JP7723914B2 - Through-electrode substrate, mounting substrate including through-electrode substrate, and method for manufacturing through-electrode substrate - Google Patents
Through-electrode substrate, mounting substrate including through-electrode substrate, and method for manufacturing through-electrode substrateInfo
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Description
本開示の実施形態は、貫通電極を備える貫通電極基板に関する。また、本開示の実施形態は、貫通電極基板を備える実装基板、及び貫通電極基板の製造方法に関する。 Embodiments of the present disclosure relate to a through-electrode substrate having a through-electrode. Furthermore, embodiments of the present disclosure relate to a mounting substrate having a through-electrode substrate, and a method for manufacturing a through-electrode substrate.
第1面及び第2面を含む基板と、基板に設けられた複数の貫通孔と、貫通孔の内部に位置する貫通電極と、を備える部材、いわゆる貫通電極基板が、様々な用途で利用されている。 A component comprising a substrate including a first surface and a second surface, a plurality of through holes formed in the substrate, and through electrodes located inside the through holes, known as a through electrode substrate, is used in a variety of applications.
例えば、この貫通電極基板は、LSIの実装密度を高めるために複数のLSIチップを積層させる際に2つのLSIチップの間に介在させるインターポーザとして利用される。また、貫通電極基板は、LSIチップなどの素子とマザーボードなどの実装基板との間に介在されることもある。 For example, this through-hole electrode substrate is used as an interposer placed between two LSI chips when stacking multiple LSI chips to increase the packaging density of the LSI. Furthermore, through-hole electrode substrates can also be placed between elements such as LSI chips and mounting substrates such as motherboards.
ここで、例えば、特許文献1では、ガラス基板にレーザ光を用いて貫通孔を形成し、この貫通孔にめっきを施して成る、インターポーザに関する技術を開示している。そして、この特許文献1に記載のガラス基板の製造方法によれば、ガラス基板にテーパ状を成す貫通孔を形成することができるものである。 For example, Patent Document 1 discloses technology related to an interposer in which through-holes are formed in a glass substrate using laser light and then plated. The glass substrate manufacturing method described in Patent Document 1 makes it possible to form tapered through-holes in the glass substrate.
また、特許文献2では、ガラス基板上に多層配線層を形成して成るインターポーザに関する技術を開示している。このインターポーザは、貫通孔の内部のみに無機密着層を形成し、この無機密着層の上に導電層を形成し、当該導電層は、導電ビアを介して配線群と電気的に接続され、無機密着層の熱膨張率は、基材の熱膨張率よりも大きく且つ導電層の熱膨張率よりも小さくなっている。そして、この特許文献2に記載のインターポーザによれば、熱膨張、熱収縮による導電層パターンの剥離を防止することができるものである。 Patent Document 2 also discloses technology related to an interposer formed by forming a multilayer wiring layer on a glass substrate. This interposer has an inorganic adhesive layer formed only inside the through holes, and a conductive layer formed on this inorganic adhesive layer. The conductive layer is electrically connected to the wiring group via conductive vias, and the thermal expansion coefficient of the inorganic adhesive layer is greater than that of the substrate and less than that of the conductive layer. The interposer described in Patent Document 2 can prevent peeling of the conductive layer pattern due to thermal expansion and thermal contraction.
ここで、既述の特許文献1、2に記載の発明では、高密度にキャパシタを形成する点については十分検討されておらず、実装密度を高めることが困難になることが懸念される。 However, the inventions described in the aforementioned Patent Documents 1 and 2 do not fully consider the issue of forming capacitors at high density, and there are concerns that it may be difficult to increase the mounting density.
本開示の実施形態は、このような課題を効果的に解決し得る貫通電極基板、貫通電極基板を備える実装基板並びに貫通電極基板の製造方法を提供することを目的とする。 Embodiments of the present disclosure aim to provide a through-hole electrode substrate, a mounting substrate including a through-hole electrode substrate, and a method for manufacturing a through-hole electrode substrate that can effectively solve these problems.
本開示の一実施形態に係る貫通電極基板は、
第1面及び前記第1面の反対側に位置する第2面を含み、前記第1面と前記第2面との間を貫通する電極用貫通孔、及び、前記第1面と前記第2面との間を貫通するキャパシタ用貫通孔が設けられた基板と、
前記基板の前記電極用貫通孔に位置する貫通電極と、
前記基板の前記キャパシタ用貫通孔の前記第1面の第1面開口部の近傍、前記キャパシタ用貫通孔の側壁及び前記キャパシタ用貫通孔の前記第2面の第2面開口部近傍に渡って連続して設けられ、第1面第2電極層、誘電体層、第1面第1電極層の順に積層された積層構造を有するキャパシタと、を備える。
The through electrode substrate according to an embodiment of the present disclosure includes:
a substrate including a first surface and a second surface located opposite to the first surface, the substrate having an electrode through-hole penetrating between the first surface and the second surface and a capacitor through-hole penetrating between the first surface and the second surface;
a through electrode located in the electrode through hole of the substrate;
and a capacitor having a laminated structure in which a first-surface second electrode layer, a dielectric layer, and a first-surface first electrode layer are laminated in this order, the capacitor being provided continuously over a vicinity of a first-surface opening on the first surface of the capacitor through hole of the substrate, a sidewall of the capacitor through hole, and a vicinity of a second-surface opening on the second surface of the capacitor through hole.
前記貫通電極基板において、
前記貫通電極と前記第1面第2電極層又は前記第1面第1電極層の何れか一方のみとを電気的に接続する配線層をさらに備えるようにしてもよい。
In the through electrode substrate,
The semiconductor device may further include a wiring layer that electrically connects the through electrode to either the first surface second electrode layer or the first surface first electrode layer.
前記貫通電極基板において、
前記基板の前記第1面上における前記第1面第2電極層の側端部は、前記第1面上で、前記誘電体層により被覆されているようにしてもよい。
In the through electrode substrate,
A side edge of the first-surface second electrode layer on the first surface of the substrate may be covered by the dielectric layer on the first surface.
前記貫通電極基板において、
前記基板の前記第1面における前記誘電体層の側端部は、前記基板の前記第1面上で前記第1面第2電極層の端部を被覆するように、前記基板の前記第1面上に位置しているようにしてもよい。
In the through electrode substrate,
The side edge of the dielectric layer on the first surface of the substrate may be positioned on the first surface of the substrate so as to cover the edge of the first surface second electrode layer on the first surface of the substrate.
前記貫通電極基板において、
前記基板の前記第1面における前記第1面第1電極層の側端部は、前記基板の前記第1面上の前記誘電体層の側端部上に位置しているようにしてもよい。
In the through electrode substrate,
A side edge of the first surface first electrode layer on the first surface of the substrate may be positioned on a side edge of the dielectric layer on the first surface of the substrate.
前記貫通電極基板において、
前記第1面第2電極層は、前記第1面第2電極層の側端部と前記基板の前記第1面との境界に凹部を有するようにしてもよい。
In the through electrode substrate,
The first surface second electrode layer may have a recess at a boundary between a side edge of the first surface second electrode layer and the first surface of the substrate.
前記貫通電極基板において、
前記第1面第2電極層の膜厚は、前記第1面第1電極層の膜厚よりも厚くなるようにしてもよい。
In the through electrode substrate,
The first-surface second electrode layer may have a thickness greater than that of the first-surface first electrode layer.
前記貫通電極基板において、
前記電極用貫通孔の幅は、前記キャパシタ用貫通孔の幅と同じ大きさであるようにしてもよい。
In the through electrode substrate,
The electrode through hole may have the same width as the capacitor through hole.
前記貫通電極基板において、
前記電極用貫通孔の幅は、前記キャパシタ用貫通孔の幅よりも大きくなるようにしてもよい。
In the through electrode substrate,
The electrode through hole may have a width greater than that of the capacitor through hole.
前記貫通電極基板において、
前記基板の前記第1面側で、前記第1面第1電極層及び前記誘電体層を貫通するとともに、前記第1面第1電極層とは絶縁され且つ前記第1面第2電極層に電気的に接続されたスルーホール配線をさらに備えるようにしてもよい。
In the through electrode substrate,
The substrate may further include through-hole wiring on the first surface side that penetrates the first surface first electrode layer and the dielectric layer, is insulated from the first surface first electrode layer, and is electrically connected to the first surface second electrode layer.
前記貫通電極基板において、
前記基板は、複数の前記キャパシタ用貫通孔が設けられ、各キャパシタ用貫通孔に一対一に対応して前記キャパシタが設けられているようにしてもよい。
In the through electrode substrate,
The substrate may be provided with a plurality of the capacitor through holes, and the capacitors may be provided in one-to-one correspondence with the respective capacitor through holes.
前記貫通電極基板において、
前記基板の前記第1面上において隣接する前記キャパシタの前記第1面第2電極層、前記誘電体層、及び前記第1面第1電極層は、前記基板の前記第1面上において、連続的に接続されているようにしてもよい。
In the through electrode substrate,
The first surface second electrode layer, the dielectric layer, and the first surface first electrode layer of adjacent capacitors on the first surface of the substrate may be continuously connected on the first surface of the substrate.
前記貫通電極基板において、
前記基板の前記第1面上において隣接する前記キャパシタの前記第1面第2電極層、前記誘電体層、及び前記第1面第1電極層は、前記基板の前記第1面上において、連続的に接続されていないようにしてもよい。
In the through electrode substrate,
The first surface second electrode layer, the dielectric layer, and the first surface first electrode layer of adjacent capacitors on the first surface of the substrate may not be continuously connected on the first surface of the substrate.
前記貫通電極基板において、
前記キャパシタ用貫通孔の前記第1面に平行な断面は円形であるようにしてもよい。
In the through electrode substrate,
The cross section of the capacitor through hole parallel to the first surface may be circular.
前記貫通電極基板において、
前記貫通電極は、前記電極用貫通孔の側壁に沿って成膜されたシード層と、前記シード層の表面に成膜されためっき層と、を有するようにしてもよい。
In the through electrode substrate,
The through electrode may have a seed layer formed along a side wall of the electrode through hole, and a plating layer formed on a surface of the seed layer.
