JPWO2019058922A1 - キャパシタ - Google Patents

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雅樹 竹内
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智行 芦峰
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Abstract

互いに対向する第1主面110A及び第2主面110Bを有し、第1主面110A側に複数のトレンチ部111が形成された基材110と、基材110の第1主面110A側で複数のトレンチ部111の内側を含む領域に設けられた誘電体膜130と、複数のトレンチ部111の内側を含む領域であって誘電体膜130の上に設けられた導電体膜140と、導電体膜140と電気的に接続されたボンディングパッド161とを備え、複数のトレンチ部111は、基材110の第1主面110Aの法線方向から平面視したとき、ボンディングパッド161の周囲の領域のうち、ボンディングパッド161と電気的に接続するボンディングワイヤ162が延出される第1方向Xに沿った第1領域101を避けて第1方向Xと交差する第2方向Yに沿った第2領域102に設けられている。

Description

本発明は、キャパシタに関する。
キャパシタが搭載される電子機器の高機能化・小型化に対応するように、キャパシタは容量密度の向上が求められている。例えば、特許文献1には、基板のスルーホール内に中心導体を中心として誘電体と外側導体とが同軸状に配置された複数のキャパシタ構造部と、基板の表面側に形成され中心導体と電気的に接続された上面配線とを有し、上面配線を接続端子として、接続端子がボンディングワイヤを介して外部端子に接続される半導体装置が開示されている。これにより、チップ面積を拡大しなくてもキャパシタ構造部でのキャパシタ容量を増加させることができる。
ところで、このようなキャパシタの接続端子(ボンディングパッド)とボンディングワイヤは、例えば超音波を用いて互いに接続される。超音波を用いたワイヤボンディングでは、ボンディングワイヤをボンディングパッドに押し当てて、ボンディングワイヤとボンディングパッドとの接合部が一方向に振動するように超音波を掛けることによって、ボンディングワイヤとボンディングパッドを接合させる。超音波の振動方向は、典型的にはボンディングワイヤの延出方向である。
特許第5522077号公報
特許文献1に図示されるように、ボンディングワイヤの延在方向に沿ってボンディングパッドとキャパシタ構造部が並ぶ場合、ワイヤボンディング時の超音波によってキャパシタ構造部が損傷する恐れがある。
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、信頼性の向上を図ることが可能なキャパシタを提供することを目的とする。
本発明の一態様に係るキャパシタは、互いに対向する第1主面及び第2主面を有し、第1主面側に複数のトレンチ部が形成された基材と、基材の第1主面側で複数のトレンチ部の内側を含む領域に設けられた誘電体膜と、複数のトレンチ部の内側を含む領域であって誘電体膜の上に設けられた導電体膜と、導電体膜と電気的に接続されたボンディングパッドとを備え、複数のトレンチ部は、基材の第1主面の法線方向から平面視したとき、ボンディングパッドの周囲の領域のうち、ボンディングパッドと電気的に接続するボンディングワイヤが延出される第1方向に沿った第1領域を避けて第1方向と交差する第2方向に沿った第2領域に設けられている。
本発明の他の一態様に係るキャパシタは、互いに対向する第1主面及び第2主面を有し、第1主面側に複数のトレンチ部が形成された基材と、基材の第1主面側で複数のトレンチ部の内側を含む領域に設けられた誘電体膜と、複数のトレンチ部の内側を含む領域であって誘電体膜の上に設けられた導電体膜と、導電体膜と電気的に接続されたボンディングパッドとを備え、複数のトレンチ部は、基材の第1主面の法線方向から平面視したとき、第1方向に沿って細長い開口形状を有している。
本発明の他の一態様に係るキャパシタは、互いに対向する第1主面及び第2主面を有し、第1主面側に複数のトレンチ部が形成された基材と、基材の第1主面側で複数のトレンチ部の内側を含む領域に設けられた誘電体膜と、複数のトレンチ部の内側を含む領域であって誘電体膜の上に設けられた導電体膜と、導電体膜と電気的に接続されたボンディングパッドとを備え、複数のトレンチ部は、基材の第1主面の法線方向から平面視したとき、ボンディングパッドの周囲の領域のうち、ボンディングパッドと電気的に接続するボンディングワイヤが延出される第1方向に沿った第1領域の開口面積密度が、第1方向と交差する第2方向に沿った第2領域の開口面積密度よりも小さくなるように設けられている。
本発明によれば、信頼性の向上を図ることが可能なキャパシタを提供することが可能となる。
