JP2006196811A

JP2006196811A - コンデンサおよびそれを用いた複合部品

Info

Publication number: JP2006196811A
Application number: JP2005008784A
Authority: JP
Inventors: Yuji Murashima; 祐二村嶋; Tetsuo Kawasaki; 哲生川崎; Ryo Kimura; 涼木村
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2005-01-17
Filing date: 2005-01-17
Publication date: 2006-07-27

Abstract

【課題】特に小型・薄型化に適し、高周波特性に優れたコンデンサおよびそれを用いた複合部品を提供することを目的とするものである。
【解決手段】導電性を有する基板１１に一つ以上の貫通孔１０を設け、前記貫通孔１０の内壁に誘電体層１２を設け、この誘電体層１２を設けた貫通孔１０の内部に電極部１３を設け、前記基板１１の端部に基板１１と接続された一方の接続端子１６を設け、前記電極部１３の少なくとも片面に他方の接続端子１５を設けた構成とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、各種電子機器に用いるコンデンサおよびそれを用いた複合部品に関するものである。

近年、電子機器の小型化、高性能化に伴い、その電子機器に内蔵される電子部品の小型薄型化・高周波化等の要求が強くなっている。

特に、大量の情報を高速処理するデジタル機器の高速化、それに用いる半導体デバイスの高速化、高集積化に伴い、コンデンサ等の受動部品も小型薄型化、高周波化が強く求められている。

また、これら電子機器の高周波化に伴う電源信号などの配線を介したノイズの漏洩や浸入を抑制する種々のノイズフィルタとしての要求も強い。

これらを解決する一つの手段として、薄膜技術を用いたコンデンサが有効であり、種々の薄膜コンデンサが提案されている。

従来の薄膜コンデンサとしては、例えば基板の上に下部電極、誘電体層、上部電極の積層構造からなる薄膜の容量素子を構成することが知られている。

さらに、前記薄膜の容量素子は信頼性の観点から絶縁性の保護膜で被覆されており、その保護膜に上部電極の一部と下部電極の一部が露出するように貫通孔を形成し、これらの貫通孔にそれぞれの外部電極を形成し、はんだバンプ等により外部の回路素子と接続する構造を有している（例えば、特許文献１参照）。

さらに別のコンデンサとして、ノイズ対策部品である三端子コンデンサが有用であり、誘電体のシートを積層した種々のチップ型三端子コンデンサが提案されている。このチップ型三端子コンデンサとしては、誘電体シートの上に入出力端子を接続する電極パターンを印刷した層と、別の誘電体シートの上に接地端子を接続する電極パターンを印刷した層とを複数層積層して焼成した後、入出力端子及び接地端子とを形成することでチップ型三端子コンデンサが得られる（例えば、特許文献２参照）。
特開２００３−３４７１５７号公報特開平１１−２１４２５６号公報

しかしながら、前記従来の構成の薄膜コンデンサは大容量のコンデンサ素子が必要なときには面積を大きくする必要があることから小型化が困難であり、一方の三端子コンデンサは誘電体セラミックの機械的強度の問題から薄型化が困難である。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、特に小型・薄型化に適し、高周波特性に優れたコンデンサおよびそれを用いた複合部品を提供することを目的とするものである。

前記従来の課題を解決するために、本発明は導電性を有する基板に一つ以上の貫通孔を設け、前記貫通孔の内壁に誘電体層を設け、この誘電体層を設けた貫通孔の内部に電極部を設け、前記基板の端部に基板と接続された一方の接続端子を設け、前記電極部の少なくとも片面に電極部と接続された他方の接続端子を設けた構造とするものである。

本発明のコンデンサおよびそれを用いた複合部品は、基板の厚み方向にコンデンサ素子を形成し、基板を電極として用いることにより、小型薄型化に適し、高周波特性に優れたコンデンサおよびそれを用いた複合部品を実現することができる。

（実施の形態１）
以下、本発明の実施の形態１におけるコンデンサについて、図面を参照しながら説明する。

図１は本発明の実施の形態１におけるコンデンサの断面図であり、図２は別の例のコンデンサの断面図である。また図３はこのコンデンサを作製するときに用いるレジストパターンの一例を示す平面図である。

図１において、基板１１にはシリコンなどの導電性を有する加工性に優れた所定の厚みを有する基板を用いることによって、生産性、品質に優れたコンデンサを実現することができる。この時、基板１１は誘電体を介して対向する電極パターンで形成されるコンデンサ素子の一方の電極としての役割も果たしており、出来る限り低抵抗な材料を用いることが望ましい。例えば、シリコンなどでは三価、あるいは五価の元素をドーピングすることによってｎ型あるいはｐ型半導体とすることにより基板１１の低抵抗化を実現することができる。このコンデンサに用いるシリコン基板の抵抗値としては１０Ωｃｍ以下が望ましい。さらに、シリコン基板は強度の面においても優れており、コンデンサのより低背化を実現することができる。