前記貫通電極基板において、
前記貫通電極と、前記貫通電極に電気的に接続されるとともに前記第1面側に位置する第1面導電層と、前記貫通電極に電気的に接続されるとともに前記第2面側に位置する第2面導電層と、を有するインダクタを更に備えるようにしてもよい。
In the through electrode substrate,
The device may further include an inductor having the through electrode, a first surface conductive layer electrically connected to the through electrode and located on the first surface side, and a second surface conductive layer electrically connected to the through electrode and located on the second surface side.
本開示の一実施形態に係る実装基板は、
貫通電極基板と、
前記貫通電極基板に搭載された素子と、を備え、
前記貫通電極基板は、
第1面及び前記第1面の反対側に位置する第2面を含み、前記第1面と前記第2面との間を貫通する貫通孔、及び、前記第1面と前記第2面との間を貫通するキャパシタ用貫通孔が設けられた基板と、
前記基板の前記電極用貫通孔に位置する貫通電極と、
前記基板の前記キャパシタ用貫通孔の前記第1面の第1面開口部の近傍、前記キャパシタ用貫通孔の側壁及び前記キャパシタ用貫通孔の前記第2面の第2面開口部近傍に渡って連続して設けられ、第1面第2電極層、誘電体層、第1面第1電極層の順に積層された積層構造を有するキャパシタと、を備える。
A mounting substrate according to an embodiment of the present disclosure includes:
a through electrode substrate;
an element mounted on the through electrode substrate;
The through electrode substrate is
a substrate including a first surface and a second surface located opposite to the first surface, the substrate having a through-hole penetrating between the first surface and the second surface and a capacitor through-hole penetrating between the first surface and the second surface;
a through electrode located in the electrode through hole of the substrate;
and a capacitor having a laminated structure in which a first-surface second electrode layer, a dielectric layer, and a first-surface first electrode layer are laminated in this order, the capacitor being provided continuously over a vicinity of a first-surface opening on the first surface of the capacitor through hole of the substrate, a sidewall of the capacitor through hole, and a vicinity of a second-surface opening on the second surface of the capacitor through hole.
本開示の一実施形態に係る貫通電極基板の製造方法は、
第1面及び前記第1面の反対側に位置する第2面を含み、前記第1面と前記第2面との間を貫通する電極用貫通孔、及び、前記第1面と前記第2面との間を貫通するキャパシタ用貫通孔が設けられた基板を準備する工程と、
前記基板の前記電極用貫通孔に位置する貫通電極を形成する工程と、
前記基板の前記キャパシタ用貫通孔の前記第1面の第1面開口部の近傍、前記キャパシタ用貫通孔の側壁及び前記キャパシタ用貫通孔の前記第2面の第2面開口部近傍に渡って連続して設けられ、第1面第2電極層、誘電体層、第1面第1電極層の順に積層された積層構造を有するキャパシタを形成する工程と、を備える。
A method for manufacturing a through hole electrode substrate according to an embodiment of the present disclosure includes:
preparing a substrate including a first surface and a second surface located opposite to the first surface, the substrate having an electrode through hole penetrating between the first surface and the second surface, and a capacitor through hole penetrating between the first surface and the second surface;
forming a through electrode located in the electrode through hole of the substrate;
and forming a capacitor having a laminated structure in which a first-surface second electrode layer, a dielectric layer, and a first-surface first electrode layer are laminated in this order, the laminated structure being continuously provided over the vicinity of a first-surface opening on the first surface of the capacitor through hole of the substrate, the sidewall of the capacitor through hole, and the vicinity of a second-surface opening on the second surface of the capacitor through hole.
前記貫通電極基板の製造方法において、
前記貫通電極を形成するのと同時に、前記キャパシタの前記第1面第2電極層を形成するようにしてもよい。
In the method for manufacturing the through electrode substrate,
The first surface second electrode layer of the capacitor may be formed at the same time as the through electrode is formed.
本開示の実施形態によれば、貫通電極を備え、高密度にキャパシタを実装可能な貫通電極基板を提供することができる。 Embodiments of the present disclosure provide a through-electrode substrate that is equipped with through-electrodes and allows capacitors to be mounted at high density.
る。
以下、本開示の実施形態に係る貫通電極基板の構成及びその製造方法について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下に示す実施形態は本開示の実施形態の一例であって、本開示はこれらの実施形態に限定して解釈されるものではない。また、本明細書において、「基板」、「基材」、「シート」や「フィルム」など用語は、呼称の違いのみに基づいて、互いから区別されるものではない。例えば、「基板」や「基材」は、シートやフィルムと呼ばれ得るような部材も含む概念である。更に、本明細書において用いる、形状や幾何学的条件並びにそれらの程度を特定する、例えば、「平行」や「直交」等の用語や長さや角度の値等については、厳密な意味に縛られることなく、同様の機能を期待し得る程度の範囲を含めて解釈することとする。また、本実施形態で参照する図面において、同一部分または同様な機能を有する部分には同一の符号または類似の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する場合がある。また、図面の寸法比率は説明の都合上実際の比率とは異なる場合や、構成の一部が図面から省略される場合がある。 The configuration of a through-hole electrode substrate and a manufacturing method thereof according to an embodiment of the present disclosure are described in detail below with reference to the drawings. Note that the embodiment described below is an example of an embodiment of the present disclosure, and the present disclosure is not intended to be limited to these embodiments. Furthermore, in this specification, terms such as "substrate," "substrate," "sheet," and "film" are not distinguished from one another solely based on differences in nomenclature. For example, "substrate" and "substrate" are concepts that include materials that may be called sheets or films. Furthermore, terms used in this specification that specify shape, geometric conditions, and their degrees, such as "parallel" and "orthogonal," as well as values of length and angle, are not bound by strict meanings but are interpreted to include the extent to which similar functions can be expected. Furthermore, in the drawings referenced in this embodiment, identical or similar symbols are used to designate identical parts or parts having similar functions, and repeated explanations may be omitted. Furthermore, for the sake of convenience, the dimensional proportions in the drawings may differ from the actual proportions, and parts of the configuration may be omitted from the drawings.
貫通電極基板
以下、本開示の実施の形態について説明する。まず、本実施の形態に係る貫通電極基板10の構成について説明する。図1は、実施形態に係る貫通電極基板10を示す断面図である。また、図2は、図1に示す貫通電極基板の貫通孔近傍を部分的に拡大して示す断面図である。また、図3は、図1に示す貫通電極基板のキャパシタ用貫通孔を部分的に拡大して示す断面図である。また、図4は、図1に示す貫通電極基板を示す平面図である。なお、図4では、簡単のため、第1面第1導電層311の表面に沿った断面を模式的に表している。
1. Through-hole electrode substrate Hereinafter, an embodiment of the present disclosure will be described. First, the configuration of a through-hole electrode substrate 10 according to this embodiment will be described. FIG. 1 is a cross-sectional view showing a through-hole electrode substrate 10 according to the embodiment. FIG. 2 is a cross-sectional view showing a partially enlarged view of the vicinity of a through-hole of the through-hole electrode substrate shown in FIG. 1. FIG. 3 is a cross-sectional view showing a partially enlarged view of a capacitor through-hole of the through-hole electrode substrate shown in FIG. 1. FIG. 4 is a plan view showing the through-hole electrode substrate shown in FIG. 1. For simplicity, FIG. 4 schematically shows a cross section along the surface of the first-side first conductive layer 311.
貫通電極基板10は、基板12、貫通電極22、第1配線構造部30及び第2配線構造部40を備える。以下、貫通電極基板10の各構成要素について説明する。 The through electrode substrate 10 comprises a substrate 12, a through electrode 22, a first wiring structure 30, and a second wiring structure 40. Each component of the through electrode substrate 10 is described below.
(基板)
基板12は、第1面13、及び、第1面13の反対側に位置する第2面14を含む。
(substrate)
The substrate 12 includes a first surface 13 and a second surface 14 located opposite the first surface 13 .
また、基板12には、第1面13から第2面14に至る、すなわち、第1面13と第2面14との間を貫通する複数の電極用貫通孔20が設けられている。 The substrate 12 also has a plurality of electrode through-holes 20 extending from the first surface 13 to the second surface 14, i.e., penetrating between the first surface 13 and the second surface 14.
さらに、基板12は、第1面13と第2面14との間を貫通し且つ第1面13に開口部Za及び第2面14の第2面開口部Zcを有する複数のキャパシタ用貫通孔Zが設けられている。なお、図1の例では、2つのキャパシタ用貫通孔Zが基板12に形成されているが、1つの又は3つ以上のキャパシタ用貫通孔Zが基板12に形成されているようにしてもよい。 Furthermore, the substrate 12 is provided with a plurality of capacitor through-holes Z that penetrate between the first surface 13 and the second surface 14 and have an opening Za in the first surface 13 and a second surface opening Zc in the second surface 14. Note that, although two capacitor through-holes Z are formed in the substrate 12 in the example of FIG. 1, one or three or more capacitor through-holes Z may be formed in the substrate 12.
このように、図1の例では、基板12は、第1面13に複数のキャパシタ用貫通孔Zが設けられ、各キャパシタ用貫通孔Zに一対一に対応してキャパシタ15が設けられている。 As such, in the example of Figure 1, the substrate 12 has a plurality of capacitor through-holes Z formed on the first surface 13, and capacitors 15 are provided in one-to-one correspondence with each capacitor through-hole Z.
なお、キャパシタ用貫通孔Zの第1面13に平行な断面は、例えば、円形である。しかしながら、キャパシタ用貫通孔Zの第1面13に平行な断面は、円形以外の四角形等の形状を有していてもよい。 The cross section of the capacitor through hole Z parallel to the first surface 13 is, for example, circular. However, the cross section of the capacitor through hole Z parallel to the first surface 13 may have a shape other than circular, such as a rectangle.
また、基板12は、一定の絶縁性を有する無機材料を含んでいる。例えば、基板12は、ガラス基板、石英基板、サファイア基板、樹脂基板、ガラスエポキシ基板、シリコン基板、SOI(Silicon on Insulator)基板、SOS(Silicon on Sapphire)、炭化シリコン(SiC)基板、アルミナ(Al2O3)基板、窒化アルミニウム(AlN)基板、酸化ジリコニウム(ZrO2)基板など、又は、これらが積層された基板を用いることができる。基板12は、アルミニウム基板、ステンレス基板など、導電性を有する材料から構成された基板を部分的に含んでいてもよい。 The substrate 12 also includes an inorganic material having a certain level of insulating properties. For example, the substrate 12 may be a glass substrate, a quartz substrate, a sapphire substrate, a resin substrate, a glass epoxy substrate, a silicon substrate, an SOI (Silicon on Insulator) substrate, an SOS (Silicon on Sapphire) substrate, a silicon carbide (SiC) substrate, an alumina ( Al2O3 ) substrate, an aluminum nitride (AlN) substrate, a zirconium oxide ( ZrO2 ) substrate, or a substrate formed by stacking these. The substrate 12 may also partially include a substrate made of a conductive material, such as an aluminum substrate or a stainless steel substrate.
