TWI273613B - Capacitor structure - Google Patents

Capacitor structure Download PDF

Info

Publication number
TWI273613B
TWI273613B TW095109607A TW95109607A TWI273613B TW I273613 B TWI273613 B TW I273613B TW 095109607 A TW095109607 A TW 095109607A TW 95109607 A TW95109607 A TW 95109607A TW I273613 B TWI273613 B TW I273613B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
electrode
layer
electrode layer
capacitor
parallel
Prior art date
Application number
TW095109607A
Other languages
English (en)
Other versions
TW200737245A (en
Inventor
Uei-Ming Jow
Chang-Sheng Chen
Ying-Jiunn Lai
Chin-Sun Shyu
Original Assignee
Ind Tech Res Inst
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ind Tech Res Inst filed Critical Ind Tech Res Inst
Priority to TW095109607A priority Critical patent/TWI273613B/zh
Priority to US11/456,094 priority patent/US7528433B2/en
Application granted granted Critical
Publication of TWI273613B publication Critical patent/TWI273613B/zh
Publication of TW200737245A publication Critical patent/TW200737245A/zh

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00Printed circuits
    • H05K1/16Printed circuits incorporating printed electric components, e.g. printed resistor, capacitor, inductor
    • H05K1/162Printed circuits incorporating printed electric components, e.g. printed resistor, capacitor, inductor incorporating printed capacitors
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01GCAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G4/00Fixed capacitors; Processes of their manufacture
    • H01G4/002Details
    • H01G4/228Terminals
    • H01G4/232Terminals electrically connecting two or more layers of a stacked or rolled capacitor
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01GCAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G4/00Fixed capacitors; Processes of their manufacture
    • H01G4/30Stacked capacitors
    • H01G4/306Stacked capacitors made by thin film techniques
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/48Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor
    • H01L23/50Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor for integrated circuit devices, e.g. power bus, number of leads
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/52Arrangements for conducting electric current within the device in operation from one component to another, i.e. interconnections, e.g. wires, lead frames
    • H01L23/522Arrangements for conducting electric current within the device in operation from one component to another, i.e. interconnections, e.g. wires, lead frames including external interconnections consisting of a multilayer structure of conductive and insulating layers inseparably formed on the semiconductor body
    • H01L23/5222Capacitive arrangements or effects of, or between wiring layers
    • H01L23/5223Capacitor integral with wiring layers
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L28/00Passive two-terminal components without a potential-jump or surface barrier for integrated circuits; Details thereof; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L28/10Inductors
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L28/00Passive two-terminal components without a potential-jump or surface barrier for integrated circuits; Details thereof; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L28/40Capacitors
    • H01L28/60Electrodes
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/0001Technical content checked by a classifier
    • H01L2924/0002Not covered by any one of groups H01L24/00, H01L24/00 and H01L2224/00
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/30Technical effects
    • H01L2924/301Electrical effects
    • H01L2924/3011Impedance
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00Printed circuits
    • H05K1/02Details
    • H05K1/0296Conductive pattern lay-out details not covered by sub groups H05K1/02 - H05K1/0295
    • H05K1/0298Multilayer circuits
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2201/00Indexing scheme relating to printed circuits covered by H05K1/00
    • H05K2201/09Shape and layout
    • H05K2201/09209Shape and layout details of conductors
    • H05K2201/09218Conductive traces
    • H05K2201/09236Parallel layout
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2201/00Indexing scheme relating to printed circuits covered by H05K1/00
    • H05K2201/09Shape and layout
    • H05K2201/09209Shape and layout details of conductors
    • H05K2201/09654Shape and layout details of conductors covering at least two types of conductors provided for in H05K2201/09218 - H05K2201/095
    • H05K2201/09672Superposed layout, i.e. in different planes

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Fixed Capacitors And Capacitor Manufacturing Machines (AREA)
  • Shielding Devices Or Components To Electric Or Magnetic Fields (AREA)

