JPH0969589A - 薄膜コンデンサ内蔵型モジュール - Google Patents
薄膜コンデンサ内蔵型モジュールInfo
- Publication number
- JPH0969589A JPH0969589A JP22490795A JP22490795A JPH0969589A JP H0969589 A JPH0969589 A JP H0969589A JP 22490795 A JP22490795 A JP 22490795A JP 22490795 A JP22490795 A JP 22490795A JP H0969589 A JPH0969589 A JP H0969589A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- thin film
- film capacitor
- glass layer
- substrate
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- Fixed Capacitors And Capacitor Manufacturing Machines (AREA)
- Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】ガラス層上の電極層をファインラインでファイ
ンピッチの微細なパターンに形成してもパターン切れを
起こさず、電極層のガラス層に対する密着性が高い。ま
た実装されるＬＳＩがＣ−ＭＯＳ系のＬＳＩの場合にそ
の電気特性に問題を起こさず電源ノイズを抑制し得る。
更に高容量で非常に信頼性の高い薄膜コンデンサを内蔵
でき、実装面積を広くし得る。 【解決手段】グレーズド基板１１が基板本体１２とこの
基板本体１２上に設けられたガラス層１３とを有し、ガ
ラス層１３上に設けられた薄膜コンデンサ１７が少なく
とも一対の電極層１７ａ，１７ｃと一対の電極層１７
ａ，１７ｃ間に介装された誘電体層１７ｂとを有する。
一対の電極層１７ａ，１７ｃのうちガラス層１３上に密
着して設けられた一方の電極層１７ａがガラス層１３上
に貴金属有機化合物を含むペーストを塗布し焼成してな
る金属薄膜である。
ンピッチの微細なパターンに形成してもパターン切れを
起こさず、電極層のガラス層に対する密着性が高い。ま
た実装されるＬＳＩがＣ−ＭＯＳ系のＬＳＩの場合にそ
の電気特性に問題を起こさず電源ノイズを抑制し得る。
更に高容量で非常に信頼性の高い薄膜コンデンサを内蔵
でき、実装面積を広くし得る。 【解決手段】グレーズド基板１１が基板本体１２とこの
基板本体１２上に設けられたガラス層１３とを有し、ガ
ラス層１３上に設けられた薄膜コンデンサ１７が少なく
とも一対の電極層１７ａ，１７ｃと一対の電極層１７
ａ，１７ｃ間に介装された誘電体層１７ｂとを有する。
一対の電極層１７ａ，１７ｃのうちガラス層１３上に密
着して設けられた一方の電極層１７ａがガラス層１３上
に貴金属有機化合物を含むペーストを塗布し焼成してな
る金属薄膜である。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、グレーズド基板上
に少なくとも薄膜コンデンサが形成された薄膜コンデン
サ内蔵型モジュールに関するものである。
に少なくとも薄膜コンデンサが形成された薄膜コンデン
サ内蔵型モジュールに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】最近、ＬＳＩにはバイポーラ系のＥＣＬ
（Emitter Coupled Logic）よりも消費電力の小さいＣ
−ＭＯＳ系のＬＳＩが広く用いられているが、このＣ−
ＭＯＳ系のＬＳＩの場合、信号の処理速度が上がってく
ると、電源とグランド間に発生するノイズが大きな問題
となってきている。この電源ノイズを低減するためにＬ
ＳＩチップの他にチップコンデンサを薄膜多層回路上に
設けた場合には、電源ノイズ抑制時に搭載用端子のＬ
（インダクタンス）分が問題となる上、コンデンサの分
だけセラミック基板における実装面積を狭める不具合が
あった。このため、このチップコンデンサの代わりに薄
膜コンデンサを薄膜多層回路の層内に設ける試みがなさ
れている。例えば、セラミック基板の表面を鏡面加工
し、その上に下部電極層と誘電体層と上部電極層をこの
順に形成した薄膜コンデンサ付きセラミック基板が知ら
れている。また別の薄膜コンデンサ付きセラミック基板
として、Ａｌ2Ｏ3基板の表面に光沢めっきにより下部電
極層を形成し、この下部電極層の上にＴａ2Ｏ5からなる
誘電体層と上部電極層を形成した高容量の薄膜コンデン
サ付き基板が開示されている（R.KAMBE et. al., "MCM
SUBSTRATE WITH HIGH CAPACITANCE", 1994, MCM '94 Pr
oceedings, pp.136-141）。
（Emitter Coupled Logic）よりも消費電力の小さいＣ
−ＭＯＳ系のＬＳＩが広く用いられているが、このＣ−
ＭＯＳ系のＬＳＩの場合、信号の処理速度が上がってく
ると、電源とグランド間に発生するノイズが大きな問題
