DE112018000336T5

DE112018000336T5 - Kondensator

Info

Publication number: DE112018000336T5
Application number: DE112018000336.1T
Authority: DE
Inventors: Hiroshi Nakagawa; Tomoyuki Ashimine; Yasuhiro Murase
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2017-07-25
Filing date: 2018-07-11
Publication date: 2019-09-19
Also published as: CN110945643B; JPWO2019021817A1; WO2019021817A1; US20200066445A1; CN110945643A; US10991509B2; JP6575736B2

Abstract

Ein Kondensator (100) weist auf: ein Basiselement (110) mit einer ersten Hauptoberfläche (110A) und einer zweiten Hauptoberfläche (110B), welche einander gegenüberliegen, und einen Grabenabschnitt (111), welcher auf einer Seite der ersten Hauptoberfläche (110A) ausgebildet ist; einen dielektrischen Film (130), welcher in einem Bereich bereitgestellt ist, welcher ein Inneres des Grabenabschnitts (111) auf der Seite der ersten Hauptoberfläche (110A) des Basiselements (110) umfasst; einen Leiterfilm (140) aufweisend eine erste Leiterschicht (141), welche auf dem dielektrischen Film (130) bereitgestellt ist, welcher ein Bereich umfassend das Innere des Grabenabschnitts (111) ist, und eine zweite Leiterschicht (142), welche auf der ersten Leiterschicht (141) bereitgestellt ist; und einen Spannungsentlastungsabschnitt (160), welcher in Kontakt mit zumindest einem Teil des Endabschnitts der ersten Leiterschicht (141) bereitgestellt ist; wobei eine Dicke (T6) des Spannungsentlastungsabschnitts (160) außerhalb des Grabenabschnitts (111) der ersten Hauptoberfläche (110A) des Basiselements (110) geringer als eine Dicke (T4) des Leiterfilms (140) ist.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Kondensator.
STAND DER TECHNIK
Aufgrund der gesteigerten Funktionalität zu montierender elektronischer Vorrichtungen ist es erforderlich, dass Kondensatoren eine verbesserte Leistung, etwa eine verbesserte Kapazitätsdichte oder eine erhöhte Spannungsfestigkeit, aufweisen. Offenbart ist ein Kondensator, in welchem eine Kondensatorstruktur mit einem Grabenabschnitt ausgebildet ist, um die Kapazitätsdichte des Kondensators zu erhöhen. Um den Kondensator bei hoher Betriebsspannung stabil betreiben zu können, ist eine Konfiguration offenbart, in welcher ein dielektrischer Film des Kondensators verdickt ist. Wenn der dielektrische Film jedoch verdickt ist, kann die Eigenspannung des dielektrischen Films, welche sich entsprechend der Filmdicke erhöht, den dielektrischen Film beschädigen, wodurch die Zuverlässigkeit des Kondensators beeinträchtigt wird. Insbesondere im Fall eines Kondensators mit einem Grabenabschnitt ist es aufgrund einer Verringerung der Steifigkeit des Substrats aufgrund der Bereitstellung des Grabenabschnitts, der Spannungskonzentration an den Ecken des Grabenabschnitts und dergleichen wahrscheinlich, dass der dielektrische Film beschädigt wird.
Um eine durch Eigenspannung hervorgerufene Beschädigung des elektrischen Films zu unterbinden, offenbart Patentschrift 1 einen Kondensator, in welchem die Verformung des Substrats durch eine Konfiguration, in welcher der Kondensator sowohl in einem ersten Hauptoberflächenbereich als auch in einem zweiten Hauptoberflächenbereich eine Kondensatorstruktur aufweist, oder eine Konfiguration, in welcher der Kondensator in dem ersten Hauptoberflächenbereich eine Kondensatorstruktur und in dem zweiten Hauptoberflächenbereich eine Kompensationsstruktur aufweist, reduziert ist.
