專利名稱：電子器件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及設(shè)有電容元件的電子器件。
背景技術(shù)：
在個人計(jì)算機(jī)、移動電話等電子設(shè)備的內(nèi)部電路中，裝有多種表面安裝型的電子器件。作為表面安裝型的電子器件，用成膜技術(shù)形成的薄膜型電子器件為眾人所知。
在薄膜型電子器件中，有薄膜電容、薄膜電感、薄膜LC復(fù)合器件、薄膜集中參數(shù)器件、薄膜分布參數(shù)器件及薄膜層積型復(fù)合器件等。另外，在設(shè)有電容的復(fù)合器件中，有低通濾波器(Low Pass Filter；LPF)、高通濾波器(High Pass Filter；HPF)，僅通過預(yù)定頻率范圍內(nèi)的信號并使其他頻率范圍內(nèi)的信號衰減的帶通濾波器(Band PassFilter；BPF)、去除預(yù)定頻率范圍的信號的陷波濾波器(Trap Filter)等。另外，作為將上述元器件組合而成的電子器件，有天線分離濾波器(Diplexer)、雙工器(Duplexer)、天線開關(guān)模塊及射頻模塊等。
頻率大于500MHz特別是微波頻帶(GHz頻帶)的高頻用途的電子器件，力求實(shí)現(xiàn)小型化、薄型化及低成本化。對設(shè)有電容元件的薄膜型電子器件，減少電容元件的電極面積及介質(zhì)膜的層數(shù)，對電子器件的小型化、薄型化、高頻化及低成本化的影響較大。在高頻用途的電容元件中，通過采用高介電常數(shù)材料制的介質(zhì)膜并減小介質(zhì)膜的膜厚，可減小電容元件的電極面積，從而能實(shí)現(xiàn)小型化、薄型化、高電容化及低成本化。而且，通過將介質(zhì)膜多層化等可實(shí)現(xiàn)電容元件的高電容化。
圖35表示傳統(tǒng)的薄膜型電容元件411的基本結(jié)構(gòu)。圖35(a)是電容元件411的平面圖，圖35(b)是表示沿圖35(a)中A-A線剖開的剖面圖。如圖35(a)和圖35(b)所示，電容元件411設(shè)有形成在襯底51上的下部導(dǎo)體421、形成在下部導(dǎo)體421上的介質(zhì)膜431及形成在介質(zhì)膜431上的上部導(dǎo)體423。下部導(dǎo)體421和上部導(dǎo)體423的一部分用作電容元件411的電極。
電容元件411的電容值，由上部導(dǎo)體423和下部導(dǎo)體421的對置面積(電極面積)及介質(zhì)膜431的膜厚d、介電常數(shù)決定。作為確定電容元件411的電容值的要素之一的電極面積，取決于由下部導(dǎo)體421和上部導(dǎo)體423所夾持的介質(zhì)膜431的面積l1×l2。
介質(zhì)膜431覆蓋下部導(dǎo)體421上表面及其端部，但是介質(zhì)膜431的膜厚在下部導(dǎo)體421端部(圖35(b)中，膜厚f)比下部導(dǎo)體421的上表面(圖35(b)中，膜厚d)介質(zhì)膜容易變薄。如果使介質(zhì)膜43t變薄，在下部導(dǎo)體421的端部會出現(xiàn)沒有介質(zhì)膜431形成在下部導(dǎo)體421上的情況。由此，在下部導(dǎo)體421端部不能充分得到下部導(dǎo)體421和上部導(dǎo)體423間的絕緣，容易發(fā)生短路不良。因此，電容元件411的耐電壓擊穿臨界值降低，會產(chǎn)生產(chǎn)品間耐電的質(zhì)量穩(wěn)定性不足的問題。短路不良、耐電壓擊穿臨界值降低等情況，在介質(zhì)膜431的膜厚d比下部導(dǎo)體421及上部導(dǎo)體423的厚度薄時或下部導(dǎo)體421的端部形狀為倒錐狀時容易發(fā)生。
因此，在電容元件411中，通過在介質(zhì)膜431中使用高絕緣性材料并增加介質(zhì)膜431的膜厚d來提高絕緣耐壓性能。但是，如果使介質(zhì)膜431的膜厚d增加，為得到高電容需增大電容元件411的電極面積l1×l2，會造成含電容元件411的電子器件難以小型化的問題。
另外，電容元件411的電容值的精度受下部導(dǎo)體421和上部導(dǎo)體423的相對位置精度、下部導(dǎo)體421或上部導(dǎo)體423的形狀精度、介質(zhì)膜431的膜厚和介電常數(shù)的精度及下部導(dǎo)體421和上部導(dǎo)體423的表面粗糙度等影響。
但是，電容元件411如果小型化，會產(chǎn)生下部導(dǎo)體421和上部導(dǎo)體423的相對位置精度降低，不能高精度獲得電容值的問題。進(jìn)而，在因考慮等效串聯(lián)電阻(Equivalent Series Resistance；ESR)、寄生電感而增加下部導(dǎo)體421的設(shè)定膜厚時、增加下部導(dǎo)體421的布線長度時等，形成在下部導(dǎo)體421端部和上部導(dǎo)體423間的電容的電容值變大，覆蓋于下部導(dǎo)體421端部的介質(zhì)膜431的膜厚f的偏差會對所要求的電容值造成不良影響。
另外，在含電容器的電子器件中，可調(diào)整電路配置，將從電容元件411的導(dǎo)體到端子的距離和將電容元件411和與電容元件411臨接的電路元件連接的引出導(dǎo)體縮短，從而減小寄生電感、寄生電容。
但是，由于引出導(dǎo)體的一部分和介質(zhì)膜431接觸，如果下部導(dǎo)體421和上部導(dǎo)體423的形成位置發(fā)生偏移，電容元件411的電容值就會和設(shè)計(jì)值不同。為減小電容器的電容值和設(shè)計(jì)值間的偏差，例如，可減小引出導(dǎo)體的寬度?？墒牵绻麥p小引出導(dǎo)體的寬度，寄生電感會增大，所以會產(chǎn)生電子器件的高頻特性劣化，傳輸損耗變大等不良情況。
圖36表示在專利文獻(xiàn)1中公開的薄膜電容元件1011的剖面。如圖36所示，在薄膜電容元件1011中，在襯底51上依次層積下部電極1021和介質(zhì)層1031的同時，該介質(zhì)層1031的邊緣被具有開口1033a的絕緣層1033包覆，形成在該絕緣層1033上的上部電極1023在上述開口1033a內(nèi)層積在上述介質(zhì)層1031上。這樣設(shè)置，由于下部電極1021和上部電極1023間通過包覆介質(zhì)層1031邊緣的絕緣層1033被可靠絕緣，能可靠防止1031的覆蓋范圍不良引起的擊穿電壓降低、偏差，另外，因?yàn)橛山^緣層1033的開口決定電容器的電容值，所以不管下部電極1021和上部電極1023的大小、對位精度如何，均能降低電容值的偏差。
但是，在專利文獻(xiàn)1中公開的薄膜電容元件1011中，由于上部電極1023也在下部電極1021的同一層上形成且隔著絕緣層1033與其相對，所以在下部電極1021側(cè)面和上部電極1023之間產(chǎn)生寄生電容。薄膜電容元件1011越小型化，絕緣層1033越薄，所以寄生電容相對于薄膜電容元件1011的電容值的比例越大。另外，絕緣層1033具有相對于襯底51表面突出的形狀，難以將薄膜電容元件1011做成層疊結(jié)構(gòu)。進(jìn)而，由于不能將電感元件等電路元件形成在薄膜電容元件1011的附近，難以實(shí)現(xiàn)含有多個電路元件的復(fù)合器件的小型化。
解決上述問題的電容元件已由本發(fā)明人提出(特愿2005-333108)。圖37表示本發(fā)明人提出的電容元件611的剖面。電容元件611具有形成在襯底51上的下部導(dǎo)體21；包覆形成在襯底51和下部導(dǎo)體21上的介質(zhì)膜31；形成在介質(zhì)膜31上的絕緣膜33；以及形成于下部導(dǎo)體21上的絕緣膜33上開口的開口部33b、與下部導(dǎo)體21及介質(zhì)膜31構(gòu)成電容元件611的上部導(dǎo)體623。沿襯底表面的法線方向觀察襯底51，可看到開口部33b為例如邊長為l的正方形。上部導(dǎo)體623具有形成在開口部33b內(nèi)的柱狀導(dǎo)體部、為連接上部導(dǎo)體623和電感元件等其他電路元件或外部電極等(未圖示)而形成在絕緣膜33上的引出導(dǎo)體。
上部導(dǎo)體623從開口部33b延伸到絕緣膜33上，不在下部導(dǎo)體21的同一層上形成。由此，即使在下部導(dǎo)體21端部的介質(zhì)膜31的膜厚變薄或未形成，下部導(dǎo)體21和上部導(dǎo)體623之間也不會短路。從而，能改善電容元件611的耐電壓擊穿臨界值及絕緣性，抑制含有所制造的電容元件611的電子器件的質(zhì)量偏差。
另外，在電容元件611中，因由開口部33b的面積(開口徑)l2決定電容元件611的電極面積，所以即使上部導(dǎo)體623的形成位置偏移，電容值也不會偏離。從而，能高精度得到電容元件611的電容值。另外，由于加厚絕緣膜33能減小上部導(dǎo)體623和下部導(dǎo)體21與引出導(dǎo)體之間產(chǎn)生的寄生電感和寄生電容，而且能獲得電容元件11的電容值的高精度化。
另外，由于無需為防止下部導(dǎo)體21和上部導(dǎo)體623的短路而加厚介質(zhì)膜31的膜厚，能使介質(zhì)膜31的膜厚傳統(tǒng)膜厚(2～3(μm))的10分之1以下，得到高容量的電容元件611。另外，由于即使減小電容元件611的電極面積也能得到充分的電容，能實(shí)現(xiàn)具有電容元件611的電子器件的小型化。
另外，電容元件611，由于和在專利文獻(xiàn)1中公開的薄膜電容元件1011不同，不具有在下部導(dǎo)體21的側(cè)面相對設(shè)置上部導(dǎo)體623的結(jié)構(gòu)，所以即使小型化電子器件1，下部導(dǎo)體21的側(cè)面與上部導(dǎo)體623之間等生成的寄生電容也基本不變。另外，通過將絕緣膜33做成幾μm厚，能抑制該寄生電容。
進(jìn)而，電容元件611，由于和在專利文獻(xiàn)1中公開的薄膜電容元件1011不同，未形成突出于襯底表面形狀的絕緣層1033，在襯底51的大致整個表面上形成絕緣膜33，所以易于實(shí)現(xiàn)含有電容元件611的電子器件的高多層化。進(jìn)而，由于電容元件11的邊緣未形成突起狀絕緣層1033，所以可將電感元件等其他電路元件形成在電容元件11的附近。因此，能夠?qū)崿F(xiàn)含有電容元件611的電子器件的小型化。
但是，如果將電容元件611進(jìn)一步小型化，例如將開口部33b的邊長l設(shè)成l＝5(μm)等時，會有不能高精度形成電極面積，不能高精度獲得電容值的問題。
絕緣膜33例如用感光性樹脂(光敏抗蝕劑)形成。絕緣膜33的材料使用感光性樹脂時，在形成絕緣膜33后，對絕緣膜33進(jìn)行曝光顯影，形成開口部33b。另外，形成開口部33b后，對絕緣膜33進(jìn)行后烘焙，去除絕緣膜33中的感光基及有機(jī)溶劑。因此，能形成環(huán)境適應(yīng)性優(yōu)良的絕緣膜33。
通過后烘焙，絕緣膜33發(fā)生硬化收縮。絕緣膜33因硬化收縮而收縮，開口部33b的面積增大。但是，因硬化收縮而增大的開口部33b面積每個產(chǎn)品會有偏差。所以，形成在開口部33b內(nèi)的上部導(dǎo)體623的面積會有偏差。另一方面，為抑制在下部導(dǎo)體21的側(cè)面和上部導(dǎo)體623之間發(fā)生的寄生電容，需要將絕緣膜33做到幾μm厚。絕緣膜33的硬化收縮量隨絕緣膜33變厚而增大。另外，如果電容元件611小型化，開口部33b的面積會變小。從而，如果電容元件611小型化，硬化收縮所導(dǎo)致的開口部33b的面積偏差會對開口部33b的面積精度產(chǎn)生較大影響。從而，如果電容元件611小型化，會產(chǎn)生不能高精度形成電極面積、不能高精度獲得電容值的問題。
對電容元件611的電容值的精度產(chǎn)生影響的絕緣膜33的成型材料的性質(zhì)中，除硬化收縮之外還有吸濕性及加工性等。另外，光刻法、激光及等離子體等開口部33b的形成方法也會對電容元件611的電容值的精度產(chǎn)生成影響。絕緣膜33的成型材料使用感光性聚酰亞胺，感光性環(huán)氧樹脂樹脂及感光性苯并環(huán)丁烯等時，也會產(chǎn)生同樣的問題。
絕緣膜33的成型材料也可使用無機(jī)材料。使用無機(jī)材料時，與使用感光性樹脂時相比開口部33b面積的精度相對較高。但是，用濺鍍法等氣相方法形成幾μm厚的無機(jī)絕緣膜需要很長的成膜時間，為形成開口部33b而進(jìn)行蝕刻也需要很長時間。從而，絕緣膜33的成型材料如果使用無機(jī)材料，與使用有機(jī)材料時相比，另外會有含電容元件611的電子器件的制造成本高的問題。
