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(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】2025-01-09
(54)【発明の名称】複合受動部品及びその製造方法
(51)【国際特許分類】
H01G 4/33 20060101AFI20241226BHJP
H01G 4/30 20060101ALI20241226BHJP
H01G 4/40 20060101ALI20241226BHJP
H01F 17/00 20060101ALI20241226BHJP
【ＦＩ】
H01G4/33 102
H01G4/30 541
H01G4/30 547
H01G4/40 321A
H01G4/40 321
H01F17/00 B
【審査請求】有
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2024539079
(86)(22)【出願日】2022-12-30
(85)【翻訳文提出日】2024-06-26
(86)【国際出願番号】 CN2022143754
(87)【国際公開番号】W WO2023125895
(87)【国際公開日】2023-07-06
(31)【優先権主張番号】202111668110.1
(32)【優先日】2021-12-31
(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN
(31)【優先権主張番号】202111673821.8
(32)【優先日】2021-12-31
(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】515295706
【氏名又は名称】蘇州能訊高能半導体有限公司
【氏名又は名称原語表記】ＤＹＮＡＸ ＳＥＭＩＣＯＮＤＵＣＴＯＲ，ＩＮＣ．
【住所又は居所原語表記】Ｎｏ．１８ Ｃｈｅｎｆｅｎｇ Ｒｏａｄ，Ｙｕｓｈａｎ Ｔｏｗｎ，Ｋｕｎｓｈａｎ Ｃｉｔｙ，Ｊｉａｎｇｓｕ Ｐｒｏｖｉｎｃｅ ２１５３００，Ｃｈｉｎａ
(74)【代理人】
【識別番号】110002262
【氏名又は名称】ＴＲＹ国際弁理士法人
(72)【発明者】
【氏名】尹 成功
(72)【発明者】
【氏名】朱 若璞
【テーマコード（参考）】
5E001
5E070
5E082
【Ｆターム（参考）】
5E001AB01
5E070AA01
5E070AB01
5E070AB02
5E070CB02
5E070CB12
5E070CB13
5E070CB17
5E082AA20
5E082AB01
5E082BC39
5E082DD07
5E082EE05
5E082EE37
5E082FF05
5E082FG03
5E082FG27
5E082FG42
(57)【要約】
本開示は複合受動部品を提供し、基板と、エピタキシャル構造と、受動部品本体と、を含む。エピタキシャル構造は基板上に設置され、エピタキシャル構造に特定のパターンの２次元電子ガスが形成されており、受動部品本体は前記２次元電子ガスとオーミック接触する。複合受動部品は金属コンデンサ構造を含む。金属コンデンサ構造は第１金属極板及び第２金属極板を含み、第２金属極板は第１金属極板の基板から離れる一方側に位置し、第１金属極板は２次元電子ガスと絶縁される。受動部品本体はインダクタ構造を含む。インダクタ構造は、２次元電子ガスの第１端部とオーミック接触する第１接続金属層と、エピタキシャル構造の基板から離れる一方側に設置され、第２平面螺旋状であるインダクタ金属線と、第１端部が第１接続金属層に電気的に接続され、第２端部がインダクタ金属線の第１端部に電気的に接続される第１接続金属と、を含む。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
複合受動部品であって、基板と、
前記基板上に設置され、特定のパターンの２次元電子ガスが形成されているエピタキシャル構造と、
前記エピタキシャル構造の前記基板から離れる一方側に設置され、前記２次元電子ガスとオーミック接触する受動部品本体と、を含むことを特徴とする複合受動部品。
【請求項2】
前記エピタキシャル構造に分離部が形成され、前記分離部は前記２次元電子ガスに対応する領域を画定することを特徴とする請求項１に記載の複合受動部品。
【請求項3】
前記２次元電子ガスの前記特定のパターンは前記受動部品本体に適合して設けられることを特徴とする請求項１又は２に記載の複合受動部品。
【請求項4】
前記複合受動部品は複合コンデンサを含み、前記受動部品本体は、前記エピタキシャル構造の前記基板から離れる一方側に設置される金属コンデンサ構造を含み、前記金属コンデンサ構造は第１金属極板及び第２金属極板を含み、前記第２金属極板は前記第１金属極板の前記基板から離れる一方側に位置し、前記第１金属極板は前記２次元電子ガスと絶縁され、前記複合受動部品の厚さ方向に沿って、前記第１金属極板及び前記第２金属極板の前記基板における総投影は、前記２次元電子ガスの前記基板における投影と少なくとも部分的に重なることを特徴とする請求項１～３のいずれか一項に記載の複合受動部品。
【請求項5】
前記２次元電子ガスは前記第２金属極板と等電位に設定され、前記複合受動部品の厚さ方向に沿って、前記第１金属極板の前記基板における投影は、前記２次元電子ガスの前記基板における投影と少なくとも部分的に重なることを特徴とする請求項４に記載の複合受動部品。
【請求項6】
前記複合受動部品は、前記エピタキシャル構造を覆う第１層間誘電体層をさらに含み、
前記金属コンデンサ構造は前記第１層間誘電体層の前記基板から離れる一方側に設置され、前記金属コンデンサ構造は前記第１金属極板、前記第２金属極板及び第２層間誘電体層を含むことを特徴とする請求項４又は５に記載の複合受動部品。
【請求項7】
前記複合受動部品の厚さ方向に沿って、前記２次元電子ガスの前記基板における投影は、前記第１金属極板の前記基板における投影及び前記第２金属極板の前記基板における投影を覆うことを特徴とする請求項４～６のいずれか一項に記載の複合受動部品。
【請求項8】
前記２次元電子ガスは前記第２金属極板と絶縁されることを特徴とする請求項４～７のいずれか一項に記載の複合受動部品。
【請求項9】
前記複合受動部品は複合インダクタを含み、前記受動部品本体は、前記２次元電子ガスの第１端部とオーミック接触する第１接続金属層と、
前記エピタキシャル構造の前記基板から離れる一方側に設置され、第２平面螺旋状であるインダクタ金属線と、
第１端部が前記第１接続金属層に電気的に接続され、第２端部が前記インダクタ金属線の第１端部に電気的に接続される第１接続金属と、を含み、
前記インダクタ金属線の第１端部は前記第２平面螺旋状の中心点に対応する一端であり、前記２次元電子ガスの第１端部は第１平面螺旋状の中心点に対応する一端であり、
前記２次元電子ガスは前記第１平面螺旋状であることを特徴とする請求項１～３のいずれか一項に記載の複合受動部品。
【請求項10】
前記第１平面螺旋状と前記第２平面螺旋状との螺旋方向は反対であることを特徴とする請求項９に記載の複合受動部品。
【請求項11】
前記２次元電子ガスの幅は前記インダクタ金属線の幅より広いことを特徴とする請求項９又は１０に記載の複合受動部品。
【請求項12】
前記複合受動部品は第１層間誘電体層、第１電極金属、第２電極金属、第２接続金属層及び第２接続金属をさらに含み、前記第１層間誘電体層は前記エピタキシャル構造の前記基板から離れる一方側に設置され、前記インダクタ金属線は前記第１層間誘電体層の前記基板から離れる一方側に設置され、
前記第１電極金属、前記第２電極金属及び前記インダクタ金属線は同じ層に設置され、前記第１電極金属は前記インダクタ金属線の第２端部に電気的に接続され、
前記第２接続金属層及び前記第１接続金属層は同じ層に設置され、前記第２接続金属層は前記２次元電子ガスの第２端部とオーミック接触し、
前記第２接続金属は前記第１層間誘電体層を貫通し、前記第２接続金属の第１端部は前記第２接続金属層に電気的に接続され、前記第２接続金属の第２端部は前記第２電極金属に電気的に接続されることを特徴とする請求項９～１１のいずれか一項に記載の複合受動部品。
【請求項13】
前記複合受動部品は第２層間誘電体層、第１オーミック金属化スルーホール及び第２オーミック金属化スルーホールをさらに含み、前記第２層間誘電体層は第１層間誘電体層と前記エピタキシャル構造との間に設置され、前記第１オーミック金属化スルーホールは前記第２層間誘電体層を貫通し、前記第２オーミック金属化スルーホールは前記第２層間誘電体層を貫通し、前記第１接続金属層は第１オーミック金属化スルーホールを介して前記２次元電子ガスの第１端部とオーミック接触し、第２接続金属層は第２オーミック金属化スルーホールを介して前記２次元電子ガスの第２端部とオーミック接触することを特徴とする請求項９～１２のいずれか一項に記載の複合受動部品。
【請求項14】
前記複合受動部品は保護層をさらに含み、前記保護層は前記インダクタ金属線を覆うことを特徴とする請求項９～１３のいずれか一項に記載の複合受動部品。
【請求項15】
複合受動部品の製造方法であって、基板を提供するステップと、
前記基板上にエピタキシャル構造層をエピタキシャル形成するステップと、
前記エピタキシャル構造層に対してイオン注入を行って分離部を形成することで、前記２次元電子ガスに対応する領域を画定するステップと、
受動部品本体を前記エピタキシャル構造層の前記基板から離れる一方側に設置し、前記２次元電子ガスとオーミック接触させるステップと、を含む複合受動部品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示の実施例はコンデンサ技術に関し、特に複合受動部品及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
オンチップ複合受動部品は現代ＲＦ／ＭＭ回路の主な構成要素の１つであり、現代の電子技術において重要に応用されている。
【0003】
しかしながら、電子デバイスの小型化の傾向に伴い、受動部品の集積度に対する要求がますます高くなり、従来の受動部品の集積度が低く、受動部品の応用が制限されている。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【0004】
第１態様では、本開示の実施例は複合受動部品を提供し、前記複合受動部品は、基板と、前記基板上に設置され、特定のパターンの２次元電子ガスが形成されているエピタキシャル構造と、前記エピタキシャル構造の前記基板から離れる一方側に設置され、前記２次元電子ガスとオーミック接触する受動部品本体と、を含むことを特徴とする。
【0005】
一実施例では、前記エピタキシャル構造に分離部が形成され、前記分離部は前記２次元電子ガスに対応する領域を画定する。
【0006】
一実施例では、前記２次元電子ガスの前記特定のパターンは前記受動部品本体に適合して設けられる。
【0007】
一実施例では、前記複合受動部品は複合コンデンサを含み、前記受動部品本体は、前記エピタキシャル構造の前記基板から離れる一方側に設置された金属コンデンサ構造を含み、前記金属コンデンサ構造は第１金属極板及び第２金属極板を含み、前記第２金属極板は前記第１金属極板の前記基板から離れる一方側に位置し、前記第１金属極板は前記２次元電子ガスと絶縁され、
前記複合コンデンサの厚さ方向に沿って、前記第１金属極板及び前記第２金属極板の前記基板における総投影は、前記２次元電子ガスの前記基板における投影と少なくとも部分的に重なる。
前記複合コンデンサの厚さ方向に沿って、前記第１金属極板及び前記第２金属極板の前記基板における総投影は、前記２次元電子ガスの前記基板における投影と少なくとも部分的に重なる。
【0008】
一実施例では、前記２次元電子ガスは前記第２金属極板と等電位に設定され、
前記複合コンデンサの厚さ方向に沿って、前記第１金属極板の前記基板における投影は、前記２次元電子ガスの前記基板における投影と少なくとも部分的に重なる。
前記複合コンデンサの厚さ方向に沿って、前記第１金属極板の前記基板における投影は、前記２次元電子ガスの前記基板における投影と少なくとも部分的に重なる。
【0009】
一実施例では、前記複合コンデンサは接続構造をさらに含み、
前記接続構造は前記２次元電子ガスとオーミック接触し、且つ前記第２金属極板に電気的に接続される。
前記接続構造は前記２次元電子ガスとオーミック接触し、且つ前記第２金属極板に電気的に接続される。
【0010】
一実施例では、前記複合コンデンサは、
前記エピタキシャル構造を覆う第１層間誘電体層をさらに含み、
前記金属コンデンサ構造は前記第１層間誘電体層の前記基板から離れる一方側に設置され、前記金属コンデンサ構造は前記第１金属極板、前記第２金属極板及び第２層間誘電体層を含む。
前記エピタキシャル構造を覆う第１層間誘電体層をさらに含み、
前記金属コンデンサ構造は前記第１層間誘電体層の前記基板から離れる一方側に設置され、前記金属コンデンサ構造は前記第１金属極板、前記第２金属極板及び第２層間誘電体層を含む。
【0011】
一実施例では、前記エピタキシャル構造はＩＩＩ－Ｖ族化合物に基づく半導体材料である。
【0012】