DOKUMENT AUS DEM STAND DER TECHNIK
PATENTDOKUMENT
Patentdokument 1: Patent Nr. 5981519
KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Durch die Erfindung zu lösendes Problem
Im Übrigen ist die Eigenspannung einer oberen Elektrode an dem Endabschnitt der oberen Elektrode konzentriert. Wenn die an dem Endabschnitt konzentrierte Eigenspannung auf den dielektrischen Film übertragen wird, kann der dielektrische Film beschädigt werden. In dem Kondensator, welcher in Patentschrift 1 beschrieben ist, ist die Verformung des Substrats jedoch unterbunden, doch die Eigenspannung selbst, welche sich auf den ersten Hauptoberflächenbereich auswirkt, ist nicht reduziert. Insbesondere ist die an dem Endabschnitt der oberen Elektrode konzentrierte Eigenspannung vermindert und somit besteht die Möglichkeit, dass die Beschädigung des dielektrischen Films nicht ausreichend unterbunden sein kann.
Die vorliegende Erfindung erfolgte im Hinblick auf derartige Umstände und eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines Kondensators, dessen Zuverlässigkeit erhöht sein kann.
Mittel zur Lösung des Problems
Ein Kondensator gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung weist auf: ein Basiselement mit einer ersten Hauptoberfläche und einer zweiten Hauptoberfläche, welche sich gegenüberliegen, und einem Grabenabschnitt, welcher auf einer Seite der ersten Hauptoberfläche ausgebildet ist; einen dielektrischen Film, welcher in einem Bereich bereitgestellt ist, welcher ein Inneres des Grabenabschnitts auf der Seite der ersten Hauptoberfläche des Basiselements umfasst; einen Leiterfilm aufweisend eine erste Leiterschicht, welche auf dem dielektrischen Film bereitgestellt ist und der Bereich umfassend das Innere des Grabenabschnitts ist, und eine zweite Leiterschicht, welche auf der ersten Leiterschicht bereitgestellt ist; und einen Spannungsentlastungsabschnitt, welcher in Kontakt mit zumindest einem Teil des Endabschnitts der ersten Leiterschicht bereitgestellt ist; wobei außerhalb des Grabenabschnitts der ersten Hauptoberfläche des Basiselements eine Dicke der Spannungsentlastungsschicht geringer als eine Dicke des Leiterfilms ist.
Ein Kondensator gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung weist auf: ein Basiselement mit einer ersten Hauptoberfläche und einer zweiten Hauptoberfläche, welche sich gegenüberliegen, und einem Grabenabschnitt, welcher auf einer Seite der ersten Hauptoberfläche ausgebildet ist;
einen dielektrischen Film, welcher in einem Bereich bereitgestellt ist, welcher ein Inneres des Grabenabschnitts auf der Seite der ersten Hauptoberfläche des Basiselements umfasst; einen Leiterfilm aufweisend eine erste Leiterschicht, welche auf dem dielektrischen Film bereitgestellt ist und der Bereich umfassend das Innere des Grabenabschnitts ist, und eine zweite Leiterschicht, welche auf der ersten Leiterschicht bereitgestellt ist; und einen Spannungsentlastungsabschnitt, welcher in Kontakt mit zumindest einem Teil des Endabschnitts der ersten Leiterschicht bereitgestellt ist; wobei eine Richtung einer Restspannung des Spannungsentlastungsabschnitts einer Richtung einer Restspannung der zweiten Leiterschicht gegenüberliegt.
Vorteilhafte Wirkung der Erfindung
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es möglich, einen Kondensator bereitzustellen, dessen Zuverlässigkeit erhöht sein kann.
Figurenliste

1 ist eine Querschnittsansicht, die schematisch eine Konfiguration eines Kondensators gemäß einer ersten Ausführungsform veranschaulicht.
2 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht mit Fokussierung auf eine Spannungsentlastungsschicht des in 1 veranschaulichten Kondensators.
3 ist ein Flussdiagramm zur Veranschaulichung eines Verfahrens zur Herstellung des Kondensators gemäß der ersten Ausführungsform.
4 ist eine Querschnittsansicht zur Veranschaulichung eines Schritts zur Bereitstellung eines SiO₂-Films auf einer ersten Leiterschicht.
5 ist eine Querschnittsansicht zur Veranschaulichung eines Schritts zur Strukturierung des SiO₂-Films, um die Spannungsentlastungsschicht bereitzustellen.
