特表 2024-541186 ＭＯＳ／ＭＩＳ組合せコンデンサアセンブリ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2024-11-08

(54)【発明の名称】ＭＯＳ／ＭＩＳ組合せコンデンサアセンブリ

(51)【国際特許分類】

   H01G 4/33 20060101AFI20241031BHJP

   H01G 4/30 20060101ALI20241031BHJP

   H01L 21/822 20060101ALI20241031BHJP

【ＦＩ】

H01G4/33 102

H01G4/30 541

H01G4/30 544

H01G4/30 547

H01L27/04 C

【審査請求】未請求

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2024520996

(86)(22)【出願日】2022-10-20

(85)【翻訳文提出日】2024-04-05

(86)【国際出願番号】 US2022047220

(87)【国際公開番号】W WO2023076094

(87)【国際公開日】2023-05-04

(31)【優先権主張番号】63/274,102

(32)【優先日】2021-11-01

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】523271583

【氏名又は名称】キョーセラ・エーブイエックス・コンポーネンツ・コーポレーション

(74)【代理人】

【識別番号】100108453

【弁理士】

【氏名又は名称】村山 靖彦

(74)【代理人】

【識別番号】100110364

【弁理士】

【氏名又は名称】実広 信哉

(74)【代理人】

【識別番号】100133400

【弁理士】

【氏名又は名称】阿部 達彦

(72)【発明者】

【氏名】コリー・ネルソン

【テーマコード（参考）】

5E001

5E082

5F038

【Ｆターム（参考）】

5E001AB01

5E001AB06

5E001AE00

5E082AA01

5E082AB01

5E082BC40

5E082DD11

5E082EE05

5E082FF05

5E082FG03

5E082FG27

5E082MM40

5F038AC05

5F038AC16

5F038EZ20

(57)【要約】

金属－酸化物－半導体（ＭＯＳ）と金属－絶縁体－半導体（ＭＩＳ）との組合せコンデンサアセンブリ（ｃｏｍｂｉｎｅｄ ｍｅｔａｌ－ｏｘｉｄｅ－ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ （ＭＯＳ） ａｎｄ ｍｅｔａｌ－ｉｎｓｕｌａｔｏｒ－ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ （ＭＩＳ） ｃａｐａｃｉｔｏｒ ａｓｓｅｍｂｌｙ）が、提供される。コンデンサアセンブリは、半導体材料を含む基板と、基板の表面上に形成された酸化物層と、酸化物層の少なくとも一部分の上に形成された絶縁体層とを含む。コンデンサアセンブリは、第１および第２の導電端子と、基板と接続された第３の端子とをさらに含む。酸化物層は、第１の端子と第３の端子との間に第１のコンデンサを形成するために、基板と第１の導電層との間に直列に接続される。絶縁体層は、第２の端子と第３の端子との間に第２のコンデンサを形成するために、基板と第２の導電層との間に直列に接続される。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

半導体材料を含む基板と、
前記基板の表面上に形成された酸化物層と、
前記酸化物層の少なくとも一部分の上に形成された絶縁体層と、
前記酸化物層の少なくとも一部分の上に形成された第１の導電層と、
前記絶縁体層の少なくとも一部分の上に形成された第２の導電層と、
前記第１の導電層と接続された第１の端子と、
前記第２の導電層と接続された第２の端子と、
前記基板と接続された第３の端子と
を備え、
前記酸化物層が、前記第１の端子と前記第３の端子との間に第１のコンデンサを形成するために、前記基板と前記第１の導電層との間に直列に接続され、
前記絶縁体層が、前記第２の端子と前記第３の端子との間に第２のコンデンサを形成するために、前記基板と前記第２の導電層との間に直列に接続された、
コンデンサアセンブリ。

【請求項2】

前記絶縁体層が、前記酸化物層とは異なる誘電体材料から形成された、請求項１に記載のコンデンサアセンブリ。

【請求項3】

前記絶縁体層が、窒化物層を備える、請求項１に記載のコンデンサアセンブリ。

【請求項4】

前記絶縁体層が、窒化ケイ素または酸窒化ケイ素を含む、請求項３に記載のコンデンサアセンブリ。

【請求項5】

前記第１の端子および前記第２の端子が各々、Ｘ方向において長さを有し、さらに、前記第１の端子の前記長さと前記第２の端子の前記長さとの比が、約１：１である、請求項１に記載のコンデンサアセンブリ。

【請求項6】

前記第１の端子および前記第２の端子が各々、前記Ｘ方向に対して垂直なＹ方向において幅を有し、さらに、前記第１の端子の前記幅と前記第２の端子の前記幅との比が、約１：１である、請求項５に記載のコンデンサアセンブリ。

【請求項7】

前記第３の端子が、Ｚ方向において前記基板の前記表面から離間しているロケーションにおいて前記基板と接続された、請求項１に記載のコンデンサアセンブリ。

【請求項8】

前記第１の端子が、Ｘ方向および／またはＹ方向において前記第２の端子から離間している、請求項１に記載のコンデンサアセンブリ。

【請求項9】

前記絶縁体層は、前記絶縁体層がない前記酸化物層の第２の部分とは別個である、前記酸化物層の第１の部分をカバーする、請求項１に記載のコンデンサアセンブリ。

【請求項10】

前記第１の端子が、前記酸化物層に直接的に接触する導電性材料を含む、請求項１に記載のコンデンサアセンブリ。

【請求項11】

前記第１の端子が、前記絶縁体層に直接的に接触する導電性材料を含む、請求項１に記載のコンデンサアセンブリ。

【請求項12】

前記基板の前記半導体材料が、シリコンを含む、請求項１に記載のコンデンサアセンブリ。

【請求項13】

前記酸化物層が、酸化ケイ素を含む、請求項１に記載のコンデンサアセンブリ。

【請求項14】

第１の端子および前記第２の端子が、同じ形状およびサイズを有し、
前記第１のコンデンサが、第１の容量値を有し、前記第２のコンデンサが、第２の容量値を有し、
前記第１の容量値と前記第２の容量値とが、等しくない、
請求項１に記載のコンデンサアセンブリ。