Description

1273613 18806twf.doc/g 九、發明說明: 【發明所屬之技術領域】 本發明是有關於一種電容結構,且特別是有關於 一種内藏式電容結構,是利用細長型電極板而達到上 下左右的交互耦合設計,以提高電容值的效果。 【先前技術】 現代高頻高速電子系統產品例如英特爾公司 INTEL Pentium-4之中央微處理器(CPU)電路基板, 或是個人電腦主機板或是行動電話印刷電路板的電 路中,為了過濾來自系統中各式各樣的電氣雜訊及穩 定電壓的目的,均必須在電源端與接地間(例如5伏 特與接地間,或是3.3伏特與接地間)並聯加上一些 電容器元件,這些電容器元件,也就是一般所熟知之 去搞合電容器(Decoupling Capacitor)。一般執行去麵 合電容功能的元件,主要技術有兩種,第一種為使用 離散式(Discrete Component)電容器,例如表面黏著技 術(Surface Mount Technology,“SMT”)電容器,第二 種為新近發展的電容性基板,來作去耦合功能。 離散式電容器至少存在以下之缺點,包括工作頻 帶範圍不夠寬、交流阻抗不夠低、以及不能與系統基 板整合(System in Package)等的問題。而目前電容性 基板元件的缺點包括貫穿孔電氣寄生效應太大(Via Parasites Effects),另外還有電容性基板僅有平面之 2D結構,因此設計之面積太大,以及電容介電材料 電氣損耗大等等問題。 5
1273613 18806twf.doc/g 狀其/刷電路板通常係用相同介電係數的平面 為ΐ古:it玻璃纖維布(FR4)基板所組成,其缺點 低,抑制雜訊效果較差,被動元件整合度較 利以及室If改良者,例如在美國第5,079,069號專 _ ,61,086號專利中,提出一種在内層中加 電材質的平面狀基板,以求增加電路板間電 二ΐ”性來抑制雜訊等,因此,平面狀基板之 速數現代高頻類比與高 雔/雷L 式電子系統而言,所佔用的面積是 的側面空間。 』J應用 =屬於zycon公司之美國第5,161,〇86號、名稱 A Capacitor Laminate for Use in Capacitive Printed
Crnum B0ards and Meth〇ds 〇f “刪如⑽」並於 1992年H月3日公開之專利中,其原理為同一平面 只含有一種介電係數的基板,其上下兩表面,粘合 一層導電金屬,構成一平面型電容性基板。如圖 所示之印刷電路板1()〇 t,有一電阻薄板心响如 ammate)110結構,包括由兩層金屬層112與Μ#, 與由此兩層金屬層112與114所夾住之介電層116 組成。並且利用導線122與124與其他層的導電層結 構,例如圖示之導電層結構13〇相連接。 曰'° 上述之結構,是一個上下利用導通孔來連接,和 其他傳統的印刷電路板壓合時,可以提供電容器的+ 氣特性來抑制雜訊等的功能。除了上述之運用外,^ 6
1273613 18806twf.doc/g :極板也可以用多層來設計,請參照目ib。除了原 來之之結構外,更增加了電阻薄板140結構,包括由 兩層金屬们42與144,與由此兩層金屬層142與14由4 f夹住之介電々146所組成。並且利用導線122與 人/、他層的‘電層結構,例如圖示之導電層結構 130。但疋此種多層之結構,會增加 影響電氣效應。 负度而 社椹气此二Γ,请參照目lc’為單一電極板的顯微 :構。攸此镟小結構中可以知道其缺點為單一電極板 热法發揮邊緣麵合的好處,而且佔用的面積較大。另 ^導通孔的設計不只增加電感效應與減少應用的頻 ::圍’更是佔用到下層面積的使用。因為這樣的設 计八針對接地去耦電容的使用,應用到串接電容效果 不大。 _ 另外,在屬於 International Business Machine 公 司 f 美國第 5,972,053 號、名稱為「Capacit〇r F〇rmed wnh Prmted Circuit B〇ards」並於 1999 年 ι〇 月 % 日 Λ,之專利中,提出了—種電極板的設計,如圖2 A 也可以用多層來設計。如圖所示,在印刷電路 板200中,兩個電阻21〇與22〇夾在介電層2〇2、2料 與206之間,而經由導通孔(VIA)232、234與盥 外部之導電層連接。不過此多層結構,會增加 :::度MS電f效應。圖2B為單一電極板的顯微 二:計缺點之一為單一電極板無法發 揮邊、、彖耦合的好處,而且佔用的面積較大。