JP5333435B2 - Capacitor with through electrode, method for manufacturing the same, and semiconductor device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、貫通電極付きキャパシタおよびその製造方法に関する。また、前記貫通電極付きキャパシタを搭載した半導体装置に関する。 The present invention relates to a capacitor with a through electrode and a method for manufacturing the same. The present invention also relates to a semiconductor device on which the capacitor with the through electrode is mounted.
LSI(Large Scale Integration(集積回路装置))のスイッチングノイズ対策として、半導体チップの直下にデカップリングキャパシタとしてのインターポーザ型キャパシタを接続した構造の半導体パッケージや、その実装構造について研究開発がなされている。 As countermeasures against switching noise in LSI (Large Scale Integration), research and development have been conducted on a semiconductor package having a structure in which an interposer type capacitor as a decoupling capacitor is connected immediately below a semiconductor chip and its mounting structure.
一般に、クロック動作による急激な負荷(電流)iがLSIに加わると、電源およびLSI間の配線に存在する抵抗RとインダクタンスLとによって、下記の式(1)で示される電圧降下ΔVが生じる。
△V=R×i−L×(di/dt)・・・・・・(1)
デカップリングキャパシタは、この電圧降下ΔVを小さくするために、LSIに接続される電源ラインと接地ラインとの間に並列に接続される。In general, when an abrupt load (current) i due to a clock operation is applied to an LSI, a voltage drop ΔV represented by the following equation (1) is generated by a resistance R and an inductance L existing in a power supply and wiring between LSIs.
ΔV = R × i−L × (di / dt) (1)
The decoupling capacitor is connected in parallel between the power supply line connected to the LSI and the ground line in order to reduce the voltage drop ΔV.
しかしながら、上記式(1)で表される電圧降下△Vは、デカップリングキャパシタの等価直列抵抗(ESR:Equivalent Series Resistance)、等価直列インダクタンス(ESL:Equivalent Series Inductance)の影響によっても生じる。また、電圧降下△Vは、デカップリングキャパシタからLSIまでの配線抵抗R1、配線インダクタンスL1の影響によっても生じる。 However, the voltage drop ΔV represented by the above formula (1) also occurs due to the influence of the equivalent series resistance (ESR) and equivalent series inductance (ESL) of the decoupling capacitor. The voltage drop ΔV is also caused by the influence of the wiring resistance R1 and the wiring inductance L1 from the decoupling capacitor to the LSI.
近年、クロック周波数がGHzのオーダーに達し、デカップリングキャパシタとLSI間の配線によるインダクタンスL1が無視できなくなってきた。これに対応するため、配線インダクタンスL1を限りなく小さくできるインターポーザ型キャパシタが開発されている。このようなインターポーザ型キャパシタは、例えば、特許文献1〜6に開示されている。一例として、図9に、特許文献1に開示されたチップキャリア型キャパシタの概略構造を示す。
In recent years, the clock frequency has reached the order of GHz, and the inductance L1 due to the wiring between the decoupling capacitor and the LSI cannot be ignored. In order to cope with this, an interposer type capacitor capable of reducing the wiring inductance L1 as much as possible has been developed. Such interposer type capacitors are disclosed in, for example,
チップキャリア型キャパシタ100は、図9に示すように、各ビア中に貫通電極101が形成された基板102を有する。そして、この基板102上に、下部電極103、誘電体104および上部電極105からなるキャパシタ構造106が形成されている。このような構成は、貫通電極101が予め形成された基板102上にキャパシタ構造106を形成することによって製造される。
As shown in FIG. 9, the chip
なお、特許文献7については、後述する。
しかしながら、上記特許文献1のように、基板102上に貫通電極101を形成し、その後にキャパシタ構造106を形成する方法は、以下の点において問題があった。すなわち、キャパシタ構造106の形成工程中に行われる基板102の加熱処理により、製造不良が生じやすいという問題があった。
However, the method of forming the through
これに対して、キャパシタ構造を基板に形成した後に別途、貫通電極を形成する方法も考えられる。しかしながら、その場合には、キャパシタ構造が存在することで貫通電極の製造プロセスが制限されてしまうという問題がある。例えば、貫通電極を形成する際、基板にクラックが発生し、そのクラックがキャパシタ構造まで進展して不良になる恐れがある。また、基板に貫通孔を設ける際、キャパシタ構造がエッチングされないプロセスに制限されてしまう。 On the other hand, a method of forming a through electrode separately after forming the capacitor structure on the substrate is also conceivable. However, in that case, there is a problem that the manufacturing process of the through electrode is limited due to the existence of the capacitor structure. For example, when the through electrode is formed, a crack is generated in the substrate, and the crack may progress to the capacitor structure and become defective. Further, when the through hole is provided in the substrate, the process is limited to a process in which the capacitor structure is not etched.
本発明は、上述した問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、製造不良を抑制し、かつ、製造プロセスの自由度の高い貫通電極付きキャパシタ、その製造方法および半導体装置を提供することである。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a capacitor with a through electrode that suppresses manufacturing defects and has a high degree of freedom in manufacturing processes, a manufacturing method thereof, and a semiconductor device. Is to provide.
本発明に係る貫通電極付きキャパシタは、複数の貫通孔を有する基板と、前記貫通孔の各々の内部に充填された導体からなる貫通電極と、前記基板の第1主面上に形成された無機絶縁体からなる絶縁性カバー膜と、前記絶縁性カバー膜の上に形成され、下部電極と誘電体と上部電極とからなる複数のキャパシタ構造と、前記キャパシタ構造を覆う保護絶縁膜と、前記キャパシタ構造の少なくとも一部と、前記保護絶縁膜を貫通するキャパシタ接続用ビアを介して電気的に接続され、かつ、対応する前記貫通電極と、前記保護絶縁膜および前記絶縁性カバー膜を貫通する前記貫通電極より小さい径からなる貫通電極接続用ビアを介して電気的に接続される複数の接続パッドとを備えるものである。そして、前記接続パッドの少なくとも一つは、前記キャパシタ接続用ビアを介して前記上部電極に電気的に接続されており、前記上部電極に電気的に接続されていない前記接続パッドの少なくとも一つは、前記キャパシタ接続用ビアを介して、前記下部電極に電気的に接続されているものである。
A capacitor with a through electrode according to the present invention includes a substrate having a plurality of through holes, a through electrode made of a conductor filled in each of the through holes, and an inorganic formed on the first main surface of the substrate. An insulating cover film made of an insulator, a plurality of capacitor structures formed on the insulating cover film and made of a lower electrode, a dielectric, and an upper electrode, a protective insulating film covering the capacitor structure, and the capacitor at least a portion of the structure, the insulation layer is electrically connected through a capacitor connecting vias through and a corresponding said through electrodes, said through said protective insulating film and the insulating cover layer And a plurality of connection pads electrically connected through through-electrode connecting vias having a smaller diameter than the through-electrode . At least one of the connection pads is electrically connected to the upper electrode through the capacitor connection via, and at least one of the connection pads not electrically connected to the upper electrode is , And electrically connected to the lower electrode through the capacitor connecting via.
本発明の第1の態様に係る半導体装置は、上記貫通電極付きキャパシタを搭載したものである。 A semiconductor device according to the first aspect of the present invention is one in which the capacitor with a through electrode is mounted.
本発明の第2の態様に係る半導体装置は、第1部品と第2部品の間に配置され、これらを電気的に接続する貫通電極付きキャパシタを具備し、前記貫通電極付きキャパシタは、複数の貫通孔を有する基板と、前記貫通孔の各々の内部に充填された導体からなる貫通電極と、前記基板上に形成された無機絶縁体からなる絶縁性カバー膜と、前記絶縁性カバー膜の上に形成され、下部電極と誘電体と上部電極とからなる複数のキャパシタ構造と、前記キャパシタ構造を覆う保護絶縁膜と、前記キャパシタ構造の少なくとも一部と、前記保護絶縁膜を貫通するキャパシタ接続用ビアを介して電気的に接続され、かつ、対応する前記貫通電極と、前記保護絶縁膜および前記絶縁性カバー膜を貫通する前記貫通電極より小さい径からなる貫通電極接続用ビアを介して電気的に接続される複数の接続パッドとを備えるものである。そして、前記接続パッドの少なくとも一つは、前記キャパシタ接続用ビアを介して、前記上部電極に電気的に接続されており、前記上部電極に電気的に接続されていない前記接続パッドの少なくとも一つは、前記キャパシタ接続用ビアを介して、前記下部電極に電気的に接続されており、前記第1部品が、半導体素子であり、前記第2部品が、半導体素子、又は実装基板である。
The semiconductor device according to the second aspect of the present invention includes a capacitor with a through electrode that is disposed between the first component and the second component and electrically connects them, and the capacitor with the through electrode includes a plurality of capacitors. A substrate having a through hole, a through electrode made of a conductor filled in each of the through holes, an insulating cover film made of an inorganic insulator formed on the substrate, and an upper surface of the insulating cover film A plurality of capacitor structures formed of a lower electrode, a dielectric, and an upper electrode; a protective insulating film covering the capacitor structure; at least a part of the capacitor structure; and a capacitor connection penetrating the protective insulating film are electrically connected through via, and a corresponding said through electrode, for the protective insulating film and the made of smaller diameter than the penetrating electrode penetrating the insulating cover layer through electrodes connected Those having a plurality of connection pads that are electrically connected via the A. At least one of the connection pads is electrically connected to the upper electrode via the capacitor connection via, and is at least one of the connection pads not electrically connected to the upper electrode. Are electrically connected to the lower electrode through the capacitor connection via, the first component is a semiconductor element, and the second component is a semiconductor element or a mounting substrate.