この基板12で用いるガラスの例としては、無アルカリガラスなどを挙げることができる。 An example of glass used for this substrate 12 is alkali-free glass.
この無アルカリガラスとは、ナトリウムやカリウムなどのアルカリ成分を含まないガラスである。無アルカリガラスは、例えば、アルカリ成分の代わりにホウ酸を含む。また、無アルカリガラスは、例えば、酸化カルシウムや酸化バリウムなどのアルカリ土類金属酸化物を含む。無アルカリガラスの例としては、旭硝子製のEN-A1や、コーニング製のイーグルXGなどを挙げることができる。基板12がガラスを含む場合、基板12の厚みは、例えば0.10mm以上且つ0.40mm以下である。基板12がガラスを含むことにより、基板12の絶縁性を高めることができる。これにより、後述するように第1配線構造部30の一部によってキャパシタ15が形成されている場合に、キャパシタ15の耐電圧特性を高めることができる。 This alkali-free glass is glass that does not contain alkaline components such as sodium or potassium. For example, alkali-free glass contains boric acid instead of alkaline components. Furthermore, alkali-free glass contains alkaline earth metal oxides such as calcium oxide or barium oxide. Examples of alkali-free glass include EN-A1 manufactured by Asahi Glass Co., Ltd. and Eagle XG manufactured by Corning Co., Ltd. When the substrate 12 contains glass, the thickness of the substrate 12 is, for example, 0.10 mm or more and 0.40 mm or less. By including glass in the substrate 12, the insulating properties of the substrate 12 can be improved. This improves the voltage resistance characteristics of the capacitor 15 when the capacitor 15 is formed by part of the first wiring structure 30, as described below.
また、電極用貫通孔20の側壁21は、図示はしないが、基板12の第1面13の法線方向に沿って広がっていてもよい。若しくは、側壁21が、基板12の第1面13の法線方向からずれた方向で広がっていてもよく、また、側壁21の一部が湾曲していてもよい。 In addition, although not shown, the sidewall 21 of the electrode through hole 20 may extend along the normal direction of the first surface 13 of the substrate 12. Alternatively, the sidewall 21 may extend in a direction deviated from the normal direction of the first surface 13 of the substrate 12, or a portion of the sidewall 21 may be curved.
また、電極用貫通孔20の長さ、すなわち第1面13の法線方向における電極用貫通孔20の寸法は、基板12の厚みに等しい。電極用貫通孔20の幅S、すなわち第1面13の面方向における電極用貫通孔20の寸法(図8参照)は、例えば40μm以上且つ150μm以下である。また、電極用貫通孔20の幅Sに対する長さの比は、例えば4以上且つ10以下である。 The length of the electrode through hole 20, i.e., the dimension of the electrode through hole 20 in the normal direction to the first surface 13, is equal to the thickness of the substrate 12. The width S of the electrode through hole 20, i.e., the dimension of the electrode through hole 20 in the planar direction of the first surface 13 (see Figure 8), is, for example, 40 μm or more and 150 μm or less. The ratio of the length to the width S of the electrode through hole 20 is, for example, 4 or more and 10 or less.
なお、電極用貫通孔20の幅Sは、例えば、図3に示すキャパシタ用貫通孔Zの幅a1と同じ大きさである。しかし、電極用貫通孔20の幅Sは、例えば、図3に示すキャパシタ用貫通孔Zの幅a1よりも大きくなるように設定されていてもよい。 The width S of the electrode through hole 20 is, for example, the same size as the width a1 of the capacitor through hole Z shown in FIG. 3. However, the width S of the electrode through hole 20 may be set to be larger than the width a1 of the capacitor through hole Z shown in FIG. 3, for example.
(貫通電極)
貫通電極22は、電極用貫通孔20の内部に少なくとも部分的に位置し、且つ導電性を有する部材である。
(Through electrode)
The through electrode 22 is a member that is at least partially located inside the electrode through hole 20 and has electrical conductivity.
なお、本実施の形態においては、貫通電極22の厚みは、電極用貫通孔20の幅よりも小さく、このため、貫通電極22の内部には、貫通電極22が存在しない空間がある。すなわち、貫通電極22は、いわゆるコンフォーマルビアである。 In this embodiment, the thickness of the through electrode 22 is smaller than the width of the electrode through hole 20, and therefore there is a space inside the through electrode 22 where the through electrode 22 is not present. In other words, the through electrode 22 is a so-called conformal via.
また、貫通電極22は、蒸着法やスパッタリング法などの物理成膜法で形成されていてもよく、化学成膜法やめっき法で形成されていてもよい。また、貫通電極22は、導電性を有する単一の層から構成されていてもよく、若しくは、導電性を有する複数の層を含んでいてもよい。 The through electrode 22 may be formed by a physical film formation method such as vapor deposition or sputtering, or by a chemical film formation method or plating method. The through electrode 22 may be composed of a single conductive layer, or may include multiple conductive layers.
ここでは、図2に示すように、貫通電極22が、電極用貫通孔20の側壁21側から電極用貫通孔20の中心側へ順に並ぶ密着層361、シード層362及びめっき層363を含む例について説明する。 Here, as shown in Figure 2, an example will be described in which the through electrode 22 includes an adhesion layer 361, a seed layer 362, and a plating layer 363, which are arranged in this order from the sidewall 21 side of the electrode through hole 20 toward the center side of the electrode through hole 20.
密着層361は、シード層362やめっき層363などのその他の貫通電極22の構成要素と基板12の電極用貫通孔20の側壁21との間に、必要に応じて形成される層である。密着層361は、シード層362やめっき層363などのその他の貫通電極22の構成要素に比べて、基板12に対する高い密着性を有する。また、密着層361は、シード層362やめっき層363などのその他の貫通電極22の構成要素中の金属元素が電極用貫通孔20の側壁21を介して基板12の内部に拡散することを抑制するという役割を果たしてもよい。シード層362又はめっき層363が銅を含む場合、密着層361の材料として、例えば、チタン、チタン窒化物、モリブデン、モリブデン窒化物、タンタル、タンタル窒化物等、又はこれらを積層したものを用いることができる。また、密着層361の材料として、基板12に対する高い密着性を有する導電性材料を用いてもよい。 The adhesion layer 361 is a layer formed as needed between other components of the through electrode 22, such as the seed layer 362 and plating layer 363, and the sidewall 21 of the electrode through hole 20 in the substrate 12. The adhesion layer 361 has higher adhesion to the substrate 12 than other components of the through electrode 22, such as the seed layer 362 and plating layer 363. The adhesion layer 361 may also serve to prevent metal elements in other components of the through electrode 22, such as the seed layer 362 and plating layer 363, from diffusing into the interior of the substrate 12 via the sidewall 21 of the electrode through hole 20. When the seed layer 362 or plating layer 363 contains copper, the adhesion layer 361 may be made of, for example, titanium, titanium nitride, molybdenum, molybdenum nitride, tantalum, tantalum nitride, or a laminate of these materials. The adhesion layer 361 may also be made of a conductive material that has high adhesion to the substrate 12.
例えば、密着層361の材料として、チタン、モリブデン、タングステン、タンタル、ニッケル、クロム、アルミニウム、これらの化合物、これらの合金など、又はこれらを積層したものを使用することができる。密着層361の厚みは、例えば10nm以上且つ1μm以下である。密着層361は、例えば、蒸着法やスパッタリング法などの物理成膜法で形成される。 For example, the material of the adhesion layer 361 can be titanium, molybdenum, tungsten, tantalum, nickel, chromium, aluminum, compounds of these, alloys of these, or laminates of these. The thickness of the adhesion layer 361 is, for example, 10 nm or more and 1 μm or less. The adhesion layer 361 is formed by a physical film formation method such as vapor deposition or sputtering.
また、シード層362は、電解めっき処理によってめっき層363を形成する電解めっき工程の際に、めっき液中の金属イオンを析出させてめっき層363を成長させるための土台となる、導電性を有する層である。シード層362の材料としては、例えば、銅などの、めっき層363と同一の金属材料を用いることができる。シード層362の厚みは、例えば100nm以上且つ3μm以下である。シード層362は、例えば、無電解めっき処理によって形成される。 The seed layer 362 is a conductive layer that serves as a base for growing the plating layer 363 by precipitating metal ions in the plating solution during the electrolytic plating process, which forms the plating layer 363 by electrolytic plating. The seed layer 362 may be made of the same metal material as the plating layer 363, such as copper. The thickness of the seed layer 362 is, for example, 100 nm or more and 3 μm or less. The seed layer 362 is formed, for example, by electroless plating.
なお、図示はしないが、電極用貫通孔20の側壁21とめっき層363との間に、密着層としての役割及びシード層としての役割の両方を果たすことができる1つの層を設けてもよい。 Although not shown, a layer that can serve as both an adhesion layer and a seed layer may be provided between the sidewall 21 of the electrode through-hole 20 and the plating layer 363.
また、めっき層363は、めっき処理によって形成される、導電性を有する層である。めっき層363を構成する材料としては、銅、金、銀、白金、ロジウム、スズ、アルミニウム、ニッケル、クロムなどの金属又はこれらを用いた合金など、あるいはこれらを積層したものを使用することができる。 The plating layer 363 is a conductive layer formed by plating. Materials that can be used to form the plating layer 363 include metals such as copper, gold, silver, platinum, rhodium, tin, aluminum, nickel, and chromium, alloys using these metals, and laminates of these metals.
また、図2に示すように、貫通電極22は、電極用貫通孔20の側壁に沿って成膜された密着層361及びシード層362と、シード層362の表面に成膜されためっき層363と、を有する。 Also, as shown in FIG. 2, the through electrode 22 has an adhesion layer 361 and a seed layer 362 formed along the sidewall of the electrode through hole 20, and a plating layer 363 formed on the surface of the seed layer 362.