另外,導 7 1273613 18806twf.doc/g 通孔的設計不只增加電感效應,減少應用的頻率範 圍,更是佔用到下層面積的使用。 .在另外之習知技術中,半導體積體電路之製程上 皆是以增加表面積的結構來達到高密度電容,但是其 效果有限,事實上可以用立體交錯式的結構更可以增 加表面積。例如,在美國第5,744,853號、名稱為 「Three dimensional polysilicon capacitor for high density integrated circuit applications」並於 1998 年 4 月28日公開之專利中,提出了 一種利用立體交錯式 的結構增加表面積之設計,而達到高密度電容之要 求。請參照圖3所示,此圖像化之多晶矽層(Patterned Polysilicon Layer)310、絕緣層(Insulator Layer)320、 以及另一圖像化之多晶石夕層(Patterned Polysilicon Layer)330這三層之結構形成立體交錯式的結構電容 器。 【發明内容】 本發明就是希望利用具有細長型電氣路徑之電 極板,而電極板在兩端具有單端相連或是雙端相連之 結構而達到上下左右的交互耦合,以提升電容值。 本發明所提出之電容結構,採用交錯耦合狀的設 計,達到導線或是電極板間可以使一電極上下左右與 另一電極互相耦合,達到最小面積最高電容值的效 果,且採用的導孔數少,此新電容在最小面積上有最 大的電容值。 本發明所提出之電容結構,可應用在高頻高速模 1273613 18806twf.doc/g 組或系統中,可以提昇電容性基板雜訊抑制能力,應 用在一般電路設計也會有最小面積的設計,符合未來 電子系統縮裝的目的。、 本發明之一實施例中,提出一種電容結構,包含 介電材料層、第一電極與第二電極。此介電材料層位 於第一電極與第二電極之間。第一電極包括相連接之 一第一電極層與一第二電極層。而第二電極包括相連 接之一第三電極層與一第四電極層,其中第一電極層 與第三電極層位於一第一平面上,而第二電極層與第 四電極層位於一第二平面上。第一平面平行於第二平 面。此第一電極層之下方為第四電極層,而第三電極 層之下方為第二電極層。 上述之電容結構中,所有電極層皆為一平板之導 電層且相互平行以一間隔配置。 在一例子中,第一電極之電氣路徑是從第一電極 層走到二電極層,再由第二電極層走到第一電極層之 雙端相連結構,而第二電極之電氣路徑是從第三電極 層走到四電極層,再由第四電極層走到第三電極層之 雙端相連結構。 另外一個例子中’第一^電極之電氣路控是從第一' 電極層之兩端走到二電極層之兩端,而第二電極之電 氣路徑是從第三電極層之兩端走到四電極層之兩端 之雙端相連結構。 上述之電容結構中,所有電極層也可為一長條型 之導電層,而第一電極層與第三電極層以一第一方向 1273613 18806twf.doc/g 平行並列螺旋方式環繞,而到中心位置後,再由第二 電極層與四電極層以一相反於第一方向之一第二方 向平行並列螺旋方式環繞。 本發明之另一實施例中,提出一種電容結構,包 含介電材料層多數個介電材料層、第一電極與第二電 極,具有多層之結構。這些介電材料層位於第一電極 與第二電極之間。第一電極包括相連接之多數個第一 電極層,第二電極包括相連接之多數個第二電極層。 這些多層之結構中,每一層之平面具有其中一第一電 極層與一第二電極層平行並列,而每一第一電極層之 上方或下方或上下方為第二電極層5而每一第二電極 層之上方或下方或上下方為第一電極層。 上述之電容結構,其中第一電極層與第二電極層 為一平板之導電層且相互平行以一間隔配置。而在一 實施例中,第一電極中之每一層電極層連接方式為單 端相連,而第二電極中之每一層電極層連接方式為單 端相連(也就是同一電極在不同層之間只有一個接 點)。在另外一實施例中,第一電極中之每一層電極 層連接方式為雙端相連,而第二電極中之每一層電極 層連接方式為雙端相連。 為讓本發明之上述和其他目的、特徵和優點能更 明顯易懂,下文特舉較佳實施例,並配合所附圖式, 作詳細說明如下。 【實施方式】 本發明就是希望利用具有細長型電氣路徑之電 1273613 18806twf.doc/g 極板’而電極板在兩端具有單端相連或是雙端相連之 結構而達到上下左右的交互耦合,以提升電容值。而 電極板之形狀並不受限制。 