JP2018073888A - Electronic component and method of manufacturing the same - Google Patents
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Abstract
Description
本開示は、電子部品およびその製造方法に関する。 The present disclosure relates to an electronic component and a manufacturing method thereof.
従来から、キャパシタを有する電子部品に関する種々の技術が提案されている。例えば、特許文献1では、基板上に形成された下部電極上に高誘電率薄膜を形成し、更にその上に上部電極を形成することでMIM (Metal-Insulator-Metal) 構造のキャパシタを形成する技術が提案されている。この技術では、上面から透視して上部電極の外形が下部電極の外形に包含されるようにキャパシタを形成している。
Conventionally, various techniques relating to an electronic component having a capacitor have been proposed. For example, in
特許文献1に記載の技術は、上部電極の外形が下部電極の外形に包含される形状を有していることから、下部電極形成後の上部電極形成の工程において多少の位置ずれが発生したとしても、上下の電極の対向面積が変化しないため、容量値に影響を及ぼさないという利点を有する。
Since the technique described in
その一方で、特許文献1に記載の技術は、製造工程において上部電極の外形寸法に発生する誤差の影響を免れることが困難であるといった問題がある。特に、高誘電率膜によって比較的大きな容量のキャパシタと小容量キャパシタとを同時に作製する場合、小容量キャパシタの上部電極寸法が小さくなることで、小容量キャパシタの上部電極のわずかな寸法誤差が容量に大きな影響を与え、結果的に所望の容量精度が得られない虞がある。
On the other hand, the technique described in
また、特許文献1に記載の技術は、薄膜プロセスによって電極間の誘電体を極めて薄く形成するため、厚膜キャパシタと比較して耐電圧性すなわち絶縁耐力に劣るといった問題がある。
In addition, the technique described in
本開示は、以上の点を考慮してなされたものであり、容量値精度の確保と耐電圧性の確保とを両立させることができる電子部品およびその製造方法を提供することである。 The present disclosure has been made in consideration of the above points, and is to provide an electronic component capable of ensuring both capacitance value accuracy and voltage resistance and a method for manufacturing the same.
上記の課題を解決するために、本開示の一態様では、
基材と、
前記基材上の第1電極、前記第1電極上の第1誘電体、および前記第1誘電体上の第2電極を有する第1キャパシタと、
前記第1キャパシタに直列接続され、前記第2電極、前記第2電極上の第2誘電体、および前記第2誘電体上の第3電極を有する第2キャパシタと、を備える電子部品が提供される。
In order to solve the above problems, in one aspect of the present disclosure,
A substrate;
A first capacitor having a first electrode on the substrate, a first dielectric on the first electrode, and a second electrode on the first dielectric;
An electronic component comprising: a second capacitor connected in series to the first capacitor and having the second electrode, a second dielectric on the second electrode, and a third electrode on the second dielectric is provided. The
平面視において、前記第2電極の外形は、前記第1電極の外形に包含され、前記第3電極の外形は、前記第2電極の外形に包含されていてもよい。 In a plan view, the outer shape of the second electrode may be included in the outer shape of the first electrode, and the outer shape of the third electrode may be included in the outer shape of the second electrode.
前記第2電極の厚みは、前記第1電極の厚みより薄くてもよい。 The thickness of the second electrode may be smaller than the thickness of the first electrode.
前記基材上の第4電極、前記第4電極上の第3誘電体、および前記第3誘電体上の第5電極を有する第3キャパシタを更に備えてもよい。 A third capacitor having a fourth electrode on the substrate, a third dielectric on the fourth electrode, and a fifth electrode on the third dielectric may further be provided.
前記第3および第5電極上において前記第2キャパシタと前記第3キャパシタとを直列接続する第1配線を更に備えてもよい。 You may further provide the 1st wiring which connects the said 2nd capacitor and the said 3rd capacitor in series on the said 3rd and 5th electrode.
前記第4電極は、前記基材上で前記第1電極に接続されており、
前記電子部品は、前記第3および第5電極上において前記第1および第4電極との間で前記第1および第2キャパシタと前記第3キャパシタとを並列接続する第2配線を更に備えてもよい。
The fourth electrode is connected to the first electrode on the substrate;
The electronic component further includes a second wiring that connects the first and second capacitors and the third capacitor in parallel between the first and fourth electrodes on the third and fifth electrodes. Good.
前記第1および第2キャパシタに接続され、前記基材を貫通する貫通電極を更に備えてもよい。 A through electrode connected to the first and second capacitors and penetrating the base material may be further provided.
本開示の他の一態様では、
基材上への第1電極の形成と、前記第1電極上への第1誘電体の形成と、前記第1誘電体上への第2電極の形成と、を含む第1キャパシタの形成と、
前記第2電極上への第2誘電体の形成と、前記第2誘電体上への第3電極の形成と、を含む前記第1キャパシタに直列接続された第2キャパシタの形成と、を具備する電子部品の製造方法が提供される。
In another aspect of the disclosure,
Forming a first capacitor comprising: forming a first electrode on a substrate; forming a first dielectric on the first electrode; and forming a second electrode on the first dielectric; ,
Forming a second capacitor connected in series to the first capacitor, comprising: forming a second dielectric on the second electrode; and forming a third electrode on the second dielectric. An electronic component manufacturing method is provided.
本開示によれば、容量値精度の確保と耐電圧性の確保とを両立させることができる。 According to the present disclosure, it is possible to ensure both the capacitance value accuracy and the voltage resistance.