ここで、図1に示すように、貫通電極基板10は、貫通電極22よりも電極用貫通孔20の中心側に位置する有機層26を備えていてもよい。なお、「中心側」とは、電極用貫通孔20の内部において、有機層26と側壁21との間の距離が貫通電極22と側壁21との間の距離よりも大きいことを意味する。有機層26は、誘電正接を有する有機材料を含む。有機層26の有機材料としては、ポリイミド、エポキシなどを用いることができる。誘電正接の小さい有機材料を用いて有機層26を構成することにより、キャパシタ15やインダクタ16を通るべき電気信号の一部が有機層26を通ってしまうことを抑制することができる。これにより、キャパシタ15やインダクタ16を備える貫通電極基板10の帯域を高周波側に広げることができる。 As shown in FIG. 1, the through electrode substrate 10 may include an organic layer 26 located closer to the center of the electrode through hole 20 than the through electrode 22. Note that "closer to the center" means that, inside the electrode through hole 20, the distance between the organic layer 26 and the sidewall 21 is greater than the distance between the through electrode 22 and the sidewall 21. The organic layer 26 includes an organic material having a dielectric loss tangent. Examples of organic materials that can be used for the organic layer 26 include polyimide and epoxy. By using an organic material with a small dielectric loss tangent for the organic layer 26, it is possible to prevent a portion of the electrical signal that should pass through the capacitor 15 or inductor 16 from passing through the organic layer 26. This allows the bandwidth of the through electrode substrate 10, which includes the capacitor 15 or inductor 16, to be expanded toward the high frequency side.
(第1配線構造部)
図1に示すように、第1配線構造部30は、基板12の第1面13上に位置する第1面第1配線層31、第1面第1配線層31上に位置する第1面第2配線層32、及び第1面第2配線層32上に位置する第1面第3配線層33を含む。以下、第1面第1配線層31、第1面第2配線層32及び第1面第3配線層33の構成について説明する。
(First wiring structure part)
1 , the first wiring structure 30 includes a first-surface first wiring layer 31 located on the first surface 13 of the substrate 12, a first-surface second wiring layer 32 located on the first-surface first wiring layer 31, and a first-surface third wiring layer 33 located on the first-surface second wiring layer 32. The configurations of the first-surface first wiring layer 31, the first-surface second wiring layer 32, and the first-surface third wiring layer 33 will be described below.
〔第1面第1配線層〕
図1に示すように、第1面第1配線層31は、キャパシタ15の第1面第2電極層15aを含む第1面第1導電層311、及びキャパシタ15の誘電体層15bを含む第1面第1絶縁層312を有する。
[First surface first wiring layer]
As shown in FIG. 1, the first surface first wiring layer 31 has a first surface first conductive layer 311 including the first surface second electrode layer 15a of the capacitor 15, and a first surface first insulating layer 312 including the dielectric layer 15b of the capacitor 15.
第1面第1導電層311は、第1の配線L1及び貫通電極22の第1の電極部分22a含み、基板12の第1面13上に位置する、導電性を有する層である。 The first-surface first conductive layer 311 is a conductive layer located on the first surface 13 of the substrate 12, and includes the first wiring L1 and the first electrode portion 22a of the through electrode 22.
この第1面第1導電層311は、貫通電極22に接続されていてもよい。また、第1面第1導電層311は、貫通電極22と同様に、順に積層された密着層361、シード層362及びめっき層363を含んでいてもよい。なお、第1面第1導電層311を構成する材料は、貫通電極22を構成する材料と同様である。第1面第1導電層311の厚みは、例えば5μm以上且つ20μm以下である。この場合、図3に示すように、キャパシタ15は、キャパシタ用貫通孔Zの内面に成膜された密着層361及びシード層362と、シード層362の表面に成膜されためっき層363と、を有する。 This first-surface first conductive layer 311 may be connected to the through electrode 22. Furthermore, like the through electrode 22, the first-surface first conductive layer 311 may include an adhesion layer 361, a seed layer 362, and a plating layer 363 stacked in this order. The material constituting the first-surface first conductive layer 311 is the same as the material constituting the through electrode 22. The thickness of the first-surface first conductive layer 311 is, for example, 5 μm or more and 20 μm or less. In this case, as shown in FIG. 3 , the capacitor 15 has an adhesion layer 361 and a seed layer 362 formed on the inner surface of the capacitor through hole Z, and a plating layer 363 formed on the surface of the seed layer 362.
また、第1面第1絶縁層312は、少なくとも部分的に第1面第1導電層311上に位置する、絶縁性を有する層である。第1面第1絶縁層312は、第1面第1導電層311を部分的に覆っていてもよい。この場合、第1面第1絶縁層312は、第1面第1導電層311だけでなく基板12の第1面13にも接していてもよい。なお「覆う」とは、図3に示すように、基板12の第1面13の法線方向に沿って貫通電極基板10を見た場合に、第1面第1導電層311の端部311eと第1面第1絶縁層312とが少なくとも部分的に重なっていることを意味する。 The first-surface first insulating layer 312 is an insulating layer that is at least partially located on the first-surface first conductive layer 311. The first-surface first insulating layer 312 may partially cover the first-surface first conductive layer 311. In this case, the first-surface first insulating layer 312 may be in contact not only with the first-surface first conductive layer 311 but also with the first surface 13 of the substrate 12. Note that "covering" means that, when the through-hole electrode substrate 10 is viewed along the normal direction to the first surface 13 of the substrate 12, as shown in FIG. 3, the end 311e of the first-surface first conductive layer 311 and the first-surface first insulating layer 312 at least partially overlap.
また、第1面第1絶縁層312は、絶縁破壊電界を有する無機材料を含む。第1面第1絶縁層312の無機材料としては、SiNなどの珪素窒化物を用いることができる。その他にも、第1面第1絶縁層312の無機材料の例として、酸化シリコン、酸化アルミ、五酸化タンタルなどを挙げることができる。これにより、誘電体層15bとして機能する第1面第1絶縁層312を含むキャパシタ15の耐電圧特性を更に改善することができる。なお、絶縁破壊電界の測定方法については、実施例において後述する。第1面第1絶縁層312の無機材料の比誘電率は、例えば3以上且つ50以下である。また、第1面第1絶縁層312の厚みは、例えば50nm以上且つ400nm以下である。 The first-surface first insulating layer 312 also contains an inorganic material having a dielectric breakdown field. Silicon nitrides such as SiN can be used as the inorganic material for the first-surface first insulating layer 312. Other examples of inorganic materials for the first-surface first insulating layer 312 include silicon oxide, aluminum oxide, and tantalum pentoxide. This further improves the voltage resistance characteristics of the capacitor 15, which includes the first-surface first insulating layer 312 functioning as the dielectric layer 15b. The method for measuring the dielectric breakdown field will be described later in the examples. The inorganic material for the first-surface first insulating layer 312 has a relative dielectric constant of, for example, 3 or more and 50 or less. The thickness of the first-surface first insulating layer 312 is, for example, 50 nm or more and 400 nm or less.
〔第1面第2配線層〕
図1に示すように、第1面第2配線層32は、第1面第2導電層321及び第1面第2絶縁層322を有する。第1面第1電極層15cを構成する第1面第2導電層321は、第1面第1絶縁層312上に位置する、導電性を有する層である。そして、図1、図3に示すように、貫通電極22に電気的に接続された第1面第1導電層311、すなわち第1面第2電極層15aと、第1面第1導電層311上に位置する第1面第1絶縁層312、すなわち誘電体層15bと、第1面第1絶縁層312上に位置する第1面第2導電層321、すなわち第1面第1電極層15cとによって、キャパシタ15が構成されている。
[First surface second wiring layer]
1 , the first-surface second wiring layer 32 has a first-surface second conductive layer 321 and a first-surface second insulating layer 322. The first-surface second conductive layer 321 constituting the first-surface first electrode layer 15c is a conductive layer located on the first-surface first insulating layer 312. As shown in FIGS. 1 and 3 , the capacitor 15 is configured by the first-surface first conductive layer 311 electrically connected to the through electrode 22, i.e., the first-surface second electrode layer 15a, the first-surface first insulating layer 312 located on the first-surface first conductive layer 311, i.e., the dielectric layer 15b, and the first-surface second conductive layer 321 located on the first-surface first insulating layer 312, i.e., the first-surface first electrode layer 15c.
このように、キャパシタ15は、基板12のキャパシタ用貫通孔Zの第1面13の第1面開口部Za近傍、キャパシタ用貫通孔Zの側壁Za2及びキャパシタ用貫通孔Zの第2面14の第2面開口部Zc近傍に渡って連続して設けられ、第1面第2電極層15a、誘電体層15b、第1面第1電極層15cの順に積層された積層構造を有する。 In this way, the capacitor 15 is continuously provided over the vicinity of the first-surface opening Za on the first surface 13 of the capacitor through-hole Z in the substrate 12, the sidewall Za2 of the capacitor through-hole Z, and the vicinity of the second-surface opening Zc on the second surface 14 of the capacitor through-hole Z, and has a layered structure in which the first-surface second electrode layer 15a, the dielectric layer 15b, and the first-surface first electrode layer 15c are stacked in this order.
なお、貫通電極22とキャパシタ15の第1面第2電極層15a又は第1面第1電極層15cの何れか一方のみとを電気的に接続する、図示しない配線層をさらに備えるようにしてもよい。 In addition, a wiring layer (not shown) may be further provided that electrically connects the through electrode 22 to only one of the first-surface second electrode layer 15a or the first-surface first electrode layer 15c of the capacitor 15.
また、第1面第2導電層321は、貫通電極22や第1面第1導電層311と同様に、第1面第1絶縁層312上に順に積層された密着層、シード層及びめっき層を含んでいてもよい。第1面第2導電層321を構成する材料は、貫通電極22や第1面第1導電層311を構成する材料と同様である。第1面第2導電層321の厚みは、例えば5μm以上且つ20μm以下である。 Furthermore, like the through electrode 22 and the first-surface first conductive layer 311, the first-surface second conductive layer 321 may include an adhesion layer, a seed layer, and a plating layer stacked in this order on the first-surface first insulating layer 312. The material constituting the first-surface second conductive layer 321 is the same as the material constituting the through electrode 22 and the first-surface first conductive layer 311. The thickness of the first-surface second conductive layer 321 is, for example, 5 μm or more and 20 μm or less.