本發明所提出之内藏式電容結構,是利用細長型 電氣路徑而達到上下左右的交互耦合設計,達到導線 或是電極板間可以使一電極上下左右與另_電極互 相耦合,達到最小面積最高電容值的效果,且採用的 _ 導孔數少,此新電容在最小面積上有最大的電容值。 • 一本發明所提出之内藏式電容結構,可應用在高頻 高速模組或系統中,可以提昇電容性基板雜訊抑制^ 力,應用在一般電路設計也會有最小面積的設計,符 合未來電子系統縮裝的目的。 、 二内藏式電容功能與其優點為可以(1)抑制高頻雜 訊之干擾;(2)可以降低印刷電路板接線所需要的接 線^數目;(3)提高電子系統整合密度與縮小面積。 用高,電係數的基板形成内藏式電容主要的目的之 • 一就是希望縮小電容面積,除可以用材料方式縮小面 積之外,也可以用電氣結構的改善來改進。 本發明複數電極之内藏式電容器結構,是由數個 電極板在同一平面組合而成,因而可以依應用的 需要而選擇設計。當在相同面積下電容基板有一定白口勺 耦合面積,一般是以雙個電極板上下疊合來完成,如 了圖4A一與4B所示,其中圖从是上視圖,而圖佔 疋剖面不意圖。上下兩個電極板41〇與42〇間存 介電層430,而整個結構以一等效電容Cp表示。整 1273613 18806twf.doc/g 體的電容值可以用電容基本公式求出,所以在簡單的 電氣形式中’電容值與面積成正比。另外,引出點_ 般可以有導通孔等製程來完成。 電容基本公式:
D D 其中 C為總電容值(Total Capacitance),單位為ρρ ; B A為導體與介電層之間的面積(Area 〇f
Conductor and Dielectric),單位為平方公尺(m2); D 為介電層的厚度(Thickness of the Dielectric Material),單位為公尺(m); S為在電容器電極板間的介質之介電常數 (Permittivity of the Medium between Capacitor Plates),單位為每公尺具有的法拉(Farad/m,F/m); :為在自由空間之相對介電常數(Relative • Permittivity of Free Space),單位為每公尺所具有的 法拉(F/m),1/36 7Γ *10-9 F/m = 8.85 pp/m;以及 &為在介電材料之相對介電常數(Relative Permittivity of Dielectric Material)。 但是實際上’在相同面積下若要提高電容值,可 以將電極板分割,分割各電極板間會有細微的麵合電 容存在,而提高相同面積電容值。如圖5A所示之内 藏式電容器結構500’其中’ A為電極一,b為電極 12 I2736]sL,〇c/g =f電極B之間有介電層51〇。ai為電極A ?,A2為電極A的下層’而m為電極b的上 曰,為電極B的下層。而電極A的上層A1盥雷 極B的上層B1之距離為叫,而電極A的上声、ai 的下層B2之距離為的。在相同面積日 ,電極板一定距離後,可以造成交 :容面積下顺 上二如:在圖犯之剖面圖中可知,除了電極A的 電極B的下層B2之間,以及電極A的下 C B的上層B1之間存在一電容cp外,在 A 2上層A1與電極B的上層B1之間,以及在 交錯扭轉轉合電容Cc。另外,在電極=上= ^電極A的下層A2之間、或是在電極b的上声 ==極B的下層B2之間,存在交錯 ::樣的配置’將可有效地增加不少的電容值。另 二:是螺旋狀電極板的引出點可以用盲孔或是 古4 ί—Λ,例中’電極A與電極B可以是利用具 之:S3路徑之電極板,而在電極A與電極: 是雙端相連之結構,* 之形狀並不受限Ϊ。以提升電容值。而電極板 對於單端相連或是雙端相連之定義,是以電氣路 13 1273613 18806twf.doc/g 徑马主。例如,電極A之電氣路徑是從上屑 下層A2,則為單端相連之結構。而電極b带,到 徑是從上層B1走到下層B2則也是單:氣路 構。而上層A1與下層A2相連接部分, 連之結 =…連接部分可以經由一長條型?電= 在另外一實施例中,電極A之電氣路 A1立之兩端同時走到下層A2 (同時走也就是再:: 的意思,例如電極A先由上層A1走到下層A : 由下層A2走回到上層a卜也可以解釋 :由點走到下層A2),就是所謂的雙端相VI B2二山f電氣路徑是從上層B1之兩端走到下; 同時走也就是再走吻 層由么層Βΐί到下層B2,再由下 a 1,也可以看成B1由兩個接點走到 B1與^二Γίί2相連接部分’或是上層 板或導孔相連接。