本発明に係る貫通電極付きキャパシタの製造方法は、基板に複数の貫通孔を形成し、前記貫通孔の各々の内部に導体を充填して複数の貫通電極を形成し、前記基板の第1主面上に、無機絶縁体からなる絶縁性カバー膜を形成し、前記絶縁性カバー膜の上に、下部電極層、誘電体層、上部電極層をこの順に積層し、前記下部電極層、誘電体層、上部電極層のパターンを形成した後に、前記第1主面を被覆するように保護絶縁膜を形成し、前記保護絶縁膜の表面から、前記上部電極層の表面まで貫通するビア、前記下部電極層の表面まで貫通するビア、および前記貫通電極の表面まで貫通する前記貫通電極より小さい径からなるビアを形成し、前記保護絶縁膜上に複数の接続パッドを形成するものである。
In the method of manufacturing a capacitor with a through electrode according to the present invention, a plurality of through holes are formed in a substrate, a conductor is filled in each of the through holes to form a plurality of through electrodes, and the first main body of the substrate is formed. An insulating cover film made of an inorganic insulator is formed on the surface, and a lower electrode layer, a dielectric layer, and an upper electrode layer are laminated on the insulating cover film in this order, and the lower electrode layer and the dielectric After forming the pattern of the layer and the upper electrode layer, a protective insulating film is formed so as to cover the first main surface, and the via that penetrates from the surface of the protective insulating film to the surface of the upper electrode layer, the lower part Vias penetrating to the surface of the electrode layer and vias having a smaller diameter than the penetrating electrode penetrating to the surface of the through electrode are formed, and a plurality of connection pads are formed on the protective insulating film.
本発明によれば、製造不良を抑制し、かつ、製造プロセスの自由度の高い貫通電極付きキャパシタ、その製造方法および半導体装置を提供することができるという優れた効果を有する。 According to the present invention, it is possible to provide a capacitor with a through electrode, a manufacturing method thereof, and a semiconductor device that can suppress manufacturing defects and have a high degree of freedom in manufacturing processes.
1 貫通電極付きキャパシタ
2 基板
3 表面絶縁膜(第1絶縁膜)
4 貫通孔
5 側壁絶縁膜(第1絶縁膜)
6 裏面絶縁膜
7 貫通電極
8 絶縁性カバー膜(第2絶縁膜)
9 ビア
10 下部電極
11 誘電体
12 上部電極
13 キャパシタ構造
14 保護絶縁膜
16 下部電極接続パッド
17 上部電極接続パッド
18 キャパシタ未接続パッド
20 下部電極接続ビア
21 上部電極接続ビア
23 裏面パッド
24 カバー樹脂
25 実装基板
26 半導体素子
31 貫通電極付きキャパシタ
32 基板
33 表面絶縁膜
50 半導体装置1 Capacitor with Through
4 Through-
6 Back surface
9
図1Aに、本発明を実施するための形態に係る貫通電極付きキャパシタの模式的断面図を示す。貫通電極付きキャパシタ1aは、図1Aに示すように、複数の貫通孔4aを有するインターポーザ基板(以下、「基板」と略す)2aを備える。貫通孔4aの各々の内部には、導体からなる貫通電極7aが充填されている。基板2aの第1主面2A上には、絶縁性カバー膜8a、キャパシタ構造13a、保護絶縁膜14a、接続パッド15a等が形成されている。
FIG. 1A is a schematic cross-sectional view of a capacitor with a through electrode according to an embodiment for carrying out the present invention. As shown in FIG. 1A, the capacitor with a
キャパシタ構造13aは、下部電極10a、誘電体11a、上部電極12aからなり、絶縁性カバー膜8aの上に形成されている。保護絶縁膜14aは、キャパシタ構造13aを被覆するように形成されている。また、接続パッド15aは、キャパシタ構造13aの少なくとも一部と、保護絶縁膜14aを貫通するキャパシタ接続用ビア20aを介して電気的に接続されている。さらに、接続パッド15aは、対応する貫通電極7aと、保護絶縁膜14aおよび絶縁性カバー膜8aを貫通する貫通電極接続用ビア9aを介して電気的に接続されている。
The
接続パッド15aの少なくとも一つは、キャパシタ接続用ビア20aを介して上部電極12aに電気的に接続されている。また、上部電極12aに電気的に接続されていない接続パッド15aの少なくとも一つは、キャパシタ接続用ビア20aを介して、下部電極10aに電気的に接続されている。
At least one of the
貫通電極付きキャパシタ1aは、半導体装置に搭載され、インターポーザ型キャパシタとして使用される。このような半導体装置の一例として、図1Bに、本発明を実施するための形態に係る半導体装置の模式的断面図を示す。
The
半導体装置50aは、図1Bに示すように、貫通電極付きキャパシタ1a、第1部品である半導体素子(半導体チップ)26a、第2部品である実装基板25aを備える。貫通電極付きキャパシタ1aは、キャパシタ構造13が形成されている第1主面2A(図1A参照)とは反対側の第2主面2B(図1A参照)側において、実装基板25aに実装される。また、第1主面2A側において、半導体素子26aと電気的および物理的に接続される。なお、第2部品として実装基板に代えて、半導体素子の上に搭載してもよい。すなわち、半導体素子間に貫通電極付きキャパシタ1aを配置してもよい。また、第1部品、第2部品は、其々1つである必要はなく、1つの貫通電極付きキャパシタ1aに対して、複数個の第1部品、又は/及び第2部品を接続させてもよい。さらに、第1部品、第2部品は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、半導体素子や実装基板以外の他の部品に置き換えてもよい。また、図1Bのように、第1部品と第2部品の間に配置する態様の他、実装基板に内蔵するものであってもよい。
As shown in FIG. 1B, the
以下、本発明の好適な実施の形態について添付図面を参照しながら説明する。 DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the invention will be described with reference to the accompanying drawings.
[第1実施形態]
図2に、本発明の第1実施形態の貫通電極付きキャパシタ1の切断部断面図を示す。貫通電極付きキャパシタ1は、複数の貫通孔4を有するインターポーザ基板(以下、「基板」と略す)2を備える。貫通孔4の各々の内部には、導体からなる貫通電極7が充填されている。基板2の第1主面2A上には、絶縁性カバー膜8、キャパシタ構造13、保護絶縁膜14、接続パッド15等が形成されている。[First Embodiment]
FIG. 2 shows a cross-sectional view of a cut portion of the
基板2の材質は、本第1実施形態においては、半導体基板を適用した例について説明する。半導体基板の材質としては、化合物半導体等でもよく、特に限定されないが、シリコン(Si)または砒化ガリウム(GaAs)の単結晶が適している。中でも、Siは、加工性に優れているので、好適である。基板2のサイズは、限定されないが、接続する半導体チップのサイズにほぼ等しいことが好ましい。基板2の厚みは、実装する際のハンドリングに耐える厚みとすることが好ましい。基板2の好ましい厚みは、例えば、100μm〜400μmである。貫通孔4のサイズも限定されないが、導体を充填した後の抵抗値が十分に小さい方がよい。かかる観点から、数μmから数十μm程度の直径とすることが好ましい。
Regarding the material of the
各貫通孔4の側壁表面全体は、側壁絶縁膜(第1絶縁膜)5で覆われている。基板2の第1主面2A側は、その全体が表面絶縁膜(第1絶縁膜)3で覆われている。一方、基板2の第1主面2Aとは反対側の第2主面2B側は、その全体が裏面絶縁膜(第1絶縁膜)6で覆われている。
The entire sidewall surface of each through
各貫通孔4の内部は、導体が充填されている。この導体は、基板2の厚さ方向に貫通されており、貫通電極7として機能する。ここでは、各貫通電極7は、基板2の主面に形成された表面絶縁膜3、基板2の第2主面2Bに形成された裏面絶縁膜6に形成されたパターン開口部にも充填されている。
The inside of each through
表面絶縁膜3、側壁絶縁膜5および裏面絶縁膜6の材質は、特に限定されないが、酸化珪素(SiO)、窒化珪素(SiNx)、酸窒化珪素(SiNO)、酸化アルミニウム(Al2O3)等が好ましい。表面絶縁膜3、側壁絶縁膜5および裏面絶縁膜6の厚みも、特に限定されないが、絶縁性が確保できる程度、すなわち0.1μm〜5μm程度とすることが好ましい。なお、基板2にSiを用いた場合には、熱酸化法により、表面絶縁膜3、側壁絶縁膜5および裏面絶縁膜6を同時に形成することができる。The materials of the