なお、基板12の第1面13側で、第1面第1電極層15c及び誘電体層15bを貫通するとともに、第1面第1電極層15cとは絶縁され且つ第1面第2電極層15aに電気的に接続された、図示しないスルーホール配線をさらに備えるようにしてもよい。 In addition, the first surface 13 side of the substrate 12 may further include through-hole wiring (not shown) that penetrates the first surface first electrode layer 15c and the dielectric layer 15b, is insulated from the first surface first electrode layer 15c, and is electrically connected to the first surface second electrode layer 15a.
また、図1に示すように、第1面第2絶縁層322は、第1面第1絶縁層312上及び第1面第2導電層321に位置する、絶縁性を有する層である。第1面第2絶縁層322は、誘電正接を有する有機材料を含む。第1面第2絶縁層322の有機材料としては、ポリイミド、エポキシなどを用いることができる。誘電正接の小さい有機材料を用いて第1面第2絶縁層322を構成することにより、キャパシタ15やインダクタ16を通るべき電気信号が第1面第2絶縁層322を通ってしまうことを抑制することができる。これにより、キャパシタ15やインダクタ16を備える貫通電極基板10の帯域を高周波側に広げることができる。 As shown in FIG. 1 , the first-surface second insulating layer 322 is an insulating layer located on the first-surface first insulating layer 312 and the first-surface second conductive layer 321. The first-surface second insulating layer 322 contains an organic material with a dielectric loss tangent. Examples of organic materials that can be used for the first-surface second insulating layer 322 include polyimide and epoxy. By using an organic material with a small dielectric loss tangent to form the first-surface second insulating layer 322, it is possible to prevent electrical signals that should pass through the capacitors 15 and inductors 16 from passing through the first-surface second insulating layer 322. This allows the bandwidth of the through-hole electrode substrate 10, which includes the capacitors 15 and inductors 16, to be expanded toward the high-frequency side.
ここで、図5は、図1に示すキャパシタの他の例を示す図である。 Here, Figure 5 shows another example of the capacitor shown in Figure 1.
例えば、図5に示すように、基板12の第1面13上において隣接するキャパシタ15の第1面第2電極層15a、誘電体層15b、及び第1面第1電極層15cは、基板12の第1面13上において、連続的に接続されているようにしてもよい。 For example, as shown in FIG. 5, the first-surface second electrode layer 15a, dielectric layer 15b, and first-surface first electrode layer 15c of adjacent capacitors 15 on the first surface 13 of the substrate 12 may be continuously connected on the first surface 13 of the substrate 12.
この図5の例では、キャパシタ用貫通孔Zの内部の第1面第1電極層15cで囲まれる領域の一部に第1面第2絶縁層322が形成されている。一方、キャパシタ用貫通孔Zに隣接する第1面13の上方の第1面第1電極層15cと第1面第3導電層331とが電気的に接続されている。
また、図6は、図1に示すキャパシタのさらに他の例を示す図である。
5 , the first-surface second insulating layer 322 is formed in a part of the region surrounded by the first-surface first electrode layer 15c inside the capacitor through-hole Z. Meanwhile, the first-surface first electrode layer 15c above the first surface 13 adjacent to the capacitor through-hole Z and the first-surface third conductive layer 331 are electrically connected.
FIG. 6 is a diagram showing yet another example of the capacitor shown in FIG.
例えば、図6に示すように、基板12の第1面13上において隣接するキャパシタ15の第1面第2電極層15a、誘電体層15b、及び第1面第1電極層15cは、基板12の第1面13上において、連続的に接続されていないようにしてもよい。 For example, as shown in FIG. 6, the first-surface second electrode layer 15a, dielectric layer 15b, and first-surface first electrode layer 15c of adjacent capacitors 15 on the first surface 13 of the substrate 12 may not be continuously connected on the first surface 13 of the substrate 12.
例えば、1つのキャパシタ15の第1面第1電極層15cと第1面第3導電層331とが電気的に接続されている。他の2つのキャパシタ15の第1面第1電極層15cは、図示しない導電層と接続されている。一方、3つのキャパシタ15の第1面第2電極層15aは、図示しない導電層と接続されている。 For example, the first-surface first electrode layer 15c and the first-surface third conductive layer 331 of one capacitor 15 are electrically connected. The first-surface first electrode layers 15c of the other two capacitors 15 are connected to conductive layers not shown. Meanwhile, the first-surface second electrode layers 15a of the three capacitors 15 are connected to conductive layers not shown.
この図6の例では、キャパシタ用貫通孔Zの内部は、第1面第2電極層15a、誘電体層15b、及び第1面第1電極層15cで埋め込まれている。 In the example shown in Figure 6, the inside of the capacitor through-hole Z is filled with the first-surface second electrode layer 15a, the dielectric layer 15b, and the first-surface first electrode layer 15c.
ここで、図7は、図1に示す貫通電極基板の第1面上におけるキャパシタの側端部の構成の一例を示す図である。 Here, Figure 7 shows an example of the configuration of the side end of a capacitor on the first surface of the through-hole electrode substrate shown in Figure 1.
例えば、図7に示すように、基板12の第1面13上における第1面第2電極層15aの側端部15aYは、第1面13上で、誘電体層15bにより被覆されている。なお、図7の例では、第1面第2電極層15aの膜厚は、例えば、10μm以上の膜厚を有し、第1面第1電極層15cの膜厚よりも厚くなっている。 For example, as shown in FIG. 7, the side edge 15aY of the first-surface second electrode layer 15a on the first surface 13 of the substrate 12 is covered by a dielectric layer 15b on the first surface 13. In the example of FIG. 7, the film thickness of the first-surface second electrode layer 15a is, for example, 10 μm or more, which is thicker than the film thickness of the first-surface first electrode layer 15c.
さらに、図7に示すように、基板12の第1面13における誘電体層15bの側端部15bYは、基板12の第1面13上で第1面第2電極層15aの端部を被覆するように、基板12の第1面13上に位置している。 Furthermore, as shown in FIG. 7, the side edge 15bY of the dielectric layer 15b on the first surface 13 of the substrate 12 is located on the first surface 13 of the substrate 12 so as to cover the edge of the first-surface second electrode layer 15a on the first surface 13 of the substrate 12.
さらに、図7に示すように、基板12の第1面13における第1面第1電極層15cの側端部15cYは、基板12の第1面13上の誘電体層15bの側端部15bY近傍上に位置している。 Furthermore, as shown in FIG. 7, the side edge 15cY of the first-surface first electrode layer 15c on the first surface 13 of the substrate 12 is located near the side edge 15bY of the dielectric layer 15b on the first surface 13 of the substrate 12.
また、図7に示すように、第1面第2電極層15aは、第1面第2電極層15aの側端部15aYと基板12の第1面13との境界に凹部15aXを有する。そして、この第1面第2電極層15aの側端部15aYの凹部15aXを埋めるように、誘電体層15bの側端部15bY及び第1面第1電極層15cの側端部15cYが形成されている。 Also, as shown in FIG. 7, the first-surface second electrode layer 15a has a recess 15aX at the boundary between the side end 15aY of the first-surface second electrode layer 15a and the first surface 13 of the substrate 12. The side end 15bY of the dielectric layer 15b and the side end 15cY of the first-surface first electrode layer 15c are formed so as to fill the recess 15aX of the side end 15aY of the first-surface second electrode layer 15a.
これにより、キャパシタ15の誘電体層15bと第1面第2電極層15a及び第1面第1電極層15cとが接する面積の割合を増加させて、キャパシタ15の容量の増加を図ることができる。 This increases the proportion of the area where the dielectric layer 15b of the capacitor 15 is in contact with the first-surface second electrode layer 15a and the first-surface first electrode layer 15c, thereby increasing the capacitance of the capacitor 15.
〔第1面第3配線層〕
図1に示すように、第1面第3配線層33は、第1面第3導電層331及び第1面第3絶縁層332を有する。第1面第3導電層331は、第1面第1導電層311上又は第1面第2導電層321上に位置する、導電性を有する層である。図1に示す例において、第1面第3導電層331は、キャパシタ15の一方の第1面第2電極層15aである第1面第1導電層311に接続された部分、及び、キャパシタ15の他方の第1面第1電極層15cである第1面第2導電層321に接続された部分を含む。
[First surface third wiring layer]
1 , the first-surface third wiring layer 33 has a first-surface third conductive layer 331 and a first-surface third insulating layer 332. The first-surface third conductive layer 331 is a conductive layer located on the first-surface first conductive layer 311 or the first-surface second conductive layer 321. In the example shown in FIG. 1 , the first-surface third conductive layer 331 includes a portion connected to the first-surface first conductive layer 311, which is one of the first-surface second electrode layers 15 a of the capacitor 15, and a portion connected to the first-surface second conductive layer 321, which is the other first-surface first electrode layer 15 c of the capacitor 15.
また、第1面第3導電層331は、貫通電極22や第1面第1導電層311と同様に、順に積層された密着層、シード層及びめっき層を含んでいてもよい。第1面第3導電層331を構成する材料は、貫通電極22や第1面第1導電層311を構成する材料と同様である。 Furthermore, the first-surface third conductive layer 331 may include an adhesion layer, a seed layer, and a plating layer stacked in this order, similar to the through electrode 22 and the first-surface first conductive layer 311. The material constituting the first-surface third conductive layer 331 is the same as the material constituting the through electrode 22 and the first-surface first conductive layer 311.
また、第1面第3絶縁層332は、第1面第2絶縁層322上及び第1面第3導電層331上に位置する、絶縁性を有する層である。第1面第3絶縁層332は、第1面第2絶縁層322と同様に、誘電正接を有する有機材料を含む。第1面第3絶縁層332の有機材料としては、第1面第2絶縁層322と同様に、ポリイミド、エポキシなどを用いることができる。 The first-surface third insulating layer 332 is an insulating layer located on the first-surface second insulating layer 322 and the first-surface third conductive layer 331. Like the first-surface second insulating layer 322, the first-surface third insulating layer 332 contains an organic material having a dielectric loss tangent. Like the first-surface second insulating layer 322, the organic material for the first-surface third insulating layer 332 can be polyimide, epoxy, or the like.