このように、基板１１を３価の元素もしくは５価の元素の少なくとも何れか１種類以上を不純物として添加したシリコン基板自身を一つの電極として用いることによって、電極の取り出しと配線の最短化を図ることができることから高周波印加時の等価直列インダクタンス値を低減することが可能となり、高周波信号印加時の損失を低減することが可能となる。

また、この基板１１（以後、シリコン基板１１と呼ぶ）には一つのコンデンサ素子につき、貫通孔１０をフォトリソ技術などによって、少なくとも一つ以上形成している。

この貫通孔１０を複数形成し、それぞれのコンデンサ素子を一つのコンデンサとして利用することもできる。さらに、電極部１３どうしを並列に接続させることによってコンデンサの静電容量を大きく設計することも可能である。

従って、コンデンサのサイズ、静電容量値によって貫通孔１０の大きさと孔数を決めることによってコンデンサの電気特性を設計することができる。さらに、このシリコン基板１１の厚みは機械的強度を考慮しながら用途に応じて決めればよい。

また、この貫通孔１０の開口形状を円または楕円とすることにより、貫通孔１０の形成をフォトエッチングあるいはドライエッチングで形成するとき、均一に形成することができる。

また、貫通孔１０の円の直径、または楕円の短径を貫通孔の深さの２．０〜０．０５倍とすることにより、シリコン基板１１の加工精度を高く維持することができることから、コンデンサ素子の静電容量を高精度に調整することが可能となる。

また、貫通孔１０の形状を多角形とすることにより、高密度に貫通孔１０を形成することができ、特に六角形とすることにより蜂の巣構造となり、機械的な強度と高密度の観点からより優れた特性を実現することができる。このとき、多角形の対角線の長さを貫通孔１０の深さの２．０〜０．０５倍とすることにより、コンデンサの静電容量を高精度に調整することが可能となる。

次に、前記貫通孔１０の内壁とシリコン基板１１の上下面には誘電体層１２を形成している。この誘電体層１２はシリコン基板１１を酸素雰囲気中にて熱酸化処理をすることによって容易にＳｉＯ₂膜からなる誘電体膜１２として形成することが可能である。また、この誘電体層１２は少なくとも貫通孔１０の内壁のみに形成しておくことでコンデンサ素子を形成することができる。

このとき、シリコン基板１１を酸素雰囲気中にて熱酸化処理をすることによって誘電体層１２を形成する場合、シリコン基板１１の全表面に酸化膜を形成することができ、ＳｉＯ₂の誘電率もあまり高くないことからシリコン基板１１の上下面に誘電体層１２を設けた構成としている。このような構成とすることにより誘電体層１２を絶縁層として用いることができる。

また、この貫通孔１０の内壁にはＣＶＤ法、スパッタリング法あるいはメッキ法などの薄膜技術によって誘電体層１２を形成することも可能である。この誘電体層１２には誘電率、温度特性などの観点から選択することができ、特にＳｉＯ₂、ＴｉＯ₂、Ａｌ₂Ｏ₃、Ｔａ₂Ｏ₅、Ｎｂ₂Ｏ₅のうち少なくとも一つを用いることが望ましい。また、図１ではシリコン基板１１の上下面にも誘電体層１２を形成しているが、この誘電体層１２は少なくとも貫通孔１０の内壁部に形成してあれば良く、絶縁抵抗、浮遊容量などの電気特性との観点から、シリコン基板１１の上下面のどこまで誘電体層１２を形成するかを決めれば良い。

さらに、このシリコン基板１１の上下面には誘電体層１２に連続して、低誘電率を有する絶縁材による絶縁層を別途形成しても良い。特に、比較的誘電率の高い材料を用いて誘電体層１２を形成することにより高周波域で浮遊容量が問題になるような場合において、誘電体層１２に連続してシリコン基板１１の上下面に低誘電率の絶縁層を設けることにより、浮遊容量を低減することができる。このような構成とすることにより、高周波特性に優れたコンデンサを実現することができる。

次に、貫通孔１０の内壁に形成した誘電体層１２の内部には銅電極などからなる電極部１３を形成している。この電極部１３と導電性を有するシリコン基板１１とが誘電体層１２を介して貫通孔１０の内壁部において対向した面積を有するコンデンサ素子を形成することができる。このコンデンサ素子の静電容量は貫通孔１０の内壁部の面積と誘電体層１２の厚みによって決定することができる。

また、前記電極部１３の両面には接続の信頼性を高めるためにＮｉ、Ｐｔなどを接続端子１５として形成し、この接続端子１５の上に実装性を高める観点からはんだ電極などを外部電極１７として形成している。なお、接続端子１５と外部電極１７は少なくとも片面に形成することによってコンデンサ素子の電極として機能することができる。また、前記電極部１３は誘電体層１２の内部に完全に埋め込むように形成することによって電極部１３に接続する接続端子１５を容易に形成することができ、この接続端子１５の上に形成するハンダなどで形成した外部電極１７の電気特性および機械的強度を高める構造を実現することができる。