【請求項15】

前記酸化物層または前記絶縁体層の上に形成された追加の端子をさらに備える、請求項１に記載のコンデンサアセンブリ。

【請求項16】

前記追加の端子が、前記第１の端子と前記第２の端子との両方から離間している、請求項１５に記載のコンデンサアセンブリ。

【請求項17】

半導体材料を含む基板の表面上に酸化物層を形成するステップと、
前記酸化物層の少なくとも一部分の上に絶縁体層を形成するステップと、
前記酸化物層の少なくとも一部分の上に第１の導電層を堆積させるステップと、
前記絶縁体層の少なくとも一部分の上に第２の導電層を堆積させるステップと、
前記第１の導電層上に第１の端子を堆積させるステップと、
前記第２の導電層上に第２の端子を堆積させるステップと
を含む、コンデンサアセンブリを形成する方法。

【請求項18】

前記絶縁体層を形成するステップが、前記第１の端子を含む前記酸化物層の第２の部分とは別個である、前記酸化物層の表面の第１の部分内に前記絶縁体層を形成するステップを含み、
前記第１の端子を堆積させるステップが、前記酸化物層の前記第２の部分内に前記第１の端子を堆積させるステップを含む、
請求項１７に記載の方法。

【請求項19】

前記絶縁体層を形成するステップが、前記酸化物層の前記第１の部分内の前記絶縁体層をエッチングするステップを含む、請求項１８に記載の方法。

【請求項20】

前記絶縁体層を形成するステップが、前記酸化物層の前記第２の部分をマスキングするステップと、前記酸化物層の前記第１の部分の上に前記絶縁体層を形成するステップとを含む、請求項１８に記載の方法。

【請求項21】

前記酸化物層または前記絶縁体層の少なくとも一部分の上に追加の端子を堆積させるステップをさらに含み、
前記追加の端子が、前記第１の端子および前記第２の端子から離間している、
請求項１７に記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

関連出願の相互参照
本出願は、２０２１年１１月１日の出願日を有する米国仮特許出願第６３／２７４，１０２号の出願利益を主張し、この米国仮特許出願は、その全体が参照により本明細書に組み込まれている。

【0002】

本発明の主題は、一般に、金属－酸化物－半導体（ＭＯＳ）と金属－絶縁体－半導体（ＭＩＳ）との組合せコンデンサ（ｃｏｍｂｉｎｅｄ ｍｅｔａｌ－ｏｘｉｄｅ－ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ （ＭＯＳ） ａｎｄ ｍｅｔａｌ－ｉｎｓｕｌａｔｏｒ－ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ （ＭＩＳ） ｃａｐａｃｉｔｏｒ）に関する。

【背景技術】

【0003】

半導体ベースのコンデンサは、温度安定性、概して高い破壊電圧、および低い漏れ電流など、様々な利益を提供することができる。したがって、半導体ベースのコンデンサは、多種多様な用途、特に、かなりの機械的および／または環境的ストレスを受けるときの信頼性が望まれるかまたは必要である用途において、使用するのが望ましいことがある。

【0004】

しかしながら、既存の半導体ベースのコンデンサは、一般に、表面実装され、プリント回路板などの基板に実装されるときに貴重な表面面積を占める。たとえば、いくつかの既存の半導体ベースのコンデンサは、典型的に、「フリップチップ」実装され、チップの単一の表面上に２つの端子を有する。「フリップチップ」実装コンデンサは、端子が概して同一平面上にあり、したがって、両方の端子が、回路板などの構成要素に結合するために長さ方向および幅方向において空間を占めるので、電子構成要素において占める表面面積が増加することがある。この実装構成は、同一平面上の２つの端子との接続がコンデンサを形成するために必要とされることにより、コンデンサが占め得る表面面積が増加するという理由で、望ましくないことがある。そのうえ、既存の半導体ベースのコンデンサは、個々のチップによって提供され得る容量値が限られていることがある。

【0005】

結果として、限られた面積内での動的コンデンサレイの形成を可能にするために、より多くの多様性を提供することができる、半導体ベースのコンデンサに対するニーズがある。

【発明の概要】

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の目的および利点は、以下の説明において部分的に記載され、または説明から明らかでとなり得、または本発明の実践を通して学ばれ得る。

【0007】

本発明は、コンデンサアセンブリを対象とする。コンデンサアセンブリは、半導体材料を含む基板と、基板の表面上に形成された酸化物層と、酸化物層の少なくとも一部分の上に形成された絶縁体層と、酸化物層の少なくとも一部分の上に形成された第１の導電層と、絶縁体層の少なくとも一部分の上に形成された第２の導電層と、第１の導電層と接続された第１の端子と、第２の導電層と接続された第２の端子と、基板と接続された第３の端子とを含む。酸化物層は、第１の端子と第３の端子との間に第１のコンデンサを形成するために、基板と第１の導電層との間に直列に接続される。絶縁体層は、第２の端子と第３の端子との間に第２のコンデンサを形成するために、基板と第２の導電層との間に直列に接続される。

【0008】

コンデンサアセンブリの１つの特定の実施形態では、絶縁体層は、酸化物層とは異なる誘電体材料から形成され得る。

【0009】

別の実施形態では、絶縁体層は、窒化物層を含むことができる。さらに、絶縁体層は、窒化ケイ素または酸窒化ケイ素を含むことができる。

【0010】

追加の実施形態では、第１の端子および第２の端子は各々、Ｘ方向において長さを有し、さらに、第１の端子の長さと第２の端子の長さとの比は、約１：１であり得る。そのうえ、第１の端子および第２の端子は各々、Ｘ方向に対して垂直なＹ方向において幅を有し、さらに、第１の端子の幅と第２の端子の幅との比は、約１：１であり得る。