一実施例では、前記複合コンデンサの厚さ方向に沿って、前記２次元電子ガスの前記基板における投影は、前記第１金属極板の前記基板における投影及び前記第２金属極板の前記基板における投影を覆う。
【0013】
一実施例では、前記２次元電子ガスは前記第２金属極板と絶縁される。
【0014】
一実施例では、前記受動部品本体はインダクタ構造を含み、前記インダクタ構造は、
前記２次元電子ガスの第１端部とオーミック接触する第１接続金属層と、
前記エピタキシャル構造の前記基板から離れる一方側に設置され、第２平面螺旋状であるインダクタ金属線と、
第１端部が前記第１接続金属層に電気的に接続され、第２端部が前記インダクタ金属線の第１端部に電気的に接続される第１接続金属と、を含み、
前記インダクタ金属線の第１端部は前記第２平面螺旋状の中心点に対応する一端であり、前記２次元電子ガスの第１端部は第１平面螺旋状の中心点に対応する一端であり、
前記２次元電子ガスは前記第１平面螺旋状である。
前記２次元電子ガスの第１端部とオーミック接触する第１接続金属層と、
前記エピタキシャル構造の前記基板から離れる一方側に設置され、第２平面螺旋状であるインダクタ金属線と、
第１端部が前記第１接続金属層に電気的に接続され、第２端部が前記インダクタ金属線の第１端部に電気的に接続される第１接続金属と、を含み、
前記インダクタ金属線の第１端部は前記第２平面螺旋状の中心点に対応する一端であり、前記２次元電子ガスの第１端部は第１平面螺旋状の中心点に対応する一端であり、
前記２次元電子ガスは前記第１平面螺旋状である。
【0015】
一実施例では、前記第１平面螺旋状と前記第２平面螺旋状との螺旋方向は反対である。
【0016】
一実施例では、前記エピタキシャル構造に分離部が形成され、前記分離部は前記２次元電子ガスに対応する領域を画定する。
【0017】
一実施例では、前記２次元電子ガスの幅は前記インダクタ金属線の幅より広い。
【0018】
一実施例では、前記２次元電子ガスの周回数は前記インダクタ金属線の周回数より大きい。
【0019】
一実施例では、前記複合インダクタは第１層間誘電体層、第１電極金属、第２電極金属、第２接続金属層及び第２接続金属をさらに含み、
前記第１層間誘電体層は前記エピタキシャル構造の前記基板から離れる一方側に設置され、前記インダクタ金属線は前記第１層間誘電体層の前記基板から離れる一方側に設置され、
前記第１電極金属、前記第２電極金属及び前記インダクタ金属線は同じ層に設置され、前記第１電極金属は前記インダクタ金属線の第２端部に電気的に接続され、
前記第２接続金属層及び前記第１接続金属層は同じ層に設置され、前記第２接続金属層は前記２次元電子ガスの第２端部とオーミック接触し、
前記第２接続金属は前記第１層間誘電体層を貫通し、前記第２接続金属の第１端部は前記第２接続金属層に電気的に接続され、前記第２接続金属の第２端部は前記第２電極金属に電気的に接続される。
前記第１層間誘電体層は前記エピタキシャル構造の前記基板から離れる一方側に設置され、前記インダクタ金属線は前記第１層間誘電体層の前記基板から離れる一方側に設置され、
前記第１電極金属、前記第２電極金属及び前記インダクタ金属線は同じ層に設置され、前記第１電極金属は前記インダクタ金属線の第２端部に電気的に接続され、
前記第２接続金属層及び前記第１接続金属層は同じ層に設置され、前記第２接続金属層は前記２次元電子ガスの第２端部とオーミック接触し、
前記第２接続金属は前記第１層間誘電体層を貫通し、前記第２接続金属の第１端部は前記第２接続金属層に電気的に接続され、前記第２接続金属の第２端部は前記第２電極金属に電気的に接続される。
【0020】
一実施例では、前記複合インダクタは第２層間誘電体層、第１オーミック金属化スルーホール及び第２オーミック金属化スルーホールをさらに含み、前記第２層間誘電体層は第１層間誘電体層と前記エピタキシャル構造との間に設置され、前記第１オーミック金属化スルーホールは前記第２層間誘電体層を貫通し、前記第２オーミック金属化スルーホールは前記第２層間誘電体層を貫通し、
前記第１接続金属層は第１オーミック金属化スルーホールを介して前記２次元電子ガスの第１端部とオーミック接触し、第２接続金属層は第２オーミック金属化スルーホールを介して前記２次元電子ガスの第２端部とオーミック接触する。
前記第１接続金属層は第１オーミック金属化スルーホールを介して前記２次元電子ガスの第１端部とオーミック接触し、第２接続金属層は第２オーミック金属化スルーホールを介して前記２次元電子ガスの第２端部とオーミック接触する。
【0021】
一実施例では、前記複合インダクタは保護層をさらに含み、前記保護層は前記インダクタ金属線を覆う。第２態様では、本開示の実施例はさらに複合受動部品の製造方法を提供し、
基板を提供するステップと、基板上にエピタキシャル構造層をエピタキシャル形成するステップと、前記エピタキシャル構造層に対してイオン注入を行って分離部を形成することで、前記２次元電子ガスに対応する領域を画定するステップと、受動部品本体を前記エピタキシャル構造層の前記基板から離れる一方側に設置し、前記２次元電子ガスとオーミック接触させるステップと、を含む。
基板を提供するステップと、基板上にエピタキシャル構造層をエピタキシャル形成するステップと、前記エピタキシャル構造層に対してイオン注入を行って分離部を形成することで、前記２次元電子ガスに対応する領域を画定するステップと、受動部品本体を前記エピタキシャル構造層の前記基板から離れる一方側に設置し、前記２次元電子ガスとオーミック接触させるステップと、を含む。
【0022】
一実施例では、前記製造方法は、
２次元電子ガスが形成されているエピタキシャル構造を基板上にエピタキシャル形成するステップと、
前記エピタキシャル構造の前記基板から離れる一方側に金属コンデンサ構造を形成するステップであって、前記金属コンデンサ構造は第１金属極板及び第２金属極板を含み、前記第２金属極板は前記第１金属極板の前記基板から離れる一方側に位置し、前記第１金属極板は前記２次元電子ガスと絶縁されるステップと、を含み、
前記複合コンデンサの厚さ方向に沿って、前記第１金属極板及び前記第２金属極板の前記基板における総投影は、前記２次元電子ガスの前記基板における投影と少なくとも部分的に重なる。
２次元電子ガスが形成されているエピタキシャル構造を基板上にエピタキシャル形成するステップと、
前記エピタキシャル構造の前記基板から離れる一方側に金属コンデンサ構造を形成するステップであって、前記金属コンデンサ構造は第１金属極板及び第２金属極板を含み、前記第２金属極板は前記第１金属極板の前記基板から離れる一方側に位置し、前記第１金属極板は前記２次元電子ガスと絶縁されるステップと、を含み、
前記複合コンデンサの厚さ方向に沿って、前記第１金属極板及び前記第２金属極板の前記基板における総投影は、前記２次元電子ガスの前記基板における投影と少なくとも部分的に重なる。
【0023】
一実施例では、前記エピタキシャル構造の前記基板から離れる一方側に金属コンデンサ構造を形成する前記ステップは、
前記第１金属極板を形成することで、前記複合コンデンサの厚さ方向に沿って、前記第１金属極板の前記基板における投影を、前記２次元電子ガスの前記基板における投影と少なくとも部分的に重ねるステップを含み、
前記エピタキシャル構造の前記基板から離れる一方側に金属コンデンサ構造を形成する前記ステップは、前記２次元電子ガスとオーミック接触し且つ前記第２金属極板に電気的に接続される接続構造を形成するステップをさらに含む。
前記第１金属極板を形成することで、前記複合コンデンサの厚さ方向に沿って、前記第１金属極板の前記基板における投影を、前記２次元電子ガスの前記基板における投影と少なくとも部分的に重ねるステップを含み、
前記エピタキシャル構造の前記基板から離れる一方側に金属コンデンサ構造を形成する前記ステップは、前記２次元電子ガスとオーミック接触し且つ前記第２金属極板に電気的に接続される接続構造を形成するステップをさらに含む。
【0024】
一実施例では、前記製造方法は、
第１平面螺旋状の２次元電子ガスを含むエピタキシャル構造を基板上に形成するステップと、
前記エピタキシャル構造の前記基板から離れる一方側に、前記２次元電子ガスの第１端部とオーミック接触する第１接続金属層を形成するステップと、
前記エピタキシャル構造の前記基板から離れる一方側に第１接続金属及びインダクタ金属線を形成するステップであって、前記インダクタ金属線は第２平面螺旋状であり、第１接続金属の第１端部は前記第１接続金属層に電気的に接続され、前記第１接続金属の第２端部は前記インダクタ金属線の第１端部に電気的に接続され、前記インダクタ金属線の第１端部は前記第２平面螺旋状の中心点に対応する一端であり、前記２次元電子ガスの第１端部は前記第１平面螺旋状の中心点に対応する一端であるステップと、を含む。
第１平面螺旋状の２次元電子ガスを含むエピタキシャル構造を基板上に形成するステップと、
前記エピタキシャル構造の前記基板から離れる一方側に、前記２次元電子ガスの第１端部とオーミック接触する第１接続金属層を形成するステップと、
前記エピタキシャル構造の前記基板から離れる一方側に第１接続金属及びインダクタ金属線を形成するステップであって、前記インダクタ金属線は第２平面螺旋状であり、第１接続金属の第１端部は前記第１接続金属層に電気的に接続され、前記第１接続金属の第２端部は前記インダクタ金属線の第１端部に電気的に接続され、前記インダクタ金属線の第１端部は前記第２平面螺旋状の中心点に対応する一端であり、前記２次元電子ガスの第１端部は前記第１平面螺旋状の中心点に対応する一端であるステップと、を含む。
【0025】
一実施例では、平面螺旋状の２次元電子ガスを含むエピタキシャル構造を基板上に形成する前記ステップは、
前記基板上にエピタキシャル構造層をエピタキシャル形成するステップと、
前記エピタキシャル構造層に対してイオン注入を行って分離部を形成することで、前記２次元電子ガスに対応する領域を画定するステップと、を含む。
前記基板上にエピタキシャル構造層をエピタキシャル形成するステップと、
前記エピタキシャル構造層に対してイオン注入を行って分離部を形成することで、前記２次元電子ガスに対応する領域を画定するステップと、を含む。
【0026】
一実施例では、前記エピタキシャル構造の前記基板から離れる一方側に第１接続金属及びインダクタ金属線を形成する前記ステップの前に、
前記エピタキシャル構造の前記基板から離れる一方側に第１層間誘電体層を形成するステップをさらに含み、前記第１層間誘電体層に第１スルーホールが形成され、前記第１スルーホールは前記第１接続金属層を露出させ、
前記エピタキシャル構造の前記基板から離れる一方側に第１接続金属を形成する前記ステップは、前記第１スルーホールを金属化することで第１接続金属を形成するステップを含む。
前記エピタキシャル構造の前記基板から離れる一方側に第１層間誘電体層を形成するステップをさらに含み、前記第１層間誘電体層に第１スルーホールが形成され、前記第１スルーホールは前記第１接続金属層を露出させ、
前記エピタキシャル構造の前記基板から離れる一方側に第１接続金属を形成する前記ステップは、前記第１スルーホールを金属化することで第１接続金属を形成するステップを含む。
【0027】
一実施例では、前記エピタキシャル構造の前記基板から離れる一方側に第１接続金属層を形成する前記ステップの前に、
エピタキシャル構造の基板から離れる面に第２層間誘電体層を形成するステップをさらに含み、第２層間誘電体層に第１オーミックスルーホール及び第２オーミックスルーホールが形成され、第１オーミックスルーホールは２次元電子ガスの第１端部を露出させ、第２オーミックスルーホールは２次元電子ガスの第２端部を露出させ、
前記エピタキシャル構造の前記基板から離れる一方側に第１接続金属層を形成する前記ステップは、
前記第１オーミックスルーホールを金属化することで第１オーミック金属化スルーホールを形成し、前記エピタキシャル構造の前記基板から離れる一方側に第２接続金属層を形成し、前記第２オーミックスルーホールを金属化することで第２オーミック金属化スルーホールを形成するステップをさらに含み、前記第１接続金属層は第１オーミック金属化スルーホールを介して２次元電子ガスの第１端部とオーミック接触し、第２接続金属層は第２接続金属層を介して２次元電子ガスの第２端部とオーミック接触し、
前記エピタキシャル構造の前記基板から離れる一方側に第１層間誘電体層を形成する前記ステップは、前記第２接続金属層を露出させる第２スルーホールを有する第１層間誘電体層を形成するステップをさらに含み、
前記第１スルーホールを金属化することで第１接続金属を形成し、前記第１層間誘電体層の前記基板から離れる一方側にインダクタ金属線を形成する前記ステップは、
前記第１層間誘電体層の前記基板から離れる一方側に第１電極金属を形成し、前記第２スルーホールを金属化することで第２接続金属を形成し、前記第１層間誘電体層の前記基板から離れる一方側に第２電極金属を形成するステップをさらに含み、前記第１電極金属は前記インダクタ金属線の第２端部に電気的に接続され、前記第２接続金属の第１端部は前記第２接続金属層に電気的に接続され、前記第２接続金属の第２端部は前記第２電極金属に電気的に接続される。