、接部分可以經由—長條型之電極 绫ΓΓΐ錯扭轉轉合電容。白勺特性可分析如下。邊 就是基hn;合電容Cc叙合距離縮小,這也 錯扭轉::::ί中的D(電極板間距)縮小’因而交 y 八包谷Cc會變大,使得整體電容值增加。 則六#i ii電層510若是使用高介電係數基板材料, 貝1又錯扭軸合電容以值會比較大,這也就是基本 14 1273613 18806twf.doc/g 電容公式中的曾及如 容值。所以複數帝搞’、+ )增加,因而提昇的整體電 極板邊緣耦合的^ 是利用不同電 生耦合的部分,還右丄,幵正體的电各值,當然,寄 加整體電容值。、 麵合電容Ct也可以微量增 上述本發明所提屮 構’在實際運用上,,』二之内藏式電容器結 明所提出之内藏式電1 =:圖冗與5D所示。本發 極A與電極二1:::= 電極A的上層,A2為電極A的"電J °、A1為 B的上層’B2為電極B的下層。曰’而B1為電極 請參照圖5C,命枚a n 曰 則從端點512與=二=層、A;與電極B的上層 繞至中心點。而奸/千订亚列之方式,螺旋環 毛71 任$虎520之位置以橫切面Τ-Τ,亦 看,可以瞭解此配置如圖、— 間存在交錯耦合之電容。而至二:構而母個電極之 530之位置,則如右圖之放大结構如圖標號 圖5D,電極Α的下層Α2與電。回貝二二,如 ===方式,螺旋環繞到以 ΓΒΓ二At層A1與下層八2,以及電極Β的工 ^目同的· 平行並列螺旋環繞之方式,可在 仕:5:下有效地增加電容值。而此内藏式電容哭 、,-口構500經由導孔連接電極八,而 口口 極1,以便與另外之導電層連接導連接電 當然,為了縮小面積與增加電容值,也可以使用 15 1273613 I8806twf.doc/g 多層電路板的設計,形成上下多層電極 值與縮小面積,而並姓播 _ 汁電谷 係顯示本發明-實施;面;;=則如目6所示, 電容。此内藏式電容哭社構乂6^0巧電極之内藏式
=電極B與在電極…之間的介電層 包括電極層Λ1、A2、A3、 电層包極A 電極層則、32、33、;84盥^,^電極^包括 A2、A3、A4盥Μ 而這些電極層A1、 ,、A5,以及電極層B1、B2、 與B5,分別如圖5C與g @ 、,π ^ 方式,配置在多層的電UK 螺旋環繞之 構而二於/二的:所得到崎 稱明蒼々圖7,此為採用HiDK4〇 爾(mil),採用嚴苛的製程來看 、,、見線距2饴 密爾平方(m^戶Γ且有2到的結果。若是以 社槿如具有的電容值來觀察,基板 、、.口構如圖7所不。而在底下數 從圖8A到圖8D之第!類結構; 照不同之例子說明觀察之結果。 犬…秦’ ’女 ,4參二圖:A以便說明第、類之電容結構。此電容 結構如圖所示之平板金 妨 > 短 (Metal-Insulator_Meta卜‘‘Μ 二、、、巴緣體-金屬 電容器結構是由金屬層二=結構,也就是此 他m 金屬層812鱼苴中之絕 緣層814所組成,此結構所 ^、=
微微法拉(PF)。 7¾谷值為10.37W 而請參照圖8B以便說明第 容結構若如圖8B所示,由雷 貝之电各結構 田玉極A、電極B與其間之 1273613 1 S806twf.d〇c/g B介2電上=成。而電極A之上層A1與電極B之下声 上下配置,而另外與電極6之上声 曰 之下層A2交錯上下配置。兩日1 电極A A2利用連接結構8 电 層A1與下層 焱丁 & η …立疋接’而電極Β之上層pm 得:吉構818相互連接。此結構所測 令电谷值為11.1153微微法拉(pF)。 另外,請參照圖8C以便銳明筮m— 電容結構若如圖8。所-::弟類之電容結構。 之介電声所^ 纟電極A、電極B與其間 肩二層:斤組成。而電極A之上層Ai與電極b之下 Αθ之下馬a配ί ’而另外與電極B之上層B1與電極 " 2父錯上下配置。與圖83不同之處在於, 到下層A2是利用連接結構叫目 相連#疋1到上層A1則是利用連接結構824 之下層B2到上層B1是利用連接 連接έ士槿JOS 士 ; 層扪到下層B2則是利用 1() 、σ 相連接。此結構所測得的電容值為 1ϋ·8911微微法拉(pF)。 巧 =外,請參照圖8D以便說明第
