发明名称 薄膜电容器及其制造法、电子装置以及电路板
摘要 薄膜电容器包括在底部基材10上面形成的电容器部件20,该电容器部件20包括第一电容器电极14、在该第一电容器电极14上面形成的电容器介电膜16、与在该电容器介电膜16上面形成的第二电容器电极18;导出电极26a、26b,系从该第一电容器电极14或该第二电容器电极18导出且系由防止氢或水的扩散之导电性障壁膜所形成;以及外部连接电极34a、34b,用以连接到外面及连接到该导出电极26a、26b。
申请公布号 TWI294628 申请公布日期 2008.03.11
申请号 TW095111468 申请日期 2006.03.31
申请人 富士通股份有限公司 发明人 栗原和明;盐贺健司;巴奈奇 约翰 大卫;石井雅俊
分类号 H01G4/33(2006.01) 主分类号 H01G4/33(2006.01)
代理机构 代理人 洪武雄 台北市中正区博爱路35号9楼;陈昭诚 台北市中正区博爱路35号9楼
主权项 1.一种薄膜电容器,其包括: 电容器部件,其系在底部基材上面形成,且该电容 器部件包括第一电容器电极、在该第一电容器电 极上面形成的电容器介电膜、与在该电容器介电 膜上面形成的第二电容器电极; 导出电极,其系从该第一电容器电极或该第二电容 器电极导出且系由防止氢或水的扩散之导电性障 壁膜所形成;以及 外部连接电极,用以连接到外面及电性连接到该导 出电极。 2.如申请专利范围第1项之薄膜电容器,其进一步包 括: 绝缘性障壁膜,其系经形成为覆盖该电容器部件与 该导出电极且用于防止氢或水的扩散。 3.如申请专利范围第1项之薄膜电容器,其中, 在该第一电容器电极、该电容器介电膜以及该第 二电容器电极之中形成开口; 该导出电极系从该在该开口内的该第一电容器电 极之内部边缘导出;且 该外部连接电极系在该开口内的该导出电极上面 形成。 4.如申请专利范围第1项之薄膜电容器,其中, 在该第一电容器电极、核电容器介电膜以及该第 二电容器电极之中形成开口; 该导出电极系从该在该开口内的该第二电容器电 极之内部边缘导出;且 该外部连接电极系在该开口内的该导出电极上面 形成。 5.如申请专利范围第1项之薄膜电容器,其中, 该电容器部件进一步包括在该第二电容器电极上 面形成的另一电容器介电膜以及在该另一电容器 介电膜上面形成的第三电容器电极;且 该第一电容器电极与该第三电容器电极系彼此电 性连接的。 6.如申请专利范围第1项之薄膜电容器,其进一步包 括: 第一绝缘性障壁膜,其系经形成为覆盖该电容器部 件且用于防止氢或水的扩散, 该导出电极系在该第一绝缘性障壁膜上面形成且 系通过在该第一绝缘性障壁膜内形成的开口连接 到该第二电容器电极;以及 第二绝缘性障壁膜,其系经形成为覆盖该第一绝缘 性障壁膜与该导出电极且用于防止氢或水的扩散, 该外部连接电极系通过在该第二绝缘性障壁膜内 形成的开口连接到该导出电极。 7.如申请专利范围第1项之薄膜电容器,其进一步包 括: 穿透电极,其系电性连接到该导出电极且系经形成 为穿透该底部基材。 8.如申请专利范围第1项之薄膜电容器,其中, 该导出电极系由非晶型膜或由具有晶体颗粒直径 为50奈米或更小的微晶体之多晶型膜所形成。 9.如申请专利范围第1项之薄膜电容器,其中, 该导出电极系由氧化物、氮化物、碳、碳化物、 矽化物或彼等的混合物所形成。 10.如申请专利范围第1项之薄膜电容器,其中, 该绝缘性障壁膜系由非晶型膜或由具有晶体颗粒 直径为50奈米或更小的微晶体之多晶型膜所形成 。 11.如申请专利范围第1项之薄膜电容器,其中, 该电容器介电膜为主要由具有钙钛矿晶体结构的 氧化物所形成之介电膜。 12.一种制造薄膜电容器之方法,其包括下列步骤: 在底部基材上面形成电容器部件,该电容器部件包 括第一电容器电极、在该第一电容器电极上面形 成的电容器介电膜、与在该电容器介电膜上面形 成的第二电容器电极; 形成导出电极,该导出电极系从该第一电容器电极 或该第二电容器电极导出且系由防止氢或水的扩 散之导电性障壁膜形成的;以及 形成外部连接电极,用以连接到外面及连接到该导 出电极。 