也有用蝕刻法(減除法)形成上部導(dǎo)體623的柱狀導(dǎo)體部的方法。但是，一般，導(dǎo)體的形狀精度隨導(dǎo)體變厚而降低。由于需要將絕緣膜33做到幾u(yù)m厚，所以上部導(dǎo)體623的柱狀導(dǎo)體部也需增厚。從而，若用蝕刻法形成上部導(dǎo)體623的柱狀導(dǎo)體部，電容元件611小型化時，也會有不能高精度形成電極面積、不能高精度得到電容值的問題。
另外，如圖37所示，開口部33b周圍的絕緣膜33具有圓錐形狀。如圖37中的圓形A所示，該圓錐狀端部的絕緣膜33較薄，和形成在其正下方的介質(zhì)膜31一同用作電容元件611的介質(zhì)膜。但是，由于不僅開口部33b的面積，絕緣膜33的圓錐形狀也會有偏差，因此圓錐形狀端部的膜厚和開口部33b的面積會產(chǎn)生偏差。從而，存在圓錐形狀的偏差影響電容元件611的電容值的問題。
另外，圓錐狀端部的絕緣膜33較薄，基本不具有絕緣性。而且，如圖37中的B所示，下部導(dǎo)體21端部上的介質(zhì)膜31，也會有部分缺損的情況。因此，圓錐狀端部的絕緣膜33和介質(zhì)膜31的缺損部位間也可能有漏電流流過。一旦流過漏電流，絕緣膜33會被破壞，會有電容元件611無法發(fā)揮電容器功能的問題。
圖38表示在專利文獻(xiàn)2中公開的薄膜電容器811。如圖38所示，薄膜電容器811由依次形成在絕緣襯底851上的下部電極層821、介質(zhì)層831、第1上部電極層823及第2上部電極層825構(gòu)成，將第1上部電極層823的厚度設(shè)為t1’，將第2上部電極層825的厚度設(shè)為t2’，則有0.005(μm)≤t1’≤1(μm)，2×t1’≤t2’≤10(μm)。
第1上部電極層823用作上部電極層和為獲得與介質(zhì)層831的充分密合性的密合層，同時起到由該層的尺寸(面積)決定薄膜電容器的電容值的作用。而且，第2上部電極層825，作為薄膜電容器811的上部電極的主導(dǎo)體實(shí)現(xiàn)上部電極的導(dǎo)通電阻的低電阻化，具有對于引線接合、帶狀接合或焊錫的良好接合性、可焊性。
在薄膜電容器811中，上部電極層是包括介質(zhì)層831一側(cè)的第1上部電極層823和形成在其上的第2上部電極層825的層疊結(jié)構(gòu)，由于第1上部電極層823的厚度t1’做成0.005～1(μm)那樣薄，同時第2上部電極層825的厚度t2做成2×t1’～10(μm)那樣厚，所以第1上部電極層823不產(chǎn)生傳統(tǒng)的側(cè)蝕(side etching)，能夠消除其尺寸的偏差，能夠正確控制對電極的面積，因此，能消除電容值的偏差。另外，第2上部電極層825由于具有充分的厚度，上部電極層能具有所需的良好的引線接合性和低導(dǎo)通電阻。其結(jié)果，電容值的偏差極小，能提供小型且高精度的薄膜電容器811。
作為第2上部電極層825的形成方法，例如可在形成了介質(zhì)層831的襯底上，用蒸鍍法或?yàn)R鍍法等分別形成預(yù)定厚度的成為第1上部電極層823的鈦、鉭、鎳-鉻等金屬膜和成為第2上部電極層825的銅、金、鋁等金屬膜。
接著，在成為第2上部金屬膜825的金屬膜的表面上，用光刻技術(shù)將光敏抗蝕劑形成為與第2上部金屬膜825相對應(yīng)的所需的圖案形狀，將該光敏抗蝕劑作為掩模用與第2上部金屬膜825相對應(yīng)的蝕刻液(例如對于銅，使用高硫酸銨水溶液等)進(jìn)行圖案蝕刻，形成預(yù)定形狀、尺寸的第2上部電極層825。
但是，專利文獻(xiàn)2中公開的薄膜電容器811不能和電感元件、電阻元件等其他的電路元件一體地形成，存在不能適用于復(fù)合器件的問題。另外，在第2上部電極層825上層積介質(zhì)層831、第1上部電極層823及第2上部電極層825而形成薄膜電容器811，存在難以將薄膜電容器811高多層化的問題。
另外，在進(jìn)行薄膜電容器811的第2上部金屬膜825的圖案蝕刻時，第1上部電極層823也可能被蝕刻。由此，薄膜電容器811不能將第1上部電極層823加工成所要的形狀、尺寸，會有不能將對置面積精度做成高精度的問題。
特開2002-25854號公報[專利文獻(xiàn)2]特開平10-135077號公報[專利文獻(xiàn)3]特開2002-33559號公報[專利文獻(xiàn)4]特開2003-17366號公報[專利文獻(xiàn)5]特許第3193973號公報發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明目的在于提供能高精度地獲得電容元件的電容值的電子器件。
上述目的通過一種電子器件達(dá)成，該電子器件的特征在于，具有形成在襯底上的第1導(dǎo)體、形成在所述第1導(dǎo)體上的介質(zhì)膜以及形成在所述介質(zhì)膜上且比所述第1導(dǎo)體薄的第2導(dǎo)體，電容元件由所述第1導(dǎo)體、所述第2導(dǎo)體及所述介質(zhì)膜構(gòu)成。
上述本發(fā)明的電子器件，其特征在于，所述電容的電極面積由所述第2導(dǎo)體的面積規(guī)定。
上述本發(fā)明的電子器件，其特征在于，若所述第1導(dǎo)體的厚度設(shè)為t1、所述第2導(dǎo)體的厚度設(shè)為t2、所述第2導(dǎo)體的粒徑設(shè)為x，則t1＞t2，x≤t2。
上述本發(fā)明的電子器件，其特征在于，所述第2導(dǎo)體的整個表面是平坦的。
上述本發(fā)明的電子器件，其特征在于，還有形成在所述第2導(dǎo)體上的絕緣膜。
上述本發(fā)明的電子器件，其特征在于，所述第2導(dǎo)體上的所述絕緣膜的一部分上形成將所述第2導(dǎo)體表面露出的開口部。
上述本發(fā)明的電子器件，其特征在于，還有形成在所述開口部內(nèi)的、比所述第2導(dǎo)體厚的第3導(dǎo)體。
上述本發(fā)明的電子器件，其特征在于，所述第3導(dǎo)體延伸到所述絕緣膜上。
上述本發(fā)明的電子器件，其特征在于，所述第1導(dǎo)體和所述第3導(dǎo)體形成在不同層上。
上述本發(fā)明的電子器件，其特征在于，所述絕緣膜的表面是平坦的。
上述本發(fā)明的電子器件，其特征在于，所述絕緣膜在所述襯底的大致整個表面上形成。
上述本發(fā)明的電子器件，其特征在于，還有與所述第1導(dǎo)體形成在同一層的第4導(dǎo)體，以及隔著絕緣膜與所述第4導(dǎo)體相對配置的第5導(dǎo)體。
上述本發(fā)明的電子器件，其特征在于，所述介質(zhì)膜的膜厚比所述絕緣膜的膜厚薄。
上述本發(fā)明的電子器件，其特征在于，所述介質(zhì)膜的介電常數(shù)比所述絕緣膜的介電常數(shù)大或相等。
上述本發(fā)明的電子器件，其特征在于，所述介質(zhì)膜僅形成在所述第1導(dǎo)體上。
上述目的通過具有如下特征的電子器件制造方法實(shí)現(xiàn)，該方法的特征在于在襯底上形成第1導(dǎo)體；在所述第1導(dǎo)體上形成介質(zhì)膜；在所述介質(zhì)膜上形成比所述第1導(dǎo)體薄的第2導(dǎo)體；電容元件由所述第1導(dǎo)體、所述第2導(dǎo)體及所述介質(zhì)膜構(gòu)成；在所述第2導(dǎo)體上形成絕緣膜；在所述絕緣膜上形成露出所述第2導(dǎo)體表面的開口部；在所述開口部內(nèi)形成比所述第2導(dǎo)體厚的第3導(dǎo)體。
依據(jù)本發(fā)明，能實(shí)現(xiàn)可高精度獲得電容元件的電容值的電子器件。


圖1是表示本發(fā)明第1實(shí)施例的電子器件1的圖。
圖2是表示本發(fā)明第1實(shí)施例的電子器件1的制造方法的剖面圖之1。
圖3是表示本發(fā)明第1實(shí)施例的電子器件1的制造方法的剖面圖之2。
圖4是表示本發(fā)明第1實(shí)施例的電子器件1的制造方法的剖面圖之3。
圖5是表示本發(fā)明第1實(shí)施例的電子器件1的制造方法的剖面圖之4。
圖6是表示本發(fā)明第1實(shí)施例的電子器件1的制造方法的剖面圖之5。
圖7是表示本發(fā)明第1實(shí)施例的電子器件1的制造方法的剖面圖之6。
圖8是表示本發(fā)明第1實(shí)施例的電子器件1的變形例的圖。
圖9是表示本發(fā)明第1實(shí)施例的電子器件1的變形例的圖。
圖10是表示本發(fā)明第1實(shí)施例的電子器件1的變形例的圖。
圖11是表示本發(fā)明第1實(shí)施例的電子器件1的變形例的圖。
圖12是表示本發(fā)明第2實(shí)施例的電子器件101的剖面圖。
圖13是表示本發(fā)明第2實(shí)施例的電子器件101的制造方法的剖面圖之1。
圖14是表示本發(fā)明第2實(shí)施例的電子器件101的制造方法的剖面圖之2。
圖15是表示本發(fā)明第3實(shí)施例的電子器件201的剖面圖。
圖16是表示本發(fā)明第4實(shí)施例的電子器件301的剖面圖。
圖17是表示本發(fā)明第5實(shí)施例的電子器件401的剖面圖。
圖18是表示本發(fā)明第5實(shí)施例的電子器件401的制造方法的剖面圖之1。
圖19是表示本發(fā)明第5實(shí)施例的電子器件401的制造方法的剖面圖之2。
圖20是表示本發(fā)明第5實(shí)施例的電子器件401的制造方法的剖面圖之3。
圖21是表示本發(fā)明第5實(shí)施例的電子器件401的制造方法的剖面圖之4。
圖22是表示本發(fā)明第5實(shí)施例的電子器件401的制造方法的剖面圖之5。
圖23是表示本發(fā)明第6實(shí)施例的電子器件501的剖面圖。
圖24是表示本發(fā)明第6實(shí)施例的電子器件501的制造方法的剖面圖之1。
圖25是表示本發(fā)明第6實(shí)施例的電子器件501的制造方法的剖面圖之2。
圖26是表示本發(fā)明第6實(shí)施例的電子器件501的制造方法的剖面圖之3。
圖27是表示本發(fā)明第6實(shí)施例的電子器件501的制造方法的剖面圖之4。
圖28是表示本發(fā)明第6實(shí)施例的電子器件501的制造方法的剖面圖之5)。
圖29是表示本發(fā)明第7實(shí)施例的電子器件601的剖面圖。
圖30是表示本發(fā)明第8實(shí)施例的電子器件701的剖面圖。
圖31是表示本發(fā)明第8實(shí)施例的電子器件701的制造方法的剖面圖之1。
圖32是表示本發(fā)明第8實(shí)施例的電子器件701的制造方法的剖面圖之2。
圖33是表示本發(fā)明第8實(shí)施例的電子器件701的制造方法的剖面圖之3。
圖34是表示本發(fā)明第8實(shí)施例的電子器件701的制造方法的剖面圖之4。
圖35是表示傳統(tǒng)電容元件411的圖。
圖36是表示在專利文獻(xiàn)1中公開的薄膜電容元件1011的剖面圖。
圖37是表示本發(fā)明人提出的電容元件611的剖面圖。
圖38是表示在專利文獻(xiàn)2中公開的薄膜電容元件811的剖面圖。
附圖標(biāo)記說明1～5、101、201、301、401、501、601、701電子器件11、411、611電容元件12線圈導(dǎo)體12a、21a、25a、27a、29a、61a、63a、65a、71基底導(dǎo)體12b、21b、25、25b、27b、29、29b、61、61b、63b、65、65b導(dǎo)體
13電感元件21、421下部導(dǎo)體(第1導(dǎo)體)23、423、623上部導(dǎo)體(第2導(dǎo)體)27柱狀導(dǎo)體31、431介質(zhì)膜31a、33a通路開口部33、135絕緣膜33b、81a、81b、82a、135a、135b開口部51襯底52平坦化層54保護(hù)膜62引出導(dǎo)體63通路導(dǎo)體73上部導(dǎo)體形成用導(dǎo)體81、82、83、84感光性樹脂層具體實(shí)施方式
[第1實(shí)施例]對本發(fā)明第1實(shí)施例的電子器件，用圖1至圖11進(jìn)行說明。首先，對本實(shí)施例的電子器件1，用圖1進(jìn)行說明。圖1(a)是電子器件1的平面圖，圖1(b)是沿圖1(a)中A-A線剖開的剖面圖。另外，圖1(c)是電子器件1的等效電路圖。圖1(a)中，用虛線表示隱藏線。
如圖1(a)和圖1(b)所示，電子器件1，具有用成膜技術(shù)形成的電容元件11及與電容元件11電連接的電感元件13，整體上具有長方形的外形。在圖1(a)中，電子器件1橫向延伸的長邊長度和同一圖中縱向延伸的短邊長度的比率約為2∶1。如圖1(c)所示，電容元件11與電感元件13串聯(lián)連接，形成串聯(lián)諧振電路。