また、シリコン基板１１の端面にはシリコン基板１１と接続した端面電極１６を接続端子として薄膜法あるいはメッキ法で形成している。この端面電極１６にはシリコン基板１１との接着強度とオーミックコンタクト性の観点からＣｒ、Ｔｉ、Ｎｉを用いることが好ましい。そして、この端面電極１６の上にも前記と同様にして外部電極１８を形成している。

このように、図１に示したコンデンサはそのコンデンサ素子を４個形成したものであり、外部電極１８を共通電極とし、それぞれの外部電極１７をそれぞれのコンデンサ素子の端子電極とすることにより４個のコンデンサ素子を有するコンデンサを実現することができる。

さらに、より大容量のコンデンサ素子としたいときには接続端子１５を並列に接続することにより、一つのコンデンサ素子として利用することができる。

なお、接続端子１５と外部電極１７は不可欠なものではなく、コンデンサの構造、特性および生産性の観点から適宜設けることができるものである。

さらに、前記電極部１３は完全に貫通孔１０を埋め込まれている必要はなく、例えば貫通孔１０の孔径が大きくなったとき、電極部１３を完全に充填して形成した場合、熱膨張の差異によってコンデンサ素子にクラックなどの品質不良などを発生させる場合があり、このときには電極部１３の芯部を空洞にすることによって応力を緩和することができる。

このように構成したコンデンサはシリコン基板１１の上下面に設けた外部電極１７とシリコン基板１１の端部に形成した外部電極１８とで外部の接続部品と実装することができる。特に、シリコン基板１１と接続された外部電極１８を接地端子とすることが望ましい。このコンデンサを単体として回路基板上に実装する場合、外部電極１８とシリコン基板１１の下面側に形成した外部電極１７とを接続して実装することが可能であり、さらに回路基板上のいずれかの端子あるいは他の電子部品と外部電極１７とをワイヤボンディングなどによって接続することも可能である。

さらに、このコンデンサは回路基板の内層部に内蔵することによって、その機能を特に発揮することができる。すなわち、多層回路を形成した回路基板のそれぞれの配線層とこのコンデンサの外部電極１７、１８とを上下方向あるいは横方向に接続することが可能となるので実装密度の高いモジュール部品などを実現することができる。特に、半導体部品の端子ピッチとこのコンデンサの外部電極１７の端子ピッチを合致させることによって、半導体部品の直下にこのコンデンサをバイパスコンデンサとして配置することが可能となり、高周波特性に優れたモジュールなどを実現することができる。

また、このコンデンサは三端子コンデンサとしても機能を発揮することができる。すなわち、シリコン基板１１の上面に形成した外部電極１７を入力端子とし、シリコン基板１１の下面に形成した外部電極１７を出力端子とし、シリコン基板１１の端面に形成した外部電極１８を接地端子とすることによって三端子コンデンサが得られる。特に、貫通孔１０の内壁に誘電体層１２を形成し、電極部１３を貫通孔１０の内部に形成することによって貫通型コンデンサの構造を有することになる。このような貫通型コンデンサは高周波域において優れたノイズ対策部品であり、本実施の形態１における三端子構造を有するコンデンサは高周波回路におけるノイズ対策部品として有用である。

また、このような構成のコンデンサを一枚のシリコン基板１１の上に並列に配置し、接続端子１６を接地端子として共通端子とすることによりコンデンサネットワーク部品あるいはコンデンサアレイ部品とすることができる。このコンデンサネットワーク部品あるいはコンデンサアレイ部品はコネクタなどの所定の端子ピッチを有する入出力回路の接続部において有用なノイズ対策部品とすることができる。

また、図２は別の例のコンデンサの断面図であり、このコンデンサの特徴は、複数の貫通孔２０を近接させて形成し、それぞれの貫通孔２０の内壁に誘電体層２２を形成した後、電極部１３を形成する。その後、近接して形成した複数の貫通孔２０の上に複数の電極部１３と並列に接続した一つの接続端子１５と外部電極１７を形成したコンデンサである。このような構成とすることにより、より大容量で低ＥＳＲ特性を有するコンデンサを実現することができる。また、端子ピッチの小さな接続端子１５を有するコンデンサとすることもできる。それ以外の内容については図１に示したコンデンサと同じ技術を用いて構成することが可能である。

次に、このようなコンデンサの作製方法について説明する。

例えば、あらかじめＰをシリコンに注入してあるシリコンウエハーをシリコン基板１１として準備する。そのシリコン基板１１の厚みは３００μｍであり、抵抗値が２Ωｃｍである。