13.如申请专利范围第12项之制造薄膜电容器之方 法,其进一步包括下列步骤: 形成穿透电极,其系电性连接到该导出电极且系经 形成为穿透该底部基材。 14.一种电子装置,其包括: 电路板; 薄膜电容器,其系装置在该电路板之上,该薄膜电 容器包括电容器部件,该电容器部件包括在底部基 材上面形成的第一电容器电极、在该第一电容器 电极上面形成的电容器介电膜、与在该电容器介 电膜上面形成的第二电容器电极;导出电极,该导 出电极系从该第一电容器电极或该第二电容器电 极导出且系由防止氢或水的扩散之导电性障壁膜 所形成;以及外部连接电极,用以连接到外面及连 接到该导出电极;以及 装置在该电路板上面的半导体装置。 15.一种电子装置,其包括: 电路板; 薄膜电容器,其系装置在该电路板之上,该薄膜电 容器包括电容器部件,该电容器部件包括在底部基 材上面形成的第一电容器电极、在该第一电容器 电极上面形成的电容器介电膜、与在该电容器介 电膜上面形成的第二电容器电极;导出电极,该导 出电极系从该第一电容器电极或该第二电容器电 极导出且系由防止氢或水的扩散之导电性障壁膜 所形成;外部连接电极,用以连接到外面及连接到 该导出电极;及穿透电极,其系电性连接到该导出 电极且系穿透过该底部基材而形成的;以及 半导体装置,其系装置在该薄膜电容器上面,且通 过该外部连接电极和该穿透电极电性连接到该电 路板。 16.一种电路板,其内组装有薄膜电容器,其中, 该薄膜电容器包括在底部基材上面形成的第一电 容器电极;在该第一电容器电极上面形成的电容器 介电膜;在该电容器介电膜上面形成的第二电容器 电极;导出电极,其系从该第一电容器电极或该第 二电容器电极导出且系由防止氢或水的扩散之导 电性障壁膜所形成;与外部连接电极,用以连接到 外面及连接到该导出电极,且 该外部连接电极系电性连接到在该电路板内形成 的互连件。 17.一种电路板,其内组装有薄膜电容器,其中, 该薄膜电容器包括电容器部件,该电容器部件包括 在底部基材上面形成的第一电容器电极;在该第一 电容器电极上面形成的电容器介电膜;在该电容器 介电膜上面形成的第二电容器电极;导出电极,其 系从该第一电容器电极或该第二电容器电极导出 且系由防止氢或水的扩散之导电性障壁膜所形成; 外部连接电极,用以连接到外面及连接到该导出电 极;及穿透电极,其系电性连接到该导出电极且系 穿透过该底部基材而形成的,且 该穿透电极系电性连接到在该电路板内形成的互 连件。 18.一种薄膜电容器,其包括: 在底部基材上面形成的电容器部件,该电容器部件 包括第一电容器电极、在该第一电容器电极上面 形成的电容器介电膜、及在该电容器介电膜上面 形成的第二电容器电极; 第一导电性障壁膜,其系在该第一电容器电极上面 形成且用以防止氢或水的扩散; 第二导电性障壁膜,其系在该第二电容器电极上面 形成且用以防止氢或水的扩散; 绝缘膜,其系在该电容器部件之上形成且覆盖该第 一导电性障壁膜和该第二导电性障壁膜; 第一外部连接电极,用以连接到外面且系埋置于该 绝缘膜之内,且其系通过该第一导电性障壁膜电性 连接到该第一电容器电极;以及 第二外部连接电极,用以连接到外面且系埋置于该 绝缘膜之内,且其系通过该第二导电性障壁膜电性 连接到该第二电容器电极。 19.如申请专利范围第18项之薄膜电容器,其中, 在该电容器介电膜与第二电容器电极之中形成第 三开口;且 该第一导电性障壁膜系形成在该第三开口内的该 第一电容器电极之上面。 20.如申请专利范围第18项之薄膜电容器,其中, 该第一导电性障壁膜与该第二导电性障壁膜系由 一种且相同的导电膜所形成。 21.如申请专利范围第18项之薄膜电容器,其进一步 包括: 第一导电膜,其系在该第一导电性障壁膜上面形成 ;及 第二导电膜,其系在该第二导电性障壁膜上面形成 ; 该第一外部连接电极系连接到该第一导电膜;且 该第二外部连接电极系连接到该第二导电膜。 