JP2023120327A - キャパシタ内蔵部品及びキャパシタ内蔵部品を備える実装基板並びにキャパシタ内蔵部品の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】キャパシタの容量を増加させるキャパシタ内蔵部品を備える実装基板及びキャパシタ内蔵部品の製造方法を提供する。【解決手段】キャパシタ内蔵部品１０は、第１面１３及び第１面とは反対側に位置する第２面１４を含む基板１２と、基板の第１面に位置するキャパシタ１５と、を備える。キャパシタは、基板の第１面に位置する第１面第１導電層３１と、第１面第１導電層上に位置する第１面第１無機層３２と、第１面第１無機層上に位置する第１面第２導電層３３と、を有する。キャパシタの第１面第１導電層の上面の評価長さが、１５０μｍの場合の平均表面粗さが、０．１μｍ以上且つ０．４μｍ以下である。【選択図】図１
Description
本開示の実施形態は、キャパシタを備えるキャパシタ内蔵部品に関する。また、本開示は、キャパシタ内蔵部品を備える実装基板、及びキャパシタ内蔵部品の製造方法に関する。
近年、半導体メモリに代表される集積回路が高集積化するにつれて、集積回路の周辺に使用される受動部品についても同様に小型化が求められている。例えば特許文献１は、第１導電層と、第１導電層上に設けられた高誘電率薄膜と、高誘電率薄膜上に設けられた第２導電層と、を備える薄膜キャパシタを提案している。薄膜キャパシタにおいては、高い誘電率を有する高誘電率薄膜を誘電体として用いることにより、小型で大容量のキャパシタを実現することができる。
誘電体の誘電率と誘電損失は一般にトレードオフの関係にあるので、誘電体の誘電率を過剰に高くすることは困難である。小型で大容量のキャパシタを実現するためには、異なる観点での工夫が求められる。
本開示の実施形態は、このような課題を効果的に解決し得るキャパシタ内蔵部品を提供することを目的とする。
本開示の一実施形態は、第１面及び前記第１面とは反対側に位置する第２面を含む基板と、前記基板の前記第１面に位置するキャパシタと、を備え、前記キャパシタは、前記基板の前記第１面に位置する第１面第１導電層と、前記第１面第１導電層上に位置する第１面第１無機層と、前記第１面第１無機層上に位置する上側導電層と、を有し、前記キャパシタの前記第１面第１導電層の側面の、評価長さが２．５μｍの場合の平均表面粗さが、０．０７５μｍ以上０．２２μｍ以下である、キャパシタ内蔵部品。
本開示の一実施形態によるキャパシタ内蔵部品において、前記キャパシタの前記第１面第１導電層の上面の、評価長さが２．５μｍの場合の平均表面粗さが、０．０７５μｍ以上０．２．２μｍ以下であってもよい。
本開示の一実施形態によるキャパシタ内蔵部品において、前記キャパシタの前記第１面第１導電層の側面の、評価長さが１５０μｍの場合の平均表面粗さが、０．１μｍ以上且つ０．４μｍ以下であり、前記第１面第１無機層は、少なくとも部分的に前記第１面第１導電層の前記側面を覆っていてもよい。
本開示の一実施形態によるキャパシタ内蔵部品において、前記キャパシタの前記第１面第１導電層は、０．０５μｍ以上且つ１．０μｍ以下の厚みを有し、かつ導電性を有する第１層と、５μｍ以上且つ２０μｍ以下の厚みを有し、前記第１層上に位置し、且つ導電性を有する第２層と、を含んでいてもよい。
本開示の一実施形態によるキャパシタ内蔵部品において、前記第１層は、チタン又はクロムを含んでいてもよい。
本開示の一実施形態によるキャパシタ内蔵部品において、前記第２層は、銅を含んでいてもよい。
本開示の一実施形態によるキャパシタ内蔵部品において、前記基板が、ガラスを含んでいてもよい。
本開示の一実施形態によるキャパシタ内蔵部品において、前記基板には貫通孔が設けられており、前記キャパシタ内蔵部品は、前記キャパシタに電気的に接続されたインダクタを更に備え、前記インダクタは、前記第１面第１導電層と、前記第１面第１導電層に電気的に接続され、且つ前記貫通孔の前記壁面に位置する前記第１層及び前記第２層を含む貫通電極と、前記貫通電極に電気的に接続され、且つ前記基板の前記第２面に位置する前記第１層及び前記第２層を含む第２面第１導電層と、を有していてもよい。
本開示の一実施形態によるキャパシタ内蔵部品は、前記キャパシタ内蔵部品は、前記第１面第１無機層上に位置する第１面第２導電層と、少なくとも部分的に前記第１面第２導電層上に位置するとともに、前記第１面第２導電層に重なる開口部が形成された第１面第１有機層と、前記第１面第２導電層上の前記第１面第１有機層の前記開口部に少なくとも部分的に位置する第１面第３導電層と、を更に備え、前記キャパシタの前記上側導電層は、前記第１面第２導電層によって構成されており、前記基板の前記第１面の法線方向に沿って前記キャパシタの前記第１面第２導電層を見た場合、前記キャパシタの前記第１面第２導電層の端部が、前記第１面第１導電層の端部よりも内側に位置していてもよい。
本開示の一実施形態によるキャパシタ内蔵部品は、前記第１面第１無機層上に位置する第１面第２導電層と、少なくとも部分的に前記第１面第２導電層上に位置するとともに、前記第１面第２導電層に重なる開口部が形成された第１面第１有機層と、前記第１面第２導電層上の前記第１面第１有機層の前記開口部に少なくとも部分的に位置する第１面第３導電層と、を更に備え、前記キャパシタの前記上側導電層は、前記第１面第２導電層によって構成されており、前記基板の前記第１面の法線方向に沿って前記キャパシタの前記第１面第２導電層を見た場合、前記キャパシタの前記第１面第２導電層が、少なくとも部分的に、前記第１面第１導電層の端部と重なっていてもよい。
本開示の一実施形態によるキャパシタ内蔵部品は、少なくとも部分的に前記第１面第１無機層上に位置するとともに、前記第１面第１無機層に重なる開口部が形成された第１面第１有機層と、前記第１面第１無機層上の前記第１面第１有機層の前記開口部に位置する第１面第３導電層と、を更に備え、前記キャパシタの前記上側導電層は、前記第１面第３導電層によって構成されていてもよい。
本開示の一実施形態は、上記記載のキャパシタ内蔵部品と、前記キャパシタ内蔵部品に搭載された素子と、を備える、実装基板である。
本開示の一実施形態は、第１面及び前記第１面の反対側に位置する第２面を含む基板を準備する工程と、前記基板の前記第１面上に、導電性を有する第１層を形成する工程と、前記第１層上に部分的にレジスト層を形成する工程と、前記レジスト層によって覆われていない前記第１層上に、電解めっき法によって、導電性を有する第２層を形成する工程と、前記レジスト層を除去する工程と、前記第１層のうち前記第２層から露出している部分をエッチングにより除去する工程と、前記第２層上に第１面第１無機層を形成する工程と、前記第１面第１無機層上に上側導電層を形成する工程と、を備え、前記第１層及び前記第２層を含む第１面第１導電層と、前記第１面第１導電層の前記第２層上の前記第１面第１無機層と、前記第１面第１無機層上の前記上側導電層とが、キャパシタを構成し、前記キャパシタの前記第１面第１導電層の側面の、評価長さが２．５μｍの場合の平均表面粗さが、０．０７５μｍ以上０．２２μｍ以下である、キャパシタ内蔵部品の製造方法である。
本開示の一実施形態によるキャパシタ内蔵部品の製造方法において、前記キャパシタの前記第１面第１導電層の上面の、評価長さが２．５μｍの場合の平均表面粗さが、０．０７５μｍ以上０．２２μｍ以下であってもよい。
本開示の一実施形態によるキャパシタ内蔵部品の製造方法において、前記キャパシタの前記第１面第１導電層の側面の、評価長さが１５０μｍの場合の平均表面粗さが、０．１μｍ以上且つ０．４μｍ以下であり、前記第１面第１無機層は、少なくとも部分的に前記第１面第１導電層の前記側面を覆っていてもよい。
本開示の一実施形態によるキャパシタ内蔵部品の製造方法において、前記第１層の厚みは、０．０５μｍ以上且つ１．０μｍ以下であり、前記第２層の厚みは、５μｍ以上且つ２０μｍ以下であってもよい。
本開示の一実施形態によるキャパシタ内蔵部品の製造方法において、前記基板が、ガラスを含んでいてもよい。
本開示の一実施形態によるキャパシタ内蔵部品の製造方法において、前記基板には貫通孔が設けられており、前記第１層及び前記第２層は、前記貫通孔の壁面上及び前記基板の前記第２面上にも形成され、前記第１面第１導電層と、前記貫通孔の前記壁面上の前記第１層及び前記第２層を含む貫通電極と、前記第２面上の前記第１層及び前記第２層を含む第２面第１導電層とにより、前記キャパシタに電気的に接続されたインダクタが構成されていてもよい。
本開示の一実施形態によるキャパシタ内蔵部品の製造方法は、前記上側導電層に重なる開口部を有する第１面第１有機層を少なくとも部分的に前記上側導電層上に形成する工程と、前記上側導電層上の前記第１面第１有機層の前記開口部に第１面第３導電層を形成する工程と、を更に備え、前記基板の前記第１面の法線方向に沿って前記キャパシタの前記上側導電層を見た場合、前記キャパシタの前記上側導電層の端部が、前記第１面第１導電層の端部よりも内側に位置していてもよい。
本開示の一実施形態によるキャパシタ内蔵部品の製造方法は、前記上側導電層に重なる開口部を有する第１面第１有機層を少なくとも部分的に前記上側導電層上に形成する工程と、前記上側導電層上の前記第１面第１有機層の前記開口部に第１面第３導電層を形成する工程と、を更に備え、前記基板の前記第１面の法線方向に沿って前記キャパシタの前記上側導電層を見た場合、前記キャパシタの前記上側導電層が、少なくとも部分的に、前記第１面第１導電層の端部と重なっていてもよい。
本開示の一実施形態によるキャパシタ内蔵部品の製造方法において、前記キャパシタ内蔵部品の製造方法は、前記キャパシタの前記第１面第１無機層に重なる開口部を有する第１面第１有機層を少なくとも部分的に前記第１面第１無機層上に形成する工程を更に備え、前記上側導電層を形成する工程においては、前記キャパシタの前記第１面第１無機層上の前記第１面第１有機層の前記開口部に、前記上側導電層を形成してもよい。
本開示の実施形態によれば、キャパシタの容量を増加させることができる。
以下、本開示の実施形態に係るキャパシタ内蔵部品の構成及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。更に、本明細書において用いる、形状や幾何学的条件並びにそれらの程度を特定する、例えば、「平行」や「直交」等の用語や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。
キャパシタ内蔵部品
以下、本開示の実施の形態について説明する。まず、本実施の形態に係るキャパシタ内蔵部品１０の構成について説明する。図１は、キャパシタ内蔵部品１０を示す断面図である。
以下、本開示の実施の形態について説明する。まず、本実施の形態に係るキャパシタ内蔵部品１０の構成について説明する。図１は、キャパシタ内蔵部品１０を示す断面図である。
キャパシタ内蔵部品１０は、基板１２、キャパシタ１５及びインダクタ１６を備える。キャパシタ１５は、基板１２の第１面１３側に設けられた第１配線構造部３０の一部によって構成されている。インダクタ１６は、第１配線構造部３０の一部と、基板１２の貫通孔２０に設けられた貫通電極２２と、基板１２の第２面１４側に設けられた第２配線構造部４０の一部とによって構成されている。以下、キャパシタ内蔵部品１０の各構成要素について説明する。
（基板）
基板１２は、第１面１３、及び、第１面１３の反対側に位置する第２面１４を含む。また、基板１２には、第１面１３から第２面１４に至る複数の貫通孔２０が設けられている。