となってきている。この電源ノイズを低減するためにＬ
ＳＩチップの他にチップコンデンサを薄膜多層回路上に
設けた場合には、電源ノイズ抑制時に搭載用端子のＬ
（インダクタンス）分が問題となる上、コンデンサの分
だけセラミック基板における実装面積を狭める不具合が
あった。このため、このチップコンデンサの代わりに薄
膜コンデンサを薄膜多層回路の層内に設ける試みがなさ
れている。例えば、セラミック基板の表面を鏡面加工
し、その上に下部電極層と誘電体層と上部電極層をこの
順に形成した薄膜コンデンサ付きセラミック基板が知ら
れている。また別の薄膜コンデンサ付きセラミック基板
として、Ａｌ2Ｏ3基板の表面に光沢めっきにより下部電
極層を形成し、この下部電極層の上にＴａ2Ｏ5からなる
誘電体層と上部電極層を形成した高容量の薄膜コンデン
サ付き基板が開示されている（R.KAMBE et. al., "MCM
SUBSTRATE WITH HIGH CAPACITANCE", 1994, MCM '94 Pr
oceedings, pp.136-141）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、前者の薄膜コ
ンデンサ付きセラミック基板では基板が鏡面加工中に脱
粒等の表面欠陥を生じ易く、このセラミック基板の表面
欠陥は薄膜の誘電体層に波及するため、下部電極層と誘
電体層と上部電極層で構成される薄膜コンデンサはコン
デンサとして十分に機能しないことがあった。また前者
の薄膜コンデンサ付きセラミック基板では基板の表面欠
陥により下部電極層をファインラインでファインピッチ
の微細なパターンで形成した場合、パターン切れを起こ
すことがあった。この点を解消するために、基板をグレ
ーズ処理すると、パターン切れを起こさない反面、表面
平滑度が高過ぎ、スパッタリング法等によりガラス層上
に下部電極層を形成した場合、この下部電極層のガラス
層に対する密着性が良好でなかった。更に、後者のコン
デンサ付きセラミック基板では焼結体であるＡｌ2Ｏ3基
板の表面平均粗さＲａが０．５μｍであって、表面に直
径が２０〜３０μｍの欠陥があるため、この表面粗さや
欠陥に起因して例えめっき処理を行ったとしてもコンデ
ンサとしての機能を有しないものの割合が１０％程度で
あり、なお改善の余地があった。
ンデンサ付きセラミック基板では基板が鏡面加工中に脱
粒等の表面欠陥を生じ易く、このセラミック基板の表面
欠陥は薄膜の誘電体層に波及するため、下部電極層と誘
電体層と上部電極層で構成される薄膜コンデンサはコン
デンサとして十分に機能しないことがあった。また前者
の薄膜コンデンサ付きセラミック基板では基板の表面欠
陥により下部電極層をファインラインでファインピッチ
の微細なパターンで形成した場合、パターン切れを起こ
すことがあった。この点を解消するために、基板をグレ
ーズ処理すると、パターン切れを起こさない反面、表面
平滑度が高過ぎ、スパッタリング法等によりガラス層上
に下部電極層を形成した場合、この下部電極層のガラス
層に対する密着性が良好でなかった。更に、後者のコン
デンサ付きセラミック基板では焼結体であるＡｌ2Ｏ3基
板の表面平均粗さＲａが０．５μｍであって、表面に直
径が２０〜３０μｍの欠陥があるため、この表面粗さや
欠陥に起因して例えめっき処理を行ったとしてもコンデ
ンサとしての機能を有しないものの割合が１０％程度で
あり、なお改善の余地があった。
【０００４】本発明の目的は、ガラス層上の電極層をフ
ァインラインでファインピッチの微細なパターンに形成
してもパターン切れを起こすことがなく、上記電極層の
ガラス層への密着性が高い薄膜コンデンサ内蔵型モジュ
ールを提供することにある。本発明の別の目的は、実装
されるＬＳＩがＣ−ＭＯＳ系のＬＳＩの場合にその電気
特性に問題を起こすことなく電源ノイズを抑制し得る薄
膜コンデンサ内蔵型モジュールを提供することにある。
本発明の更に別の目的は、高容量で非常に信頼性の高い
薄膜コンデンサを内蔵でき、実装面積を広くし得る薄膜
コンデンサ内蔵型モジュールを提供することにある。
ァインラインでファインピッチの微細なパターンに形成
してもパターン切れを起こすことがなく、上記電極層の
ガラス層への密着性が高い薄膜コンデンサ内蔵型モジュ
ールを提供することにある。本発明の別の目的は、実装
されるＬＳＩがＣ−ＭＯＳ系のＬＳＩの場合にその電気
特性に問題を起こすことなく電源ノイズを抑制し得る薄
膜コンデンサ内蔵型モジュールを提供することにある。
本発明の更に別の目的は、高容量で非常に信頼性の高い
薄膜コンデンサを内蔵でき、実装面積を広くし得る薄膜
コンデンサ内蔵型モジュールを提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明は、
基板本体１２とこの基板本体１２上に設けられたガラス
層１３とを有するグレーズド基板１１と、ガラス層１３
上に設けられ少なくとも一対の電極層１７ａ，１７ｃと
一対の電極層１７ａ，１７ｃ間に介装された誘電体層１
７ｂとを有する薄膜コンデンサ１７とを備えた薄膜コン