構也就是如圖心,::電;fA A的上厗上電極之間有介電層。A1為電極 上厣a,A2為電極Α的下層,而B1為電極Β的 極ΐ:Λ2,Β的下層。電極八的上膚αι與電 勺上層B1分別從端點832與834,以平行並列 八=’螺旋環繞至中心點。而到了中心位置,電極 、層A2與電極B的下層B2從中心點又以平行 17 1273613 18806twf.doc/g 亚列之方式,螺旋環繞到端點832盥 上層^與下層A2,以及電極卫的上層^與下^ 上、平行並列螺方疋環繞之方式,可在相同的面積下 =也if加電容值。此結構所測得的電容值為 3 · 3微微法拉(pF),比起第j類電容結構,也就 疋平板MIM電容,提升電容值將近80%。 、上述之實際觀察值可知,本發明所提出之内藏 鲁 ^電容結構,是利用細長型電極板而達到上下左右的 乂互耦合&计,達到導線或是電極板間可以使一電極 ^下左右與另一電極互相耦合,達到最小面積最高電 容值的效果,且採用的導孔數少,此新電容在最小面 積上有最大的電容值。 除此之外,請參照圖9A與圖9B,主要是說明從 圖8A到圖8D之第I類結構到第^類結構之電容二 構中,50x50密爾平方(mil2)所具有的電容值對於g 率響應之曲線圖。圖9A中可觀察,第I類電容結構 • 與頻率從〇到6GHz的電容值變化情況,包括曲線°91〇 與912,而第II類電容結構與頻率從〇到6GHz的電 容值變化情況,包括曲線920、922與924,第In類 電容結構與頻率從〇到6GHz的電容值變化情況/包 括曲線930與932,第IV類電容結構與頻^從〇 = 6GHz的電容值變化情況,包括曲線940、942與944 而圖9B主要是根據圖9A放大觀察頻率從〇到
的電容值變化情況。本發明所提出之内藏式電容結Z 構,可應用在南頻而速模組或系統中,可以担曰 j μ致幵電容 18 1273613 18806twf.doc/g 性in抑制能力,應用在—般電路設計也會有最 二明‘二:&十’符合未來電子系統縮裝的目的。而本 每月所k出之内藏式電容結構因 則因自振頻率的影響有所不同冓口甚為至 谷已經超過自振頻率而呈現電感性,所們、: 的低頻(OHz)來比較,i 〇.5p ^ 3 80%左右。 j iy.uPF美升了約 而本發明所提出之賴式電 領域之埋藏式電容結構。包稱,於各種 f製程領域中’構成立體交錯i埋藏幾之 是應用於積體電路製程領域中 ^構或 式電容結構。或是應用 2體交錯式埋藏 學工程的應用領域中,構成立】醫 構。或是庫用龠田曰u 又錯式埋藏式電容結 構a疋應用商用晶片電容製 體交錯式埋藏式電容結構。飞員$中構成立 圖10是說明本發明之内藏式 例,與圖7之結構 谷―口構另一貫施 質内部,作同丄Λ在於金屬板是否埋在介 雖然本^储升之效果。 用以限定本發明如上,然其並非 明之精神和範圍内,當可作㈣不脫離本發 本發明之保護範圍當視後附一主更動因 者為準。 f Μ專利乾圍所界定 19 1273613 18806twf.doc/g 【圖式簡單說明】 γ圖· 1A〜〗c是傳統之印刷電路板之電阻薄 (Capacitor Laminate)結構示意圖。 尾阻屬板 圖2A與2B是傳統之多 構示意圖。 s f劂電路板之電阻結 圖3是傳統半導體製 構示意圖。 Μ中用以增加電阻值之結 圖4Α與4Β是平板電阻結構之上 藏 構上例之内藏式電容器結 内狀㈣轉狀電極之
圖7气說明本發明—實施例之内藏式 面尺寸示意圖。 再J 内=8D是說明第1類結構到第1 V類結構之 内臧式電容結構侧視示意圖。 再< 描二9A與圖9B是說明從圖8A到圖奶之第I類結 示意ΐ W類結構之電容結構之電容值與頻率之關係 叫D〇疋况明本發明又一實施例之内藏式電容結構 Μ面尺寸示意圖。 ^ 【主要元件符號說明】 14〇 ·電阻薄板(Capacitor Laminate) 20 1273613 18806twf.doc/g 112與114、142與144 :金屬層 116、146 :介電層 122與124 :導線 130 :導電層結構 200 :印刷電路板 210與220 :電阻 202、204與206 :介電層 232、234 與 236 :導通孔(VIA) 310 :圖像化之多晶石夕層(Patterned Polysilicon Layer) 320 :絕緣層(Insulator Layer) 330 :圖像化之多晶石夕層(Patterned Polysilicon Layer) 410與420 :電極板 430 :介電層 500 :内藏式電容器結構 A、Al、A2、B、Bl、B2 :電極 512與514 :端點 810、812 :金屬層 814 :絕緣層 816 、 818 、 822 、 824 、 826 、 828 、 832 、 834 :連 接結構 21