貫通孔4に充填される導体は、特に限定されないが、低電気抵抗の点からは、めっき金属が好ましく、特に銅(Cu)が好適に用いられる。銅等の金属を各貫通孔4の内部に完全に充填することにより、各貫通電極7が形成されている。各貫通電極7の表面は、電気機械研磨(Chemical Mechanical Polishing, CMP)法で研磨することにより、表面絶縁膜3の表面と面あわせをしてもよい。基板2の第2主面2Bに形成された裏面絶縁膜6についても同様である。
The conductor filled in the through
表面絶縁膜3、および基板2の第1主面2A側に露出している貫通電極7の上は、絶縁性カバー膜(第2絶縁膜)8で覆われている。絶縁性カバー膜8には、各貫通電極7の真上の位置において貫通電極7の径よりも小さい径の貫通電極接続用ビア9が形成されている。
The
絶縁性カバー膜8の材質は、限定されないが、酸化珪素、窒化珪素、酸窒化珪素、酸化アルミニウム等が好ましい。絶縁性カバー膜8の膜厚は、限定されないが、1μm〜5μm程度が好ましい。
The material of the insulating
キャパシタ構造13は、絶縁性カバー膜8の上に形成されている。キャパシタ構造13は、下部電極10と誘電体11と上部電極12とからなるMIM(metal-insulator-metal)構成(三層構成)を持つ。キャパシタ構造13は、基板2の全面に一つのセルで設けられていてもよく、複数のセルに分割されていてもよい。
The
各貫通電極7の真上の位置には、皿状の窪みが形成されている。それらの窪みには、半導体素子接合パッド15がそれぞれ形成されている。各半導体素子接合パッド15は、対応する窪みに嵌合された形になっている。
A dish-like depression is formed at a position directly above each through
下部電極10の材質は、特に限定されるものではないが、ベース基板との密着性に優れ、且つ薄膜状の誘電体11への拡散が少ない金属または合金が望ましい。例えば、絶縁性カバー膜8側からチタン(Ti),クロム(Cr),タンタル(Ta),モリブデン(Mo)等の活性金属と、白金(Pt),ルテニウム(Ru),窒化チタン(TiN),金(Au)等の高バリア性金属とを、この順で成膜したものが好適である。前記活性金属は、下部電極10の下層膜との密着層として好適である。
The material of the
下部電極10の基板2側に接する密着層と、誘電体11に接する高バリア性金属との間に、タングステン(W),モリブデン(Mo),鉄(Fe),ニッケル(Ni)およびコバ
ルト(Co)のいずれかにより形成される高弾性金属膜を挟むと、いっそう好適である。Tungsten (W), molybdenum (Mo), iron (Fe), nickel (Ni) and cobalt (Co) between the adhesion layer in contact with the
上部電極12の材質は、限定されないが、薄膜状の誘電体11への拡散の少ないものが望ましく、例えばPt,Ru,TiN,Auが好適である。
The material of the
下部電極10と上部電極12の製造方法は限定されないが、スパッタ法,CVD(Chemical Vapor Deposition)法,蒸着法、又はめっき法が好適である。
A manufacturing method of the
誘電体11の材質も、高絶縁性の材料であれば特に限定されない。例えば、酸化タンタル,酸化アルミニウム,酸化シリコン等を適用することができる。より好ましくは、高誘電率を有するペロブスカイト構造を有する化合物である。ペロブスカイト構造を有する化合物としては、SrTiO3、SrTiO3のSrの一部をBaに置換した(Sr,Ba)TiO3を挙げることができる。また、PbTiO3やBaTiO3を骨格としてAサイト(Pb,Ba)の一部をSr,Ca,La等で置換することによってAサイトの平均原子価を2価にした複合ペロブスカイト化合物や、Bサイト(Ti)の一部をMg,W,Nb,Zr,Ni,Zn等で置換してBサイトの平均原子価を4価にした複合ペロブスカイト化合物が望ましい。The material of the dielectric 11 is not particularly limited as long as it is a highly insulating material. For example, tantalum oxide, aluminum oxide, silicon oxide, or the like can be applied. More preferably, it is a compound having a perovskite structure having a high dielectric constant. Examples of the compound having a perovskite structure include SrTiO 3 and (Sr, Ba) TiO 3 in which a part of Sr in SrTiO 3 is substituted with Ba. In addition, a composite perovskite compound in which the average valence of the A site is made divalent by substituting a part of the A site (Pb, Ba) with Sr, Ca, La, etc. using PbTiO 3 or BaTiO 3 as a skeleton, A composite perovskite compound in which a part of (Ti) is substituted with Mg, W, Nb, Zr, Ni, Zn or the like to make the average valence of the B site tetravalent is desirable.
誘電体11の製造方法は、限定されないが、スパッタ法,CVD法またはゾルゲル法が好適である。 A method for manufacturing the dielectric 11 is not limited, but a sputtering method, a CVD method, or a sol-gel method is preferable.
保護絶縁膜14は、露出するキャパシタ構造13を被覆するように形成されている。但し、保護絶縁膜14は、各貫通電極7と接続する部分において開口部が形成されている。
The protective
半導体素子接合パッド15は、各貫通電極7の上に形成された皿状の窪みに嵌合するように形成されている。言い換えると、半導体素子接合パッド15は、その底部において、貫通電極7と当接しており、その側面において、絶縁性カバー膜8、保護絶縁膜14と当接している。
The semiconductor
半導体素子接合パッド15には、3種類のパッドが形成されている。すなわち、キャパシタ構造13の下部電極10に電気的に接続されているパッド(以下、「下部電極接続パッド」と称する)16と、上部電極12に電気的に接続されているパッド(以下、「上部電極接続パッド」と称する)17と、キャパシタ構造13に電気的に接続されていないパッド(以下、「キャパシタ未接続パッド」と称する)18がある。
Three types of pads are formed in the semiconductor
下部電極接続パッド16は、キャパシタ構造13の下部電極10との電気的接続が、保護絶縁膜14に形成されたキャパシタ接続用ビア(以下、これを「下部電極接続ビア」と称する)20を介してなされている。上部電極接続パッド17は、キャパシタ構造13の上部電極12との電気的接続が、保護絶縁膜14に形成されたキャパシタ接続用ビア(以下、これを「上部電極接続ビア」と称する)21を介してなされている。
The lower
保護絶縁膜14の材質や厚みは、特に限定されない。保護絶縁膜14の好適な材料としては、SiO2やSi3N4からなる無機絶縁膜や、ポリイミドやエポキシ樹脂等の有機絶縁膜を挙げることができる。The material and thickness of the protective insulating
半導体素子接合パッド15の材質は、特に限定されないが、めっき金属とするのが好適であり、特にCuが適している。Cuの下地にTi等の密着層があってもよい。Cuめっき膜の厚みは限定されないが、1μm〜20μm程度が好適である。半導体素子に接合する際には、表面側から金/ニッケル(Au/Ni)や錫(Sn)等で表面処理が施されていることがより望ましい。
The material of the semiconductor
ここでは、下部電極接続ビア20は、下部電極接続パッド16と一体形成されている。上部電極接続ビア21は、上部電極接続パッド17と一体形成されている。
Here, the lower electrode connection via 20 is formed integrally with the lower
図3に、本第1実施形態の貫通電極付きキャパシタ1の平面図を示す。図3において符号II−II線に沿った断面構成が、図2に対応している。
In FIG. 3, the top view of the
本第1実施形態では、下部電極接続パッド16がグランドパッド、上部電極接続パッド17が電源パッド、キャパシタ未接続パッド18が信号パッドとして機能する。勿論、下部電極接続パッド16を電源パッドとし、上部電極接続パッド17をグランドパッドとしてもよい。また、下部電極接続ビア20は、ここではドーナツ形状をしているが、この形状に限定されるものではなく、その位置や数も限定されない。上部電極接続ビア21も、ここでは三角形の形状を有しているが、その形状および位置、数はいずれも限定されない。半導体素子接合パッド15の形状についても、図示されたものに限定されるものではない。
In the first embodiment, the lower
図4に、以上の構成を持つ貫通電極付きキャパシタ1の第2主面2B側に、実装用の裏面パッド23を形成し、第1主面2Aおよび第2主面2Bにそれぞれカバー樹脂(SR)24を形成した状態の断面図を示す。この状態では、貫通電極付きキャパシタ1の第2主面2Bは、各貫通電極7と重なる位置にそれぞれ裏面パッド23が形成されており、それ以外の部分はカバー樹脂24で覆われている。貫通電極付きキャパシタ1の第1主面2A側は、各半導体素子接合パッド15に露出面が形成されるように、カバー樹脂24が被覆されている。
In FIG. 4, a
図5に、本第1実施形態1に係る半導体装置50の一例を示す模式的断面図を示す。貫通電極付きキャパシタ1は、裏面パッド23およびカバー樹脂24を備えた状態で、図5に示すように、実装基板25上に実装される。実装基板25と貫通電極付きキャパシタ1は、裏面パッド23を介して電気的に接続される。同様に、貫通電極付きキャパシタ1と半導体素子26は、半導体素子接合パッド15を介して接続される。こうして、貫通電極付きキャパシタ1は、いわゆるインターポーザ型キャパシタとして使用可能となる。貫通電極付きキャパシタ1は、特に半田接続に適したキャパシタ部品となる。
FIG. 5 is a schematic cross-sectional view showing an example of the