【0011】

さらなる実施形態では、第３の端子は、Ｚ方向において基板の表面から離間しているロケーションにおいて基板と接続され得る。

【0012】

また別の実施形態では、第１の端子は、Ｘ方向および／またはＹ方向において第２の端子から離間していてもよい。

【0013】

さらに別の実施形態では、絶縁体層は、絶縁体層がない酸化物層の第２の部分とは別個である、酸化物層の第１の部分をカバーすることができる。

【0014】

追加の実施形態では、第１の端子は、酸化物層に直接的に接触する導電性材料を含むことができる。

【0015】

さらなる実施形態では、第１の端子は、絶縁体層に直接的に接触する導電性材料を含むことができる。

【0016】

別の実施形態では、基板の半導体材料は、シリコンを含むことができる。

【0017】

追加の実施形態では、酸化物層は、酸化ケイ素を含むことができる。

【0018】

また別の実施形態では、第１の端子および第２の端子は、同じ形状およびサイズを有することができ、第１のコンデンサは、第１の容量値を有することができ、第２のコンデンサは、第２の容量値を有することができ、第１の容量値と第２の容量値とは等しくなくてよい。

【0019】

さらなる実施形態では、コンデンサアセンブリは、酸化物層または絶縁体層の上に形成された追加の端子を含むことができる。さらに、追加の端子は、第１の端子と第２の端子との両方から離間していてもよい。

【0020】

本発明は、さらに、コンデンサアセンブリを形成する方法を対象とする。方法は、半導体材料を含む基板の表面上に酸化物層を形成するステップと、酸化物層の少なくとも一部分の上に絶縁体層を形成するステップと、酸化物層の少なくとも一部分の上に第１の導電層を堆積させるステップと、絶縁体層の少なくとも一部分の上に第２の導電層を堆積させるステップと、第１の導電層上に第１の端子を堆積させるステップと、第２の導電層上に第２の端子を堆積させるステップとを含む。

【0021】

１つの特定の実施形態では、絶縁体層を形成するステップは、第１の端子を含む酸化物層の第２の部分とは別個である、酸化物層の表面の第１の部分内に絶縁体層を形成するステップを含むことができ、第１の端子を堆積させるステップは、酸化物層の第２の部分内に第１の端子を堆積させるステップを含むことができる。さらに、絶縁体層を形成するステップは、酸化物層の第１の部分内の絶縁体層をエッチングするステップを含むことができる。そのうえ、絶縁体層を形成するステップは、酸化物層の第２の部分をマスキングするステップと、酸化物層の第１の部分の上に絶縁体層を形成するステップとを含むことができる。

【0022】

別の実施形態では、方法は、酸化物層または絶縁体層の少なくとも一部分の上に追加の端子を堆積させるステップをさらに含むことができ、追加の端子は、第１の端子および第２の端子から離間していてもよい。

【0023】

本発明のこれらおよび他の特徴、態様、および利点は、以下の説明および添付の特許請求の範囲を参照するとより良く理解されよう。本明細書に組み込まれ、本明細書の一部をなす添付の図面は、本発明の実施形態を図示し、説明とともに、本発明の原理を解説するのに役立つ。

【0024】

当業者を対象とする、本発明の最良の形態を含む、本発明の完全で実施可能な開示が、本明細書において記載され、添付の図を参照する。

【図面の簡単な説明】

【0025】

【図1】本発明の１つの特定の実施形態による、ＭＩＳ／ＭＯＳ組合せコンデンサアセンブリ（ｃｏｍｂｉｎｅｄ ＭＩＳ／ＭＯＳ ｃａｐａｃｉｔｏｒ ａｓｓｅｍｂｌｙ）の斜視図である

【図2】図１のコンデンサアセンブリの上面図である。

【図3】図２に示されている線３－３に沿った、図１のコンデンサアセンブリの断面図である。

【図4】図１のコンデンサアセンブリの回路図である。

【図5】本発明の別の実施形態によるコンデンサアセンブリの上面図である。

【図6】図５のコンデンサアセンブリの回路図である。

【発明を実施するための形態】

【0026】

次に、本発明の実施形態への言及が詳細に行われ、それの１つまたは複数の例が図面中に図示されている。各例は、本発明の限定としてではなく、本発明の説明として提供される。実際、様々な変更形態および変形形態が、本発明の範囲または趣旨から逸脱することなく本発明において行われ得ることが当業者には明らかであろう。たとえば、一実施形態の一部として図示または説明される特徴は、別の実施形態とともに使用されて、またさらなる実施形態をもたらすことができる。これにより、本発明は、添付の特許請求およびそれらの均等物の範囲内に入るような変更形態および変形形態をカバーすることが意図される。

【0027】

本明細書で使用される、「約」、「ほぼ」、または「概して」という用語は、値を修正するために使用されるとき、値が、５％だけ上げられるかまたは下げられても、開示される実施形態内にあり得ることを指し示す。さらに、複数の範囲が提供されたとき、その複数の範囲において説明された最小値と最大値との任意の組合せが、本発明によって企図される。たとえば、「約２０％から約８０％まで」、および「約３０％から約７０％まで」の範囲が説明された場合、「約２０％から約７０％まで」の範囲、または「約３０％から約８０％まで」の範囲も、本発明によって企図される。