エピタキシャル構造の基板から離れる面に第２層間誘電体層を形成するステップをさらに含み、第２層間誘電体層に第１オーミックスルーホール及び第２オーミックスルーホールが形成され、第１オーミックスルーホールは２次元電子ガスの第１端部を露出させ、第２オーミックスルーホールは２次元電子ガスの第２端部を露出させ、
前記エピタキシャル構造の前記基板から離れる一方側に第１接続金属層を形成する前記ステップは、
前記第１オーミックスルーホールを金属化することで第１オーミック金属化スルーホールを形成し、前記エピタキシャル構造の前記基板から離れる一方側に第２接続金属層を形成し、前記第２オーミックスルーホールを金属化することで第２オーミック金属化スルーホールを形成するステップをさらに含み、前記第１接続金属層は第１オーミック金属化スルーホールを介して２次元電子ガスの第１端部とオーミック接触し、第２接続金属層は第２接続金属層を介して２次元電子ガスの第２端部とオーミック接触し、
前記エピタキシャル構造の前記基板から離れる一方側に第１層間誘電体層を形成する前記ステップは、前記第２接続金属層を露出させる第２スルーホールを有する第１層間誘電体層を形成するステップをさらに含み、
前記第１スルーホールを金属化することで第１接続金属を形成し、前記第１層間誘電体層の前記基板から離れる一方側にインダクタ金属線を形成する前記ステップは、
前記第１層間誘電体層の前記基板から離れる一方側に第１電極金属を形成し、前記第２スルーホールを金属化することで第２接続金属を形成し、前記第１層間誘電体層の前記基板から離れる一方側に第２電極金属を形成するステップをさらに含み、前記第１電極金属は前記インダクタ金属線の第２端部に電気的に接続され、前記第２接続金属の第１端部は前記第２接続金属層に電気的に接続され、前記第２接続金属の第２端部は前記第２電極金属に電気的に接続される。
【0028】
本実施例の技術的解決手段では、受動部品本体はコンデンサ構造又はインダクタ構造であってもよい。
【0029】
本実施例の技術的解決手段では、用いられる複合コンデンサは、基板と、基板上に設置され、２次元電子ガスが形成されているエピタキシャル構造と、エピタキシャル構造の基板から離れる一方側に設置され、第１金属極板及び第２金属極板を含む金属コンデンサ構造であって、第２金属極板は第１金属極板の基板から離れる一方側に位置し、第１金属極板は２次元電子ガスと絶縁される金属コンデンサ構造と、を含み、複合コンデンサの厚さ方向に沿って、第１金属極板及び第２金属極板の基板における総投影は、２次元電子ガスの基板における投影と少なくとも部分的に重なる。２次元電子ガスはコンデンサの１つの極板と等価可能であり、本実施例は、占有するウエハの面積を増加させることなくコンデンサの数を高め、コンデンサの集積度を増加させることができる。
【0030】
本実施例の技術的解決手段では、用いられる複合インダクタは、基板と、基板上に設置され、第１平面螺旋状である２次元電子ガスが形成されているエピタキシャル構造と、２次元電子ガスの第１端部とオーミック接触する第１接続金属層と、エピタキシャル構造の基板から離れる一方側に設置され、第２平面螺旋状であるインダクタ金属線と、第１端部が第１接続金属層に電気的に接続され、第２端部がインダクタ金属線の第１端部に電気的に接続される第１接続金属と、を含み、インダクタ金属線の第１端部は第２平面螺旋状の中心点に対応する一端であり、２次元電子ガスの第１端部は第１平面螺旋状の中心点に対応する一端である。複合インダクタが占めるウエハサイズが変わらない場合、複合インダクタの第１インダクタ及び第２インダクタがそれぞれ異なる層に設置され、さらにインダクタの集積度を増加させ、直列接続によって複合インダクタのインダクタ量を増加させ、即ち、単位ウエハ面積上の電流経路長を長くし、さらに複合インダクタのインダクタ密度を大きくする。
【図面の簡単な説明】
【0031】
【図1】本開示の実施例に係る複合コンデンサの構造模式図である。
【図2】本開示の実施例に係る別の複合コンデンサの構造模式図である。
【図3】本開示の実施例に係る別の複合コンデンサの構造模式図である。
【図4】本開示の実施例に係る別の複合コンデンサの構造模式図である。
【図5】本開示の実施例に係る複合コンデンサの製造方法のフローチャートである。
【図6-15】本開示の実施例に係る複合コンデンサの製造方法の主なフローに対応する製品の構造模式図である。
【図16】本開示の実施例に係る複合インダクタの平面図である。
【図20】本開示の実施例に係る複合インダクタの製造方法のフローチャートである。
【図21-29】本開示の実施例に係る複合インダクタの製造方法の主なフローに対応する製品の構造模式図である。
【発明を実施するための形態】
【0032】
以下、図面及び実施例を参照しながら本開示をさらに詳細に説明する。理解できるように、ここで記述される具体的な実施例は本開示を解釈するためのものに過ぎず、本開示を限定するものではない。なお、記述を容易にするために、図面には、全部の構造ではなく、本開示に関連する一部の構造のみが示されている。
【0033】
本開示の実施例は複合受動部品を提供し、
基板と、基板上に設置され、特定のパターンの２次元電子ガスが形成されているエピタキシャル構造と、エピタキシャル構造の前記基板から離れる一方側に設置され、特定のパターンの２次元電子ガスとオーミック接触する受動部品本体と、を含む。エピタキシャル構造の２次元電子ガスと受動部品本体との相互作用によって、複合受動部品の集積度及び性能を向上させる。受動部品はコンデンサ構造又はインダクタ構造であってもよい。
基板と、基板上に設置され、特定のパターンの２次元電子ガスが形成されているエピタキシャル構造と、エピタキシャル構造の前記基板から離れる一方側に設置され、特定のパターンの２次元電子ガスとオーミック接触する受動部品本体と、を含む。エピタキシャル構造の２次元電子ガスと受動部品本体との相互作用によって、複合受動部品の集積度及び性能を向上させる。受動部品はコンデンサ構造又はインダクタ構造であってもよい。
【0034】
具体的に、基板１１は、例えば、窒化ガリウム、アルミニウムガリウム窒素、インジウムガリウム窒素、アルミニウムインジウムガリウム窒素、リン化インジウム、ヒ化ガリウム、炭化ケイ素、ダイヤモンド、サファイア、ゲルマニウム、ケイ素のうちの一種又は複数種の組み合わせ、又はＩＩＩ族窒化物を成長させることができる任意の他の材料であってもよく、エピタキシャル構造１２は基板１１上に成長することによって形成することができ、成長方式は、例えば、金属有機化合物化学気相成長（ＭＯＣＶＤ）、分子ビームエピタキシャル（ＭＢＥ）、水素化物気相エピタキシャル（ＨＶＰＥ）のうちのいずれかの方式であってもよく、エピタキシャル構造１２は多層を含んでもよく、各層構造はいずれもＩＩＩ－Ｖ族化合物に基づく半導体材料であってもよく、エピタキシャル構造１２は、例えばヘテロ接合であってもよく、本実施例はこれを具体的に限定せず、エピタキシャル構造１２が成長して形成されると、その内部に１層の高濃度の自由電荷（Ｔｗｏ Ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｇａｓ、２ＤＥＧ）が形成され、即ち、１層の２次元電子ガス１２１が形成され、２次元電子ガス１２１の面密度は、通常、１ｅ１３／ｃｍ２より大きく、その抵抗率は低く、２次元電子ガス１２１の抵抗率の大きさが金属の抵抗率の大きさと似ていると考えられる。
【0035】
本開示の実施例に係る複合受動部品は、特定のパターンの２次元電子ガスの周囲に分離部を設置し、即ち、エピタキシャル構造１２における特定のパターンの２次元電子ガスの周囲に分離部が形成され、分離部は２次元電子ガスに対応する特定のパターン領域を画定することに用いられる。
【0036】
選択的に、本開示の実施例に係る複合受動部品は、特定のパターンの２次元電子ガスに示された特定のパターンが受動部品本体に適合して設けられ、例えば、受動部品本体が平板コンデンサである場合、２次元電子ガスの特定のパターンは平板状であり、例えば、受動部品本体が螺旋インダクタである場合、２次元電子ガスの特定のパターンは螺旋状である。
【0037】
受動部品がコンデンサ構造である場合
図１は本開示の実施例に係る複合コンデンサの構造模式図であり、図１を参考し、複合コンデンサは、基板１１と、基板１１上に設置され、２次元電子ガス１２１が形成されているエピタキシャル構造１２と、エピタキシャル構造１２を覆う第１層間誘電体層１３と、エピタキシャル構造１２の基板１１から離れる一方側に設置され、第１金属極板１４１及び第２金属極板１４３を含む金属コンデンサ構造１４であって、第２金属極板１４３は第１金属極板１４１の基板１１から離れる一方側に位置し、第１金属極板１４１は２次元電子ガス１２１と絶縁される金属コンデンサ構造１４と、を含み、複合コンデンサの厚さ方向Ｘに沿って、第１金属極板１４１及び第２金属極板１４３の基板１１における総投影は、２次元電子ガス１２１の基板１１における投影と少なくとも部分的に重なる。
図１は本開示の実施例に係る複合コンデンサの構造模式図であり、図１を参考し、複合コンデンサは、基板１１と、基板１１上に設置され、２次元電子ガス１２１が形成されているエピタキシャル構造１２と、エピタキシャル構造１２を覆う第１層間誘電体層１３と、エピタキシャル構造１２の基板１１から離れる一方側に設置され、第１金属極板１４１及び第２金属極板１４３を含む金属コンデンサ構造１４であって、第２金属極板１４３は第１金属極板１４１の基板１１から離れる一方側に位置し、第１金属極板１４１は２次元電子ガス１２１と絶縁される金属コンデンサ構造１４と、を含み、複合コンデンサの厚さ方向Ｘに沿って、第１金属極板１４１及び第２金属極板１４３の基板１１における総投影は、２次元電子ガス１２１の基板１１における投影と少なくとも部分的に重なる。
【0038】
２次元電子ガス１２１の面密度は、通常、１ｅ１３／ｃｍ２より大きく、その抵抗率は低く、２次元電子ガス１２１の抵抗率の大きさが金属の抵抗率の大きさと似ていると考えられ、即ち、２次元電子ガス１２１はコンデンサの金属極板と等価可能であり、図１に示すように、第１金属極板１４１及び第２金属極板１４３はそれぞれ電極を引き出す必要があるため、第１金属極板１４１の基板１１における投影と、第２金属極板１４３の基板１１における投影とが完全に重ならないように設定することができ、即ち、第１金属極板１４１及び第２金属極板１４３の基板１１における総投影は、基板１１上の３つの領域に位置し、第１領域１１１の投影は第１金属極板１４１の投影のみを含み、第２領域１１２の投影は第１金属極板１４１の投影を含むだけでなく、第２金属極板１４３の投影を含み、第３領域１１３の投影は第２金属極板１４３の投影のみを含み、２次元電子ガス１２１の基板１１における投影が第１領域１１１及び／又は第２領域１１２に位置する場合、２次元電子ガス１２１と第１金属極板１４１は１つのコンデンサを構成し、２次元電子ガス１２１の基板１１における投影が第３領域１１３に位置し且つ第２金属極板１４３に接続されない場合、２次元電子ガス１２１と第２金属極板１４３は１つのコンデンサを構成し、２次元電子ガス１２１は金属コンデンサ構造１４の厚さ方向に設けられ、ウエハ上に占有する面積を増加させることがなく、従って、本実施例は、占有するウエハの面積を増加させることなくコンデンサの数を高め、コンデンサの集積度を増加させることができる。
【0039】
本実施例の技術的解決手段では、用いられる複合コンデンサは、基板と、基板上に設置され、２次元電子ガスが形成されているエピタキシャル構造と、エピタキシャル構造の基板から離れる一方側に設置され、第１金属極板及び第２金属極板を含む金属コンデンサ構造であって、第２金属極板は第１金属極板の基板から離れる一方側に位置し、第１金属極板は２次元電子ガスと絶縁される金属コンデンサ構造と、を含み、複合コンデンサの厚さ方向に沿って、第１金属極板及び第２金属極板の基板における総投影は、２次元電子ガスの基板における投影と少なくとも部分的に重なる。２次元電子ガスはコンデンサの１つの極板と等価可能であり、本実施例は、占有するウエハの面積を増加させることなくコンデンサの数を高め、コンデンサの集積度を増加させることができる。
【0040】
一実施例では、引き続き図１を参考し、エピタキシャル構造１２に分離部１２２が形成され、分離部１２２は２次元電子ガス１２１に対応する領域を画定する。
【0041】
具体的に、本実施例では、エピタキシャル構造における２次元電子ガス１２１を保留する必要がある部分以外の部分にいずれも分離部１２２を形成するように設定してもよく、例えば、複合コンデンサの厚さ方向に沿って、第１金属極板１４１の基板における投影と第２金属極板１４３の基板１１における投影とが重畳すると、２次元電子ガス１２１の基板１１における投影と完全に重なり、エピタキシャル構造１２の他の部分に分離部１２２を形成するように設定してもよく、分離部１２２は、例えば、イオン注入の方式で形成されてもよく、例えば、アルゴンイオン等を注入し、これにより、分離部１２２の抵抗を極めて高くし、さらに基板の損失を低減させる。
【0042】
一実施例では、引き続き図１を参考し、複合コンデンサは第２金属極板１４３を覆う保護層１７をさらに含む。
【0043】