22.一种薄膜电容器,其包括: 第一电容器电极,其系在底部基材上面形成; 第一导电性障壁膜,其系在该第一电容器电极上面 形成且用以防止氢或水的扩散; 电容器介电膜,其系在该第一导电性障壁膜上面形 成; 第二电容器电极,其系在该电容器介电膜上面形成 ; 第二导电性障壁膜,其系在该第二电容器电极上面 形成且用以防止氢或水的扩散; 绝缘膜,其系在该第一电容器电极和该第二电容器 电极之上形成; 第一外部连接电极,用以连接到外面且系埋置于该 绝缘膜之内,且其系通过该第一导电性障壁膜电性 连接到该第一电容器电极;以及 第二外部连接电极,用以连接到外面且系埋置于该 绝缘层之内,且其系通过该第二导电性障壁膜电性 连接到该第二电容器电极。 23.如申请专利范围第22项之薄膜电容器,其进一步 包括: 导电膜,其系在该第一导电性障壁膜或该第二导电 性障壁膜上面形成。 24.如申请专利范围第18项之薄膜电容器,其中, 该第一导电性障壁膜及该第二导电性障壁膜系由 IrO2所形成。 25.如申请专利范围第22项之薄膜电容器,其中, 该第一导电性障壁膜及该第二导电性障壁膜系由 IrO2所形成。 26.如申请专利范围第18项之薄膜电容器,其中, 该电容器介电膜为主要由具有钙钛矿晶体结构的 氧化物所形成之介电膜。 27.如申请专利范围第22项之薄膜电容器,其中, 该电容器介电膜为主要由具有钙钛矿晶体结构的 氧化物所形成之介电膜。 28.一种制造薄膜电容器之方法,其包括下列步骤: 在底部基材上面形成电容器部件,该电容器部件包 括第一电容器电极、在该第一电容器电极上面形 成的电容器介电膜、和在该电容器介电膜上面形 成的第二电容器电极; 在该第一电容器电极上面形成第一导电性障壁膜, 该第一导电性障壁膜防止氢或水的扩散;且在该第 二电容器电极上面形成第二导电性障壁膜,该第二 导电性障壁膜防止氢或水的扩散; 在该电容器部件之上形成绝缘膜,该绝缘膜系覆盖 该第一导电性障壁膜和该第二导电性障壁膜;以及 将第一外部连接电极埋置于该绝缘膜之内,该第一 外部连接电极系用以连接到外面且通过该第一导 电性障壁膜电性连接到该第一电容器电极,及将第 二外部连接电极埋置于该绝缘膜之内,该第二外部 连接电极系用以连接到外面且通过该第二导电性 障壁膜电性连接到该第二电容器电极。 29.一种制造薄膜电容器之方法,其包括下列步骤: 在底部基材上面形成第一电容器电极; 在该第一电容器电极上面形成第一导电性障壁膜, 该第一导电性障壁膜系用以防止氢或水的扩散; 在该第一导电性障壁膜上面形成电容器介电膜;在 该电容器介电膜上面形成第二电容器电极; 在该第二电容器电极上面形成第二导电性障壁膜, 该第二导电性障壁膜系用以防止氢或水的扩散; 在该第一导电性障壁膜和该第二导电性障壁膜上 面形成绝缘膜;以及 将第一外部连接电极埋置于该绝缘膜之内,该第一 外部连接电极系用以连接到外面且通过该第一导 电性障壁膜电性连接到该第一电容器电极,及将第 二外部连接电极埋置于该绝缘膜之内,该第二外部 连接电极系用以连接到外面且通过该第二导电性 障壁膜电性连接到该第二电容器电极。 图式简单说明: 第1A及1B图为根据本发明第一具体实例的薄膜电容 器之截面图和平面图; 第2A至2D图为根据本发明第一具体实例的薄膜电容 器在制造该薄膜电容器所用方法的诸步骤中之截 面图,系以图解来说明该方法(部份1); 第3A至3C图为根据本发明第一具体实例的薄膜电容 器在制造该薄膜电容器所用方法的诸步骤中之截 面图,系以图解来说明该方法(部份2); 第4A至4C图为根据本发明第一具体实例的薄膜电容 器在制造该薄膜电容器所用方法的诸步骤中之截 面图,系以图解来说明该方法(部份3); 第5A及5B图为根据本发明第二具体实例的薄膜电容 器之截面图和平面图; 第6A至6D图为根据本发明第二具体实例的薄膜电容 