【0028】

概して、本発明は、組み合わせられた金属－酸化物－半導体（ＭＯＳ）コンデンサおよび金属－絶縁体－半導体（ＭＩＳ）コンデンサを含むコンデンサアセンブリを対象とする。ＭＯＳ／ＭＩＳ組合せコンデンサアセンブリ（ｃｏｍｂｉｎｅｄ ＭＯＳ／ＭＩＳ ｃａｐａｃｉｔｏｒ ａｓｓｅｍｂｌｙ）は、単一のチップが、実現可能なボンドパッドサイズを維持しながら同じチップ上に異なる値のコンデンサを有することを可能にすることができる。

【0029】

ＭＯＳ／ＭＩＳ組合せコンデンサアセンブリは、シリコン、ガリウムヒ素、ゲルマニウム、炭化ケイ素、チタン酸ストロンチウム、および／またはそれらの混合物など、半導体材料を含む基板を含むことができる。基板は、ホウ素、ヒ素、リン、ガリウム、アルミニウム、インジウム、およびアンチモンなど、１つまたは複数の好適なドーパントでドープされ得る。

【0030】

基板は、第１の端部と、横方向に対して垂直である長手方向において第１の端部から離間している第２の端部とを有することができ、横方向および長手方向は、各々、垂直Ｚ方向に対して垂直である。基板は、上面と、Ｚ方向において上面の反対側の底面とを有することができる。

【0031】

基板の表面は、概して、滑らかであり得る。たとえば、基板の表面は、孔、トレンチなどがないことがある。酸化物層は、酸化物層の表面上の概して均一な厚さを有することができる。たとえば、酸化物層の厚さは、酸化物層にわたって２０％未満、いくつかの実施形態では、１０％未満、およびいくつかの実施形態では、５％未満変動し得る。本明細書で使用される、「概して」という用語、たとえば、「概して滑らかな」または「概して等しい」という用語は、特性が、厳密にまたは完全に滑らかであるかまたは等しいことを必ずしも意味するとは限らず、それぞれの層がコンデンサアセンブリ内の隣接する層に一様に接続される場合、および／または回路板などの基板に実装されるとき、小さい違いを許容し得る。

【0032】

本明細書で使用される、第２の層「の上に形成」された第１の層は、モノリシック基板の厚さ方向（すなわち、ｚ方向）に関して第２の層の上に配置されている第１の層を指し得る。第１の層は、第２の層と直接的に接触していてもよい。しかしながら、中間レイヤが、第１の層と第２の層とが互いに直接的に接触しないように、それらの間に形成されることもある。

【0033】

ＭＯＳ／ＭＩＳ組合せコンデンサアセンブリは、基板の表面上に、たとえば、基板の上面上に形成された酸化物層を含むことができる。酸化物層は、酸化ケイ素（ＳｉＯ２）、および／または本明細書で説明される他の例示的な半導体材料の酸化物であるかまたはそれを含むことができる。酸化物層は、基板上にインサイチュで成長され得る。リソグラフィ（たとえば、フォトリソグラフィ）技法が、所望される場合、酸化物層の形状を定義するために使用され得る。たとえば、酸化物層の部分は、酸化物層が必要に応じて整形されるように、エッチングを通して除去され得る。

【0034】

ＭＯＳ／ＭＩＳ組合せコンデンサ（ｃｏｍｂｉｎｅｄ ＭＯＳ／ＭＩＳ ｃａｐａｃｉｔｏｒ）は、酸化物層の少なくとも一部分の上に形成された誘電体材料から形成された絶縁体層を少なくとも含むことができる。絶縁体層は、窒化ケイ素、および／または限定はしないが、酸窒化ケイ素（ＳｉＯＮ）を含む、本明細書で説明される他の電気絶縁材料であるかまたはそれを含むことができる。絶縁体層は、絶縁体層がない酸化物層の第２の部分とは別個である、酸化物層の第１の部分の上に形成され得る。リソグラフィ（たとえば、フォトリソグラフィ）技法が、所望される場合、絶縁体層の形状を定義するために使用され得る。たとえば、絶縁体層の部分は、絶縁体層が必要に応じて整形されるように、および絶縁体層の下の酸化物層の少なくとも一部分を露出させるために、エッチングを通して除去され得る。

【0035】

酸化物層の上に形成された絶縁体層を提供することによって、コンデンサの信頼性は、改善され得る。詳細には、酸化物層におけるおよび／または絶縁体層における任意の潜在的欠陥、たとえば、孔は、Ｚ方向において整合される可能性が低い。たとえば、絶縁体層は、酸化物層の表面中の任意の欠陥、穴または不完全性をカバーするかまたは充填し得る。その結果、酸化物層の少なくとも一部分の上に絶縁体層を形成することは、コンデンサが短絡する可能性を低減することができる。これにより、上記で説明されたように、コンデンサの容量値は、酸化物層の上に形成された絶縁体層を提供することによって増加され得る。たとえば、容量値は、絶縁体が酸化物層の上に形成されたとき、最高１．５倍だけ増加され得る。

【0036】

ＭＯＳ／ＭＩＳ組合せコンデンサは、酸化物層の少なくとも一部分の上に形成された第１の導電層を含むことができる。第１の導電層は、酸化物層の外周内に包含され得る。第１の導電層は、基板との直接的な接触および／または直接的な電気的接続がなくてもよく、絶縁体層との直接的な接触および／または直接的な電気的接続がなくてもよい。導電層は、アルミニウム、銅、金、銀、ニッケル、またはそれらの混合物など、金属であるかまたはそれを含むことができる。

【0037】

ＭＯＳ／ＭＩＳ組合せコンデンサは、絶縁体層の少なくとも一部分の上に形成された第２の導電層を含むことができる。第２の導電層は、絶縁体層の外周内に包含され得る。第２の導電層は、基板との直接的な接触および／または直接的な電気的接続がなくてもよく、酸化物層との直接的な接触および／または直接的な電気的接続がなくてもよい。導電層は、アルミニウム、銅、金、銀、ニッケル、またはそれらの混合物など、金属であるかまたはそれを含むことができる。