基板１２は、第１面１３、及び、第１面１３の反対側に位置する第２面１４を含む。また、基板１２には、第１面１３から第２面１４に至る複数の貫通孔２０が設けられている。
基板１２は、一定の絶縁性を有する無機材料を含んでいる。例えば、基板１２は、ガラス基板、石英基板、サファイア基板、樹脂基板、シリコン基板、炭化シリコン基板、アルミナ(Al2O3)基板、窒化アルミ(AlN)基板、酸化ジリコニア(ZrO2)基板など、又は、これらの基板が積層されたものである。基板１２は、アルミニウム基板、ステンレス基板など、導電性を有する材料から構成された基板を部分的に含んでいてもよい。
基板１２で用いるガラスの例としては、無アルカリガラスなどを挙げることができる。無アルカリガラスとは、ナトリウムやカリウムなどのアルカリ成分を含まないガラスである。無アルカリガラスは、例えば、アルカリ成分の代わりにホウ酸を含む。また、無アルカリガラスは、例えば、酸化カルシウムや酸化バリウムなどのアルカリ土類金属酸化物を含む。無アルカリガラスの例としては、旭硝子製のＥＮ－Ａ１や、コーニング製のイーグルＸＧなどを挙げることができる。基板１２がガラスを含む場合、基板１２の厚みＴは、例えば０．２５ｍｍ以上且つ０．４５ｍｍ以下である。基板１２がガラスを含むことにより、基板１２がシリコンからなる場合に比べて、基板１２の絶縁性を高めることができ、これにより、基板１２上に位置するキャパシタ１５の耐電圧特性を改善することができる。
図１において、符号Ｓ１は、貫通孔２０が第１面１３と接続される位置における貫通孔２０の幅を表す。幅Ｓ１は、例えば４０μｍ以上且つ１５０μｍ以下である。また、貫通孔２０の幅Ｓ１に対する貫通孔２０の長さの比、すなわち貫通孔２０のアスペクト比は、例えば４以上且つ１０以下である。
基板１２に形成された貫通孔２０は、少なくとも部分的に、基板１２の第１面１３から第２面１４に向かうにつれて幅が小さくなる形状を有していてもよい。図１に示す例において、貫通孔２０は、基板１２の第１面１３及び第２面１４から基板１２の厚み方向における中央部分に向かうにつれて幅が小さくなる形状を有している。この結果、貫通孔２０の幅は、図１において符号Ｓ２で示すように、基板１２の厚み方向における中央部分で最小になる。なお「中央部分」とは、基板１２の厚み方向における中間位置、並びに、中間位置から第１面１３側へ０．１×Ｔまでの範囲、及び中間位置から第２面１４側へ０．１×Ｔまでの範囲を含む。符号Ｔは、上述のように基板１２の厚みを表す。
（貫通電極）
図２は、貫通孔２０に設けられた貫通電極２２を拡大して示す断面図である。貫通電極２２は、貫通孔２０の内部に少なくとも部分的に位置し、且つ導電性を有する部材である。本実施の形態において、貫通電極２２の厚みは、貫通孔２０の幅よりも小さく、このため、貫通孔２０の内部には、貫通電極２２が存在しない空間がある。すなわち、貫通電極２２は、いわゆるコンフォーマルビアである。貫通電極２２の厚みは、例えば５μｍ以上且つ２２μｍ以下である。
図２は、貫通孔２０に設けられた貫通電極２２を拡大して示す断面図である。貫通電極２２は、貫通孔２０の内部に少なくとも部分的に位置し、且つ導電性を有する部材である。本実施の形態において、貫通電極２２の厚みは、貫通孔２０の幅よりも小さく、このため、貫通孔２０の内部には、貫通電極２２が存在しない空間がある。すなわち、貫通電極２２は、いわゆるコンフォーマルビアである。貫通電極２２の厚みは、例えば５μｍ以上且つ２２μｍ以下である。
貫通電極２２が導電性を有する限りにおいて、貫通電極２２の形成方法は特には限定されない。例えば、貫通電極２２は、蒸着法やスパッタリング法などの物理成膜法で形成されていてもよく、化学成膜法やめっき法で形成されていてもよい。また、貫通電極２２は、導電性を有する単一の層から構成されていてもよく、若しくは、導電性を有する複数の層を含んでいてもよい。ここでは、図２に示すように、貫通電極２２が第１層２２１及び第２層２２２含む例について説明する。
第１層２２１は、貫通孔２０の側壁２１上に少なくとも部分的に位置し、導電性を有する層である。第１層２２１は、スパッタリング法や蒸着法などの物理成膜法や、ゾルゲル法などによって側壁２１上に形成される。好ましくは、第１層２２１は、スパッタリング法によって側壁２１上に形成される。これによって、側壁２１に対して第１層２２１を強固に密着させることができる。第１層２２１の厚みは、例えば０．０５μｍ以上且つ１．０μｍ以下である。なお、第１層２２１と貫通孔２０の側壁２１との間に、その他の層が設けられていてもよい。
物理成膜法によって第１層２２１を形成する場合、第１層２２１を構成する材料としては、チタン、クロム、ニッケル、銅などの金属又はこれらを用いた合金など、あるいはこれらを積層したものを使用することができる。また、ゾルゲル法によって第１層２２１を形成する場合、第１層２２１を構成する材料としては、酸化亜鉛などを用いることができる。なお、第１層２２１は、ゾルゲル法によって形成されたゾルゲル層に加えて、無電解めっき法によってゾルゲル層上に形成された銅などの金属を含む無電解めっき層を更に有していてもよい。
第２層２２２は、第１層２２１上に位置し、導電性を有する層である。第２層２２２は、例えば主成分としての銅を含み、より具体的には８０質量％以上の銅を含む。また、第２層２２２は、金、銀、白金、ロジウム、スズ、アルミニウム、ニッケル、クロムなどの金属又はこれらを用いた合金を含んでいてもよい。第２層２２２は、電解めっき法によって第１層２２１上に形成される。第２層２２２の組成を分析する方法としては、例えばＴＥＭ（透過型電子顕微鏡）またはＥＤＳ（エネルギー分散型Ｘ線分光器）を採用することができる。第２層２２２の厚みは、例えば５μｍ以上且つ２０μｍ以下である。なお、第１層２２１と第２層２２２との間に、その他の導電層が設けられていてもよい。
（第１配線構造部）
次に、第１配線構造部３０について説明する。第１配線構造部３０は、基板１２の第１面１３側に電気的な回路を構成するよう第１面１３側に設けられた導電層や絶縁層などの層を有する。後述するように、第１配線構造部３０の一部によって、キャパシタ１５が構成されている。また、第１配線構造部３０の一部によって、インダクタ１６の一部が構成されている。本実施の形態において、第１配線構造部３０は、第１面第１導電層３１、第１面第１無機層３２、第１面第２導電層３３、第１面第１有機層３４、第１面第３導電層３５及び第１面第２有機層３６を有する。
次に、第１配線構造部３０について説明する。第１配線構造部３０は、基板１２の第１面１３側に電気的な回路を構成するよう第１面１３側に設けられた導電層や絶縁層などの層を有する。後述するように、第１配線構造部３０の一部によって、キャパシタ１５が構成されている。また、第１配線構造部３０の一部によって、インダクタ１６の一部が構成されている。本実施の形態において、第１配線構造部３０は、第１面第１導電層３１、第１面第１無機層３２、第１面第２導電層３３、第１面第１有機層３４、第１面第３導電層３５及び第１面第２有機層３６を有する。
〔第１面第１導電層〕
第１面第１導電層３１は、基板１２の第１面１３上に位置する、導電性を有する層である。第１面第１導電層３１は、貫通電極２２に電気的に接続されていてもよい。また、第１面第１導電層３１は、導電性を有する単一の層から構成されていてもよく、若しくは、導電性を有する複数の層を含んでいてもよい。例えば、第１面第１導電層３１は、貫通電極２２と同様に、基板１２の第１面１３上に順に積層された第１層２２１及び第２層２２２を含んでいてもよい。また、第１面第１導電層３１は、第１層２２１及び第２層２２２のうちの一部の導電層のみを含んでいてもよい。第１面第１導電層３１を構成する材料は、貫通電極２２を構成する材料と同様である。第１面第１導電層３１の厚みは、例えば１００ｎｍ以上且つ２０μｍ以下であり、５μｍ以上且つ２０μｍ以下であってもよい。
第１面第１導電層３１は、基板１２の第１面１３上に位置する、導電性を有する層である。第１面第１導電層３１は、貫通電極２２に電気的に接続されていてもよい。また、第１面第１導電層３１は、導電性を有する単一の層から構成されていてもよく、若しくは、導電性を有する複数の層を含んでいてもよい。例えば、第１面第１導電層３１は、貫通電極２２と同様に、基板１２の第１面１３上に順に積層された第１層２２１及び第２層２２２を含んでいてもよい。また、第１面第１導電層３１は、第１層２２１及び第２層２２２のうちの一部の導電層のみを含んでいてもよい。第１面第１導電層３１を構成する材料は、貫通電極２２を構成する材料と同様である。第１面第１導電層３１の厚みは、例えば１００ｎｍ以上且つ２０μｍ以下であり、５μｍ以上且つ２０μｍ以下であってもよい。
図３は、キャパシタ内蔵部品１０の貫通電極２２及び第１面第１導電層３１を第１面１３側から見た場合を示す平面図である。第１面第１導電層３１は、キャパシタ１５及びインダクタ１６の一部などを構成するように基板１２の第１面１３側に設けられている。なお、図３においては、第１面第１導電層３１上に積層される第１面第１無機層３２などの層が省略されている。また、図１は、図３や後述する図４に示すキャパシタ内蔵部品１０を線Ａ－Ａに沿って切断した場合の断面図に相当する。
〔第１面第１無機層〕
第１面第１無機層３２は、少なくとも部分的に第１面第１導電層３１上及び基板１２の第１面１３上に位置し、無機材料を含み、且つ絶縁性を有する層である。第１面第１無機層３２の無機材料は、好ましくは６ＭＶ／ｃｍ以上、より好ましくは８ＭＶ／ｃｍ以上の絶縁破壊電界を有する。第１面第１無機層３２の無機材料としては、ＳｉＮなどの珪素窒化物を用いることができる。その他にも、第１面第１無機層３２の無機材料の例として、酸化シリコン、酸化アルミ、五酸化タンタルなどを挙げることができる。第１面第１無機層３２の無機材料の比誘電率は、例えば３以上且つ５０以下である。また、第１面第１無機層３２の厚みは、例えば５０ｎｍ以上且つ４００ｎｍ以下である。第１面第１無機層３２は、単一の層から構成されていてもよく、複数の層を含んでいてもよい。
第１面第１無機層３２は、少なくとも部分的に第１面第１導電層３１上及び基板１２の第１面１３上に位置し、無機材料を含み、且つ絶縁性を有する層である。第１面第１無機層３２の無機材料は、好ましくは６ＭＶ／ｃｍ以上、より好ましくは８ＭＶ／ｃｍ以上の絶縁破壊電界を有する。第１面第１無機層３２の無機材料としては、ＳｉＮなどの珪素窒化物を用いることができる。その他にも、第１面第１無機層３２の無機材料の例として、酸化シリコン、酸化アルミ、五酸化タンタルなどを挙げることができる。第１面第１無機層３２の無機材料の比誘電率は、例えば３以上且つ５０以下である。また、第１面第１無機層３２の厚みは、例えば５０ｎｍ以上且つ４００ｎｍ以下である。第１面第１無機層３２は、単一の層から構成されていてもよく、複数の層を含んでいてもよい。
好ましくは、第１面第１無機層３２の無機材料における漏れ電流は、１×１０－８Ａ以下であり、より好ましくは１×１０－９Ａ以下であり、更に好ましくは１×１０－１０Ａ以下であり、とりわけ好ましくは１×１０－１１Ａ以下である。これにより、第１面第１無機層３２を含むキャパシタ１５の電気特性を更に改善することができる