次に、図３に示したレジストパターンを有するレジスト膜１９を前記シリコン基板１１にフォトリソグラフィ法にて形成した後、前記シリコン基板１１をＩＣＰ−ＲＩＥ法にてレジスト膜１９の形成されていない領域のみをドライエッチングして貫通孔１０を形成する。

その後、レジスト膜１９を除去した後、熱酸化炉にてシリコン基板１１の全面を酸化処理し、誘電体層１２として厚み１００ｎｍのＳｉＯ₂層をシリコン基板１１の表面に形成した。

次に、メッキ処理にて貫通孔１０の内部に下地層としてＮｉを形成し、その上にＣｕからなる電極部１３を形成する。この際、少なくとも貫通孔１０の内壁に電極部１３が形成されていれば良いが、貫通孔１０を埋めるように電極部１３を形成することが後のフォトリソ工程を考慮すると望ましい。

また、貫通孔１０の電極部１３をメッキ処理にて形成しているが、スパッタ、ＣＶＤ、蒸着等の薄膜形成技術もしくは導電性樹脂もしくはこれらの何れかの組み合わせによって形成することも可能である。

次に、絶縁層１４として厚み５０ｎｍのＳｉ₃Ｎ₄膜を形成した後、連続して厚み１μｍのＳｉＯ₂膜をシリコン基板１１の両面にＣＶＤ法により形成する。この際、絶縁層１４はＳｉＯ₂もしくはＳｉ₃Ｎ₄等のシリコンの酸化膜、窒化膜の何れか、もしくは絶縁性の樹脂あるいはこれらの組み合わせを用いれば良い。

また、絶縁層１４の形成方法としてＣＶＤを用いたが、スパッタリング、蒸着法、ゾルゲル法、印刷法等にて形成することも可能である。

次に、再度レジスト膜を全面に形成し、電極部１３を外部に電気的に引き出す接続端子１５を形成する場所をフォトリソ法により開口部として設け、その開口部に表出したＳｉＯ₂層をＨＦにより除去し、その後Ｓｉ₃Ｎ₄層を燐酸中でボイルすることにより絶縁層１４を除去する。

次に、スパッタリング法にて密着層としてＣｒを５０ｎｍ形成した後、Ｃｕを５００〜１０００ｎｍ形成することによって接続端子１５を形成する。

次に、所望のダイシング幅でシリコン基板１１のダイシングを行い個別のコンデンサに個片化する。ダイシングした後、所望の濃度のＨＦもしくはＨＦ＋ＮＨ₄Ｆ（バッファードフッ酸）にてダイシングしたコンデンサの端面の自然酸化膜を除去した後、スパッタリング法にて下地層としてＮｉ層を形成し、その後Ｃｕ層を形成することによって端面電極１６を形成する。その後、はんだメッキなどによってはんだ層を外部電極１７、外部電極１８として形成する。

このようにして本実施の形態１のコンデンサを作製することができる。

本実施の形態１の構成を有するコンデンサは小型・薄型化に適し、高周波特性に優れたコンデンサを提供することができる。

（実施の形態２）
以下、本発明の実施の形態２における複合部品について、図面を参照しながら説明する。

図４は本発明の実施の形態２における複合部品の例であるＲＣフィルタの斜視図であり、図５は図４のＡ−Ａ部における断面図であり、図６は図４のＢ−Ｂ部における断面図である。また、図７は前記ＲＣフィルタの等価回路図である。

図４〜図７において、コンデンサ素子を形成している部分は基本的には実施の形態１の図１に示したコンデンサの構造と同様であり、貫通孔１０の内壁に形成した誘電体層１２を介して電極部１３を一方の電極とし、シリコン基板１１を他方の電極としてコンデンサ素子を形成している。この詳細な構成についての説明は省略する。特に、実施の形態１と大きく異なっている点は抵抗素子をシリコン基板１１の上に誘電体層１２を介して形成し、前記コンデンサ素子とを電極パターン３１と電極パターン３２で接続することによってＲＣフィルタを構成していることである。

このＲＣフィルタは、図５に示すように端面電極１６ａを入力側の接続端子として電極パターン３２と接続し、端面電極１６ｂを出力側の接続端子として電極パターン３１と接続している。また、この電極パターン３１は貫通孔１０の内部に充填して形成した電極部１３とも接続している。そして、前記電極パターン３１と電極パターン３２との間には抵抗パターン３３を形成している。この抵抗パターン３３は薄膜抵抗あるいはカーボン抵抗などの抵抗体膜を形成することによって容易に形成することができ、その抵抗値についてはレーザートリミング技術を用いて高精度に調整することができる。

また、図６に示すように電極部１３を介して接続されたコンデンサ素子はシリコン基板１１を接地側の電極として用いており、このシリコン基板１１に接続するように端面電極１６ｃ、１６ｄを形成している。

このような構成とすることによって、図７に示すところの等価回路を有するＲＣフィルタを実現することができる。このような構成のＲＣフィルタはノイズ対策部品として有用であり、特にコネクタ、モジュール基板との接続部において高周波域のノイズを除去することができる複合部品として有用である。