【0038】

１つまたは複数の保護層が、基板の表面の上に形成され得る。コンデンサを表面実装するとき、端子が、電気的接続のために保護層を通して露出され得る。保護層のための例示的な材料は、ベンゾシクロブテン（ＢＣＢ）、ポリイミド、酸窒化ケイ素、Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２、Ｓｉ３Ｎ４、エポキシ、ガラス、または別の好適な材料を含む。

【0039】

本発明のコンデンサアセンブリは、薄膜コンデンサアセンブリとして、換言すれば、１つまたは複数の薄膜層を有するものとして形成され得る。たとえば、導電層、酸化物層、および絶縁体層は、各々、それぞれ薄膜層として形成され得る。薄膜構成要素は、様々な好適な材料から形成され得る。薄膜コンデンサは、１つまたは複数の導電層を含み得る。導電層は、様々な好適な導電材料を含み得る。例示的な導電材料は、銅、ニッケル、金、スズ、鉛、パラジウム、銀、およびそれらの合金を含む。しかしながら、薄膜作製に好適である任意の導電金属または非金属材料が使用され得る。

【0040】

様々な薄膜技法が、導電層、絶縁体層、端子など、薄膜層を形成するために使用され得る。採用され得るそのような技法の例は、化学堆積（たとえば、化学気相堆積）、物理堆積（たとえば、スパッタリング）、または薄膜要素を形成するための任意の他の好適な堆積技法を含む。追加の例は、任意の好適なパターニング技法（たとえば、フォトリソグラフィ）、エッチング、および薄膜要素を形成するための任意の他の好適なサブトラクティブ（ｓｕｂｔｒａｃｔｉｖｅ）技法を含む。

【0041】

薄膜層は、ある範囲の厚さを有することができる。たとえば、薄膜層は、約０．０３７５マイクロメートル（ミクロン）から約４０ミクロンまで、いくつかの実施形態では、約０．１ミクロンから約３０ミクロンまで、いくつかの実施形態では、約０．２ミクロンから約２０ミクロンまで、いくつかの実施形態では、約０．４ミクロンから約１０ミクロンまでの範囲であり得る厚さを有することができる。

【0042】

薄膜構成要素は、様々な好適なサブトラクティブ、セミアディティブ（ｓｅｍｉ－ａｄｄｉｔｉｖｅ）、またはフルアディティブ（ｆｕｌｌｙ ａｄｄｉｔｉｖｅ）プロセスを使用して正確に形成され得る。たとえば、物理気相堆積および／または化学堆積が使用され得る。たとえば、いくつかの実施形態では、薄膜構成要素は、スパッタリング、あるタイプの物理気相堆積を使用して形成され得る。しかしながら、たとえば、プラズマ強化化学気相堆積（ＰＥＣＶＤ）、無電解めっき、および電気めっきを含む、様々な他の好適なプロセスが使用され得る。リソグラフィマスクおよびエッチングが、薄膜構成要素の所望の形状を生じるために使用され得る。反応性または非反応性ガス（たとえば、アルゴン、窒素、酸素、塩素、三塩化ホウ素）のプラズマを使用するドライエッチング、および／またはウェットエッチングを含む、様々な好適なエッチング技法が使用され得る。

【0043】

ＭＯＳ／ＭＩＳ組合せコンデンサは、第１の導電層と接続された第１の端子を含むことができる。第２の端子が、第２の導電層と接続され得る。本明細書で使用される、「と接続された」は、直接的に物理的に接触している構成要素を指し得る。「と接続された」はまた、アイテムが（たとえば、それらの間の抵抗層または誘電体層なしに）直接的な電気的接続にあるように１つまたは複数の中間導電層によって物理的に接続された、アイテムを指し得る。第１の端子は、第１の導電層の上に形成され得る。第２の端子は、第２の導電層の上に形成され得る。たとえば、第１および第２の端子は、それぞれの第１および第２の導電層に結合され、たとえば、それぞれの第１および第２の導電層と直接的に接触していてもよい。第１および第２の端子は、それぞれの第１および第２の導電層の外周内に包含され得る。

【0044】

第１の端子および第２の端子の各々は、基板の表面に沿って露出され得る。第１の端子および第２の端子の各々は、ワイヤボンド端子を提供するように構成され得る。

【0045】

ＭＩＳ／ＭＯＳ組合せコンデンサアセンブリは、基板の表面、たとえば、酸化物層がその上に形成された基板の表面の、Ｚ方向において反対側の基板の表面と接続された第３の端子を有することができる。第３の端子は、接地に接続するか、または基板の裏面上で接地の働きをすることができる。第１の端子と第２の端子との両方は、Ｚ方向において基板の第３の端子から離間していてもよい。第３の端子は、基板のベア表面によって形成され得る。追加または代替として、第３の端子は、酸化物層がその上に形成された基板の表面の、Ｚ方向において反対側の基板の表面の上に形成された第３の導電層を含むことができる。

【0046】

コンデンサアセンブリは、絶縁体層が酸化物層の表面のすべて未満をカバーするように、接続または配置され得る。たとえば、絶縁体層および第１の端子は、Ｘ方向において第２の端子から離間していてもよい。絶縁体層の縁部は、Ｘ方向に対して垂直であるＹ方向と整合され得る。随意に、酸化物層の縁部は、Ｘ方向および／またはＹ方向において基板の端部から離間していてもよく、絶縁体層の縁部は、Ｘ方向および／またはＹ方向において基板の端部から離間していてもよい。

【0047】

第１の端子は、基板の表面に沿って絶縁体層から離間しているロケーションにおいて酸化物層と接続され得る。たとえば、第１の端子は、絶縁体層の縁部と、基板の端部との間に位置決めされ得る。絶縁体層の縁部は、約２ミクロンよりも長い、いくつかの実施形態では、約５ミクロンよりも長い、いくつかの実施形態では、約１０ミクロンよりも長い、およびいくつかの実施形態では、約１５ミクロンよりも長い距離だけ、第１の端子から離間していてもよい。