6 ist eine Querschnittsansicht zur Veranschaulichung eines Schritts zur Bereitstellung eines Al-Films auf der ersten Leiterschicht.
7 ist eine Querschnittsansicht zur Veranschaulichung eines Schritts zur Strukturierung des Al-Films, um die erste Leiterschicht bereitzustellen.
8 ist eine Querschnittsansicht zur Veranschaulichung eines Schritts zur Bereitstellung eines Schutzfilms zum Bedecken des Endabschnitts eines zweiten Leiterfilms und der Spannungsentlastungsschicht.
9 ist eine Querschnittsansicht, die schematisch eine Konfiguration eines Kondensators gemäß einer zweiten Ausführungsform veranschaulicht.
10 ist eine Querschnittsansicht, die schematisch eine Konfiguration eines Kondensators gemäß einer dritten Ausführungsform veranschaulicht.
11 ist eine Querschnittsansicht, die schematisch eine Konfiguration eines Kondensators gemäß einer vierten Ausführungsform veranschaulicht.
12 ist eine Querschnittsansicht, die schematisch eine Konfiguration eines Kondensators gemäß einer fünften Ausführungsform veranschaulicht.
13 ist eine Querschnittsansicht, die schematisch eine Konfiguration eines Kondensators gemäß einer sechsten Ausführungsform veranschaulicht.
14 ist eine Querschnittsansicht, die schematisch eine Konfiguration eines Kondensators gemäß einer siebten Ausführungsform veranschaulicht.
13 ist eine Querschnittsansicht, die schematisch ein Modifizierungsbeispiel der Konfiguration des Kondensators gemäß der siebten Ausführungsform veranschaulicht.
15 ist eine Querschnittsansicht, die schematisch eine Konfiguration eines Kondensators gemäß einer achten Ausführungsform veranschaulicht.

MODUS ZUM AUSFÜHREN DER ERFINDUNG
Im Folgenden werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. In der zweiten und den darauffolgenden Ausführungsformen werden Bestandteile, welche denen in der ersten Ausführungsform gleich oder ähnlich sind, mit den Bezugszeichen gekennzeichnet, welche denen in der ersten Ausführungsform gleich oder ähnlich sind, und auf die ausführliche Beschreibung wird entsprechend verzichtet. In Bezug auf in der zweiten und den darauffolgenden Ausführungsformen erzielte Wirkungen wird auf Wirkungen, welche denen in der ersten Ausführungsform gleich oder ähnlich sind, entsprechend verzichtet. Die Zeichnungen der jeweiligen Ausführungsformen sind beispielhafte Darstellungen, die Abmessungen und Formen der jeweiligen Teile sind schematisch und der technische Schutzumfang der vorliegenden Erfindung sollte nicht dahingehend ausgelegt werden, als dass er auf die Ausführungsformen beschränkt ist.
<Erste Ausführungsform>
Zuerst wird eine Konfiguration eines Kondensators 100 gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die 1 und 2 beschrieben. 1 ist eine Querschnittsansicht zur schematischen Veranschaulichung der Konfiguration des Kondensators gemäß der ersten Ausführungsform. 2 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht mit Fokussierung auf eine Spannungsentlastungsschicht des in 1 veranschaulichten Kondensators.
Obwohl die erste Richtung X, die zweite Richtung Y und die dritte Richtung Z, welche in den Zeichnungen veranschaulicht sind, zueinander senkrechte Richtungen sind, ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt, sofern die Richtungen einander kreuzen. Die Richtungen können einander unter einem Winkel ungleich 90° kreuzen. Ferner beziehen sich die erste Richtung X, die zweite Richtung Y und die dritte Richtung Z auf unterschiedliche einander kreuzende Richtungen und jede der Richtungen ist nicht auf die positiven Richtungen der in 1 veranschaulichten Pfeile beschränkt und umfasst auch negative Richtungen, welche entgegen den Richtungen der Pfeile verlaufen.