また、このような構成のＲＣフィルタを並列に配置し、端面電極１６ｃ、１６ｄを接地端子として共通端子とすることによりＲＣネットワーク複合部品とすることができる。このＲＣネットワーク複合部品はコネクタなどの所定の端子ピッチを有する入出力回路の接続部において有用なノイズ対策部品とすることができる。

次に、このようなＲＣフィルタの作製方法について説明する。

コンデンサ素子の形成方法は実施の形態１とほぼ同様の方法によって形成することができる。

次に、コンデンサ素子を形成したシリコン基板１１にスパッタリング法によって電極パターン３１、３２として、密着層としてＣｒを５０ｎｍ、導電層としてＣｕを５００〜１０００ｎｍの厚みで形成した。

次に、抵抗パターン３３として所定の抵抗値になるようにＮｉＣｒ抵抗体をスパッタリング法にて形成した。この抵抗パターン３３はカーボン抵抗体をスクリーン印刷法によって形成することも可能である。その後、所定の抵抗値になるようにレーザートリミングを行う。ここで、前記抵抗パターン３３は金属薄膜からなる薄膜抵抗あるいはカーボン抵抗からなる厚膜抵抗などをパターニングによって形成することができることから、厚みは薄膜抵抗で数μｍ、厚膜抵抗で１０数μｍの膜厚で形成することが可能であり、低背化を実現することができる。

なお、電極パターン３１、３２の形成と抵抗パターン３３の形成順序を逆に形成しても良い。

次に、所望のダイシング幅でシリコン基板１１をダイシングして個片化した。この個片化した部品を所望の濃度のＨＦ若しくはＨＦ＋ＮＨ₄Ｆ（バッファードフッ酸）にてダイシング端面の自然酸化膜を除去した後、薄膜技術を用いてシリコン基板１１に接続した端面電極１６ｃ、１６ｄを形成する。

このとき、端面電極１６ｃ、１６ｄを形成しないシリコン基板１１の端面には絶縁膜を形成しておくことが絶縁性の観点から好ましい。

その後、端面電極１６ａ、１６ｂを形成するシリコン基板１１の端面には絶縁膜としてＳｉＯ₂膜を形成した後、前記と同様の方法によって電極パターン３２の一方に接続した端面電極１６ａ、前記電極パターン３１の一方に接続した端面電極１６ｂを形成する。

次に、端面電極１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄの上にメッキ技術を用いて外部電極１８を形成する。この外部電極１８の表面にははんだ電極を形成しておくことにより実装性に優れたＲＣフィルタとすることができる。

このような方法によって、端面電極１６ａを入力端子とし、端面電極１６ｂを出力端子とし、端面電極１６ｃ、１６ｄを接地端子とした本実施の形態２におけるＲＣフィルタを作製することができる。

以上説明してきたように、本実施の形態２で説明してきたような構成を有する複合部品は小型・薄型化に適し、高周波特性に優れたＲＣフィルタとして機能する複合部品を提供することができる。

（実施の形態３）
以下、本発明の実施の形態３におけるＬＣ複合部品について、図面を参照しながら説明する。

図８は本発明の実施の形態３における複合部品の例であるＬＣフィルタの斜視図であり、図９は図８のＡ−Ａ部における断面図であり、図１０は図８のＢ−Ｂ部における断面図である。また、図１１はその等価回路図である。

図８〜図１１において、コンデンサ素子を形成している部分は基本的には実施の形態１の構成と同様であり、貫通孔１０の内壁に形成した誘電体膜１２を介して電極部１３を一方の電極とし、シリコン基板１１を他方の電極としてコンデンサ素子を形成している。

ここで、実施の形態１と大きく異なっている点は、コイル素子４２をシリコン基板１１の上に形成し、前記コイル素子４２および前記コンデンサ素子とを電極パターン４０、４１で接続することによってＬＣフィルタを構成していることである。

ここで、図９に示すように端面電極１６ａを入力側の接続端子として電極パターン４１と接続し、端面電極１６ｂを出力側の接続端子として電極パターン４０と接続している。

このとき、電極パターン４０は貫通孔１０の内部に充填して形成した電極部１３とも接続している。前記電極パターン４０と前記電極パターン４１との間にはコイル素子４２を形成している。このコイル素子４２は薄膜あるいは厚膜技術により、ＣｕあるいはＡｇなどの低抵抗を有する電極材料を用いてミアンダ形状、渦巻形状、スパイラル形状などのコイルパターンを容易に形成することができる。本実施の形態３では２層からなる渦巻コイルを形成しており、樹脂あるいは無機絶縁材料を用いて形成した絶縁層４４を介して下層に形成したコイルパターン４３ａの一方の端部を電極パターン４０と接続するように形成している。