如圖1(b)所示，在本實(shí)施例的電子器件1中，用表面上形成有平坦化層52的平滑襯底51作為襯底。襯底51例如用氧化鋁(Al2O3)形成。平坦化層52用氧化鋁制成，平坦化層52的表面用CMP(化學(xué)機(jī)械研磨)法研磨而成為平坦表面。
電子器件1包括形成在襯底51的平坦化層52上的、從襯底表面的法線方向觀察襯底51時具有螺旋狀的線圈導(dǎo)體12；以及分別在線圈導(dǎo)體12的內(nèi)周側(cè)的端部的介質(zhì)膜31和絕緣膜33上開口的接觸孔開口部31a、33a。
在接觸孔開口部31a、33a和絕緣膜33上，形成在接觸孔開口部31a與線圈導(dǎo)體12的內(nèi)周側(cè)的端部相接觸的導(dǎo)體61。電感元件13由線圈導(dǎo)體12和導(dǎo)體61構(gòu)成。線圈導(dǎo)體12的外周側(cè)的端部與下部導(dǎo)體21電連接。線圈導(dǎo)體12和下部導(dǎo)體21在同一層上一體地形成。導(dǎo)體61和導(dǎo)體25構(gòu)成電子器件1的通電用端子。
線圈導(dǎo)體12由形成在襯底51的平坦化層52上的鈦(Ti)/銅(Cu)或鉻(Cr)/Cu的基底導(dǎo)體12a和形成在基底導(dǎo)體12a上的Cu導(dǎo)體12b構(gòu)成。如圖1(a)所示，線圈導(dǎo)體12由一卷線圈形成。
導(dǎo)體61與線圈導(dǎo)體12電連接。導(dǎo)體61從接觸孔開口部33a延伸到絕緣膜33上，形成從接觸孔開口部33a到電子器件1的短邊側(cè)的細(xì)長的長方形狀。導(dǎo)體61由形成在線圈導(dǎo)體12、介質(zhì)膜31及絕緣膜33上的Ti/Cu基底導(dǎo)體61a和形成在基底導(dǎo)體61a上的Cu導(dǎo)體61b構(gòu)成。線圈導(dǎo)體12和形成在絕緣膜33上的導(dǎo)體61隔著絕緣膜33相對而設(shè)。
導(dǎo)體61的接觸部形成在介質(zhì)膜31和絕緣膜33上開口的接觸孔開口部31a、33a內(nèi)，其側(cè)部由介質(zhì)膜31及絕緣膜33覆蓋。從而，接觸部能確?？煽康倪B接和絕緣性，提高接觸部的連接可靠性。從而，提高電子器件1的可靠性。
另外，如圖1(b)所示，電子器件1具有形成在襯底51的平坦化層52上的下部導(dǎo)體(第1導(dǎo)體)21、形成在下部導(dǎo)體21上的介質(zhì)膜31以及形成在介質(zhì)膜31上的比下部導(dǎo)體21薄的上部導(dǎo)體(第2導(dǎo)體)23。電容元件11由下部導(dǎo)體21、介質(zhì)膜31及上部導(dǎo)體23構(gòu)成。
電容元件11由依次層積形成在襯底51的平坦化層52上的下部導(dǎo)體21、介質(zhì)膜31及上部導(dǎo)體23構(gòu)成。如圖1(a)所示，沿襯底表面的法線方向觀察襯底51，下部導(dǎo)體21呈長方形。下部導(dǎo)體21和線圈導(dǎo)體12用同種材料在同一層上同時形成。
線圈導(dǎo)體12和下部導(dǎo)體21比上部導(dǎo)體23厚。從而，減小了電容元件11的等效串聯(lián)電阻(Equivalent Series Resistance；ESR)，能降低傳輸損耗。線圈導(dǎo)體12和下部導(dǎo)體21的所需厚度，根據(jù)電子器件1所需的頻率特性而不同。如將電子器件1用于2.4GHz頻帶的帶通濾波器時，線圈導(dǎo)體12和下部導(dǎo)體21的厚度t1優(yōu)選t1≥5(μm)。在本實(shí)施例中，由于是2.4GHz頻帶的帶通濾波器，可除掉該頻帶以外的噪聲，因此電子器件1能獲得高衰減特性。需要按使用的頻帶來考慮導(dǎo)體的設(shè)定厚度。使用的頻帶傾向高頻區(qū)時，可減小導(dǎo)體的設(shè)定厚度，獲得帶通濾波器所需的衰減特性。因此，為考慮低頻區(qū)的衰減特性，需增加導(dǎo)體的設(shè)定厚度。特別是，在低于2.4GHz的頻帶區(qū)設(shè)定便攜式電話等系統(tǒng)的頻帶，要重點(diǎn)考慮對應(yīng)于800MHz、900MHz、1500MHz、1700MHz、1900MHz、2100MHz等頻帶的導(dǎo)體的厚度設(shè)定。另外，考慮到制造上的厚度偏差，例如將線圈導(dǎo)體12和下部導(dǎo)體21的厚度t1設(shè)成t1＝8(μm)。
下部導(dǎo)體21由形成在襯底51的平坦化層52上的鈦(Ti)/銅(Cu)的基底導(dǎo)體21a和形成在基底導(dǎo)體21a上的Cu導(dǎo)體21b構(gòu)成。由于下部導(dǎo)體21用Cu等低電阻的導(dǎo)體材料制成，能降低電容元件11的ESR。下部導(dǎo)體21具有與上部導(dǎo)體23隔著介質(zhì)膜31相對的、用作為電容元件11的電極的電極部和為連接該電極部和線圈導(dǎo)體12而引出的引出導(dǎo)體。該電極部是大概占據(jù)下部導(dǎo)體21的中央位置的、圖1(a)中用虛線表示的邊長為l的正方形區(qū)。引出導(dǎo)體是電極部和線圈導(dǎo)體12所夾持的長方形區(qū)。該引出導(dǎo)體具有寬度大的布線形狀，相對較短。從而，能降低電容元件11的ESR及等效串聯(lián)電感(Equivalent Series Inductance；ESL)。
如圖1(b)所示，在線圈導(dǎo)體12、下部導(dǎo)體21及襯底51的平坦化層52上形成介質(zhì)膜31。介質(zhì)膜31形成在襯底51除接觸孔開口部31a之外的大致整個表面上，并且將線圈導(dǎo)體12和下部導(dǎo)體21的上表面和側(cè)面大致全面覆蓋。介質(zhì)膜31的膜厚d例如為0.1(μm)，形成得比下部導(dǎo)體21薄。介質(zhì)膜31的材料，可使用如氧化鋁、氮化硅(Si4N3)、二氧化硅(SiO2)、氧化鈦(Ta2O5)或氮化鋁(AlN)等。介質(zhì)膜31的膜厚d均勻形成。
如圖1(b)所示，在下部導(dǎo)體21的電極部上的介質(zhì)膜31上形成上部導(dǎo)體23。上部導(dǎo)體23是圖1(a)中用虛線表示的邊長為l的正方形區(qū)。例如長度l為100(μm)。上部導(dǎo)體23的形成位置的精度，依賴于在光刻工序中的襯底定位精度。如圖1(a)所示，沿其法線方向觀察察襯底51的襯底表面，上部導(dǎo)體23形成在下部導(dǎo)體21內(nèi)側(cè)，其內(nèi)偏的程度即為其形成位置精度。從而，可消除上部導(dǎo)體23形成位置的偏差對電容元件11的電容值的影響。電容元件11的電極面積由上部導(dǎo)體23的面積l2確定。電容元件11的電容值由上部導(dǎo)體23的面積l2、由上部導(dǎo)體23和下部導(dǎo)體21所夾持的介質(zhì)膜31的膜厚d及介電常數(shù)確定。上部導(dǎo)體23的整個表面均形成為平坦?fàn)睢?br> 上部導(dǎo)體23比下部導(dǎo)體21薄。一般，導(dǎo)體的形狀精度隨著導(dǎo)體變厚而降低。由于上部導(dǎo)體23較薄，能得到形狀精度高的上部導(dǎo)體23。從而，與下部導(dǎo)體21相對的上部導(dǎo)體23的面積精度變高，能高精度地形成電容元件11的電極面積。
另外，上部導(dǎo)體23用濺鍍法、蒸鍍法等使用真空成膜裝置的成膜方法形成。從而，能夠形成厚度分布均勻、粒徑小的上部導(dǎo)體23，所以，在將上部導(dǎo)體23形成所需形狀時即使發(fā)生側(cè)蝕現(xiàn)象，也能減小該側(cè)蝕的蝕刻量。由此，能減小側(cè)蝕現(xiàn)象對上部導(dǎo)體23的形狀精度的影響，使上部導(dǎo)體23的形狀精度成為較高精度。從而，上部導(dǎo)體23的面積精度變?yōu)檩^高精度，能高精度地形成電容元件11的電極面積。
將上部導(dǎo)體23的粒徑設(shè)為x(x＜1(μm))時，則上部導(dǎo)體23的厚度t2優(yōu)選x≤t2。通過將上部導(dǎo)體23的厚度t2設(shè)定在上述范圍內(nèi)，能得到形狀精度高的上部導(dǎo)體23。上部導(dǎo)體23的粒徑x因成膜方法而不同。例如，用濺鍍法成膜上部導(dǎo)體23時，上部導(dǎo)體23的粒徑x約為3～5(nm)。如果厚度t2大于1(μm)，則上部導(dǎo)體23的表面變粗，不能高精度形成上部導(dǎo)體23的形狀精度，不能高精度形成電容元件11的電極面積。在本實(shí)施例中，上部導(dǎo)體23的厚度t2為130(nm)。上部導(dǎo)體23由形成在介質(zhì)膜31上的30(nm)厚的Ti導(dǎo)體和形成在Ti導(dǎo)體上的100(nm)厚的Cu導(dǎo)體構(gòu)成。
上部導(dǎo)體23的形成方法可以是蝕刻法(減除法)、析出法(加成法)中的任一種。另外，也可以是使用導(dǎo)電性材料的噴墨印刷法或絲網(wǎng)印刷法。
上部導(dǎo)體23避開下部導(dǎo)體21的端部形成在該端部以外的平坦部上。由此，在下部導(dǎo)體21的端部的介質(zhì)膜31即使變薄或未成膜，下部導(dǎo)體21和上部導(dǎo)體23之間也不會短路。從而，能改善電子器件1的耐電壓擊穿臨界值及絕緣性，抑制所制造的電子器件1的質(zhì)量偏差。
另外，由于無需為防止下部導(dǎo)體21和上部導(dǎo)體23的短路而加厚介質(zhì)膜31的厚度，能使介質(zhì)膜31的膜厚d為傳統(tǒng)膜厚(2～3(μm))的10分之1以下，能獲得高電容量的電容元件11。另外，由于即使減小電容元件11的電極面積l2也能獲得足夠的電容，能實(shí)現(xiàn)電子器件1的小型化。例如，將上部導(dǎo)體23的邊長設(shè)成50(μm)、30(μm)或者5(μm)等小于100(μm)的長度，能實(shí)現(xiàn)電子器件1的小型化。從而，電子器件1能適用于1608型(長邊長1.6mm、短邊長0.8mm)、1005型(長邊長1.0mm、短邊長0.5mm)或者更小型的芯片器件。另外，由于不將電容元件11設(shè)為多層也能獲得足夠的電容，能實(shí)現(xiàn)電子器件1的薄型化。
如圖1(b)所示，在上部導(dǎo)體23的端部和介質(zhì)膜31上形成絕緣膜33。絕緣膜33的膜厚i例如為5(μm)。絕緣膜33例如用半導(dǎo)體用感光性樹脂(半導(dǎo)體用光敏抗蝕劑)形成。由于采用半導(dǎo)體用感光性樹脂作為絕緣膜33的形成材料，能得到絕緣性、耐環(huán)境性、成本、厚度的精度及平坦性優(yōu)良的絕緣膜33。作為絕緣膜33的形成材料，也可以使用感光性聚酰亞胺或感光性環(huán)氧樹脂材料等。另外，也可以使用氧化鋁等無機(jī)材料。絕緣膜33的材料需要具有耐熱性。絕緣膜33通過介質(zhì)膜31與下部導(dǎo)體21及線圈導(dǎo)體12分離而形成，不與下部導(dǎo)體21和線圈導(dǎo)體12直接連接。介質(zhì)膜31使用介電常數(shù)比絕緣膜33大的材料。介質(zhì)膜31的膜厚d比絕緣膜33的膜厚i薄。
絕緣膜33上形成有在上部導(dǎo)體23上開口的、露出上部導(dǎo)體23的表面的開口部33b。沿襯底表面的法線方向觀察襯底51，可看到開口部33b例如具有正方形的形狀。另外，如圖1(b)所示，開口部33b周圍的絕緣膜33具有圓錐形狀。絕緣膜33大致在除接觸孔開口部33a及開口部33b之外的襯底51的整個表面上形成。也可除掉電子器件1外周邊附近(制品切割線附近)的絕緣膜33。
電子器件1與在專利文獻(xiàn)1中公開的薄膜電容元件1011不同，由于不形成突出于襯底表面的絕緣層1033，在襯底51的大致整個表面上形成絕緣膜33，易于進(jìn)行電子器件1的高多層化。例如，通過在導(dǎo)體25上交互層積介質(zhì)膜31、上部導(dǎo)體23及導(dǎo)體25，可得到高電容量的電容元件11。而且，由于在電容元件11的邊緣未形成突起狀的絕緣層1033，能夠?qū)㈦姼?3形成在電容元件11的附近。因此，能實(shí)現(xiàn)電子器件1的小型化。
另外，電子器件1與在專利文獻(xiàn)2中公開的薄膜電容器811不同，由于在襯底51的大致整個表面上形成絕緣膜33，能夠使電感元件13等其他電路元件與電容元件11形成為一體，適用于復(fù)合器件。另外，由于形成有絕緣膜33，與在專利文獻(xiàn)2中公開的薄膜電容器811不同，易于實(shí)現(xiàn)電子器件1的高多層化。
如圖1(b)所示，在開口部33b內(nèi)的上部導(dǎo)體23上形成導(dǎo)體(第3導(dǎo)體)25。另外，導(dǎo)體25在絕緣膜33上從開口部33b延伸到電子器件1的短邊側(cè)。導(dǎo)體25不在下部導(dǎo)體21的同一層上形成。如圖1(a)所示，沿其法線方向觀察襯底51的襯底表面，可看到導(dǎo)體25為長方形。