第１面第１無機層３２は、第１面第１導電層３１の端部３１ｅ及び側面３１２を少なくとも部分的に覆っていてもよい。言い換えると、第１面第１無機層３２は、第１面第１導電層３１の上面３１１だけでなく側面３１２にも位置していてもよい。これによって、第１面第２導電層３３、第１面第１有機層３４などを形成する工程において用いる薬液によって第１面第１導電層３１が損傷してしまうことを抑制することができる。なお「覆う」とは、図１に示すように、基板１２の第１面１３の法線方向に沿ってキャパシタ内蔵部品１０を見た場合に、第１面第１導電層３１の端部３１ｅと第１面第１無機層３２とが重なっていることを意味する。また、「上面」とは、基板１２に積層される層の面のうち、基板１２から遠い側に位置する面を意味する。また、「下面」とは、基板１２に積層される層の面のうち、基板１２に近い側に位置する面を意味する。また、「側面」とは、下面から上面に至るよう広がる面を意味する。
〔第１面第２導電層〕
第１面第２導電層３３は、第１面第１無機層３２上に位置する、導電性を有する層である。図１に示すように、第１面第２導電層３３の端部３３ｅは、第１面第１無機層３２上に位置する。上述の第１面第１導電層３１と、第１面第１導電層３１上に位置する上述の第１面第１無機層３２と、第１面第１無機層３２上に位置する第１面第２導電層３３とによって、キャパシタ１５が構成されている。このように、本実施の形態においては、キャパシタ１５の誘電体が第１面第１無機層３２によって構成され、誘電体に基板１２側から対向する下側導電層が第１面第１導電層３１によって構成され、誘電体に基板１２とは反対側から対向する上側導電層が第１面第２導電層３３によって構成される。
第１面第２導電層３３は、第１面第１無機層３２上に位置する、導電性を有する層である。図１に示すように、第１面第２導電層３３の端部３３ｅは、第１面第１無機層３２上に位置する。上述の第１面第１導電層３１と、第１面第１導電層３１上に位置する上述の第１面第１無機層３２と、第１面第１無機層３２上に位置する第１面第２導電層３３とによって、キャパシタ１５が構成されている。このように、本実施の形態においては、キャパシタ１５の誘電体が第１面第１無機層３２によって構成され、誘電体に基板１２側から対向する下側導電層が第１面第１導電層３１によって構成され、誘電体に基板１２とは反対側から対向する上側導電層が第１面第２導電層３３によって構成される。
第１面第２導電層３３は、貫通電極２２や第１面第１導電層３１と同様に、第１面第１無機層３２上に順に積層された第１層２２１及び第２層２２２などの複数の導電層を含んでいてもよい。第１面第２導電層３３を構成する材料は、貫通電極２２や第１面第１導電層３１を構成する材料と同様である。第１面第２導電層３３の厚みは、例えば１００ｎｍ以上且つ２０μｍ以下である。
図４は、キャパシタ内蔵部品１０の第１面第１導電層３１、第１面第１無機層３２及び第１面第２導電層３３を第１面１３側から見た場合を示す平面図である。図４においては、第１面第２導電層３３上に積層される後述する第１面第１有機層３４，第１面第３導電層３５などの層が省略されている。また、図４においては、第１面第１無機層３２によって覆われている構成要素が点線で表されている。
図４に示すように、第１面第１無機層３２は、基板１２の第１面１３及び第１面第１導電層３１を広域にわたって覆っていてもよい。例えば、第１面第１無機層３２は、キャパシタ１５を構成する第１面第１導電層３１の少なくとも端部３１ｅを覆っていてもよい。
図５に示すように、第１面第１無機層３２には開口部３２ａが形成されている。開口部３２ａは、貫通孔２０の位置及び第１面第１導電層３１と第１面第３導電層３５の接続位置などに形成されている。
〔第１面第１有機層〕
第１面第１有機層３４は、第１面第１無機層３２上及び第１面第２導電層３３に位置し、有機材料を含み、且つ絶縁性を有する層である。第１面第１有機層３４の有機材料としては、ポリイミド、エポキシなどを用いることができる。第１面第１有機層３４の有機材料は、好ましくは０．００３以下、より好ましくは０．００２以下、更に好ましくは０．００１以下の誘電正接を有する。誘電正接の小さい有機材料を用いて第１面第１有機層３４を構成することにより、キャパシタ１５やインダクタ１６を通るべき電気信号が第１面第１有機層３４を通ってしまうことを抑制することができる。これにより、キャパシタ１５やインダクタ１６を備えるキャパシタ内蔵部品１０の帯域を高周波側に広げることができる。
第１面第１有機層３４は、第１面第１無機層３２上及び第１面第２導電層３３に位置し、有機材料を含み、且つ絶縁性を有する層である。第１面第１有機層３４の有機材料としては、ポリイミド、エポキシなどを用いることができる。第１面第１有機層３４の有機材料は、好ましくは０．００３以下、より好ましくは０．００２以下、更に好ましくは０．００１以下の誘電正接を有する。誘電正接の小さい有機材料を用いて第１面第１有機層３４を構成することにより、キャパシタ１５やインダクタ１６を通るべき電気信号が第１面第１有機層３４を通ってしまうことを抑制することができる。これにより、キャパシタ１５やインダクタ１６を備えるキャパシタ内蔵部品１０の帯域を高周波側に広げることができる。
図１に示すように、キャパシタ１５の第１面第２導電層３３上に位置する第１面第１有機層３４には、第１面第２導電層３３に重なる開口部３４ａが形成されている。
〔第１面第３導電層〕
第１面第３導電層３５は、第１面第１導電層３１上、又は第１面第２導電層３３上に位置する、導電性を有する層である。図１に示す例において、第１面第３導電層３５は、キャパシタ１５の下側導電層を構成する第１面第１導電層３１に電気的に接続されるように第１面第１有機層３４の開口部３４ａに位置する部分を含む。また、第１面第３導電層３５は、キャパシタ１５の上側導電層を構成する第１面第２導電層３３に電気的に接続されるように第１面第１有機層３４の開口部３４ａに位置する部分を含む。
第１面第３導電層３５は、第１面第１導電層３１上、又は第１面第２導電層３３上に位置する、導電性を有する層である。図１に示す例において、第１面第３導電層３５は、キャパシタ１５の下側導電層を構成する第１面第１導電層３１に電気的に接続されるように第１面第１有機層３４の開口部３４ａに位置する部分を含む。また、第１面第３導電層３５は、キャパシタ１５の上側導電層を構成する第１面第２導電層３３に電気的に接続されるように第１面第１有機層３４の開口部３４ａに位置する部分を含む。
第１面第３導電層３５は、貫通電極２２や第１面第１導電層３１と同様に、順に積層された第１層２２１及び第２層２２２などの複数の導電層を含んでいてもよい。第１面第３導電層３５を構成する材料は、貫通電極２２や第１面第１導電層３１を構成する材料と同様である。
〔第１面第２有機層〕
第１面第２有機層３６は、第１面第１有機層３４上及び第１面第３導電層３５上に位置し、有機材料を含み、且つ絶縁性を有する層である。第１面第２有機層３６は、第１面第１有機層３４と同様に、好ましくは０．００３以下、より好ましくは０．００２以下、更に好ましくは０．００１以下の誘電正接を有する有機材料を含む。第１面第２有機層３６の有機材料としては、第１面第１有機層３４と同様に、ポリイミド、エポキシなどを用いることができる。
第１面第２有機層３６は、第１面第１有機層３４上及び第１面第３導電層３５上に位置し、有機材料を含み、且つ絶縁性を有する層である。第１面第２有機層３６は、第１面第１有機層３４と同様に、好ましくは０．００３以下、より好ましくは０．００２以下、更に好ましくは０．００１以下の誘電正接を有する有機材料を含む。第１面第２有機層３６の有機材料としては、第１面第１有機層３４と同様に、ポリイミド、エポキシなどを用いることができる。
（第２配線構造部）
次に、第２配線構造部４０について説明する。第２配線構造部４０は、基板１２の第２面１４側に電気的な回路を構成するよう第２面１４側に設けられた導電層や絶縁層などの層を有する。第２配線構造部４０の一部、上述の第１配線構造部３０の一部及び貫通電極２２によって、インダクタ１６が構成されている。本実施の形態において、第２配線構造部４０は、第２面第１導電層４１及び第２面第１有機層４３を有する。
次に、第２配線構造部４０について説明する。第２配線構造部４０は、基板１２の第２面１４側に電気的な回路を構成するよう第２面１４側に設けられた導電層や絶縁層などの層を有する。第２配線構造部４０の一部、上述の第１配線構造部３０の一部及び貫通電極２２によって、インダクタ１６が構成されている。本実施の形態において、第２配線構造部４０は、第２面第１導電層４１及び第２面第１有機層４３を有する。
〔第２面第１導電層〕
第２面第１導電層４１は、基板１２の第２面１４上に位置する、導電性を有する層である。第２面第１導電層４１は、貫通電極２２に電気的に接続されていてもよい。
第２面第１導電層４１は、基板１２の第２面１４上に位置する、導電性を有する層である。第２面第１導電層４１は、貫通電極２２に電気的に接続されていてもよい。
第２面第１導電層４１は、貫通電極２２や第１面第１導電層３１と同様に、基板１２の第２面１４上に順に積層された第１層２２１及び第２層２２２などの複数の導電層を含んでいてもよい。第２面第１導電層４１を構成する材料は、貫通電極２２を構成する材料と同様である。第２面第１導電層４１の厚みは、例えば１００ｎｍ以上且つ２０μｍ以下である。
〔第２面第１有機層〕
第２面第１有機層４３は、第２面第１導電層４１上及び基板１２の第２面１４上に位置し、有機材料を含み、且つ絶縁性を有する層である。第２面第１有機層４３は、第１面第１有機層３４や第１面第２有機層３６と同様に、好ましくは０．００３以下、より好ましくは０．００２以下、更に好ましくは０．００１以下の誘電正接を有する有機材料を含む。第２面第１有機層４３の有機材料としては、第１面第１有機層３４や第１面第２有機層３６と同様に、ポリイミド、エポキシなどを用いることができる。
第２面第１有機層４３は、第２面第１導電層４１上及び基板１２の第２面１４上に位置し、有機材料を含み、且つ絶縁性を有する層である。第２面第１有機層４３は、第１面第１有機層３４や第１面第２有機層３６と同様に、好ましくは０．００３以下、より好ましくは０．００２以下、更に好ましくは０．００１以下の誘電正接を有する有機材料を含む。第２面第１有機層４３の有機材料としては、第１面第１有機層３４や第１面第２有機層３６と同様に、ポリイミド、エポキシなどを用いることができる。
（キャパシタ）
次に、図５及び図６を参照して、キャパシタ１５について詳細に説明する。図５は、キャパシタ１５を拡大して示す平面図である。また、図６は、キャパシタ１５を図５の線Ｂ－Ｂに沿って切断した場合の断面図である。なお、図５及び図６においては、上述の第１面第１有機層３４、第１面第３導電層３５及び第１面第２有機層３６が省略されている。
次に、図５及び図６を参照して、キャパシタ１５について詳細に説明する。図５は、キャパシタ１５を拡大して示す平面図である。また、図６は、キャパシタ１５を図５の線Ｂ－Ｂに沿って切断した場合の断面図である。なお、図５及び図６においては、上述の第１面第１有機層３４、第１面第３導電層３５及び第１面第２有機層３６が省略されている。
図６に示すように、キャパシタ１５の第１面第１導電層３１の上面３１１は、凹凸形状を有していてもよい。これにより、上面３１１が平坦である場合に比べて、第１面第２導電層３３に対向する上面３１１の面積を増加させることができ、キャパシタ１５の容量を増加させることができる。また、第１面第１導電層３１に対する第１面第１無機層３２の密着性を高めることができる。第１面第１導電層３１の上面３１１の平均表面粗さは、例えば０．１μｍ以上且つ０．４μｍ以下である。平均表面粗さは、例えば、ＪＩＳ Ｂ ０６０１：２００１に規定される算術平均表面粗さである。平均表面粗さは、図５及び図６に示すように、一辺の長さがＬ１の正方形の領域内で測定される。長さＬ１は、例えば１５０μｍである。