【0048】

絶縁体層は、絶縁体層がない酸化物層の第２の部分とは別個である、酸化物層の第１の部分をカバーすることができる。第１の端子は、酸化物層の第２の部分内で酸化物層と接続され得る。第１の端子は、酸化物層に直接的に接触する導電性材料を含むことができる。

【0049】

基板は、モノリシック基板の表面に対して垂直である端面のペアを有することができる。端面のペアは、端子を含む、終端がなくてもよい。さらなる例として、第１の端子、第２の端子、または両方は、それぞれの距離だけモノリシック基板の表面の対向する端縁部のペアから離間していてもよい。距離は、１０ミクロンまたはそれ以上、いくつかの実施形態では、１５ミクロンまたはそれ以上、いくつかの実施形態では、２０ミクロンまたはそれ以上、いくつかの実施形態では、４０ミクロンまたはそれ以上、およびいくつかの実施形態では、５０ミクロンまたはそれ以上であり得る。

【0050】

第１のコンデンサＣ１が、第１の端子と第３の端子との間に形成され得る。第２のコンデンサＣ２が、第２の端子と第３の端子との間に形成され得る。第２の端子の下側の絶縁体層の存在により、第１のコンデンサＣ１および第２のコンデンサＣ２は、異なる容量値を有することができる。一方、上記で説明されたコンデンサチップの面積、ならびに各コンデンサを形成するために使用される材料の誘電率および性質を含む追加の要因に応じて、各コンデンサは、約１ｐＦから約１５００ｐＦまで、たとえば、約１０ｐＦから約１０００ｐＦまでなど、約０．１ｐＦと約１８００ｐＦとの間の範囲内に容量値を維持することができる。

【0051】

上記で説明されたコンデンサアセンブリの実施形態は、酸化物層の上に形成された第１の端子と、絶縁体層の上に形成された第２の端子とのみを含むが、本発明は、任意の数ｎ個のコンデンサを形成するために、任意の数ｎ個の端子を企図し、ここで、ｎは２よりも大きいかまたはそれに等しいことを理解されたい。たとえば、コンデンサアセンブリについて所望のコンデンサンス量を達成するために、２つまたはそれ以上の端子が、酸化物層の上に形成され得、２つまたはそれ以上の端子が、絶縁体層の上に形成され得る。

【0052】

コンデンサアセンブリを形成する方法は、半導体材料を含む基板の表面上に酸化物層を形成するステップと、酸化物層の少なくとも一部分の上に絶縁体層を形成するステップと、酸化物層の少なくとも一部分の上に第１の導電層を堆積させるステップと、絶縁体層の少なくとも一部分の上に第２の導電層を堆積させるステップと、第１の導電層上に第１の端子を堆積させるステップと、第２の導電層上に第２の端子を堆積させるステップとを含むことができる。

【0053】

本発明のコンデンサアセンブリの特定の特徴は、図１～図６を参照するとより良く理解され得る。

【0054】

図１は、本開示の態様による、コンデンサアセンブリ１００の斜視図である。コンデンサアセンブリ１００は、シリコンなど、半導体材料を含む基板１０２を含むことができる。コンデンサアセンブリ１００は、基板１０２の表面１０６上に形成された酸化物層１０４を含むことができる。コンデンサアセンブリ１００は、酸化物層１０４の少なくとも一部分の上に形成された第１の導電層１０８を含むことができる。第１の導電層１０８は、酸化物層１０４の外周１１０内に包含され得る。第１の導電層１０８は、基板１０２との直接的な接触および／または直接的な電気的接続がなくてもよい。

【0055】

コンデンサアセンブリは、酸化物層１０４の少なくとも一部分の上に形成された、窒化ケイ素または酸窒化ケイ素など、絶縁体層１１２をさらに含むことができる。コンデンサアセンブリ１００は、絶縁体層１１２の少なくとも一部分の上に形成された第２の導電層１１４を含むことができる。第２の導電層１１４は、絶縁体層１１２の外周１１６内に包含され得る。第２の導電層１１４は、基板１０２との直接的な接触および／または直接的な電気的接続がなくてもよく、酸化物層１０４との直接的な接触および／または直接的な電気的接続がなくてもよい。

【0056】

第１の端子１１６が、第１の導電層１０８と接続され得る。第２の端子１１８が、第２の導電層１１４と接続され得る。第１の端子１１６および第２の端子１１８の各々は、基板１０２の表面１０６に沿って露出され得る。第１の端子１１６は、絶縁体層１１２と共面であり得る。たとえば、第１の端子１１６および絶縁体層１１２の各々は、もっぱら酸化物層１０４上に形成され得る。

【0057】

第１の端子１１６は、Ｘ方向１０および／またはＹ方向２０において第２の端子１１８から離間していてもよい。絶縁体層１１２の縁部１５６は、Ｘ方向１０に対して垂直であるＹ方向２０と整合され得る。追加として、絶縁体層１１２の縁部１６０は、Ｙ方向２０に対して垂直であるＸ方向１０と整合され得る。

【0058】

第１の端子１１６は、基板１０２の表面１０６に沿って絶縁体層１１２から離間しているロケーションにおいて酸化物層１０４と接続され得る。たとえば、第１の端子１１６は、絶縁体層１１２の縁部１５６と、基板１０２の端部１２２との間に位置決めされ得る。絶縁体層１１２の縁部１５６は、距離１５８だけ第１の端子１１６から離間していてもよい。いくつかの実施形態では、距離１５８は、約２ミクロンよりも長くてもよい。