デンサ内蔵型モジュール１０であって、一対の電極層１
７ａ，１７ｃのうちガラス層１３上に密着して設けられ
た一方の電極層１７ａがガラス層１３上に貴金属有機化
合物を含むペーストを塗布し焼成してなる金属薄膜であ
ることを特徴とする薄膜コンデンサ内蔵型モジュールで
ある。このように構成された薄膜コンデンサ内蔵型モジ
ュールでは、ガラス層１３の上に貴金属有機化合物ペー
ストを塗布して乾燥した後、焼成すると、このペースト
中のＰｂ，Ｂｉ，Ｓｉ等が酸化物となり、これらがガラ
ス層１３のガラス成分と化学的に結合する。これにより
薄膜コンデンサ１７を構成する一方の電極層１７ａをフ
ァインラインでファインピッチの微細なパターンに形成
でき、更にパターン切れを起こすことなくガラス層１３
の表面に上記電極層１７ａを形成できるとともに、ガラ
ス層１３の表面に高い密着力で電極層１７ａを形成でき
る。
基板本体１２とこの基板本体１２上に設けられたガラス
層１３とを有するグレーズド基板１１と、ガラス層１３
上に設けられ少なくとも一対の電極層１７ａ，１７ｃと
一対の電極層１７ａ，１７ｃ間に介装された誘電体層１
７ｂとを有する薄膜コンデンサ１７とを備えた薄膜コン
デンサ内蔵型モジュール１０であって、一対の電極層１
７ａ，１７ｃのうちガラス層１３上に密着して設けられ
た一方の電極層１７ａがガラス層１３上に貴金属有機化
合物を含むペーストを塗布し焼成してなる金属薄膜であ
ることを特徴とする薄膜コンデンサ内蔵型モジュールで
ある。このように構成された薄膜コンデンサ内蔵型モジ
ュールでは、ガラス層１３の上に貴金属有機化合物ペー
ストを塗布して乾燥した後、焼成すると、このペースト
中のＰｂ，Ｂｉ，Ｓｉ等が酸化物となり、これらがガラ
ス層１３のガラス成分と化学的に結合する。これにより
薄膜コンデンサ１７を構成する一方の電極層１７ａをフ
ァインラインでファインピッチの微細なパターンに形成
でき、更にパターン切れを起こすことなくガラス層１３
の表面に上記電極層１７ａを形成できるとともに、ガラ
ス層１３の表面に高い密着力で電極層１７ａを形成でき
る。
【０００６】請求項２に係る発明は、請求項１に係る発
明であって、更に基板本体１１がＡｌ2Ｏ3，ＡｌＮ，Ｓ
ｉＣ，タングステン，モリブデン又は銅により形成され
る。請求項３に係る発明は、請求項１に係る発明であっ
て、更に薄膜コンデンサ１７の一方の電極層１７ａに含
まれる貴金属がＡｕ，Ａｇ，Ｐｔ，Ｐｄ又はこれらの合
金であることを特徴とする薄膜コンデンサ内蔵型モジュ
ールである。貴金属はペースト中に１５〜７５重量％含
まれることが好ましい。２０〜５０重量％が更に好まし
い。貴金属の含有量が１５重量％未満では連続した緻密
な薄膜が得難く、７５重量％を越えるとガラス層に対す
る密着力が劣るようになる。請求項４に係る発明は、請
求項１に係る発明であって、更にガラス層１３の厚さが
０．１μｍ〜１００μｍであることを特徴とする薄膜コ
ンデンサ内蔵型モジュールである。ガラス層１３が０．
１μｍ未満ではグレーズド基板の表面平滑性が十分でな
く、１００μｍを越えるとグレーズド基板全体の熱伝導
性を極端に低下させる不具合がある。
明であって、更に基板本体１１がＡｌ2Ｏ3，ＡｌＮ，Ｓ
ｉＣ，タングステン，モリブデン又は銅により形成され
る。請求項３に係る発明は、請求項１に係る発明であっ
て、更に薄膜コンデンサ１７の一方の電極層１７ａに含
まれる貴金属がＡｕ，Ａｇ，Ｐｔ，Ｐｄ又はこれらの合
金であることを特徴とする薄膜コンデンサ内蔵型モジュ
ールである。貴金属はペースト中に１５〜７５重量％含
まれることが好ましい。２０〜５０重量％が更に好まし
い。貴金属の含有量が１５重量％未満では連続した緻密
な薄膜が得難く、７５重量％を越えるとガラス層に対す
る密着力が劣るようになる。請求項４に係る発明は、請
求項１に係る発明であって、更にガラス層１３の厚さが
０．１μｍ〜１００μｍであることを特徴とする薄膜コ
ンデンサ内蔵型モジュールである。ガラス層１３が０．
１μｍ未満ではグレーズド基板の表面平滑性が十分でな
く、１００μｍを越えるとグレーズド基板全体の熱伝導
性を極端に低下させる不具合がある。
【０００７】
【発明の実施の形態】以下、本発明を詳述する。 (a) グレーズド基板 図１に示すように、グレーズド基板１１は基板本体１２
とこの基板本体１２上に設けられたガラス層１３とを有
し、基板本体１２はＡｌ2Ｏ3（アルミナ），ＡｌＮ（窒
化アルミニウム），ＳｉＣ（炭化珪素）等の絶縁セラミ
ックス、又はタングステン，モリブデン，銅等の金属に
より形成される。ガラス層１３を構成するガラス成分
は、例えばＰｂＯ−ＳｉＯ2−Ｂ2Ｏ3系にＡｌ2Ｏ3、ア
ルカリ土類金属、アルカリ金属等が添加された系であ
る。このガラス層１３は、熱膨張係数が基板本体１２の
熱膨張係数に近いことが、ガラス層１３形成時にクラッ
ク等の欠陥を生じないため、好ましい。例えば基板本体
１２がＡｌＮにより形成される場合、ガラス層１３の熱
膨張係数はこの基板本体１２の熱膨張係数に近い（４．
４±１．０）×１０-6／℃であることが好ましい。また
ガラス層１３は上記ガラス粉末を溶剤と混合してガラス