図６に示すように、キャパシタ１５の第１面第１導電層３１の側面３１２も、上面３１１と同様に凹凸形状を有していてもよい。第１面第１導電層３１の側面３１２は、基板１２の第１面１３の法線方向に沿って第１面第１導電層３１を見た場合の第１面第１導電層３１の端部３１ｅを画定する部分である。側面３１２が凹凸形状を有することにより、第１面第１導電層３１に対する第１面第１無機層３２の密着性を、例えばアンカー効果によって高めることができる。なぜなら、側面３１２に接している第１面第１無機層３２の、基板１２の第１面１３の法線方向における変位を、側面３１２の凹凸形状が第１面第１無機層３２を係止することによって抑制できるからである。第１面第１導電層３１の側面３１２の平均表面粗さは、側面３１２の平均表面粗さと同等であり、例えば０．１μｍ以上且つ０．４μｍ以下である。
第１面第１導電層３１の上面３１１及び側面３１２における上述の凹凸形状は、後述するように、第１面第１導電層３１の第１層２２１の不要部分をエッチングにより除去する工程において、上面３１１及び側面３１２がエッチング液に晒されて削られることによって生じる。
図５に示すように、基板１２の第１面１３の法線方向に沿ってキャパシタ１５の第１面第２導電層３３を見た場合、キャパシタ１５の第１面第２導電層３３の端部３３ｅが、第１面第１導電層３１の端部３１ｅよりも内側に位置している。例えば、図５に示すように、キャパシタ１５の第１面第２導電層３３が、４つの隅部３１ｆを含む略矩形状の形状を有する場合、４つの辺を構成する端部３３ｅがいずれも、第１面第１導電層３１の端部３１ｅよりも内側に位置している。言い換えると、基板１２の第１面１３の法線方向に沿ってキャパシタ１５の第１面第２導電層３３を見た場合、第１面第２導電層３３が第１面第１導電層３１の側面３１２と重なっていない。以下、このように第１面第２導電層３３を構成することの利点について説明する。なお、「内側」とは、平面視におけるキャパシタ１５の中心側を意味する。
第１面第１無機層３２の形成工程において、第１面第１導電層３１の側面３１２には、上面３１１に比べて第１面第１無機層３２が形成されにくい。このため、側面３１２上の第１面第１無機層３２の厚みは、上面３１１上の第１面第１無機層３２の厚みよりも小さい。また、側面３１２の一部分上には第１面第１無機層３２が形成されておらず、このため第１面第１導電層３１が露出している場合も考えられる。従って、第１面第２導電層３３が第１面第１導電層３１の側面３１２と重なる位置にまで広がっている場合、言い換えると、第１面第２導電層３３が側面３１２上の第１面第１無機層３２を覆う場合、露出している第１面第１導電層３１に第１面第２導電層３３が接触してしまう危険性が高くなる。
これに対して、本実施の形態においては、キャパシタ１５の第１面第２導電層３３の端部３３ｅが、第１面第１導電層３１の端部３１ｅよりも内側に位置している。このため、第１面第１導電層３１の側面３１２に第１面第２導電層３３が接触して電気的なショートが生じてしまう危険性を低減することができる。
（貫通孔の変形例）
図７は、貫通孔２０の一変形例を示す断面図である。図７に示すように、キャパシタ内蔵部品１０は、貫通電極２２よりも貫通孔２０の中心側に位置する有機層２６を備えていてもよい。なお、「中心側」とは、貫通孔２０の内部において、有機層２６と側壁２１との間の距離が貫通電極２２と側壁２１との間の距離よりも大きいことを意味する。有機層２６は、好ましくは０．００３以下、より好ましくは０．００２以下、更に好ましくは０．００１以下の誘電正接を有する有機材料を含む。有機層２６の有機材料としては、ポリイミド、エポキシなどを用いることができる。誘電正接の小さい有機材料を用いて有機層２６を構成することにより、キャパシタ１５やインダクタ１６を通るべき電気信号の一部が有機層２６を通ってしまうことを抑制することができる。これにより、キャパシタ１５やインダクタ１６を備えるキャパシタ内蔵部品１０の帯域を高周波側に広げることができる。
図７は、貫通孔２０の一変形例を示す断面図である。図７に示すように、キャパシタ内蔵部品１０は、貫通電極２２よりも貫通孔２０の中心側に位置する有機層２６を備えていてもよい。なお、「中心側」とは、貫通孔２０の内部において、有機層２６と側壁２１との間の距離が貫通電極２２と側壁２１との間の距離よりも大きいことを意味する。有機層２６は、好ましくは０．００３以下、より好ましくは０．００２以下、更に好ましくは０．００１以下の誘電正接を有する有機材料を含む。有機層２６の有機材料としては、ポリイミド、エポキシなどを用いることができる。誘電正接の小さい有機材料を用いて有機層２６を構成することにより、キャパシタ１５やインダクタ１６を通るべき電気信号の一部が有機層２６を通ってしまうことを抑制することができる。これにより、キャパシタ１５やインダクタ１６を備えるキャパシタ内蔵部品１０の帯域を高周波側に広げることができる。
また、図示はしないが、貫通電極２２は、貫通孔２０に充填されたフィルドビアであってもよい。この場合、貫通電極２２は、第１面１３の面方向において少なくとも部分的に貫通孔２０の中心点にまで広がっている。
キャパシタ内蔵部品の製造方法
以下、キャパシタ内蔵部品１０の製造方法の一例について、図８乃至図１５を参照して説明する。
以下、キャパシタ内蔵部品１０の製造方法の一例について、図８乃至図１５を参照して説明する。
（貫通孔形成工程）
まず、基板１２を準備する。次に、第１面１３又は第２面１４の少なくともいずれかにレジスト層を設ける。その後、レジスト層のうち貫通孔２０に対応する位置に開口を設ける。次に、レジスト層の開口において基板１２を加工することにより、図８に示すように、基板１２に貫通孔２０を形成することができる。基板１２を加工する方法としては、反応性イオンエッチング法、深掘り反応性イオンエッチング法などのドライエッチング法や、ウェットエッチング法などを用いることができる。
まず、基板１２を準備する。次に、第１面１３又は第２面１４の少なくともいずれかにレジスト層を設ける。その後、レジスト層のうち貫通孔２０に対応する位置に開口を設ける。次に、レジスト層の開口において基板１２を加工することにより、図８に示すように、基板１２に貫通孔２０を形成することができる。基板１２を加工する方法としては、反応性イオンエッチング法、深掘り反応性イオンエッチング法などのドライエッチング法や、ウェットエッチング法などを用いることができる。
なお、基板１２にレーザを照射することによって基板１２に貫通孔２０を形成してもよい。この場合、レジスト層は設けられていなくてもよい。レーザ加工のためのレーザとしては、エキシマレーザ、Ｎｄ：ＹＡＧレーザ、フェムト秒レーザ等を用いることができる。Ｎｄ：ＹＡＧレーザを採用する場合、波長が１０６４ｎｍの基本波、波長が５３２ｎｍの第２高調波、波長が３５５ｎｍの第３高調波等を用いることができる。
また、レーザ照射とウェットエッチングを適宜組み合わせることもできる。具体的には、まず、レーザ照射によって基板１２のうち貫通孔２０が形成されるべき領域に変質層を形成する。続いて、基板１２をフッ化水素などに浸漬して、変質層をエッチングする。これによって、基板１２に貫通孔２０を形成することができる。その他にも、基板１２に研磨材を吹き付けるブラスト処理によって基板１２に貫通孔２０を形成してもよい。
第１面１３側及び第２面１４側の両方から基板１２を加工することにより、図８に示す、基板１２の厚み方向の中央部分に向かうにつれて幅が小さくなる形状を有する貫通孔２０を形成することができる。
（貫通電極形成工程）
次に、貫通孔２０の側壁２１に貫通電極２２を形成する。本実施の形態においては、貫通電極２２と同時に、基板１２の第１面１３の一部分上に第１面第１導電層３１を形成し、基板１２の第２面１４の一部分上に第２面第１導電層４１を形成する例について説明する。
次に、貫通孔２０の側壁２１に貫通電極２２を形成する。本実施の形態においては、貫通電極２２と同時に、基板１２の第１面１３の一部分上に第１面第１導電層３１を形成し、基板１２の第２面１４の一部分上に第２面第１導電層４１を形成する例について説明する。
まず、図９に示すように、基板１２の第１面１３、第２面１４及び側壁２１に、物理成膜法、ゾルゲル法、無電解めっき法などによって第１層２２１を形成する。好ましくは物理成膜法によって、特に好ましくはスパッタリング法によって、第１層２２１を形成する。これによって、基板１２の第１面１３、第２面１４及び側壁２１に第１層２２１を強固に密着させることができる。スパッタリング法や蒸着法などの物理成膜法は、好ましくは、第１面１３側及び第２面１４側の両方から実施される。この場合、貫通孔２０の側壁２１には、第１面１３側から飛来する導電性物質、及び第２面１４側から飛来する導電性物質が付着する。
続いて、図１０に示すように、第１層２２１上に部分的にレジスト層３７を形成する。レジスト層３７の材料としては、アクリル樹脂を含むドライフィルムレジストなど、感光性を有する材料が用いられ得る。
続いて、図１１に示すように、レジスト層３７によって覆われていない第１層２２１上に、電解めっき法によって第２層２２２を形成する。例えば、銅を含む電解めっき液の中に基板１２を浸漬させる。また、第１層２２１に電流を流す。これによって、第１層２２１上に第２層２２２を析出させることができる。
（レジスト及び導電層除去工程）
その後、図１２に示すように、レジスト層３７を除去する。続いて、図１３に示すように、第１層２２１のうちレジスト層３７によって覆われていた部分を、言い換えると第１層２２１のうち第２層２２２から露出している部分を、例えばウェットエッチングにより除去する。このようにして、第１層２２１及び第２層２２２を含む貫通電極２２、第１面第１導電層３１及び第２面第１導電層４１を形成することができる。これにより、第２面第１導電層４１と、第２面第１導電層４１に電気的に接続された貫通電極２２と、貫通電極２２に電気的に接続された第１面第１導電層３１とを備えるインダクタ１６を構成することができる。なお、第２層２２２などの導電層をアニールする工程を実施してもよい。
その後、図１２に示すように、レジスト層３７を除去する。続いて、図１３に示すように、第１層２２１のうちレジスト層３７によって覆われていた部分を、言い換えると第１層２２１のうち第２層２２２から露出している部分を、例えばウェットエッチングにより除去する。このようにして、第１層２２１及び第２層２２２を含む貫通電極２２、第１面第１導電層３１及び第２面第１導電層４１を形成することができる。これにより、第２面第１導電層４１と、第２面第１導電層４１に電気的に接続された貫通電極２２と、貫通電極２２に電気的に接続された第１面第１導電層３１とを備えるインダクタ１６を構成することができる。なお、第２層２２２などの導電層をアニールする工程を実施してもよい。
ところで、第１層２２１のうちレジスト層３７によって覆われていた部分をウェットエッチングにより除去する工程においては、第２層２２２もエッチング液に晒されるので、第２層２２２の表面も部分的に削られる。この結果、上述のように、第１面第１導電層３１の上面３１１及び側面３１２に凹凸形状が形成され、上面３１１及び側面３１２の平均表面粗さが大きくなる。