次に、前記と同様の方法で絶縁層４４を形成し、この絶縁層４４の中央部に貫通孔を設けてコイルパターン４３ａの他方の端部である中央部の電極に接続するようにスルホール電極４５を形成する。

さらに、このスルホール電極４５に接続するように上層のコイルパターン４３ｂを形成する。このようにして形成したコイル素子４２は二層構造の渦巻コイルを形成している。この渦巻コイルは何層であっても良く、インダクタンス値に応じて設計すればよい。また、インダクタンス値の低いコイル素子４２であれば生産性に優れたミアンダ状のコイルパターンを形成することも可能であり、所望のインダクタンス値に応じて任意のコイルパターンを形成することが可能である。

また、絶縁層４４は誘電率の低い絶縁性の高い材料を用いることが好ましく、ＳｉＯ₂などの無機絶縁材料、テフロン（登録商標）、エポキシ樹脂などの有機絶縁材料などを用いることが可能であり、絶縁材料とその形成する絶縁層４４の厚みを所定の厚みに設計することによって電気特性を設計することが可能である。

また、図１０に示すように電極４０を介して接続されたコンデンサ素子はシリコン基板１１を接地側の電極として用いており、端面電極１６ｃ、１６ｄはシリコン基板１１に接続して形成している。その後、端面電極１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄの上にメッキ技術を用いて外部電極１８を形成する。この外部電極１８の表面にははんだ電極を形成しておくことにより実装性に優れたＬＣフィルタとすることができる。

このような構成とすることによって、端面電極１６ａを入力端子とし、端面電極１６ｂを出力端子とし、端面電極１６ｃ、１６ｄを接地端子とした本実施の形態３におけるＬＣフィルタを実現することができ、図１１に示すところの等価回路を有するＬＣフィルタとすることができる。このＬＣフィルタは各種フィルタ部品として有用であり、特に高周波域に用いる小型、低背化を実現できる複合部品として有用である。

また、このような構成のＬＣフィルタを並列に配置し、接続端子１６ｃ、１６ｄ接地端子として共通端子とすることによりＬＣネットワーク複合部品とすることができる。このＬＣネットワーク複合部品はコネクタなどの所定の端子ピッチを有する入出力回路の接続部において有用なノイズ対策部品とすることができる。

次に、このようなＬＣ複合部品の作製方法について説明する。

コンデンサ素子を形成したシリコン基板１１にスパッタリング、ＣＶＤ、蒸着等の薄膜形成技術もしくはこれらの何れかの組み合わせによって電極パターン４０、４１を形成する。次に形成するコイル素子４２の下面部に絶縁層４４を形成した後、コイルパターン４３ａの一方の電極端部が電極パターン４０に接続するように形成する。

その後、コイルパターン４３ａの上面に絶縁層４４を再度形成した後、スルホール電極４５を形成する部位に開口部を形成する。この開口部にスルホール電極４５を形成した後、コイルパターン４３ｂの一方の電極をスルホール電極４５を介してコイルパターン４３ａの他方の電極と接続するように形成する。次に、コイルパターン４３ｂの他方の電極を電極パターン４０に接続することによってコイル素子４２を形成することができる。このコイル素子４２のコイルパターン４３ａ、４３ｂはスパッタリング、ＣＶＤ、蒸着等の薄膜形成技術もしくはこれらの何れかの組み合わせによって形成することが好ましい。

さらに、このコイル素子４２の上面には信頼性の観点から絶縁層４４をさらに形成している。これらのプロセスは薄膜プロセスを用いることによって最も小型で低背化できるＬＣフィルタを実現することができる。絶縁層４４としてはコイル素子４２を形成する領域全面に感光性のポリイミドをスピンコートにより塗布し、フォトリソグラフィにより形成することが生産性の観点から好ましい。

なお、最上層の絶縁層４４としてＳｉ₃Ｎ₄を厚み５０ｎｍで形成した後、連続してＳｉＯ₂を厚み１μｍでシリコン基板１１の両面及び全面にＣＶＤにより形成することも可能である。また、絶縁層４４の形成方法としてＣＶＤを用いたがスパッタリング、蒸着法、ゾルゲル法等にて薄膜を形成することが可能である。

このとき、端面電極１６ｃ、１６ｄを形成しない部位のシリコン基板１１の端面には絶縁膜を形成しておくことが絶縁性の観点から好ましい。

その後、端面電極１６ａ、１６ｂを形成するシリコン基板１１の端面には絶縁膜としてＳｉＯ₂膜を形成した後、前記と同様の方法によって電極パターン４１の一方に接続した端面電極１６ａ、前記電極パターン４０の一方に接続した端面電極１６ｂを形成する。