図1は、第1実施形態に係るキャパシタの構成を概略的に示す平面図である。 図2は、図1に示したキャパシタのII−II´線に沿った断面の構成を概略的に示す断面図である。 図3は、第2実施形態に係るキャパシタの構成を概略的に示す平面図である。 図4は、第3実施形態に係るキャパシタの構成を概略的に示す平面図である。 図5は、第4実施形態に係るキャパシタの構成を概略的に示す平面図である。 図6は、第5実施形態に係るキャパシタの構成を概略的に示す平面図である。 図7は、第6実施形態に係るキャパシタの構成を概略的に示す平面図である。 図8は、第7実施形態に係るキャパシタの構成を概略的に示す平面図である。
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。但し、第2実施形態以降において、第1実施形態と同一又は類似の構成要素は、第1実施形態と同一又は類似の符号で表し、詳細な説明を適宜省略する。また、第2実施形態以降の実施形態において得られる効果について、第1実施形態と同様のものについては説明を適宜省略する。各実施形態の図面は例示であり、各部の寸法や形状は模式的なものであり、本願発明の技術的範囲を当該実施形態に限定して解するべきではない。
<第1実施形態>
まず、図1及び図2を参照しつつ、本発明の第1実施形態に係るキャパシタ100の構成について説明する。図1は、第1実施形態に係るキャパシタの構成を概略的に示す平面図である。図2は、図1に示したキャパシタのII−II´線に沿った断面の構成を概略的に示す断面図である。
なお、図中に示した第1方向X、第2方向Y、及び第3方向Zは、それぞれ、互いに直交する方向であるが、互いに交差する方向であればこれに限定されるものではなく、互いに90°以外の角度で交差する方向であってもよい。また、第1方向X、第2方向Y、及び第3方向Zは、それぞれ交差する異なる方向を意味するものであり、各方向は、図1に示す矢印の正方向に限定されず、矢印とは反対の負方向も含む。
キャパシタ100は、基材110の第1主面110Aの法線方向から平面視したとき、第1領域101、第2領域102、及び第3領域103を有する。第3領域103は、後述するボンディングパッド161と重なる領域であって、基材110の第1主面110Aの法線方向から平面視したときにボンディングパッド161とほぼ同じ大きさの領域を指す。第1領域101は、ボンディングパッド161の周囲の領域のうち、第1方向Xに沿った領域である。第2領域102は、ボンディングパッド161の周囲の領域のうち、第2方向Yに沿った領域である。第1領域101は第1方向Xにおいて第3領域103と並び、第2領域102は第2方向Yにおいて第3領域103と並んでいる。
第1領域101は、第3領域103に対して第1方向Xの正方向側に位置する第1部分領域101Aと、第3領域103に対して第1方向Xの負方向側に位置する第2部分領域101Bとを有する。第1部分領域101A及び第2部分領域101Bは、第1方向Xにおいて第3領域103と隣接する。第1部分領域101A及び第2部分領域101Bは、一例として、第2方向Yに沿った幅が第3領域103と同等であり、第1方向Xに沿った幅が第3領域103と同等である。
第2領域102は、第3領域103に対して第2方向Yの正方向側に位置する第3部分領域102Aと、第3領域103に対して第2方向Yの負方向側に位置する第4部分領域102Bとを有する。第3部分領域102A及び第4部分領域102Bは、第2方向Yにおいて第3領域103と隣接する。第3部分領域102A及び第4部分領域102Bは、一例として、第1方向Xに沿った幅が第3領域103と同等であり、第2方向Yに沿った幅が第3領域103と同等である。なお、第1部分領域101A、第2部分領域101B、第3部分領域102A、及び第4部分領域102Bの面積は、第3領域103よりも大きくてもよく、第3領域103の端部からキャパシタ100の端部まで延在する帯状の領域であってもよい。
キャパシタ100は、基材110、第1導電体膜120、誘電体膜130、第2導電体膜140、絶縁体膜150、ボンディングパッド161を備えている。キャパシタ100には、ボンディングワイヤ162が接続されている。
基材110は、例えば、導電性を有する低抵抗なシリコン基板からなる単層構造である。基材110は、第3方向Zの正方向側に第1主面110Aを有し、第3方向Zの負方向側に第2主面110Bを有する。第1主面110Aは、例えば結晶方位が<100>と表される結晶面である。第1主面110A及び第2主面110Bは、第1方向X及び第2方向Yによって特定される面と平行な面(以下、「XY面」と呼ぶ。)である。基材110は、水晶等の絶縁性基板であってもよい。また、基材110は多層構造でもよく、例えば導電性基板と絶縁体膜からなる積層体であってもよい。
基材110は、第1主面110A側に複数のトレンチ部111が形成されている。トレンチ部111は、第1主面110A側に開口部を有する有底の凹部であり、例えば底は上面視で円形に形成されている。トレンチ部111は、深さが10μm以上50μm以下であり、底の直径が5μm程度である。容量を形成する領域にトレンチ部を設けることにより、キャパシタ100の寸法を増やすことなく、電極の対向面積を増やしてキャパシタ100の容量値を向上させることができる。なお、トレンチ部111の形状や大きさは上記に限定されるものではない。トレンチ部111の形状は、例えば、楕円柱状、多角柱状、溝状、又はこれらの組合せであってもよい。トレンチ部111の形成方法は特に限定されるものではないが、フォトリソグラフィを利用したドライエッチングによれば、高いアスペクト比で形成することができ、トレンチ部111の密度を高めることができる。