如圖1(b)所示，在導(dǎo)體25、絕緣膜33及導(dǎo)體61的整個表面上例如形成膜厚為30(μm)的保護(hù)膜54。保護(hù)膜54例如可用氧化鋁形成。
導(dǎo)體25的厚度t3比上部導(dǎo)體23厚。因此，即使形成薄的上部導(dǎo)體23，也能降低電容元件11的ESR及ESL，所以，提高Q值特性及自諧振頻率(SRF)等電容元件11的高頻特性，減少傳輸損耗。從而，實(shí)現(xiàn)可用于高頻率用途的、傳輸損耗小的電容元件11。導(dǎo)體25的厚度t3是與如線圈導(dǎo)體12及下部導(dǎo)體21的厚度t1相等的8(μm)。
導(dǎo)體25和導(dǎo)體61用同種材料同時形成在同一層上。導(dǎo)體25由形成在上部導(dǎo)體23和絕緣膜33上的Ti/Cu基底導(dǎo)體25a和形成在基底導(dǎo)體25a上的Cu導(dǎo)體25b構(gòu)成。導(dǎo)體25具有形成在開口部33b內(nèi)的柱狀導(dǎo)體部以及為了連接在上部導(dǎo)體23和電子器件1的側(cè)面形成的外部電極(未圖示)在從開口部33b上部到電子器件1短邊側(cè)的邊緣部在絕緣膜33上形成的引出導(dǎo)體部。該引出導(dǎo)體部具有寬度大的布線形狀，且形成得相對較短。因此，能降低電容元件11的ESR及等效串聯(lián)電感(Equivalent Series Inductance；ESL)。
沿其法線方向觀察襯底51的襯底表面，接于上部導(dǎo)體23的導(dǎo)體25需設(shè)置成不從上部導(dǎo)體23露出。接于上部導(dǎo)體23的導(dǎo)體25如果從上部導(dǎo)體23露出，下部導(dǎo)體21和該露出部之間形成寄生電容，就不能高精度地獲得電容元件11的電容值?？紤]開口部33b的成形位置精度及形狀精度等，沿襯底表面的法線方向觀察襯底51，接于上部導(dǎo)體23的導(dǎo)體25形成在上部導(dǎo)體23的內(nèi)側(cè)。因此，可消除開口部33b的位置及外形偏差對電容元件11的電容值精度的影響。另外，接于上部導(dǎo)體23的導(dǎo)體25的面積(開口部33b的面積)最好與上部導(dǎo)體23的面積大致相等。從而，上部導(dǎo)體23與導(dǎo)體25的接觸面積增大，能夠降低電容元件11的ESR，獲得連接可靠性。
另外，導(dǎo)體25從開口部33b開始延伸到絕緣膜33上，不在下部導(dǎo)體21的同一層形成。因此，即使在下部導(dǎo)體21的端部的介質(zhì)膜31變薄或未形成，下部導(dǎo)體21和導(dǎo)體25也不會短路。從而，能改善電子器件1的耐電壓擊穿臨界值及絕緣性，抑制所制造的電子器件1的質(zhì)量偏差。
另外，與圖37所示的電容元件611不同，在圓錐狀端部的絕緣膜33和下部導(dǎo)體21的端部上的介質(zhì)膜31之間形成上部導(dǎo)體23。因此，下部導(dǎo)體21的端部上的介質(zhì)膜31的一部分即使缺損，也能防止圓錐狀端部的絕緣膜33和下部導(dǎo)體21的端部上的介質(zhì)膜31之間的漏電。從而，能改善電子器件1的耐電壓擊穿臨界值及絕緣性，抑制被制造的電子器件1質(zhì)量偏差。
可是，在專利文獻(xiàn)1中公開的薄膜電容元件1011具有下部電極1021的側(cè)面和上部電極1023隔著絕緣層1033相對設(shè)置的結(jié)構(gòu)。由于薄膜電容元件1011越小型化，該絕緣層1033越薄，寄生電容相對薄膜電容元件1011的電容值所占的比例就越大。
對此，本實(shí)施例的電子器件1具有在下部導(dǎo)體21的側(cè)面不相對設(shè)置導(dǎo)體25的結(jié)構(gòu)。因此，下部導(dǎo)體21的側(cè)面和導(dǎo)體25之間生成的寄生電容與電子器件1的大小無關(guān)，基本不變。從而，電子器件1即使小型化，寄生電容相對于電容元件11的電容值的比例也不會增加。從而，能實(shí)現(xiàn)小型的且可精確度高地獲得電容元件11的電容值的電子器件1。
一般，電容的容量值和電極間的距離成反比，絕緣膜33的膜厚i越厚，下部導(dǎo)體21和導(dǎo)體25的引出導(dǎo)體之間產(chǎn)生的寄生電容越小。因此，電容元件11的寄生電容(電容值的偏差量)與絕緣膜33的膜厚i基本上成反比。
從而，如果增厚絕緣膜33，能減小下部導(dǎo)體21和導(dǎo)體25之間產(chǎn)生的寄生電感和寄生電容。從而，能提高電容元件11的電容值的精度。另外，能夠抑制在高頻區(qū)的傳輸特性的劣化。而且，能獲得所需的電路參數(shù)，使高頻電路的設(shè)計(jì)容易進(jìn)行。
在薄膜型電容元件中，越用小的對置面積獲得高電容，與周邊布線間的電容耦合對電容值的影響就越大。增厚絕緣膜33的膜厚i，在實(shí)現(xiàn)電容元件11的小型化的前提下，能有效獲得所需的電容元件11的電容值。另外，能夠通過縮小絕緣膜33的膜厚i的偏差來抑制各產(chǎn)品電容值的偏差。
另外，如果增厚絕緣膜33，線圈導(dǎo)體12和導(dǎo)體61之間的寄生電容減小，能應(yīng)對電感元件13的自諧振頻率和反諧振頻率的高頻化并且改善Q值特性。例如，如果用于由具有和電容元件11及電感元件13的結(jié)構(gòu)相同的LC諧振電路控制的濾波電路等，能降低介入損耗，改善頻帶外特性衰減量的抑制，改善截止區(qū)的陡峻性?；蛘?，通過變薄絕緣膜33而薄化電容元件11時，能積極地改變下部導(dǎo)體21和導(dǎo)體25之間的距離，減小絕緣膜33的膜厚及開口部33b的高度，作為電容元件11的電容和電感元件13的寄生電容，積極地使用生成在下部導(dǎo)體21和導(dǎo)體25的引出導(dǎo)體之間的電容耦合。
另外，通過加厚絕緣膜33的膜厚i，能降低線圈導(dǎo)體12和與線圈導(dǎo)體12的布線相對的布線(例如導(dǎo)體61、接地、供電、屏蔽、電感元件及電容元件11布線等)之間的磁耦合及電容耦合。
另外，通過調(diào)整絕緣膜33的膜厚i或介電常數(shù)來有意地生成電磁耦合和電容耦合，引出在所需頻帶上的傳輸特性，能夠進(jìn)行電子器件1的特性改善。通過調(diào)整絕緣膜33的膜厚i、介電常數(shù)等來積極利用寄生成分，有效地進(jìn)行磁性耦合、有效地引出交流成分、抑制直流成分等，能減少電子器件1的傳輸損失。
如上述說明，本實(shí)施例的電子器件1，不是由開口部33b的面積而是由上部導(dǎo)體23的面積l2決定電容元件11的電極面積。電極面積的精度，不受絕緣膜33的硬化收縮等導(dǎo)致的開口部33b的面積的偏差、絕緣膜33的圓錐形狀的偏差及開口部33b的形成方法的影響。另外，由于上部導(dǎo)體23比下部導(dǎo)體21薄，能得到形狀精度高的上部導(dǎo)體23。從而，上部導(dǎo)體23的面積精度成為高精度，能得到電容值為高精度的電容元件11。
對本實(shí)施例的電子器件1的制造方法，使用圖2至圖7進(jìn)行說明。在晶片上同時形成多個電子器件1，圖2至圖7表示1個電子器件1的器件形成區(qū)域。圖2至圖7是表示本實(shí)施例的電子器件1的制造工序的剖面圖。
在本實(shí)施例中，作為襯底使用其表面作了平坦化處理的襯底51。首先，用CMP(化學(xué)機(jī)械研磨)法研磨形成在氧化鋁(Al2O3)制襯底51的整個表面上的氧化鋁表面，形成平坦化層52。
接著，如圖2(a)所示，例如用濺鍍法在襯底51的平坦化層52上依次層積膜厚約為30(nm)的鈦(Ti)和膜厚約為100(nm)的銅(Cu)，形成基底導(dǎo)體71。接下來，例如用旋涂法在基底導(dǎo)體71的整個表面涂敷約8(μm)厚的感光性樹脂，形成感光性樹脂層81。接著，如圖2(b)所示，對感光性樹脂層81進(jìn)行曝光顯影，沿襯底表面的法線方向觀察襯底51，可看到在感光性樹脂層81上形成的長方形的開口部81a和螺旋狀的開口部81b。開口部81b的外周側(cè)的端部與開口部81a連接。
接下來，如圖2(c)所示，用電鍍法在開口部81a、81b內(nèi)的基底導(dǎo)體71上形成9～10(μm)厚的Cu導(dǎo)體，接著，用CMP法研磨該導(dǎo)體的表面，形成約8(μm)厚的導(dǎo)體12b、21b。接著，如圖3(a)所示，將感光性樹脂層81剝離。
接著，如圖3(b)所示，用干蝕刻或濕蝕刻法去除暴露在導(dǎo)體12b、21b之間的基底導(dǎo)體71，形成由導(dǎo)體21b下方的基底導(dǎo)體71構(gòu)成的基底導(dǎo)體21a和由導(dǎo)體12b下方的基底導(dǎo)體71構(gòu)成的基底導(dǎo)體12a。按照上述工序，形成具有由基底導(dǎo)體21a和導(dǎo)體21b層疊的層疊結(jié)構(gòu)的下部導(dǎo)體(第1導(dǎo)體)21和具有由基底導(dǎo)體12a和導(dǎo)體12b層疊的層疊結(jié)構(gòu)的線圈導(dǎo)體12。
在本實(shí)施例中，下部導(dǎo)體21和線圈導(dǎo)體12的形成方法使用半加成法(析出法)，但導(dǎo)體的形成方法也可以使用減除法(蝕刻法)、鑲嵌法、涂敷法或剝離法。后面說明的導(dǎo)體25和導(dǎo)體61，采用與下部導(dǎo)體2t及線圈導(dǎo)體12同樣的方法形成。另外，線圈導(dǎo)體12和后述的導(dǎo)體61的布線層，可以是下部導(dǎo)體21的布線層或?qū)w25的布線層中的任一方，這些可考慮布線設(shè)計(jì)的簡便性和電感元件13的電學(xué)特性和形狀而自由配置。
在形成線圈導(dǎo)體12和下部導(dǎo)體21的工序中，通過適當(dāng)選擇感光性樹脂層83的形成材料、光刻條件等，能夠使線圈導(dǎo)體12和下部導(dǎo)體21的形成位置精度和形狀精度達(dá)到高精度。另外，以選擇性蝕刻的方式用多種導(dǎo)電材料制成導(dǎo)體12和下部導(dǎo)體21，通過使用可選擇性蝕刻的藥液蝕刻線圈導(dǎo)體12和下部導(dǎo)體21，能提高線圈導(dǎo)體12和下部導(dǎo)體21的成形位置精度及形狀精度。在后述的形成上部導(dǎo)體23、導(dǎo)體25、61的工序中也同樣。
接著，如圖3(c)所示，在整個表面上形成厚約0.1(μm)的介質(zhì)膜31。介質(zhì)膜31的形成材料，采用如氧化鋁、氮化硅(Si4N3)、二氧化硅(SiO2)、氧化鈦(Ta2O5)、氮化鋁(AlN)或氧化鎂(MgCl)等。介質(zhì)膜31將形成在下部導(dǎo)體21和線圈導(dǎo)體12的上表面和側(cè)面的整個表面包覆而形成。通過又減少介質(zhì)膜31每單位時間的成膜量(成膜速率)又考慮裝置結(jié)構(gòu)，能夠?qū)⒔橘|(zhì)膜31的表面厚度精度提高到高精度。
接著，在介質(zhì)膜31的整個表面上涂敷感光性樹脂，形成感光性樹脂層82。接下來，如圖4(a)所示，對感光性樹脂層82進(jìn)行曝光顯影，在線圈導(dǎo)體12的內(nèi)周側(cè)的端部上的感光性樹脂層82上形成開口部82a。接著，對感光性樹脂層82進(jìn)行后烘焙(熱處理)。
接著，如圖4(b)所示，用灰化法去除露出于開口部82a的介質(zhì)膜31去除，在介質(zhì)膜31上形成露出線圈導(dǎo)體12的接觸孔開口部31a。此時，也可根據(jù)需要同時去除后述晶片切斷線(芯片切斷面)的介質(zhì)膜31。如果將介質(zhì)膜31單片化，就能分散介質(zhì)膜31的膜應(yīng)力。接著，如圖4(c)所示，剝離感光性樹脂層82。
接著，如圖5(a)所示，例如用濺鍍法等在整個表面依次層積膜厚約為30(nm)的鈦(Ti)和膜厚約為100(nm)的銅(Cu)，形成上部導(dǎo)體形成用導(dǎo)體73。也可以用蒸鍍法等在真空成膜裝置中成膜的方法來形成上部導(dǎo)體形成用導(dǎo)體73。
接著，例如用旋涂法在上部導(dǎo)體形成用導(dǎo)體73的整個表面上涂敷約3(μm)厚的感光性樹脂，形成感光性樹脂層83。接著，如圖5(b)所示，對感光性樹脂層83進(jìn)行曝光、顯影，僅在上部導(dǎo)體形成用導(dǎo)體73的成為上部導(dǎo)體23的部分上留有感光性樹脂層83。
接著，如圖5(c)所示，用干蝕刻或濕蝕刻法將感光性樹脂層83的下方以外的上部導(dǎo)體形成用導(dǎo)體73去除。從而，形成由感光性樹脂層83下方的上部導(dǎo)體形成用導(dǎo)體73構(gòu)成的上部導(dǎo)體(第2導(dǎo)體)23。通過上述工序，形成由下部導(dǎo)體21、介質(zhì)膜31及上部導(dǎo)體23構(gòu)成的電容元件(容量元件)11。