具体的に、保護層１７は、例えば、酸化ケイ素、アルミナ、窒化ケイ素、酸窒化ケイ素のうちの一種又は複数種の組み合わせ、又は絶縁誘電体とすることができる任意の他の材料であってもよい。保護層１７は、複合コンデンサを保護し、複合コンデンサが外部の水と酸素等により腐食されることを回避し、複合コンデンサの耐用年数を伸ばすことができる。
【0044】
一実施例では、図１に示すように、２次元電子ガス１２１は第２金属極板１４３と絶縁され、本実施例では、２次元電子ガス１２１はその投影と重なる金属極板とコンデンサを形成することができ、好ましくは、２次元電子ガス１２１の基板１１における投影が第１領域１１１及び／又は第２領域１１２に位置するが、第３領域１１３に位置しないように設定してもよく、このとき、第１金属極板１４１と２次元電子ガス１２１は１つのコンデンサを構成し、第１金属極板１４１が第２金属極板１４３よりも２次元電子ガス１２１に近いため、該コンデンサの性能はよりよく、また、第１金属極板１４１と第２金属極板１４３は１つのコンデンサを構成し、複合コンデンサに２つのコンデンサが含まれ、コンデンサの集積度が高く、２次元電子ガス１２１は、それとオーミック接触する電極を設置することによって、２次元電子ガス１２１と外部回路を電気的に接続することができ、電極の位置は具体的に限定されず、例えば、２次元電子ガス１２１の基板１１から離れる一方側に設置されてもよく、２次元電子ガス１２１の基板１１に近い一方側に設置されてもよく、他のいくつかの実施形態では、２次元電子ガス１２１の基板１１における投影が第３領域１１３に位置し、第１領域１１１及び第２領域１１２にいずれも存在しない場合、このとき、２次元電子ガス１２１と第２金属極板１４３は１つのコンデンサを構成し、複合コンデンサに依然として２つのコンデンサが含まれ、他のいくつかの実施形態では、２次元電子ガス１２１の基板１１における投影が第３領域１１３に位置するだけでなく、第１領域１１１及び第２領域１１２のうちの少なくとも一方に位置する場合、このとき、２次元電子ガス１２１と第１金属極板１４１は１つのコンデンサを構成し、２次元電子ガス１２１と第２金属極板１４３も１つのコンデンサを構成し、複合コンデンサに３つのコンデンサが含まれ、コンデンサの集積度をさらに増加させ、このとき、好ましくは、２次元電子ガス１２１の基板１１における投影は、第１金属極板１４１の基板１１における投影及び第２金属極板１４３の基板１１における投影を覆い、複合コンデンサにおいて２次元電子ガス１２１により形成された２つのコンデンサの容量値がいずれも大きく、複合コンデンサの容量密度も大きい。
【0045】
一実施例では、２次元電子ガス１２１は第２金属極板１４３と等電位に設定され、複合コンデンサの厚さ方向に沿って、第１金属極板１４１の基板１１における投影は、２次元電子ガス１２１の基板１１における投影と少なくとも部分的に重なる。このように設定することによって、２次元電子ガス１２１と第２金属極板１４３は１つの極板に相当し、それぞれ第１金属極板１４１の２つの面と重なり、一方では、コンデンサの集積度を向上させることができ、他方では、複合コンデンサの容量値を増加させることと等価であり、さらに容量密度を増加させることができる。
【0046】
例示的に、図２は本開示の実施例に係る別の複合コンデンサの構造模式図であり、本実施例では、複合コンデンサは接続構造１５をさらに含み、接続構造１５は２次元電子ガス１２１とオーミック接触し、且つ第２金属極板１４３に電気的に接続され、接続構造１５によって２次元電子ガス１２１とオーミック接触を形成し、その接触抵抗が極めて低く、従って、電荷を２次元電子ガス１２１から接続構造１５に導入することができ、接続構造１５は第２金属極板１４３に電気的に接続され、且つ第１金属極板１４１と絶縁され、複合コンデンサの厚さ方向Ｘに沿って、２次元電子ガス１２１の基板１１における投影が第１金属極板１４１の基板１１における投影と重なり、２次元電子ガス１２１が第１金属極板１４１と絶縁されるため、２次元電子ガス１２１と第１金属極板１４１は１つのコンデンサを形成し、該コンデンサをコンデンサＣ１とし、金属コンデンサ構造１４をコンデンサＣ２とし、コンデンサＣ２とコンデンサＣ１は１つの極板（第１金属極板１４１であり、複合コンデンサの動作時に第１金属極板１４１の上下面にいずれも移動可能な電荷が存在する）を共有し、コンデンサＣ１とコンデンサＣ２が共有していない極板（２次元電子ガス１２１及び第２金属極板１４３）は接続構造１５を介して電気的に接続され、コンデンサＣ１とコンデンサＣ２が並列接続することと等価であり、即ち、複合コンデンサの容量値はコンデンサＣ１の容量値とコンデンサＣ２の容量値の和に等しく、コンデンサの極板の正対面積を増加させることと等価であり、２次元電子ガス１２１が金属コンデンサ構造１４の厚さ方向に設けられ、ウエハ上に占有する面積を増加させることがなく、従って、本実施例は占有するウエハの面積を増加させることなく、複合コンデンサの容量値を向上させることができる。また、必要な金属層が少ないため、製造の難易度を下げ、コストを低減させることができる。
【0047】
勿論、他のいくつかの実施形態では、２次元電子ガス１２１と第２金属極板１４３の等電位を実現するために他の解決手段を用いてもよく、例えば、複合コンデンサの外部で２次元電子ガス１２１と第２金属極板１４３を電気的に接続することができる。
【0048】
一実施例では、図１及び図２に示すように、複合コンデンサは第１層間誘電体層１３をさらに含み、第１層間誘電体層１３はエピタキシャル構造１２を覆い、金属コンデンサ構造１４は第１金属極板１４１、第２金属極板１４３及び第２層間誘電体層１４２を含み、第２層間誘電体層１４２は第１金属極板１４１と第２金属極板１４３との間に設置され、第１層間誘電体層１４１及び第２層間誘電体層１４２を設置することによって、コンデンサの性能を高めることができる。このとき、金属コンデンサ構造１４はＭＩＭコンデンサである。
【0049】
一実施例では、引き続き図２を参考し、複合コンデンサの厚さ方向Ｘに沿って、２次元電子ガス１２１の基板１１における投影は、第１金属極板１４１の基板１１における投影及び第２金属極板１４３の基板１１における投影を覆う。
【0050】
具体的に、２次元電子ガス１２１と第１金属極板１４１が重なる面積が大きいほど、コンデンサＣ１の容量値も大きく、従って、複合コンデンサの厚さ方向Ｘに沿って、２次元電子ガス１２１の基板１１における投影が第１金属極板１４１の基板１１における投影を覆うように設定してもよく、これによりコンデンサＣ１の容量値を大幅に増加させ、金属コンデンサ構造１４において、ＭＩＭコンデンサの引出電極を設置する必要があるため、複合コンデンサの厚さ方向Ｘに沿って、第２金属極板１４３の基板１１における投影と第１金属極板１４３の基板１１における正投影とは完全に重ならず、従って、複合コンデンサの厚さ方向Ｘに沿って、２次元電子ガス１２１の基板１１における投影が第２金属極板１４３の基板１１における正投影を覆うように設定してもよく、これにより接続構造１５を設置しやすい。
【0051】
なお、図１及び図２に示すように、複合コンデンサは第１電極１６をさらに含んでもよく、第１電極１６は第１金属極板１４１の基板１１から離れる一方側に位置し、且つ第１金属極板１４１に電気的に接続され、接続構造１５の第２層間誘電体層１４２を貫通する部分は複合コンデンサの第２電極とすることができる。
【0052】
例示的に、図２に示すように、接続構造１５は接続金属層１５１及び接続金属化スルーホールを含み、接続金属層１５１は２次元電子ガスの表面と接触し、接続金属化スルーホールは第１層間誘電体層１３及び第２層間誘電体層１４２を貫通して接続金属層１５１及び第２金属極板１４３に電気的に接続される。
【0053】
具体的に、本実施例では、接続金属層１５１は２次元電子ガス１２１と直接オーミック接触し、複合コンデンサを製造する際にエピタキシャル構造１２をエピタキシャル形成した後に接続金属層１５１を直接製造することができ、接続金属層１５１と２次元電子ガス１２１の接触性能はよりよく、複合コンデンサの性能の向上により有利である。第１スルーホールは第１層間誘電体層１３を貫通し、第２スルーホールは第２層間誘電体層１４２を貫通し、接続金属化スルーホールは第１サブスルーホール１５３及び第２サブスルーホール１５４を含み、第１サブスルーホール１５３は金属化後の第１スルーホール１５３であり、第２サブスルーホール１５４は金属化後の第２スルーホール１５４である。接続金属層１５１は、例えば、まず、電子ビーム蒸発システムを利用して複合金属を堆積し、その後、急速熱アニール（ＲＴＡ）プロセスを利用して形成した接続金属層であってもよい。接続金属化スルーホールは、まず、スルーホールをエッチングして形成し、その後、スルーホールを金属化して製造したものであってもよい。
【0054】
他のいくつかの実施形態では、図３に示すように、図３は本開示の実施例に係る別の複合コンデンサの構造模式図であり、図２に示される構造との相違点については、本実施例の接続構造１５は接続金属層１５１、オーミック金属化スルーホール１５２及び接続金属化スルーホールを含み、接続金属層１５１及び第１金属極板１４１は同じ層に設置され、接続金属層１５１は第１層間誘電体層１３を貫通するオーミック金属化スルーホール１５２を介して２次元電子ガス１２１とオーミック接触し、接続金属化スルーホールは第２層間誘電体層１４２を貫通して接続金属層１５１及び第２金属極板１４３に電気的に接続される。
【0055】
具体的に、本実施例では、接続金属層１５１及び第１金属極板１４１は同じ層に設置され、エピタキシャル構造１２をエピタキシャル形成した後、まず、第１層間誘電体層１３を成長させ、次に第１層間誘電体層１３にスルーホールをエッチングし、その後、オーミック金属の製造過程を利用して接続金属層１５１及びオーミック金属化スルーホール１５２を同時に製造することができる。第４スルーホールは第２層間誘電体層１４２を貫通し、接続金属化スルーホールは第２サブスルーホール１５４のみを含み、本実施例では、第２サブスルーホール１５４は金属化後の第４スルーホールである。
【0056】
他のいくつかの実施形態では、図４に示すように、図４は本開示の実施例に係る別の複合コンデンサの構造模式図であり、図２及び図３に示される構造との相違点については、本実施例の接続構造１５は接続金属層１５１、オーミック金属化スルーホール１５２及び接続金属化スルーホールを含み、第１層間誘電体層１３はエピタキシャル構造１２上に積層された第１サブ誘電体層１３１及び第２サブ誘電体層１３２を含み、接続金属層１５１は第１サブ誘電体層１３１のエピタキシャル構造１２から離れる面に設置され、第１サブ誘電体層１３１を貫通するオーミック金属化スルーホール１５２を介して２次元電子ガス１２１とオーミック接触し、接続金属化スルーホールは第２層間誘電体層１４２及び第２サブ誘電体層１３２を貫通して接続金属層１５１及び第２金属極板１４３に電気的に接続される。
【0057】
具体的に、本実施例では、第１層間誘電体層１３は第１サブ誘電体層１３１及び第２サブ誘電体層１３２を含み、第１サブ誘電体層１３１の材料及び第２サブ誘電体層１３２の材料は、例えば、酸化ケイ素、アルミナ、窒化ケイ素、酸窒化ケイ素のうちの一種又は複数種の組み合わせ、又は絶縁誘電体とすることができる任意の他の材料であってもよく、複合コンデンサは他の薄膜デバイス、例えば薄膜トランジスタ等と同一のウエハ上に製造されてもよく、接続金属層１５１を第１サブ誘電体層１３１上に設置することによって、ウエハ上の他のデバイスと互換性があり、さらに複合コンデンサの製造プロセスの互換性を向上させる。第６スルーホールは第２サブ誘電体層１３２を貫通し、第７スルーホールは第２層間誘電体層１４２を貫通し、接続金属化スルーホールは第１サブスルーホール１５３及び第２サブスルーホール１５４を含み、本実施例では、第１サブスルーホール１５３は金属化後の第６スルーホールであり、第２サブスルーホール１５４は金属化後の第７スルーホールである。
【0058】
本開示の実施例はさらに複合コンデンサの製造方法を提供し、図５に示すように、図５は本開示の実施例に係る複合コンデンサの製造方法のフローチャートであり、該製造方法はステップＳ３０１～ステップＳ３０２を含み、
ステップＳ３０１：基板上にエピタキシャル構造をエピタキシャル形成し、エピタキシャル構造に２次元電子ガスが形成されており、
具体的に、図６～図１５は本開示の実施例に係る複合コンデンサの製造方法の主なフローに対応する製品の構造模式図であり、図６に示すように、まず、１つの基板１１を提供することができ、その後、図７に示すように、基板１１上にエピタキシャル構造１２をエピタキシャル形成し、成長方式は、例えば、金属有機化合物化学気相成長（ＭＯＣＶＤ）、分子ビームエピタキシャル（ＭＢＥ）、水素化物気相エピタキシャル（ＨＶＰＥ）のうちのいずれかの方式であってもよく、エピタキシャル構造１２は多層を含んでもよく、各層構造はいずれもＩＩＩ－Ｖ族化合物に基づく半導体材料であってもよく、エピタキシャル構造１２は例えばヘテロ接合であってもよく、エピタキシャル構造１２が成長して形成されると、その内部に１層の２次元電子ガス１２１が形成され、２次元電子ガス１２１はコンデンサの１つの極板を形成することに用いることができ、その後、図８に示すように、基板の損失を低減させるために、エピタキシャル構造における２次元電子ガス１２１を保留する必要がある部分以外の部分に分離部１２２を形成することができ、分離部１２２は、例えば、イオン注入の方式で形成されてもよく、例えば、アルゴンイオン等を注入し、これにより、分離部１２２の抵抗を極めて高くし、さらに基板の損失を低減させる。