次に、Ｎｉおよびはんだ電極からなる外部電極１８を形成して実装性に優れたＬＣフィルタを作製することができる。

（実施の形態４）
以下、本発明の実施の形態４におけるコンデンサについて、図面を参照しながら説明する。

図１２は本発明の実施の形態４におけるコンデンサの断面図である。

図１２において、コンデンサ素子を形成している部分は基本的には実施の形態１の構造と同様であるので詳細な説明は省略する。

実施の形態１と大きく異なっている点は、シリコン基板１１の端面に接続して形成していた端面電極１６の代わりに、シリコン基板１１の上下面に引出電極６０として形成していることである。この引出電極６０はシリコン基板１１の表面に形成している誘電体層１２をエッチングによって除去し、シリコン基板１１に接続するようにスパッタ法などによって密着層としてＣｒを厚み５０ｎｍ、電極層としてＣｕあるいはＮｉを厚み５００〜１０００ｎｍで形成することによって形成することができる。この引出電極６０の上には必要に応じて接続端子１５を形成する。このようにしてシリコン基板１１の同一面上に形成した接続端子１５の上にＡｕまたははんだを用いてバンプ６２を形成している。

本実施の形態４におけるコンデンサはシリコン基板１１の同一面にそれぞれの電極部１３と引出電極６０に接続されたバンプ６２の配置を半導体部品の端子ピッチ寸法と合致させることによって、半導体部品などの直下に配置できるコンデンサを実現することができる。

さらに、このコンデンサを回路基板に内蔵することによってコンデンサ素子を最短の電極間距離で接続することができる回路ブロックを実現することができる。

なお、この引出電極６０はシリコン基板１１の少なくとも片面に形成することによって最短に接続することができる。

以上のように、本発明にかかるコンデンサおよびそれを用いた複合部品は、小型・薄型化に適し、高周波特性に優れたコンデンサおよび複合部品が可能となるので、特に小型の電子機器の高周波回路、電源回路等の用途に適用できる。

本発明の実施の形態１におけるコンデンサの断面図同別の例のコンデンサの断面図（ａ）（ｂ）は同レジストパターンの一例を示す平面図本発明の実施の形態２におけるＲＣフィルタの斜視図同図４のＡ−Ａ部における断面図同図４のＢ−Ｂ部における断面図同図４のＲＣフィルタの等価回路図本発明の実施の形態３におけるＬＣフィルタの斜視図同図８のＡ−Ａ部における断面図同図８のＢ−Ｂ部における断面図同図８のＬＣフィルタの等価回路図本発明の実施の形態４におけるコンデンサの断面図

符号の説明

１０貫通孔
１１基板
１２誘電体層
１３電極部
１４絶縁層
１５接続端子
１６、１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄ端面電極
１７外部電極
１８外部電極
１９レジスト膜
２０貫通孔
２２誘電体層
３１電極パターン
３２電極パターン
３３抵抗パターン
４０電極パターン
４１電極パターン
４２コイル素子
４３ａコイルパターン
４３ｂコイルパターン
４４絶縁層
４５スルホール電極
６０引出電極
６２バンプ