接著，如圖6(a)所示，剝離上部導(dǎo)體23上的感光性樹脂層83。接著，在整個表面上例如涂敷半導(dǎo)體用感光性樹脂，形成膜厚約為7～8(nm)的絕緣膜33。接著，對絕緣膜33上進(jìn)行預(yù)烘焙。接著，如圖6(b)所示，對絕緣膜33進(jìn)行曝光、顯影，在絕緣膜33上形成將接觸孔開口部31a露出的接觸孔開口部33a。另外，在上部導(dǎo)體23上的絕緣膜33上同時形成將上部導(dǎo)體23的一部分露出的開口部33b。接著，對絕緣膜33進(jìn)行后烘焙。通過后烘焙絕緣膜33上發(fā)生硬化收縮，絕緣膜33的膜厚成為約5(μm)。另外，如圖6(b)所示，通過硬化收縮，接觸孔開口部33a和開口部33b周圍的絕緣膜33成為具有圓錐狀。絕緣膜33的開口部33a、33b及凹槽等加工方法，也可以使用激光、等離子灰化等離子灰化法或濕蝕刻法。
接著，如圖6(c)所示，按照和下部導(dǎo)體21及線圈導(dǎo)體12同樣的形成方法形成導(dǎo)體25及導(dǎo)體61。若詳細(xì)說明，就是例如用濺鍍法在整個表面上依次淀積膜厚約為30(nm)的Ti和膜厚約為100(nm)的Cu，形成基底導(dǎo)體，其附圖省略。接著，用旋涂法在基底導(dǎo)體的整個表面上涂敷約8(μm)厚的感光性樹脂，形成感光性樹脂層。
接著，對該感光性樹脂層進(jìn)行曝光顯影，在感光性樹脂層上形成和導(dǎo)體25及導(dǎo)體61形狀相同的開口部。
接著，用電鍍法在暴露在該開口部內(nèi)的基底導(dǎo)體上形成約8(μm)厚的Cu導(dǎo)體，形成約8(μm)厚的導(dǎo)體25b及導(dǎo)體61b。接著，剝離感光性樹脂層。
接著，如圖6(c)所示，用干蝕刻或濕蝕刻法去除暴露在導(dǎo)體25b、61b的周圍及導(dǎo)體25b、61b之間的基底導(dǎo)體，形成由導(dǎo)體25b下方的基底導(dǎo)體構(gòu)成的基底導(dǎo)體25a和由導(dǎo)體61b下方的基底導(dǎo)體構(gòu)成的基底導(dǎo)體61a。從而，在開口部33b內(nèi)的上部導(dǎo)體23上和絕緣膜33上形成層積了基底導(dǎo)體25a和導(dǎo)體25b的層疊結(jié)構(gòu)的導(dǎo)體(第3導(dǎo)體)25，在接觸孔開口部31a、33a內(nèi)和絕緣膜33上形成層積了基底導(dǎo)體61a及導(dǎo)體61b的層疊結(jié)構(gòu)的導(dǎo)體61。
通過上述工序，形成由線圈導(dǎo)體12和導(dǎo)體61構(gòu)成的電感元件13。接著，如圖7所示，在整個表面上形成約30(μm)厚的氧化鋁的保護(hù)膜54。
接著，沿預(yù)定的切斷線切斷晶片，將形成在晶片上的多個電子器件1在各器件形成區(qū)分離成芯片狀。接著，在該切斷面上形成分別電連接到露出切斷面的導(dǎo)體25和導(dǎo)體61上的外部電極，其圖示省略。在外部電極形成前或外部電極形成后，根據(jù)需要進(jìn)行角部的倒角，電子器件1即告完成。
采用本實(shí)施例的電子器件1的制造方法，如圖6(b)和圖6(c)所示，在導(dǎo)體25及導(dǎo)體61形成時，線圈導(dǎo)體12、下部導(dǎo)體21、上部導(dǎo)體23及介質(zhì)膜31被絕緣膜33所覆蓋。所以，在形成導(dǎo)體25和導(dǎo)體61時，絕緣膜33起到保護(hù)膜的作用，導(dǎo)體12、21、23及介質(zhì)膜31不會因蝕刻基底導(dǎo)體等受到損傷。因此，與專利文獻(xiàn)2中公開的薄膜電容器811不同，由于在形成導(dǎo)體25及導(dǎo)體61時上部導(dǎo)體23不被蝕刻，能將上部導(dǎo)體23做成所需的形狀和尺寸，高精度制作電容元件11的電極面積，從而，能實(shí)現(xiàn)電容元件11電容值的高精度。另外，在形成導(dǎo)體25及導(dǎo)體61時，下部導(dǎo)體21和介質(zhì)膜31等的側(cè)面不被蝕刻，能防止下部導(dǎo)體21和上部導(dǎo)體23之間的短路。
另外，由于介質(zhì)膜31包覆下部導(dǎo)體21和線圈導(dǎo)體12的上表面和側(cè)面的整個表面而形成，具有作為保護(hù)膜的功能，所以絕緣膜33即使采用有機(jī)材料也不會發(fā)生電子遷移。從而，無需在下部導(dǎo)體21及線圈導(dǎo)體12上形成Ni或Ti導(dǎo)體等的工序。另外，電容元件11的下部導(dǎo)體21和線圈導(dǎo)體12在同一工序中同時形成，導(dǎo)體25和導(dǎo)體61在同一工序中同時形成。從而，能夠縮短工序，低成本制造電子器件1。另外，由于能確保絕緣膜33的絕緣性，所以能提高電子器件1的良品率，謀求電子器件1的低成本。
對本實(shí)施例的變形例相關(guān)的電子器件，用圖8至圖11進(jìn)行說明。在下述說明中，對和第1實(shí)施例發(fā)揮相同功能、作用的構(gòu)成要素，使用相同符號且省略詳細(xì)說明。
(變形例1)首先，對本實(shí)施例的變形例1的電子器件2，用圖8(a)和圖8(b)進(jìn)行說明。圖8(a)是表示本變形例的電子器件2的平面圖，只表示出導(dǎo)體部分，圖8(b)表示電子器件2的等效電路。如圖8(a)所示，在電子器件2中，螺旋狀線圈導(dǎo)體12的外周側(cè)的端部的導(dǎo)體的一部分用作電容元件11的下部導(dǎo)體21。如圖8(b)所示，電容元件11和電感元件13串聯(lián)連接而構(gòu)成串聯(lián)諧振電路。導(dǎo)體61和導(dǎo)體25分別成為通電用端子。除上述各點(diǎn)之外，電子器件2的結(jié)構(gòu)與電子器件1相同，其說明省略。
(變形例2)接著，用圖9(a)和圖9(b)，對本實(shí)施例的變形例2的電子器件3進(jìn)行說明。圖9(a)是表示本變形例的電子器件3的平面圖，只示出導(dǎo)體部分，圖9(b)表示電子器件3的等效電路圖。如圖9(a)所示，電感元件13具有螺旋形線圈導(dǎo)體12和在線圈導(dǎo)體12的內(nèi)周側(cè)的端部連接且在圖中左右方向延伸的長方形導(dǎo)體61。電容元件11與線圈導(dǎo)體12一體形成，具有與線圈導(dǎo)體12的外周側(cè)的端部連接且在圖中左右方向延伸的長方形下部導(dǎo)體21、形成在下部導(dǎo)體21上的介質(zhì)膜31、形成在介質(zhì)膜31上的上部導(dǎo)體23。上部導(dǎo)體23上連接有與導(dǎo)體61一體形成且在下部導(dǎo)體21上相對設(shè)置的L形導(dǎo)體25。如圖9(b)所示，電容元件11和電感元件13并列連接，構(gòu)成并列諧振電路。導(dǎo)體25和導(dǎo)體61電連接。導(dǎo)體61和下部導(dǎo)體21分別成為通電用端子。除上述各點(diǎn)之外的電子器件3的結(jié)構(gòu)和電子器件1相同，其說明省略。
(變形例3)接著，用圖10(a)和圖10(b)，對本實(shí)施例的變形例3的電子器件4進(jìn)行說明。圖10(a)是表示本變形例的電子器件4的平面圖，只示出導(dǎo)體部分，圖10(b)表示電子器件4的等效電路圖。如圖10(a)所示，電感元件13具有螺旋狀線圈導(dǎo)體12和在線圈導(dǎo)體12的內(nèi)周側(cè)的端部連接且在圖中左右方向延伸的長方形導(dǎo)體61。電容元件11與線圈導(dǎo)體12一體形成，具有和線圈導(dǎo)體12的外周側(cè)的端部連接且在圖中左右方向延伸的長方形下部導(dǎo)體21、形成在下部導(dǎo)體21上的介質(zhì)膜31、形成在介質(zhì)膜31上的上部導(dǎo)體23。上部導(dǎo)體23上連接相對設(shè)置在下部導(dǎo)體21上的長方形導(dǎo)體25。如圖10(b)所示，電感元件13和電容元件11構(gòu)成低通濾波器。導(dǎo)體61成為輸入端子。另外，從線圈導(dǎo)體12的外周側(cè)的端部附近引出的引出導(dǎo)體62成為輸出端子。導(dǎo)體25成為接地用端子。除上述各點(diǎn)之外的電子器件4的結(jié)構(gòu)和電子器件1相同，其說明省略。
(變形例4)接著，用圖11(a)和圖11(b)，對本實(shí)施例的變形例4的電子器件5進(jìn)行說明。圖11(a)是表示本變形例的電子器件5的平面圖，只示出導(dǎo)體部分，圖11(b)表示電子器件5的等效電路圖。如圖11(a)所示，電感元件13具有螺旋形線圈導(dǎo)體12和在線圈導(dǎo)體12的內(nèi)周側(cè)的端部連接且在圖中上下方向延伸的長方形導(dǎo)體61。電容元件11和線圈導(dǎo)體12一體形成，具有與線圈導(dǎo)體12的外周側(cè)的端部連接且在圖中左右方向延伸的長方形下部導(dǎo)體21、形成在下部導(dǎo)體21上的介質(zhì)膜31、形成在介質(zhì)膜31上的上部導(dǎo)體23。上部導(dǎo)體23上連接有在下部導(dǎo)體21上相對設(shè)置的長方形導(dǎo)體25。如圖11(b)所示，電感元件13和電容元件11構(gòu)成高通濾波器。導(dǎo)體25成為輸入端子，下部導(dǎo)體21成為輸出端子。導(dǎo)體61成為接地用端子。除上述各點(diǎn)之外，電子器件5的結(jié)構(gòu)和電子器件1相同，其說明省略。
用圖12至圖14，對本發(fā)明第2實(shí)施例的電子器件及其制造方法進(jìn)行說明。首先，用圖12說明本實(shí)施例的電子器件101。圖12是表示本實(shí)施例的電子器件101的剖面圖。
本實(shí)施例的電子器件101相對于第1實(shí)施例的電子器件1的特征在于，絕緣膜33的表面在襯底51的大致整個表面上是平坦的。除絕緣膜33的表面在襯底51的大致整個表面上平坦這點(diǎn)之外，電子器件101的結(jié)構(gòu)和電子器件1相同，其說明省略。
在本實(shí)施例的電子器件101中，由于絕緣膜33的表面在襯底51的大致整個表面上是平坦的，且絕緣膜33的厚度分布均勻，所以下部導(dǎo)體21和形成在絕緣膜33上的導(dǎo)體25之間的距離在襯底51的大致整個表面上是一定的。因此，與第1實(shí)施例的電子器件1相比，在下部導(dǎo)體21和絕緣膜33上形成的導(dǎo)體25間產(chǎn)生的寄生電感和寄生電容等的電磁耦合被削弱。從而，能以較高精度獲得電容元件11的電容值。另外，和電子器件1相比，由于能降低ESR和ESL，能改善電容元件11的電特性。
另外，和電子器件1相比，由于絕緣膜33的厚度分布均勻，能保持下部導(dǎo)體21和導(dǎo)體25之間的絕緣電阻為較大值，進(jìn)一步改善電子器件1的耐電壓擊穿臨界值和絕緣性。
另外，由于絕緣膜33的表面在襯底51的大致整個表面上是平坦的，線圈導(dǎo)體12和形成在絕緣膜33上的導(dǎo)體61之間的距離在襯底51的大致整個表面上是一定的。從而，和電子器件1相比，能進(jìn)一步減小線圈導(dǎo)體12和形成在絕緣膜33上的導(dǎo)體61之間生成的寄生電容。另外，由于絕緣膜33的表面在襯底51的大致整個表面上是平坦的，和電子器件1相比，較容易實(shí)現(xiàn)電子器件101的高多層化。進(jìn)而，本實(shí)施例的電子器件101能得到和第1實(shí)施例中的電子器件1同樣的效果。
用圖13和圖14，對本實(shí)施例的電子器件101的制造方法進(jìn)行說明。在晶片上同時形成多個電子器件101，圖13和圖14表示1個電子器件101的器件形成區(qū)。圖13和圖14是表示本實(shí)施例的電子器件101的制造工序的剖面圖。
首先，如圖13(a)所示，通過與第1實(shí)施例的電子器件1同樣的制造方法，在襯底51的平坦化層52上形成線圈導(dǎo)體12、下部導(dǎo)體(第1導(dǎo)體)21及介質(zhì)膜31，在介質(zhì)膜31上形成接觸孔開口部31a，在介質(zhì)膜31上形成上部導(dǎo)體(第2導(dǎo)體)23(參照圖2(a)至圖6(a))。
接著，例如用半導(dǎo)體用感光性樹脂在整個表面上涂敷半導(dǎo)體形成膜厚約7～8(μm)的絕緣膜33。接著，對絕緣膜33進(jìn)行預(yù)烘焙。接著，對絕緣膜33進(jìn)行曝光、顯影，在絕緣膜33上形成將接觸孔開口部31a露出的接觸孔開口部33a。另外，在上部導(dǎo)體23上的絕緣膜33上同時形成將部分上部導(dǎo)體23露出的開口部33b。接著，在絕緣膜33進(jìn)行后烘焙。接著，如圖13(b)所示，用CMP法等對絕緣膜33的表面進(jìn)行研磨。