【0059】

基板１０２は、上記で説明された表面１０６を含むモノリシック基板であり得る。表面１０６は、基板１０２の上面であり得る。基板１０２は、各々がＸ方向１０に平行に延びる、第１の側面１２０および第２の側面１２２を含むことができる。基板１０２は、各々がＹ方向２０に平行に延びる、第１の縁部１２４および第２の縁部１２６を含むことができる。上面１０６は、Ｘ方向１０において第１の側面１２０と第２の側面１２２との間に、およびＹ方向２０において第１の縁部１２４と第２の縁部１２６との間に延びることができる。基板１０２は、垂直Ｚ方向において上面１０６に平行に延びる底面１２８、換言すれば、裏面をさらに含むことができる。底面１２８は、Ｘ方向１０において第１の側面１２０と第２の側面１２２との間に、およびＹ方向２０において第１の縁部１２４と第２の縁部１２６との間に延びることができる。

【0060】

コンデンサアセンブリ１００は、基板１０２の底面１３０上に第３の端子１３０を含むことができる。第３の端子１３０は、半導体基板１０２の底面１３０のベア材によって形成され得る。追加または代替として、第３の端子１３０は、Ｚ方向において上面１０６の反対側の基板１０２の底面１２８の上に形成された導電材料の層１３２から形成され得る。第３の端子１３０は、接地に接続するか、または基板の裏面上で接地の働きをすることができる。

【0061】

酸化物層１０４は、もっぱら基板１０２の上面１０６上に形成され得る。たとえば、酸化物層１０４は、表面１０６の部分１３４内に形成され得る。部分１３４は、上面１０６全体、換言すれば、第１の側面１２０から第２の側面１２２に、第１の縁部１２４から第２の縁部１２６に、またはそれの任意の部分にわたって延びることができる。酸化物層１０４は、Ｘ方向１０において長さ１４０を、およびＹ方向２０において幅１４２を有することができる。

【0062】

絶縁体層１１２は、酸化物層１０４の第１の部分１３６の上に形成され得る。第１の部分１３６は、絶縁体層１１２がない酸化物層１０４の第２の部分１３８とは別個であり得る。絶縁体層１１２は、Ｘ方向１０において長さ１４４を、およびＹ方向２０において幅１４６を有することができる。絶縁体層１１２の長さ１４４および／または幅１４６は、酸化物層１０４のそれぞれの長さ１４０および／または幅１４２未満であり得る。言い方を変えれば、絶縁体層１１２の長さ１４４または幅１４６のうちの１つのみは、酸化物層１０４のそれぞれの長さ１４０または幅１４２と等しくてもよい。図１および図２に示されているコンデンサアセンブリ１００の例示では、Ｘ方向１０における絶縁体層１１２の長さ１４４は、酸化物層１０４の長さ未満であり、絶縁体層１１２の幅１４６は、酸化物層１０４の幅１４２未満であるか、または概してそれに等しい。しかしながら、本発明の他の態様では、長さ１４４および長さ１４０は、Ｙ方向における絶縁体層１１２の幅１４６が、Ｙ方向における酸化物層１０４の幅１４２未満であるとき、概して等しくてもよいことを理解されたい。本発明のさらなる態様では、絶縁体層１１２の長さ１４４と幅１４６との両方は、酸化物層１０４の長さ１４０および幅１４２未満であり得る。酸化物層１０４に対する絶縁体層１１２の長さ１４０および幅１４２の寸法は、酸化物層１０４の第２の部分１３８がその上に第１の端子１１６を含むことを可能にするのに十分であり得る。

【0063】

図１および図２に示されているように、第１の導電層１０８および第１の端子１１６は、酸化物層１０４の第２の部分１３８内に形成され得る。第１の端子１１６および第２の端子１１８は、Ｘ方向１０および／またはＹ方向２０において互いから離れていてもよい。第１の端子１１６は、Ｘ方向において長さ１４８を、およびＹ方向において幅１５０を有することができる。第２の導電層１１４および第２の端子１１８は、絶縁体層１１２の上に形成され得る。第２の端子１１８は、Ｘ方向において長さ１５２を、およびＹ方向において幅１５４を有することができる。

【0064】

本発明のいくつかの態様では、第１の端子１１６および第２の端子１１８は、同じ形状およびサイズを有することができる。言い換えれば、長さ１４８は、長さ１５２に実質的に等しくてもよく、幅１５０は、幅１５４に実質的に等しくてもよい。言い方を変えれば、長さ１４８と長さ１５２との比は、約１：１であり得、幅１５０と幅１５４との比は、約１：１であり得る。そのような構成では、コンデンサアセンブリ１００は、第１の端子１１６と第３の端子１３０との間に形成された第１のコンデンサと、第２の端子１１８と第３の端子１３０との間に形成された第２のコンデンサとを含むことができ、ここで、第１のコンデンサおよび第２のコンデンサは、異なる容量値を有する。第１のコンデンサおよび第２のコンデンサは、第２のコンデンサにおける絶縁体層１１２の存在により、異なる容量値を有する。

【0065】

そのうえ、第１の端子１１６および第２の端子１１８は、異なる寸法を随意に有することができる。言い換えれば、長さ１４８は長さ１５２とは異なってもよく、および／または幅１５０は幅１５４とは異なってもよい。そのような構成は、第１の端子１１６と第３の端子１３０との間に形成された第１のコンデンサと、第２の端子１１８と第３の端子１３０との間に形成された第２のコンデンサとが、コンデンサアセンブリ１００の所望の容量値に基づいてより正確に選択されることを可能にするために企図され得る。

【0066】

図４は、図１～図３のコンデンサアセンブリ１００の回路図を図示する。回路図は、第１の端子１１６に結合された第１のコンデンサＣ１と、第２の端子１１８に結合された第２のコンデンサＣ２とを図示している。第１のコンデンサＣ１と第２のコンデンサＣ２との両方は、第３の端子１３０、換言すれば、同じ接地ポートに結合される。