ステップＳ３０１：基板上にエピタキシャル構造をエピタキシャル形成し、エピタキシャル構造に２次元電子ガスが形成されており、
具体的に、図６～図１５は本開示の実施例に係る複合コンデンサの製造方法の主なフローに対応する製品の構造模式図であり、図６に示すように、まず、１つの基板１１を提供することができ、その後、図７に示すように、基板１１上にエピタキシャル構造１２をエピタキシャル形成し、成長方式は、例えば、金属有機化合物化学気相成長（ＭＯＣＶＤ）、分子ビームエピタキシャル（ＭＢＥ）、水素化物気相エピタキシャル（ＨＶＰＥ）のうちのいずれかの方式であってもよく、エピタキシャル構造１２は多層を含んでもよく、各層構造はいずれもＩＩＩ－Ｖ族化合物に基づく半導体材料であってもよく、エピタキシャル構造１２は例えばヘテロ接合であってもよく、エピタキシャル構造１２が成長して形成されると、その内部に１層の２次元電子ガス１２１が形成され、２次元電子ガス１２１はコンデンサの１つの極板を形成することに用いることができ、その後、図８に示すように、基板の損失を低減させるために、エピタキシャル構造における２次元電子ガス１２１を保留する必要がある部分以外の部分に分離部１２２を形成することができ、分離部１２２は、例えば、イオン注入の方式で形成されてもよく、例えば、アルゴンイオン等を注入し、これにより、分離部１２２の抵抗を極めて高くし、さらに基板の損失を低減させる。
【0059】
ステップＳ３０２：エピタキシャル構造の基板から離れる一方側に金属コンデンサ構造を形成し、金属コンデンサ構造は第１金属極板及び第２金属極板を含み、第２金属極板は第１金属極板の基板から離れる一方側に位置し、第１金属極板は２次元電子ガスと絶縁され、複合コンデンサの厚さ方向に沿って、第１金属極板及び第２金属極板の基板における総投影は、２次元電子ガスの基板における投影と少なくとも部分的に重なる。
【0060】
本実施例の複合コンデンサの製造方法で製造された複合コンデンサは、２次元電子ガスと第１金属極板及び／又は第２金属極板は１つのコンデンサを形成し、２次元電子ガスが第１金属極板及び第２金属極板の堆積方向に設置され、従って、複合コンデンサが占有するウエハの面積を増加させることなく、複合コンデンサのうちのコンデンサの数を増加させることができる、従って、コンデンサの集積度を向上させることができる。
【0061】
一実施例では、エピタキシャル構造の基板から離れる一方側に金属コンデンサ構造を形成するステップは、
第１金属極板を形成することで、複合コンデンサの厚さ方向に沿って、第１金属極板の基板における投影が２次元電子ガスの基板における投影と少なくとも部分的に重なるようにするステップを含み、エピタキシャル構造の基板から離れる一方側に金属コンデンサ構造を形成する際に、２次元電子ガスとオーミック接触し且つ第２金属極板に電気的に接続される接続構造を形成するステップをさらに含む。
第１金属極板を形成することで、複合コンデンサの厚さ方向に沿って、第１金属極板の基板における投影が２次元電子ガスの基板における投影と少なくとも部分的に重なるようにするステップを含み、エピタキシャル構造の基板から離れる一方側に金属コンデンサ構造を形成する際に、２次元電子ガスとオーミック接触し且つ第２金属極板に電気的に接続される接続構造を形成するステップをさらに含む。
【0062】
例示的に、金属コンデンサ構造を形成する際に第１層間誘電体層を形成することもでき、第１層間誘電体層はエピタキシャル構造を覆い、金属コンデンサ構造は第１層間誘電体層の基板から離れる一方側に設置され、金属コンデンサ構造は第１金属極板、第２金属極板及び第２層間誘電体層を含み、第２金属極板は第１金属極板の基板から離れる一方側に位置する。接続構造は接続金属層及び接続金属化スルーホールを含み、第１層間誘電体層、金属コンデンサ構造及び接続構造を形成するステップは、以下のことを含み、
図９に示すように、エピタキシャル構造１２の基板１１から離れる面に接続金属層１５１を形成し、具体的に、まず、電子ビーム蒸発システムを利用して複合金属を堆積し、その後、急速熱アニール（ＲＴＡ）プロセスを利用して接続金属層を形成することであってもよく、その後、図１０に示すように、まず、１層の誘電体層材料を成長させ、誘電体層材料は、例えば、酸化ケイ素、アルミナ、窒化ケイ素、酸窒化ケイ素のうちの一種又は複数種の組み合わせ、又は絶縁誘電体とすることができる任意の他の材料であってもよく、次に、図１１に示すように、露光・現像・エッチングの方式で、第１スルーホール２０１を形成し、第１スルーホール２０１は接続金属層１５１を露出させ、次に、図１２に示すように、第１層間誘電体層１３の基板から離れる面に第１金属極板１４１を形成し、第１スルーホールを金属化し、例えば、スパッタリング、堆積等の方式で製造することができ、マスクによって第１金属極板１４１を形成し、同時に第１スルーホールを金属化することで、第１サブスルーホール１５３を形成し、次に、図１３に示すように、１層の誘電体層材料１４２０を全面的に覆い、該誘電体層材料１４２０は、酸化ケイ素、アルミナ、窒化ケイ素、酸窒化ケイ素のうちの一種又は複数種の組み合わせ、又は絶縁誘電体とすることができる任意の他の材料であってもよく、金属コンデンサ構造の分離層とし、次に、図１４に示すように、露光・現像・エッチング等の方式で第２スルーホール２０２を形成し、第２スルーホール２０２は第１スルーホールを露出させ、さらに、電極スルーホール３０１を同時に形成することができ、電極スルーホール３０１はその後に金属電極を形成することに用いることができ、これにより図１４の第２層間誘電体層１４２を形成し、次に、図１５に示すように、スパッタリング、堆積等の方式で製造することができ、マスクによって第２金属極板１４３を形成し、同時に第２スルーホール２０２、電極スルーホール３０１を金属化することで、第２サブスルーホール１５４、第２金属極板１４３、電極金属スルーホール１６１及び電極１６２を形成し、電極金属スルーホール１６１と電極１６２は複合コンデンサの第１電極を構成し、接続構造１５の第２層間誘電体層１４２を貫通する部分は複合コンデンサの第２電極とすることができる。最後、図２に示すように、１層の保護層１７を全面的に覆い、これにより図２に示される構造を形成し、保護層１７は、例えば、酸化ケイ素、アルミナ、窒化ケイ素、酸窒化ケイ素のうちの一種又は複数種の組み合わせ、又は絶縁誘電体とすることができる任意の他の材料であってもよい。保護層１７は、複合コンデンサを保護し、複合コンデンサが外部の水と酸素等により腐食されることを回避し、複合コンデンサの耐用年数を伸ばすことができる。
図９に示すように、エピタキシャル構造１２の基板１１から離れる面に接続金属層１５１を形成し、具体的に、まず、電子ビーム蒸発システムを利用して複合金属を堆積し、その後、急速熱アニール（ＲＴＡ）プロセスを利用して接続金属層を形成することであってもよく、その後、図１０に示すように、まず、１層の誘電体層材料を成長させ、誘電体層材料は、例えば、酸化ケイ素、アルミナ、窒化ケイ素、酸窒化ケイ素のうちの一種又は複数種の組み合わせ、又は絶縁誘電体とすることができる任意の他の材料であってもよく、次に、図１１に示すように、露光・現像・エッチングの方式で、第１スルーホール２０１を形成し、第１スルーホール２０１は接続金属層１５１を露出させ、次に、図１２に示すように、第１層間誘電体層１３の基板から離れる面に第１金属極板１４１を形成し、第１スルーホールを金属化し、例えば、スパッタリング、堆積等の方式で製造することができ、マスクによって第１金属極板１４１を形成し、同時に第１スルーホールを金属化することで、第１サブスルーホール１５３を形成し、次に、図１３に示すように、１層の誘電体層材料１４２０を全面的に覆い、該誘電体層材料１４２０は、酸化ケイ素、アルミナ、窒化ケイ素、酸窒化ケイ素のうちの一種又は複数種の組み合わせ、又は絶縁誘電体とすることができる任意の他の材料であってもよく、金属コンデンサ構造の分離層とし、次に、図１４に示すように、露光・現像・エッチング等の方式で第２スルーホール２０２を形成し、第２スルーホール２０２は第１スルーホールを露出させ、さらに、電極スルーホール３０１を同時に形成することができ、電極スルーホール３０１はその後に金属電極を形成することに用いることができ、これにより図１４の第２層間誘電体層１４２を形成し、次に、図１５に示すように、スパッタリング、堆積等の方式で製造することができ、マスクによって第２金属極板１４３を形成し、同時に第２スルーホール２０２、電極スルーホール３０１を金属化することで、第２サブスルーホール１５４、第２金属極板１４３、電極金属スルーホール１６１及び電極１６２を形成し、電極金属スルーホール１６１と電極１６２は複合コンデンサの第１電極を構成し、接続構造１５の第２層間誘電体層１４２を貫通する部分は複合コンデンサの第２電極とすることができる。最後、図２に示すように、１層の保護層１７を全面的に覆い、これにより図２に示される構造を形成し、保護層１７は、例えば、酸化ケイ素、アルミナ、窒化ケイ素、酸窒化ケイ素のうちの一種又は複数種の組み合わせ、又は絶縁誘電体とすることができる任意の他の材料であってもよい。保護層１７は、複合コンデンサを保護し、複合コンデンサが外部の水と酸素等により腐食されることを回避し、複合コンデンサの耐用年数を伸ばすことができる。
【0063】
一実施例では、上記製造方法との相違点については、本実施例の接続構造は接続金属層、オーミック金属化スルーホール及び接続金属化スルーホールを含み、第１層間誘電体層、金属コンデンサ構造及び接続構造を形成するステップは、以下のことを含み、
図８に示される構造を形成した後、まず、エピタキシャル構造１２上に第１層間誘電体層の材料１３０１を堆積することができ、第１層間誘電体層の材料は、例えば、酸化ケイ素、アルミナ、窒化ケイ素、酸窒化ケイ素のうちの一種又は複数種の組み合わせ、又は絶縁誘電体とすることができる任意の他の材料であってもよく、次に、露光・現像・エッチング等の方式で第３スルーホール２０３を形成し、第３スルーホール２０３は接続金属層に対応する領域を露出させ、次に、第１層間誘電体層１３の基板から離れる面に接続金属層１５１を形成し、第３スルーホールを金属化することでオーミック金属化スルーホール１５２を形成し、接続金属層１５１はオーミック金属化スルーホール１５２を介して２次元電子ガス１２１とオーミック接触し、オーミック金属の製造過程を利用して接続金属層１５１及びオーミック金属化スルーホール１５２を同時に製造し、オーミック金属の製造過程は、まず、電子ビーム蒸発システムを利用して複合金属を堆積し、その後、急速熱アニールプロセスを利用してオーミック金属を形成することであってもよく、次に、接続金属層の製造時に高温プロセスを必要とするため、接続金属層を製造してから、第１金属極板１６１を製造するようにしてもよく、第１金属極板１６１はスパッタリング、堆積等の方式で製造することができ、また、金属極板を製造する際に全層の金属を製造するしかない場合、第１金属極板と接続金属層との電気的接続を回避するために、全層の金属を堆積する前に、まず、接続金属層上に１層の犠牲層を製造し、次に、金属層をエッチングして第１金属極板１４１を形成した後、犠牲層をエッチングすることができ、これにより第１金属極板１４１と接続金属層１５１を同じ層に形成し、その後、１層の誘電体層材料１４２０を全面的に覆い、該誘電体層材料１４２０は、酸化ケイ素、アルミナ、窒化ケイ素、酸窒化ケイ素のうちの一種又は複数種の組み合わせ、又は絶縁誘電体とすることができる任意の他の材料であってもよく、金属コンデンサ構造の分離層とし、次に、露光・現像・エッチング等の方式で第４スルーホール２０４を形成し、第４スルーホール２０４は接続金属層１５１を露出させ、また、さらに電極スルーホール３０１を同時に形成することができ、電極スルーホール３０１はその後に金属電極を形成することに用いることができ、これにより図２０の第２層間誘電体層１４２を形成し、次に、スパッタリング、堆積等の方式で製造することができ、マスクによって第２金属極板１４３を形成し、同時に第４スルーホール２０４、電極スルーホール３０１を金属化することで、第２サブスルーホール１５４、第２金属極板１４３、電極金属スルーホール１６１及び電極１６２を形成する。最後、図２に示すように、１層の保護層１７を全面的に覆い、これにより図３に示される構造を形成し、保護層１７は、例えば、酸化ケイ素、アルミナ、窒化ケイ素、酸窒化ケイ素のうちの一種又は複数種の組み合わせ、又は絶縁誘電体とすることができる任意の他の材料であってもよい。保護層１７は、複合コンデンサを保護し、複合コンデンサが外部の水と酸素等により腐食されることを回避し、複合コンデンサの耐用年数を伸ばすことができる。