(第2配線構造部)
図1に示すように、第2配線構造部40は、基板12の第2面14上に位置する第2面第1配線層41を含む。第2面第1配線層41は、第2面第1導電層411及び第2面第1絶縁層412を有する。
(Second wiring structure part)
1 , the second wiring structure 40 includes a second-surface first wiring layer 41 located on the second surface 14 of the substrate 12. The second-surface first wiring layer 41 has a second-surface first conductive layer 411 and a second-surface first insulating layer 412.
第2面第1導電層411は、第2の配線L2及び貫通電極22の第2の電極部分22bを含み、基板12の第2面14上に位置する、導電性を有する層である。 The second-surface first conductive layer 411 is a conductive layer located on the second surface 14 of the substrate 12, and includes the second wiring L2 and the second electrode portion 22b of the through electrode 22.
この第2面第1導電層411は、貫通電極22に接続されていてもよい。また、第2面第1導電層411は、貫通電極22や第1面第1導電層311と同様に、順に積層された密着層361、シード層362及びめっき層363を含んでいてもよい。なお、第2面第1導電層411を構成する材料は、貫通電極22や第1面第1導電層311を構成する材料と同様である。第2面第1導電層411の厚みは、例えば5μm以上且つ20μm以下である。 This second-surface first conductive layer 411 may be connected to the through electrode 22. Furthermore, like the through electrode 22 and the first-surface first conductive layer 311, the second-surface first conductive layer 411 may include an adhesion layer 361, a seed layer 362, and a plating layer 363 stacked in this order. The material constituting the second-surface first conductive layer 411 is the same as the material constituting the through electrode 22 and the first-surface first conductive layer 311. The thickness of the second-surface first conductive layer 411 is, for example, 5 μm or more and 20 μm or less.
また、図1及び図3に示すように、第2面14側に位置する第2面第1導電層411と、第2面第1導電層411に接続された貫通電極22と、貫通電極22に電気的に接続されるとともに第1面13側に位置する第1面第1導電層311とによって、インダクタ16が構成される。 As shown in Figures 1 and 3, the inductor 16 is formed by the second-surface first conductive layer 411 located on the second surface 14 side, the through electrode 22 connected to the second-surface first conductive layer 411, and the first-surface first conductive layer 311 electrically connected to the through electrode 22 and located on the first surface 13 side.
第2面第1絶縁層412は、第2面第1導電層411上及び基板12の第2面14上に位置する、絶縁性を有する層である。第2面第1絶縁層412は、第1面第2絶縁層322や第1面第3絶縁層332と同様に、誘電正接を有する有機材料を含む。第2面第1絶縁層412の有機材料としては、第1面第2絶縁層322や第1面第3絶縁層332と同様に、ポリイミド、エポキシなどを用いることができる。 The second-surface first insulating layer 412 is an insulating layer located on the second-surface first conductive layer 411 and on the second surface 14 of the substrate 12. Like the first-surface second insulating layer 322 and the first-surface third insulating layer 332, the second-surface first insulating layer 412 contains an organic material having a dielectric tangent. Like the first-surface second insulating layer 322 and the first-surface third insulating layer 332, the organic material for the second-surface first insulating layer 412 can be polyimide, epoxy, or the like.
貫通電極基板の製造方法
以下、貫通電極基板10の製造方法の一例について、図8乃至図20を参照して説明する。
Manufacturing Method of Through Hole Electrode Substrate Hereinafter, an example of a manufacturing method of the through hole electrode substrate 10 will be described with reference to FIGS.
(貫通孔形成工程)
まず、基板12を準備する。次に、第1面13にレジスト層を設ける。その後、レジスト層のうち電極用貫通孔20及びキャパシタ用貫通孔Zに対応する位置に開口を設ける。次に、レジスト層の開口において基板12を加工することにより、図8に示すように、基板12に電極用貫通孔20及びキャパシタ用貫通孔Zを形成することができる。なお、既述のように、電極用貫通孔20は基板12を貫通するとともに、キャパシタ用貫通孔Zは基板12を貫通するように、エッチングの条件、電極用貫通孔20及びキャパシタ用貫通孔Zの各アスペクト比、幅等が設定される。
(Through hole formation process)
First, the substrate 12 is prepared. Next, a resist layer is provided on the first surface 13. After that, openings are provided in the resist layer at positions corresponding to the electrode through holes 20 and the capacitor through holes Z. Next, the substrate 12 is processed at the openings in the resist layer, thereby forming the electrode through holes 20 and the capacitor through holes Z in the substrate 12, as shown in FIG. 8 . Note that, as described above, the etching conditions, the aspect ratios and widths of the electrode through holes 20 and the capacitor through holes Z are set so that the electrode through holes 20 penetrate the substrate 12 and the capacitor through holes Z penetrate the substrate 12.
この基板12を加工する方法としては、反応性イオンエッチング法、深掘り反応性イオンエッチング法などのドライエッチング法や、ウェットエッチング法などを用いることができる。 Methods that can be used to process this substrate 12 include dry etching methods such as reactive ion etching and deep reactive ion etching, and wet etching.
なお、基板12にレーザを照射することによって基板12に電極用貫通孔20及びキャパシタ用貫通孔Zを形成してもよい。この場合、レジスト層は設けられていなくてもよい。レーザ加工のためのレーザとしては、エキシマレーザ、Nd:YAGレーザ、フェムト秒レーザ等を用いることができる。Nd:YAGレーザを採用する場合、波長が1064nmの基本波、波長が532nmの第2高調波、波長が355nmの第3高調波等を用いることができる。 The electrode through-holes 20 and the capacitor through-holes Z may be formed in the substrate 12 by irradiating the substrate 12 with a laser. In this case, a resist layer does not need to be provided. Lasers that can be used for laser processing include excimer lasers, Nd:YAG lasers, and femtosecond lasers. When using an Nd:YAG laser, it is possible to use a fundamental wave with a wavelength of 1064 nm, a second harmonic with a wavelength of 532 nm, or a third harmonic with a wavelength of 355 nm.
また、レーザ照射とウェットエッチングを適宜組み合わせることもできる。具体的には、まず、レーザ照射によって基板12のうち電極用貫通孔20及びキャパシタ用貫通孔Zが形成されるべき領域に変質層を形成する。続いて、基板12をフッ化水素などに浸漬して、変質層をエッチングする。これによって、基板12に電極用貫通孔20及びキャパシタ用貫通孔Zを形成することができる。 Laser irradiation and wet etching can also be combined as appropriate. Specifically, laser irradiation is first used to form an altered layer in the area of the substrate 12 where the electrode through-holes 20 and capacitor through-holes Z are to be formed. The substrate 12 is then immersed in hydrogen fluoride or the like to etch the altered layer. This allows the electrode through-holes 20 and capacitor through-holes Z to be formed in the substrate 12.
その他にも、基板12に研磨材を吹き付けるブラスト処理によって基板12に電極用貫通孔20及びキャパシタ用貫通孔Zを形成してもよい。 Alternatively, electrode through-holes 20 and capacitor through-holes Z may be formed in the substrate 12 by blasting, which involves spraying an abrasive material onto the substrate 12.
このようにして、第1面13及びこの第1面13の反対側に位置する第2面14を含むとともに第1面13と第2面14との間を貫通する電極用貫通孔20と、第1面13と第2面14との間を貫通し且つ第1面13に開口部Za及び第2面14の第2面開口部Zcを有する複数のキャパシタ用貫通孔Zと、が設けられた基板12を準備する。 In this way, a substrate 12 is prepared, which includes a first surface 13 and a second surface 14 located opposite the first surface 13, and is provided with electrode through-holes 20 that penetrate between the first surface 13 and the second surface 14, and a plurality of capacitor through-holes Z that penetrate between the first surface 13 and the second surface 14 and have an opening Za in the first surface 13 and a second surface opening Zc in the second surface 14.
(貫通電極形成工程)
次に、電極用貫通孔20に貫通電極22を形成するとともに、キャパシタ用貫通孔Zにキャパシタ15の第1面第2電極層15aを形成する。本実施の形態においては、貫通電極22と同時に上述の第1面第1導電層311及び第2面第1導電層411を形成する例について説明する。
(Through electrode formation process)
Next, the through electrode 22 is formed in the electrode through hole 20, and the first-surface second electrode layer 15a of the capacitor 15 is formed in the capacitor through hole Z. In this embodiment, an example will be described in which the first-surface first conductive layer 311 and the second-surface first conductive layer 411 are formed simultaneously with the through electrode 22.
図9に示すように、基板12の第1面13上、第2面14、電極用貫通孔20の側壁21上、及びキャパシタ用貫通孔Zの側壁Za2上に、蒸着法やスパッタリング法などの物理成膜法によって密着層361を形成する。続いて、無電解めっきによって密着層361上にシード層362を形成する。その後、密着層361及びシード層362をアニールする工程を実施してもよい。
なお、密着層361及びシード層362を形成する方法が、上述の方法に限られることはない。例えば、ゾルゲル法によって酸化亜鉛などを含む密着層361を形成し、続いて、密着層361上に無電解めっき法によってシード層362を形成してもよい。また、密着層361及びシード層362の両方を、蒸着法やスパッタリング法などの物理成膜法によって形成してもよい。
9 , an adhesion layer 361 is formed on the first surface 13 and the second surface 14 of the substrate 12, on the sidewalls 21 of the electrode through holes 20, and on the sidewalls Za2 of the capacitor through holes Z by a physical film formation method such as vapor deposition or sputtering. Subsequently, a seed layer 362 is formed on the adhesion layer 361 by electroless plating. Thereafter, a step of annealing the adhesion layer 361 and the seed layer 362 may be performed.
The method for forming the adhesion layer 361 and the seed layer 362 is not limited to the above-described method. For example, the adhesion layer 361 containing zinc oxide or the like may be formed by a sol-gel method, and then the seed layer 362 may be formed on the adhesion layer 361 by electroless plating. Furthermore, both the adhesion layer 361 and the seed layer 362 may be formed by a physical film formation method such as vapor deposition or sputtering.
次に、図10に示すように、シード層362上に部分的にレジスト層37を形成する。続いて、図11に示すように、電解めっきによって、レジスト層37によって覆われていないシード層362上にめっき層363を形成する。その後、図12に示すように、レジスト層37を除去する。また、密着層361及びシード層362のうちレジスト層37によって覆われていた部分を、例えばウェットエッチングにより除去する。 Next, as shown in FIG. 10, a resist layer 37 is partially formed on the seed layer 362. Subsequently, as shown in FIG. 11, a plating layer 363 is formed by electrolytic plating on the seed layer 362 that is not covered by the resist layer 37. Thereafter, as shown in FIG. 12, the resist layer 37 is removed. Furthermore, the portions of the adhesion layer 361 and the seed layer 362 that were covered by the resist layer 37 are removed by, for example, wet etching.