ペーストとし、このガラスペーストを基板本体１２の表
面にスクリーン印刷、スプレーコーティング、ディップ
コーティング、スピンコーティング等の方法により塗布
して乾燥した後、焼成しガラスを軟化させることにより
形成される。
とこの基板本体１２上に設けられたガラス層１３とを有
し、基板本体１２はＡｌ2Ｏ3（アルミナ），ＡｌＮ（窒
化アルミニウム），ＳｉＣ（炭化珪素）等の絶縁セラミ
ックス、又はタングステン，モリブデン，銅等の金属に
より形成される。ガラス層１３を構成するガラス成分
は、例えばＰｂＯ−ＳｉＯ2−Ｂ2Ｏ3系にＡｌ2Ｏ3、ア
ルカリ土類金属、アルカリ金属等が添加された系であ
る。このガラス層１３は、熱膨張係数が基板本体１２の
熱膨張係数に近いことが、ガラス層１３形成時にクラッ
ク等の欠陥を生じないため、好ましい。例えば基板本体
１２がＡｌＮにより形成される場合、ガラス層１３の熱
膨張係数はこの基板本体１２の熱膨張係数に近い（４．
４±１．０）×１０-6／℃であることが好ましい。また
ガラス層１３は上記ガラス粉末を溶剤と混合してガラス
ペーストとし、このガラスペーストを基板本体１２の表
面にスクリーン印刷、スプレーコーティング、ディップ
コーティング、スピンコーティング等の方法により塗布
して乾燥した後、焼成しガラスを軟化させることにより
形成される。
【０００８】(b) 薄膜コンデンサ 図１に示すように、薄膜コンデンサ１７はガラス層１３
上に設けられ、少なくとも一対の電極層１７ａ，１７ｃ
と一対の電極層１７ａ，１７ｃ間に介装された誘電体層
１７ｂとを有し、ガラス層１３の上に上記一対の電極層
１７ａ，１７ｃのうちの一方の電極層即ち下部電極層１
７ａを形成し、この電極層１７ａの上に誘電体層１７ｂ
を形成し、更にこの誘電体層１７ｂの上に他方の電極層
即ち上部電極層１７ｃを形成することにより得られる。
下部電極層１７ａは貴金属有機化合物を含むペースト塗
布し焼成してなる金属薄膜であり、下部電極層１７ａに
含まれる貴金属はＡｕ，Ａｇ，Ｐｔ，Ｐｄ又はこれらの
合金である。貴金属以外の金属ペーストを用いると焼成
時に金属が酸化されるため、貴金属であることが必要で
ある。特に貴金属としてＡｕ系を用いると、電気的抵抗
がＣｕと同程度で低く、緻密な連続膜を形成し易い。従
来の金属ペーストとは異なり、本発明のペーストは貴金
属が粉末の状態でなく、貴金属成分及び微量の他の金属
成分が有機成分と化合物を形成し、液状になっているた
め、１μｍ以下の厚さの連続した薄膜が得られる特長が
ある。この液状の貴金属有機化合物に例えばα−テレピ
ネオール、エチルセルロース等の有機物を添加し、ペー
スト化する。この有機物はペーストに粘性を付与して塗
工性を高めるとともに、焼成後のバインダとしての機能
を有する。他の金属成分としてはＰｂ，Ｂｉ，Ｓｉ等が
挙げられる。下部電極層１７ａは、貴金属有機化合物ペ
ーストをガラス層１３の表面にスクリーン印刷、スプレ
ーコーティング、ディップコーティング、スピンコーテ
ィング等の方法により塗布して乾燥した後、焼成するこ
とにより形成される。この下部電極層１７ａの厚さは、
０．１μｍ〜１０μｍの厚さに形成される。
上に設けられ、少なくとも一対の電極層１７ａ，１７ｃ
と一対の電極層１７ａ，１７ｃ間に介装された誘電体層
１７ｂとを有し、ガラス層１３の上に上記一対の電極層
１７ａ，１７ｃのうちの一方の電極層即ち下部電極層１
７ａを形成し、この電極層１７ａの上に誘電体層１７ｂ
を形成し、更にこの誘電体層１７ｂの上に他方の電極層
即ち上部電極層１７ｃを形成することにより得られる。
下部電極層１７ａは貴金属有機化合物を含むペースト塗
布し焼成してなる金属薄膜であり、下部電極層１７ａに
含まれる貴金属はＡｕ，Ａｇ，Ｐｔ，Ｐｄ又はこれらの
合金である。貴金属以外の金属ペーストを用いると焼成
時に金属が酸化されるため、貴金属であることが必要で
ある。特に貴金属としてＡｕ系を用いると、電気的抵抗
がＣｕと同程度で低く、緻密な連続膜を形成し易い。従
来の金属ペーストとは異なり、本発明のペーストは貴金
属が粉末の状態でなく、貴金属成分及び微量の他の金属
成分が有機成分と化合物を形成し、液状になっているた
め、１μｍ以下の厚さの連続した薄膜が得られる特長が
ある。この液状の貴金属有機化合物に例えばα−テレピ
ネオール、エチルセルロース等の有機物を添加し、ペー
スト化する。この有機物はペーストに粘性を付与して塗
工性を高めるとともに、焼成後のバインダとしての機能
を有する。他の金属成分としてはＰｂ，Ｂｉ，Ｓｉ等が
挙げられる。下部電極層１７ａは、貴金属有機化合物ペ
ーストをガラス層１３の表面にスクリーン印刷、スプレ
ーコーティング、ディップコーティング、スピンコーテ
ィング等の方法により塗布して乾燥した後、焼成するこ
とにより形成される。この下部電極層１７ａの厚さは、
０．１μｍ〜１０μｍの厚さに形成される。
【０００９】上部電極層１７ｃは誘電体層１７ｂの上
に、Ｐｔ，Ｃｒ等の金属をスパッタリング法により、又
は二酸化ルテニウム（ＲｕＯ2），二酸化イリジウム
（ＩｒＯ２）等の金属酸化物をスパッタリング法又はゾ
ル−ゲル法により、或いは上記下部電極層１７ａと同様
