薄膜电容器、多层布线板和半导体器件制造技术

本发明专利技术提供能够减小电感、抑制有效电极面积减小并实现小型化的薄膜电容器、多层布线板以及半导体器件，所述薄膜电容器包括：第一电容性元件，其各自包括具有第一极性的电极层和具有第二极性的电极层，并布置在特定位置周围；第二电容性元件，其各自包括具有第二极性的电极层和具有第一极性的电极层，并且与第一电容性元件交替布置在特定位置周围；单个公共连接孔，其设置在特定位置处并连接第一电容性元件的具有第一极性的全部电极层和第二电容性元件的具有第一极性的全部电极层；以及单独连接孔，其设置在公共连接孔周围并且连接第一电容性元件的具有第二极性的各电极层和第二电容性元件的具有第二极性的相邻的电极层。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及优选适用于去耦电容器等的薄膜电容器、诸如内置有该薄膜电容器的印刷布线板或者转接板(interposer)的多层布线板、以及包括该多层布线板的半导体器件。
技术介绍
随着电子电路的高速化、高容量化和高密度化，当电源电压降低时功率和电流增力口，并且在现有的电子系统中电源分配成为显著的问题。在开关晶体管电路中对负载进行充电时电流是必不可少的，并且该电流是通过去耦电容器供给的，且不可能从电压调制模块(voltage regulator module, VRM)供给。去I禹电容器通过等效串联电感(equivalentseries inductance, ESL)成分和电容器的电容引起谐振现象,并且在高于谐振频率的区域中用作电感并导致阻抗增加。去耦电容器尽可能近地放置在半导体器件附近以降低ESL。另外，为了实现比表面安装型电容器的阻抗更低的阻抗，人们进行了这样一项研究在电源面与接地面之间使用薄的介电材料在半导体封装或者板子中内置电容器(例如，见非专利文献 I (Prathap K. Muthana, Design of high speed package and boardsusing embedded decoupling capacitors (使用内置去稱电容器设计高速封装和板子)，(美国)，佐治亚理工学院(Georgia Institute of Technology)，2007 年 8 月))。在内置型去耦电容器中，能够使得至半导体器件的布线距离短于表面安装型电容器中的布线距离。然而，在相关技术的内置型去耦电容器中，例如在专利文献2 (JP-A-2005-72311)中所指出的，在两侧夹着电容器的介电层的各个电极分别连接至单个电极端子，并且由一个电流通道形成的磁场没有被由附近的另一电流通道形成的磁场抵消和减小。因而，电感减小的效果受到限制。因此，为了进一步减小ESL，例如，在专利文献I (JP-A-11-45822)和专利文献2中，已经提出了一种方法，其中将在形成电容器的一对电极板或者电极层中流动的电流的方向尽可能地设定成不同的方向，并且还提出了一种方法，其中并联连接各自包括一对电容性元件的多个电容器元件，以使得电流分配到η个通道并使有效电感变成1/η(η分之I)。另外，还引用了专利文献3(JP-A-2007_116178)和专利文献4QP-A-2007-116179)
技术实现思路
然而，在专利文献I中，为了并联连接多个电容器元件，必须将正电极和负电极连接至各个电容器，因而面积的增加不可避免。另外，在专利文献2中，为了将作为引出电极的过孔导体连接至极性(正、负)交替设置的附近的电极端子，必须形成电极的许多钻孔部分以使不同电极部分中的过孔导体不会接触，并且还存在有效电极面积减小的问题。因此，期望提供一种能够减小电感、抑制有效电极面积的减小并实现小型化的薄膜电容器、包括该薄膜电容器的多层布线板、以及包括该多层布线板的半导体器件。本专利技术实施例的薄膜电容器包括以下构成元件(ΑΓΦ)(A)多个第一电容性元件，各个所述第一电容性元件包括在介电层的上表面上的具有第一极性的电极层和在所述介电层的下表面上的具有第二极性的电极层，并且布置在特定位置周围；(B)多个第二电容性元件，各个所述第二电容性元件包括在所述介电层的上表面 上的具有第二极性的电极层和在所述介电层的下表面上的具有第一极性的电极层，并且与所述多个第一电容性元件交替布置在所述特定位置周围；(C)单个公共连接孔，其设置在所述特定位置处并用于连接所述多个第一电容性元件的具有第一极性的全部电极层和所述多个第二电容性元件的具有第一极性的全部电极层；以及(D)多个单独连接孔，其设置在所述公共连接孔周围并且用于将所述多个第一电容性元件的具有第二极性的各电极层连接至所述多个第二电容性元件的具有第二极性的相邻的电极层。在本专利技术实施例的薄膜电容器中，各自包括在介电层的上表面上的具有第一极性的电极层和在所述介电层的下表面上的具有第二极性的电极层的多个第一电容性元件与各自包括在所述介电层的上表面上的具有第二极性的电极层和在所述介电层的下表面上的具有第一极性的电极层的多个第二电容性元件交替布置在特定位置周围。