トレンチ部111は、第1領域101を避けて、第2領域102に形成されている。トレンチ部111は、第2領域102から第1方向Xに沿った領域にも形成されている。第2領域102内に形成されるトレンチ部111の数は特に限定されず、第2領域102には少なくとも1つのトレンチ部111が形成されていればよい。
なお、トレンチ部は、基材110の第2主面110B側にも設けられてもよい。第2主面110B側のトレンチ部は、第1領域101、第2領域102、及び第3領域103のいずれの領域に形成されてもよい。但し、第2主面110B側に形成される場合であっても、トレンチ部は、第1主面110A側に形成される場合と同様に第1領域101を避けて形成されることが望ましい。
第1導電体膜120は、基材110の第2主面110Bを覆っている。第1導電体膜12は、例えば、Mo(モリブデン)、Al(アルミニウム)、Au(金)、Ag(銀)、Cu(銅)、W(タングステン)、Pt(プラチナ)、Ti(チタン)、Ni(ニッケル)、Cr(クロム)、等の金属材料によって形成されている。第1導電体膜120は、導電性材料であれば金属材料に限定されるものではなく、導電性樹脂等で形成されてもよい。基材110が低抵抗シリコン基板であるとき、第1導電体膜120及び基材110が、キャパシタ100の下部電極として機能する。なお、基材110が絶縁性基板である場合は、トレンチ部111の内部に、第1導電体膜、第1導電体膜を覆う誘電体膜、および誘電体膜を覆う第2導電体膜が形成される。つまり、キャパシタが、基材110の第1主面110A側に形成される。
誘電体膜130は、第1主面110A側で複数のトレンチ部111の内側を含む領域に設けられている。誘電体膜130は、第1誘電体層131及び第2誘電体層132を有している。
第1誘電体層131は、基材110の第1主面110A及びトレンチ部111の底面及び内側面を覆っている。第1誘電体層131は、絶縁性を有するシリコン酸化物(例えば、SiO2)によって形成されている。第1誘電体層131の膜厚は、例えば0.3μm程度である。基材110がシリコン基板である場合、第1誘電体層131は、基材110を熱酸化させることでシリコンの表面酸化膜として形成することができる。第1誘電体層131は、誘電体膜130の下地となる基材110との密着性を向上させることができる。
第2誘電体層132は、第1誘電体層131の上に設けられている。第2誘電体層132は、基材110の第1主面110Aの上方のみならず、トレンチ部111によって基材110の第1主面110A側に形成される空間の内部にも設けられている。第2誘電体層132は、シリコン酸窒化物(SiON)やシリコン窒化物(Si34)等のシリコン窒化物系の誘電体材料によって形成されている。第2誘電体層132の膜厚は、例えば1μm程度である。第2誘電体層132は、例えば、CVD(Chemical Vapor Deposition)やPVD(Physical Vapor Deposition)等の蒸着法によって設けられる。第2誘電体層132は、第1誘電体層131よりも誘電率が高い誘電体によって形成されることで、キャパシタ100の容量密度を向上させることができる。また、第1誘電体層131が圧縮応力を有するシリコン酸化膜からなり第2誘電体層132が引張応力を有するシリコン窒化物からなることで、誘電体膜130は内部応力を緩和することができる。このように、第1誘電体層131及び第2誘電体層132の一方が圧縮応力を有し他方が引張応力を有することで、誘電体膜130の内部応力に起因したキャパシタ100の損傷を抑制することができる。
誘電体膜130は、さらに別の誘電体層を備える3層以上の多層構造であってもよい。第2誘電体層132を多層構造とすることによって、容量値、耐電圧、内部応力、等の調整をより自由に行うことができる。なお、第1誘電体層131はシリコン酸化物系の誘電体材料に限定されるものではなく、他の酸化物やシリコン窒化物等からなる誘電体材料によって形成されてもよい。また、第2誘電体層132も、シリコン窒化物系の誘電体材料に限定されるものではなく、例えば、Al23、HfO2、Ta25、ZrO2等の酸化物
からなる誘電体材料によって形成されてもよい。
誘電体膜130は、充分な膜厚(例えば1μm以上)で形成することができるならば、単層構造であってもよい。但し、誘電体膜130の膜厚は、トレンチ部111の深さや幅よりも小さいことが求められる。これによって、トレンチ部111の内部空間が、誘電体膜130によって埋められる事態を回避することができる。つまり、電極の対向面積の減少によるキャパシタ100の容量密度の低下を抑制することができる。