図2〜4を用いて説明した第1実施形態の貫通電極付きキャパシタ1では、基板2の厚みを実装工程でハンドリングが可能な厚みで製造可能なため、取り扱いが容易である。また、熱変化が生じた場合には、絶縁性カバー膜(第2絶縁膜)8がないと、基板2と貫通電極7との熱膨張の違いにより、基板2の第1主面2Aより貫通電極7が飛び出したり、逆に窪んだりする問題が起こり、キャパシタ構造13の誘電体11が損傷してしまう恐れがある。しかし、本第1実施形態の貫通電極付きキャパシタ1によれば、絶縁性カバー膜(第2絶縁膜)8を設けているので、キャパシタ構造13を形成した側(図2中の上側)において貫通電極7が基板2の厚さ方向(図2では上方)へ変形するのを抑制することができる。その結果、キャパシタ構造13の誘電体11の劣化が防止され、信頼性の高いキャパシタ構造13を実現することができる。
The
(貫通電極付きキャパシタの製造方法)
次に、図6A〜図6Eを参照しながら、上述した貫通電極付きキャパシタ1の製造方法について説明する。(Manufacturing method of capacitor with through electrode)
Next, a method for manufacturing the above-described
先ず、基板2に複数の貫通孔4を形成した後、表面絶縁膜(第1絶縁膜)3を基板2の第1主面2Aに形成する。これにより、基板2の第1主面2A全体が表面絶縁膜3で被覆される。また、各貫通孔4の側壁に側壁絶縁膜(第1絶縁膜)5を形成し、貫通孔4の側壁全体を側壁絶縁膜5で覆う。さらに、基板2の第2主面2Bに裏面絶縁膜6を形成し、基板2の裏面全体を側壁絶縁膜5で覆う(図6A参照)。なお、表面絶縁膜3を形成する際に、同時に側壁絶縁膜5と裏面絶縁膜6を形成してもよいし、別々に形成してもよい。
First, after forming a plurality of through
貫通孔4の形成方法は、限定されないが、ICP−RIE(Inductively Coupled Plasma Reactive Ion Etching( 誘導結合プラズマ反応性イオンエッチング))装置を用いたドライエッチングが好適に用いられる。特に、エッチングガスと側壁保護膜形成用ガスとを交互に導入する「ボッシュプロセス」を用いることにより、高アスペクト比で貫通孔4を形成することができる。表面絶縁膜3と側壁絶縁膜5および裏面絶縁膜6を形成する方法は限定されないが、CVD法が好適に用いられる。基板2がSiよりなる場合は、熱酸化法が好適に用いられる。
Although the formation method of the through-
次に、導体を各貫通孔4の内部に充填し、貫通電極7を形成する。ここで、導体の充填方法は限定されない。例えば、めっき法、CVD法、導電ペースト充填法などが使用できる。これらのうち、めっき法を用いるのがより好適である。Cu等の低抵抗な貫通電極7を形成するのに有利だからである。また、貫通孔4内の側壁絶縁膜5と貫通電極7との界面に、拡散を防止するバリア層を形成してもよい。バリア層の材質も限定されないが、窒化チタン、窒化タンタル等が好適である。各貫通電極7は、基板2だけでなく、表面絶縁膜3と裏面絶縁膜6の開口部にも形成されている。
Next, a conductor is filled in each through
次に、表面絶縁膜3上、及び貫通電極7の上端面の上に、絶縁性カバー膜(第2絶縁膜)8を形成する。すなわち、絶縁性カバー膜8により、表面絶縁膜3と貫通電極7の上端面の全体が被覆される(図6B参照)。
Next, an insulating cover film (second insulating film) 8 is formed on the
続いて、絶縁性カバー膜8の上に、下部電極10、誘電体11、上部電極12をこの順に積層する(図6C参照)。ここで、高誘電率の誘電体11を得るためには、下部電極10、誘電体11、上部電極12の成膜時または成膜後の加熱が必要となる。
Subsequently, the
ここで、上記特許文献1のように基板102上に貫通電極101を形成し、その後にキャパシタ構造106を形成する方法は、キャパシタ構造106の形成工程中に行われる基板102の加熱処理により、製造不良が生じやすいという問題があった。一方、キャパシタ構造を基板に形成した後に別途、貫通電極を形成する方法は、前述した通り、製造不良や製造プロセスの自由度が低下するという問題があった。
Here, the method of forming the through
本第1実施形態によれば、絶縁性カバー膜8を配設しているので、以下の効果を得ることができる。すなわち、キャパシタ構造13を形成するための加熱処理時に、基板2の材料と貫通電極7の材料との熱膨張係数の差によって生ずる貫通電極7のキャパシタ構造13の方向(図2中の上方方向)への伸縮を、絶縁性カバー膜8により抑制することができる。その結果、貫通電極7の伸縮によって、キャパシタ構造13の誘電体11が劣化するのを防止し、製造不良の発生を防止できる。しかも、下部電極10をW,Mo,Fe,Ni,Coのうちいずれかにより形成される高弾性金属膜を含む膜構成とすることにより、貫通電極7の熱膨張による誘電体11の損傷を一段と抑制することができる。
According to the first embodiment, since the insulating
次に、エッチング法により、下部電極10と誘電体11と上部電極12の三層を選択的に除去し、各貫通電極7と重なる位置に窪みを形成する。その後、三層構成のキャパシタ構造13の上に保護絶縁膜14を形成して、キャパシタ構造13の全面を覆う(図6D参照)。
Next, three layers of the
次に、各貫通電極7と重なる位置において保護絶縁膜14および絶縁性カバー膜8を選択的に除去することにより、貫通電極接続用ビア9を複数個形成する。また、下部電極10と重なる位置において保護絶縁膜14を選択的に除去し、下部電極10に下部電極接続パッド16を接続するための下部電極接続ビア20を形成する。さらに、上部電極12と重なる位置において保護絶縁膜14を選択的に除去し、上部電極12に上部電極接続パッド17を接続するための上部電極接続ビア21を形成する。
Next, a plurality of through-
続いて、保護絶縁膜14の上のキャパシタ構造13の各窪みと重なる位置において、半導体素子接合パッド15を複数個形成する(図6E参照)。これにより、貫通電極7と半導体素子接合パッド15が電気的に接続される。以上の工程等を経て、図2〜図4に示した貫通電極付きキャパシタ1が完成する。
Subsequently, a plurality of semiconductor
その後、半導体素子26と実装基板25との間に配置して使用するために、図5に示したように、基板2の第2主面2Bに裏面パッド23を形成し、基板2の第1主面2Aと第2主面2Bにカバー樹脂24を形成してもよい。
Thereafter, in order to be used between the
本発明の第1実施形態の貫通電極付きキャパシタ1によれば、基板2の第1主面2A上に絶縁性カバー膜(第2絶縁膜)8が形成されている。そして、絶縁性カバー膜8の上にキャパシタ構造13が形成されている。このため、キャパシタ構造13を形成するための加熱工程を実施しても、基板2の材料と貫通電極7の材料との熱膨張係数の差によって生じる基板2の厚さ方向への貫通電極7の伸縮を、絶縁性カバー膜8によって抑制することができる。その結果、貫通電極7の伸縮によって、キャパシタ構造13の誘電体11が劣化するのを防止し、製造不良の発生を防止できる。
According to the
前述したように、キャパシタ構造を基板に形成した後に貫通電極7を形成する場合、貫通電極を形成する際に基板にクラックが発生し、そのクラックがキャパシタ構造まで進展して不良になる恐れがある。また、キャパシタ構造を基板に形成した後に貫通電極7を形成する場合、基板に貫通孔を設ける際に、キャパシタ構造がエッチングされないプロセスに制限されてしまう。
As described above, when the through
また、基板に貫通電極を先に形成する方法、キャパシタ構造を形成してから基板に貫通電極を形成する方法いずれにおいても、基板の厚みが小さい方がビア中への導体の充填(貫通電極の形成)は容易である。しかしながら、基板の厚みを小さくすると製造工程でのハンドリングが困難になるという問題や、実装プロセスで基板が損傷してしまう恐れがあるという問題がある。 Also, in both the method of forming the through electrode on the substrate first and the method of forming the through electrode on the substrate after forming the capacitor structure, the smaller the substrate thickness, the more the conductor is filled into the via (the through electrode). Formation) is easy. However, there is a problem that if the thickness of the substrate is reduced, handling in the manufacturing process becomes difficult and the substrate may be damaged in the mounting process.
本発明の第1実施形態の貫通電極付きキャパシタ1によれば、貫通電極7を配設した基板2上にキャパシタ構造を形成する方法を採用しているので、製造プロセスの自由度が高い。従って、高い自由度を持って貫通電極7を形成することができる。また、貫通電極7の形成を容易にするために、無理に基板2を薄くする必要もない。よって、貫通電極7の形成が容易であると共に、製造工程や実装プロセスでのハンドリング時に損傷が起こりにくい。
According to the
しかも、基板2の第1主面2Aを表面絶縁膜3と絶縁性カバー膜8で覆うと共に、キャパシタ構造13を絶縁性カバー膜8の上に設けるという構成を採用しているので、低コストで済む。
In addition, since the first
ところで、受動素子を実装基板の内部に形成すると、受動素子部品の実装コストを低下することができ、またパッケージやモジュールの小型化が可能となることから、受動素子を内蔵した実装基板の開発も活発に行われている。上記特許文献7には、実装基板内部の実装可能な上下面に接続パッドを有する積層セラミックコンデンサが開示されている。
By the way, if passive elements are formed inside the mounting board, the mounting cost of passive element parts can be reduced, and the package and module can be downsized. It is active.