以下、本開示の実施形態に係る電子部品およびその製造方法について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下に示す実施形態は本開示の実施形態の一例であって、本開示はこれらの実施形態に限定して解釈されるものではない。また、本明細書において、「基板」、「基材」、「シート」や「フィルム」など用語は、呼称の違いのみに基づいて、互いから区別されるものではない。例えば、「基板」や「基材」は、シートやフィルムと呼ばれ得るような部材も含む概念である。また、本明細書において用いる長さや角度の値等については、厳密な意味に縛られることなく、同様の機能を期待し得る程度の範囲を含めて解釈することとする。また、本実施形態で参照する図面において、同一部分または同様な機能を有する部分には同一の符号または類似の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する場合がある。また、図面の寸法比率は説明の都合上実際の比率とは異なる場合や、構成の一部が図面から省略される場合がある。 Hereinafter, an electronic component and a manufacturing method thereof according to an embodiment of the present disclosure will be described in detail with reference to the drawings. The following embodiments are examples of embodiments of the present disclosure, and the present disclosure is not construed as being limited to these embodiments. Further, in this specification, terms such as “substrate”, “base material”, “sheet”, and “film” are not distinguished from each other only based on the difference in names. For example, “substrate” and “base material” are concepts including members that can be called sheets and films. In addition, the length and angle values used in the present specification are not limited to strict meanings, and are interpreted to include a range where a similar function can be expected. In the drawings referred to in this embodiment, the same portions or portions having similar functions are denoted by the same reference symbols or similar reference symbols, and repeated description thereof may be omitted. In addition, the dimensional ratio in the drawing may be different from the actual ratio for convenience of explanation, or a part of the configuration may be omitted from the drawing.
(電子部品1)
先ず、図1〜図3を参照しながら、本開示の電子部品の実施形態について説明する。図1は、本実施形態による電子部品1を示す断面図である。図2は、本実施形態による電子部品1を示す平面図である。図3は、本実施形態による電子部品1の等価回路図である。本実施形態の電子部品1は、例えば、広帯域の無線通信に用いるアナログ高周波回路などの比較的高精度の容量値が求められる用途に好適に用いることができる。
(Electronic component 1)
First, an embodiment of an electronic component of the present disclosure will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a cross-sectional view showing an
図1に示すように、本実施形態の電子部品1は、基材の一例である基板2と、第1キャパシタ3と、第2キャパシタ4と、パッシベーション層5とを有する。基板2は、例えば、絶縁基板または半導体基板である。図3に示すように、第1キャパシタ3と第2キャパシタ4とは、直列接続されている。第1キャパシタ3と第2キャパシタ4とは、いずれも薄膜状のキャパシタすなわち薄膜キャパシタである。
As shown in FIG. 1, the
図1に示すように、第1キャパシタ3は、順に、基板2すなわち第1表面21上の第1電極31と、第1電極31上の第1誘電体32と、第1誘電体32上の第2電極33とを有する。図1の例において、第1電極31は、基板2の第1表面21に直接接している。基板2の第1表面21と第1電極31との間には、シリコン酸化膜などの他の膜が位置していてもよい。
As shown in FIG. 1, the
図1に示すように、第2キャパシタ4は、順に、第2電極33と、第2電極33上の第2誘電体41と、第2誘電体41上の第3電極42とを有する。
As shown in FIG. 1, the
パッシベーション層5は、各電極31、33、42および各誘電体32、41の端縁を被覆している。一方、パッシベーション層5は、キャパシタ3、4への電圧印加のために配線を接続することが必要な領域は被覆していない。図1の例において、パッシベーション層5は、第1電極31の一部の領域と第3電極42の中央側の領域とを露出させるように各電極31、33、42および各誘電体32、41の端縁を被覆している。
The
ここで、一対の電極間に誘電体を挟んだ単層構造の薄膜キャパシタの場合、電極間の誘電体の厚みが薄く容量密度が高いため、電極寸法がわずかに設計からずれただけで容量値が設計から大きくずれてしまう虞がある。また、誘電体が薄いことで、電極間に印加される電圧に対する絶縁耐圧を確保することが困難となる。 Here, in the case of a thin film capacitor having a single layer structure in which a dielectric is sandwiched between a pair of electrodes, the capacitance between the electrodes is slightly deviated from the design because the dielectric thickness between the electrodes is thin and the capacitance density is high. However, there is a risk of deviating greatly from the design. Further, since the dielectric is thin, it is difficult to ensure a dielectric strength voltage with respect to a voltage applied between the electrodes.
これに対して、上記構成の電子部品1は、直列接続された第1キャパシタ3と第2キャパシタ4すなわち複層構造のキャパシタ3、4を備えることで、電子部品1全体の容量を、各キャパシタ3、4のそれぞれの容量の逆数同士の和の逆数、すなわち各キャパシタ3、4の容量の積を各キャパシタ3、4の容量の和で除した値とすることができる。
On the other hand, the
これにより、単層構造のキャパシタと比較して、各キャパシタ3、4のそれぞれの容量が電子部品1全体の容量に与える影響を緩和できる。この結果、仮に、各キャパシタ3、4を構成する電極31、33、42の寸法が設計値からずれたとしても、電子部品1全体の容量値が設計値から大きくずれることを抑制できる。また、直列接続されたキャパシタ3、4のそれぞれで印加電圧を分圧できるので、個々のキャパシタ3、4に大きな電圧が印加されることを抑制できる。これにより、容量値精度の確保と耐電圧性の確保とを両立させることができる。
Thereby, compared with the capacitor of a single layer structure, the influence which each capacity | capacitance of each
また、安定した帯域通過用フィルタ等の用途では、高精度な小容量のキャパシタが求められるところ、もし、小容量を得るために単層構造のキャパシタの誘電体を厚く形成した場合、誘電体の圧縮応力が大きくなることでキャパシタの内部破壊を招く虞がある。これに対して、本実施形態によれば、第1キャパシタ3と第2キャパシタ4とを直列接続することで、個々の誘電体32、41の厚みを抑制しながら素子全体で小容量を実現することができる。これにより、誘電体32、41の圧縮応力およびこれに起因するキャパシタ3、4の内部破壊を抑制して、信頼性を確保することができる。
Also, in applications such as a stable bandpass filter, a highly accurate small-capacitance capacitor is required. If a single-layer capacitor dielectric is formed thick in order to obtain a small capacitance, There is a risk that the internal stress of the capacitor may be caused by an increase in compressive stress. On the other hand, according to the present embodiment, the
(電極31、33、42の外形)
上記構成に加えて、更に、本実施形態の電子部品1は、図2に示すように、平面視において、第2電極33の外形が、第1電極31の外形に包含され、また、第3電極42の外形が、第2電極33の外形に包含されている。
(External shape of
In addition to the above configuration, in the
ここで、キャパシタの容量C[F]は、次式で表される。
C[F]=εrε0S[m2]/d[m] (1)
ただし、数式(1)において、εrは、誘電体の比誘電率、ε0は、真空の誘電率、Sは、電極同士の対向面積、dは、電極間間隔である。
Here, the capacitance C [F] of the capacitor is expressed by the following equation.