接著，如圖13(c)所示，通過與第1實(shí)施例的電子器件1同樣的制造方法形成導(dǎo)體25和導(dǎo)體61(參照圖6(c))。接著，如圖14所示，在整個表面上形成厚度約30(μm)的氧化鋁的保護(hù)膜54。
接著，沿預(yù)定的切斷線切斷晶片，晶片上形成的多個電子器件101在各器件形成區(qū)分離成芯片狀。接著，在該切斷面上形成分別電連接到露出于斷面的導(dǎo)體25和導(dǎo)體61的外部電極，其圖示省略。在外部電極形成前或外部電極形成后，根據(jù)需要進(jìn)行角部的倒角，電子器件101即告完成。使用本實(shí)施例的電子器件101的制造方法，能得到和第1實(shí)施例的電子器件1的制造方法同樣的效果。
用圖15對本發(fā)明第3實(shí)施例的電子器件及其制造方法進(jìn)行說明。圖15是表示本實(shí)施例的電子器件201的剖面圖。再有，圖15及以后的圖，開口部33a、33b周圍的絕緣膜33的圓錐形狀被省略表示。
本實(shí)施例的電子器件201相對于第1實(shí)施例的電子器件101的特征在于，導(dǎo)體25、61的表面在襯底51的大致整個表面上是平坦的。除導(dǎo)體25、61的表面在襯底51的大致整個表面上平坦這點(diǎn)以外，電子器件201的結(jié)構(gòu)與電子器件101相同，其說明省略。
本實(shí)施例的電子器件201中，由于導(dǎo)體25、61的表面在襯底51的大致整個表面上是平坦的，與電子器件1、101相比，較容易實(shí)現(xiàn)電子器件101的高多層化。例如，通過在導(dǎo)體25上交互層疊介質(zhì)膜31、上部導(dǎo)體23及導(dǎo)體25來得到高電容量的電容元件11。
另外，能使形成在導(dǎo)體25上的上部導(dǎo)體的面積大于上部導(dǎo)體23的面積，也能使層積在電容元件11上的電容元件的電極面積大于電容元件11的電極面積。如此，在層疊多個電容元件的層疊電容元件中，能使各電容元件的電極面積大于其下層的電容元件。從而，通過在電容元件11上進(jìn)一步層疊多個電容元件，能得到較高電容量的層疊電容元件。另外，在層疊多個電容元件的層疊電容元件中，也可自由配置各層電容元件的電極面積。另外，本實(shí)施例的電子器件201能得到與第2實(shí)施例的電子器件101同樣的效果。
以下對本實(shí)施例的電子器件口201的制造方法進(jìn)行簡單說明。電子器件201的制造方法除導(dǎo)體25和導(dǎo)體61的形成工序以外，與圖13及圖14所示的電子器件101的制造方法相同。
省略

導(dǎo)體25和導(dǎo)體61的形成工序，在整個表面上通過例如濺鍍法依次層積膜厚約30nm的Ti和膜厚約100nm的Cu，形成基底導(dǎo)體。接著，在基底導(dǎo)體的整個表面上通過旋涂法等涂敷厚度約8um的感光性樹脂，形成感光性樹脂層。
接著，對該感光性樹脂層進(jìn)行曝光、顯影，在感光性樹脂層上形成與導(dǎo)體25及導(dǎo)體61形狀相同的開口部。
接著，在露出于該開口部內(nèi)的基底導(dǎo)體上通過電鍍法形成厚度9～10(μm)的Cu導(dǎo)體，接下來，用CMP法研磨該導(dǎo)體的表面，形成厚度約8(μm)的導(dǎo)體25b和導(dǎo)體61b。接著，顯影并剝離感光性樹脂層。
接著，通過干蝕刻或濕蝕刻去除在導(dǎo)體25b、61b周圍和導(dǎo)體25b、61b之間露出的基底導(dǎo)體，形成由導(dǎo)體25b下方的基底導(dǎo)體構(gòu)成的基底導(dǎo)體25a和導(dǎo)體61b下方的基底導(dǎo)體構(gòu)成的基底導(dǎo)體61a。因此，形成由基底導(dǎo)體25a和導(dǎo)體25b層疊的層疊結(jié)構(gòu)導(dǎo)體(第3導(dǎo)體)25，并形成由基底導(dǎo)體61a和導(dǎo)體61b層疊的層疊結(jié)構(gòu)導(dǎo)體61。使用本實(shí)施例的電子器件201的制造方法，能得到和第1實(shí)施例的電子器件1的制造方法同樣的效果。
用圖16對本發(fā)明第4實(shí)施例的電子器件進(jìn)行說明。圖16是表示本實(shí)施例的電子器件301的剖面圖。
本實(shí)施例的電子器件301相對于第2實(shí)施例的電子器件201有如下特征，導(dǎo)體25由形成在開口部33b內(nèi)的柱狀導(dǎo)體27和從開口部33b上方到電子器件1的短邊側(cè)的周邊部在絕緣膜33上形成的導(dǎo)體29這2層構(gòu)成，導(dǎo)體61由形成在接觸孔開口部31a、33a內(nèi)的接觸導(dǎo)體63和從接觸孔開口部33a上方到電子器件1的短邊側(cè)的周邊部形成為細(xì)長的長方形狀的導(dǎo)體65這2層構(gòu)成。
柱狀導(dǎo)體27和接觸導(dǎo)體63的基底導(dǎo)體27a、63a形成在各導(dǎo)體的底部和側(cè)面。在基底導(dǎo)體27a、63a上形成導(dǎo)體27b、63b。導(dǎo)體29由形成在柱狀導(dǎo)體27上及絕緣膜33上的基底導(dǎo)體29a和形成在基底導(dǎo)體29a上的導(dǎo)體29b構(gòu)成。導(dǎo)體65由形成在接觸導(dǎo)體63及絕緣膜33上的基底導(dǎo)體65a和形成在基底導(dǎo)體65a上的導(dǎo)體65b構(gòu)成。
除上述方面以外，電子器件301的結(jié)構(gòu)與電子器件201相同，其說明省略。本實(shí)施例的電子器件301能得到與第3實(shí)施例的電子器件201同樣的效果。
用圖17至圖22對本發(fā)明第5實(shí)施例的電子器件及其制造方法進(jìn)行說明。圖17是表示本實(shí)施例的電子器件401的剖面圖。
本實(shí)施例的電子器件401相對于第3實(shí)施例的電子器件201有如下特征，介質(zhì)膜31在襯底51的襯底表面的大致整個表面上是平坦的。在下部導(dǎo)體21和線圈導(dǎo)體12周圍和間隙處形成絕緣膜135。絕緣膜135用例如感光性聚酰亞胺等感光性樹脂形成。絕緣膜135的膜厚和下部導(dǎo)體21及線圈導(dǎo)體12的厚度基本相等，下部導(dǎo)體21、線圈導(dǎo)體12及絕緣膜135的表面平滑。介質(zhì)膜31平坦地形成在下部導(dǎo)體21、線圈導(dǎo)體12及絕緣膜135的大致整個表面上。除下部導(dǎo)體21、線圈導(dǎo)體12及絕緣膜135的表面平滑以及介質(zhì)膜31在襯底51的襯底表面的大致整個表面上平坦這兩點(diǎn)以外，電子器件401的結(jié)構(gòu)與電子器件201相同，其說明省略。
本實(shí)施例的電子器件401中，在下部導(dǎo)體21和線圈導(dǎo)體12的同一層上形成絕緣膜135，所以上表面變得平坦。介質(zhì)膜31形成在其平坦面上。從而，即使減薄介質(zhì)膜31，介質(zhì)膜31的膜厚在下部導(dǎo)體21的端部處也是均勻的，上部導(dǎo)體23和下部導(dǎo)體21間能夠絕緣。從而，電子器件401與第3實(shí)施例的電子器件201相比，能進(jìn)一步改善電子器件1的耐電壓擊穿臨界值。而且，本實(shí)施例的電子器件401能得到與第3實(shí)施例的電子器件201相同的效果。
用圖18至圖22對本實(shí)施例的電子器件401的制造方法進(jìn)行說明。電子器件401在晶片上同時形成多個，但圖18至圖22表示1個電子器件401的器件形成區(qū)。圖18至圖22是表示本實(shí)施例的電子器件401的制造工序的剖面圖。
首先，如圖18(a)所示，采用與第1實(shí)施例的電子器件1同樣的制造方法，在襯底51的平坦化層52上形成線圈導(dǎo)體12和下部導(dǎo)體(第1導(dǎo)體)21(參照圖2(a)至圖3(b))。
接著，如圖18(b)所示，在整個表面上涂敷如聚酰亞胺等的感光性樹脂，形成絕緣膜135。接著，對絕緣膜135進(jìn)行后烘焙。接著，如圖19(a)所示，用CMP法研磨絕緣膜135的表面直至露出下部導(dǎo)體21及線圈導(dǎo)體12的表面，使下部導(dǎo)體21、線圈導(dǎo)體12及絕緣膜135形成約8μm的厚度。如此，下部導(dǎo)體21、線圈導(dǎo)體12及絕緣膜135的表面變得平坦。
接著，如圖19(b)所示，在整個表面上形成厚度約0.1μm的介質(zhì)膜31。介質(zhì)膜31的形成材料，使用如氧化鋁、氮化硅(Si4N3)、二氧化硅(SiO2)、氧化鈦(Ta2O5)、氮化鋁(AlN)或氧化鎂(MgO)。由于下部導(dǎo)體21、線圈導(dǎo)體12及絕緣膜135的表面是平坦的，所以介質(zhì)膜31覆蓋在下部導(dǎo)體21、線圈導(dǎo)體12及絕緣膜135的上表面的整個表面上平坦地形成。
接著，在介質(zhì)膜31的整個表面上涂敷感光性樹脂，形成感光性樹脂層82。接著，如圖19(c)所示，對感光性樹脂層82進(jìn)行曝光、顯影，在線圈導(dǎo)體12的內(nèi)周側(cè)的端部處的感光性樹脂層82上形成開口部82a。接著，對感光性樹脂層82進(jìn)行后烘焙(熱處理)。
接著，如圖20(a)所示，用灰化法去除露出在開口部82a內(nèi)的介質(zhì)膜31，在介質(zhì)膜31上形成露出了線圈導(dǎo)體12的接觸孔開口部31a。此時，也可根據(jù)需要同時去除后述的晶片切斷線(芯片切斷面)處的介質(zhì)膜31。將介質(zhì)膜31單片化，能分散介質(zhì)膜31具有的膜應(yīng)力。接著，如圖20(b)所示，剝離感光性樹脂層82。
接著，如圖20(c)所示，在整個表面上用濺鍍法等依次層積膜厚約30(nm)的鈦(Ti)和膜厚約100(nm)的銅(Cu)，形成上部導(dǎo)體形成用導(dǎo)體73。也可以用蒸鍍法等在真空成膜裝置中使用的成膜方法形成上部導(dǎo)體形成用導(dǎo)體73。
接著，上部導(dǎo)體形成用導(dǎo)體73的整個表面上用例如旋涂法涂敷厚度約3(μm)的感光性樹脂，形成感光性樹脂層83。接著，如圖21(a)所示，對感光性樹脂層8進(jìn)行曝光、顯影，上部導(dǎo)體形成用導(dǎo)體73僅在成為上部導(dǎo)體23的部分上留有感光性樹脂層83。
接著，如圖21(b)所示，用干蝕刻或濕蝕刻法將除感光性樹脂層83下方以外的上部導(dǎo)體形成用導(dǎo)體73去除。因此，形成由感光性樹脂層83下方的上部導(dǎo)體形成用導(dǎo)體73構(gòu)成的上部導(dǎo)體(第2導(dǎo)體)23。根據(jù)上述工序，形成由下部導(dǎo)體21、介質(zhì)膜31及上部導(dǎo)體23構(gòu)成的電容元件(電容)11。
接著，如圖21(c)所示，剝離上部導(dǎo)體23上的感光性樹脂層83。接著，在整個表面上例如涂敷半導(dǎo)體用感光性樹脂，形成膜厚約7～8(μm)的絕緣膜33。接著，對絕緣膜33進(jìn)行預(yù)烘焙。接著，如圖22(a)所示，對絕緣膜33進(jìn)行曝光、顯影，在絕緣膜33上形成露出了接觸孔開口部31a的接觸孔開口部33a。另外，在上部導(dǎo)體23的絕緣膜33上同時形成露出了部分上部導(dǎo)體23的開口部33b。接著，對絕緣膜33進(jìn)行后烘焙。接著，用CMP法對絕緣膜33的表面進(jìn)行研磨。
接著，如圖22(b)所示，采用與下部導(dǎo)體21及線圈導(dǎo)體12同樣的形成方法來形成導(dǎo)體25及導(dǎo)體61。若詳細(xì)說明，就是在整個表面上用例如濺鍍法依次層積膜厚約30(nm)的Ti及膜厚約100(nm)的Cu來形成基底導(dǎo)體，其圖示省略。接著，在基底導(dǎo)體的整個表面時用如旋涂法涂敷厚度約8(μm)的感光性樹脂，形成感光性樹脂層。
接著，對該感光性樹脂層進(jìn)行曝光、顯影，在感光性樹脂層上形成與導(dǎo)體25及導(dǎo)體61形狀相同的開口部。
接著，在露出在該開口部內(nèi)的基底導(dǎo)體上用電鍍法形成厚度9～10(nm)的Cu導(dǎo)體，接下來，用CMP法對該導(dǎo)體的表面進(jìn)行研磨，形成厚度約8(μm)的導(dǎo)體25b及導(dǎo)體61b。接著，剝離感光性樹脂層。