に貴金属有機化合物を含むペーストのスクリーン印刷法
等により形成される。誘電体層１７ｂも上部電極層１７
ｃと同様の方法で下部電極層１７ａの上に形成される。
この誘電体としては、チタンジルコン酸鉛（Ｐｂ（Ｚ
ｒ，Ｔｉ)Ｏ3），チタン酸ストロンチウム（ＳｒＴｉＯ
3），チタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ3），チタン酸バリ
ウムストロンチウム（(Ｂａ，Ｓｒ)ＴｉＯ3），チタン
酸ビスマス（Ｂｉ4Ｔｉ3Ｏ12）等のペロブスカイト化合
物が挙げられる。
に、Ｐｔ，Ｃｒ等の金属をスパッタリング法により、又
は二酸化ルテニウム（ＲｕＯ2），二酸化イリジウム
（ＩｒＯ２）等の金属酸化物をスパッタリング法又はゾ
ル−ゲル法により、或いは上記下部電極層１７ａと同様
に貴金属有機化合物を含むペーストのスクリーン印刷法
等により形成される。誘電体層１７ｂも上部電極層１７
ｃと同様の方法で下部電極層１７ａの上に形成される。
この誘電体としては、チタンジルコン酸鉛（Ｐｂ（Ｚ
ｒ，Ｔｉ)Ｏ3），チタン酸ストロンチウム（ＳｒＴｉＯ
3），チタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ3），チタン酸バリ
ウムストロンチウム（(Ｂａ，Ｓｒ)ＴｉＯ3），チタン
酸ビスマス（Ｂｉ4Ｔｉ3Ｏ12）等のペロブスカイト化合
物が挙げられる。
【００１０】本発明の薄膜コンデンサ１７は一対の電極
層１７ａ，１７ｃとこれらの電極層１７ａ，１７ｃ間に
介装された誘電体層１７ｂとからなる単層コンデンサに
限らず、２以上積層した複層コンデンサでもよい。また
薄膜コンデンサをグレーズド基板全面に設けてもよい
し、或いは一対又は２以上の対の薄膜コンデンサを部分
的に設けてもよい。部分的に設ける場合には次のゾル−
ゲル法による薄膜形成法を採用することが工程を簡略化
でき、好ましい。即ち、この方法は金属アルコキシドの
ような加水分解性有機金属化合物、金属ハロゲン化物、
金属カルボン酸塩及び金属アセチルアセトナト錯体から
選ばれた１種もしくは２種以上の加水分解金属化合物と
２−ニトロベンジルアルコールのような感光剤とを含む
感光性の金属酸化物薄膜を形成するための溶液をガラス
層、下部電極層又は誘電体層の上に塗布し、得られた感
光性塗膜に対して薄膜を必要とする部分に画像形成用の
活性線照射を行った後、現像して未露光部を除去し、グ
レーズド基板を熱処理して残留する塗膜を金属酸化物に
変換させることにより、ネガ型の金属酸化物薄膜パター
ンを形成する方法である。また薄膜コンデンサ１７の上
には例えば、Ｃｕ層とポリイミド層を組み合わせた公知
の方法により薄膜多層回路１８を形成することができ、
この薄膜多層回路１８の最上層には１又は２以上のシリ
コンチップ１８ｄを搭載することもできる。
層１７ａ，１７ｃとこれらの電極層１７ａ，１７ｃ間に
介装された誘電体層１７ｂとからなる単層コンデンサに
限らず、２以上積層した複層コンデンサでもよい。また
薄膜コンデンサをグレーズド基板全面に設けてもよい
し、或いは一対又は２以上の対の薄膜コンデンサを部分
的に設けてもよい。部分的に設ける場合には次のゾル−
ゲル法による薄膜形成法を採用することが工程を簡略化
でき、好ましい。即ち、この方法は金属アルコキシドの
ような加水分解性有機金属化合物、金属ハロゲン化物、
金属カルボン酸塩及び金属アセチルアセトナト錯体から
選ばれた１種もしくは２種以上の加水分解金属化合物と
２−ニトロベンジルアルコールのような感光剤とを含む
感光性の金属酸化物薄膜を形成するための溶液をガラス
層、下部電極層又は誘電体層の上に塗布し、得られた感
光性塗膜に対して薄膜を必要とする部分に画像形成用の
活性線照射を行った後、現像して未露光部を除去し、グ
レーズド基板を熱処理して残留する塗膜を金属酸化物に
変換させることにより、ネガ型の金属酸化物薄膜パター
ンを形成する方法である。また薄膜コンデンサ１７の上
には例えば、Ｃｕ層とポリイミド層を組み合わせた公知
の方法により薄膜多層回路１８を形成することができ、
この薄膜多層回路１８の最上層には１又は２以上のシリ
コンチップ１８ｄを搭載することもできる。
【００１１】
【実施例】次に本発明の実施例を図面に基づいて説明す
る。 ＜実施例１＞まず、基板本体として形状が７６×７６×
１ｍｍのＡｌ2Ｏ3基板を準備した。この基板はＡｌ2Ｏ3
焼結体であって、表面平均粗さＲａが０．５μｍであ
り、表面に直径２０〜３０μｍの欠陥が多数存在してい
た。この焼結体の表面全体に軟化点が７５０℃のＰｂＯ
−ＳｉＯ2−Ｂ2Ｏ3系ガラス粒子を含むペーストをスク
リーン印刷法により塗布した。ペーストを塗布したＡｌ
2Ｏ3基板を１５０℃で１０分間乾燥した後、大気中で１
０００℃で１時間焼成することにより、図１に示される
厚さ約１０μｍのガラス層１３を表面に有するグレーズ
ド基板１１を得た。このＡｌ2Ｏ3基板１２及びガラス層
１３の各熱膨張係数はそれぞれ６．８×１０-6／℃及び
７．０×１０-6／℃で互いに近似していたため、１００
０℃に焼成してガラス成分を軟化し冷却したときに、Ａ