Der Kondensator 100 weist einen ersten Bereich 101 und einen zweiten Bereich 102 auf. Der erste Bereich 101 ist ein Bereich, welcher sich in einer Aufsicht von der normalen Richtung einer ersten Hauptoberfläche 110A eines Basiselements 110 aus betrachtet mit einer zweiten Leiterschicht 142 überschneidet. Ferner ist der zweite Bereich 102 ein Bereich, welcher sich in einer Aufsicht von der normalen Richtung der ersten Hauptoberfläche 110A des Basiselements 110 aus betrachtet mit einem Endabschnitt einer ersten Leiterschicht 141, welche sich nach außen über die zweite Leiterschicht 142 hinaus erstreckt, überschneidet.
Der Kondensator 100 weist das Basiselement 110, den ersten Leiterfilm 120, einen dielektrischen Film 130, einen zweiten Leiterfilm 140, einen Schutzfilm 150 und eine Spannungsentlastungsschicht 160 auf. Die Spannungsentlastungsschicht 160 ist ein Aspekt eines Spannungsentlastungsabschnitts. Der erste Leiterfilm 120 entspricht einer unteren Elektrode des Kondensators 100 und der zweite Leiterfilm 140 entspricht einer oberen Elektrode des Kondensators 100.
Das Basiselement 110 ist zum Beispiel eine aus einem niederohmigen Siliziumsubstrat mit Leitfähigkeit hergestellte Einzelschichtstruktur. Das Basiselement 110 weist die erste Hauptoberfläche 110A auf der positiven Richtungsseite in der dritten Richtung Z auf und weist die zweite Hauptoberfläche 110B auf der negativen Richtungsseite in der dritten Richtung Z auf. Die erste Hauptoberfläche 110A ist zum Beispiel eine Kristallebene, deren Kristallorientierung als <100> dargestellt ist. Die erste Hauptoberfläche 110A und die zweite Hauptoberfläche 110B sind Oberflächen, welche parallel zu der durch die erste Richtung X und die zweite Richtung Y bestimmte Oberfläche liegen (im Folgenden als „XY-Oberfläche“ bezeichnet). Das Basiselement 110 kann ein isolierendes Substrat wie etwa Quarz sein. Das Basiselement 110 kann eine Mehrschichtstruktur aufweisen und kann zum Beispiel ein Schichtkörper aus einem leitfähigen Substrat und einem Isolierfilm sein.
Eine Vielzahl von Grabenabschnitten 111 sind auf der Seite der ersten Hauptoberfläche 110A des Basiselements 110 ausgebildet. Jeder der Grabenabschnitte 111 ist ein mit Boden versehener Aussparungsabschnitt mit einem Hohlraum auf der Seite der ersten Hauptoberfläche 110A. Die Grabenabschnitte 111 sind in dem ersten Bereich 101 ausgebildet. Beispielsweise weist jeder der Grabenabschnitte 111 eine Zylinderform mit einer Tiefe von 10 µm bis 50 µm und einen Bodendurchmesser von ungefähr 5 µm auf. Die Grabenabschnitte sind in dem Bereich zur Bildung der Kapazität bereitgestellt, sodass es möglich ist, den Flächeninhalt gegenüberliegender Elektroden ohne eine Vergrößerung des Kondensators 100 zu vergrößern und den Kapazitätswert des Kondensators 100 zu erhöhen. Die Form und Größe jedes der Grabenabschnitte 111 sind nicht auf die oben beschriebene Form und Größe beschränkt. Die Form und Größe jedes der Grabenabschnitte 111 kann zum Beispiel eine elliptische zylindrische Form, eine polygonale zylindrische Form, eine Nut- bzw. Rillenform oder eine Kombination davon sein. Ferner sind in dem veranschaulichten Beispiel fünf Grabenabschnitte 111 entlang der ersten Richtung X ausgebildet, doch die Anzahl der Grabenabschnitte 111 ist nicht konkret beschränkt und mindestens einer der Grabenabschnitte kann in dem ersten Bereich 101 ausgebildet sein. Ferner kann jeder der Grabenabschnitte sowohl auf der Seite der ersten Hauptoberfläche 110A als auch auf der Seite der zweiten Hauptoberfläche 110B des Basiselements 110 bereitgestellt sein. Obwohl das Verfahren zur Bildung jedes der Grabenabschnitte 111 nicht konkret beschränkt ist, kann ein Trockenätzen unter Verwendung von Fotolithografie mit einem hohen Aspektverhältnis ausgeführt werden und die Dichte jedes der Grabenabschnitte 111 kann erhöht werden.