Claims (1)

1273613 18806twf.doc/g 十、申請專利範圍: L 一種電容結構,包含: 一介電材料層; 第一電i與5極;極,該介電材料層位於該 連接之一第:ΐΓ;,其中,該第—電極包括相 包括相連接之一 二電極層,而該第二電極 第-電極層;第層與-第四電極層,其中該 二電極層與第四電極層位 弟上,而該第 一平面平行於該第二於弟一千面上,其中該第 第四電極層,而該f 電極層之下方為該 層。 ^弟一電極層之下方為該第二電極 :電極層為—平板之7電層r互第巧^ 置,而其中該第一電極之雷洛牧尸θ十仃以—間隔配 走到該二電極層之單端相連社構 第-電極層 虱路徑是從該第三電極層走 弟一電極之電 連結構。 走到该四龟極層之單端相 3·如申請專利範圍第1 該第一電極層與該二 、、’1電谷結構,其中 極層與該四電極層相連;二f::與該第三電 導通孔之電極板相連接“刀都疋經由-長條型或 該第4-=工專圍第1項所述之電容結構,Μ 電極層、該第二電極層、該第三電極m 22 1273613 6twf.doc/g 18806] ΐ電:一平板之導電層且相互平行以—門 ,而其t該第一電極之電氣 間隔配 之兩端走到該二電極声 匕疋攸该弟—電極肩 路徑是從該第三電極“ 二電極之電氣 端之雙端相連結構。而走幻该四電極層之兩 5.如申請專利範圍第4項 — 該第一電極層盥該—雷 > 、之电各結構,其中 極層與該四電極與該第三電 電極板相連接。 疋、、、工由一長條型之 6.如申請專利範圍第〗 該第一電極層、該第—帝展"電容結構,其中 ,為一長條弟型:;7;:=『極層與該第 到中心位置後’再㈣第 ’:式%繞’而 相反於該第-方向nt層/相電極層以-環繞。 弟一方向平行並列螺旋方式 7· —種電容結構,包含: 多數個介電材料層; 第電極與一第二電極,具有多a :"電材料層位於該第一電極與 ;丨:構,該 電極包括相連接之多玆其 括相連接之多數個第二, 之、、、口構中,每一層之平面具有其 4二夕層 -該第二電極層平行並列,而每:弟:電極層與 方或下方或上下方為該第二電極層 23 1273613 18806twf.doc/g 極層之上方或下方或上下方為該第一 電極層。 ^ t如申睛專利範圍第7項所述之電容結構,其中 :亥ff —電極層與該些第二電極層為-平板之導電 台且相互平行以一間隔配置。 命j如申請專利範11第7項所述之電容結構,其中 中之每—層電極層連接方式為單端相' 相連。°'弟—電極中之每一層電極層連接方式為單端 中該1第。:上睛:利严圍第7項所述之電容結構,其 X 电極中之每一層電極層連接方式為雔端相 連,而該第二電極中之备一层+扣昆Α八局又々而相 相連。心甲之母豸電極層連接方式為雙端 中範圍第7項所述之電容結構,1 Ιί; 極層以-第—^半上之㈣—電拖層與該第二電 位置後,再由τ 一°声:面亚旋方式環繞,而到中心 極層以-相反於該第-方向之 包極層與该二電 螺旋方式環繞。 毕一方向平行並列 24
TW095109607A 2006-03-21 2006-03-21 Capacitor structure TWI273613B (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TW095109607A TWI273613B (en) 2006-03-21 2006-03-21 Capacitor structure
US11/456,094 US7528433B2 (en) 2006-03-21 2006-07-07 Capacitor structure