このようにして、貫通電極22、第1面第2電極層15aを含む第1面第1導電層311及び第2面第1導電層411を形成することができる。これにより、第2面第1導電層411と、第2面第1導電層411に接続された貫通電極22と、貫通電極22に接続された第1面第1導電層311とを備えるインダクタ16を構成することができる。なお、めっき層363をアニールする工程を実施してもよい。 In this manner, the first-surface first conductive layer 311 and second-surface first conductive layer 411, each including the through electrode 22 and the first-surface second electrode layer 15a, can be formed. This allows for the formation of an inductor 16 comprising the second-surface first conductive layer 411, the through electrode 22 connected to the second-surface first conductive layer 411, and the first-surface first conductive layer 311 connected to the through electrode 22. A step of annealing the plating layer 363 may also be performed.
特に、電極用貫通孔20に貫通電極22を形成するのと同時にキャパシタ用貫通孔Zにキャパシタ15の第1面第2電極層15aが形成される。より詳しくは、図12の例では、キャパシタ15の第1面第2電極層15aが、基板12のキャパシタ用貫通孔Zの開口部Za近傍、キャパシタ用貫通孔Zの側壁Za2及びキャパシタ用貫通孔Zの第2面14の第2面開口部Zc近傍に渡って連続するように形成される。 In particular, the first-surface second electrode layer 15a of the capacitor 15 is formed in the capacitor through hole Z at the same time as the through electrode 22 is formed in the electrode through hole 20. More specifically, in the example of FIG. 12, the first-surface second electrode layer 15a of the capacitor 15 is formed so as to be continuous over the vicinity of the opening Za of the capacitor through hole Z in the substrate 12, the sidewall Za2 of the capacitor through hole Z, and the vicinity of the second-surface opening Zc of the second surface 14 of the capacitor through hole Z.
(表面処理工程)
次に、第1面第1導電層311の表面をNH3プラズマなどのプラズマに晒す表面処理工程を実施してもよい。これにより、第1面第1導電層311の表面の酸化物を除去することができる。例えば、第1面第1導電層311が銅を含む場合、第1面第1導電層311の表面の酸化銅を除去することができる。このことにより、第1面第1導電層311と、第1面第1導電層311上に形成される第1面第1絶縁層312との間の密着性を高めることができる。
(Surface treatment process)
Next, a surface treatment step may be performed in which the surface of the first-side first conductive layer 311 is exposed to plasma such as NH3 plasma. This makes it possible to remove oxides on the surface of the first-side first conductive layer 311. For example, if the first-side first conductive layer 311 contains copper, it is possible to remove copper oxide on the surface of the first-side first conductive layer 311. This makes it possible to improve adhesion between the first-side first conductive layer 311 and the first-side first insulating layer 312 formed on the first-side first conductive layer 311.
(第1面第1絶縁層の形成工程)
次に、第1面第1導電層311上にキャパシタ15の誘電体層15bを含む第1面第1絶縁層312を形成する。
(Step of forming first insulating layer on first surface)
Next, the first surface first insulating layer 312 including the dielectric layer 15 b of the capacitor 15 is formed on the first surface first conductive layer 311 .
まず、図13に示すように、第1面第1導電層311上に部分的にレジスト層38を形成する。続いて、図14に示すように、第1面第1導電層311及び基板12の第1面13のうちレジスト層38によって覆われていない部分に、誘電体層15bを含む第1面第1絶縁層312を形成する。第1面第1絶縁層312を形成する方法としては、例えば、プラズマCVD、スパッタリングなどを採用することができる。その後、図15に示すように、レジスト層38を除去する。このようにして、第1面第2電極層15aを含む第1面第1導電層311上に部分的に第1面第1絶縁層312を形成することができる。 First, as shown in FIG. 13, a resist layer 38 is partially formed on the first-surface first conductive layer 311. Next, as shown in FIG. 14, a first-surface first insulating layer 312 including a dielectric layer 15b is formed on the first-surface first conductive layer 311 and the portion of the first surface 13 of the substrate 12 that is not covered by the resist layer 38. Methods that can be used to form the first-surface first insulating layer 312 include, for example, plasma CVD and sputtering. Then, as shown in FIG. 15, the resist layer 38 is removed. In this way, the first-surface first insulating layer 312 can be partially formed on the first-surface first conductive layer 311 including the first-surface second electrode layer 15a.
(第1面第2導電層の形成工程)
次に、図16に示すように、誘電体層15bを含む第1面第1絶縁層312上に第1面第1電極層15cを含む第1面第2導電層321を形成する。これにより、第1面第1導電層311と、第1面第1導電層311上の第1面第1絶縁層312と、第1面第1絶縁層312上の第1面第2導電層321と、を備える、すなわち、第1面第2電極層15a、誘電体層15b、第1面第1電極層15cの順に積層された積層構造を有するキャパシタ15を構成することができる。
(Step of forming first surface second conductive layer)
16, a first-side second conductive layer 321 including a first-side first electrode layer 15c is formed on the first-side first insulating layer 312 including the dielectric layer 15b. This allows for the formation of a capacitor 15 having a stacked structure including the first-side first conductive layer 311, the first-side first insulating layer 312 on the first-side first conductive layer 311, and the first-side second conductive layer 321 on the first-side first insulating layer 312, i.e., the first-side second electrode layer 15a, the dielectric layer 15b, and the first-side first electrode layer 15c stacked in this order.
第1面第2導電層321を形成する工程は、第1面第1導電層311を形成する工程と同様であるので、説明を省略する。 The process for forming the first-surface second conductive layer 321 is similar to the process for forming the first-surface first conductive layer 311, so a detailed description will be omitted.
このように、貫通電極22の形成とともに、基板12の第1面13側に位置するキャパシタ15を形成する。 In this way, the through electrode 22 is formed and the capacitor 15 is formed on the first surface 13 side of the substrate 12.
(第1面第2絶縁層の形成工程)
次に、図17に示すように、第1面第1絶縁層312上及び第1面第2導電層321上に第1面第2絶縁層322を形成する。また、基板12の第2面14上及び第2面第1導電層411上に第2面第1絶縁層412を形成する。
(Step of forming first surface second insulating layer)
17 , a first-surface second insulating layer 322 is formed on the first-surface first insulating layer 312 and the first-surface second conductive layer 321. In addition, a second-surface first insulating layer 412 is formed on the second surface 14 of the substrate 12 and the second-surface first conductive layer 411.
例えば、まず、有機材料を含む感光層と、基材とを有する第2面側フィルムを、基板12の第2面14側に貼り付ける。続いて、第2面側フィルムに露光処理及び現像処理を施す。これによって、第2面側フィルムの感光層からなる第2面第1絶縁層412を、基板12の第2面14側に形成することができる。 For example, first, a second-surface film having a photosensitive layer containing an organic material and a base material is attached to the second surface 14 of the substrate 12. Next, the second-surface film is subjected to an exposure process and a development process. This allows a second-surface first insulating layer 412 made of the photosensitive layer of the second-surface film to be formed on the second surface 14 of the substrate 12.
その後、有機材料を含む感光層と、基材とを有する第1面側フィルムを、基板12の第1面13側に貼り付ける。続いて、図18に示す開口323が形成されるように第1面側フィルムに露光処理及び現像処理を施す。これによって、第1面第2導電層321上の一部及び第1面第1導電層311上の一部に開口323が形成された、第1面側フィルムの感光層からなる第1面第2絶縁層322を得ることができる。 Then, a first-surface film having a photosensitive layer containing an organic material and a base material is attached to the first surface 13 of the substrate 12. Next, the first-surface film is subjected to exposure and development processes so as to form the openings 323 shown in FIG. 18. This results in a first-surface second insulating layer 322 made of the photosensitive layer of the first-surface film, with openings 323 formed in a portion of the first-surface second conductive layer 321 and a portion of the first-surface first conductive layer 311.
なお、第1面第2絶縁層322の一部や第2面第1絶縁層412の一部を電極用貫通孔20の内部に設けることにより、電極用貫通孔20を埋める有機層26を形成してもよい。例えば、上述の第2面側フィルムや第1面側フィルムを電極用貫通孔20の内部に押し込むことによって、第1面第2絶縁層322や第2面第1絶縁層412と同時に電極用貫通孔20の内部に有機層26を形成することができる。なお、第2面第1絶縁層412や第1面第2絶縁層322とは別の工程で有機層26を形成してもよい。 The organic layer 26 filling the electrode through-hole 20 may be formed by providing a portion of the first-surface second insulating layer 322 or a portion of the second-surface first insulating layer 412 inside the electrode through-hole 20. For example, by pushing the second-surface side film or first-surface side film described above into the electrode through-hole 20, the organic layer 26 can be formed inside the electrode through-hole 20 simultaneously with the first-surface second insulating layer 322 or the second-surface first insulating layer 412. The organic layer 26 may be formed in a separate process from the second-surface first insulating layer 412 or the first-surface second insulating layer 322.
なお、第2面第1絶縁層412や第1面第2絶縁層322の形成方法が、フィルムを用いる方法に限られることはない。例えば、まず、ポリイミドなどの有機材料を含む液を、スピンコート法などによって塗布し、乾燥させることによって有機層を形成する。続いて、有機層に露光処理及び現像処理を施すことにより、第2面第1絶縁層412や第1面第2絶縁層322を形成することもできる。 The method for forming the second-surface first insulating layer 412 and the first-surface second insulating layer 322 is not limited to the method using a film. For example, an organic layer can be formed by first applying a liquid containing an organic material such as polyimide using a method such as spin coating and drying it. The organic layer can then be subjected to an exposure process and a development process to form the second-surface first insulating layer 412 and the first-surface second insulating layer 322.
(第1面第3導電層の形成工程)
次に、図19に示すように、第1面第1絶縁層312のうち第1面第2絶縁層322の開口323と重なる部分をエッチングして、第1面第1絶縁層312に開口を形成する。
(Step of forming the first surface third conductive layer)
Next, as shown in FIG. 19, a portion of the first-surface first insulating layer 312 that overlaps with the opening 323 of the first-surface second insulating layer 322 is etched to form an opening in the first-surface first insulating layer 312 .