Der erste Leiterfilm 120 bedeckt die zweite Hauptoberfläche 110B des Basiselements 110. Der erste Leiterfilm 12 ist unter Verwendung zum Beispiel eines Metallwerkstoffs wie etwa Mo (Molybdän), Al (Aluminium), Au (Gold), Ag (Silber), Cu (Kupfer), W (Wolfram), Pt (Platin), Ti (Titan), Ni (Nickel) oder Cr (Chrom) bereitgestellt. Der erste Leiterfilm 120 ist nicht auf den Metallwerkstoff beschränkt, sofern es sich dabei um einen leitfähigen Werkstoff handelt, und kann aus leitfähigem Harz oder dergleichen hergestellt sein. Wenn das Basiselement 110 ein niederohmiges Siliziumsubstrat ist, fungieren der erste Leiterfilm 120 und das Basiselement 110 als die unteren Elektroden des Kondensators 100. Wenn das Basiselement 110 ein Isoliersubstrat ist, fungiert das Basiselement 110 als ein Teil der dielektrischen Schicht des Kondensators 100 und der erste Leiterfilm 120 fungiert als die untere Elektrode.
Der dielektrische Film 130 ist in einem Bereich bereitgestellt, welcher das Innere der Vielzahl von Grabenabschnitten 111 an der Seite der ersten Hauptoberfläche 110A umfasst. Der dielektrische Film 130 weist eine erste dielektrische Schicht 131 und eine zweite dielektrische Schicht 132 auf. Die erste dielektrische Schicht 131 bedeckt die erste Hauptoberfläche 110A des Basiselements 110 sowie die Boden- und inneren Seitenflächen des Grabenabschnitts 111. Die erste dielektrische Schicht 131 ist unter Verwendung zum Beispiel eines isolierenden Siliziumoxids (zum Beispiel SiO₂) bereitgestellt. Die Filmdicke der ersten dielektrischen Schicht 131 beträgt zum Beispiel ungefähr 0,3 µm. Wenn das Basiselement 110 ein Siliziumsubstrat ist, kann die erste dielektrische Schicht 131 durch thermisches Oxidieren des Basiselements 110 als Oberflächenoxidfilm des Siliziumsubstrats bereitgestellt sein. Die erste dielektrische Schicht 131 kann die Haftung an das als Basis des dielektrischen Films 130 verwendete Basiselement 110 verbessern. Ferner kann die erste dielektrische Schicht 131 die Eigenspannung der zweiten dielektrischen Schicht 132 oder der zweiten Leiterschicht 142 vermindern. Konkret ist die erste dielektrische Schicht 131 unter Verwendung von Siliziumoxid mit einer Druckspannung bereitgestellt, sodass es möglich ist, die Zugspannung der aus Siliziumnitrid hergestellten zweiten dielektrischen Schicht 132 oder die Zugspannung des aus Aluminium hergestellten zweiten Leiterfilms 140 zu vermindern. Mit anderen Worten kann die erste dielektrische Schicht 131 die durch die Eigenspannung des dielektrischen Films 130 und des zweiten Leiterfilms 140 hervorgerufene Beschädigung des dielektrischen Films 130 unterbinden und kann die Zuverlässigkeit des Kondensators 100 erhöhen.