C [F] = ε r ε 0 S [m 2 ] / d [m] (1)
In Equation (1), ε r is the dielectric constant of the dielectric, ε 0 is the vacuum dielectric constant, S is the facing area between the electrodes, and d is the distance between the electrodes.
本実施形態の電子部品1によれば、第2電極33の外形が第1電極31の外形に包含されていることで、第1電極31と第2電極33との間で多少のアライメント誤差が発生したとしても、第1電極31と第2電極33との対向面積Sを維持することができる。また、本実施形態の電子部品1によれば、第3電極42の外形が第2電極33の外形に包含されていることで、第2電極33と第3電極42との間で多少のアライメント誤差が発生したとしても、第2電極33と第3電極42との対向面積Sを維持することができる。アライメント誤差にかかわらず対向面積Sを維持できることで、安定した容量値を得ることができる。
According to the
(電極31、33、42の厚み)
上記構成に加えて、更に、本実施形態の電子部品1では、第2電極33の厚みt2が、第1電極31の厚みt1より薄い。第2電極の厚みt2は、好ましくは、第1電極31の厚みt1の半分以下であり、より好ましくは、第1電極31の厚みt1の1/3以下である。また、第2電極33の厚みt2は、好ましくは、0.3μm〜数μmであり、より好ましくは、1〜5μmである。なお、第2電極の厚みt2は、第3電極の厚みt3より大きくてもよく、または、第3電極42の厚みt3以下であってもよい。
(Thickness of
In addition to the above configuration, in the
ここで、3つの電極31、33、42のうち、最下層の第1電極31と最上層の第3電極42は、キャパシタ33、41の電極としての機能と、配線としての機能とを兼ねることがある。配線として機能する場合、第1電極31および第3電極42は、厚み方向D1に直交する面方向D2に十分な電流を流すことが求められる。面方向D2に十分な電流を流すために、第1電極31および第3電極42は、面方向D2の電気抵抗値が低いこと、すなわち、ある程度の厚みt1、t3があることが求められる。したがって、第1電極31および第3電極42を配線として機能させる観点から、各電極31、42の薄型化には一定の限界がある。
Of the three
これに対して、第1電極31と第3電極42との間の第2電極33は、配線としての機能を兼ねることは殆ど無い。すなわち、第2電極33は、面方向D2に十分な電流を流すために面方向D2の電気抵抗値を低くする必要は殆ど無い。これにより、第2電極33の厚みt2を第1電極31の厚みt1より薄くすることができる。したがって、本実施形態の電子部品1によれば、第2電極33の厚みt2を薄くすることで、電子部品1の電気特性に影響を与えることなく、簡便な手法で電子部品1の薄型化を実現でき、また、コストを削減することができる。また、第2電極33の厚みt2を薄くすることで、フリンジ容量とも呼ばれる第2電極33の側面と第1電極31との間の容量を低減することができる。
On the other hand, the
以上述べたように、本実施形態の電子部品1によれば、容量値精度の確保と、耐電圧性の確保と、圧縮応力の抑制とをいずれも達成することができる。
As described above, according to the
(製造方法)
次に、図4A〜図9Cを参照して、本実施形態の電子部品1の製造方法の一例について説明する。
(Production method)
Next, an example of a method for manufacturing the
図4Aは、本実施形態による電子部品1の製造方法を示す断面図である。先ず、図4Aに示すように、基板2を準備する。
FIG. 4A is a cross-sectional view illustrating the method for manufacturing the
図4Bは、図4Aに続く本実施形態による電子部品1の製造方法を示す断面図である。基板2を準備した後、図4Bに示すように、基板2上に金属の第1シード層311を形成する。第1シード層311の形成は、例えば、スパッタ、蒸着または無電解めっき法等の成膜方法で行ってもよい。第1シード層311を構成する金属は、例えば、Ni、Cu、TiまたはCrなどであってもよい。
FIG. 4B is a cross-sectional view illustrating the method for manufacturing the
図4Cは、図4Bに続く本実施形態による電子部品1の製造方法を示す断面図である。第1シード層311を形成した後、図4Cに示すように、第1シード層311上にレジスト7を塗布する。そして、フォトリソグラフィ法等によって、第1電極31に対応する範囲内の第1シード層311が露出するように、レジスト7をパターニングする。
FIG. 4C is a cross-sectional view illustrating the method for manufacturing the
図4Dは、図4Cに続く本実施形態による電子部品1の製造方法を示す断面図である。レジスト7をパターニングした後、図4Dに示すように、第1シード層311上に、電解めっき法によって第1金属層312を形成する。これにより、第1シード層311と第1金属層312とを含む第1電極31が形成される。第1金属層312は、例えば、Cuであってもよい。
FIG. 4D is a cross-sectional view illustrating the method for manufacturing the
図4Eは、図4Dに続く本実施形態による電子部品1の製造方法を示す断面図である。第1電極31を形成した後、図4Eに示すように、レジスト7を剥離する。
FIG. 4E is a cross-sectional view illustrating the method for manufacturing the
図5Aは、図4Eに続く本実施形態による電子部品1の製造方法を示す断面図である。レジストを剥離し、エッチングによって第1金属層312で覆われていない第1シード層311を除去した後、第1電極31および基板2上にTi、Cr、Ni等の金属からなる不図示の密着層を形成する。密着層を形成した後、図5Aに示すように、第1電極31および基板2上に第1誘電体32を形成する。第1誘電体32の形成は、例えば、気相成長法、スパッタ法、原子層堆積法等で行ってもよい。また、第1誘電体32は、例えば、無機酸化物や無機窒化物などの無機化合物であってもよい。
FIG. 5A is a cross-sectional view illustrating the method for manufacturing the
図5Bは、図5Aに続く本実施形態による電子部品1の製造方法を示す断面図である。第1誘電体32を形成した後、図5Bに示すように、第1誘電体32上に、第2電極33に対応する範囲にわたってレジスト7をパターニングする。