接著，如圖22(b)所示，用干蝕刻或濕蝕刻法去除露出在導(dǎo)體25b、61b的周圍及導(dǎo)體25b、61b之間的基底導(dǎo)體，形成由導(dǎo)體25b下方的基底導(dǎo)體構(gòu)成的基底導(dǎo)體25a和由導(dǎo)體61b下方的基底導(dǎo)體構(gòu)成的基底導(dǎo)體61a。從而，在開口部33b內(nèi)的上部導(dǎo)體23和絕緣膜33上形成具有由基底導(dǎo)體25a及導(dǎo)體25b層疊而成的層疊結(jié)構(gòu)的導(dǎo)體(第3導(dǎo)體)25，在接觸孔開口部31a、33a內(nèi)和絕緣膜33上形成具有由基底導(dǎo)體61及導(dǎo)體61b層疊而成的層疊結(jié)構(gòu)的導(dǎo)體61。
用上述工序形成由線圈導(dǎo)體12及導(dǎo)體61構(gòu)成的電感元件13。接著，如圖22(c)所示，在整個表面上形成厚度約30(μm)的氧化鋁的保護(hù)膜54。
接著，沿預(yù)定的切斷線切斷晶片，形成晶片上的多個電子器件401在各器件形成區(qū)分離成芯片狀。接著(圖示省略)，在該切斷面形成電連接到露出于斷面的導(dǎo)體25及導(dǎo)體61的外部電極。在外部電極形成前或外部電極形成后，根據(jù)需要進(jìn)行角部的倒角，電子器件401即告完成。使用本實(shí)施例的電子器件401的制造方法，能得到和第1實(shí)施例的電子器件1的制造方法同樣的效果。
用圖23至圖28對本發(fā)明第6實(shí)施例的電子器件及其制造方法進(jìn)行說明。圖23是表示本實(shí)施例的電子器件501的剖面圖。
本實(shí)施例的電子器件501相對于第5實(shí)施例的電子器件401用半加成法(析出法)形成線圈導(dǎo)體12、下部導(dǎo)體21及導(dǎo)體25、61有如下特征，導(dǎo)體12、21、25、61用鑲嵌法形成。線圈導(dǎo)體12及下部導(dǎo)體21的基底導(dǎo)體12a、21a形成在各導(dǎo)體的底部及側(cè)部。除了具有導(dǎo)體12、21、25、61用鑲嵌法形成、線圈導(dǎo)體12及下部導(dǎo)體21的側(cè)部設(shè)有基底導(dǎo)體12a、21a這一結(jié)構(gòu)以外，電子器件501的結(jié)構(gòu)和電子器件401相同，其詳細(xì)說明省略。本實(shí)施例的電子器件501能得到和第5實(shí)施例的電子器件401同樣的效果。
用圖24至圖28對本實(shí)施例的電子器件501的制造方法進(jìn)行說明。電子器件501在晶片上同時形成多個，圖24至圖28表示了1個電子器件501的器件形成區(qū)。圖24至圖28是表示本實(shí)施例的電子器件501的制造工序的剖面圖。
本實(shí)施例中，使用表面作了平坦化處理的襯底51作為襯底。首先，用CMP(化學(xué)機(jī)械研磨)法對形成在氧化鋁(Al2O3)制的襯底51的整個表面上的氧化鋁表面進(jìn)行研磨，形成平坦化層52。
接著，在整個表面上涂敷如聚酰亞胺等感光性樹脂，形成絕緣膜135。接著，對絕緣膜135進(jìn)行預(yù)烘焙。接著，如圖24(a)所示，對絕緣膜135進(jìn)行曝光、顯影，沿其法線方向觀察襯底51，可看到在絕緣膜135上形成的長方形開口部135a和螺旋狀開口部135b。開口部135b的外周側(cè)的端部與開口部135a連接。接著，對絕緣膜135進(jìn)行后烘焙。
接著，如圖24(b)所示，在整個表面上用如濺鍍法等依次淀積膜厚約30nm的鈦(Ti)和膜厚約為100nm的銅(Cu)，于是基底導(dǎo)體71形成?；讓?dǎo)體71也可形成在開口部135a，135b的側(cè)面和底部。
接著，如圖24(c)所示，在基底導(dǎo)體71上用電鍍法形成厚度9～10μm的Cu導(dǎo)體72。接著，如圖25(a)所示，用CMP法研磨整個表面直至露出絕緣膜135而形成導(dǎo)體圖案，在開口部135a上形成約8μm厚的下部導(dǎo)體(第1導(dǎo)體)21，同時在開口部135b上形成同樣厚度的線圈導(dǎo)體12。下部導(dǎo)體21由用基底導(dǎo)體71形成的基底導(dǎo)體21a和用導(dǎo)體72形成的導(dǎo)體21b構(gòu)成。線圈導(dǎo)體12由用基底導(dǎo)體71形成的基底導(dǎo)體12a和用導(dǎo)體72形成的導(dǎo)體12b構(gòu)成。
隨后說明的導(dǎo)體25及導(dǎo)體61用和線圈導(dǎo)體12及下部導(dǎo)體21同樣的方法形成。另外，線圈導(dǎo)體12和后述的導(dǎo)體61的布線層，可為下部導(dǎo)體21的布線層或上部導(dǎo)體23的布線層中的任一方，可考慮布線設(shè)計(jì)的容易性和電感元件13電學(xué)特性、形狀等而自由地配置。
接著，如圖25(b)所示，在整個表面上形成約0.1μm厚的介質(zhì)膜31。介質(zhì)膜31的形成材料，例如可采用氧化鋁、氮化硅(Si4N3)、二氧化硅(SiO2)、氧化鈦(Ta2O5)、氮化鋁(AlN)或氧化鎂(MgCl)。由于下部導(dǎo)體21、線圈導(dǎo)體12及絕緣膜135的表面是平坦的，所以介質(zhì)膜31覆蓋且平坦地形成在下部導(dǎo)體21、線圈導(dǎo)體12及絕緣膜135的上表面的整個表面上。
接著，在介質(zhì)膜31的整個表面上涂敷感光性樹脂，形成感光性樹脂層82。接著，如圖25(c)所示，對感光性樹脂層82進(jìn)行曝光、顯影，在線圈導(dǎo)體12的內(nèi)周側(cè)的端部處的感光性樹脂層82上形成開口部82a。接著，對感光性樹脂層82進(jìn)行后烘焙(熱處理)。
接著，如圖26(a)所示，用灰化法去除露出在開口部82a內(nèi)的介質(zhì)膜31，在介質(zhì)膜31上形成露出了線圈導(dǎo)體12的接觸孔開口部31a。此時，也可根據(jù)需要同時去除后述的晶片切斷線(芯片切斷面)處的介質(zhì)膜31。將介質(zhì)膜31單片化，能分散介質(zhì)膜31的膜應(yīng)力。接著，如圖26(b)所示，將感光性樹脂層82剝離。
接著，如圖26(c)所示，在整個表面上用例如濺鍍法依次層積膜厚約30(nm)的鈦(Ti)和膜厚約為100(nm)的銅(Cu)，形成上部導(dǎo)體形成用導(dǎo)體73。也可以用蒸鍍法等基于真空成膜裝置的成膜方法形成上部導(dǎo)體形成用導(dǎo)體73。
接著，在上部導(dǎo)體形成用導(dǎo)體73的整個表面上用例如旋涂法涂敷約3(μm)厚的感光性樹脂，形成感光性樹脂層83。接著，如圖27(a)所示，對感光性樹脂層8進(jìn)行曝光、顯影，僅在上部導(dǎo)體形成用導(dǎo)體73的成為上部導(dǎo)體23的部分上留有感光性樹脂層83。
接著，如圖27(b)所示，使用干蝕刻或濕蝕刻法將除了感光性樹脂層83下方之外的上部導(dǎo)體形成用導(dǎo)體73去除。從而，形成由感光性樹脂層83下方的上部導(dǎo)體形成用導(dǎo)體73構(gòu)成的上部導(dǎo)體(第2導(dǎo)體)23。根據(jù)上述工序，形成由下部導(dǎo)體21、介質(zhì)膜31及上部導(dǎo)體23構(gòu)成的電容元件11。
接著，如圖27(c)所示，剝離上部導(dǎo)體23上的感光性樹脂層83。接著，在整個表面上涂敷例如半導(dǎo)體用感光性樹脂而形成膜厚約為7～8(μm)的絕緣膜33。接著，對絕緣膜33進(jìn)行預(yù)烘焙。接著，如圖28(a)所示，對絕緣膜33進(jìn)行曝光、顯影，在絕緣膜33上形成露出了接觸孔開口部31a的接觸孔開口部33a。另外，在上部導(dǎo)體23的絕緣膜33上同時形成露出了部分上部導(dǎo)體23的開口部33b。接著，對絕緣膜33進(jìn)行后烘焙。接著，用CMP法對絕緣膜33的表面進(jìn)行研磨。也可用激光、等離子灰化或濕蝕刻法進(jìn)行絕緣膜33的開口部33b及凹槽等的加工。
接著，如圖28(b)所示，采用與下部導(dǎo)體21及線圈導(dǎo)體12同樣的形成方法形成導(dǎo)體25及導(dǎo)體61。若詳細(xì)進(jìn)行說明(圖示略)，就是在整個表面上用旋涂法等涂敷膜厚約8μm的感光性樹脂，形成感光性樹脂層。接著，將該感光性樹脂層曝光、顯影，在感光性樹脂層上形成與導(dǎo)體25和導(dǎo)體61相同形狀的開口部。接著，在基底導(dǎo)體的整個表面上用例如濺鍍法依次層積膜厚約為30nm的Ti及膜厚約為100nm的Cu，形成基底導(dǎo)體。
接著，在基底導(dǎo)體上用電鍍法形成9～10μm厚的Cu導(dǎo)體。接著，用CMP法研磨整個表面直至露出感光性樹脂層而形成導(dǎo)體圖案，形成約8μm厚的導(dǎo)體25和導(dǎo)體61。導(dǎo)體25由基底導(dǎo)體25a和形成在基底導(dǎo)體25a上的導(dǎo)體25b構(gòu)成。導(dǎo)體61由基底導(dǎo)體61a和形成在基底導(dǎo)體61a上的導(dǎo)體61b構(gòu)成。通過上述工序，形成由線圈導(dǎo)體12和導(dǎo)體61構(gòu)成的電感元件13。接著，剝離感光性樹脂層。
接著，如圖28(c)所示，在整個表面上形成約30(μm)厚的氧化鋁的保護(hù)膜54。接著，沿預(yù)定的切斷線切斷晶片，將在晶片上形成的多個電子器件501在各器件形成區(qū)以芯片狀分離成。接著，在該切斷面形成分別電連接到露出于斷面的導(dǎo)體25和導(dǎo)體61的外部電極(圖示略)。在外部電極形成前或外部電極形成后，根據(jù)需要進(jìn)行角部的倒角，電子器件1即告完成。使用本實(shí)施例的電子器件501的制造方法，能得到和第1實(shí)施例的電子器件1的制造方法同樣的效果。
用圖29對本發(fā)明第7實(shí)施例的電子器件進(jìn)行說明。圖29上表示本實(shí)施例的電子器件601的剖面圖。
本實(shí)施例的電子器件601相對于第5實(shí)施例的電子器件401有如下特征，導(dǎo)體25由形成在開口部33b內(nèi)的柱狀導(dǎo)體27和從開口部33b上方到電子器件1的短邊側(cè)的周邊部在絕緣膜33上形成的導(dǎo)體29這2層構(gòu)成，導(dǎo)體61由形成在接觸孔開口部31a、33a內(nèi)的接觸導(dǎo)體63和從接觸孔開口部33a上方到電子器件1的短邊側(cè)的周邊部、形成為細(xì)長的長方形狀的導(dǎo)體65這2層構(gòu)成。
柱狀導(dǎo)體27和接觸導(dǎo)體63的基底導(dǎo)體27a、63a形成在各導(dǎo)體的底部和側(cè)面?；讓?dǎo)體27a、63a上形成導(dǎo)體27b、63b。導(dǎo)體29由形成在柱狀導(dǎo)體27上及絕緣膜33上的基底導(dǎo)體29a和形成在基底導(dǎo)體29a上的導(dǎo)體29b構(gòu)成。導(dǎo)體65由形成在接觸導(dǎo)體63及絕緣膜33上的基底導(dǎo)體65a和形成在基底導(dǎo)體65a上的導(dǎo)體65b構(gòu)成。
除上述方面以外，電子器件601具有和電子器件401相同的結(jié)構(gòu)，其說明省略。本實(shí)施例的電子器件601能得到和第5實(shí)施例的電子器件401同樣的效果。
用圖30至圖34對本發(fā)明第8實(shí)施例的電子器件及其制造方法進(jìn)行說明。圖30是表示本實(shí)施例的電子器件701的剖面圖。
本實(shí)施例的電子器件701相對于第5實(shí)施例的電子器件401有如下特征，介質(zhì)膜31僅形成在下部導(dǎo)體21上。沿襯底表面的法線方向觀察襯底51，可看到介質(zhì)膜31僅形成在下部導(dǎo)體21和上部導(dǎo)體23相對的部分及其周邊部。除介質(zhì)膜31僅形成在下部導(dǎo)體21上這點(diǎn)以外，電子器件701具有和第5實(shí)施例的電子器件401相同的結(jié)構(gòu)，省略其詳細(xì)說明。
在本實(shí)施例的電子器件701中，介質(zhì)膜31僅形成在下部導(dǎo)體21上。因此，電子器件701和電子器件401相比，能抑制內(nèi)部應(yīng)力，縮小電子器件701對應(yīng)于溫度的尺寸變化，所以，能抑制溫度變化導(dǎo)致電容元件11的電容值等參數(shù)的變化。從而，電子器件701和第5實(shí)施例的電子器件401相比，能改善電容元件11的溫度特性，能精度較高的獲得電容元件11的電容值。進(jìn)而，本實(shí)施例的電子器件701能得到和電子器件401同樣的效果。
用圖31至圖34對本實(shí)施例的電子器件701的制造方法進(jìn)行說明。電子器件701在晶片上同時形成多個，但圖31至圖34只表示了1個電子器件701的器件形成區(qū)。圖31至圖34是表示本實(shí)施例的電子器件701的制造工序的剖面圖。