第2導電体膜140は、トレンチ部111の内側を含む領域であって、誘電体膜130の上に設けられている。第2導電体膜140は、キャパシタ100の上部電極として機能し、下部電極(基材110及び第1導電体膜120)との間に容量を形成する。つまり、基材110と第2導電体膜140とが誘電体膜130を挟んで対向する面積が、キャパシタ100における電極の対向面積に相当する。
第2導電体膜140は、第1導電体層141及び第2導電体層142を有する。第1導電体層141は、誘電体膜130の上に形成され、トレンチ部111によって基材110の第1主面110A側に形成される空間の内部にも設けられている。第1導電体層141は、例えばp型又はn型の多結晶シリコン(Poly−Si)膜である。第2導電体層142は、第1導電体層141の上に設けられている。第2導電体層142は、例えば、第1導電体膜120の説明で挙げた金属材料によって形成される。第2導電体層142は金属材料に限定されるものではなく、導電性樹脂等の導電性材料によって形成されてもよい。第1導電体層141及び第2導電体層142は、例えば、CVDやPVD等の蒸着法によって形成される。
絶縁体膜150は、基材110の第1主面110Aの法線方向から平面視したとき、第2導電体膜140の端部を覆っている。絶縁体膜150は、第3領域103において、第2導電体膜140を露出させている。絶縁体膜150は、例えばポリイミド(PI)膜であるが、他の有機絶縁体膜でもよく、シリコン酸化物やシリコン窒化物等の無機絶縁体膜であってもよい。絶縁体膜150は、沿面放電によるリーク電流の発生を抑制することができる。つまり、キャパシタ100を高耐圧化することができる。また、絶縁体膜150は、第2導電体膜140の内部応力が誘電体膜130へ伝達することにより、誘電体膜130の損傷を抑制することができる。なお、絶縁体膜150の誘電率が誘電体膜130よりも大きい場合、第2導電体膜140からの漏れ電界を抑制することができる。反対に絶縁体膜150の誘電率が誘電体膜130よりも小さい場合、第2導電体膜140による寄生容量の形成を抑制することができる。
ボンディングパッド161は、第3領域103において、第2導電体膜140の上に設けられ、第2導電体膜140と電気的に接続されている。ボンディングパッド161の形態は特に限定されるものではなく、例えば絶縁体膜150の上に設けられ、絶縁体膜150を貫通するビアホールを介して第2導電体膜140と電気的に接続されてもよく、第3領域103において露出した第2導電体膜140がボンディングパッド161として機能してもよい。
ボンディングパッド161は、熱応力によるキャパシタ100への負荷を分散するため、等方的な熱膨張率を有することが望ましいが、異方的な熱膨張率を有してもよい。キャパシタ100は、ボンディングパッド161と重なる領域(第3領域103)にトレンチ部111が形成されておらず、ボンディングパッド161の周辺領域では、第1領域101にトレンチ部111が形成されておらず第2領域102にトレンチ部111が形成されているため、第1方向Xに沿った変位に対する剛性が、第2方向Yに沿った変位に対する剛性よりも高い。また、内部応力はトレンチ部111の角部に集中しやすい。これらのことから、ボンディングパッド161が異方的な熱膨張率を有する場合には、第1方向Xにおける熱膨張率が第2方向Yにおける熱膨脹率よりも大きくなるように設計することが望ましい。これによれば、ボンディングパッド161に起因した熱応力によるキャパシタ100の損傷、例えば誘電体膜130の損傷によるリーク電流の発生など、を抑制することができる。
ボンディングワイヤ162は、ボンディングパッド161と電気的に接続され、ボンディングパッド161との接合部から第1方向Xの正方向側に延出している。ボンディングワイヤ162は、例えば、CuやAlによって形成されている。本実施形態にかかるキャパシタ100は、ボンディングワイヤ162を含まない構成である。但し、本実施形態にかかるキャパシタ100は、ボンディングワイヤ162を含む構成であってもよい。キャパシタ100がボンディングワイヤ162を含まない構成である場合、第1方向Xは、ボンディングパッド161に電気的に接続することとなるボンディングワイヤ162が延出される方向に相当する。キャパシタ100がボンディングワイヤ162を含む構成である場合、第1方向Xは、ボンディングパッド161に電気的に接続されたボンディングワイヤ162が延出する方向に相当する。
ボンディングワイヤ162は、超音波を用いたワイヤボンディングによってボンディングパッド161に接合される。本実施形態において、ワイヤボンディングは、ボンディングワイヤ162をボンディングパッド161に押し付ける工程と、ボンディングパッド161とボンディングワイヤ162の接触部分において第1方向Xに沿った方向に振動する超音波をかける工程と、ボンディングワイヤ162を第3方向Z及び第1方向Xに沿って引き回す工程と、を含む。ボンディングパッド161とボンディングワイヤ162との接触部分は、超音波の振動エネルギにより接合される。キャパシタ100の第1方向Xに沿った変位に対する剛性が、第2方向Yに沿った変位に対する剛性よりも高いため、キャパシタ100は、ワイヤボンディング時の超音波振動に対する耐久性が高い。つまり、ワイヤボンディングによるキャパシタ100の損傷を抑制することができる。