ｌ2Ｏ3基板１２もガラス層１３と同様に挙動し、ガラス
層１３には全くクラック等の欠陥は生じなかった。
る。 ＜実施例１＞まず、基板本体として形状が７６×７６×
１ｍｍのＡｌ2Ｏ3基板を準備した。この基板はＡｌ2Ｏ3
焼結体であって、表面平均粗さＲａが０．５μｍであ
り、表面に直径２０〜３０μｍの欠陥が多数存在してい
た。この焼結体の表面全体に軟化点が７５０℃のＰｂＯ
−ＳｉＯ2−Ｂ2Ｏ3系ガラス粒子を含むペーストをスク
リーン印刷法により塗布した。ペーストを塗布したＡｌ
2Ｏ3基板を１５０℃で１０分間乾燥した後、大気中で１
０００℃で１時間焼成することにより、図１に示される
厚さ約１０μｍのガラス層１３を表面に有するグレーズ
ド基板１１を得た。このＡｌ2Ｏ3基板１２及びガラス層
１３の各熱膨張係数はそれぞれ６．８×１０-6／℃及び
７．０×１０-6／℃で互いに近似していたため、１００
０℃に焼成してガラス成分を軟化し冷却したときに、Ａ
ｌ2Ｏ3基板１２もガラス層１３と同様に挙動し、ガラス
層１３には全くクラック等の欠陥は生じなかった。
【００１２】次にこのグレーズド基板１１のガラス層１
３上に、Ａｕ系の金属有機化合物ペーストをスクリーン
印刷法により、厚さ０．７μｍで全面印刷した。このペ
ーストはＡｕを２７重量％含み、他の金属成分としてＰ
ｂ，Ｂｉ，Ｓｉをそれぞれ３重量％含み、残部が上記金
属と結合した有機成分及びα−テレピネオール，エチル
セルロース等の有機物からなる。上記ペーストを全面印
刷したグレーズド基板１１を大気中で７００℃で１０分
間焼成することにより、一方の電極層である下部電極層
１７ａを得た。更にこの下部電極層１７ａ上にゾル−ゲ
ル法により、（Ｂａ，Ｓｒ）ＴｉＯ3からなる誘電体層
１７ｂを形成した後、この誘電体層１７ｂ上にゾル−ゲ
ル法によりＲｕＯ2からなる上部電極層１７ｃを形成し
た。これにより薄膜コンデンサ１７がグレーズド基板１
１の上に形成された。
３上に、Ａｕ系の金属有機化合物ペーストをスクリーン
印刷法により、厚さ０．７μｍで全面印刷した。このペ
ーストはＡｕを２７重量％含み、他の金属成分としてＰ
ｂ，Ｂｉ，Ｓｉをそれぞれ３重量％含み、残部が上記金
属と結合した有機成分及びα−テレピネオール，エチル
セルロース等の有機物からなる。上記ペーストを全面印
刷したグレーズド基板１１を大気中で７００℃で１０分
間焼成することにより、一方の電極層である下部電極層
１７ａを得た。更にこの下部電極層１７ａ上にゾル−ゲ
ル法により、（Ｂａ，Ｓｒ）ＴｉＯ3からなる誘電体層
１７ｂを形成した後、この誘電体層１７ｂ上にゾル−ゲ
ル法によりＲｕＯ2からなる上部電極層１７ｃを形成し
た。これにより薄膜コンデンサ１７がグレーズド基板１
１の上に形成された。
【００１３】続いて薄膜コンデンサ１７の上にスパッタ
リング法によりＣｒ層を形成した後、スピンコーティン
グ法により感光性ポリイミド前駆体溶液を成膜した。次
いでフォトリソグラフィ法により露光・現像を行い、所
定のパターンを形成した後、窒素雰囲気中、４００℃で
１時間焼成した。更にスパッタリング法を用いてＣｒ
層、Ｃｕ層、Ｃｒ層の順で成膜を行い、レジスト膜を形
成した後、ウェットエッチング法により所定のパターン
を形成して、再度ポリイミド層を形成した。以後、上述
の方法により必要な層数だけＣｒ／Ｃｕ／Ｃｒ層及びポ
リイミド層を形成した。次に最上層でポリイミド層が形
成されていない部分のＣｒ層をエッチングし、Ｃｕ層を
露出させた後、Ｎｉ及びＡｕめっきを行った。このＡｕ
めっき膜上に例えばフリップチップ法を用いて、シリコ
ンチップを接合し、薄膜多層回路１８を形成した。これ
により薄膜コンデンサ内蔵型モジュール１０を得た。図
１において、１８ａは接地電極層、１８ｂはポリイミド
層、１８ｃは信号層、１８ｄはシリコンチップである。
リング法によりＣｒ層を形成した後、スピンコーティン
グ法により感光性ポリイミド前駆体溶液を成膜した。次
いでフォトリソグラフィ法により露光・現像を行い、所
定のパターンを形成した後、窒素雰囲気中、４００℃で
１時間焼成した。更にスパッタリング法を用いてＣｒ
層、Ｃｕ層、Ｃｒ層の順で成膜を行い、レジスト膜を形
成した後、ウェットエッチング法により所定のパターン
を形成して、再度ポリイミド層を形成した。以後、上述
の方法により必要な層数だけＣｒ／Ｃｕ／Ｃｒ層及びポ
リイミド層を形成した。次に最上層でポリイミド層が形
成されていない部分のＣｒ層をエッチングし、Ｃｕ層を
露出させた後、Ｎｉ及びＡｕめっきを行った。このＡｕ
めっき膜上に例えばフリップチップ法を用いて、シリコ
ンチップを接合し、薄膜多層回路１８を形成した。これ
により薄膜コンデンサ内蔵型モジュール１０を得た。図
１において、１８ａは接地電極層、１８ｂはポリイミド
層、１８ｃは信号層、１８ｄはシリコンチップである。
【００１４】＜実施例２＞ここでは薄膜コンデンサ内蔵
型モジュールのうち、薄膜コンデンサまで形成し、その
コンデンサの誘電容量を測定した例について説明する。
先ず実施例１と同一のグレーズド基板を用意した。この
基板のガラス層上にＡｕ系の金属有機化合物ペーストを