因此，在具有第一极性的电极层和具有第二极性的电极层相邻的部分中，电流的方向相反，产生的电磁场被抵消，并且电感减小。另外，多个第一电容性元件的具有第一极性的全部电极层和多个第二电容性元件的具有第一极性的全部电极层通过单个公共连接孔连接。因此，可以减少连接孔的数量，并且可以抑制有效电极面积的减小并实现小型化。本专利技术实施例的多层布线板包括本专利技术实施例的薄膜电容器。在本专利技术实施例的多层布线板中，本专利技术实施例的薄膜电容器用作去耦电容器。本专利技术实施例的半导体器件包括芯片和具有本专利技术实施例的薄膜电容器的多层布线板。在本专利技术实施例的半导体器件中，具有本专利技术实施例的薄膜电容器的多层布线板用作母板。根据本专利技术实施例的薄膜电容器，各自包括在介电层的上表面上的具有第一极性的电极层和在所述介电层的下表面上的具有第二极性的电极层的多个第一电容性元件与各自包括在所述介电层的上表面上的具有第二极性的电极层和在所述介电层的下表面上的具有第一极性的电极层的多个第二电容性元件交替布置在特定位置周围，因此，可以使电感减小。另外，多个第一电容性元件的具有第一极性的全部电极层和多个第二电容性元件的具有第一极性的全部电极层通过单个公共连接孔连接，因此，可以减少连接孔的数量，并且可以抑制有效电极面积的减小并实现小型化。因此，通过在多层布线板中内置薄膜电容器或者使用该多层布线板形成半导体器件，通过使薄膜电容器小型化可以增加布局的自由度并实现多层布线板的小型化，并且可以缩短半导体器件与电容器之间的布线距离，并使从半导体器件所见的电感减小。附图说明图IA和图IB是分别示出了从介电层的上表面侧和下表面侧看到的本专利技术第一实施例的薄膜电容器结构的平面图。图2A 图 2D 示出了沿图 IA 中的 IIA-IIA 线、IIB-IIB 线、IIC-IIC 线和 IID-IID线的截面图。图3A和图3B是分别示出了从介电层的上表面侧和下表面侧看到的变化例I的薄膜电容器结构的平面图。 图4A和图4B是分别示出了从介电层的上表面侧和下表面侧看到的本专利技术第二实施例的薄膜电容器结构的平面图。图5A和图5B是分别示出了从介电层的上表面侧和下表面侧看到的变化例2的薄膜电容器结构的平面图。图6A和图6B是分别示出了从介电层的上表面侧和下表面侧看到的本专利技术第三实施例的薄膜电容器结构的平面图。图7示出了当具有较大电容量的电容性元件和具有较小电容量的电容性元件并联时的合成阻抗。图8示意性示出了图6A和图6B中所示的四个电容性元件的合成阻抗。图9A和图9B是分别示出了从介电层的上表面侧和下表面侧看到的本专利技术第四实施例的薄膜电容器结构的平面图。图IOA和图IOB是分别示出了从介电层的上表面侧和下表面侧看到的变化例3的薄膜电容器结构的平面图。图11是示出了本专利技术第五实施例的薄膜电容器结构的截面图。图12是示出了本专利技术第六实施例的多层布线板结构的截面图。图13是示出了本专利技术第七实施例的多层布线板结构的截面图。图14是示出了图13所示的多层布线板的变本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种薄膜电容器，其包括：多个第一电容性元件，各个所述第一电容性元件包括在介电层的上表面上的具有第一极性的电极层和在所述介电层的下表面上的具有第二极性的电极层，并且布置在特定位置周围；多个第二电容性元件，各个所述第二电容性元件包括在所述介电层的上表面上的具有第二极性的电极层和在所述介电层的下表面上的具有第一极性的电极层，并且与所述多个第一电容性元件交替布置在所述特定位置周围；单个公共连接孔，其设置在所述特定位置处并用于连接所述多个第一电容性元件的具有第一极性的全部电极层和所述多个第二电容性元件的具有第一极性的全部电极层；以及多个单独连接孔，其设置在所述公共连接孔周围并且用于将所述多个第一电容性元件的具有第二极性的各电极层连接至所述多个第二电容性元件的具有第二极性的相邻的电极层。

【技术特征摘要】
2011.06.23 JP 2011-1398361.一种薄膜电容器，其包括 多个第一电容性元件，各个所述第一电容性元件包括在介电层的上表面上的具有第一极性的电极层和在所述介电层的下表面上的具有第二极性的电极层，并且布置在特定位置周围； 多个第二电容性元件，各个所述第二电容性元件包括在所述介电层的上表面上的具有第二极性的电极层和在所述介电层的下表面上的具有第一极性的电极层，并且与所述多个第一电容性元件交替布置在所述特定位置周围； 单个公共连接孔，其设置在所述特定位置处并用于连接所述多个第一电容性元件的具有第一极性的全部电极层和所述多个第二电容性元件的具有第一极性的全部电极层；以及 多个单独连接孔，其设置在所述公共连接孔周围并且用于将所述多个第一电容性元件的具有第二极性的各电极层连接至所述多个第二电容性元件的具有第二极性的相邻的电极层。2.如权利要求I所述的薄膜电容器，其中，所述多个单独连接孔各向同性地布置在所述公共连接孔周围。3.如...

【专利技术属性】
技术研发人员：六波罗真仁，
申请(专利权)人：索尼公司，
类型：发明
国别省市：