キャパシタ100がCuワイヤやパワーデバイスに用いられる太線ワイヤである場合、ワイヤボンディングにおいて、ボンディングワイヤ162をボンディングパッド161へ押し付けるのに必要な圧力が増大する。また、ボンディングパッド161とボンディングワイヤ162との接触部分を接合するのに必要な超音波の振動エネルギも増大する。また、ボンディングワイヤ162を引き回すのに必要な張力が増大する。つまり、Cuワイヤ、太線ワイヤやボンディングリボンの場合、ワイヤボンディング時にキャパシタ100へかかる物理的な負担が増大することから、本実施形態に係る態様を採用するとさらに効果的である。
上記において、トレンチ部が独立したキャパシタ素子に形成される構成を例に挙げて説明したが、本実施形態の態様はこれに限定されるものではない。例えば、他の電子素子(例えば受動素子又は能動素子)が表面に実装された又は内部に作り込まれた基板(例えばインターポーザ又はマザーボード)の一部の領域に本実施形態に係るキャパシタの構成を適用してもよい。言い換えれば、本実施形態に係るキャパシタは、キャパシタとしての機能のみを有する独立したデバイスに限らず、キャパシタ及び他の電子素子の機能を有するデバイスであってもよい。
また、本実施形態では、ボンディングパッド161と実質的に同じ幅を有する、第1領域101及び第2領域102を基準として、トレンチ部111が第1領域101を避けて第2領域102に形成される態様を説明したが、第1主面11A側に設けられるトレンチ部111が、ボンディングパッド161を基準として、第1方向(ボンディングワイヤ162の延出方向に沿った方向であり、図1ではX方向)に沿った第1領域を避けて第2領域に設けられていれば、各領域の平面視における大きさは上記態様に限定されるものではない。
次に、他の実施形態について説明する。以下のそれぞれの実施形態では、上記の第1実施形態と共通の事柄については記述を省略し、異なる点についてのみ説明する。第1実施形態と同様の符号が付された構成は、第1実施形態における構成と同様の構成及び機能を有するものとし、詳細な説明を省略する。同様の構成による同様の作用効果については言及しない。
<第2実施形態>
図3を参照しつつ、第2実施形態にかかるキャパシタ200の構成について説明する。図3は、第2実施形態に係るキャパシタの構成を概略的に示す平面図である。
第2実施形態にかかるキャパシタ200は、第1領域201における数が第2領域202における数よりも少なくなるように複数のトレンチ部211が設けられている点で、第1実施形態にかかるキャパシタ100と相違している。つまり、複数のトレンチ部211は、第1領域201の開口面積密度が第2領域202の開口面積密度よりも小さくなるように、第1領域201にも設けられている。なお、開口面積とは、基材の第1主面を含むXY面において、トレンチ部211の開口部が占める面積に相当する。
複数のトレンチ部211のそれぞれの開口面積は、第1領域201と第2領域202とで略等しい。第1領域201において隣り合うトレンチ部211の間隔が、第2領域202におけるトレンチ部211の間隔よりも広い。このため、第1領域201の剛性は、第2領域202の剛性よりも高い。なお、複数のトレンチ部211の開口面積密度は、第1部分領域201Aと第2部分領域201Bとで異なっていてもよい。例えば、第1部分領域201Aにおける開口面積密度を第2部分領域201Bにおける開口面積密度よりも小さくすることで、第1部分領域201Aの剛性を第2部分領域201Bの剛性よりも高くすることができる。つまり、ボンディングワイヤの引き回しに際しての張力に起因したキャパシタ200の破損を抑制することができる。なお、トレンチ部211の開口形状は、第1領域201及び第2領域202のそれぞれにおいて異なっていてもよく、これは他の実施形態においても同様である。
<第3実施形態>
図4を参照しつつ、第3実施形態にかかるキャパシタ300の構成について説明する。図4は、第3実施形態に係るキャパシタの構成を概略的に示す平面図である。
第3実施形態にかかるキャパシタ300は、第1領域301におけるそれぞれの開口面積が第2領域302におけるそれぞれの開口面積よりも小さくなるように複数のトレンチ部311が設けられている点で、第1実施形態にかかるキャパシタ100と相違している。また、第1領域201における複数のトレンチ部311の数が第2領域202における複数のトレンチ部311の数と同じである。つまり、複数のトレンチ部311は、第1領域301の開口面積密度が第2領域302の開口面積密度よりも小さい。
トレンチ部311は、第1領域301における大きさが第2領域302における大きさよりも小さければよい。従って、それぞれのトレンチ部311は、第1領域301における第3方向Zに沿った深さが第2領域302における第3方向Zに沿った深さより小さくてもよい。深さが異なる場合、それぞれのトレンチ部311は、第1領域301における開口面積が第2領域302における開口面積と等しくてもよい。なお、複数のトレンチ部311は、第1領域301と第2領域302とで同様に配列されているが、異なる配列であってもよい。