第２層２２２がエッチング液に晒される時間が長くなるほど、上面３１１及び側面３１２の平均表面粗さが大きくなる。ところで、本実施の形態においては、インダクタ１６の一部を構成する貫通電極２２と一体的に第１面第１導電層３１が形成される。インダクタ１６の高周波特性などの電気特性を高める上では、インダクタ１６を構成する第１層２２１及び第２層２２２の厚みを大きくして、インダクタ１６の電気抵抗を小さくすることが好ましい。第１層２２１の厚みが大きくなると、第１層２２１をエッチングによって除去することに要する時間が長くなり、第２層２２２がエッチング液に晒される時間も長くなる。この結果、第１面第１導電層３１の上面３１１及び側面３１２の平均表面粗さも大きくなる。第１面第１導電層３１の上面３１１及び側面３１２の平均表面粗さをある程度大きくすることにより、第１面第２導電層３３に対向する上面３１１の面積を増加させて、キャパシタ１５の容量を増加させることができる。
第１層２２１がクロムを含み、第２層２２２が銅を含む場合、第１層２２１を除去するためのエッチング液として、例えば過マンガン酸カリウムの水溶液を用いることができる。また、第１層２２１がチタンを含み、第２層２２２が銅を含む場合、エッチング液として、例えば、チタンエッチング液 メルテックス製Ti3991を用いることができる。
なお、第１面第１導電層３１の上面３１１の平均表面粗さが大きくなり過ぎると、上面３１１に形成される第１面第１無機層３２の厚みのばらつきが大きくなり、この結果、第１面第１導電層３１が第１面第１無機層３２から露出する部分が生じる恐れがある。また、第１面第１無機層３２を備えるキャパシタ１５の漏れ電流が大きくなってしまう恐れもあるこの点を考慮して、上述のように、第１面第１導電層３１の上面３１１の平均表面粗さを０．４μｍ以下とすることが好ましい。
（第１面第１無機層及び第１面第２導電層の形成工程）
次に、図１４に示すように、第１面第１導電層３１の第２層２２２上及び基板１２の第１面１３上に第１面第１無機層３２を形成する。第１面第１無機層３２を形成する方法としては、例えば、プラズマＣＶＤ、スパッタリング、原子層堆積法などを採用することができる。また、図１４に示すように、第１面第１無機層３２の一部分上に第１面第２導電層３３を形成する。これにより、第１面第１導電層３１と、第１面第１導電層３１上の第１面第１無機層３２と、第１面第１無機層３２上の第１面第２導電層３３と、を備えるキャパシタ１５を構成することができる。第１面第２導電層３３を形成する工程は、第１面第１導電層３１を形成する工程と同様であるので、説明を省略する。
次に、図１４に示すように、第１面第１導電層３１の第２層２２２上及び基板１２の第１面１３上に第１面第１無機層３２を形成する。第１面第１無機層３２を形成する方法としては、例えば、プラズマＣＶＤ、スパッタリング、原子層堆積法などを採用することができる。また、図１４に示すように、第１面第１無機層３２の一部分上に第１面第２導電層３３を形成する。これにより、第１面第１導電層３１と、第１面第１導電層３１上の第１面第１無機層３２と、第１面第１無機層３２上の第１面第２導電層３３と、を備えるキャパシタ１５を構成することができる。第１面第２導電層３３を形成する工程は、第１面第１導電層３１を形成する工程と同様であるので、説明を省略する。
なお、第１面第１無機層３２が図１４に示す形状となるように第１面第１無機層３２をパターニングするタイミングは任意である。例えば、第１面第１無機層３２上に第１面第２導電層３３を形成する前に第１面第１無機層３２をパターニングしてもよく、第１面第２導電層３３を形成した後に第１面第１無機層３２をパターニングしてもよい。また、図示はしないが、第１面第２導電層３３上に後述する図１４に示す第１面第１有機層３４を形成した後、第１面第１有機層３４をマスクとして第１面第１無機層３２をパターニングしてもよい。
（第１面第１有機層の形成工程）
次に、図１５に示すように、第１面第２導電層３３の一部分上及び第１面第１無機層３２の一部分上に第１面第１有機層３４を形成する。例えば、まず、有機材料を含む感光層と、基材とを有する、図示しない第１面側フィルムを、基板１２の第１面１３側に貼り付ける。続いて、第１面側フィルムに露光処理及び現像処理を施す。これによって、第１面側フィルムの感光層からなり、第１面第２導電層３３又は第１面第１導電層３１に重なる開口部３４ａが形成された第１面第１有機層３４を、基板１２の第１面１３側に形成することができる。この際、第１面第１有機層３４の場合と同様にして、図１５に示すように、基板１２の第２面１４の一部分上及び第２面第１導電層４１の一部分上に第２面第１有機層４３を形成してもよい。
次に、図１５に示すように、第１面第２導電層３３の一部分上及び第１面第１無機層３２の一部分上に第１面第１有機層３４を形成する。例えば、まず、有機材料を含む感光層と、基材とを有する、図示しない第１面側フィルムを、基板１２の第１面１３側に貼り付ける。続いて、第１面側フィルムに露光処理及び現像処理を施す。これによって、第１面側フィルムの感光層からなり、第１面第２導電層３３又は第１面第１導電層３１に重なる開口部３４ａが形成された第１面第１有機層３４を、基板１２の第１面１３側に形成することができる。この際、第１面第１有機層３４の場合と同様にして、図１５に示すように、基板１２の第２面１４の一部分上及び第２面第１導電層４１の一部分上に第２面第１有機層４３を形成してもよい。
第１面第１有機層３４の開口部３４ａは、第１面第３導電層３５と第１面第１導電層３１とが接続される位置、第１面第３導電層３５と第１面第２導電層３３とが接続される位置などに形成される。
なお、第１面第１有機層３４や第２面第１有機層４３の形成方法が、フィルムを用いる方法に限られることはない。例えば、まず、ポリイミドなどの有機材料を含む液を、スピンコート法などによって塗布し、乾燥させることによって有機層を形成する。続いて、有機層に露光処理及び現像処理を施すことにより、第１面第１有機層３４や第２面第１有機層４３を形成することもできる。
また、第１面第１有機層３４の一部や第２面第１有機層４３の一部を貫通孔２０の内部にまで到達させることにより、図１５に示すように、貫通孔２０の内部に有機層２６を形成してもよい。なお、第１面第１有機層３４や第２面第１有機層４３とは別の工程で貫通孔２０の内部に有機層２６を形成してもよい。
その後、図示はしないが、第１面第１有機層３４上に第１面第３導電層３５を形成する。第１面第３導電層３５は、第１面第１有機層３４の開口部３４ａにも形成され、これにより、開口部３４ａを介して第１面第３導電層３５を第１面第１導電層３１又は第１面第２導電層３３に接続することができる。また、第１面第１有機層３４の一部分上及び第１面第３導電層３５の一部分上に上述の第１面第２有機層３６を形成する。このようにして、図１に示すキャパシタ内蔵部品１０を得ることができる。
以下、本実施の形態によってもたらされる作用について説明する。
本実施の形態においては、キャパシタ１５の第１面第１導電層３１の上面３１１が凹凸形状を有している。これにより、上面３１１が平坦である場合に比べて、第１面第２導電層３３に対向する上面３１１の面積を増加させることができ、キャパシタ１５の容量を増加させることができる。このことにより、小型で大容量のキャパシタ１５を備えるキャパシタ内蔵部品１０を提供することができる。また、キャパシタ１５の第１面第１導電層３１に対する第１面第１無機層３２の密着性を高めることができる。これにより、第１面第１無機層３２が第１面第１導電層３１から剥離することを抑制し、キャパシタ１５の信頼性を高めることができる。
また、キャパシタ１５の第１面第１導電層３１の側面３１２も、上面３１１と同様に凹凸形状を有していている。このため、第１面第１導電層３１に対する第１面第１無機層３２の密着性をアンカー効果によって高めることができる。これにより、キャパシタ１５の信頼性を更に高めることができる。
なお、上述した実施の形態に対して様々な変更を加えることが可能である。以下、必要に応じて図面を参照しながら、変形例について説明する。以下の説明および以下の説明で用いる図面では、上述の実施の形態と同様に構成され得る部分について、上述の実施の形態における対応する部分に対して用いた符号と同一の符号を用いることとし、重複する説明を省略する。また、上述の実施の形態において得られる作用効果が変形例においても得られることが明らかである場合、その説明を省略することもある。
（キャパシタの第１の変形例）
上述の実施の形態においては、図５に示すように、基板１２の第１面１３の法線方向に沿ってキャパシタ１５の第１面第２導電層３３を見た場合、キャパシタ１５の第１面第２導電層３３の端部３３ｅが、第１面第１導電層３１の端部３１ｅよりも内側に位置する例を示した。しかしながら、第１面第１導電層３１と第１面第２導電層３３との位置関係が、図５に示す例に限られることはない。
上述の実施の形態においては、図５に示すように、基板１２の第１面１３の法線方向に沿ってキャパシタ１５の第１面第２導電層３３を見た場合、キャパシタ１５の第１面第２導電層３３の端部３３ｅが、第１面第１導電層３１の端部３１ｅよりも内側に位置する例を示した。しかしながら、第１面第１導電層３１と第１面第２導電層３３との位置関係が、図５に示す例に限られることはない。
図１６は、本変形例に係るキャパシタ内蔵部品１０のキャパシタ１５を示す平面図である。また、図１７は、キャパシタ１５を図１６の線Ｃ－Ｃに沿って切断した場合の断面図である。なお、図１６及び図１７においては、第１面第１有機層３４、第１面第３導電層３５及び第１面第２有機層３６が省略されている。
本変形例においては、図１６に示すように、基板１２の第１面１３の法線方向に沿ってキャパシタ１５の第１面第２導電層３３を見た場合、第１面第２導電層３３が、少なくとも部分的に、第１面第１導電層３１の端部３１ｅと重なっている。言い換えると、基板１２の第１面１３の法線方向に沿ってキャパシタ１５の第１面第２導電層３３を見た場合、第１面第２導電層３３が第１面第１導電層３１の側面３１２と重なっている。以下、このように第１面第２導電層３３を構成することの利点について説明する。
第１面第１無機層３２の一部分上に第１面第２導電層３３を形成する方法としては、以下のような方法が用いられ得る。まず、第１面第１無機層３２上に広域にわたって第１面第２導電層３３を設け、続いて、第１面第２導電層３３上にレジスト層を設ける。その後、フォトリソグラフィー法によりレジスト層をパターニングして、第１面第２導電層３３上に部分的にレジスト層を残す。続いて、第１面第２導電層３３のうちレジスト層によって覆われていない部分をエッチングにより除去する。
ところで、フォトリソグラフィー法の分解能には限界がある。このため、矩形状のレジスト層を形成しようとしても、角が理想的に尖った形状のレジスト層を得ることは困難である。この結果、図１６に示すように、レジスト層に対応した形状を有する第１面第２導電層３３の隅部３３ｆも湾曲した形状を有するようになる。隅部３３ｆにおける湾曲の程度は、エッチング時間などに応じて変動する。このため第１面第２導電層３３の隅部３３ｆが第１面第１導電層３１と重なっている場合、第１面第２導電層３３のうち第１面第１導電層３１と対向している部分の面積にばらつきが生じやすくなる。この結果、キャパシタ１５の静電容量にもばらつきが生じやすくなる。
これに対して、本変形例においては、第１面第２導電層３３が、少なくとも部分的に、第１面第１導電層３１の端部３１ｅと重なっている。例えば、第１面第２導電層３３が平面視において略矩形状を有する場合、第１面第２導電層３３の端部３３ｅのうち対向する一対の辺を構成する端部３３ｅが、第１面第１導電層３１の端部３１ｅよりも外側に位置している。これにより、第１面第２導電層３３の湾曲した隅部３３ｆが第１面第１導電層３１と重なることを抑制することができる。このことにより、第１面第２導電層３３のうち第１面第１導電層３１と対向している部分の面積がばらつくことを抑制して、キャパシタ１５の静電容量のばらつきを抑制することができる。なお、「外側」とは、平面視においてキャパシタ１５の中心から遠ざかる側を意味する。平面視における第１面第１導電層３１の端部３１ｅと第１面第２導電層３３の端部３３ｅとの間の距離ｄは、例えば２０μｍ以上且つ５００μｍ以下である。