しかしながら、上記特許文献7においては、狭ピッチで接続パッドを形成することができないという問題がある。これは、積層セラミックコンデンサで形成可能なレベルまでビアのサイズを小さくすることができないためである。
However,
一方、本第1実施形態に係る貫通電極付きキャパシタによれば、これらの問題を解決することができる。すなわち、上記特許文献7に比して狭ピッチで接続パッドを形成することも可能である。
On the other hand, according to the capacitor with a through electrode according to the first embodiment, these problems can be solved. That is, it is possible to form connection pads at a narrower pitch than that in
なお、半導体素子接続パッド15の各々が、対応する貫通電極7に電気的に接続されている。そして、半導体素子26の少なくとも一つが上部電極12に電気的に接続され、上部電極12に電気的に接続されていない半導体素子接続パッド15の少なくとも一つが、下部電極10に電気的に接続されている。これにより、貫通電極付きキャパシタ1をインターポーザ型キャパシタとして使用可能である。
Each of the semiconductor
なお、本第1実施形態においては、表面絶縁膜3を設ける例を説明したが、表面絶縁膜3を設けずに、絶縁性カバー膜8を基板2の第1主面の直上に設ける態様としてもよい。
In the first embodiment, the example in which the
[第2実施形態]
図7に、本発明の第2実施形態の貫通電極付きキャパシタ31を示す。本第2実施形態では、上記第1実施形態で説明した図面の構成と共通する部分については、同一符号を付してその説明を省略する。[Second Embodiment]
FIG. 7 shows a
上記第1実施形態との大きな違いは、インターポーザ基板(以下、基板と略す)32が絶縁体で形成されている点である。基板32の材料は、絶縁体であれば限定されないが、例えば、ガラス、セラミック、酸化物単結晶等が利用できる。結晶化ガラス、低温焼成セラミック(ガラスとセラミックの複合体)も好適に利用できる。
A significant difference from the first embodiment is that an interposer substrate (hereinafter abbreviated as a substrate) 32 is formed of an insulator. Although the material of the board |
本第2実施形態の貫通電極付きキャパシタ31では、基板32の第1主面32Aとそれから露出している貫通電極7の上面に、絶縁性カバー膜(表面絶縁膜)33が形成されている。上記第1実施形態においては、表面絶縁膜3、絶縁性カバー膜8の2層の絶縁膜から構成されていたのに対し、本第2実施形態においては、絶縁性カバー膜33の1層の絶縁膜により構成される。
In the
各貫通孔4の側壁には、上記第1実施形態とは異なり、絶縁膜が設けられていない。これは、基板32が絶縁体から形成されているため、各貫通孔4の内部の貫通電極7と基板32との絶縁が不要だからである。
Unlike the first embodiment, an insulating film is not provided on the side wall of each through
基板32を絶縁体で形成した場合、絶縁性の観点からは、通常、基板32の第1主面32Aを覆う絶縁膜は必要ない。しかし、上述した第1実施形態の貫通電極付きキャパシタ1と同様に、絶縁性カバー膜33を用いることによって、貫通電極7と基板32との熱膨張差に起因する貫通電極7の変形を抑制することができる。
When the
基板32を結晶化ガラス、セラミック、低温焼結セラミック等で形成した場合には、キャパシタ構造13を薄膜で形成すると、基板32の第1主面32Aの凹凸に起因して、キャパシタ構造13の製造歩留りや信頼性が低下するという問題がある。これに対して、本第2実施形態においては、基板32の第1主面32A全体を絶縁性カバー膜33で覆っているので、絶縁性カバー膜33によって基板32の表面の凹凸が吸収され、絶縁性カバー膜33の表面が平坦になる。その結果、キャパシタ構造13の歩留りおよび信頼性が向上するという効果がある。
When the
貫通電極7の材料は限定されないが、めっきで形成する場合にはCuが好適である。基板32がセラミックや低温焼結セラミックで形成される場合は、同時焼結で形成されるCu,Ag(銀),Agを含む合金等が好適に用いられる。
The material of the through
絶縁性カバー膜33の材料も、限定されない。好適な例としては、酸化珪素、窒化珪素、酸窒化珪素、酸化アルミニウム等を挙げることができる。基板32がセラミックや低温焼結セラミック製の場合は、スピンオングラス(Spin-On-Glass(SOG))で形成される材料も好適である。基板32に絶縁体を用いた場合、各貫通孔4の側壁に絶縁膜を形成する必要がなく、その分だけ構成を簡素化できるという利点がある。
The material of the insulating
(貫通電極付きキャパシタの製造方法)
次に、図8A〜図8Eを参照しながら、第2実施形態の貫通電極付きキャパシタ31の製造方法について説明する。以下では、上記第1実施形態で説明した図6の構成と共通する部分については、同一符号を付してその説明を省略する。(Manufacturing method of capacitor with through electrode)
Next, a manufacturing method of the
先ず、絶縁体からなる基板32に貫通孔4を複数個形成した後、各貫通孔4の内部に貫通電極7を形成する(図8A参照)。貫通孔4は、ICP−RIE法で形成してもよいし、感光性結晶化ガラスを用いたフッ酸によるエッチング法で形成してもよい。基板32がセラミックや低温焼結セラミック製である場合は、セラミックのグリーンシートの加工によって形成してもよい。
First, a plurality of through
貫通電極7の形成方法は限定されないが、めっき法が好適である。基板32にセラミックや低温焼結セラミックを使用した場合には、ペーストの同時焼結により貫通電極7を形成してもよい。また、貫通孔4と貫通電極7との間には、拡散を防止するバリア層を形成してもよい。バリア層の材質も限定されないが、窒化チタン、窒化タンタル等が好適である。
Although the formation method of the
次に、貫通電極7上方側において、基板32の表面および貫通電極7の上端面の上に、絶縁性カバー膜33を形成する。これにより、基板32と貫通電極7の上端面の全体を表面保護膜33が被覆する(図8B参照)。絶縁性カバー膜33の形成方法は限定されないが、CVD法またはSOG法が好適に用いられる。
Next, an insulating
次に、絶縁性カバー膜33と貫通電極7の上端面の上に、下部電極10、誘電体11、上部電極12をこの順に積層する(図8C参照)。ここで、上述した第1実施形態と同様に、高誘電率の誘電体11を得るためには、下部電極10、誘電体11、上部電極12の成膜時または成膜後の加熱が必要となる。
Next, the
本第2実施形態によれば、上記第1実施形態に説明したように、絶縁性カバー膜33を配設しているので、以下の効果を得ることができる。すなわち、すなわち、キャパシタ構造13を形成するための加熱処理時に、基板2の材料と貫通電極7の材料との熱膨張係数の差によって生ずる貫通電極7のキャパシタ構造13の方向(図2中の上方方向)への伸縮を、絶縁性カバー膜8により抑制することができる。しかも、下部電極10をW,Mo,Fe,Ni,Coのうちいずれかにより形成される高弾性金属膜を含む膜構成とすることにより、貫通電極7の熱膨張による誘電体11の損傷を一段と抑制することができる。
According to the second embodiment, as described in the first embodiment, since the insulating
また、例えばセラミック等の表面に比較的大きい凹凸がある基板32を使用した場合には、その上に薄膜状の誘電体11を形成すると、欠陥等により歩留りが低下してしまう問題がある。これに対して、本発明では、絶縁性カバー膜33を形成したことにより、基板32の第1主面32Aの凹凸が抑制されるので、歩留りが向上する。
In addition, when the
次に、エッチング法により、下部電極10、誘電体11、上部電極12の三層を選択的に除去し、各貫通電極7と重なる位置に窪みを形成する。その後、三層構成のキャパシタ構造13の上に保護絶縁膜14を形成して、キャパシタ構造13の全面を覆う(図8D参照)。
Next, three layers of the
次に、各貫通電極7と重なる位置において保護絶縁膜14および絶縁性カバー膜8を選択的に除去し、貫通電極接続用ビア9を複数個形成する(図8E参照)。また、下部電極10と重なる位置において保護絶縁膜14を選択的に除去し、下部電極10に下部電極接続パッド16を接続するための下部電極接続ビア20を形成する。さらに、上部電極12と重なる位置において保護絶縁膜14を選択的に除去し、上部電極12に上部電極12を接続するための上部電極接続ビア21を形成する。
Next, the protective insulating
続いて、保護絶縁膜14の上のキャパシタ構造13の各窪みと重なる位置において、半導体素子接合パッド15を複数個形成する。その後、半導体素子26と実装基板25との間に配置して使用するために、図7に示したように、基板2の第2主面2Bに裏面パッド23を形成し、基板32の第1主面32Aと第2主面32Bにカバー樹脂24を形成する。こうして、図7に示した貫通電極付きキャパシタ31が完成する。
Subsequently, a plurality of semiconductor
以上説明した第2実施形態の製造方法では、図6に示した第1実施形態の製造方法に比較して、貫通孔4の側壁および基板32の第2主面32Bに側壁絶縁膜5および裏面絶縁膜6をそれぞれ形成する工程が不要となり、その分だけ製造工程を簡素化できるという利点がある。
In the manufacturing method of the second embodiment described above, the side
本発明の第2実施形態の貫通電極付きキャパシタ31では、上述したように、絶縁体からなる基板32の第1主面32Aが絶縁性カバー膜33で覆われており、その絶縁性カバー膜33の上にキャパシタ構造13が形成されている。このため、基板32に貫通電極7を形成した後にキャパシタ構造13を形成するための基板32の加熱工程を実施しても、基板32の材料と貫通電極7の材料との熱膨張係数の差によって生じる、基板32の厚さ方向への貫通電極7の伸縮が、絶縁性カバー膜33によって抑制される。その結果、キャパシタ構造13の誘電体11の劣化が防止される、つまり、製造不良の発生を防止できるから、基板32にキャパシタ構造13を形成した後に貫通電極7を形成する場合のプロセスの制限を受けることがなく、高い自由度をもって貫通電極7を形成することができる。また、貫通電極7の形成を容易にするために、無理に基板32を薄くする必要もない。よって、貫通電極7の形成が容易であると共に、製造工程や実装プロセスでのハンドリング時に損傷が起こりにくい。
In the
しかも、基板32の第1主面32Aを絶縁性カバー膜33で覆うと共に、キャパシタ構造13を絶縁性カバー膜33の上に設けるだけでよいので、低コストで済む。
In addition, since the first
さらに、上記のように貫通電極7の形成が容易であるから、基板32の厚みをハンドリングし易いものにすることができ、したがって製造過程での取り扱いが容易になる。よって、貫通電極付きキャパシタ31を容易に製造することができる。
Furthermore, since the through
なお、半導体素子接続パッド15の各々が対応する貫通電極7に電気的に接続され、半導体素子接続パッド15の少なくとも一つが上部電極12に電気的に接続され、上部電極12に電気的に接続されていない半導体素子接続パッド15の少なくとも一つが、下部電極10に電気的に接続されているので、貫通電極付きキャパシタ31をインターポーザ型キャパシタとして使用可能である。
Each of the semiconductor
本発明をいっそう詳細に説明するため、以下において、上記第1実施形態および第2実施形態の具体例について説明する。 In order to describe the present invention in more detail, specific examples of the first embodiment and the second embodiment will be described below.