FIG. 5B is a cross-sectional view illustrating the method for manufacturing the
図5Cは、図5Bに続く本実施形態による電子部品1の製造方法を示す断面図である。第1誘電体32上にレジスト7をパターニングした後、図5Cに示すように、レジスト7をマスクとして第1誘電体32の不要部分を除去し、その後、レジスト7を剥離する。
FIG. 5C is a cross-sectional view illustrating the method for manufacturing the
図5Dは、図5Cに続く本実施形態による電子部品1の製造方法を示す断面図である。第1誘電体32の不要部分を除去した後、図5Dに示すように、基板2、第1電極31および第1誘電体32上に、第2シード層331を形成する。第2シード層331の形成方法および材質は、第1シード層311と同じであってもよい。
FIG. 5D is a cross-sectional view illustrating the method for manufacturing the
図6Aは、図5Dに続く本実施形態による電子部品1の製造方法を示す断面図である。第2シード層331を形成した後、図6Aに示すように、第2シード層331上にレジスト7を塗布する。そして、フォトリソグラフィ法等によって、第2電極33に対応する範囲内の第2シード層331が露出するように、レジスト7をパターニングする。
FIG. 6A is a cross-sectional view illustrating the method for manufacturing the
図6Bは、図6Aに続く本実施形態による電子部品1の製造方法を示す断面図である。レジスト7をパターニングした後、図6Bに示すように、第2シード層331上に第2金属層332を形成する。これにより、第2シード層331と第2金属層332とを含む第2電極33が形成される。第2金属層332の形成方法および材質は、第1金属層312と同じであってもよい。
FIG. 6B is a cross-sectional view illustrating the method for manufacturing the
図6Cは、図6Bに続く本実施形態による電子部品1の製造方法を示す断面図である。第2電極33を形成した後、図6Cに示すように、レジスト7を剥離する。
FIG. 6C is a cross-sectional view illustrating the method for manufacturing the
図7Aは、図6Cに続く本実施形態による電子部品1の製造方法を示す断面図である。レジスト7を剥離した後、図7Aに示すように、基板2の上面を全面エッチングすることで、第2シード層331の不要部分を除去するとともに、第2電極33の厚みを減少させる。
FIG. 7A is a cross-sectional view illustrating the method for manufacturing the
図7Bは、図7Aに続く本実施形態による電子部品1の製造方法を示す断面図である。全面エッチングの後、図7Bに示すように、基板2、第1電極31、第1誘電体32および第2電極33上に第2誘電体41を形成する。第2誘電体41の形成方法および材質は、第1誘電体32と同じであってもよい。
FIG. 7B is a cross-sectional view illustrating the method for manufacturing the
図7Cは、図7Bに続く本実施形態による電子部品1の製造方法を示す断面図である。第2誘電体41を形成した後、図7Cに示すように、第2誘電体41上に、第3電極42に対応する範囲にわたってレジスト7をパターニングする。
FIG. 7C is a cross-sectional view illustrating the method for manufacturing the
図7Dは、図7Cに続く本実施形態による電子部品1の製造方法を示す断面図である。第2誘電体41上にレジスト7をパターニングした後、図7Dに示すように、レジスト7をマスクとして第2誘電体41の不要部分を除去し、その後、レジスト7を剥離する。
FIG. 7D is a cross-sectional view illustrating the method for manufacturing the
図8Aは、図7Dに続く本実施形態による電子部品1の製造方法を示す断面図である。第2誘電体41の不要部分を除去した後、図8Aに示すように、基板2、第1電極31、第1誘電体32、第2電極33および第2誘電体41上に、第3シード層421を形成する。第3シード層421の形成方法および材質は、第1シード層311と同じであってもよい。
FIG. 8A is a cross-sectional view illustrating the method for manufacturing the
図8Bは、図8Aに続く本実施形態による電子部品1の製造方法を示す断面図である。第3シード層421を形成した後、図8Bに示すように、第3シード層421上にレジスト7を塗布する。そして、フォトリソグラフィ法等によって、第3電極42に対応する範囲内の第3シード層421が露出するように、レジスト7をパターニングする。
FIG. 8B is a cross-sectional view illustrating the method for manufacturing the
図8Cは、図8Bに続く本実施形態による電子部品1の製造方法を示す断面図である。レジスト7をパターニングした後、図8Cに示すように、第3シード層421上に第3金属層422を形成する。これにより、第3シード層421と第3金属層422とを含む第3電極42が形成される。第3金属層422の形成方法および材質は、第1金属層312と同じであってもよい。
FIG. 8C is a cross-sectional view illustrating the method for manufacturing the
図9Aは、図8Cに続く本実施形態による電子部品1の製造方法を示す断面図である。第3電極42を形成した後、図9Aに示すように、レジスト7を剥離する。そして、全面エッチングにより、第3シード層421の不要部分を除去する。
FIG. 9A is a cross-sectional view illustrating the method for manufacturing the
図9Bは、図9Aに続く本実施形態による電子部品1の製造方法を示す断面図である。第3シード層421の不要部分を除去した後、図9Bに示すように、基板2、第1電極31、第1誘電体32、第2電極33、第2誘電体41および第3電極42上に、パッシベーション層5を形成する。
FIG. 9B is a cross-sectional view illustrating the method for manufacturing the
図9Cは、図9Bに続く本実施形態による電子部品1の製造方法を示す断面図である。パッシベーション層5を形成した後、図9Cに示すように、第3電極42の中央部が露出するようにパッシベーション層5をパターニングする。
FIG. 9C is a cross-sectional view illustrating the method for manufacturing the
