生する虞
があるからであり、また０．５μｍよりも厚い場合は高
周波領域における導体の表皮効果を考慮すると導体層の
抵抗は殆ど変化しないからである。
ｇ、Ｃｕ、Ｐｔ、Ｐｄ等が用いられるが、このうちで
も、低抵抗かつ耐酸化性が良好という点でＡｕが望まし
い。このような下部電極層２は、スクリーン印刷、スパ
ッタ等の手法で形成可能であれば良く、その膜厚は高周
波領域でのインピーダンスと膜の被覆性を考慮すると
０．３〜０．５μｍが望ましい。つまり、０．３μｍよ
りも薄い場合には一部に被覆されない部分が発生する虞
があるからであり、また０．５μｍよりも厚い場合は高
周波領域における導体の表皮効果を考慮すると導体層の
抵抗は殆ど変化しないからである。
【００３２】さらに、誘電体薄膜３は、高周波領域にお
いて高い比誘電率を有するものであれば良いが、Ｐｂ、
Ｍｇ、Ｎｂを含むペロブスカイト型酸化物結晶からなる
誘電体や、それ以外のＰＺＴ、ＰＬＺＴ、ＢａＴｉ
Ｏ3、ＳｒＴｉＯ3、Ｔａ2Ｏ5や、これらに他の金属を添
加したり、置換した化合物であってもよく、特に限定さ
れるものではない。また、誘電体薄膜３の膜厚は高容量
と絶縁性を確保するため０．３〜１．０μｍが望まし
い。これは０．３μｍよりも薄い場合には被覆性が良好
でなく絶縁性が低下する場合があり、１．０μｍよりも
厚い場合には容量が小さくなるからである。誘電体薄膜
３の膜厚は特に０．４〜０．８μｍが望ましい。
いて高い比誘電率を有するものであれば良いが、Ｐｂ、
Ｍｇ、Ｎｂを含むペロブスカイト型酸化物結晶からなる
誘電体や、それ以外のＰＺＴ、ＰＬＺＴ、ＢａＴｉ
Ｏ3、ＳｒＴｉＯ3、Ｔａ2Ｏ5や、これらに他の金属を添
加したり、置換した化合物であってもよく、特に限定さ
れるものではない。また、誘電体薄膜３の膜厚は高容量
と絶縁性を確保するため０．３〜１．０μｍが望まし
い。これは０．３μｍよりも薄い場合には被覆性が良好
でなく絶縁性が低下する場合があり、１．０μｍよりも
厚い場合には容量が小さくなるからである。誘電体薄膜
３の膜厚は特に０．４〜０．８μｍが望ましい。
【００３３】また、上部電極層４はＡｕからなるもので
ある。Ａｕは耐酸化性ならびに誘電体薄膜３と反応せ
ず、薄膜コンデンサの電極として十分使用可能だからで
ある。
ある。Ａｕは耐酸化性ならびに誘電体薄膜３と反応せ
ず、薄膜コンデンサの電極として十分使用可能だからで
ある。
【００３４】このような上部電極層４は、スクリーン印
刷、スパッタ等の手法で形成可能であれば良く、その膜
厚は、下部電極層２の場合と同様の理由から０．３〜
０．５μｍが望ましい。即ち、０．３μｍよりも薄い場
合には一部に被覆されない部分が発生する虞があるから
であり、また０．５μｍよりも厚い場合は高周波領域に
おける導体の表皮効果を考慮すると導体層の抵抗は殆ど
変化しないからである。
刷、スパッタ等の手法で形成可能であれば良く、その膜
厚は、下部電極層２の場合と同様の理由から０．３〜
０．５μｍが望ましい。即ち、０．３μｍよりも薄い場
合には一部に被覆されない部分が発生する虞があるから
であり、また０．５μｍよりも厚い場合は高周波領域に
おける導体の表皮効果を考慮すると導体層の抵抗は殆ど
変化しないからである。
【００３５】そして、拡散防止層５はＮｉ、Ｎｉ−Ｃｕ
合金、Ｎｉ−Ｃｒ合金、表面をＮｉメッキしたＴｉのい
ずれかからなるものであり、電極層２、４と同様、スク
リーン印刷、スパッタ等で形成可能であれば良い。拡散
防止層５の膜厚は、低コスト化および被覆性という点か
ら０．２〜０．４μｍが望ましい。つまり、拡散防止層
５の膜厚が０．２μｍよりも薄い場合には一部に被覆さ
れない部分が発生する虞があり、上部電極層４のＡｕと
の反応が発生する虞があるからであり、０．４μｍより
も厚いと特性は変わらないのに形成コストが高くなるか
らである。
合金、Ｎｉ−Ｃｒ合金、表面をＮｉメッキしたＴｉのい
ずれかからなるものであり、電極層２、４と同様、スク
リーン印刷、スパッタ等で形成可能であれば良い。拡散
防止層５の膜厚は、低コスト化および被覆性という点か
ら０．２〜０．４μｍが望ましい。つまり、拡散防止層
５の膜厚が０．２μｍよりも薄い場合には一部に被覆さ
れない部分が発生する虞があり、上部電極層４のＡｕと
の反応が発生する虞があるからであり、０．４μｍより
も厚いと特性は変わらないのに形成コストが高くなるか
らである。
【００３６】また、拡散防止層５は少なくともハンダバ