Die zweite dielektrische Schicht 132 ist auf der ersten dielektrischen Schicht 131 bereitgestellt. Die zweite dielektrische Schicht 132 ist nicht nur oberhalb der ersten Hauptoberfläche 110A des Basiselements 110 bereitgestellt, sondern auch in einem Raum, welcher auf der ersten Hauptoberfläche 110A des Basiselements 110 durch den Grabenabschnitt 111 ausgebildet ist. Die zweite dielektrische Schicht 132 ist unter Verwendung eines dielektrischen Materials auf Siliziumnitridbasis wie etwa Siliziumoxynitrid (SiON) oder Siliziumnitrid (Si₃N₄) bereitgestellt. Die Filmdicke der zweiten dielektrischen Schicht 132 beträgt zum Beispiel ungefähr 1 µm. Die zweite dielektrische Schicht 132 ist zum Beispiel durch ein Gasphasenabscheidungsverfahren wie etwa chemische Gasphasenabscheidung (Chemical Vapor Deposition, CVD) oder physikalische Gasphasenabscheidung (Physical Vapor Deposition, PVD) bereitgestellt. Die zweite dielektrische Schicht 132 ist unter Verwendung eines dielektrischen Materials mit einer höheren Dielektrizitätskonstante als der der ersten dielektrischen Schicht 131 bereitgestellt, sodass es möglich ist, die Kapazitätsdichte des Kondensators 100 zu erhöhen.
Eigenspannung tritt in der ersten dielektrischen Schicht 131 und der zweiten dielektrischen Schicht 132 auf. Die Eigenspannung der ersten dielektrischen Schicht 131 ist zum Beispiel eine Restspannung, welche als aufgrund einer Differenz in einem linearen Ausdehnungskoeffizienten zwischen dem Basiselement 110 und der ersten dielektrischen Schicht 131 erzeugte thermischen Spannung zurückbleibt. Dasselbe gilt für die Eigenspannung der zweiten dielektrischen Schicht 132. Zum Beispiel weist die aus Siliziumnitrid hergestellte zweite dielektrische Schicht 132 eine Zugspannung auf. Die Restspannung wird im Folgenden als „Eigenspannung“ bezeichnet. Je größer die Differenz in dem linearen Ausdehnungskoeffizienten, desto größer die durch die thermische Spannung verursachte Eigenspannung. Die Eigenspannung der ersten dielektrischen Schicht 131 und der zweiten dielektrischen Schicht 132 können zu einer Beeinträchtigung der Isolierung aufgrund einer Verzerrung des Kondensators 100 oder einer Beschädigung der ersten dielektrischen Schicht 131 oder der zweiten dielektrischen Schicht 132 führen.
Der dielektrische Film 130 kann eine Mehrschichtstruktur aus drei oder mehr Schichten aufweisend eine weitere dielektrische Schicht aufweisen. Der dielektrische Film 130 ist in einer Mehrschichtstruktur ausgebildet, wodurch der Kapazitätswert, die Spannungsfestigkeit, die Eigenspannung und dergleichen freier anpassbar sind. Zum Beispiel kann der dielektrische Film 130 eine Siliziumnitridschicht (die zweite dielektrische Schicht 132), welche auf der ersten dielektrischen Schicht 131 bereitgestellt ist, und eine Siliziumoxidschicht (eine dritte dielektrische Schicht), welche auf der Siliziumnitridschicht bereitgestellt ist, aufweisen. Die erste dielektrische Schicht 131 ist nicht auf ein dielektrisches Material auf Siliziumoxidbasis beschränkt und kann unter Verwendung eines aus einem anderen Oxid, Siliziumnitrid oder dergleichen hergestellten dielektrischen Materials bereitgestellt sein. Ferner ist die zweite dielektrische Schicht 132 nicht auf das dielektrische Material auf Siliziumnitridbasis beschränkt und kann unter Verwendung eines aus einem Oxid wie etwa Al₂O3₃, HfO₂, Ta₂O₅ oder ZrO₂ hergestellten dielektrischen Materials bereitgestellt sein.
Der dielektrische Film 130 ist entlang des Bodens und der inneren Seitenflächen des Grabenabschnitts 111 ausgebildet. Mit anderen Worten ist die Filmdicke des dielektrischen Films 130 geringer als die Tiefe und Breite des Grabenabschnitts 111. Folglich kann verhindert werden, dass der Innenraum des Grabenabschnitts 111 von dem dielektrischen Film 130 begraben wird und die Kapazitätsdichte des Kondensators 100 kann durch eine Vergrößerung des Flächeninhalts gegenüberliegender Elektroden erhöht sein. In dem in 1 veranschaulichten Beispiel ist der dielektrische Film 130 durch eine Mehrschichtstruktur ausgebildet und als Modifizierungsbeispiel kann der dielektrische Film 130 einen Einschichtaufbau aufweisen. In diesem Fall kann der dielektrische Film 130 eine ausreichende Filmdicke von zum Beispiel 1 µm oder mehr aufweisen.