<第4実施形態>
図5を参照しつつ、第4実施形態にかかるキャパシタ400の構成について説明する。図5は、第4実施形態に係るキャパシタの構成を概略的に示す平面図である。
第4実施形態にかかるキャパシタ400は、第1領域301において第2方向Yに沿って並ぶトレンチ部411の数がボンディングパッド461に近付くにつれ減少するように配列されている点で、第2実施形態にかかるキャパシタ200と相違している。具体的には、第1部分領域401Aにおいて、最もボンディングパッド461に近い列(以下、第2方向Yに沿った並びを「列」と呼ぶ。)に1つのトレンチ部411が形成され、次にボンディングパッド461に近い列に2つのトレンチ部411が形成され、最もボンディングパッド461から遠い列に3つのトレンチ部411が形成されている。それぞれのトレンチ部411は、形状や開口面積が互いに等しくなるように形成されている。第2部分領域401Bについても同様である。但し、上記の配列は一例に過ぎず、ボンディングパッド461に近付くにつれトレンチ部411の開口面積密度が減少するような配列であれば特に限定されるものではない。これによれば、第2領域402に比べて第1領域401においてトレンチ部411の数を制限することによる容量値の低減を抑制しつつ、第1領域401の剛性を第2領域402より高くすることができる。
<第5実施形態>
図6を参照しつつ、第5実施形態にかかるキャパシタ500の構成について説明する。図6は、第5実施形態に係るキャパシタの構成を概略的に示す平面図である。
第5実施形態にかかるキャパシタ500は、第1領域501において第2方向Yに沿って並ぶトレンチ部511の開口面積がボンディングパッド561に近付くにつれ縮小するように配列されている点で、第3実施形態にかかるキャパシタ300と相違している。具体的には、第1部分領域501Aにおいて、最もボンディングパッド561に近い列に並ぶトレンチ部511のそれぞれの開口面積が、次にボンディングパッド561に近い列に並ぶトレンチ部511それぞれの開口面積よりも小さい。また、第1部分領域501Aにおいて最もボンディングパッド561から遠い列に並ぶトレンチ部511のそれぞれの開口面積が他の列に並ぶトレンチ部511の開口面積よりも大きい。つまり、トレンチ部511は、第1領域501において、ボンディングパッド561に近いほど開口面積密度が小さい。このような実施形態によれば、第4実施形態において上記したのと同様の効果を得ることができる。
<第6実施形態>
図7を参照しつつ、第6実施形態にかかるキャパシタ600の構成について説明する。図7は、第6実施形態に係るキャパシタの構成を概略的に示す平面図である。
第6実施形態にかかるキャパシタ600は、トレンチ部611が第1方向Xに沿って細長い開口形状を有しており、且つ第1領域601に第2領域602と同様にトレンチ部611が形成されている点で、第1実施形態に係るキャパシタ100と相違している。これによれば、ボンディングパッド661の領域(第3領域603)と、ボンディングパッド661の周辺領域において、第1方向Xに沿った変位に対する剛性が、第2方向Yに沿った変位に対する剛性よりも高い。
<第7実施形態>
図8を参照しつつ、第7実施形態にかかるキャパシタ700の構成について説明する。図8は、第7実施形態に係るキャパシタの構成を概略的に示す平面図である。
第7実施形態にかかるキャパシタ700は、第3領域703にもトレンチ部711が設けられている点で、第6実施形態に係るキャパシタ600と相違している。なお、図示した例において、第1領域701、第2領域702、及び第3領域703におけるトレンチ部711は、いずれの領域においても同様の数、開口面積、配列、及び開口形状であるが、それぞれの領域において異なる数、開口面積、配列、又は開口形状であってもよい。ボンディングパッド761の領域(第3領域703)と、ボンディングパッド761の周辺領域において第1方向Xに沿った剛性が第2方向Yに沿った剛性よりも高くする観点から、複数のトレンチ部711の開口面積密度が、第1領域701において第2領域702よりも小さく、第3領域703において第1領域701以下となることが望ましい。つまり、第1領域701、第2領域702、第3領域703の開口面積密度をそれぞれD701、D702、D703と表現した場合に、D702>D701≧D703となることが望ましい。例えば、トレンチ部711は、第1領域701における数が第3領域703よりも多く、第2領域702における数が第1領域701よりも多くなるように形成されてもよい。なお、他の実施形態においても、第3領域にトレンチ部が形成されてもよい。
以上のように、本発明の一態様によれば、互いに対向する第1主面110A及び第2主面110Bを有し、第1主面110A側に複数のトレンチ部111が形成された基材110と、基材110の第1主面110A側で複数のトレンチ部111の内側を含む領域に設けられた誘電体膜130と、複数のトレンチ部111の内側を含む領域であって誘電体膜130の上に設けられた導電体膜140と、導電体膜140と電気的に接続されたボンディングパッド161とを備え、複数のトレンチ部111は、基材110の第1主面110Aの法線方向から平面視したとき、ボンディングパッド161の周囲の領域のうち、ボンディングパッド161と電気的に接続するボンディングワイヤ162が延出される第1方向Xに沿った第1領域101を避けて第1方向Xと交差する第2方向Yに沿った第2領域102に設けられている、キャパシタ100が提供される。