ンプが形成される部分のみに形成されていれば良く、上
部電極層４の全面に形成しても良い。
ンプが形成される部分のみに形成されていれば良く、上
部電極層４の全面に形成しても良い。
【００３７】保護膜層８としては薄膜コンデンサの表面
を保護するためのものであり、例えば、Ｓｉ3Ｎ4、Ｓｉ
Ｏ2、ポリイミド樹脂、およびＢＣＢ（ベンゾシクロブ
テン）等からなるもので、上記例では感光性ポリイミド
樹脂を用いた。
を保護するためのものであり、例えば、Ｓｉ3Ｎ4、Ｓｉ
Ｏ2、ポリイミド樹脂、およびＢＣＢ（ベンゾシクロブ
テン）等からなるもので、上記例では感光性ポリイミド
樹脂を用いた。
【００３８】保護膜層８は、ハンダバンプが形成されて
いる部分を除去されて、拡散防止層５を露出し、この露
出した拡散防止層５にハンダバンプ７が形成されてい
る。ハンダバンプ７はスクリーン印刷、ボールマウンタ
ー等の公知の技術を用いて印刷し、２００〜３００℃の
リフロー炉を通過させることにより形成を行う。
いる部分を除去されて、拡散防止層５を露出し、この露
出した拡散防止層５にハンダバンプ７が形成されてい
る。ハンダバンプ７はスクリーン印刷、ボールマウンタ
ー等の公知の技術を用いて印刷し、２００〜３００℃の
リフロー炉を通過させることにより形成を行う。
【００３９】ここで、拡散防止層５はＮｉ、Ｎｉ−Ｃｕ
合金、Ｎｉ−Ｃｒ合金、表面をＮｉメッキしたＴｉのい
ずれかを用いているため、リフロー炉を通過させる際
に、還元雰囲気中で行う必要がある。しかし、２００〜
３００℃では、通常の誘電体薄膜３は還元されることは
ない。このため、材料の変更を行う必要がない。特に、
Ｎｉ、Ｎｉ−Ｃｕ合金、Ｎｉ−Ｃｒ合金、表面をＮｉメ
ッキしたＴｉは、ハンダ濡れ性が良好なため、他の金属
材料に比べて、安定したハンダバンプを容易に形成する
ことができる。
合金、Ｎｉ−Ｃｒ合金、表面をＮｉメッキしたＴｉのい
ずれかを用いているため、リフロー炉を通過させる際
に、還元雰囲気中で行う必要がある。しかし、２００〜
３００℃では、通常の誘電体薄膜３は還元されることは
ない。このため、材料の変更を行う必要がない。特に、
Ｎｉ、Ｎｉ−Ｃｕ合金、Ｎｉ−Ｃｒ合金、表面をＮｉメ
ッキしたＴｉは、ハンダ濡れ性が良好なため、他の金属
材料に比べて、安定したハンダバンプを容易に形成する
ことができる。
【００４０】このような薄膜コンデンサは、上部電極層
４ａ上に形成されたハンダバンプ７を、電子部品が搭載
される母基板の表面の電極に接続して用いられる。
４ａ上に形成されたハンダバンプ７を、電子部品が搭載
される母基板の表面の電極に接続して用いられる。
【００４１】以上のように構成された薄膜コンデンサで
は、抵抗の小さいＡｕからなる電極層２、４を用いたた
めインピーダンスを低下できるとともに、薄膜コンデン
サがハンダバンプ７を有するため、このハンダバンプ７
を介して薄膜コンデンサを母基板に接続することにより
電流経路を最小にすることができ、低インダクタンスの
薄膜コンデンサを得ることができる。
は、抵抗の小さいＡｕからなる電極層２、４を用いたた
めインピーダンスを低下できるとともに、薄膜コンデン
サがハンダバンプ７を有するため、このハンダバンプ７
を介して薄膜コンデンサを母基板に接続することにより
電流経路を最小にすることができ、低インダクタンスの
薄膜コンデンサを得ることができる。
【００４２】そして、誘電体薄膜３の表面に形成された
Ａｕからなる上部電極層４に、ハンダとの濡れ性が良好
でハンダとの反応性の小さいＮｉ、Ｎｉ−Ｃｕ合金、Ｎ
ｉ−Ｃｒ合金、表面をＮｉメッキしたＴｉのいずれかか
らなる拡散防止層５を介して、ハンダバンプ７を形成し
たので、上部電極層４へのハンダバンプ７の付着強度を
向上できるとともに、ハンダバンプ７形成時に生じるＡ
ｕのハンダバンプ７への拡散を抑え、Ａｕからなる上部
電極層４がハンダバンプ７に吸われ消失することを防止
できる。
Ａｕからなる上部電極層４に、ハンダとの濡れ性が良好
でハンダとの反応性の小さいＮｉ、Ｎｉ−Ｃｕ合金、Ｎ
ｉ−Ｃｒ合金、表面をＮｉメッキしたＴｉのいずれかか
らなる拡散防止層５を介して、ハンダバンプ７を形成し
たので、上部電極層４へのハンダバンプ７の付着強度を
向上できるとともに、ハンダバンプ７形成時に生じるＡ
ｕのハンダバンプ７への拡散を抑え、Ａｕからなる上部
電極層４がハンダバンプ７に吸われ消失することを防止
できる。