図８に示される構造を形成した後、まず、エピタキシャル構造１２上に第１層間誘電体層の材料１３０１を堆積することができ、第１層間誘電体層の材料は、例えば、酸化ケイ素、アルミナ、窒化ケイ素、酸窒化ケイ素のうちの一種又は複数種の組み合わせ、又は絶縁誘電体とすることができる任意の他の材料であってもよく、次に、露光・現像・エッチング等の方式で第３スルーホール２０３を形成し、第３スルーホール２０３は接続金属層に対応する領域を露出させ、次に、第１層間誘電体層１３の基板から離れる面に接続金属層１５１を形成し、第３スルーホールを金属化することでオーミック金属化スルーホール１５２を形成し、接続金属層１５１はオーミック金属化スルーホール１５２を介して２次元電子ガス１２１とオーミック接触し、オーミック金属の製造過程を利用して接続金属層１５１及びオーミック金属化スルーホール１５２を同時に製造し、オーミック金属の製造過程は、まず、電子ビーム蒸発システムを利用して複合金属を堆積し、その後、急速熱アニールプロセスを利用してオーミック金属を形成することであってもよく、次に、接続金属層の製造時に高温プロセスを必要とするため、接続金属層を製造してから、第１金属極板１６１を製造するようにしてもよく、第１金属極板１６１はスパッタリング、堆積等の方式で製造することができ、また、金属極板を製造する際に全層の金属を製造するしかない場合、第１金属極板と接続金属層との電気的接続を回避するために、全層の金属を堆積する前に、まず、接続金属層上に１層の犠牲層を製造し、次に、金属層をエッチングして第１金属極板１４１を形成した後、犠牲層をエッチングすることができ、これにより第１金属極板１４１と接続金属層１５１を同じ層に形成し、その後、１層の誘電体層材料１４２０を全面的に覆い、該誘電体層材料１４２０は、酸化ケイ素、アルミナ、窒化ケイ素、酸窒化ケイ素のうちの一種又は複数種の組み合わせ、又は絶縁誘電体とすることができる任意の他の材料であってもよく、金属コンデンサ構造の分離層とし、次に、露光・現像・エッチング等の方式で第４スルーホール２０４を形成し、第４スルーホール２０４は接続金属層１５１を露出させ、また、さらに電極スルーホール３０１を同時に形成することができ、電極スルーホール３０１はその後に金属電極を形成することに用いることができ、これにより図２０の第２層間誘電体層１４２を形成し、次に、スパッタリング、堆積等の方式で製造することができ、マスクによって第２金属極板１４３を形成し、同時に第４スルーホール２０４、電極スルーホール３０１を金属化することで、第２サブスルーホール１５４、第２金属極板１４３、電極金属スルーホール１６１及び電極１６２を形成する。最後、図２に示すように、１層の保護層１７を全面的に覆い、これにより図３に示される構造を形成し、保護層１７は、例えば、酸化ケイ素、アルミナ、窒化ケイ素、酸窒化ケイ素のうちの一種又は複数種の組み合わせ、又は絶縁誘電体とすることができる任意の他の材料であってもよい。保護層１７は、複合コンデンサを保護し、複合コンデンサが外部の水と酸素等により腐食されることを回避し、複合コンデンサの耐用年数を伸ばすことができる。
【0064】
一実施例では、上記製造方法との相違点については、本実施例の接続構造は接続金属層、オーミック金属化スルーホール及び接続金属化スルーホールを含み、第１層間誘電体層は第１サブ誘電体層及び第２サブ誘電体層を含み、第１層間誘電体層、金属コンデンサ構造及び接続構造を形成するステップは、以下のことを含み、
図８に示される構造を形成した後、まず、エピタキシャル構造１２上に第１サブ誘電体層の材料１３１０を堆積することができ、第１サブ誘電体層の材料１３１０は、例えば、酸化ケイ素、アルミナ、窒化ケイ素、酸窒化ケイ素のうちの一種又は複数種の組み合わせ、又は絶縁誘電体とすることができる任意の他の材料であってもよく、露光・現像・エッチング等の方式で第５スルーホール２０５を形成し、第５スルーホール２０５は接続金属層に対応する領域を露出させ、第１サブ誘電体層１３１の基板から離れる面に接続金属層１５１を形成し、第５スルーホールを金属化することでオーミック金属化スルーホール１５２を形成し、接続金属層１５１はオーミック金属化スルーホール１５２を介して２次元電子ガス１２１とオーミック接触し、オーミック金属の製造過程を利用して接続金属層１５１及びオーミック金属化スルーホール１５２を同時に製造し、オーミック金属の製造過程は、まず、電子ビーム蒸発システムを利用して複合金属を堆積し、その後、急速熱アニールプロセスを利用してオーミック金属を形成することであってもよく、第２サブ誘電体層を形成する材料１３２０を全面的に覆い、第２サブ誘電体層の材料は、例えば、酸化ケイ素、アルミナ、窒化ケイ素、酸窒化ケイ素のうちの一種又は複数種の組み合わせ、又は絶縁誘電体とすることができる任意の他の材料であってもよく、露光・現像・エッチング等の方式で第６スルーホール２０６を形成し、第６スルーホール２０６は接続金属層１５１を露出させ、第２サブ誘電体層１３２の基板から離れる面に第１金属極板１４１を形成し、第６スルーホールを金属化し、例えば、スパッタリング、堆積等の方式で製造することができ、マスクによって第１金属極板１４１を形成し、同時に第６スルーホールを金属化することで、第１サブスルーホール１５３を形成し、１層の誘電体層材料１４２０を全面的に覆い、該誘電体層材料１４２０は、酸化ケイ素、アルミナ、窒化ケイ素、酸窒化ケイ素のうちの一種又は複数種の組み合わせ、又は絶縁誘電体とすることができる任意の他の材料であってもよく、金属コンデンサ構造の分離層とし、露光・現像・エッチング等の方式で第７スルーホール２０７を形成し、第７スルーホール２０７は第６スルーホールを露出させ、また、さらに電極スルーホール３０１を同時に形成することができ、電極スルーホール３０１はその後に金属電極を形成することに用いることができ、これにより第２層間誘電体層１４２を形成し、スパッタリング、堆積等の方式で製造することができ、マスクによって第２金属極板１４３を形成し、同時に第７スルーホール２０７、電極スルーホール３０１を金属化することで、第２サブスルーホール１５４、第２金属極板１４３、電極金属スルーホール１６１及び電極１６２を形成し、最後、図４に示すように、１層の保護層１７を全面的に覆い、これにより図３に示される構造を形成し、保護層１７は、例えば、酸化ケイ素、アルミナ、窒化ケイ素、酸窒化ケイ素のうちの一種又は複数種の組み合わせ、又は絶縁誘電体とすることができる任意の他の材料であってもよい。保護層１７は、複合コンデンサを保護し、複合コンデンサが外部の水と酸素等により腐食されることを回避し、複合コンデンサの耐用年数を伸ばすことができる。
図８に示される構造を形成した後、まず、エピタキシャル構造１２上に第１サブ誘電体層の材料１３１０を堆積することができ、第１サブ誘電体層の材料１３１０は、例えば、酸化ケイ素、アルミナ、窒化ケイ素、酸窒化ケイ素のうちの一種又は複数種の組み合わせ、又は絶縁誘電体とすることができる任意の他の材料であってもよく、露光・現像・エッチング等の方式で第５スルーホール２０５を形成し、第５スルーホール２０５は接続金属層に対応する領域を露出させ、第１サブ誘電体層１３１の基板から離れる面に接続金属層１５１を形成し、第５スルーホールを金属化することでオーミック金属化スルーホール１５２を形成し、接続金属層１５１はオーミック金属化スルーホール１５２を介して２次元電子ガス１２１とオーミック接触し、オーミック金属の製造過程を利用して接続金属層１５１及びオーミック金属化スルーホール１５２を同時に製造し、オーミック金属の製造過程は、まず、電子ビーム蒸発システムを利用して複合金属を堆積し、その後、急速熱アニールプロセスを利用してオーミック金属を形成することであってもよく、第２サブ誘電体層を形成する材料１３２０を全面的に覆い、第２サブ誘電体層の材料は、例えば、酸化ケイ素、アルミナ、窒化ケイ素、酸窒化ケイ素のうちの一種又は複数種の組み合わせ、又は絶縁誘電体とすることができる任意の他の材料であってもよく、露光・現像・エッチング等の方式で第６スルーホール２０６を形成し、第６スルーホール２０６は接続金属層１５１を露出させ、第２サブ誘電体層１３２の基板から離れる面に第１金属極板１４１を形成し、第６スルーホールを金属化し、例えば、スパッタリング、堆積等の方式で製造することができ、マスクによって第１金属極板１４１を形成し、同時に第６スルーホールを金属化することで、第１サブスルーホール１５３を形成し、１層の誘電体層材料１４２０を全面的に覆い、該誘電体層材料１４２０は、酸化ケイ素、アルミナ、窒化ケイ素、酸窒化ケイ素のうちの一種又は複数種の組み合わせ、又は絶縁誘電体とすることができる任意の他の材料であってもよく、金属コンデンサ構造の分離層とし、露光・現像・エッチング等の方式で第７スルーホール２０７を形成し、第７スルーホール２０７は第６スルーホールを露出させ、また、さらに電極スルーホール３０１を同時に形成することができ、電極スルーホール３０１はその後に金属電極を形成することに用いることができ、これにより第２層間誘電体層１４２を形成し、スパッタリング、堆積等の方式で製造することができ、マスクによって第２金属極板１４３を形成し、同時に第７スルーホール２０７、電極スルーホール３０１を金属化することで、第２サブスルーホール１５４、第２金属極板１４３、電極金属スルーホール１６１及び電極１６２を形成し、最後、図４に示すように、１層の保護層１７を全面的に覆い、これにより図３に示される構造を形成し、保護層１７は、例えば、酸化ケイ素、アルミナ、窒化ケイ素、酸窒化ケイ素のうちの一種又は複数種の組み合わせ、又は絶縁誘電体とすることができる任意の他の材料であってもよい。保護層１７は、複合コンデンサを保護し、複合コンデンサが外部の水と酸素等により腐食されることを回避し、複合コンデンサの耐用年数を伸ばすことができる。
【0065】
受動部品がインダクタ構造である場合
図１６は本発明の実施例に係る複合インダクタの平面図であり、図１７は図１６のＡ１Ａ２方向に沿う断面図であり、図１６及び図１７を参照し、複合インダクタは、基板１１と、基板１１上に設置され、第１平面螺旋状である２次元電子ガス１２１が形成されているエピタキシャル構造１２と、２次元電子ガス１２１の第１端部とオーミック接触する第１接続金属層１３’と、エピタキシャル構造１２の基板１１から離れる一方側に設置され、第２平面螺旋状であるインダクタ金属線１５’と、第１端部が第１接続金属層１３’に電気的に接続され、第２端部がインダクタ金属線１５’の第１端部に電気的に接続される第１接続金属１６’と、を含み、インダクタ金属線１５’の第１端部１５１’は第２平面螺旋状の中心点に対応する一端であり、２次元電子ガス１２１の第１端部１２１１は第１平面螺旋状の中心点に対応する一端である。
図１６は本発明の実施例に係る複合インダクタの平面図であり、図１７は図１６のＡ１Ａ２方向に沿う断面図であり、図１６及び図１７を参照し、複合インダクタは、基板１１と、基板１１上に設置され、第１平面螺旋状である２次元電子ガス１２１が形成されているエピタキシャル構造１２と、２次元電子ガス１２１の第１端部とオーミック接触する第１接続金属層１３’と、エピタキシャル構造１２の基板１１から離れる一方側に設置され、第２平面螺旋状であるインダクタ金属線１５’と、第１端部が第１接続金属層１３’に電気的に接続され、第２端部がインダクタ金属線１５’の第１端部に電気的に接続される第１接続金属１６’と、を含み、インダクタ金属線１５’の第１端部１５１’は第２平面螺旋状の中心点に対応する一端であり、２次元電子ガス１２１の第１端部１２１１は第１平面螺旋状の中心点に対応する一端である。
【0066】
２次元電子ガス１２１はインダクタの金属線と等価可能であり、２次元電子ガス１２１を第１平面螺旋状に設定することで、２次元電子ガス１２１を１つのインダクタと等価可能にし、該インダクタを第１インダクタとし、また、第１接続金属層１３’と２次元電子ガス１２１がオーミック接触し、その接触抵抗が極めて低いため、電流を第１接続金属１６’から２次元電子ガス１２１に転送する、又は電流を２次元電子ガス１２１から第１接続金属１６’に転送することができ、インダクタ金属線１５’が第２平面螺旋状に設定されるため、インダクタ金属線１５’も１つのインダクタと等価であり、該インダクタを第２インダクタとし、第１インダクタと第２インダクタの螺旋方向は反対であり、複合インダクタの総インダクタは第１インダクタと第２インダクタの直列接続であり、従って、複合インダクタのインダクタ量を増加させることと等価である。また、第１平面螺旋状がその中心点を中心として外へ螺旋状に延び、第２平面螺旋状がその中心点を中心として外へ螺旋状に延びるため、複合インダクタが占めるウエハサイズが変わらない場合、複合インダクタの第１インダクタ及び第２インダクタがそれぞれ異なる層に設置され、直列接続によって複合インダクタのインダクタ量を増加させ、即ち、単位ウエハ面積上の電流経路長を長くし、さらに複合インダクタのインダクタ密度を大きくする。
【0067】