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TW095109607A TWI273613B (en) 2006-03-21 2006-03-21 Capacitor structure

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TWI273613B true TWI273613B (en) 2007-02-11
TW200737245A TW200737245A (en) 2007-10-01

Family

ID=38532473

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW095109607A TWI273613B (en) 2006-03-21 2006-03-21 Capacitor structure

Country Status (2)

Country Link
US (1) US7528433B2 (zh)
TW (1) TWI273613B (zh)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI341152B (en) * 2007-10-26 2011-04-21 Ind Tech Res Inst Conductive connection structure of printed circuit board (pcb)
DE102008004470A1 (de) * 2007-12-05 2009-06-10 Rohde & Schwarz Gmbh & Co. Kg Elektrische Schaltungsanordnung mit konzentrierten Elementen in Mehrlagensubstraten
KR101338173B1 (ko) * 2011-07-14 2013-12-06 가부시키가이샤 무라타 세이사쿠쇼 무선 통신 디바이스
US9837209B2 (en) 2012-11-21 2017-12-05 Qualcomm Incorporated Capacitor structure for wideband resonance suppression in power delivery networks
US20140203404A1 (en) * 2013-01-21 2014-07-24 Qualcomm Incorporated Spiral metal-on-metal (smom) capacitors, and related systems and methods
CN104142591B (zh) * 2014-07-11 2017-07-18 合肥鑫晟光电科技有限公司 一种阵列基板及制作方法、一种显示装置
US9698214B1 (en) * 2016-03-31 2017-07-04 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Capacitor structure of integrated circuit chip and method of fabricating the same
JP7279538B2 (ja) * 2019-06-19 2023-05-23 富士フイルムビジネスイノベーション株式会社 発光装置

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5079069A (en) * 1989-08-23 1992-01-07 Zycon Corporation Capacitor laminate for use in capacitive printed circuit boards and methods of manufacture
US5161086A (en) * 1989-08-23 1992-11-03 Zycon Corporation Capacitor laminate for use in capacitive printed circuit boards and methods of manufacture
SG71683A1 (en) * 1995-09-15 2000-04-18 Chartered Semiconductor Mfg Three-dimensional polysilicon capacitor for high density integrated circuit applications
US5745334A (en) * 1996-03-25 1998-04-28 International Business Machines Corporation Capacitor formed within printed circuit board
US5770499A (en) * 1997-05-29 1998-06-23 Texas Instruments Incorporated Planarized capacitor array structure for high density memory applications
US6022775A (en) * 1998-08-17 2000-02-08 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company High effective area capacitor for high density DRAM circuits using silicide agglomeration
US6211008B1 (en) * 2000-03-17 2001-04-03 Chartered Semiconductor Manufacturing, Ltd. Method for forming high-density high-capacity capacitor
US6933805B1 (en) * 2003-08-06 2005-08-23 Avaya Technology Corp. High density capacitor filter bank with embedded faraday cage
US7202548B2 (en) * 2005-09-13 2007-04-10 Via Technologies, Inc. Embedded capacitor with interdigitated structure

Also Published As

Publication number Publication date
US7528433B2 (en) 2009-05-05
TW200737245A (en) 2007-10-01
US20070222031A1 (en) 2007-09-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI273613B (en) Capacitor structure
JP4896361B2 (ja) 積層コンデンサ
CN105161300B (zh) 多层陶瓷电容器及其上安装有多层陶瓷电容器的板
JP4864271B2 (ja) 積層コンデンサ
US8238116B2 (en) Land grid feedthrough low ESL technology
TWI321330B (en) Monolithic capacitor
TWI325597B (zh)
KR101983128B1 (ko) 적층 세라믹 전자 부품
KR100887124B1 (ko) 적층형 칩 커패시터
TW293955B (zh)
TW422998B (en) Inductor element and the manufacturing method of the same
TW200534309A (en) Multilayer capacitor
JP2000208361A (ja) 積層コンデンサ
JP2015056656A (ja) 積層セラミックキャパシタ、その製造方法及び積層セラミックキャパシタ実装基板
CN103378814B (zh) 平衡滤波器
KR20150029225A (ko) 적층 세라믹 커패시터 및 적층 세라믹 커패시터 내장형 기판
CN104112592B (zh) 多层陶瓷电容器及其安装板
JP2009065198A (ja) 積層コンデンサ
TW201123231A (en) Decoupling device
KR101051620B1 (ko) 적층 콘덴서
JP2011023696A (ja) 積層型チップキャパシタ
TWI243388B (en) Structure and method for a multi-electrode capacitor
WO2007074598A1 (ja) 電気回路装置
TWI690960B (zh) 電容器、電容器封裝結構及其製作方法
JP5039773B2 (ja) 積層型チップキャパシタ、積層型チップキャパシタアセンブリ及びその製造方法