JP4405537B2 - キャパシタ内蔵インタポーザ、それを備えた半導体装置及びキャパシタ内蔵インタポーザの製造方法 - Google Patents
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- Y10S438/00—Semiconductor device manufacturing: process
- Y10S438/957—Making metal-insulator-metal device
Description
先ず、本発明の第1の実施形態について説明する。図1は、本発明の第1の実施形態に係る半導体装置の構造を示す模式図である。
次に、本発明の第2の実施形態について説明する。第2の実施形態では、貫通孔12内の絶縁膜が第1の実施形態と相違している。図7A乃至図7Eは、本発明の第2の実施形態におけるキャパシタ内蔵インタポーザの製造方法を工程順に示す断面図である。
次に、本発明の第3の実施形態について説明する。第3の実施形態では、基板の材料が第1の実施形態と相違している。図8A乃至8Cは、本発明の第3の実施形態におけるキャパシタ内蔵インタポーザの製造方法を工程順に示す断面図である。
基部と、
前記基部内に埋め込まれ、前記基部の上面から下面までを貫通する導体ビアと、
前記基部上に設けられたキャパシタと、
前記導体ビアに接続された第1の配線と、
前記キャパシタの陽極に接続された第2の配線と、
前記キャパシタの陰極に接続された第3の配線と、
前記キャパシタ、第1の配線、第2の配線及び第3の配線を覆う絶縁層と、
前記絶縁層上に形成され、前記第1の配線に接続された第1の電極パッドと、
前記絶縁層上に形成され、前記第2の配線に接続された第2の電極パッドと、
前記絶縁層上に形成され、前記第3の配線に接続された第3の電極パッドと、
前記絶縁層に覆われた第4の配線と、
前記絶縁層上に形成され、前記第4の配線の一端に接続された第4の電極パッドと、
前記第4の配線の他端に接続され、ワイヤの一端がボンディングされる第5の電極パッドと、
を有し、
前記陽極及び陰極には、前記基部の上方から所定の電位が与えられることを特徴とするキャパシタ内蔵インタポーザ。
前記陽極として、弁金属材が設けられ、
前記キャパシタの容量絶縁膜として、前記弁金属材上に形成された陽極酸化皮膜が設けられ、
前記陰極として、前記陽極酸化皮膜上に形成された導電材が設けられていることを特徴とする付記1に記載のキャパシタ内蔵インタポーザ。
前記導電材は、前記陽極酸化皮膜の凹部内に入り込んだ導電性高分子材から構成されていることを特徴とする付記2に記載のキャパシタ内蔵インタポーザ。
前記基部は、ガラス材から構成されていることを特徴とする付記1乃至3のいずれか1項に記載のキャパシタ内蔵インタポーザ。
前記導体ビアは、前記第1〜第3の電極パッドよりも広い間隔で配置されていることを特徴とする付記1乃至4のいずれか1項に記載のキャパシタ内蔵インタポーザ。
前記第1の電極パッドは、前記導体ビアの直上に位置し、
前記第1の配線は、前記導体ビアから直上に延びていることを特徴とする付記1乃至5のいずれか1項に記載のキャパシタ内蔵インタポーザ。
前記キャパシタとして、前記陽極の電位が相違するものが2個以上設けられていることを特徴とする付記1乃至6のいずれか1項に記載のキャパシタ内蔵インタポーザ。
キャパシタ内蔵インタポーザと、
前記キャパシタ内蔵インタポーザ上に実装された半導体集積回路素子と、
を有し、
前記キャパシタ内蔵インタポーザは、
基部と、
前記基部内に埋め込まれ、前記基部の上面から下面までを貫通する導体ビアと、
前記基部上に設けられたキャパシタと、
前記導体ビアに接続された第1の配線と、
前記キャパシタの陽極に接続された第2の配線と、
前記キャパシタの陰極に接続された第3の配線と、
前記キャパシタ、第1の配線、第2の配線及び第3の配線を覆う絶縁層と、
前記絶縁層上に形成され、前記第1の配線に接続された第1の電極パッドと、
前記絶縁層上に形成され、前記第2の配線に接続された第2の電極パッドと、
前記絶縁層上に形成され、前記第3の配線に接続された第3の電極パッドと、
前記絶縁層に覆われた第4の配線と、
前記絶縁層上に形成され、前記第4の配線の一端に接続された第4の電極パッドと、
前記第4の配線の他端に接続され、ワイヤの一端がボンディングされた第5の電極パッドと、
を有し、
前記陽極及び陰極には、前記基部の上方から所定の電位が与えられ、
前記半導体集積回路素子は、
前記第1の電極パッドに接続された信号端子と、
前記第2の電極パッドに接続された電源端子と、
前記第3の電極パッドに接続された接地端子と、
前記第4の電極パッドに接続された第2の信号端子と、
を有し、