器在制造该薄膜电容器所用方法的诸步骤中之截 面图,系以图解来说明该方法(部份1); 第7A至7C图为根据本发明第二具体实例的薄膜电容 器在制造该薄膜电容器所用方法的诸步骤中之截 面图,系以图解来说明该方法(部份2); 第8A至8C图为根据本发明第二具体实例的薄膜电容 器在制造该薄膜电容器所用方法的诸步骤中之截 面图,系以图解来说明该方法(部份3); 第9A及9B图为根据本发明第三具体实例的薄膜电容 器之截面图和平面图; 第10A至10D图为根据本发明第三具体实例的薄膜电 容器在制造该薄膜电容器所用方法的诸步骤中之 截面图,系以图解来说明该方法(部份1); 第11A至11C图为根据本发明第三具体实例的薄膜电 容器在制造该薄膜电容器所用方法的诸步骤中之 截面图,系以图解来说明该方法(部份2); 第12A至12C图为根据本发明第三具体实例的薄膜电 容器在制造该薄膜电容器所用方法的诸步骤中之 截面图,系以图解来说明该方法(部份3); 第13A及13B图为根据本发明第三具体实例的薄膜电 容器在制造该薄膜电容器所用方法的诸步骤中之 截面图,系以图解来说明该方法(部份4); 第14图为根据本发明第四具体实例的薄膜电容器 之截面图; 第15A至15C图为根据本发明第四具体实例的薄膜电 容器在制造该薄膜电容器所用方法的诸步骤中之 截面图,系以图解来说明该方法(部份1); 第16A至16C图为根据本发明第四具体实例的薄膜电 容器在制造该薄膜电容器所用方法的诸步骤中之 截面图,系以图解来说明该方法(部份2); 第17图为根据本发明第四具体实例的薄膜电容器 在制造该薄膜电容器所用方法的诸步骤中之截面 图,系以图解来说明该方法(部份3); 第18图为根据本发明第五具体实例的电子装置之 截面图; 第19图为根据本发明第六具体实例的电子装置之 截面图; 第20图为根据本发明第七具体实例的电子装置之 截面图; 第21图为根据本发明第八具体实例的电子装置之 截面图; 第22A及22B图为根据本发明第九具体实例的薄膜电 容器之截面图和平面图; 第23A至23D图为根据本发明第九具体实例的薄膜电 容器在制造该薄膜电容器所用方法的诸步骤中之 截面图,系以图解来说明该方法(部份1); 第24A至24D图为根据本发明第九具体实例的薄膜电 容器在制造该薄膜电容器所用方法的诸步骤中之 截面图,系以图解来说明该方法(部份2); 第25图为根据本发明第九具体实例的薄膜电容器 在制造该薄膜电容器所用方法的诸步骤中之截面 图,系以图解来说明该方法(部份3); 第26A及26B图为根据本发明第十具体实例的薄膜电 容器之截面图和平面图; 第27A至27D图为根据本发明第十具体实例的薄膜电 容器在制造该薄膜电容器所用方法的诸步骤中之 截面图,系以图解来说明该方法(部份1); 第28A及28B图为根据本发明第十具体实例的薄膜电 容器在制造该薄膜电容器所用方法的诸步骤中之 截面图,系以图解来说明该方法(部份2); 第29A及29B图为根据本发明第十一具体实例的薄膜 电容器之截面图和平面图; 第30A至30D图为根据本发明第十一具体实例的薄膜 电容器在制造该薄膜电容器所用方法的诸步骤中 之截面图,系以图解来说明该方法(部份1); 第31A及31B图为根据本发明第十一具体实例的薄膜 电容器在制造该薄膜电容器所用方法的诸步骤中 之截面图,系以图解来说明该方法(部份2); 第32A及32B图为根据本发明第十二具体实例的薄膜 电容器之截面图和平面图; 第33A至33D图为根据本发明第十二具体实例的薄膜 电容器在制造该薄膜电容器所用方法的诸步骤中 之截面图,系以图解来说明该方法(部份1); 第34A至34D图为根据本发明第十二具体实例的薄膜 电容器在制造该薄膜电容器所用方法的诸步骤中 之截面图,系以图解来说明该方法(部份2); 第35图为所提出的薄膜电容器之截面图。
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