本実施形態の製造方法によれば、電極31、33、42と誘電体32、41とを交互に積層する薄膜プロセスにより、容量値精度の確保と、耐圧の確保と、圧縮応力の抑制とをいずれも達成できる電子部品1を、寸法のマージンを確保しながら簡便に製造できる。
According to the manufacturing method of this embodiment, the capacitance value accuracy, the withstand voltage, and the compressive stress are suppressed by the thin film process in which the
(第1の変形例)
次に、第1キャパシタ3および第2キャパシタ4に直列接続された追加のキャパシタを備えた第1の変形例について説明する。図10は、本実施形態の第1の変形例による電子部品1を示す断面図である。
(First modification)
Next, a first modified example including an additional capacitor connected in series to the
図10に示すように、第1の変形例の電子部品1は、図1の電子部品1の構成に加えて、更に、第3キャパシタ8と、第4キャパシタ9と、第1配線の一例である配線10とを備える。図10に示すように、第3キャパシタ8と第4キャパシタ9とは、第1キャパシタ3の近傍の基板2上に位置し、厚み方向D1において互いに直列接続されている。また、第3キャパシタ8および第4キャパシタ9は、配線10を介して第1キャパシタ3および第2キャパシタ4とも直列接続されている。第3キャパシタ8および第4キャパシタ9は、第1キャパシタ3および第2キャパシタ4と同様に薄膜キャパシタである。
As shown in FIG. 10, the
図10に示すように、第3キャパシタ8は、順に、基板2上の第4電極81と、第4電極81上の第3誘電体82と、第3誘電体82上の第5電極83とを有する。
As shown in FIG. 10, the
図10に示すように、第4キャパシタ9は、順に、第5電極83と、第5電極83上の第4誘電体91と、第4誘電体91上の第6電極92とを有する。
As shown in FIG. 10, the
配線10は、第3電極42および第6電極92上に位置している。配線10は、第3電極42および第6電極92の双方に接するように設けられている。配線10が第3電極42および第6電極92の双方に接していることで、第1および第2キャパシタ3、4と、第3および第4キャパシタ8、9とが直列接続されている。
The
第1の変形例の電子部品1は、図4A〜図9Cに示した薄膜プロセスを用いて製造することができる。薄膜プロセスにおいて、第4電極81は、第1電極31と同一の方法で同時に形成することができる。また、第3誘電体82は、第1誘電体32と同一の方法で同時に形成することができる。また、第5電極83は、第2誘電体41と同一の方法で同時に形成することができる。また、第4誘電体91は、第2誘電体41と同一の方法で同時に形成することができる。また、第6電極92は、第3電極42と同一の方法で同時に形成することができる。また、配線10は、第3電極42および第6電極92を形成した後、無電解めっき法や電解めっき法で形成することができる。
The
第1の変形例の電子部品1は、直列接続された第1および第2キャパシタ3、4に更に直列接続された第3および第4キャパシタ8、9を備えることで、各キャパシタ3、4、8、9のそれぞれの容量が電子部品1全体の容量に与える影響を、図1の例よりも更に緩和できる。この結果、キャパシタ3、4、8、9の寸法誤差にともなう電子部品1全体の容量値のずれを、図1の例よりも更に有効に抑制できる。また、直列接続された4つのキャパシタ3、4、8、9のそれぞれで印加電圧を分圧できるので、個々のキャパシタ3、4、8、9に大きな電圧が印加されることを図1の例よりも更に有効に抑制できる。したがって、第1の変形例の電子部品1によれば、容量値精度の確保と耐圧の確保とを効果的に両立させることができる。
The
上記構成に加えて、更に、第1の変形例の電子部品1は、平面視において、第5電極83の外形が、第4電極81の外形に包含され、また、第6電極92の外形が、第5電極83の外形に包含されている。
In addition to the above configuration, in the
第5電極83の外形が第4電極81の外形に包含されていることで、第5電極83と第4電極81との間で多少のアライメント誤差が発生したとしても、第5電極83と第4電極81との対向面積を維持することができる。また、第6電極92の外形が第5電極83の外形に包含されていることで、第5電極83と第6電極92との間で多少のアライメント誤差が発生したとしても、第5電極83と第6電極92との対向面積を維持することができる。これにより、電子部品1が安定した容量値を得ることができる。
Since the outer shape of the
上記構成に加えて、更に、第1の変形例の電子部品1では、第5電極83の厚みt5が、第4電極81の厚みt4より薄い。第4電極81の厚みt4は、第1電極31の厚みt1と同じであってもよい。また、第5電極83の厚みt5は、第2電極33の厚みt2と同じであってもよい。
In addition to the above configuration, in the
第1の変形例によれば、配線としての機能を兼ねることが殆ど無い第5電極83の厚みt5を薄くすることで、電気特性に影響を与えることなく簡便な手法で電子部品1の薄型化を実現することができ、また、コストを削減することができる。
According to a first variant, by reducing the thickness t 5 of the little
(第2の変形例)
次に、第1キャパシタ3および第2キャパシタ4に並列接続された追加のキャパシタを備えた第2の変形例について説明する。図11は、本実施形態の第2の変形例による電子部品1を示す断面図である。
(Second modification)
Next, a second modified example including an additional capacitor connected in parallel to the
第1の変形例の電子部品1では、第3キャパシタ8およびこれに直列接続された第4キャパシタ9が、配線10を介して第1キャパシタ3および第2キャパシタ4に直列接続されている。これに対して、第2の変形例の電子部品1では、第3キャパシタ8および第4キャパシタ9が、第1キャパシタ3および第2キャパシタ4に並列接続されている。
In the
具体的には、図11に示すように、第2の変形例の電子部品1は、第1の変形例の電子部品1に対して、第4電極81が基板2上で第1電極31に接続されている点で異なり、他の点で共通する。第4電極81は、第1電極31と同一の電極であってもよい。
Specifically, as shown in FIG. 11, the