（キャパシタの第２の変形例）
図１８は、本変形例に係るキャパシタ内蔵部品１０のキャパシタ１５を示す平面図である。また、図１９は、キャパシタ１５を図１８の線Ｄ－Ｄに沿って切断した場合の断面図である。本変形例においては、キャパシタ１５の誘電体である第１面第１無機層３２に基板１２とは反対側から対向する上側導電層が、第１面第３導電層３５によって構成されている。なお、図１８及び図１９においては、第１面第２有機層３６が省略されている。
図１８は、本変形例に係るキャパシタ内蔵部品１０のキャパシタ１５を示す平面図である。また、図１９は、キャパシタ１５を図１８の線Ｄ－Ｄに沿って切断した場合の断面図である。本変形例においては、キャパシタ１５の誘電体である第１面第１無機層３２に基板１２とは反対側から対向する上側導電層が、第１面第３導電層３５によって構成されている。なお、図１８及び図１９においては、第１面第２有機層３６が省略されている。
本変形例に係るキャパシタ１５の製造方法について説明する。本変形例においては、第１面第１無機層３２を形成した後、第１面第１有機層３４を形成する工程を実施する。具体的には、キャパシタ１５の第１面第１無機層３２に重なる開口部３４ａを有する第１面第１有機層３４を、少なくとも部分的に、キャパシタ１５の第１面第１無機層３２上に形成する。この際、第１面第１有機層３４の開口部３４ａは、図１８及び図１９に示すように、第１面第１導電層３１のよりも内側に形成される。
その後、第１面第１有機層３４上及び開口部３４ａに第１面第３導電層３５を形成する。これにより、開口部３４ａの内部において第１面第１無機層３２上に第１面第３導電層３５を積層することができる。開口部３４ａの内部において第１面第１無機層３２上に形成された第１面第３導電層３５が、キャパシタ１５の上側導電層として機能する。
第１面第３導電層３５が平面視において略矩形状を有する場合、第１面第３導電層３５は、好ましくは、図１８に示すように、第１面第３導電層３５の端部３５ｅのうち対向する一対の辺を構成する端部３５ｅが、開口部３４ａの内部ではなく第１面第１有機層３４上に位置するよう、形成される。これにより、第１面第３導電層３５の湾曲した隅部３５ｆが第１面第１導電層３１と重なることを抑制することができる。このことにより、第１面第３導電層３５のうち第１面第１無機層３２を介して第１面第１導電層３１と対向している部分の面積がばらつくことを抑制して、キャパシタ１５の静電容量のばらつきを抑制することができる。好ましくは、図１８に示すように、第１面第３導電層３５の端部３５ｅのうち対向する一対の辺を構成する端部３５ｅが、第１面第１導電層３１の端部３１ｅよりも外側に位置している。
（貫通孔の変形例）
上述の実施の形態においては、基板１２の面方向における貫通孔２０の幅が、基板１２の第１面１３及び第２面１４から基板１２の厚み方向における中央部分に向かうにつれて小さくなる例を示した。しかしながら、これに限られることはなく、図２０に示すように、貫通孔２０の幅が、第１面１３側から第２面１４側に向かうにつれて小さくなっていてもよい。
上述の実施の形態においては、基板１２の面方向における貫通孔２０の幅が、基板１２の第１面１３及び第２面１４から基板１２の厚み方向における中央部分に向かうにつれて小さくなる例を示した。しかしながら、これに限られることはなく、図２０に示すように、貫通孔２０の幅が、第１面１３側から第２面１４側に向かうにつれて小さくなっていてもよい。
（平均表面粗さの変形例）
上述の実施の形態においては、第１面第１導電層３１の上面３１１及び側面３１２の平均表面粗さとして、ＪＩＳ Ｂ ０６０１：２００１に規定される算術平均表面粗さを採用する例を示した。また、平均表面粗さの測定範囲の例として、一辺の長さが１５０μｍの正方形の領域を示した。すなわち、測定の際に測定器によって走査される領域の寸法が１５０μｍである例を示した。また、ＪＩＳ Ｂ ０６０１：２００１に基づいて１５０μｍの領域を走査することによって算出される、第１面第１導電層３１の上面３１１及び側面３１２の平均表面粗さが、好ましくは０．１μｍ以上且つ０．４μｍ以下である例を示した。しかしながら、平均表面粗さの測定方法及び好ましい範囲が、上述の例に限られることはない。以下、上述の方法とは異なる方法によって第１面第１導電層３１の上面３１１及び側面３１２の平均表面粗さを測定する例について説明する。このような別個の測定方法は、上述の測定方法に替えて採用されてもよく、若しくは、上述の測定方法に加えて採用されてもよい。また、以下の説明において、表面粗さの測定の際に測定器によって走査される領域の寸法のことを、評価長さとも称する。
上述の実施の形態においては、第１面第１導電層３１の上面３１１及び側面３１２の平均表面粗さとして、ＪＩＳ Ｂ ０６０１：２００１に規定される算術平均表面粗さを採用する例を示した。また、平均表面粗さの測定範囲の例として、一辺の長さが１５０μｍの正方形の領域を示した。すなわち、測定の際に測定器によって走査される領域の寸法が１５０μｍである例を示した。また、ＪＩＳ Ｂ ０６０１：２００１に基づいて１５０μｍの領域を走査することによって算出される、第１面第１導電層３１の上面３１１及び側面３１２の平均表面粗さが、好ましくは０．１μｍ以上且つ０．４μｍ以下である例を示した。しかしながら、平均表面粗さの測定方法及び好ましい範囲が、上述の例に限られることはない。以下、上述の方法とは異なる方法によって第１面第１導電層３１の上面３１１及び側面３１２の平均表面粗さを測定する例について説明する。このような別個の測定方法は、上述の測定方法に替えて採用されてもよく、若しくは、上述の測定方法に加えて採用されてもよい。また、以下の説明において、表面粗さの測定の際に測定器によって走査される領域の寸法のことを、評価長さとも称する。
まず、本変形例において想定している、第１面第１導電層３１の上面３１１及び側面３１２の状態について説明する。図２１は、第１面第１導電層３１の上面３１１の一例を拡大して示す断面図である。図２１に示すように、第１面第１導電層３１の上面３１１には、第１周期Ｐ１を有する凹凸形状と、第１周期Ｐ１よりも小さい第２周期を有する凹凸形状とが存在する。第１周期Ｐ１は、例えば、第１面第１導電層３１を構成する層のうちめっき法によって形成されためっき層の厚みのばらつきに起因する凹凸形状の周期である。第１周期Ｐ１は、例えば０．４μｍ以上且つ１．０μｍ以下である。第２周期Ｐ２は、例えば、第１面第１導電層３１の表面がエッチング液に晒されて削られることによって形成される凹凸形状の周期である。第２周期Ｐ２は、例えば０．０５μｍ以上且つ０．４μｍ以下である。
本件発明者が研究を重ねたところ、第１周期Ｐ１の凹凸形状に起因する平均表面粗さよりも、第２周期Ｐ２の凹凸形状に起因する平均表面粗さの方が、第１面第１導電層３１に対する第１面第１無機層３２の密着性及びキャパシタ１５の容量との相関が高いことを見出した。また、第２周期Ｐ２の凹凸形状に起因する平均表面粗さを測定するためには、評価長さを、上述の本実施の形態の場合の１５０μｍよりも小さくすることが好ましいことを見出した。これらの知見に基づき、本変形例においては、平均表面粗さとして、ＪＩＳ Ｒ １６８３：２００７に規定される算術平均表面粗さを採用し、且つ、評価長さを２．５μｍとすることを提案する。これにより、第１面第１導電層３１に対する第１面第１無機層３２の密着性及びキャパシタ１５の容量とのより高い相関を有する平均表面粗さを算出することができる。
ＪＩＳ Ｒ １６８３：２００７に基づいて、評価長さ２．５μｍで測定を行う場合に算出される、第１面第１導電層３１の上面３１１及び側面３１２の平均表面粗さは、好ましくは０．２２μｍ以下であり、より好ましくは０．２μｍ以下である。これにより、第１面第１導電層３１に対する第１面第１無機層３２の密着性を高めることができる。また、キャパシタ１５の容量を増加させることができる。また、ＪＩＳ Ｒ １６８３：２００７に基づいて、評価長さ２．５μｍで測定を行う場合に算出される、第１面第１導電層３１の上面３１１及び側面３１２の平均表面粗さは、好ましくは０．０７５μｍ以上であり、より好ましくは０．８０μｍ以上である。
ＪＩＳ Ｒ １６８３：２００７に規定される算術平均表面粗さを算出するための測定器としては、原子間力顕微鏡を用いることができる。例えば、株式会社日立ハイテクノロジーズ製のＡＦＭ5000に搭載された、ＪＩＳＲ１６８３に準拠した粗さ計測機能を用いることができる。
第１面第１導電層３１の上面３１１及び側面３１２の平均表面粗さとして、複数の、例えば１０個の第１面第１導電層３１の上面３１１及び側面３１２の算術平均表面粗さを上述の測定器を用いて測定し、それらの平均値を採用してもよい。
実装基板
図２２は、キャパシタ内蔵部品１０と、キャパシタ内蔵部品１０に搭載された素子５０と、を備える実装基板６０の一例を示す断面図である。素子５０は、ロジックＩＣやメモリＩＣなどのＬＳＩチップである。また、素子５０は、ＭＥＭＳ(Micro Electro Mechanical Systems)チップであってもよい。ＭＥＭＳチップとは、機械要素部品、センサ、アクチュエータ、電子回路などが１つの基板上に集積化された電子デバイスである。図２２に示すように、素子５０は、キャパシタ内蔵部品１０の第１面第３導電層３５などの導電層に電気的に接続された端子５１を有する。
図２２は、キャパシタ内蔵部品１０と、キャパシタ内蔵部品１０に搭載された素子５０と、を備える実装基板６０の一例を示す断面図である。素子５０は、ロジックＩＣやメモリＩＣなどのＬＳＩチップである。また、素子５０は、ＭＥＭＳ(Micro Electro Mechanical Systems)チップであってもよい。ＭＥＭＳチップとは、機械要素部品、センサ、アクチュエータ、電子回路などが１つの基板上に集積化された電子デバイスである。図２２に示すように、素子５０は、キャパシタ内蔵部品１０の第１面第３導電層３５などの導電層に電気的に接続された端子５１を有する。
貫通電極基板が搭載される製品の例
図２３は、本開示の実施形態に係るキャパシタ内蔵部品１０が搭載されることができる製品の例を示す図である。本開示の実施形態に係るキャパシタ内蔵部品１０は、様々な製品において利用され得る。例えば、ノート型パーソナルコンピュータ１１０、タブレット端末１２０、携帯電話１３０、スマートフォン１４０、デジタルビデオカメラ１５０、デジタルカメラ１６０、デジタル時計１７０、サーバ１８０等に搭載される。
図２３は、本開示の実施形態に係るキャパシタ内蔵部品１０が搭載されることができる製品の例を示す図である。本開示の実施形態に係るキャパシタ内蔵部品１０は、様々な製品において利用され得る。例えば、ノート型パーソナルコンピュータ１１０、タブレット端末１２０、携帯電話１３０、スマートフォン１４０、デジタルビデオカメラ１５０、デジタルカメラ１６０、デジタル時計１７０、サーバ１８０等に搭載される。
（その他の実施形態）
誘電体の誘電率と誘電損失は一般にトレードオフの関係にあるので、誘電体の誘電率を過剰に高くすることは困難である。小型で大容量のキャパシタを実現するためには、異なる観点での工夫が求められる。