前記ワイヤを伝達する信号の速度は、前記導体ビアを伝達する信号の速度より遅いことを特徴とする半導体装置。
前記陽極として、弁金属材が設けられ、
前記キャパシタの容量絶縁膜として、前記弁金属材上に形成された陽極酸化皮膜が設けられ、
前記陰極として、前記陽極酸化皮膜上に形成された導電材が設けられていることを特徴とする付記8に記載の半導体装置。
前記導体ビアを伝達する信号の速度は、100Mbps以上であることを特徴とする付記8又は9に記載の半導体装置。
前記半導体集積回路素子として、構造が相違するものが2個以上設けられていることを特徴とする付記8乃至10のいずれか1項に記載の半導体装置。
前記キャパシタとして、前記陽極の電位が相違するものが2個以上設けられていることを特徴とする付記8乃至11のいずれか1項に記載の半導体装置。
前記導電材は、前記陽極酸化皮膜の凹部内に入り込んだ導電性高分子材から構成されていることを特徴とする付記9乃至12のいずれか1項に記載の半導体装置。
前記導体ビアが接続された第6の電極パッドと、
前記ワイヤの他端がボンディングされた第7の電極パッドと、
を備えたパッケージ基板を有することを特徴とする付記13に記載の半導体装置。
前記導体ビアは、前記第1〜第3の電極パッドよりも広い間隔で配置されていることを特徴とする付記8乃至14のいずれか1項に記載の半導体装置。
基部上に導電性ストッパ膜及びキャパシタを互いから離間して設ける工程と、
前記導電性ストッパ膜に接続される第1の配線、前記キャパシタの陽極に接続される第2の配線、及び前記キャパシタの陰極に接続される第3の配線を形成する工程と、
前記キャパシタ、第1の配線、第2の配線及び第3の配線を覆う絶縁層を形成する工程と、
前記絶縁層上に、前記第1の配線に接続される第1の電極パッド、前記第2の配線に接続される第2の電極パッド、及び前記第3の配線に接続される第3の電極パッドを形成する工程と、
前記陽極及び陰極に前記基部の上方から所定の電位が与える電位付与部を形成する工程と、
前記基部に裏面側から前記導電性ストッパ膜まで到達する貫通孔を形成する工程と、
前記貫通孔内に前記導電性ストッパ膜に接続される導体ビアを形成する工程と、
を有することを特徴とするキャパシタ内蔵インタポーザの製造方法。
前記キャパシタを設ける工程の前に、
弁金属材の片面に陽極酸化皮膜を形成する工程と、
前記陽極酸化皮膜上に導電材を形成することにより、前記弁金属材、陽極酸化皮膜及び導電材を含むキャパシタを形成する工程と、
を有することを特徴とする付記16に記載のキャパシタ内蔵インタポーザの製造方法。
前記貫通孔を形成する工程と前記導体ビアを形成する工程との間に前記貫通孔の内側面に絶縁膜を形成する工程を有することを特徴とする付記16又は17に記載のキャパシタ内蔵インタポーザの製造方法。
7:キャパシタシート
7a:Al箔
7b:陽極酸化皮膜
7c:導電性高分子膜
9:多層配線
10、10a、10b、10c、10d、11:電極パッド
12:貫通孔
16:はんだボール
24:ワイヤ
Claims (10)
- 基部と、
前記基部内に埋め込まれ、前記基部の上面から下面までを貫通する導体ビアと、
前記基部上に設けられたキャパシタと、
前記導体ビアに接続された第1の配線と、
前記キャパシタの陽極に接続された第2の配線と、
前記キャパシタの陰極に接続された第3の配線と、
前記キャパシタ、第1の配線、第2の配線及び第3の配線を覆う絶縁層と、
前記絶縁層上に形成され、前記第1の配線に接続された第1の電極パッドと、
前記絶縁層上に形成され、前記第2の配線に接続された第2の電極パッドと、
前記絶縁層上に形成され、前記第3の配線に接続された第3の電極パッドと、
前記絶縁層に覆われた第4の配線と、
前記絶縁層上に形成され、前記第4の配線の一端に接続された第4の電極パッドと、
前記第4の配線の他端に接続され、ワイヤの一端がボンディングされる第5の電極パッドと、
を有し、
前記第1の電極パッドには、半導体集積回路素子の100Mbps以上で信号が伝送される信号端子が接続され、
前記第2の電極パッドには、前記半導体集積回路素子の電源端子が接続され、
前記第3の電極パッドには、前記半導体集積回路素子の接地端子が接続され、
前記第4の電極パッドには、前記半導体集積回路素子の100Mbps未満で信号が伝送される第2の信号端子が接続され、
前記導体ビアには、前記基部の下方においてパッケージ基板の端子がはんだボールを介して接続され、
前記陽極及び陰極には、前記基部の上方から所定の電位が与えられることを特徴とするキャパシタ内蔵インタポーザ。 - 前記陽極として、弁金属材が設けられ、
前記キャパシタの容量絶縁膜として、前記弁金属材上に形成された陽極酸化皮膜が設けられ、