本実施例の技術的解決手段では、用いられる複合インダクタは、基板と、基板上に設置され、第１平面螺旋状である２次元電子ガスが形成されているエピタキシャル構造と、２次元電子ガスの第１端部とオーミック接触する第１接続金属層と、エピタキシャル構造の基板から離れる一方側に設置され、第２平面螺旋状であるインダクタ金属線と、第１端部が第１接続金属層に電気的に接続され、第２端部がインダクタ金属線の第１端部に電気的に接続される第１接続金属と、を含み、インダクタ金属線の第１端部は第２平面螺旋状の中心点に対応する一端であり、２次元電子ガスの第１端部は第１平面螺旋状の中心点に対応する一端であり、第１平面螺旋状と第２平面螺旋状の螺旋方向は反対である。複合インダクタが占めるウエハサイズが変わらない場合、複合インダクタの第１インダクタ及び第２インダクタがそれぞれ異なる層に設置され、直列接続によって複合インダクタのインダクタ量を増加させ、即ち、単位ウエハ面積上の電流経路長を長くし、さらに複合インダクタのインダクタ密度を大きくする。
【0068】
選択的に、第１平面螺旋状と第２平面螺旋状の螺旋方向は反対であり、それによって、インダクタ金属線からなるインダクタと２次元電子ガスからなるインダクタの総インダクタ量をさらに増加させることができ、これにより複合インダクタのインダクタ密度をさらに増加させる。
【0069】
なお、図３２では第１平面螺旋状及び第２平面螺旋状がいずれも矩形の螺旋状であることを例に説明するが、他のいくつかの実施形態では、第１平面螺旋状及び第２平面螺旋状はいずれも他の形状であってもよく、両者は同じであってもよいし、異なってもよく、例えば、第１平面螺旋状はさらに円形の螺旋状であってもよく、第２平面螺旋状も円形の螺旋状であってもよい。
【0070】
【0071】
具体的に、２次元電子ガス１２１が第１平面螺旋状に形成される必要があり、エピタキシャル構造１２が形成された後に全層の２次元電子ガスが存在し、第１平面螺旋状に形成できないため、分離部１２２を設置することによって２次元電子ガス１２１に対応する領域を画定することができ、分離部１２２は、例えば、エピタキシャル構造１２にアルゴンイオンを注入することによって形成されてもよく、分離部１２２の抵抗が極めて大きく、絶縁体と等価であり、これにより第１平面螺旋状の２次元電子ガス１２１を画定する。
【0072】
選択的に、引き続き図１６を参考し、複合インダクタの厚さ方向に沿って、前記２次元電子ガスの幅は前記インダクタ金属線の幅より広い。このように設定することによって、２次元電子ガス１２１の抵抗を小さくすることができ、２次元電子ガス１２１が形成するインダクタを理想的なインダクタに近づけ、２次元電子ガス１２１が形成するインダクタの性能を向上させることに有利である。
【0073】
選択的に、引き続き図１６を参考し、２次元電子ガス１２１の周回数はインダクタ金属線１５’の周回数より大きい。
【0074】
具体的に、２次元電子ガス１２１の周回数は、即ち第１平面螺旋状の周回数であり、インダクタ金属線１５’の周回数は、即ち第２平面螺旋状の周回数であり、図３２では、第１平面螺旋状の周回数は２であり、第２平面螺旋状の周回数は３であり、２次元電子ガス１２１は複合インダクタの１つの電極として１つの電極金属を接続する必要があり、インダクタ金属線１５’が位置する層は金属層であり、該層で複合インダクタの電極を製造することはより容易であり、従って、２次元電子ガス１２１の周回数がインダクタ金属線１５’の周回数より大きく設定し、２次元電子ガス１２１の長さはインダクタ金属線１５’の長さより長く、２次元電子ガス１２１には、第２端部の電流をインダクタ金属線１５’が位置する層に導入しやすくする余分な部分が存在し、さらに、複合インダクタ電極の製造を容易にする。なお、図３２では２次元電子ガス１２１に必要なウエハの面積がインダクタ金属線１５’に必要なウエハの面積より大きいことを例に説明するが、他のいくつかの実施形態では、２次元電子ガス１２１に必要なウエハの面積がインダクタ金属線１５’に必要なウエハの面積より小さく設定してもよく、２次元電子ガス１２１の周回数もインダクタ金属線１５’の周回数より小さくてもよく、また、２次元電子ガス１２１の基板１１における投影と、インダクタ金属線１５’の基板１１における投影は、両者の螺旋方向が反対であるために回避できない重なり領域を除いて、他の部分が重なってもよく、重ならなくてもよく、本実施例は具体的に限定しない。
【0075】
選択的に、引き続き図１６及び図１７を参考し、複合インダクタは第１層間誘電体層１４’、第１電極金属２１、第２電極金属２２、第２接続金属層２３及び第２接続金属２４をさらに含み、第１層間誘電体層１４’はエピタキシャル構造１２の基板１１から離れる一方側に設置され、インダクタ金属線１５’は第１層間誘電体層１４’の基板１１から離れる一方側に設置され、第１電極金属２１、第２電極金属２２及びインダクタ金属線１５’は同じ層に設置され、第１電極金属２１はインダクタ金属線１５’の第２端部に電気的に接続され、第２接続金属層２３及び第１接続金属層１３’は同じ層に設置され、第２接続金属層２３は２次元電子ガス１２１の第２端部とオーミック接触し、第２接続金属２４は第１層間誘電体層１４’を貫通し、第２接続金属２４の第１端部は第２接続金属層２３に電気的に接続され、第２接続金属２４の第２端部は第２電極金属２２に電気的に接続される。
【0076】
具体的に、第１電極金属２１、第２電極金属２２、インダクタ金属線１５’、第１接続金属１６’及び第２接続金属２４はいずれもアルミニウムであってもよく、且つ同時に形成することができ、第１接続金属層１３’と第２接続金属層２３は同時に形成でき、例えば、まず、電子ビーム蒸発システムを利用して複合金属を堆積し、その後、急速熱アニール（ＲＴＡ）プロセスを利用して第１接続金属層１３’及び第２接続金属層２３を形成することであってもよい。第１電極金属２１は複合インダクタの第１電極とし、第２電極金属２２は複合インダクタの第２電極とし、複合インダクタの電流経路については、第１電極金属２１からインダクタ金属線１５’の第２端部に達し、第２平面螺旋状のインダクタ金属線１５’を経て、インダクタ金属線１５’の第１端部１５１’を介して第１接続金属１６’に流入し、その後、第１接続金属層１３’を経て２次元電子ガス１２１の第１端部１２１１に流入し、第１平面螺旋状の２次元電子ガス１２１を経て、２次元電子ガス１２１の第２端部を介して第２接続金属層２３に流入し、その後、第２接続金属２４を経て第２電極金属２２に流入し、勿論、他のいくつかの実施形態では、電流の経路は反対であるものであってもよく、即ち、第２電極金属２２から流入し、第１電極金属２１から流出する。
【0077】
選択的に、図１８は図１６のＡ１Ａ２方向に沿う別の断面図であり、図１６及び図１８を参照し、図１７に示される構造との相違点については、本実施例の複合インダクタは第２層間誘電体層２５、第１オーミック金属化スルーホール２６及び第２オーミック金属化スルーホール２７をさらに含み、第２層間誘電体層２５は第１層間誘電体層１４’とエピタキシャル構造１２との間に設置され、第１オーミック金属化スルーホール２６は第２層間誘電体層２５を貫通し、第２オーミック金属化スルーホール２７は第２層間誘電体層２５を貫通し、第１接続金属層１３’は第１オーミック金属化スルーホール２６を介して２次元電子ガス１２１の第１端部１２１１とオーミック接触し、第２接続金属層２３は第２オーミック金属化スルーホール２７を介して２次元電子ガス１２１の第２端部とオーミック接触する。
【0078】
具体的に、第２層間誘電体層２５は、例えば、酸化ケイ素、アルミナ、窒化ケイ素、酸窒化ケイ素のうちの一種又は複数種の組み合わせ、又は絶縁誘電体とすることができる任意の他の材料であってもよく、複合インダクタは他の薄膜デバイス、例えば薄膜トランジスタ等と同一のウエハ上に製造されてもよく、第１接続金属層及び第２接続金属層を第２層間誘電体層２５上に設置することによって、ウエハ上の他のデバイスと互換性があり、さらに複合インダクタの製造プロセスの互換性を向上させる。
【0079】
【0080】
具体的に、保護層２８は、例えば、酸化ケイ素、アルミナ、窒化ケイ素、酸窒化ケイ素のうちの一種又は複数種の組み合わせ、又は絶縁誘電体とすることができる任意の他の材料であってもよい。保護層２８は、複合インダクタを保護し、複合インダクタが外部の水と酸素等により腐食されることを回避し、複合インダクタの耐用年数を伸ばすことができる。
【0081】
なお、図１９は図１６のＡ１Ａ２方向に沿う別の断面図であり、本実施例のインダクタ金属線１５’は多層構造であり、それに対応して、保護層２８も多層構造であり、インダクタ金属線１５’の厚さを増加させることと等価可能であり、これにより、インダクタ金属線１５’の抵抗を低下させることに有利である。
【0082】
本発明の実施例はさらに複合インダクタの製造方法を提供し、図２０は本発明の実施例に係る複合インダクタの製造方法のフローチャートであり、図２０を参考し、該製造方法はステップＳ３０１～ステップＳ３０３を含み、
ステップＳ３０１：基板上にエピタキシャル構造を形成し、エピタキシャル構造は第１平面螺旋状の２次元電子ガスを含み、
具体的に、図２１～図２９は本発明の実施例に係る複合インダクタの製造方法の主なフローに対応する製品の構造模式図であり、図２１に示すように、まず、１つの基板１１を提供することができ、その後、図２２に示すように、基板１１上にエピタキシャル構造１２をエピタキシャル形成し、成長方式は、例えば、金属有機化合物化学気相成長（ＭＯＣＶＤ）、分子ビームエピタキシャル（ＭＢＥ）、水素化物気相エピタキシャル（ＨＶＰＥ）のうちのいずれかの方式であってもよく、エピタキシャル構造１２は多層を含んでもよく、各層構造はいずれもＩＩＩ－Ｖ族化合物に基づく半導体材料であってもよく、エピタキシャル構造１２は例えばヘテロ接合であってもよく、エピタキシャル構造１２が成長して形成されると、その内部に１層の２次元電子ガス１２１が形成され、その後、図２３に示すように、２次元電子ガス１２１が全層構造であるため、第１平面螺旋状の２次元電子ガスを形成するために、エピタキシャル構造における２次元電子ガス１２１を保留する必要がある部分以外の部分に分離部１２２を形成することができ、分離部１２２は、例えばイオン注入の方式で形成されてもよく、例えば、アルゴンイオン等を注入する。
ステップＳ３０１：基板上にエピタキシャル構造を形成し、エピタキシャル構造は第１平面螺旋状の２次元電子ガスを含み、
具体的に、図２１～図２９は本発明の実施例に係る複合インダクタの製造方法の主なフローに対応する製品の構造模式図であり、図２１に示すように、まず、１つの基板１１を提供することができ、その後、図２２に示すように、基板１１上にエピタキシャル構造１２をエピタキシャル形成し、成長方式は、例えば、金属有機化合物化学気相成長（ＭＯＣＶＤ）、分子ビームエピタキシャル（ＭＢＥ）、水素化物気相エピタキシャル（ＨＶＰＥ）のうちのいずれかの方式であってもよく、エピタキシャル構造１２は多層を含んでもよく、各層構造はいずれもＩＩＩ－Ｖ族化合物に基づく半導体材料であってもよく、エピタキシャル構造１２は例えばヘテロ接合であってもよく、エピタキシャル構造１２が成長して形成されると、その内部に１層の２次元電子ガス１２１が形成され、その後、図２３に示すように、２次元電子ガス１２１が全層構造であるため、第１平面螺旋状の２次元電子ガスを形成するために、エピタキシャル構造における２次元電子ガス１２１を保留する必要がある部分以外の部分に分離部１２２を形成することができ、分離部１２２は、例えばイオン注入の方式で形成されてもよく、例えば、アルゴンイオン等を注入する。
【0083】
ステップＳ３０２：エピタキシャル構造の基板から離れる一方側に第１接続金属層を形成し、第１接続金属層は２次元電子ガスの第１端部とオーミック接触し、
具体的に、第１接続金属層を形成する前、まず、エピタキシャル構造の基板から離れる面に第２層間誘電体層を形成することができ、第２層間誘電体層に第１オーミックスルーホール及び第２オーミックスルーホールが形成され、第１オーミックスルーホールは２次元電子ガスの第１端部を露出させ、第２オーミックスルーホールは２次元電子ガスの第２端部を露出させ、図２４に示すように、まず、１層の第２層間誘電体層の材料２５０を全面的に形成することができ、第２層間誘電体層２５０の材料は、例えば、酸化ケイ素、アルミナ、窒化ケイ素、酸窒化ケイ素のうちの一種又は複数種の組み合わせ、又は絶縁誘電体とすることができる任意の他の材料であってもよく、次に、図２５に示すように、露光・現像・エッチング等の方式で第１オーミックスルーホール４０１及び第２オーミックスルーホール４０２を形成し、次に、図２６に示すように、第２層間誘電体層２５の基板から離れる面に第１接続金属層１３’及び第２接続金属層２３を形成し、第１オーミックスルーホールを金属化することで第１オーミック金属化スルーホール２６を形成し、第２オーミックスルーホールを金属化することで第２オーミック金属化スルーホール２７を形成し、第１接続金属層は第１オーミック金属化スルーホールを介して２次元電子ガス１２１の第１端部とオーミック接触し、第２接続金属層は第２接続金属層を介して２次元電子ガス１２１の第２端部とオーミック接触し、オーミック金属の製造過程を利用して接続金属層及びオーミック金属化スルーホールを同時に製造し、オーミック金属の製造過程は、まず、電子ビーム蒸発システムを利用して複合金属を堆積し、その後、急速熱アニールプロセスを利用してオーミック金属を形成することであってもよく、
ステップＳ３０３：エピタキシャル構造の基板から離れる一方側に第１接続金属及びインダクタ金属線を形成し、