首先，如圖31(a)所示，采用與第5實(shí)施例的電子器件401同樣的制造方法，在襯底51的平坦化層52上形成線圈導(dǎo)體12、下部導(dǎo)體(第1導(dǎo)體)21及絕緣膜135，在整個表面上形成介質(zhì)膜31(參照圖2(a)至圖3(b)和圖18(a)至圖19(b))。
接著，在介質(zhì)膜31的整個表面上涂敷感光性樹脂，形成感光性樹脂層84。接著，如圖31(b)所示，對感光性樹脂層84進(jìn)行曝光、顯影，僅在成為下部導(dǎo)體21的電極部的部分及其周邊部形成介質(zhì)膜31。接著，如圖32(a)所示，剝離感光性樹脂層84。
接著，如圖32(b)所示，用例如濺鍍法在整個表面上依次層積膜厚約為30(nm)的鈦(Ti)和膜厚約為100(nm)的銅(Cu)，形成上部導(dǎo)體形成用導(dǎo)體73。上部導(dǎo)體形成用導(dǎo)體73也可以用蒸鍍法等基于真空成膜裝置的成膜方法形成。
接著，在上部導(dǎo)體形成用導(dǎo)體73的整個表面上用旋涂法等涂敷厚度約3(μm)的感光性樹脂，形成感光性樹脂層83。接著，如圖32(c)所示，對感光性樹脂層83進(jìn)行曝光、顯影，僅在介質(zhì)膜31上的上部導(dǎo)體形成用導(dǎo)體73(成為上部導(dǎo)體23的部分)上留有感光性樹脂層83。
接著，如圖33(a)所示，用干蝕刻或濕蝕刻法將除感光性樹脂層83下方以外的上部導(dǎo)體形成用導(dǎo)體73去除。從而，形成由感光性樹脂層83下方的上部導(dǎo)體形成用導(dǎo)體73構(gòu)成的上部導(dǎo)體(第2導(dǎo)體)23。通過上述工序，形成由下部導(dǎo)體21、介質(zhì)膜31及上部導(dǎo)體23構(gòu)成的電容元件11。
接著，如圖33(b)所示，剝離上部導(dǎo)體23上的感光性樹脂層83。接著，在整個表面上涂敷半導(dǎo)體用感光性樹脂等，形成膜厚約為7～8(μm)的絕緣膜33。接著，在絕緣膜33上進(jìn)行預(yù)烘焙。接著，如圖33(c)所示，對絕緣膜33進(jìn)行曝光、顯影，在絕緣膜33上形成露出線圈導(dǎo)體12的內(nèi)周側(cè)的端部的接觸孔開口部33a。另外，在上部導(dǎo)體23上的絕緣膜33上同時形成露出部分上部導(dǎo)體23的開口部33b。接著，在絕緣膜33上進(jìn)行后烘焙。接著，用CMP法研磨絕緣膜33的表面。
接著，如圖34(a)所示，同樣的形成方法形成導(dǎo)體25和導(dǎo)體61用和下部導(dǎo)體21及線圈導(dǎo)體12。若進(jìn)行詳細(xì)說明(圖示略)，就是用例如濺鍍法在整個表面上依次層積膜厚約為30(nm)的Ti和膜厚約為100(nm)的Cu，形成基底導(dǎo)體。接著，在基底導(dǎo)體的整個表面上用旋涂法涂敷厚度約8(μm)的感光性樹脂，形成感光性樹脂層。
接著，對該感光性樹脂層進(jìn)行曝光、顯影，在感光性樹脂層上形成與導(dǎo)體25及導(dǎo)體61相同形狀的開口部。
接著，在露出于該開口部內(nèi)的基底導(dǎo)體上用電鍍法形成9～10(μm)厚的Cu導(dǎo)體，接下來，用CMP法對該導(dǎo)體的表面進(jìn)行研磨，形成約8(μm)厚的導(dǎo)體25b及導(dǎo)體61b。接著，剝離感光性樹脂層。
接著，如圖34(a)所示，用干蝕刻或濕蝕刻法去除露出在導(dǎo)體25b、61b的周圍及導(dǎo)體25b、61b之間的基底導(dǎo)體，形成由導(dǎo)體25b下方的基底導(dǎo)體構(gòu)成的基底導(dǎo)體25a和由導(dǎo)體61b下方的基底導(dǎo)體構(gòu)成的基底導(dǎo)體61a。從而，在開口部33b內(nèi)的上部導(dǎo)體23上及絕緣膜33上形成具有由基底導(dǎo)體25a和導(dǎo)體25b層疊而成的層疊結(jié)構(gòu)的導(dǎo)體(第3導(dǎo)體)25，在接觸孔開口部33a內(nèi)和絕緣膜33上形成具有由基底導(dǎo)體61a和導(dǎo)體61b層疊而成的層疊結(jié)構(gòu)的導(dǎo)體61。
用上述工序形成由線圈導(dǎo)體12和導(dǎo)體61構(gòu)成的電感元件13。接著，如圖34(b)所示，在整個表面上形成約30(μm)厚的氧化鋁的保護(hù)膜54。
接著，沿預(yù)定的切斷線切斷晶片，形成在晶片上的多個電子器件701在各器件形成區(qū)分離成芯片狀。接著，在該斷面上形成分別電連接到露出的斷面的導(dǎo)體25和導(dǎo)體61的外部電極，圖示略。接著，根據(jù)需要進(jìn)行角部的倒角，最后完成電子器件701。使用本實(shí)施例的電子器件701的制造方法，能得到和第1實(shí)施例的電子器件1的制造方法同樣的效果。
本發(fā)明不限于上述實(shí)施例，可有各種變化。
在上述實(shí)施例中，作為電子器件，舉出僅包括電容元件11和電感元件13的電子器件的一例，但本發(fā)明不局限于此。例如，可適用于由電阻元件替換電感元件13而形成的RC復(fù)合型的電子器件。另外，也可適用于在電容元件11、電感元件13及其它元件上設(shè)有電阻元件的RLC復(fù)合型電子器件。另外，設(shè)有電容元件11的電子器件，不限于僅設(shè)有被動元件的電子器件，也可適用于設(shè)有薄膜晶體管、二極管等有源元件的電子器件。而且，含有電容元件11的電子器件，也可適用于數(shù)字模擬混合電路。進(jìn)而，為得到所需的功能，通過對LCR的任一元件進(jìn)行多個組合形成的所需電路，能達(dá)成該所需的功能。當(dāng)然，不限于集中參數(shù)元件，也可以是與分布參數(shù)電路復(fù)合的電路結(jié)構(gòu)，將它們與半導(dǎo)體元件組合也行。
另外，襯底51的材料也可以是半導(dǎo)體材料或低溫?zé)Y(jié)陶瓷(lowtemperature co-fired ceramics；LTCC)。另外，電子器件1也可以設(shè)置在電路基板內(nèi)。
上述第1至第8實(shí)施例以設(shè)有1層電容元件11的電子器件1為例進(jìn)行說明，但本發(fā)明不限于此。例如，也適用于設(shè)有依次反復(fù)層疊導(dǎo)體和介質(zhì)膜31的層疊電容元件的電子器件1。形成層疊電容元件時，可將上述第1至第8實(shí)施例的電子器件的電容元件11適當(dāng)組合。例如，反復(fù)層疊同一實(shí)施例的電容元件11，在一個實(shí)施例的電容元件11上反復(fù)層疊其他實(shí)施例的電容元件11，或交互層疊2個實(shí)施例的電容元件11等。
上述實(shí)施例以各導(dǎo)體的剖面形狀是長方形的電子器件為例，但是各導(dǎo)體的剖面形狀即使為梯形或倒梯形也沒關(guān)系。
在上述實(shí)施例中，一例電子器件的導(dǎo)體25包括形成在開口部33b內(nèi)的柱狀導(dǎo)體部和為與上部導(dǎo)體23及外部電極等(未圖示)連接、形成在絕緣膜33上的引出導(dǎo)體，本發(fā)明不限于此。本發(fā)明也適用于導(dǎo)體25僅由該引出導(dǎo)體構(gòu)成、該柱狀導(dǎo)體部在下部導(dǎo)體21上形成的電子器件。在該電子器件中，該柱狀導(dǎo)體部(第3導(dǎo)體)上形成比柱狀導(dǎo)體部薄的上部導(dǎo)體(第2導(dǎo)體)23，在上部導(dǎo)體23上形成介質(zhì)膜31，在介質(zhì)膜31上形成僅由引出導(dǎo)體構(gòu)成的引出導(dǎo)體(第1導(dǎo)體)25。導(dǎo)體25形成得比上部導(dǎo)體23厚。在該電子器件中，電容元件由上部導(dǎo)體23、介質(zhì)膜31及引出導(dǎo)體構(gòu)成。在該電子器件中，絕緣膜33形成在下部導(dǎo)體21及柱狀導(dǎo)體部的周圍。而且，在該電子器件中，沿法線方向觀察襯底51的襯底表面，可看到上部導(dǎo)體23覆蓋柱狀導(dǎo)體部而形成。
在上述電子器件中，薄薄地形成上部導(dǎo)體23，所以能得到形狀精度高的上部導(dǎo)體23。因此，和導(dǎo)體25相對的上部導(dǎo)體23的面積精度能變成高精度，該電容元件的電極面積能高精度地形成。從而，能高精度得到該電容元件的電容值。另外，如果加厚絕緣膜33，能使下部導(dǎo)體21和導(dǎo)體25之間的寄生電感及寄生電容降低。從而，能提高電容元件11的電容值的精度。
權(quán)利要求
1.一種電子器件，其特征在于，具有形成在襯底上的第1導(dǎo)體；形成在所述第1導(dǎo)體上的介質(zhì)膜；及形成在所述介質(zhì)膜上且比所述第1導(dǎo)體薄的第2導(dǎo)體，電容元件由所述第1導(dǎo)體、所述第2導(dǎo)體及所述介質(zhì)膜構(gòu)成。
2.如權(quán)利要求1所述的電子器件，其特征在于，所述電容元件的電極面積由所述第2導(dǎo)體的面積規(guī)定。
3.如權(quán)利要求1或2所述的電子器件，其特征在于，設(shè)所述第1導(dǎo)體的厚度設(shè)為t1；所述第2導(dǎo)體的厚度設(shè)為t2；及所述第2導(dǎo)體的粒徑設(shè)為x，則有t1＞t2，x≤t2。
4.如權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的電子器件，其特征在于，所述第2導(dǎo)體的整個表面是平坦的。
5.如權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的電子器件，其特征在于，還有在所述第2導(dǎo)體上形成的絕緣膜。
6.如權(quán)利要求5所述的電子器件，其特征在于，在所述第2導(dǎo)體上的所述絕緣膜的一部分上，形成所述第2導(dǎo)體表面露出的開口部。
7.如權(quán)利要求6所述的電子器件，其特征在于，還有在所述開口部內(nèi)形成的、比所述第2導(dǎo)體厚的第3導(dǎo)體。
8.如權(quán)利要求7所述的電子器件，其特征在于，所述第3導(dǎo)體延伸到所述絕緣膜上。
9.如權(quán)利要求8所述的電子器件，其特征在于，所述第1導(dǎo)體和所述第3導(dǎo)體形成在不同層上。
10.如權(quán)利要求5至9中任一項(xiàng)所述的電子器件，其特征在于，所述絕緣膜的表面是平坦的。
11.如權(quán)利要求5至10中任一項(xiàng)所述的電子器件，其特征在于，所述絕緣膜形成在所述襯底的大致整個表面上。
12.如權(quán)利要求11所述的電子器件，其特征在于，還有與所述第1導(dǎo)體在同一層形成的第4導(dǎo)體，及隔著絕緣膜與所述第4導(dǎo)體相對配置的第5導(dǎo)體。
13.如權(quán)利要求5至12中任一項(xiàng)所述的電子器件，其特征在于，所述介質(zhì)膜的膜厚比所述絕緣膜的膜厚薄。
14.如權(quán)利要求5至13中任一項(xiàng)所述的電子器件，其特征在于，所述介質(zhì)膜的介電常數(shù)大于或等于所述絕緣膜的介電常數(shù)。
15.如權(quán)利要求1至14中任一項(xiàng)所述的電子器件，其特征在于，所述介質(zhì)膜僅形成在所述第1導(dǎo)體上。
16.一種電子器件的制造方法，其特征在于，包括如下步驟在襯底上形成第1導(dǎo)體；在所述第1導(dǎo)體上形成介質(zhì)膜；在所述介質(zhì)膜上形成比所述第1導(dǎo)體薄的第2導(dǎo)體；由所述第1導(dǎo)體、所述第2導(dǎo)體及所述介質(zhì)膜構(gòu)成電容元件；在所述第2導(dǎo)體上形成絕緣膜；在所述絕緣膜上形成露出所述第2導(dǎo)體表面的開口部；以及在所述開口部內(nèi)形成比所述第2導(dǎo)體厚的第3導(dǎo)體。
全文摘要
本發(fā)明目的在于提供能高精度地獲得電容元件的電容值的電子器件。該電子器件(1)具有形成在襯底(51)的平坦化層(52)上的下部導(dǎo)體(第1導(dǎo)體)(21)、形成在下部導(dǎo)體(21)上的介質(zhì)膜(31)及形成在介質(zhì)膜(31)上的、比下部導(dǎo)體(21)薄的上部導(dǎo)體(第2導(dǎo)體)(23)。電容元件(11)由下部導(dǎo)體(21)、介質(zhì)膜(31)及上部導(dǎo)體(23)構(gòu)成。
文檔編號H01G4/33GK101067985SQ20071010299
公開日2007年11月7日 申請日期2007年5月8日 優(yōu)先權(quán)日2006年5月1日
發(fā)明者桑島一 申請人:Tdk株式會社