【００４３】また、拡散防止層５形成後に密着層を形成
する必要がないため、工程が簡単になり、生産性が向上
する。
する必要がないため、工程が簡単になり、生産性が向上
する。
【００４４】さらに、拡散防止層５の材料として、Ｎ
ｉ、Ｎｉ−Ｃｕ合金、Ｎｉ−Ｃｒ合金、表面をＮｉメッ
キしたＴｉのいずれかを用いているため、材料費が安価
であり、製造コストを低くできる。
ｉ、Ｎｉ−Ｃｕ合金、Ｎｉ−Ｃｒ合金、表面をＮｉメッ
キしたＴｉのいずれかを用いているため、材料費が安価
であり、製造コストを低くできる。
【００４５】尚、本発明では、誘電体薄膜が一層の単板
型の薄膜コンデンサについて説明したが、工程の複雑化
およびコストの点を除けば、誘電体薄膜と電極層とを交
互に積層した積層型の薄膜コンデンサであっても良いこ
とは勿論である。
型の薄膜コンデンサについて説明したが、工程の複雑化
およびコストの点を除けば、誘電体薄膜と電極層とを交
互に積層した積層型の薄膜コンデンサであっても良いこ
とは勿論である。
【００４６】なお、本発明は上記の実施の形態例に限定
されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内
での種々の変更や改良等は何ら差し支えない。
されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内
での種々の変更や改良等は何ら差し支えない。
【００４７】
【発明の効果】以上の詳述したように、本発明によれ
ば、基板上に下部電極層、誘電体薄膜、Ａｕからなる上
部電極層を順次形成し、この上部電極層上に、ハンダと
の濡れ性がよくかつハンダとの反応性が低いＮｉ、Ｎｉ
−Ｃｕ合金、Ｎｉ−Ｃｒ合金、表面をＮｉメッキしたＴ
ｉのいずれかからなる拡散防止層を形成し、この拡散防
止層上にハンダバンプを形成したので、上部電極層のＡ
ｕのハンダバンプへの拡散を抑制することができ、Ａｕ
からなる上部電極層を有する低インピーダンスの薄膜コ
ンデンサを得ることができる。
ば、基板上に下部電極層、誘電体薄膜、Ａｕからなる上
部電極層を順次形成し、この上部電極層上に、ハンダと
の濡れ性がよくかつハンダとの反応性が低いＮｉ、Ｎｉ
−Ｃｕ合金、Ｎｉ−Ｃｒ合金、表面をＮｉメッキしたＴ
ｉのいずれかからなる拡散防止層を形成し、この拡散防
止層上にハンダバンプを形成したので、上部電極層のＡ
ｕのハンダバンプへの拡散を抑制することができ、Ａｕ
からなる上部電極層を有する低インピーダンスの薄膜コ
ンデンサを得ることができる。
【００４８】また、拡散防止層形成後に密着層を形成す
る必要がないため、工程が簡単になり、生産性が向上す
る。
る必要がないため、工程が簡単になり、生産性が向上す
る。
【００４９】さらに、拡散防止層の材料として、Ｎｉ、
Ｎｉ−Ｃｕ合金、Ｎｉ−Ｃｒ合金、表面をＮｉメッキし
たＴｉのいずれかを用いているため、材料費が安価であ
り、製造コストを低くできる。
Ｎｉ−Ｃｕ合金、Ｎｉ−Ｃｒ合金、表面をＮｉメッキし
たＴｉのいずれかを用いているため、材料費が安価であ
り、製造コストを低くできる。
【図１】本発明の薄膜コンデンサを示す断面図である。
１・・・基板 ２・・・下部電極層 ３・・・誘電体薄膜 ４・・・上部電極層 ５・・・拡散防止層 ７・・・ハンダバンプ ８・・・保護膜層
───────────────────────────────────────────────────── 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） Ｈ０１Ｌ 27/04 Ｃ
Claims (1)
- 【請求項１】基板上に形成された下部電極層と、該下部
電極層上に形成された誘電体薄膜と、該誘電体薄膜上に
形成されたＡｕからなる上部電極層と、該上部電極層上
に形成されたＮｉ、Ｎｉ−Ｃｕ合金、Ｎｉ−Ｃｒ合金、
表面をＮｉメッキしたＴｉのいずれかからなる拡散防止
層と、該拡散防止層上に形成されたハンダバンプからな
ることを特徴とする薄膜コンデンサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000256291A JP2002075782A (ja) | 2000-08-25 | 2000-08-25 | 薄膜コンデンサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000256291A JP2002075782A (ja) | 2000-08-25 | 2000-08-25 | 薄膜コンデンサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002075782A true JP2002075782A (ja) | 2002-03-15 |