前記陰極として、前記陽極酸化皮膜上に形成された導電材が設けられていることを特徴とする請求項1に記載のキャパシタ内蔵インタポーザ。 - 前記導体ビアは、前記第1の電極パッド、前記第2の電極パッド及び前記第3の電極パッドよりも広い間隔で配置されていることを特徴とする請求項1又は2に記載のキャパシタ内蔵インタポーザ。
- 前記第1の電極パッドは、前記導体ビアの直上に位置し、
前記第1の配線は、前記導体ビアから直上に延びていることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載のキャパシタ内蔵インタポーザ。 - 前記キャパシタとして、前記陽極の電位が相違するものが2個以上設けられていることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載のキャパシタ内蔵インタポーザ。
- キャパシタ内蔵インタポーザと、
前記キャパシタ内蔵インタポーザ上に実装された半導体集積回路素子と、
を有し、
前記キャパシタ内蔵インタポーザは、
基部と、
前記基部内に埋め込まれ、前記基部の上面から下面までを貫通する導体ビアと、
前記基部上に設けられたキャパシタと、
前記導体ビアに接続された第1の配線と、
前記キャパシタの陽極に接続された第2の配線と、
前記キャパシタの陰極に接続された第3の配線と、
前記キャパシタ、第1の配線、第2の配線及び第3の配線を覆う絶縁層と、
前記絶縁層上に形成され、前記第1の配線に接続された第1の電極パッドと、
前記絶縁層上に形成され、前記第2の配線に接続された第2の電極パッドと、
前記絶縁層上に形成され、前記第3の配線に接続された第3の電極パッドと、
前記絶縁層に覆われた第4の配線と、
前記絶縁層上に形成され、前記第4の配線の一端に接続された第4の電極パッドと、
前記第4の配線の他端に接続され、ワイヤの一端がボンディングされた第5の電極パッドと、
を有し、
前記導体ビアには、前記基部の下方においてパッケージ基板の端子がはんだボールを介して接続され、
前記陽極及び陰極には、前記基部の上方から所定の電位が与えられ、
前記半導体集積回路素子は、
前記第1の電極パッドに接続され、100Mbps以上で信号が伝送される信号端子と、
前記第2の電極パッドに接続された電源端子と、
前記第3の電極パッドに接続された接地端子と、
前記第4の電極パッドに接続され、100Mbps未満で信号が伝送される第2の信号端子と、
を有し、
前記ワイヤを伝達する信号の速度は、前記導体ビアを伝達する信号の速度より遅く、100Mbps未満であることを特徴とする半導体装置。 - 前記陽極として、弁金属材が設けられ、
前記キャパシタの容量絶縁膜として、前記弁金属材上に形成された陽極酸化皮膜が設けられ、
前記陰極として、前記陽極酸化皮膜上に形成された導電材が設けられていることを特徴とする請求項6に記載の半導体装置。 - 前記導体ビアは、前記第1の電極パッド、前記第2の電極パッド及び前記第3の電極パッドよりも広い間隔で配置されていることを特徴とする請求項6又は7に記載の半導体装置。
- 基部上に導電性ストッパ膜及びキャパシタを互いから離間して設ける工程と、
前記導電性ストッパ膜に接続される第1の配線、前記キャパシタの陽極に接続される第2の配線、及び前記キャパシタの陰極に接続される第3の配線を形成する工程と、
前記キャパシタ、第1の配線、第2の配線及び第3の配線を覆う絶縁層を形成する工程と、
前記絶縁層上に、前記第1の配線に接続される第1の電極パッド、前記第2の配線に接続される第2の電極パッド、及び前記第3の配線に接続される第3の電極パッドを形成する工程と、
前記陽極及び陰極に前記基部の上方から所定の電位が与える電位付与部を形成する工程と、
前記基部に裏面側から前記導電性ストッパ膜まで到達する貫通孔を形成する工程と、
前記貫通孔内に前記導電性ストッパ膜に接続される導体ビアを形成する工程と、
を含み、
前記第1の電極パッドには、半導体集積回路素子の100Mbps以上で信号が伝送される信号端子が接続され、
前記第2の電極パッドには、前記半導体集積回路素子の電源端子が接続され、
前記第3の電極パッドには、前記半導体集積回路素子の接地端子が接続され、
前記導体ビアには、前記基部の下方においてパッケージ基板の端子がはんだボールを介して接続されることを特徴とするキャパシタ内蔵インタポーザの製造方法。 - 前記導電性ストッパ膜及びキャパシタを互いから離間して設ける工程は、
弁金属材の片面に陽極酸化皮膜を形成する工程と、
前記陽極酸化皮膜上に導電材を形成することにより、前記弁金属材、陽極酸化皮膜及び導電材を含むキャパシタを形成する工程と、
を含むことを特徴とする請求項9に記載のキャパシタ内蔵インタポーザの製造方法。
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