(実施例1)
本実施例1では、図6に示す方法(第1実施形態)を用いて、図4の貫通電極付きキャパシタ1(第1実施形態)を製造した。Example 1
In Example 1, the
まず、基板(インターポーザ基板)2として厚さ350μmのSiウエハを準備した。そして、ICP−RIE装置を用いたボッシュプロセスにより、半導体素子の直径50μmの端子の位置に対応させて、当該半導体素子が複数とれるように直径50μmの貫通孔4を複数個、基板2に形成した。
First, a Si wafer having a thickness of 350 μm was prepared as the substrate (interposer substrate) 2. Then, by a Bosch process using an ICP-RIE apparatus, a plurality of through
次に、水蒸気を用いた熱酸化処理を行い、基板2の第1主面2Aに表面絶縁膜(第1絶縁膜)3を、各貫通孔4の側壁に側壁絶縁膜(第1絶縁膜)5を、基板2の第2主面2Bに裏面絶縁膜6を、それぞれ形成した。次に、CVD法により、バリア層のTiN、めっきシード層のCuの順にそれぞれの膜を100nm、300nmの厚みで形成した。次いで、Cuのフィルドめっきを行い、各貫通孔4の内部を完全にCuで充填して貫通電極7を形成した。その後、基板2の第1主面2Aと第2主面2BをCMPで研削し、基板2の両面のめっき膜とシード層とバリア層を除去した。
Next, a thermal oxidation process using water vapor is performed, a surface insulating film (first insulating film) 3 is formed on the first
続いて、基板2の第1主面2AにTEOS(Tetraethoxysilane)を原料としたプラズマCVD法により、350℃で、絶縁性カバー膜(第2絶縁膜)8としてのSiO2膜を1μmの厚みに形成した。次に、DCマグネトロンスパッタ法により、キャパシタ構造13を形成する下部電極10を成膜した。具体的には、下部電極10として、Ta,Ruの順にそれぞれ50nmの厚みで、加熱せずに成膜した。また、RFスパッタ法により、キャパシタ構造13を形成する誘電体11として、Mnを5%添加したSrTiO3(STO)を400℃で50nmの厚みに成膜した。さらに、DCマグネトロンスパッタ法により、キャパシタ構造13を形成する上部電極12として、Ruを100nmの厚みで基板2の加熱なしで成膜した。Subsequently, the SiO 2 film as the insulating cover film (second insulating film) 8 is formed to a thickness of 1 μm at 350 ° C. on the first
次いで、フォトリソグラフィー法によりパターニングしたフォトレジスト膜をマスクとして、Ar(アルゴン)のイオンミリング法により上部電極12をパターニングした。そのフォトレジスト膜をメチルエチルケトン洗浄および酸素プラズマ洗浄で除去した後、パターニングしたフォトレジスト膜をマスクとして、誘電体11を弗酸と硝酸の混合水溶液によるエッチング法でパターニングした。そのフォトレジスト膜を除去した後、パターニングしたレジストをマスクとして、Arのイオンミリング法により下部電極10をパターニングした。こうして、各貫通電極7に重なる位置にそれぞれ溝を形成した。
Next, the
次に、保護絶縁膜14としてのSiO2膜を、絶縁性カバー膜8と同様に、350℃でのプラズマCVD法により、1μmの厚みに成膜した。そして、フォトレジスト膜をマスクとしたRIE加工により、保護絶縁膜14および絶縁性カバー膜8の所定位置に、下部電極接続ビア20、上部電極接続ビア21および貫通電極接続用ビア9を形成した。そのフォトレジスト膜を除去した後、電解めっきのシード層として、ウエハ側からTiを50nm、Cuを300nmの厚みで順に成膜した。貫通電極接続用ビア9は直径30μmとした。Next, a SiO 2 film as the protective insulating
次に、電解めっきのシード層として、ウエハ側からTiを50nm、Cuを300nmの厚みで成膜した。その後、レジスト膜をマスクとして電解めっき法により、Cuで半導体素子接合パッド15を形成した。そして、レジスト膜およびシード層を剥離して図2に示す構造を得た。
Next, Ti was deposited to a thickness of 50 nm and Cu to a thickness of 300 nm from the wafer side as a seed layer for electrolytic plating. Thereafter, a semiconductor
次に、絶縁樹脂として感光性エポキシ−フェノール樹脂を基板2の第1主面2Aに塗布し、露光・現像により、各半導体素子接合パッド15が露出するようにパターニングした。次いで、200℃でキュアし、基板2の第1主面2Aにカバー樹脂24を形成した。裏面パッド23と第2主面2Bのカバー樹脂24についても、このカバー樹脂24と同様にして形成した。こうして、図4に示す構造を得た。
Next, a photosensitive epoxy-phenolic resin as an insulating resin was applied to the first
次に、Cu製の各半導体素子接合パッド15上に、無電解めっき法で、端子電極側からNi、Auをそれぞれ3μm、0.05μmの厚みで成膜した。その後、ウエハを切断し、得られた貫通電極付きキャパシタ1をチップ状に分割した。
Next, on each semiconductor
上記工程を経て、半導体素子接合パッド15が9000個、容量が7.0μF、サイズが20mm角の貫通電極付きキャパシタ1を得た。
Through the above process, a through-
チップ状の貫通電極付きキャパシタ1を、Sn−Ag−Cu半田によって、図5に示すように、半導体素子26と実装基板25との間に接続し、電源電圧1V、最大負荷電流100A、クロック周波数2GHzの半導体素子26を動作させたところ、電源ノイズは目標の50mV以下であることが確認できた。
As shown in FIG. 5, the chip-shaped
(実施例2)
本実施例2では、図8に示す方法(第2実施形態)を用いて、図7の貫通電極付きキャパシタ31(第2実施形態)を製造した。(Example 2)
In Example 2, using the method shown in FIG. 8 (second embodiment), the through-
インターポーザ基板32として、厚み200μmのアルカリフリー・ガラスを使用した。RIE法で、直径50μmの半導体素子26の端子位置に対応した貫通孔4を複数個、半導体素子26が複数とれるように形成した。
As the
次に、CVD法により、バリア層のTiN、めっきシード層のCuの順にそれぞれの膜を100nm、300nmの厚みで形成した。続いて、Cuのフィルドめっきを行い、各貫通孔4の内部をCuで完全に充填して、複数の貫通電極7を形成した。
Next, the respective films were formed with a thickness of 100 nm and 300 nm by the CVD method in the order of TiN as the barrier layer and Cu as the plating seed layer. Subsequently, filled plating of Cu was performed, and the inside of each through
次に、基板32の第1主面32Aと第2主面32BをCMPで研削し、基板32の両面のめっき膜とシード層とバリア層を除去した。続いて、基板32の第1主面32Aに、TEOSを原料としたプラズマCVD法により、350℃で、絶縁性カバー膜33としてのSiO2膜を1μmの厚みに形成した。Next, the first
その後のプロセスは、上記実施例1における絶縁性カバー膜(第2絶縁膜)8が本実施例2の絶縁性カバー膜33に代わった点を除いて、上記実施例1と同様に実施し、図7の構造を持つ貫通電極付きキャパシタ31を得た。
The subsequent processes were performed in the same manner as in Example 1 except that the insulating cover film (second insulating film) 8 in Example 1 was replaced with the insulating
次に、Cu製の各半導体素子接合パッド15上に、上記実施例1と同様にして、端子電極側からNi、Auをそれぞれ3μm、0.05μmの厚みで成膜した。その後、ウエハを切断し、得られた貫通電極付きキャパシタ1をチップ状に分割した。
Next, Ni and Au were formed in a thickness of 3 μm and 0.05 μm, respectively, from the terminal electrode side on each Cu semiconductor
上記工程等を経て、半導体素子接合パッド15が9000個、容量がほぼ実施例1と同じ6、9μF、サイズが20mm角の貫通電極付きキャパシタ31を得た。
Through the above steps, a through-
また、上記実施例1と同様にして、チップ状の貫通電極付きキャパシタ31を半導体素子26と実装基板25との間に接続し、電源ノイズを評価したところ、上記実施例1と同様の目標の50mV以下という良好な結果が得られた。
Further, in the same manner as in the first embodiment, a chip-
(実施例3)
本実施例3では、図8に示す方法(第2実施形態)を用いて、図7の貫通電極付きキャパシタ31(第2実施形態)を製造した。(Example 3)
In Example 3, using the method shown in FIG. 8 (second embodiment), the through-
低温焼結セラミックのグリーンシートを加工して、直径100μmの貫通孔4を複数個形成してから、各貫通孔4の内部にAgペーストを充填して積層した。その後、低温焼結セラミックとAgペーストとを同時に焼結して、貫通電極7付きの基板32を得た。
After processing a low-temperature sintered ceramic green sheet to form a plurality of through
次に、基板32の第1主面32AにSOG材を塗布してから熱処理を繰り返し、基板32の第1主面32Aに厚み1μmの絶縁性カバー膜33を形成した。次に、キャパシタ構造13を構成する下部電極10を成膜した。具体的には、下部電極10として、DCマグネトロンスパッタ法により、Ta、Mo、Ruの順でそれぞれ50nm、1μm、100nmの厚みで、加熱せずに成膜した。誘電体11と上部電極12は、上述した実施例1と同様に成膜した。
Next, after applying the SOG material to the first
それ以後の工程は、実施例2と同様に行った。ただし、貫通電極接続用ビア9のサイズは、直径50μmとした。 Subsequent steps were performed in the same manner as in Example 2. However, the size of the through-electrode connecting via 9 was 50 μm in diameter.