誘電体の誘電率と誘電損失は一般にトレードオフの関係にあるので、誘電体の誘電率を過剰に高くすることは困難である。小型で大容量のキャパシタを実現するためには、異なる観点での工夫が求められる。
本開示のその他の実施形態は、このような課題を効果的に解決し得るキャパシタ内蔵部品を提供することを目的とする。
本開示の一実施形態は、第１面及び前記第１面とは反対側に位置する第２面を含む基板と、前記基板の前記第１面に位置するキャパシタと、を備え、前記キャパシタは、前記基板の前記第１面に位置する第１面第１導電層と、前記第１面第１導電層上に位置する第１面第１無機層と、前記第１面第１無機層上に位置する上側導電層と、を有し、前記キャパシタの前記第１面第１導電層の上面の、評価長さが１５０μｍの場合の平均表面粗さが、０．１μｍ以上且つ０．４μｍ以下である、キャパシタ内蔵部品である。
本開示の一実施形態によるキャパシタ内蔵部品において、前記キャパシタの前記第１面第１導電層の上面の、評価長さが２．５μｍの場合の平均表面粗さが、０．２．２μｍ以下であってもよい。
本開示の一実施形態によるキャパシタ内蔵部品において、前記キャパシタの前記第１面第１導電層の側面の、評価長さが１５０μｍの場合の平均表面粗さが、０．１μｍ以上且つ０．４μｍ以下であり、前記第１面第１無機層は、少なくとも部分的に前記第１面第１導電層の前記側面を覆っていてもよい。
本開示の一実施形態によるキャパシタ内蔵部品において、前記キャパシタの前記第１面第１導電層は、０．０５μｍ以上且つ１．０μｍ以下の厚みを有し、かつ導電性を有する第１層と、５μｍ以上且つ２０μｍ以下の厚みを有し、前記第１層上に位置し、且つ導電性を有する第２層と、を含んでいてもよい。
本開示の一実施形態によるキャパシタ内蔵部品において、前記第１層は、チタン又はクロムを含んでいてもよい。
本開示の一実施形態によるキャパシタ内蔵部品において、前記第２層は、銅を含んでいてもよい。
本開示の一実施形態によるキャパシタ内蔵部品において、前記基板が、ガラスを含んでいてもよい。
本開示の一実施形態によるキャパシタ内蔵部品において、前記基板には貫通孔が設けられており、前記キャパシタ内蔵部品は、前記キャパシタに電気的に接続されたインダクタを更に備え、前記インダクタは、前記第１面第１導電層と、前記第１面第１導電層に電気的に接続され、且つ前記貫通孔の前記壁面に位置する前記第１層及び前記第２層を含む貫通電極と、前記貫通電極に電気的に接続され、且つ前記基板の前記第２面に位置する前記第１層及び前記第２層を含む第２面第１導電層と、を有していてもよい。
本開示の一実施形態によるキャパシタ内蔵部品は、前記キャパシタ内蔵部品は、前記第１面第１無機層上に位置する第１面第２導電層と、少なくとも部分的に前記第１面第２導電層上に位置するとともに、前記第１面第２導電層に重なる開口部が形成された第１面第１有機層と、前記第１面第２導電層上の前記第１面第１有機層の前記開口部に少なくとも部分的に位置する第１面第３導電層と、を更に備え、前記キャパシタの前記上側導電層は、前記第１面第２導電層によって構成されており、前記基板の前記第１面の法線方向に沿って前記キャパシタの前記第１面第２導電層を見た場合、前記キャパシタの前記第１面第２導電層の端部が、前記第１面第１導電層の端部よりも内側に位置していてもよい。
本開示の一実施形態によるキャパシタ内蔵部品は、前記第１面第１無機層上に位置する第１面第２導電層と、少なくとも部分的に前記第１面第２導電層上に位置するとともに、前記第１面第２導電層に重なる開口部が形成された第１面第１有機層と、前記第１面第２導電層上の前記第１面第１有機層の前記開口部に少なくとも部分的に位置する第１面第３導電層と、を更に備え、前記キャパシタの前記上側導電層は、前記第１面第２導電層によって構成されており、前記基板の前記第１面の法線方向に沿って前記キャパシタの前記第１面第２導電層を見た場合、前記キャパシタの前記第１面第２導電層が、少なくとも部分的に、前記第１面第１導電層の端部と重なっていてもよい。
本開示の一実施形態によるキャパシタ内蔵部品は、少なくとも部分的に前記第１面第１無機層上に位置するとともに、前記第１面第１無機層に重なる開口部が形成された第１面第１有機層と、前記第１面第１無機層上の前記第１面第１有機層の前記開口部に位置する第１面第３導電層と、を更に備え、前記キャパシタの前記上側導電層は、前記第１面第３導電層によって構成されていてもよい。
本開示の一実施形態は、上記記載のキャパシタ内蔵部品と、前記キャパシタ内蔵部品に搭載された素子と、を備える、実装基板である。
本開示の一実施形態は、第１面及び前記第１面の反対側に位置する第２面を含む基板を準備する工程と、前記基板の前記第１面上に、導電性を有する第１層を形成する工程と、前記第１層上に部分的にレジスト層を形成する工程と、前記レジスト層によって覆われていない前記第１層上に、電解めっき法によって、導電性を有する第２層を形成する工程と、前記レジスト層を除去する工程と、前記第１層のうち前記第２層から露出している部分をエッチングにより除去する工程と、前記第２層上に第１面第１無機層を形成する工程と、前記第１面第１無機層上に上側導電層を形成する工程と、を備え、前記第１層及び前記第２層を含む第１面第１導電層と、前記第１面第１導電層の前記第２層上の前記第１面第１無機層と、前記第１面第１無機層上の前記上側導電層とが、キャパシタを構成し、前記キャパシタの前記第１面第１導電層の上面の、評価長さが１５０μｍの場合の平均表面粗さが、０．１μｍ以上且つ０．４μｍ以下である、キャパシタ内蔵部品の製造方法である。
本開示の一実施形態によるキャパシタ内蔵部品の製造方法において、前記キャパシタの前記第１面第１導電層の上面の、評価長さが２．５μｍの場合の平均表面粗さが、０．２２μｍ以下であってもよい。
本開示の一実施形態によるキャパシタ内蔵部品の製造方法において、前記キャパシタの前記第１面第１導電層の側面の、評価長さが１５０μｍの場合の平均表面粗さが、０．１μｍ以上且つ０．４μｍ以下であり、前記第１面第１無機層は、少なくとも部分的に前記第１面第１導電層の前記側面を覆っていてもよい。
本開示の一実施形態によるキャパシタ内蔵部品の製造方法において、前記第１層の厚みは、０．０５μｍ以上且つ１．０μｍ以下であり、前記第２層の厚みは、５μｍ以上且つ２０μｍ以下であってもよい。
本開示の一実施形態によるキャパシタ内蔵部品の製造方法において、前記基板が、ガラスを含んでいてもよい。
本開示の一実施形態によるキャパシタ内蔵部品の製造方法において、前記基板には貫通孔が設けられており、前記第１層及び前記第２層は、前記貫通孔の壁面上及び前記基板の前記第２面上にも形成され、前記第１面第１導電層と、前記貫通孔の前記壁面上の前記第１層及び前記第２層を含む貫通電極と、前記第２面上の前記第１層及び前記第２層を含む第２面第１導電層とにより、前記キャパシタに電気的に接続されたインダクタが構成されていてもよい。
本開示の一実施形態によるキャパシタ内蔵部品の製造方法は、前記上側導電層に重なる開口部を有する第１面第１有機層を少なくとも部分的に前記上側導電層上に形成する工程と、前記上側導電層上の前記第１面第１有機層の前記開口部に第１面第３導電層を形成する工程と、を更に備え、前記基板の前記第１面の法線方向に沿って前記キャパシタの前記上側導電層を見た場合、前記キャパシタの前記上側導電層の端部が、前記第１面第１導電層の端部よりも内側に位置していてもよい。
本開示の一実施形態によるキャパシタ内蔵部品の製造方法は、前記上側導電層に重なる開口部を有する第１面第１有機層を少なくとも部分的に前記上側導電層上に形成する工程と、前記上側導電層上の前記第１面第１有機層の前記開口部に第１面第３導電層を形成する工程と、を更に備え、前記基板の前記第１面の法線方向に沿って前記キャパシタの前記上側導電層を見た場合、前記キャパシタの前記上側導電層が、少なくとも部分的に、前記第１面第１導電層の端部と重なっていてもよい。
本開示の一実施形態によるキャパシタ内蔵部品の製造方法において、前記キャパシタ内蔵部品の製造方法は、前記キャパシタの前記第１面第１無機層に重なる開口部を有する第１面第１有機層を少なくとも部分的に前記第１面第１無機層上に形成する工程を更に備え、前記上側導電層を形成する工程においては、前記キャパシタの前記第１面第１無機層上の前記第１面第１有機層の前記開口部に、前記上側導電層を形成してもよい。
本開示の実施形態によれば、キャパシタの容量を増加させることができる。
次に、本開示の形態を実施例により更に具体的に説明するが、本開示の形態はその要旨を超えない限り、以下の実施例の記載に限定されるものではない。
（第１の測定）
上述の基板１２側から順に積層された第１面第１導電層３１、第１面第１無機層３２及び第１面第２導電層３３を有するキャパシタ１５を備えるサンプル１～１５をそれぞれ作製した。第１面第１導電層３１としては、シード層として機能する第１層２２１と、電解めっき法によって第１層２２１上に形成される銅の第２層２２２と、を含むものを用いた。第１面第１無機層３２としては、プラズマＣＶＤによって形成された窒化珪素（ＳｉＮ）の層を用いた。また、第１面第１導電層３１上に第１面第１無機層３２を形成する前に、第１面第１導電層３１の平均表面粗さを測定した。平均表面粗さの測定は、一辺の長さＬ１が１５０μｍの正方形の領域内で、ＪＩＳ Ｂ ０６０１：２００１に準拠して行った。第１面第１導電層３１の平均表面粗さには、不要な第１層２２１をエッチングによって除去する際に荒らされた第１層２２１の表面の粗さが反映されている。各サンプルにおける第１面第１無機層３２の厚み、及び第１面第１導電層３１の平均表面粗さの測定結果を図２４に示す。
上述の基板１２側から順に積層された第１面第１導電層３１、第１面第１無機層３２及び第１面第２導電層３３を有するキャパシタ１５を備えるサンプル１～１５をそれぞれ作製した。第１面第１導電層３１としては、シード層として機能する第１層２２１と、電解めっき法によって第１層２２１上に形成される銅の第２層２２２と、を含むものを用いた。第１面第１無機層３２としては、プラズマＣＶＤによって形成された窒化珪素（ＳｉＮ）の層を用いた。また、第１面第１導電層３１上に第１面第１無機層３２を形成する前に、第１面第１導電層３１の平均表面粗さを測定した。平均表面粗さの測定は、一辺の長さＬ１が１５０μｍの正方形の領域内で、ＪＩＳ Ｂ ０６０１：２００１に準拠して行った。第１面第１導電層３１の平均表面粗さには、不要な第１層２２１をエッチングによって除去する際に荒らされた第１層２２１の表面の粗さが反映されている。各サンプルにおける第１面第１無機層３２の厚み、及び第１面第１導電層３１の平均表面粗さの測定結果を図２４に示す。
続いて、各サンプルのキャパシタ１５の漏れ電流を測定した。測定結果を図２４に併せて示す。
また、第１面第１導電層３１に対する第１面第１無機層３２の密着性を、碁盤目剥離試験に基づいて評価した。評価結果を図２４に併せて示す。
図２４に示すように、サンプル５、１０及び１５においては、漏れ電流が１×１０－８Ａを超えており、従って判定を「bad」とした。サンプル５、１０及び１５においては、第１面第１導電層３１の平均表面粗さが０．４μｍを超えており、このため漏れ電流が大きくなったと考えられる。
図２４に示すように、サンプル４、９及び１４においては、第１面第１導電層３１からの第１面第１無機層３２の剥離が生じており、従って判定を「bad」とした。サンプル４、９及び１４においては、第１面第１導電層３１の平均表面粗さが０．１μｍを下回っており、このため第１面第１導電層３１に対する第１面第１無機層３２の密着性が低かったと考えられる。