配線10は、第2配線として機能し、第3および第5電極42、83上において、第1および第4電極31、81との間で第1および第2キャパシタ3、4と第3キャパシタ8とを並列接続している。より具体的には、図11の例において、配線10は、第3および第6電極42、92上において、第1および第4電極31、81との間で第1および第2キャパシタ3、4と第3および第4キャパシタ8、9とを並列接続している。
The
第2の変形例によれば、電子部品1全体の容量が、第1キャパシタ3と第2キャパシタ4との直列合成容量と、第3キャパシタ8と第4キャパシタ9の直列合成容量との並列合成容量となるため、第1の変形例よりも電子部品1全体の容量が増加する。
According to the second modification, the total capacity of the
また、第2の変形例を第1の変形例と組み合わせることで、第1および第2キャパシタ3、4と直列接続された第3および第4キャパシタ8、9と、第1および第2キャパシタ3、4と並列接続された第3および第4キャパシタ8、9とを混在させてもよい。これにより、高周波の通信に適した幅広い容量値を得ることができる。
Further, by combining the second modified example with the first modified example, the third and
(第3の変形例)
次に、第1キャパシタ3および第2キャパシタ4に並列接続された追加のキャパシタを備えた第3の変形例について説明する。図12は、本実施形態の第3の変形例による電子部品1を示す断面図である。
(Third Modification)
Next, a third modified example including an additional capacitor connected in parallel to the
図12に示すように、第3の変形例の電子部品1は、第2の変形例と同様に、基材2上の第4電極81と、第4電極81上の第3誘電体82と、第3誘電体82上の第5電極83とを有する第3キャパシタ8を備える。一方、第3の変形例の電子部品1は、第2の変形例の電子部品1に対して、第4キャパシタ9が省略されている点で異なる。より具体的には、第3の変形例において、配線10は、第3電極42および第5電極83の双方に接するように設けられている。
As shown in FIG. 12, the
第3の変形例の電子部品1は、第2誘電体41を形成するときに、第4誘電体91の形成を省略し、また、第3電極42を形成するときに第6電極92の形成を省略することで得ることができる。
In the
第3の変形例において、第3キャパシタ8上には、第3キャパシタ8のサイズを制約する他のキャパシタが設けられていない。このため、第3の変形例においては、第3キャパシタ8の容量を比較的大きくすることができる。第3キャパシタ8の容量を比較的大きくすることができるため、第3キャパシタ8に多少の電極の寸法誤差が生じたとしても、電極対向面積を確保して容量変化を抑制できる。
In the third modification, no other capacitor that restricts the size of the
第3の変形例によれば、直列接続された比較的小容量の第1キャパシタ3および第2キャパシタ4と、これに並列接続された比較的大容量の第3キャパシタ8とを組合せることで、幅広い容量値を有するキャパシタを得ることができる。
According to the third modification, the
(第4の変形例)
次に、第2電極33の厚みt2を抑制する第4の変形例について説明する。図13は、本実施形態の第4の変形例による電子部品を示す断面図である。図4A〜図9Bの例では、第2電極33の形成工程において、第2シード層311上に電解めっき法によって第2金属層332を形成している。
(Fourth modification)
Next, a description will be given of a fourth modification inhibits the thickness t 2 of the
これに対して、第4の変形例では、第2電極33を第2シード層311のみで形成する。すなわち、第4の変形例では、第2シード層311の厚みが第2電極33の厚みt2となる。この場合、厚みt2は、例えば、0.数μm〜1μmであってもよい。
On the other hand, in the fourth modification, the
第4の変形例によれば、第2金属層332の形成を省略することができるので、電子部品1の製造時間を短縮して生産効率を向上できるとともに、製造コストを削減することができる。また、第2金属層332を形成する場合と比較して、第2電極33上の第2誘電体41および第3電極42のそれぞれの端縁に形成される段差を低減できる。段差を低減できることで、パッシベーション層5による第2誘電体41および第3電極42の端縁の保護不良に起因する短絡の発生を抑制でき、信頼性を向上することができる。また、第2電極33の面方向D2の寸法に対する厚みの比であるアスペクト比を低減できるため、第2電極33を精度良くパターニングすることができる。第2電極33を精度良くパターニングできることで、容量精度を更に向上できる。
According to the fourth modification, since the formation of the
なお、第2電極33の形成が完了した時点で、プローブ等によって第1キャパシタ3の容量値を測定し、測定された第1キャパシタ3の容量値に応じて、第1キャパシタ3と第2キャパシタ4との合成容量が所期の値となるように、第2誘電体41や第3電極42の形状および寸法を補正してもよい。これにより、容量精度を更に向上させることができる。
Note that when the formation of the
第4の変形例は、第1の変形例の第5電極83に組み合わせることもできる。すなわち、第5電極83をシード層のみで構成することもできる。
The fourth modification can be combined with the
(第5の変形例)
次に、貫通電極を備えた第5の変形例について説明する。図14は、本実施形態の第5の変形例による電子部品1を示す断面図である。
(Fifth modification)
Next, the 5th modification provided with the penetration electrode is explained. FIG. 14 is a cross-sectional view showing an
図14に示すように、第5の変形例の電子部品1は、図1の電子部品1の構成に加えて、更に、厚み方向D1において基板2を貫通し、第1表面21上において第1電極31に接続された貫通電極11を備える。
As shown in FIG. 14, the
図14の例における貫通電極11は、第1表面21から第2表面22まで基板2を貫通する貫通孔23の内部に充填されたフィルドビアタイプの貫通電極である。貫通電極11は、第1表面21側の貫通孔23の開口とその周縁部とを覆うランド11aと、面方向D2においてランド11aに接続された第1電極31とを介して第1キャパシタ3および第2キャパシタ4に接続されている。
The through