Family
ID=18744923
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000256291A Pending JP2002075782A (ja) | 2000-08-25 | 2000-08-25 | 薄膜コンデンサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002075782A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003338517A (ja) * | 2002-05-17 | 2003-11-28 | Internatl Business Mach Corp <Ibm> | 基板上に無鉛はんだ合金を形成する方法 |
| US7629269B2 (en) | 2005-03-31 | 2009-12-08 | Intel Corporation | High-k thin film grain size control |
| KR100935263B1 (ko) * | 2004-06-30 | 2010-01-06 | 인텔 코오퍼레이션 | 베이스 금속 전극 위의 금속 산화 세라믹 박막 장치 및 그 장치를 포함하는 커패시터의 형성 방법 |
| US7656644B2 (en) | 2005-03-31 | 2010-02-02 | Intel Corporation | iTFC with optimized C(T) |
| US7733626B2 (en) | 2004-10-21 | 2010-06-08 | Intel Corporation | Passive device structure |
| US8499426B2 (en) | 2005-06-29 | 2013-08-06 | Intel Corporation | Methods of making thin film capacitors |
-
2000
- 2000-08-25 JP JP2000256291A patent/JP2002075782A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003338517A (ja) * | 2002-05-17 | 2003-11-28 | Internatl Business Mach Corp <Ibm> | 基板上に無鉛はんだ合金を形成する方法 |
| KR100935263B1 (ko) * | 2004-06-30 | 2010-01-06 | 인텔 코오퍼레이션 | 베이스 금속 전극 위의 금속 산화 세라믹 박막 장치 및 그 장치를 포함하는 커패시터의 형성 방법 |
| US7733626B2 (en) | 2004-10-21 | 2010-06-08 | Intel Corporation | Passive device structure |
| US7629269B2 (en) | 2005-03-31 | 2009-12-08 | Intel Corporation | High-k thin film grain size control |
| US7656644B2 (en) | 2005-03-31 | 2010-02-02 | Intel Corporation | iTFC with optimized C(T) |
| US7755165B2 (en) | 2005-03-31 | 2010-07-13 | Intel Corporation | iTFC with optimized C(T) |
| US8499426B2 (en) | 2005-06-29 | 2013-08-06 | Intel Corporation | Methods of making thin film capacitors |
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