図２４に示すように、サンプル１～３、６～８及び１１～１３においては、漏れ電流が１×１０－８Ａ以下であり、且つ第１面第１導電層３１からの第１面第１無機層３２の剥離が生じなかった。従って、判定を「good」とした。サンプル１～３、６～８及び１１～１３においては、第１面第１導電層３１の平均表面粗さが０．１μｍ以上且つ０．４μｍ以下であることにより、漏れ電流を抑制しながら密着性を高めることができたと考えられる。
（第２の測定）
平均表面粗さの測定を、ＪＩＳ Ｒ １６８３：２００７に準拠して２．５μｍの評価長さで行ったこと以外は、上述の第１の測定の場合と同様にして、各サンプルの第１面第１導電層３１の平均表面粗さを測定した。また、上述の第１の測定の場合と同様にして、各サンプルの漏れ電流及び密着性を評価した。結果を図２４に併せて示す。
平均表面粗さの測定を、ＪＩＳ Ｒ １６８３：２００７に準拠して２．５μｍの評価長さで行ったこと以外は、上述の第１の測定の場合と同様にして、各サンプルの第１面第１導電層３１の平均表面粗さを測定した。また、上述の第１の測定の場合と同様にして、各サンプルの漏れ電流及び密着性を評価した。結果を図２４に併せて示す。
図２４に示すように、漏れ電流が１×１０－８Ａを超えたサンプル５、１０及び１５においては、評価長さを２．５μｍとした場合に算出された第１面第１導電層３１の平均表面粗さが０．２４μｍを超えていた。一方、評価長さを２．５μｍとした場合に算出された第１面第１導電層３１の平均表面粗さが０．２２μｍ以下の場合には、漏れ電流が１×１０－８Ａ以下であり、より具体的には１×１０－９Ａ以下であった。
図２４に示すように、第１面第１導電層３１からの第１面第１無機層３２の剥離が生じたサンプル４、９及び１４においては、評価長さを２．５μｍとした場合に算出された第１面第１導電層３１の平均表面粗さが０．７０μ以下であった。一方、評価長さを２．５μｍとした場合に算出された第１面第１導電層３１の平均表面粗さが０．７５μｍ以上の場合には、第１面第１導電層３１からの第１面第１無機層３２の剥離が生じなかった。
１０ キャパシタ内蔵部品
１２ 基板
１３ 第１面
１４ 第２面
１５ キャパシタ
１６ インダクタ
２０ 貫通孔
２１ 側壁
２２ 貫通電極
２２１ 第１層
２２２ 第２層
２６ 有機層
３０ 第１配線構造部
３１ 第１面第１導電層
３１１ 上面
３１２ 側面
３２ 第１面第１無機層
３３ 第１面第２導電層
３４ 第１面第１有機層
３５ 第１面第３導電層
３６ 第１面第２有機層
３７ レジスト層
４０ 第２配線構造部
４１ 第２面第１導電層
４３ 第２面第１有機層
５０ 素子
５１ 端子
６０ 実装基板
１２ 基板
１３ 第１面
１４ 第２面
１５ キャパシタ
１６ インダクタ
２０ 貫通孔
２１ 側壁
２２ 貫通電極
２２１ 第１層
２２２ 第２層
２６ 有機層
３０ 第１配線構造部
３１ 第１面第１導電層
３１１ 上面
３１２ 側面
３２ 第１面第１無機層
３３ 第１面第２導電層
３４ 第１面第１有機層
３５ 第１面第３導電層
３６ 第１面第２有機層
３７ レジスト層
４０ 第２配線構造部
４１ 第２面第１導電層
４３ 第２面第１有機層
５０ 素子
５１ 端子
６０ 実装基板
Claims (21)
- 第１面及び前記第１面とは反対側に位置する第２面を含む基板と、
前記基板の前記第１面に位置するキャパシタと、を備え、
前記キャパシタは、前記基板の前記第１面に位置する第１面第１導電層と、前記第１面第１導電層上に位置する第１面第１無機層と、前記第１面第１無機層上に位置する上側導電層と、を有し、
前記キャパシタの前記第１面第１導電層の側面の、評価長さが２．５μｍの場合の平均表面粗さが、０．０７５μｍ以上０．２２μｍ以下である、キャパシタ内蔵部品。 - 前記キャパシタの前記第１面第１導電層の上面の、評価長さが２．５μｍの場合の平均表面粗さが、０．０７５μｍ以上０．２２μｍ以下である、請求項１に記載のキャパシタ内蔵部品。
- 前記キャパシタの前記第１面第１導電層の側面の、評価長さが１５０μｍの場合の平均表面粗さが、０．１μｍ以上且つ０．４μｍ以下であり、
前記第１面第１無機層は、少なくとも部分的に前記第１面第１導電層の前記側面を覆っている、請求項１又は２に記載のキャパシタ内蔵部品。 - 前記キャパシタの前記第１面第１導電層は、０．０５μｍ以上且つ１．０μｍ以下の厚みを有し、かつ導電性を有する第１層と、５μｍ以上且つ２０μｍ以下の厚みを有し、前記第１層上に位置し、且つ導電性を有する第２層と、を含む、請求項１乃至３のいずれか一項に記載のキャパシタ内蔵部品。
- 前記第１層は、チタン又はクロムを含む、請求項４に記載のキャパシタ内蔵部品。
- 前記第２層は、銅を含む、請求項４又は５に記載のキャパシタ内蔵部品。
- 前記基板が、ガラスを含む、請求項１乃至６のいずれか一項に記載のキャパシタ内蔵部品。
- 前記基板には貫通孔が設けられており、
前記キャパシタ内蔵部品は、前記キャパシタに電気的に接続されたインダクタを更に備え、
前記インダクタは、前記第１面第１導電層と、前記第１面第１導電層に電気的に接続され、且つ前記貫通孔の壁面に位置する前記第１層及び前記第２層を含む貫通電極と、前記貫通電極に電気的に接続され、且つ前記基板の前記第２面に位置する前記第１層及び前記第２層を含む第２面第１導電層と、を有する、請求項４乃至６のいずれか一項に記載のキャパシタ内蔵部品。 - 前記キャパシタ内蔵部品は、
前記第１面第１無機層上に位置する第１面第２導電層と、
少なくとも部分的に前記第１面第２導電層上に位置するとともに、前記第１面第２導電層に重なる開口部が形成された第１面第１有機層と、
前記第１面第２導電層上の前記第１面第１有機層の前記開口部に少なくとも部分的に位置する第１面第３導電層と、を更に備え、
前記キャパシタの前記上側導電層は、前記第１面第２導電層によって構成されており、
前記基板の前記第１面の法線方向に沿って前記キャパシタの前記第１面第２導電層を見た場合、前記キャパシタの前記第１面第２導電層の端部が、前記第１面第１導電層の端部よりも内側に位置している、請求項１乃至８のいずれか一項に記載のキャパシタ内蔵部品。 - 前記キャパシタ内蔵部品は、
前記第１面第１無機層上に位置する第１面第２導電層と、
少なくとも部分的に前記第１面第２導電層上に位置するとともに、前記第１面第２導電層に重なる開口部が形成された第１面第１有機層と、
前記第１面第２導電層上の前記第１面第１有機層の前記開口部に少なくとも部分的に位置する第１面第３導電層と、を更に備え、
前記キャパシタの前記上側導電層は、前記第１面第２導電層によって構成されており、
前記基板の前記第１面の法線方向に沿って前記キャパシタの前記第１面第２導電層を見た場合、前記キャパシタの前記第１面第２導電層が、少なくとも部分的に、前記第１面第１導電層の端部と重なっている、請求項１乃至８のいずれか一項に記載のキャパシタ内蔵部品。 - 前記キャパシタ内蔵部品は、
少なくとも部分的に前記第１面第１無機層上に位置するとともに、前記第１面第１無機層に重なる開口部が形成された第１面第１有機層と、
前記第１面第１無機層上の前記第１面第１有機層の前記開口部に位置する第１面第３導電層と、を更に備え、
前記キャパシタの前記上側導電層は、前記第１面第３導電層によって構成されている、請求項１乃至８のいずれか一項に記載のキャパシタ内蔵部品。 - 請求項１乃至１１のいずれか一項に記載のキャパシタ内蔵部品と、
前記キャパシタ内蔵部品に搭載された素子と、を備える、実装基板。 - 第１面及び前記第１面の反対側に位置する第２面を含む基板を準備する工程と、
前記基板の前記第１面上に、導電性を有する第１層を形成する工程と、
前記第１層上に部分的にレジスト層を形成する工程と、
前記レジスト層によって覆われていない前記第１層上に、電解めっき法によって、導電性を有する第２層を形成する工程と、
前記レジスト層を除去する工程と、
前記第１層のうち前記第２層から露出している部分をエッチングにより除去する工程と、
前記第２層上に第１面第１無機層を形成する工程と、
前記第１面第１無機層上に上側導電層を形成する工程と、を備え、
前記第１層及び前記第２層を含む第１面第１導電層と、前記第１面第１導電層の前記第２層上の前記第１面第１無機層と、前記第１面第１無機層上の前記上側導電層とが、キャパシタを構成し、
前記キャパシタの前記第１面第１導電層の側面の、評価長さが２．５μｍの場合の平均表面粗さが、０．０７５μｍ以上０．２２μｍ以下である、キャパシタ内蔵部品の製造方法。 - 前記キャパシタの前記第１面第１導電層の上面の、評価長さが２．５μｍの場合の平均表面粗さが、０．０７５μｍ以上０．２２μｍ以下である、請求項１３に記載のキャパシタ内蔵部品の製造方法。
- 前記キャパシタの前記第１面第１導電層の側面の、評価長さが１５０μｍの場合の平均表面粗さが、０．１μｍ以上且つ０．４μｍ以下であり、
前記第１面第１無機層は、少なくとも部分的に前記第１面第１導電層の前記側面を覆っている、請求項１３又は１４に記載のキャパシタ内蔵部品の製造方法。 - 前記第１層の厚みは、０．０５μｍ以上且つ１．０μｍ以下であり、
前記第２層の厚みは、５μｍ以上且つ２０μｍ以下である、請求項１３乃至１５のいずれか一項に記載のキャパシタ内蔵部品の製造方法。 - 前記基板が、ガラスを含む、請求項１３乃至１６のいずれか一項に記載のキャパシタ内蔵部品の製造方法。
- 前記基板には貫通孔が設けられており、
前記第１層及び前記第２層は、前記貫通孔の壁面上及び前記基板の前記第２面上にも形成され、
前記第１面第１導電層と、前記貫通孔の前記壁面上の前記第１層及び前記第２層を含む貫通電極と、前記第２面上の前記第１層及び前記第２層を含む第２面第１導電層とにより、前記キャパシタに電気的に接続されたインダクタが構成される、請求項１３乃至１７のいずれか一項に記載のキャパシタ内蔵部品の製造方法。 - 前記キャパシタ内蔵部品の製造方法は、
前記上側導電層に重なる開口部を有する第１面第１有機層を少なくとも部分的に前記上側導電層上に形成する工程と、
前記上側導電層上の前記第１面第１有機層の前記開口部に第１面第３導電層を形成する工程と、を更に備え、
前記基板の前記第１面の法線方向に沿って前記キャパシタの前記上側導電層を見た場合、前記キャパシタの前記上側導電層の端部が、前記第１面第１導電層の端部よりも内側に位置している、請求項１３乃至１８のいずれか一項に記載のキャパシタ内蔵部品の製造方法。 - 前記キャパシタ内蔵部品の製造方法は、
前記上側導電層に重なる開口部を有する第１面第１有機層を少なくとも部分的に前記上側導電層上に形成する工程と、
前記上側導電層上の前記第１面第１有機層の前記開口部に第１面第３導電層を形成する工程と、を更に備え、
前記基板の前記第１面の法線方向に沿って前記キャパシタの前記上側導電層を見た場合、前記キャパシタの前記上側導電層が、少なくとも部分的に、前記第１面第１導電層の端部と重なっている、請求項１３乃至１８のいずれか一項に記載のキャパシタ内蔵部品の製造方法。 - 前記キャパシタ内蔵部品の製造方法は、
前記キャパシタの前記第１面第１無機層に重なる開口部を有する第１面第１有機層を少なくとも部分的に前記第１面第１無機層上に形成する工程を更に備え、
前記上側導電層を形成する工程においては、前記キャパシタの前記第１面第１無機層上の前記第１面第１有機層の前記開口部に、前記上側導電層を形成する、請求項１３乃至１８のいずれか一項に記載のキャパシタ内蔵部品の製造方法。
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