Claims

導電性を有する基板に一つ以上の貫通孔を設け、前記貫通孔の内壁に誘電体層を設け、この誘電体層を設けた貫通孔の内部に電極部を設け、前記基板の端部に基板と接続された一方の接続端子を設け、前記電極部の少なくとも片面に電極部と接続された他方の接続端子を設けたコンデンサ。
貫通孔の内壁に設けた誘電体層に連続して基板の上下面に誘電体層を設けた請求項１に記載のコンデンサ。
貫通孔の内壁に設けた誘電体層に連続して基板の上下面に絶縁層を設けた請求項１に記載のコンデンサ。
誘電体層としてＳｉＯ₂、ＴｉＯ₂、Ａｌ₂Ｏ₃、Ｔａ₂Ｏ₅、Ｎｂ₂Ｏ₅のうち少なくとも一つを用いた請求項１に記載のコンデンサ。
基板をシリコンとした請求項１に記載のコンデンサ。
基板の抵抗率を１０Ωｃｍ以下とした請求項１に記載のコンデンサ。
貫通孔を複数設け、それぞれの貫通孔に設けた電極部を並列接続するように一つの接続端子を設けた請求項１に記載のコンデンサ。
貫通孔を複数設け、それぞれの貫通孔に設けた電極部にそれぞれの接続端子を設け、その接続端子を並列接続した請求項１に記載のコンデンサ。
貫通孔の形状を円または楕円とした請求項１に記載のコンデンサ。
貫通孔の円の直径または楕円の短径を貫通孔の深さの２．０〜０．０５倍とした請求項９に記載のコンデンサ。
貫通孔の形状を多角形とした請求項１に記載のコンデンサ。
多角形の対角線の長さを貫通孔の深さの２．０〜０．０５倍とした請求項１１に記載のコンデンサ。
電極部に接続して基板の両面に設けた二つの接続端子のうち、一方の接続端子を入力端子とし、他方の接続端子を出力端子とし、基板の端部に基板に接続して設けた接続端子を接地端子とした請求項１に記載のコンデンサ。
導電性を有する基板に一つ以上の貫通孔を設け、前記貫通孔の内壁に誘電体層を設け、この誘電体層を設けた貫通孔の内部に電極部を設け、前記基板の端部に基板に接続された一方の接続端子を設け、前記電極部の少なくとも片面に電極部と接続された他方の接続端子を設けたコンデンサ素子を並列に複数配置したコンデンサ。
導電性を有する基板に一つ以上の貫通孔を設け、前記貫通孔の内壁に誘電体層を設け、この誘電体層を設けた貫通孔の内部に電極部を設け、この電極部の少なくとも片面に前記電極部に接続された接続端子を設け、前記接続端子を設けた基板の同一平面に基板と接続された引出電極を設け、この引出電極の上に他方の接続端子を設けたコンデンサ。
接続端子の上にバンプを設けた請求項１５に記載のコンデンサ。
導電性を有する基板に一つ以上の貫通孔を設け、前記貫通孔の内壁に誘電体層を設け、この誘電体層を設けた貫通孔の内部に電極部を設け、この電極部の少なくとも片面に前記電極部に接続された接続端子を設け、前記接続端子を設けた基板の同一平面に基板と接続された引出電極を設け、その引出電極の上に他方の接続端子を設けたコンデンサ素子を並列に複数配置したコンデンサ。
導電性を有する基板に一つ以上の貫通孔を設け、前記貫通孔の内壁に誘電体層を設け、この誘電体層を設けた貫通孔の内部に電極部を設け、前記基板の端部に基板と接続された接続端子を設けたコンデンサ素子と、この電極部と接続された電極パターンを誘電体層または絶縁層を介して基板の一面に設け、この電極パターンの一方に接続された接続端子を基板の端部に設け、前記電極パターンの他方に接続された抵抗素子を設け、この抵抗素子と前記電極部に接続された別の電極パターンを設け、この別の電極パターンに接続された接続端子を前記基板の端面に設けた複合部品において、前記電極パターンを介して基板の端面に接続された接続端子を入力端子とし、前記別の電極パターンの一方に接続された接続端子を出力端子とし、前記基板の端部に基板と接続された接続端子を接地端子とした複合部品。
導電性を有する基板に一つ以上の貫通孔を設け、前記貫通孔の内壁に誘電体層を設け、この誘電体層を設けた貫通孔の内部に電極部を設け、前記基板の端部に基板と接続された接続端子を設けたコンデンサ素子と、この電極部と接続された電極パターンを誘電体層または絶縁層を介して基板の一面に設け、この電極パターンの一方に接続された接続端子を基板の端部に設け、前記電極パターンの他方に接続された抵抗素子を設け、この抵抗素子と前記電極部に接続された別の電極パターンを設け、この別の電極パターンに接続された接続端子を前記基板の端面に設けた複合部品において、前記電極パターンを介して基板の端面に接続された接続端子を入力端子とし、前記別の電極パターンの一方に接続された接続端子を出力端子とし、前記基板の端部に基板と接続された接続端子を接地端子としたＲＣ素子を並列に複数配置した複合部品。
導電性を有する基板に一つ以上の貫通孔を設け、前記貫通孔の内壁に誘電体層を設け、この誘電体層を設けた貫通孔の内部に電極部を設け、前記基板の端部に基板と接続された接続端子を設けたコンデンサ素子と、この電極部と接続された電極パターンを誘電体層または絶縁層を介して基板の一面に設け、この電極パターンの一方に接続された接続端子を基板の端部に設け、前記電極パターンの他方に接続されたコイル素子を設け、このコイル素子と前記電極部に接続された別の電極パターンを設け、この別の電極パターンに接続された接続端子を前記基板の端面に設けた複合部品において、前記電極パターンを介して基板の端面に接続された接続端子を入力端子とし、前記別の電極パターンの一方に接続された接続端子を出力端子とし、前記基板の端部に基板と接続された接続端子を接地端子とした複合部品。
導電性を有する基板に一つ以上の貫通孔を設け、前記貫通孔の内壁に誘電体層を設け、この誘電体層を設けた貫通孔の内部に電極部を設け、前記基板の端部に基板と接続された接続端子を設けたコンデンサ素子と、この電極部と接続された電極パターンを誘電体層または絶縁層を介して基板の一面に設け、この電極パターンの一方に接続された接続端子を基板の端部に設け、前記電極パターンの他方に接続されたコイル素子を設け、このコイル素子と前記電極部に接続された別の電極パターンを設け、この別の電極パターンに接続された接続端子を前記基板の端面に設けた複合部品において、前記電極パターンを介して基板の端面に接続された接続端子を入力端子とし、前記別の電極パターンの一方に接続された接続端子を出力端子とし、前記基板の端部に基板と接続された接続端子を接地端子としたＬＣ素子を並列に複数配置した複合部品。