上記工程を経て、半導体素子接合パッド15が400個、容量が1.7μF、サイズが10mm角の貫通電極付きキャパシタ31を得た。
Through the above process, a through-
本実施例3で得られた貫通電極付きキャパシタ31を、電源電圧3.3V、クロック周波数1GHzで動作させて、電源ノイズを評価したところ、電源ノイズは目標の50mV以下であるばかりでなく、ほとんど電源ノイズがないことが確認できた。
When the power supply noise was evaluated by operating the
以上、実施形態および実施例を参照して本願発明を説明したが、本願発明は、上記実施形態および実施例に限定されたものではない。本願発明の構成や詳細には、本願発明の趣旨を逸脱しない範疇において、当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。 Although the present invention has been described with reference to the exemplary embodiments and examples, the present invention is not limited to the above exemplary embodiments and examples. Various changes that can be understood by those skilled in the art can be made to the configuration and details of the present invention without departing from the spirit of the present invention.
本明細書は、さらに以下の発明を開示する。
(付記1) 複数の貫通孔を有する基板と、
前記基板の表面と前記貫通孔の各々の側壁を覆う第1絶縁膜と、
前記貫通孔の各々の内部に充填された導体からなる貫通電極と、
前記第1絶縁膜の上に形成された、前記基板の表面を覆う第2絶縁膜と、
前記第2絶縁膜の上に形成された、下部電極と誘電体と上部電極とからなるキャパシタ構造と、
前記キャパシタ構造を覆う保護絶縁膜と、
前記保護絶縁膜の上に形成された複数の接続パッドとを備え、
前記接続パッドの各々は、保護絶縁膜と前記第2絶縁膜を貫通するビアを介して、対応する前記貫通電極に電気的に接続されており、
前記接続パッドの少なくとも一つは、前記保護絶縁膜を貫通するビアを介して、前記上部電極に電気的に接続されており、
前記上部電極に電気的に接続されていない前記接続パッドの少なくとも一つは、前記保護絶縁膜を貫通するビアを介して、前記下部電極に電気的に接続されていることを特徴とする貫通電極付きキャパシタ。The present specification further discloses the following inventions.
(Supplementary note 1) a substrate having a plurality of through holes;
A first insulating film covering the surface of the substrate and each side wall of the through hole;
A through electrode made of a conductor filled in each of the through holes;
A second insulating film formed on the first insulating film and covering a surface of the substrate;
A capacitor structure comprising a lower electrode, a dielectric, and an upper electrode formed on the second insulating film;
A protective insulating film covering the capacitor structure;
A plurality of connection pads formed on the protective insulating film,
Each of the connection pads is electrically connected to the corresponding through electrode through a via penetrating the protective insulating film and the second insulating film,
At least one of the connection pads is electrically connected to the upper electrode through a via penetrating the protective insulating film,
At least one of the connection pads not electrically connected to the upper electrode is electrically connected to the lower electrode through a via penetrating the protective insulating film. With capacitor.
(付記2) 複数の貫通孔を有する、絶縁体からなる基板と、
前記基板の表面を覆う絶縁膜と、
前記貫通孔の各々の内部に充填された導体からなる貫通電極と、
前記絶縁膜の上に形成された、下部電極と誘電体と上部電極とからなるキャパシタ構造と、
前記キャパシタ構造を覆う保護絶縁膜と、
前記保護絶縁膜の上に形成された複数の接続パッドとを備え、
前記接続パッドの各々は、前記保護絶縁膜と前記絶縁膜を貫通するビアを介して、対応する前記貫通電極に電気的に接続されており、
前記接続パッドの少なくとも一つは、前記保護絶縁膜を貫通するビアを介して、前記上部電極に電気的に接続されており、
前記上部電極に電気的に接続されていない前記接続パッドの少なくとも一つは、前記保護絶縁膜を貫通するビアを介して、前記下部電極に電気的に接続されていることを特徴とする貫通電極付きキャパシタ。(Appendix 2) A substrate made of an insulator having a plurality of through holes;
An insulating film covering the surface of the substrate;
A through electrode made of a conductor filled in each of the through holes;
A capacitor structure formed of a lower electrode, a dielectric, and an upper electrode, formed on the insulating film;
A protective insulating film covering the capacitor structure;
A plurality of connection pads formed on the protective insulating film,
Each of the connection pads is electrically connected to the corresponding through electrode through a via that penetrates the protective insulating film and the insulating film,
At least one of the connection pads is electrically connected to the upper electrode through a via penetrating the protective insulating film,
At least one of the connection pads not electrically connected to the upper electrode is electrically connected to the lower electrode through a via penetrating the protective insulating film. With capacitor.
(付記3) 基板に複数の貫通孔を形成する工程と、
前記基板の表面と前記貫通孔の各々の側壁を覆う第1絶縁膜を形成する工程と、
前記貫通孔の各々の内部に導体を充填して複数の貫通電極を形成する工程と、
前記第1絶縁膜の上に前記基板の表面を覆う第2絶縁膜を形成する工程と、
前記第2の絶縁膜の上に、下部電極と誘電体と上部電極とからなるキャパシタ構造を形成する工程と、
前記キャパシタを覆う保護絶縁膜を形成する工程と、
前記保護絶縁膜の上に複数の接続パッドを形成する工程とを備え、
前記接続パッドの各々は、少なくとも前記第2絶縁膜を貫通するビアを介して、対応する前記貫通電極に電気的に接続されており、
前記接続パッドの少なくとも一つは、前記保護絶縁膜を貫通するビアを介して、前記上部電極に電気的に接続されており、
前記上部電極に電気的に接続されていない前記接続パッドの少なくとも一つは、前記保護絶縁膜を貫通するビアを介して、前記下部電極に電気的に接続されていることを特徴とする貫通電極付きキャパシタの製造方法。(Additional remark 3) The process of forming a several through-hole in a board | substrate,
Forming a first insulating film covering the surface of the substrate and the side walls of the through holes;
A step of filling a conductor in each of the through holes to form a plurality of through electrodes;
Forming a second insulating film covering the surface of the substrate on the first insulating film;
Forming a capacitor structure including a lower electrode, a dielectric, and an upper electrode on the second insulating film;
Forming a protective insulating film covering the capacitor;
Forming a plurality of connection pads on the protective insulating film,
Each of the connection pads is electrically connected to the corresponding through electrode through at least a via penetrating the second insulating film,
At least one of the connection pads is electrically connected to the upper electrode through a via penetrating the protective insulating film,
At least one of the connection pads not electrically connected to the upper electrode is electrically connected to the lower electrode through a via penetrating the protective insulating film. Of manufacturing a capacitor with a capacitor.
(付記4) 絶縁体からなる基板に複数の貫通孔を形成する工程と、
前記基板の表面を覆う絶縁膜を形成する工程と、
前記貫通孔の各々の内部に導体を充填して複数の貫通電極を形成する工程と、
前記の絶縁膜の上に、下部電極と誘電体と上部電極とからなるキャパシタ構造を形成する工程と、
前記キャパシタを覆う保護絶縁膜を形成する工程と、
前記保護絶縁膜の上に複数の接続パッドを形成する工程とを備え、
前記接続パッドの各々は、前記絶縁膜を貫通するビアを介して、対応する前記貫通電極に電気的に接続されており、
前記接続パッドの少なくとも一つは、前記保護絶縁膜を貫通するビアを介して、前記上部電極に電気的に接続されており、
前記上部電極に電気的に接続されていない前記接続パッドの少なくとも一つは、前記保護絶縁膜を貫通するビアを介して、前記下部電極に電気的に接続されていることを特徴とする貫通電極付きキャパシタの製造方法。(Additional remark 4) The process of forming a several through-hole in the board | substrate consisting of an insulator,
Forming an insulating film covering the surface of the substrate;
A step of filling a conductor in each of the through holes to form a plurality of through electrodes;
Forming a capacitor structure including a lower electrode, a dielectric, and an upper electrode on the insulating film;
Forming a protective insulating film covering the capacitor;
Forming a plurality of connection pads on the protective insulating film,
Each of the connection pads is electrically connected to the corresponding through electrode through a via penetrating the insulating film,
At least one of the connection pads is electrically connected to the upper electrode through a via penetrating the protective insulating film,
At least one of the connection pads not electrically connected to the upper electrode is electrically connected to the lower electrode through a via penetrating the protective insulating film. Of manufacturing a capacitor with a capacitor.
なお、本出願は、2008年3月4日に出願された日本出願特願2008−054166を基礎とする優先権を主張し、その開示のすべてをここに取り込む。 In addition, this application claims the priority on the basis of Japanese application Japanese Patent Application No. 2008-054166 for which it applied on March 4, 2008, and takes in those the indications of all here.