第5の変形例によれば、貫通電極11を備えることで、キャパシタ3、4と他の受動素子または能動素子との接続方法のバリエーションを増やすことができるので、設計の自由度を向上させることができる。
According to the fifth modification, the provision of the through
(第6の変形例)
次に、インダクタを備えた第6の変形例について説明する。図15は、本実施形態の第6の変形例による電子部品1を示す断面図である。
(Sixth Modification)
Next, a sixth modification having an inductor will be described. FIG. 15 is a cross-sectional view showing an
図15に示すように、第6の変形例の電子部品1は、図1の電子部品1の構成に加えて、更に、第1インダクタ12と、第1インダクタ12と第3電極42とを接続する配線13とを備えている。
As shown in FIG. 15, the
図15に示すように、第1インダクタ12は、厚み方向D1に基板2を貫通し、配線13を介して第1表面21上において第3電極42に接続された第1貫通電極121と、第2表面22上において第1貫通電極121に接続された導電層122と、第2表面22上において導電層122に接続され、第1貫通電極121と異なる位置において厚み方向D1に基板2を貫通する第2貫通電極123とを有する。
As shown in FIG. 15, the
第6の変形例の電子部品1は、第1キャパシタ3および第2キャパシタ4と第1インダクタ12とによるLC共振回路を構成することができるので、例えば、無線通信用途に更に好適に適用できる。また、比較的大型になり易いインダクタを、貫通電極121、122によってコンパクトに構成することができる。また、第1電極31と第1インダクタ12とを直接接続しないことで、第1インダクタ12と第1電極31とのインダクティブなカップリングを抑制することができる。インダクティブなカップリングを抑制できることで、特に高周波帯域において電子部品1が意図しない電気特性となることを防止することができる。
Since the
(第7の変形例)
次に、インダクタを備えた第7の変形例について説明する。図16は、本実施形態の第7の変形例による電子部品1を示す断面図である。
(Seventh Modification)
Next, a seventh modification having an inductor will be described. FIG. 16 is a cross-sectional view showing an
図16に示すように、第7の変形例の電子部品1は、図1の電子部品1の構成に加えて、更に、第2インダクタ14と、第2インダクタ14と第1電極31とを接続する配線15とを備えている。
As shown in FIG. 16, the
図16に示すように、第2インダクタ14は、厚み方向D1に基板2を貫通し、配線15を介して第1表面21上において第1電極31に接続された第1貫通電極141と、第2表面22上において第1貫通電極141に接続された導電層142と、第2表面22上において導電層142に接続され、第1貫通電極141と異なる位置において厚み方向D1に基板2を貫通する第2貫通電極143とを有する。
As shown in FIG. 16, the
第7の変形例の電子部品1は、第6の変形例の電子部品1と同様に、第1キャパシタ3および第2キャパシタ4と第2インダクタ14とによるLC共振回路を構成することができる。第7の変形例の電子部品1は、第6の変形例の電子部品1と比べてインダクタ14とキャパシタ3、4との間の配線長を短縮できる。配線長を短縮できることで、損失を低減し、クオリティ・ファクタすなわちQ値を大きくすることができる。
Similarly to the
(第8の変形例)
次に、貫通電極を備えた第8の変形例について説明する。図17は、本実施形態の第8の変形例による電子部品1を示す断面図である。
(Eighth modification)
Next, an eighth modification having a through electrode will be described. FIG. 17 is a cross-sectional view showing an
図17に示すように、第8の変形例の電子部品1は、厚み方向D1において基板2を貫通し、第1表面21上において第1電極31に接続された貫通電極11を備える点で、第5の変形例の電子部品1と共通する。一方、第8変形例の電子部品1は、貫通電極11がランド11aを介さずに厚み方向D1において直接第1電極31に接続されている点で、第5の変形例の電子部品1と相違する。言い換えれば、第8の変形例においては、第1キャパシタ3および第2キャパシタ4が、貫通電極11の直上に位置している。更に言い換えれば、第8の変形例では、第1電極31が貫通電極11のランド11aを兼ねている。
As shown in FIG. 17, the
第8の変形例によれば、貫通電極11とキャパシタ3、4との間の面方向D2の配線長をゼロにすることができるので、キャパシタ3、4の寄生抵抗および寄生インダクタンスを効果的に低減することができる。
According to the eighth modification, since the wiring length in the surface direction D2 between the through
(第9の変形例)
次に、インダクタを備えた第9の変形例について説明する。図18は、本実施形態の第9の変形例による電子部品1を示す断面図である。
(Ninth Modification)
Next, a ninth modification including an inductor will be described. FIG. 18 is a cross-sectional view showing an
図18に示すように、第9の変形例の電子部品1は、図1の電子部品1の構成に加えて、更に、第3インダクタ16を備えている。
As shown in FIG. 18, the
図18に示すように、第3インダクタ16は、厚み方向D1に基板2を貫通し、第1表面21側の一端において第1電極31に接続された第1貫通電極161と、第2表面22上において第1貫通電極161の他端に接続された導電層162と、第2表面22上において導電層162に接続され、第1貫通電極161と異なる位置において厚み方向D1に基板2を貫通する第2貫通電極163とを有する。
As shown in FIG. 18, the
第9の変形例の電子部品1によれば、第7の変形例と比較して、インダクタ16とキャパシタ3、4との間の面方向D2の配線長をゼロにすることができるので、インダクタ16とキャパシタ3、4との間に意図しないインダクタンスが発生することを防止できる。これにより、電子部品1を精度良く形成することができる。
According to the
(第10の変形例)
次に、コンフォーマルビアタイプの貫通電極を備えた第10の変形例について説明する。図19は、本実施形態の第10の変形例による電子部品1の一例を示す断面図である。図20は、本実施形態の第10の変形例による電子部品の他の一例を示す断面図である。
(10th modification)