上記態様によれば、ボンディングパッドの領域とその周辺領域において、第1方向に沿った変位に対する剛性を、第2方向に沿った変位に対する剛性よりも高めることができる。このため、ワイヤボンディング時の超音波振動によるキャパシタの損傷を抑制することができ、キャパシタの信頼性を向上させることができる。
本発明の他の一態様によれば、互いに対向する第1主面110A及び第2主面110Bを有し、第1主面110A側に複数のトレンチ部611が形成された基材110と、基材110の第1主面110A側で複数のトレンチ部611の内側を含む領域に設けられた誘電体膜130と、複数のトレンチ部611の内側を含む領域であって誘電体膜130の上に設けられた導電体膜140と、導電体膜140と電気的に接続されたボンディングパッド661とを備え、複数のトレンチ部611は、基材110の第1主面110Aの法線方向から平面視したとき、第1方向Xに沿って細長い開口形状を有している、キャパシタ600が提供される。
上記態様によれば、上記の一態様で説明したのと同様の効果を得ることができる。すなわち、キャパシタの信頼性を向上させることができる。
複数のトレンチ部611は、基材110の第1主面110Aの法線方向から平面視したとき、ボンディングパッド661の周囲の領域のうち、ボンディングパッド761と電気的に接続するボンディングワイヤ162が延出される第1方向Xに沿った第1領域601の開口面積密度が、第1方向Xと交差する第2方向Yに沿った第2領域602の開口面積密度よりも小さくなるように設けられていてもよい。これによれば、第1方向に沿った変位に対する剛性をより高めることができる。
本発明の他の一態様によれば、互いに対向する第1主面110A及び第2主面110Bを有し、第1主面110A側に複数のトレンチ部211が形成された基材110と、基材110の第1主面110A側で複数のトレンチ部211の内側を含む領域に設けられた誘電体膜130と、複数のトレンチ部211の内側を含む領域であって誘電体膜130の上に設けられた導電体膜140と、導電体膜140と電気的に接続されたボンディングパッド261とを備え、複数のトレンチ部211は、基材110の第1主面110Aの法線方向から平面視したとき、ボンディングパッド261の周囲の領域のうち、ボンディングパッド261と電気的に接続するボンディングワイヤ162が延出される第1方向Xに沿った第1領域201の開口面積密度が、第1方向Xと交差する第2方向Yに沿った第2領域202の開口面積密度よりも小さくなるように設けられている、キャパシタ200が提供される。
上記態様によれば、上記の一態様で説明したのと同様の効果を得ることができる。すなわち、キャパシタの信頼性を向上させることができる。
複数のトレンチ部211は、第1領域201における数が第2領域202における数よりも少なくてもよい。これによれば、第1領域における開口面積密度を、第2領域における開口面積密度よりも小さくすることができる。
複数のトレンチ部311は、第1領域301における大きさが第2領域302における大きさよりも小さくてもよい。これによれば、第1領域における開口面積密度を、第2領域における開口面積密度よりも小さくすることができる。
複数のトレンチ部411は、基材110の第1主面110Aの法線方向から平面視したとき、第1領域401においてボンディングパッド461に近いほど開口面積密度が小さくてもよい。これによれば、第1領域の剛性低下を抑制しつつ、第1領域において形成される容量値を向上させることができる。
複数のトレンチ部711は、基材110の第1主面110Aの法線方向から平面視したとき、ボンディングパッド761と重なる領域703にも設けられてもよい。これによれば、キャパシタの容量値を向上させることができる。
ボンディングパッド161において、第1方向Xにおける熱膨張率は、第1方向Xと交差する第2方向Yにおける熱膨張率よりも大きくてもよい。これによれば、ボンディングパッドの熱膨張率の異方性に起因した異方的な内部応力がキャパシタに作用したとしても、キャパシタの損傷を抑制することができる。
上記した各々の実施形態においてはキャパシタの実装形態としてワイヤボンディングを例に挙げて説明したが、本発明の実施形態に係るキャパシタは他の実装形態であってもよい。例えば、Auバンプを使ったフリップチップボンディングであってもワイヤボンディング同様、キャパシタの損傷抑制に有効である。特に、キャパシタを第1方向に沿って超音波振動させ、Auバンプを溶融させて外部端子に接合する場合に、上記したのと同様の効果を得ることができる。すなわち、フリップチップボンディング時の超音波振動の方向が、上記実施形態の説明におけるボンディングワイヤの延在方向と同じである場合に、特に、キャパシタの信頼性を向上させることができる。