スクリーン印刷法により厚さ２０００オングストローム
で全面印刷した。このペーストはＡｕを２７重量％含
み、他の金属成分としてＰｂ，Ｂｉ，Ｓｉを３重量％含
み、残部が上記金属成分と結合した有機成分及びα−テ
レピネオール，エチルセルロース等の有機物からなる。
上記ペーストを全面印刷したグレーズド基板を大気中で
１２０℃で１０分間乾燥した後、大気中で７００℃で１
時間焼成し、下部電極層を形成した。次に実施例１と同
様にこの下部電極層の上にゾル−ゲル法により(Ｂａ，
Ｓｒ)ＴｉＯ3からなる誘電体層を形成した。引き続いて
この誘電体層上に厚さ２０００オングストロームのＡｕ
の蒸着膜を１ｍｍ□パターンで１００個形成することに
より上部電極層を得た。
型モジュールのうち、薄膜コンデンサまで形成し、その
コンデンサの誘電容量を測定した例について説明する。
先ず実施例１と同一のグレーズド基板を用意した。この
基板のガラス層上にＡｕ系の金属有機化合物ペーストを
スクリーン印刷法により厚さ２０００オングストローム
で全面印刷した。このペーストはＡｕを２７重量％含
み、他の金属成分としてＰｂ，Ｂｉ，Ｓｉを３重量％含
み、残部が上記金属成分と結合した有機成分及びα−テ
レピネオール，エチルセルロース等の有機物からなる。
上記ペーストを全面印刷したグレーズド基板を大気中で
１２０℃で１０分間乾燥した後、大気中で７００℃で１
時間焼成し、下部電極層を形成した。次に実施例１と同
様にこの下部電極層の上にゾル−ゲル法により(Ｂａ，
Ｓｒ)ＴｉＯ3からなる誘電体層を形成した。引き続いて
この誘電体層上に厚さ２０００オングストロームのＡｕ
の蒸着膜を１ｍｍ□パターンで１００個形成することに
より上部電極層を得た。
【００１５】＜比較例１＞比較のために、実施例２のグ
レーズド基板と同一形状のＡｌ2Ｏ3基板の上面を機械的
研磨により鏡面加工を施した鏡面研磨Ａｌ2Ｏ3基板を用
い、この基板上に実施例２と同様にして下部電極層、誘
電体層および１００個の上部電極層を形成した。
レーズド基板と同一形状のＡｌ2Ｏ3基板の上面を機械的
研磨により鏡面加工を施した鏡面研磨Ａｌ2Ｏ3基板を用
い、この基板上に実施例２と同様にして下部電極層、誘
電体層および１００個の上部電極層を形成した。
【００１６】＜比較試験と評価＞実施例２及び比較例１
の下部電極層、誘電体層及び１００個の上部電極層から
なる薄膜コンデンサの誘電容量を測定して１０００ｎＦ
／ｃｍ2以上を合格、それ未満を不合格として判定し
た。その結果、比較例１の薄膜コンデンサは４個が合格
であったのに対して、実施例２の薄膜コンデンサは９８
個が合格であった。
の下部電極層、誘電体層及び１００個の上部電極層から
なる薄膜コンデンサの誘電容量を測定して１０００ｎＦ
／ｃｍ2以上を合格、それ未満を不合格として判定し
た。その結果、比較例１の薄膜コンデンサは４個が合格
であったのに対して、実施例２の薄膜コンデンサは９８
個が合格であった。
【００１７】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、基
板本体上にガラス層を設け、このガラス層上に設けられ
た薄膜コンデンサの一方の電極層がガラス層上に貴金属
有機化合物を含むペーストを塗布し焼成してなる金属薄
膜であるので、一方の電極層をファインラインでファイ
ンピッチの微細なパターンに形成でき、パターン切れを
起こすことなくガラス層の表面に電極層を形成できると
ともに、ガラス層の表面に高い密着力で電極層を形成で
きる。また従来のチップコンデンサの代わりにガラス層
の上に高容量の薄膜コンデンサを高い信頼性で形成で
き、広い実装面積を有するモジュールが得られる。更に
薄膜コンデンサ上に薄膜多層回路を形成し、更にこの薄
膜多層回路上にＬＳＩを搭載すれば、この薄膜コンデン
サはＬＳＩの近くにデカップリングキャパシタとしてモ
ジュールに内蔵されるため、このモジュールに実装され
るＬＳＩがＣ−ＭＯＳ系のＬＳＩの場合で、信号の処理
速度の上昇とともに電源とグランド間にノイズが発生す
るときでも、この薄膜コンデンサにより電源ノイズが抑
制され、しかも電源ノイズ抑制時に従来のチップコンデ
ンサのような搭載用端子のＬ（インダクタンス）分が問
題となることがない。
板本体上にガラス層を設け、このガラス層上に設けられ
た薄膜コンデンサの一方の電極層がガラス層上に貴金属
有機化合物を含むペーストを塗布し焼成してなる金属薄
膜であるので、一方の電極層をファインラインでファイ
ンピッチの微細なパターンに形成でき、パターン切れを
起こすことなくガラス層の表面に電極層を形成できると
ともに、ガラス層の表面に高い密着力で電極層を形成で
きる。また従来のチップコンデンサの代わりにガラス層
の上に高容量の薄膜コンデンサを高い信頼性で形成で
き、広い実装面積を有するモジュールが得られる。更に
薄膜コンデンサ上に薄膜多層回路を形成し、更にこの薄
膜多層回路上にＬＳＩを搭載すれば、この薄膜コンデン
サはＬＳＩの近くにデカップリングキャパシタとしてモ
ジュールに内蔵されるため、このモジュールに実装され
るＬＳＩがＣ−ＭＯＳ系のＬＳＩの場合で、信号の処理
速度の上昇とともに電源とグランド間にノイズが発生す