Next, a tenth modified example provided with a conformal via type through electrode will be described. FIG. 19 is a cross-sectional view showing an example of an
これまでは、フィルドビアタイプの貫通電極を、単独で、またはインダクタの一部として備えた電子部品1の例について説明した。本開示における貫通電極は、フィルドビアタイプの貫通電極に限定されない。
Until now, the example of the
例えば、図19に示すように、第7の変形例で説明した第2インダクタ14を構成する第1貫通電極141と第2貫通電極143とを、中空部を有するコンフォーマルビアタイプの貫通電極としてもよい。なお、図19の例において、第1貫通電極141と第2貫通電極143の内部は、空隙部145となっている。また、厚み方向D1において空隙部145に対応するパッシベーション層5には、厚み方向D1の貫通孔51が設けられている。
For example, as shown in FIG. 19, the first through
また、図20に示すように、コンフォーマルビアタイプの第1貫通電極141と第2貫通電極143の内部に、樹脂層146を充填させてもよい。
Further, as shown in FIG. 20, the
なお、上述した各変形例は、これらを適宜組み合わせてもよい。 In addition, you may combine these suitably for each modification mentioned above.
また、本開示の電子部品1の具体的な使用態様は特に限定されない。例えば、電子部品1は、無線通信モジュールのベースバンドICとパワーアンプICとを中継するインターポーザ基板に組み込まれてもよく、または、既存の基板に搭載されてもよく、あるいは、それ自体がパッケージされた電子部品を構成してもよい。
Moreover, the specific usage aspect of the
本開示の態様は、上述した個々の実施形態に限定されるものではなく、当業者が想到しうる種々の変形も含むものであり、本開示の効果も上述した内容に限定されない。すなわち、特許請求の範囲に規定された内容およびその均等物から導き出される本開示の概念的な思想と趣旨を逸脱しない範囲で種々の追加、変更および部分的削除が可能である。 The aspects of the present disclosure are not limited to the individual embodiments described above, and include various modifications that can be conceived by those skilled in the art, and the effects of the present disclosure are not limited to the above-described contents. That is, various additions, changes, and partial deletions can be made without departing from the concept and spirit of the present disclosure derived from the contents defined in the claims and equivalents thereof.
1 電子部品
2 基板
3 第1キャパシタ
31 第1電極
32 第1誘電体
33 第2電極
4 第2キャパシタ
41 第2誘電体
42 第3電極
DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記基材上の第1電極、前記第1電極上の第1誘電体、および前記第1誘電体上の第2電極を有する第1キャパシタと、
前記第1キャパシタに直列接続され、前記第2電極、前記第2電極上の第2誘電体、および前記第2誘電体上の第3電極を有する第2キャパシタと、を備える電子部品。 A substrate;
A first capacitor having a first electrode on the substrate, a first dielectric on the first electrode, and a second electrode on the first dielectric;
An electronic component comprising: a second capacitor connected in series to the first capacitor and having the second electrode, a second dielectric on the second electrode, and a third electrode on the second dielectric.
前記電子部品は、前記第3および第5電極上において前記第1および第4電極との間で前記第1および第2キャパシタと前記第3キャパシタとを並列接続する第2配線を更に備える請求項4に記載の電子部品。 The fourth electrode is connected to the first electrode on the substrate;
The electronic component further includes a second wiring that connects the first and second capacitors and the third capacitor in parallel between the first and fourth electrodes on the third and fifth electrodes. 4. The electronic component according to 4.
前記第2電極上への第2誘電体の形成と、前記第2誘電体上への第3電極の形成と、を含む前記第1キャパシタに直列接続された第2キャパシタの形成と、を具備する電子部品の製造方法。 Forming a first capacitor comprising: forming a first electrode on a substrate; forming a first dielectric on the first electrode; and forming a second electrode on the first dielectric; ,
Forming a second capacitor connected in series to the first capacitor, comprising: forming a second dielectric on the second electrode; and forming a third electrode on the second dielectric. Manufacturing method for electronic parts.
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