以上説明したように、本発明の一態様によれば、信頼性の向上を図ることが可能なキャパシタを提供することが可能となる。
なお、以上説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更/改良され得るとともに、本発明にはその等価物も含まれる。即ち、各実施形態に当業者が適宜設計変更を加えたものも、本発明の特徴を備えている限り、本発明の範囲に包含される。例えば、各実施形態が備える各要素及びその配置、材料、条件、形状、サイズなどは、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。また、各実施形態が備える各要素は、技術的に可能な限りにおいて組み合わせることができ、これらを組み合わせたものも本発明の特徴を含む限り本発明の範囲に包含される。
100…キャパシタ
101…第1領域
102…第2領域
103…第3領域
110…基材
110A…第1主面
110B…第2主面
111…トレンチ部
120…第1導電体膜
130…誘電体膜
131…第1誘電体層
132…第2誘電体層
140…第2導電体膜
141…第1導電体層
142…第2導電体層
150…絶縁体膜
161…ボンディングパッド
162…ボンディングワイヤ

Claims (9)

  1. 互いに対向する第1主面及び第2主面を有し、前記第1主面側に複数のトレンチ部が形成された基材と、
    前記基材の前記第1主面側で前記複数のトレンチ部の内側を含む領域に設けられた誘電体膜と、
    前記複数のトレンチ部の内側を含む領域であって前記誘電体膜の上に設けられた導電体膜と、
    前記導電体膜と電気的に接続されたボンディングパッドと、
    を備え、
    前記複数のトレンチ部は、前記基材の前記第1主面の法線方向から平面視したとき、前記ボンディングパッドの周囲の領域のうち、前記ボンディングパッドと電気的に接続するボンディングワイヤが延出される第1方向に沿った第1領域を避けて前記第1方向と交差する第2方向に沿った第2領域に設けられている、キャパシタ。
  2. 互いに対向する第1主面及び第2主面を有し、前記第1主面側に複数のトレンチ部が形成された基材と、
    前記基材の前記第1主面側で前記複数のトレンチ部の内側を含む領域に設けられた誘電体膜と、
    前記複数のトレンチ部の内側を含む領域であって前記誘電体膜の上に設けられた導電体膜と、
    前記導電体膜と電気的に接続されたボンディングパッドと、
    を備え、
    前記複数のトレンチ部は、前記基材の前記第1主面の法線方向から平面視したとき、第1方向に沿って細長い開口形状を有している、キャパシタ。
  3. 前記複数のトレンチ部は、前記基材の前記第1主面の法線方向から平面視したとき、前記ボンディングパッドの周囲の領域のうち、前記ボンディングパッドと電気的に接続するボンディングワイヤが延出される前記第1方向に沿った第1領域の開口面積密度が、前記第1方向と交差する第2方向に沿った第2領域の開口面積密度よりも小さくなるように設けられている、
    請求項2に記載のキャパシタ。
  4. 互いに対向する第1主面及び第2主面を有し、前記第1主面側に複数のトレンチ部が形成された基材と、
    前記基材の前記第1主面側で前記複数のトレンチ部の内側を含む領域に設けられた誘電体膜と、
    前記複数のトレンチ部の内側を含む領域であって前記誘電体膜の上に設けられた導電体膜と、
    前記導電体膜と電気的に接続されたボンディングパッドと、
    を備え、
    前記複数のトレンチ部は、前記基材の前記第1主面の法線方向から平面視したとき、前記ボンディングパッドの周囲の領域のうち、前記ボンディングパッドと電気的に接続するボンディングワイヤが延出される第1方向に沿った第1領域の開口面積密度が、前記第1方向と交差する第2方向に沿った第2領域の開口面積密度よりも小さくなるように設けられている、キャパシタ。
  5. 前記複数のトレンチ部は、前記第1領域における数が前記第2領域における数よりも少ない、
    請求項3又は4に記載のキャパシタ。
  6. 前記複数のトレンチ部は、前記第1領域における大きさが前記第2領域における大きさよりも小さい、
    請求項3から5のいずれか1項に記載のキャパシタ。
  7. 前記複数のトレンチ部は、前記基材の前記第1主面の法線方向から平面視したとき、前記第1領域において前記ボンディングパッドに近いほど開口面積密度が小さい、
    請求項3から6のいずれか1項に記載のキャパシタ。
  8. 前記複数のトレンチ部は、前記基材の前記第1主面の法線方向から平面視したとき、前記ボンディングパッドと重なる領域にも設けられている、
    請求項2から7のいずれか1項に記載のキャパシタ。
  9. 前記ボンディングパッドにおいて、前記第1方向における熱膨張率は、前記第1方向と交差する第2方向における熱膨張率よりも大きい、
    請求項1から8のいずれか1項に記載のキャパシタ。
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