具体的に、エピタキシャル構造の基板から離れる一方側に第１接続金属及びインダクタ金属線を形成するステップは、以下のことをさらに含んでもよく、エピタキシャル構造の基板から離れる一方側に第１層間誘電体層を形成し、第１層間誘電体層に第１スルーホールが形成され、第１スルーホールは第１接続金属層を露出させ、図２７に示すように、まず、１層の第１層間誘電体層の材料１４０を全面的に覆うことができ、第１層間誘電体層の材料は、例えば、酸化ケイ素、アルミナ、窒化ケイ素、酸窒化ケイ素のうちの一種又は複数種の組み合わせ、又は絶縁誘電体とすることができる任意の他の材料であってもよく、次に、図２８に示すように、露光・現像・エッチング等の方式でそれぞれ第１スルーホール４０３及び第２スルーホール４０４を形成し、第１スルーホール４０３は第１接続金属層１３’を露出させ、第２スルーホール４０４は第２接続金属層２３を露出させ、
エピタキシャル構造の基板から離れる一方側に第１接続金属を形成するステップは、第１スルーホールを金属化することで第１接続金属を形成することを含む。第１接続金属及びインダクタ金属線は同時に形成されてもよく、インダクタ金属線は第２平面螺旋状であり、第１接続金属の第１端部は第１接続金属層に電気的に接続され、第１接続金属の第２端部はインダクタ金属線の第１端部に電気的に接続され、インダクタ金属線の第１端部は第２平面螺旋状の中心点に対応する一端であり、２次元電子ガスの第１端部は第１平面螺旋状の中心点に対応する一端である。
具体的に、第１接続金属層を形成する前、まず、エピタキシャル構造の基板から離れる面に第２層間誘電体層を形成することができ、第２層間誘電体層に第１オーミックスルーホール及び第２オーミックスルーホールが形成され、第１オーミックスルーホールは２次元電子ガスの第１端部を露出させ、第２オーミックスルーホールは２次元電子ガスの第２端部を露出させ、図２４に示すように、まず、１層の第２層間誘電体層の材料２５０を全面的に形成することができ、第２層間誘電体層２５０の材料は、例えば、酸化ケイ素、アルミナ、窒化ケイ素、酸窒化ケイ素のうちの一種又は複数種の組み合わせ、又は絶縁誘電体とすることができる任意の他の材料であってもよく、次に、図２５に示すように、露光・現像・エッチング等の方式で第１オーミックスルーホール４０１及び第２オーミックスルーホール４０２を形成し、次に、図２６に示すように、第２層間誘電体層２５の基板から離れる面に第１接続金属層１３’及び第２接続金属層２３を形成し、第１オーミックスルーホールを金属化することで第１オーミック金属化スルーホール２６を形成し、第２オーミックスルーホールを金属化することで第２オーミック金属化スルーホール２７を形成し、第１接続金属層は第１オーミック金属化スルーホールを介して２次元電子ガス１２１の第１端部とオーミック接触し、第２接続金属層は第２接続金属層を介して２次元電子ガス１２１の第２端部とオーミック接触し、オーミック金属の製造過程を利用して接続金属層及びオーミック金属化スルーホールを同時に製造し、オーミック金属の製造過程は、まず、電子ビーム蒸発システムを利用して複合金属を堆積し、その後、急速熱アニールプロセスを利用してオーミック金属を形成することであってもよく、
ステップＳ３０３：エピタキシャル構造の基板から離れる一方側に第１接続金属及びインダクタ金属線を形成し、
具体的に、エピタキシャル構造の基板から離れる一方側に第１接続金属及びインダクタ金属線を形成するステップは、以下のことをさらに含んでもよく、エピタキシャル構造の基板から離れる一方側に第１層間誘電体層を形成し、第１層間誘電体層に第１スルーホールが形成され、第１スルーホールは第１接続金属層を露出させ、図２７に示すように、まず、１層の第１層間誘電体層の材料１４０を全面的に覆うことができ、第１層間誘電体層の材料は、例えば、酸化ケイ素、アルミナ、窒化ケイ素、酸窒化ケイ素のうちの一種又は複数種の組み合わせ、又は絶縁誘電体とすることができる任意の他の材料であってもよく、次に、図２８に示すように、露光・現像・エッチング等の方式でそれぞれ第１スルーホール４０３及び第２スルーホール４０４を形成し、第１スルーホール４０３は第１接続金属層１３’を露出させ、第２スルーホール４０４は第２接続金属層２３を露出させ、
エピタキシャル構造の基板から離れる一方側に第１接続金属を形成するステップは、第１スルーホールを金属化することで第１接続金属を形成することを含む。第１接続金属及びインダクタ金属線は同時に形成されてもよく、インダクタ金属線は第２平面螺旋状であり、第１接続金属の第１端部は第１接続金属層に電気的に接続され、第１接続金属の第２端部はインダクタ金属線の第１端部に電気的に接続され、インダクタ金属線の第１端部は第２平面螺旋状の中心点に対応する一端であり、２次元電子ガスの第１端部は第１平面螺旋状の中心点に対応する一端である。
【0084】
具体的に、図２９に示すように、第１スルーホールを金属化することで第１接続金属１６’を形成するステップは、以下のことをさらに含み、第１層間誘電体層１４’の基板から離れる一方側に第１電極金属２１を形成し、第２スルーホールを金属化することで第２接続金属２４を形成し、第１層間誘電体層１４’の基板１１から離れる一方側に第２電極金属２２を形成し、第１電極金属２１はインダクタ金属線１５’の第２端部に電気的に接続され、第２接続金属２４の第１端部は第２接続金属層２３に電気的に接続され、第２接続金属２４の第２端部は第２電極金属２２に電気的に接続され、第１電極金属２１は複合インダクタの第１電極とし、第２電極金属２２は複合インダクタの第２電極とし、複合インダクタの電流経路については、第１電極金属２１からインダクタ金属線１５’の第２端部に達し、第２平面螺旋状のインダクタ金属線１５’を経て、インダクタ金属線１５’の第１端部１５１’を介して第１接続金属１６’に流入し、その後、第１接続金属層１３’を経て２次元電子ガス１２１の第１端部１２１１に流入し、第１平面螺旋状の２次元電子ガス１２１を経て、２次元電子ガス１２１の第２端部を介して第２接続金属層２３に流入し、その後、第２接続金属２４を経て第２電極金属２２に流入し、勿論、他のいくつかの実施形態では、電流の経路は反対であるものであってもよく、即ち、第２電極金属２２から流入し、第１電極金属２１から流出する。
【0085】
その後、さらに１層の保護層２８を全面的に覆うことができ、これにより図１８に示される構造を形成し、保護層２８は、例えば、酸化ケイ素、アルミナ、窒化ケイ素、酸窒化ケイ素のうちの一種又は複数種の組み合わせ、又は絶縁誘電体とすることができる任意の他の材料であってもよい。保護層２８は、複合インダクタを保護し、複合インダクタが外部の水と酸素等により腐食されることを回避し、複合インダクタの耐用年数を伸ばすことができる。
【0086】
なお、上記は本開示の好ましい実施例及び使用される技術原理に過ぎない。当業者であれば理解できるように、本開示は本明細書に記載された特定の実施例に限定されず、当業者にとって、本開示の保護範囲を逸脱することなく、様々な明らかな変更、再調整及び置換を行うことができる。従って、以上の実施例によって本開示を詳細に説明したが、本開示は以上の実施例に限定されず、本開示の構想を逸脱することなく、より多くの他の等価な実施例を含んでもよく、本開示の範囲は添付の特許請求の範囲により決まる。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【図24】
【図25】
【図26】
【図27】
【図28】
【図29】
【手続補正書】
【提出日】2024-06-26
【手続補正1】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
複合受動部品であって、基板と、
前記基板上に設置され、特定のパターンの２次元電子ガスが形成されているエピタキシャル構造と、
前記エピタキシャル構造の前記基板から離れる一方側に設置され、前記２次元電子ガスとオーミック接触する受動部品本体と、を含むことを特徴とする複合受動部品。
【請求項2】
前記エピタキシャル構造に分離部が形成され、前記分離部は前記２次元電子ガスに対応する領域を画定することを特徴とする請求項１に記載の複合受動部品。
【請求項3】
前記２次元電子ガスの前記特定のパターンは前記受動部品本体に適合して設けられることを特徴とする請求項１に記載の複合受動部品。
【請求項4】
前記複合受動部品は複合コンデンサを含み、前記受動部品本体は、前記エピタキシャル構造の前記基板から離れる一方側に設置される金属コンデンサ構造を含み、前記金属コンデンサ構造は第１金属極板及び第２金属極板を含み、前記第２金属極板は前記第１金属極板の前記基板から離れる一方側に位置し、前記第１金属極板は前記２次元電子ガスと絶縁され、前記複合受動部品の厚さ方向に沿って、前記第１金属極板及び前記第２金属極板の前記基板における総投影は、前記２次元電子ガスの前記基板における投影と少なくとも部分的に重なることを特徴とする請求項１に記載の複合受動部品。
【請求項5】
前記２次元電子ガスは前記第２金属極板と等電位に設定され、前記複合受動部品の厚さ方向に沿って、前記第１金属極板の前記基板における投影は、前記２次元電子ガスの前記基板における投影と少なくとも部分的に重なることを特徴とする請求項４に記載の複合受動部品。
【請求項6】
前記複合受動部品は、前記エピタキシャル構造を覆う第１層間誘電体層をさらに含み、
前記金属コンデンサ構造は前記第１層間誘電体層の前記基板から離れる一方側に設置され、前記金属コンデンサ構造は前記第１金属極板、前記第２金属極板及び第２層間誘電体層を含むことを特徴とする請求項４に記載の複合受動部品。
【請求項7】
前記複合受動部品の厚さ方向に沿って、前記２次元電子ガスの前記基板における投影は、前記第１金属極板の前記基板における投影及び前記第２金属極板の前記基板における投影を覆うことを特徴とする請求項４に記載の複合受動部品。
【請求項8】
前記２次元電子ガスは前記第２金属極板と絶縁されることを特徴とする請求項４に記載の複合受動部品。
【請求項9】
前記複合受動部品は複合インダクタを含み、前記受動部品本体は、前記２次元電子ガスの第１端部とオーミック接触する第１接続金属層と、
前記エピタキシャル構造の前記基板から離れる一方側に設置され、第２平面螺旋状であるインダクタ金属線と、
第１端部が前記第１接続金属層に電気的に接続され、第２端部が前記インダクタ金属線の第１端部に電気的に接続される第１接続金属と、を含み、
前記インダクタ金属線の第１端部は前記第２平面螺旋状の中心点に対応する一端であり、前記２次元電子ガスの第１端部は第１平面螺旋状の中心点に対応する一端であり、
前記２次元電子ガスは前記第１平面螺旋状であることを特徴とする請求項１に記載の複合受動部品。
【請求項10】
前記第１平面螺旋状と前記第２平面螺旋状との螺旋方向は反対であることを特徴とする請求項９に記載の複合受動部品。
【請求項11】
前記２次元電子ガスの幅は前記インダクタ金属線の幅より広いことを特徴とする請求項９に記載の複合受動部品。
【請求項12】
前記複合受動部品は第１層間誘電体層、第１電極金属、第２電極金属、第２接続金属層及び第２接続金属をさらに含み、前記第１層間誘電体層は前記エピタキシャル構造の前記基板から離れる一方側に設置され、前記インダクタ金属線は前記第１層間誘電体層の前記基板から離れる一方側に設置され、
前記第１電極金属、前記第２電極金属及び前記インダクタ金属線は同じ層に設置され、前記第１電極金属は前記インダクタ金属線の第２端部に電気的に接続され、
前記第２接続金属層及び前記第１接続金属層は同じ層に設置され、前記第２接続金属層は前記２次元電子ガスの第２端部とオーミック接触し、
前記第２接続金属は前記第１層間誘電体層を貫通し、前記第２接続金属の第１端部は前記第２接続金属層に電気的に接続され、前記第２接続金属の第２端部は前記第２電極金属に電気的に接続されることを特徴とする請求項９～１１のいずれか一項に記載の複合受動部品。
【請求項13】
前記複合受動部品は第２層間誘電体層、第１オーミック金属化スルーホール及び第２オーミック金属化スルーホールをさらに含み、前記第２層間誘電体層は第１層間誘電体層と前記エピタキシャル構造との間に設置され、前記第１オーミック金属化スルーホールは前記第２層間誘電体層を貫通し、前記第２オーミック金属化スルーホールは前記第２層間誘電体層を貫通し、前記第１接続金属層は第１オーミック金属化スルーホールを介して前記２次元電子ガスの第１端部とオーミック接触し、第２接続金属層は第２オーミック金属化スルーホールを介して前記２次元電子ガスの第２端部とオーミック接触することを特徴とする請求項９～１１のいずれか一項に記載の複合受動部品。
【請求項14】
前記複合受動部品は保護層をさらに含み、前記保護層は前記インダクタ金属線を覆うことを特徴とする請求項９～１１のいずれか一項に記載の複合受動部品。
【請求項15】
複合受動部品の製造方法であって、基板を提供するステップと、
前記基板上にエピタキシャル構造層をエピタキシャル形成するステップと、
前記エピタキシャル構造層に対してイオン注入を行って分離部を形成することで、前記２次元電子ガスに対応する領域を画定するステップと、
受動部品本体を前記エピタキシャル構造層の前記基板から離れる一方側に設置し、前記２次元電子ガスとオーミック接触させるステップと、を含む複合受動部品の製造方法。
【国際調査報告】