【0067】

図５は、本発明の別の実施形態のコンデンサアセンブリ２００を図示する。コンデンサアセンブリ２００は、シリコンなど、半導体材料を含む基板２０２を含むことができる。コンデンサアセンブリ２００は、基板２０２の表面上に形成された酸化物層２０４を含むことができる。コンデンサアセンブリ２００は、酸化物層２０４の少なくとも一部分の上に形成された導電層（図示せず）を含むことができる。導電層は、酸化物層２０４の外周内に包含され得る。導電層は、基板２０２との直接的な接触および／または直接的な電気的接続がなくてもよい。１つまたは複数の端子が、導電層と接続され得る。たとえば、示されているように、第１の端子２０６、第２の端子２０８、第３の端子２１０、および第４の端子２１２が、導電層（図示せず）に接続された酸化物層２０４の上に形成され得る。図５に図示されているように、端子２０６、２０８、２１０、２１２は、Ｘ方向１０および／またはＹ方向２０においていろいろな寸法を有することができる。

【0068】

コンデンサアセンブリ２００は、酸化物層２０４の少なくとも一部分の上に形成された、窒化ケイ素または酸窒化ケイ素など、絶縁体層２１４をさらに含むことができる。コンデンサアセンブリ２００は、絶縁体層２１４の少なくとも一部分の上に形成され、絶縁体層２１４の外周内に包含された、導電層（図示せず）を含むことができる。絶縁体層２１４の上に形成された導電層は、基板２０２との直接的な接触および／または直接的な電気的接続がなくてもよく、酸化物層２０４との直接的な接触および／または直接的な電気的接続がなくてもよい。１つまたは複数の端子が、絶縁体層２１４の上に形成された導電層と接続され得る。たとえば、第５の端子２１６が、絶縁体層２１４の上に形成された導電層と接続され得る。

【0069】

端子２０６、２０８、２１０、２１２および２１６の各々は、基板２０２の表面に沿って露出され得る。端子２０６、２０８、２１０、２１２は、絶縁体層２１４と共面であり得る。たとえば、端子２０６、２０８、２１０、２１２および絶縁体層２１４の各々は、もっぱら酸化物層２０４上に形成され得る。

【0070】

第１の端子１１６は、Ｘ方向１０および／またはＹ方向２０において第２の端子１１８から離間していてもよい。絶縁体層１１２の縁部１５６は、Ｘ方向１０に対して垂直であるＹ方向２０と整合され得る。追加として、絶縁体層１１２の縁部１６０は、Ｙ方向２０に対して垂直であるＸ方向１０と整合され得る。

【0071】

図６は、図５のコンデンサアセンブリ２００の回路図を図示する。図６に示されているように、第１のコンデンサＣ１が、絶縁体層２１４の上に形成された第５の端子２１６に結合される。第２のコンデンサＣ２が、第１の端子２０６に結合され、第３のコンデンサＣ３が、第２の端子２０８に結合され、第４のコンデンサＣ４が、第３の端子２１０に結合され、第５のコンデンサＣ５が、第４の端子２１２に結合される。コンデンサＣ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４、およびＣ５の各々は、たとえば、基板２０２によって形成された共通の接地端子に結合される。図６に示されているように、コンデンサＣ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４、およびＣ５の各々は、たとえば、それぞれ、コンデンサの面積および誘電体材料によって決定された異なる容量値を有することができる。図５に図示されているように、端子２０６、２０８、２１０および２１２の多様な寸法、したがって、面積は、各それぞれのコンデンサの異なる容量値をもたらすことができる。図６に示されている容量値は、本発明のコンデンサアセンブリによって企図されるいろいろな容量値の１つの例であり、本発明の非限定的な実施形態を示すにすぎない。

【0072】

本明細書は、最良の形態を含めて、本発明を開示するために、ならびに、当業者が、任意のデバイスまたはシステムを製作および使用すること、および任意の組み込まれた方法を実施することを含めて、本発明を実践することを可能にするために、例を使用する。本発明の特許性のある範囲は、特許請求の範囲によって定義され、当業者が想起する他の例を含み得る。そのような他の例は、それらが特許請求の範囲の文言と異ならない構造要素を含む場合、またはそれらが特許請求の範囲の文言からのわずかな違いを持つ均等な構造要素を含む場合、特許請求の範囲内にあることを意図される。

【符号の説明】

【0073】

３ 線
１０ Ｘ方向
２０ Ｙ方向
１００ コンデンサアセンブリ
１０２ 基板
１０４ 酸化物層
１０６ 表面／上面
１０８ 第１の導電層
１１０ 外周
１１２ 絶縁体層
１１４ 導電層
１１６ 第１の端子
１１８ 第２の端子
１２０ 第１の側面
１２２ 第２の側面
１２４ 第１の縁部
１２６ 第２の縁部
１２８ 底面
１３０ 第３の端子
１３２ 層
１３４ 部分
１３６ 第１の部分
１３８ 第２の部分
１４０ 長さ
１４２ 幅
１４４ 長さ
１４６ 幅
１４８ 長さ
１５０ 幅
１５２ 長さ
１５４ 幅
１５６ 縁部
１５８ 距離
１６０ 縁部
２００ コンデンサアセンブリ
２０２ 基板
２０４ 酸化物層
２０６ 第１の端子
２０８ 第２の端子
２１０ 第３の端子
２１２ 第４の端子
２１４ 絶縁体層
２１６ 第５の端子
Ｃ１ 第１のコンデンサ
Ｃ２ 第２のコンデンサ
Ｃ３ 第３のコンデンサ
Ｃ４ 第４のコンデンサ
Ｃ５ 第５のコンデンサ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【国際調査報告】