るときでも、この薄膜コンデンサにより電源ノイズが抑
制され、しかも電源ノイズ抑制時に従来のチップコンデ
ンサのような搭載用端子のＬ（インダクタンス）分が問
題となることがない。
【図１】本発明の薄膜コンデンサ内蔵型モジュールの部
分拡大断面図。
分拡大断面図。
１０ 薄膜コンデンサ内蔵型モジュール １１ グレーズド基板 １２ Ａｌ2Ｏ3基板（基板本体） １３ ガラス層 １７ 薄膜コンデンサ １７ａ 下部電極層（一方の電極層） １７ｂ 誘電体層 １７ｃ 上部電極層（他方の電極層）
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｌ 21/822
Claims (4)
- 【請求項１】 基板本体(12)とこの基板本体(12)上に設
けられたガラス層(13)とを有するグレーズド基板(11)
と、 前記ガラス層(13)上に設けられ少なくとも一対の電極層
(17a,17c)と前記一対の電極層(17a,17c)間に介装された
誘電体層(17b)とを有する薄膜コンデンサ(17)とを備え
た薄膜コンデンサ内蔵型モジュールであって、 前記一対の電極層(17a,17c)のうち前記ガラス層(13)上
に密着して設けられた一方の電極層(17a)が前記ガラス
層(13)上に貴金属有機化合物を含むペーストを塗布し焼
成してなる金属薄膜であることを特徴とする薄膜コンデ
ンサ内蔵型モジュール。 - 【請求項２】 基板本体(12)がＡｌ2Ｏ3，ＡｌＮ，Ｓｉ
Ｃ，タングステン，モリブデン又は銅により形成された
請求項１記載の薄膜コンデンサ内蔵型モジュール。 - 【請求項３】 薄膜コンデンサ(17)の一方の電極層(17
a)に含まれる貴金属がＡｕ，Ａｇ，Ｐｔ，Ｐｄ又はこれ
らの合金であって、前記貴金属がペースト中に１５〜７
５重量％含まれる請求項１記載の薄膜コンデンサ内蔵型
モジュール。 - 【請求項４】 ガラス層(13)の厚さが０．１μｍ〜１０
０μｍである請求項１記載の薄膜コンデンサ内蔵型モジ
ュール。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22490795A JPH0969589A (ja) | 1995-09-01 | 1995-09-01 | 薄膜コンデンサ内蔵型モジュール |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22490795A JPH0969589A (ja) | 1995-09-01 | 1995-09-01 | 薄膜コンデンサ内蔵型モジュール |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0969589A true JPH0969589A (ja) | 1997-03-11 |
Family
ID=16821033
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22490795A Withdrawn JPH0969589A (ja) | 1995-09-01 | 1995-09-01 | 薄膜コンデンサ内蔵型モジュール |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0969589A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11163271A (ja) * | 1997-11-28 | 1999-06-18 | Rohm Co Ltd | キャパシタの製法 |
| KR100949844B1 (ko) * | 2001-06-11 | 2010-03-29 | 크리 인코포레이티드 | 고전압, 고온 커패시터 구조 및 이를 제조하는 방법 |
| JP2016534579A (ja) * | 2013-09-17 | 2016-11-04 | ソン シン，ユ | エンベデッド用積層セラミックキャパシタ及びエンベデッド用積層セラミックキャパシタの製造方法 |
-
1995
- 1995-09-01 JP JP22490795A patent/JPH0969589A/ja not_active Withdrawn
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11163271A (ja) * | 1997-11-28 | 1999-06-18 | Rohm Co Ltd | キャパシタの製法 |
| KR100949844B1 (ko) * | 2001-06-11 | 2010-03-29 | 크리 인코포레이티드 | 고전압, 고온 커패시터 구조 및 이를 제조하는 방법 |
| JP2016534579A (ja) * | 2013-09-17 | 2016-11-04 | ソン シン，ユ | エンベデッド用積層セラミックキャパシタ及びエンベデッド用積層セラミックキャパシタの製造方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20021105 |