Claims (16)
前記貫通孔の各々の内部に充填された導体からなる貫通電極と、
前記基板の第1主面上に形成された無機絶縁体からなる絶縁性カバー膜と、
前記絶縁性カバー膜の上に形成され、下部電極と誘電体と上部電極とからなる複数のキャパシタ構造と、
前記キャパシタ構造を覆う保護絶縁膜と、
前記キャパシタ構造の少なくとも一部と、前記保護絶縁膜を貫通するキャパシタ接続用ビアを介して電気的に接続され、かつ、対応する前記貫通電極と、前記保護絶縁膜および前記絶縁性カバー膜を貫通する前記貫通電極より小さい径からなる貫通電極接続用ビアを介して電気的に接続される複数の接続パッドと
を備え、
前記接続パッドの少なくとも一つは、前記キャパシタ接続用ビアを介して前記上部電極に電気的に接続されており、
前記上部電極に電気的に接続されていない前記接続パッドの少なくとも一つは、前記キャパシタ接続用ビアを介して、前記下部電極に電気的に接続されている貫通電極付きキャパシタ。 A substrate having a plurality of through holes;
A through electrode made of a conductor filled in each of the through holes;
An insulating cover film made of an inorganic insulator formed on the first main surface of the substrate;
A plurality of capacitor structures formed on the insulating cover film and including a lower electrode, a dielectric, and an upper electrode;
A protective insulating film covering the capacitor structure;
It is electrically connected to at least a part of the capacitor structure through a capacitor connection via that penetrates the protective insulating film, and penetrates the corresponding through electrode, the protective insulating film, and the insulating cover film. A plurality of connection pads electrically connected through through-electrode connecting vias having a smaller diameter than the through-electrode,
At least one of the connection pads is electrically connected to the upper electrode through the capacitor connection via,
A capacitor with a through electrode, wherein at least one of the connection pads not electrically connected to the upper electrode is electrically connected to the lower electrode via the capacitor connection via.
前記基板の第1主面、および、前記第1主面とは反対側にある第2主面、および前記貫通孔の側壁の上に、絶縁膜が形成されていることを特徴とする請求項1又は2に記載の貫通電極付きキャパシタ。 The substrate is a semiconductor substrate;
The insulating film is formed on the first main surface of the substrate, the second main surface opposite to the first main surface, and the side wall of the through hole. A capacitor with a through electrode according to 1 or 2.
前記貫通電極付きキャパシタは、
複数の貫通孔を有する基板と、
前記貫通孔の各々の内部に充填された導体からなる貫通電極と、
前記基板の第1主面上に形成された無機絶縁体からなる絶縁性カバー膜と、
前記絶縁性カバー膜の上に形成され、下部電極と誘電体と上部電極とからなる複数のキャパシタ構造と、
前記キャパシタ構造を覆う保護絶縁膜と、
前記キャパシタ構造の少なくとも一部と、前記保護絶縁膜を貫通するキャパシタ接続用ビアを介して電気的に接続され、かつ、対応する前記貫通電極と、前記保護絶縁膜および前記絶縁性カバー膜を貫通する前記貫通電極より小さい径からなる貫通電極接続用ビアを介して電気的に接続される複数の接続パッドと
を備え、
前記接続パッドの少なくとも一つは、前記キャパシタ接続用ビアを介して、前記上部電極に電気的に接続されており、
前記上部電極に電気的に接続されていない前記接続パッドの少なくとも一つは、前記キャパシタ接続用ビアを介して、前記下部電極に電気的に接続されており、
前記第1部品が、1又は2以上の半導体素子であり、
前記第2部品が、実装基板、又は1又は2以上の半導体素子である半導体装置。 A capacitor with a through electrode disposed between the first component and the second component and electrically connecting them;
The through electrode capacitor is
A substrate having a plurality of through holes;
A through electrode made of a conductor filled in each of the through holes;
An insulating cover film made of an inorganic insulator formed on the first main surface of the substrate;
A plurality of capacitor structures formed on the insulating cover film and including a lower electrode, a dielectric, and an upper electrode;
A protective insulating film covering the capacitor structure;
It is electrically connected to at least a part of the capacitor structure through a capacitor connection via that penetrates the protective insulating film, and penetrates the corresponding through electrode, the protective insulating film, and the insulating cover film. A plurality of connection pads electrically connected through through-electrode connecting vias having a smaller diameter than the through-electrode,
At least one of the connection pads is electrically connected to the upper electrode through the capacitor connection via,
At least one of the connection pads that is not electrically connected to the upper electrode is electrically connected to the lower electrode via the capacitor connection via,
The first component is one or more semiconductor elements;
A semiconductor device in which the second component is a mounting substrate or one or more semiconductor elements.
前記基板の前記第1主面、当該第1主面とは反対側の第2主面、および前記貫通孔の側壁は、絶縁膜により被覆されていることを特徴とする請求項10又は11に記載の半導体装置。 The substrate is a semiconductor substrate;
The said 1st main surface of the said board | substrate, the 2nd main surface on the opposite side to the said 1st main surface, and the side wall of the said through-hole are coat | covered with the insulating film, The Claim 10 or 11 characterized by the above-mentioned. The semiconductor device described.
前記貫通孔の各々の内部に導体を充填して複数の貫通電極を形成し、
前記基板の第1主面上に、無機絶縁体からなる絶縁性カバー膜を形成し、
前記絶縁性カバー膜の上に、下部電極層、誘電体層、上部電極層をこの順に積層し、
前記下部電極層、誘電体層、上部電極層のパターンを形成した後に、前記第1主面を被覆するように保護絶縁膜を形成し、
前記保護絶縁膜の表面から、前記上部電極層の表面まで貫通するビア、前記下部電極層の表面まで貫通するビア、および前記貫通電極の表面まで貫通する前記貫通電極より小さい径からなるビアを形成し、
前記保護絶縁膜上に複数の接続パッドを形成する貫通電極付きキャパシタの製造方法。 Forming a plurality of through holes in the substrate;
A plurality of through electrodes are formed by filling a conductor inside each of the through holes,
Forming an insulating cover film made of an inorganic insulator on the first main surface of the substrate;
On the insulating cover film, a lower electrode layer, a dielectric layer, and an upper electrode layer are laminated in this order,
After forming the pattern of the lower electrode layer, dielectric layer, upper electrode layer, a protective insulating film is formed so as to cover the first main surface,
Vias penetrating from the surface of the protective insulating film to the surface of the upper electrode layer, vias penetrating to the surface of the lower electrode layer, and vias having a smaller diameter than the through electrode penetrating to the surface of the through electrode are formed. And
A method of manufacturing a capacitor with a through electrode, wherein a plurality of connection pads are formed on the protective insulating film.
前記基板の第1主面、および、前記第1主面とは反対側にある第2主面、および前記貫通孔の側壁の上に、絶縁膜を形成することを特徴とする請求項14又は15に記載の貫通電極付きキャパシタの製造方法。 As the substrate, a semiconductor substrate is used,
15. An insulating film is formed on the first main surface of the substrate, the second main surface opposite to the first main surface, and the side wall of the through hole. 15. A method for producing a capacitor with a through electrode according to 15.
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JP5786331B2 (en) * | 2010-12-24 | 2015-09-30 | 大日本印刷株式会社 | Component built-in wiring board |
JP6176253B2 (en) * | 2012-09-07 | 2017-08-09 | 旭硝子株式会社 | Method for producing intermediate product for interposer and intermediate product for interposer |
US9935166B2 (en) * | 2013-03-15 | 2018-04-03 | Qualcomm Incorporated | Capacitor with a dielectric between a via and a plate of the capacitor |
WO2018008625A1 (en) * | 2016-07-07 | 2018-01-11 | 株式会社村田製作所 | Capacitor |
GB2590643B (en) | 2019-12-20 | 2022-08-03 | Graphcore Ltd | Method of manufacturing a computer device |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002008942A (en) * | 2000-06-16 | 2002-01-11 | Fujitsu Ltd | Capacitor device, method of manufacturing capacitor device, and module on which capacitor device is mounted |
JP2006005243A (en) * | 2004-06-18 | 2006-01-05 | Shinko Electric Ind Co Ltd | Solid electrolytic capacitor and manufacturing method thereof |
JP2006179564A (en) * | 2004-12-21 | 2006-07-06 | Nec Corp | Semiconductor connection substrate, method of manufacturing the same semiconductor apparatus, semiconductor device, and semiconductor substrate |
JP2007184324A (en) * | 2006-01-04 | 2007-07-19 | Nec Corp | Capacitor, chip carrier type capacitor, semiconductor device, mounting substrate, and process for fabricating capacitor |
-
2009
- 2009-02-10 JP JP2010501833A patent/JP5333435B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2009-02-10 WO PCT/JP2009/052195 patent/WO2009110288A1/en active Application Filing
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002008942A (en) * | 2000-06-16 | 2002-01-11 | Fujitsu Ltd | Capacitor device, method of manufacturing capacitor device, and module on which capacitor device is mounted |
JP2006005243A (en) * | 2004-06-18 | 2006-01-05 | Shinko Electric Ind Co Ltd | Solid electrolytic capacitor and manufacturing method thereof |
JP2006179564A (en) * | 2004-12-21 | 2006-07-06 | Nec Corp | Semiconductor connection substrate, method of manufacturing the same semiconductor apparatus, semiconductor device, and semiconductor substrate |
JP2007184324A (en) * | 2006-01-04 | 2007-07-19 | Nec Corp | Capacitor, chip carrier type capacitor, semiconductor device, mounting substrate, and process for fabricating capacitor |
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