続いて、第1面第2絶縁層322の開口323及び第1面第1絶縁層312の開口を介して第1面第1導電層311又は第1面第2導電層321に接続される第1面第3導電層331を形成する。第1面第3導電層331を形成する工程は、第1面第1導電層311を形成する工程と同様であるので、説明を省略する。 Next, a first-side third conductive layer 331 is formed, which is connected to the first-side first conductive layer 311 or the first-side second conductive layer 321 via the opening 323 in the first-side second insulating layer 322 and the opening in the first-side first insulating layer 312. The process for forming the first-side third conductive layer 331 is similar to the process for forming the first-side first conductive layer 311, so a description thereof will be omitted.
(第1面第3絶縁層の形成工程)
その後、第1面第2絶縁層322上及び第1面第3導電層331上に部分的に第1面第3絶縁層332を形成する。これによって、既述の図1に示す貫通電極基板10を得ることができる。第1面第3絶縁層332を形成する方法は特には限定されない。第1面第2絶縁層322の場合と同様に、有機材料を含むフィルムや液を用いることによって、第1面第3絶縁層332を形成することができる。
(Step of forming the first surface third insulating layer)
Thereafter, a first-side third insulating layer 332 is formed partially on the first-side second insulating layer 322 and the first-side third conductive layer 331. This makes it possible to obtain the through-hole electrode substrate 10 shown in FIG. 1 described above. The method for forming the first-side third insulating layer 332 is not particularly limited. As with the first-side second insulating layer 322, the first-side third insulating layer 332 can be formed by using a film or liquid containing an organic material.
(貫通電極基板10の作用)
以下、本実施の形態による貫通電極基板10の作用について説明する。
(Function of the through electrode substrate 10)
The operation of the through electrode substrate 10 according to this embodiment will be described below.
既述のように、基板12には、第1面13から第2面14に至る、すなわち、第1面13と第2面14との間を貫通する電極用貫通孔20が設けられ、第1面13と第2面14との間を貫通し且つ第1面13に開口部Za及び第2面14の第2面開口部Zcを有する複数のキャパシタ用貫通孔Zが設けられている。 As previously described, the substrate 12 is provided with electrode through-holes 20 that extend from the first surface 13 to the second surface 14, i.e., that penetrate between the first surface 13 and the second surface 14, and is provided with a plurality of capacitor through-holes Z that penetrate between the first surface 13 and the second surface 14 and have an opening Za in the first surface 13 and a second surface opening Zc in the second surface 14.
そして、複数のキャパシタ15が、基板12の第1面13に各キャパシタ用貫通孔Zに一対一に対応して設けられている。特に、キャパシタ15は、基板12のキャパシタ用貫通孔Zの第1面13の第1面開口部Za近傍、キャパシタ用貫通孔Zの側壁Za2及びキャパシタ用貫通孔Zの第2面14の第2面開口部Zc近傍に渡って連続して設けられ、第1面第2電極層15a、誘電体層15b、第1面第1電極層15cの順に積層された積層構造を有する。 A plurality of capacitors 15 are provided on the first surface 13 of the substrate 12 in one-to-one correspondence with each capacitor through hole Z. In particular, the capacitors 15 are provided continuously across the vicinity of the first-surface opening Za on the first surface 13 of the capacitor through hole Z of the substrate 12, the sidewall Za2 of the capacitor through hole Z, and the vicinity of the second-surface opening Zc on the second surface 14 of the capacitor through hole Z, and have a layered structure in which the first-surface second electrode layer 15a, the dielectric layer 15b, and the first-surface first electrode layer 15c are stacked in this order.
これにより、貫通電極基板10に高密度にキャパシタ15を実装することができる。 This allows capacitors 15 to be mounted at high density on the through electrode substrate 10.
なお、本実施の形態においては、貫通電極基板10の基板12がガラスを含む。ガラスは、従来の貫通電極基板の基板として用いられているシリコンに比べて、高い絶縁性を有する。このため、キャパシタ15やインダクタ16を通る高周波信号の一部が基板12を通ってしまうことを抑制することができる。これにより、キャパシタ15やインダクタ16の帯域を高周波側に広げることができる。また、キャパシタ15やインダクタ16の耐電圧特性を改善することができる。 In this embodiment, the substrate 12 of the through electrode substrate 10 includes glass. Glass has higher insulating properties than silicon, which is used as the substrate for conventional through electrode substrates. This prevents a portion of the high-frequency signal passing through the capacitor 15 or inductor 16 from passing through the substrate 12. This allows the bandwidth of the capacitor 15 or inductor 16 to be expanded toward the high-frequency side. It also improves the voltage resistance characteristics of the capacitor 15 or inductor 16.
なお、上述した実施の形態に対して様々な変更を加えることが可能である。以下、必要に応じて図面を参照しながら、変形例について説明する。以下の説明および以下の説明で用いる図面では、上述の実施の形態と同様に構成され得る部分について、上述の実施の形態における対応する部分に対して用いた符号と同一の符号を用いることとし、重複する説明を省略する。また、上述の実施の形態において得られる作用効果が変形例においても得られることが明らかである場合、その説明を省略することもある。 It should be noted that various modifications can be made to the above-described embodiment. Below, modifications will be described, with reference to the drawings as necessary. In the following description and the drawings used in the following description, parts that can be configured similarly to the above-described embodiment will be designated by the same reference numerals as those used for the corresponding parts in the above-described embodiment, and duplicate explanations will be omitted. Furthermore, if it is clear that the effects obtained in the above-described embodiment can also be obtained in the modified embodiment, the explanation of those effects may be omitted.
(第1変形例)
図20は、図1に示す貫通電極基板10と、貫通電極基板10に搭載された素子50と、を備える実装基板60の一例を示す断面図である。素子50は、ロジックICやメモリICなどのLSIチップである。また、素子50は、MEMS(Micro Electro Mechanical Systems)チップであってもよい。MEMSチップとは、機械要素部品、センサ、アクチュエータ、電子回路などが1つの基板上に集積化された電子デバイスである。図20に示すように、素子50は、貫通電極基板10の第1面第3導電層331などの導電層に電気的に接続された端子51を有する。
(First Modification)
20 is a cross-sectional view showing an example of a mounting substrate 60 including the through hole electrode substrate 10 shown in FIG. 1 and an element 50 mounted on the through hole electrode substrate 10. The element 50 is an LSI chip such as a logic IC or a memory IC. The element 50 may also be a MEMS (Micro Electro Mechanical Systems) chip. A MEMS chip is an electronic device in which mechanical components, sensors, actuators, electronic circuits, etc. are integrated on a single substrate. As shown in FIG. 20 , the element 50 has a terminal 51 electrically connected to a conductive layer such as the third conductive layer 331 on the first surface of the through hole electrode substrate 10.
なお、上述した実施の形態に対するいくつかの変形例を説明してきたが、当然に、複数の変形例を適宜組み合わせて適用することも可能である。 While several variations on the above-described embodiment have been described, it is of course possible to combine multiple variations as appropriate.
貫通電極基板が搭載される製品の例
図21は、本開示の実施形態に係る貫通電極基板10が搭載されることができる製品の例を示す図である。本開示の実施形態に係る貫通電極基板10は、様々な製品において利用され得る。例えば、ノート型パーソナルコンピュータ110、タブレット端末120、携帯電話130、スマートフォン140、デジタルビデオカメラ150、デジタルカメラ160、デジタル時計170、サーバ180等に搭載される。
21 is a diagram showing an example of a product in which the through electrode substrate 10 according to an embodiment of the present disclosure can be mounted. The through electrode substrate 10 according to an embodiment of the present disclosure can be used in a variety of products. For example, the through electrode substrate 10 can be mounted in a notebook personal computer 110, a tablet terminal 120, a mobile phone 130, a smartphone 140, a digital video camera 150, a digital camera 160, a digital clock 170, a server 180, etc.
10 貫通電極基板
12 基板
13 第1面
14 第2面
15 キャパシタ
16 インダクタ
20 電極用貫通孔
Z キャパシタ用貫通孔
50 素子
60 実装基板
110 ノート型パーソナルコンピュータ
120 タブレット端末
130 携帯電話
140 スマートフォン
150 デジタルビデオカメラ
160 デジタルカメラ
170 デジタル時計
180 サーバ
10 Through electrode substrate 12 Substrate 13 First surface 14 Second surface 15 Capacitor 16 Inductor 20 Electrode through hole Z Capacitor through hole 50 Element 60 Mounting substrate 110 Notebook personal computer 120 Tablet terminal 130 Mobile phone 140 Smartphone 150 Digital video camera 160 Digital camera 170 Digital clock 180 Server
Claims (1)
前記基板の前記電極用貫通孔に位置する貫通電極と、
前記基板の前記キャパシタ用貫通孔の前記第1面の第1面開口部の近傍、前記キャパシタ用貫通孔の側壁及び前記キャパシタ用貫通孔の前記第2面の第2面開口部近傍に渡って連続して設けられ、第1面第2電極層、誘電体層、第1面第1電極層の順に積層された積層構造を有するキャパシタと、を備え、
前記第1面第2電極層は、前記第1面第2電極層の側端部と前記基板の前記第1面との境界に凹部を有し、
前記第1面第2電極層の側端部の凹部を埋めるように、前記誘電体層の側端部及び第1面第1電極層の側端部が形成されている、貫通電極基板。 a substrate including a first surface and a second surface located opposite to the first surface, the substrate having an electrode through-hole penetrating between the first surface and the second surface and a capacitor through-hole penetrating between the first surface and the second surface;
a through electrode located in the electrode through hole of the substrate;
a capacitor having a laminated structure in which a first-surface second electrode layer, a dielectric layer, and a first-surface first electrode layer are laminated in this order, the capacitor being continuously provided over a vicinity of a first-surface opening on the first surface of the capacitor through hole of the substrate, a sidewall of the capacitor through hole, and a vicinity of a second-surface opening on the second surface of the capacitor through hole;
the first-surface second electrode layer has a recess at a boundary between a side end of the first-surface second electrode layer and the first surface of the substrate,
A through electrode substrate , wherein the side edge of the dielectric layer and the side edge of the first electrode layer on the first surface are formed so as to fill in the recess in the side edge of the second electrode layer on the first surface .
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