Der zweite Leiterfilm 140 ist auf dem dielektrischen Film 130 in einem Bereich bereitgestellt, welcher das Innere jedes der Grabenabschnitte 111 umfasst. Der zweite Leiterfilm 140 fungiert als die obere Elektrode des Kondensators 100 und bildet eine Kapazität zwischen den unteren Elektroden (dem Basiselement 110 und dem ersten Leiterfilm 120). Mit anderen Worten entspricht die Fläche, auf welcher das Basiselement 110 und der zweite Leiterfilm 140 einander gegenüberliegen und der dielektrische Film 130 dazwischen angeordnet ist, der Fläche gegenüberliegender Elektroden in dem Kondensator 1.
Der zweite Leiterfilm 140 weist die erste Leiterschicht 141 und die zweite Leiterschicht 142 auf. Die erste Leiterschicht 141 ist auf dem dielektrischen Film 130 bereitgestellt und ist auch in dem Raum bereitgestellt, welcher auf der Seite der ersten Hauptoberfläche 110A des Basiselements durch den Grabenabschnitt 111 ausgebildet ist. Die erste Leiterschicht 141 ist in dem ersten Bereich 101 und dem zweiten Bereich 102 bereitgestellt. Die erste Leiterschicht 141 ist zum Beispiel ein Film aus polykristallinem Silizium (Poly-Si) vom p-Typ oder n-Typ, welche Phosphor (P) und/oder Bor (B) und/oder Arsen (As) als Störstelle enthält. Die zweite Leiterschicht 142 ist auf der ersten Leiterschicht 141 bereitgestellt.
Die zweite Leiterschicht 142 ist auf der ersten Leiterschicht 141 bereitgestellt. Die zweite Leiterschicht 142 ist in dem ersten Bereich 101 bereitgestellt und der Endabschnitt der ersten Leiterschicht 141 liegt von der zweiten Leiterschicht 141 her in dem zweiten Bereich 102 frei. Mit anderen Worten weist die erste Leiterschicht 141 einen Endabschnitt auf, welcher sich in einer Aufsicht von der normalen Richtung der ersten Hauptoberfläche 110A des Basiselements 110 aus betrachtet nach außen über die zweite Leiterschicht 142 hinaus erstreckt. Die zweite Leiterschicht 142 ist unter Verwendung zum Beispiel von Al bereitgestellt und hat eine Zugspannung. Das Material der zweiten Leiterschicht 142 kann unter Verwendung des als Beispiel für das den ersten Leiterfilm 120 bildende Material erwähnten Metallmaterials bereitgestellt sein. Ferner ist die zweite Leiterschicht nicht auf das Metallmaterial beschränkt und kann unter Verwendung eines leitfähigen Materials wie etwa leitfähigen Harzes bereitgestellt sein. Die erste Leiterschicht 141 und die zweite Leiterschicht 142 sind zum Beispiel durch ein Gasphasenabscheidungsverfahren wie etwa CVD oder PVD bereitgestellt.
Eigenspannung tritt auch in der ersten Leiterschicht 141 und der zweiten Leiterschicht 142 auf. Da der lineare Ausdehnungskoeffizient von Al als Metallmaterial höher als der eines dielektrischen Materials oder eines Halbleitermaterials auf Siliziumbasis ist, kann eine hohe Eigenspannung auftreten, insbesondere in der zweiten Leiterschicht 142, welche unter Verwendung von Al im Vergleich zu der ersten dielektrischen Schicht 131, der zweiten dielektrischen Schicht 132 und der ersten Leiterschicht 141 bereitgestellt ist. Ferner wird eine Eigenspannung der zweiten Leiterschicht 142 an dem Endabschnitt der zweiten Leiterschicht 142 konzentriert und auf den dielektrischen Film 130 übertragen, was eine Beschädigung des dielektrischen Films 130 verursachen kann.
Die Spannungsentlastungsschicht 160 vermindert zum Beispiel die Übertragung von Eigenspannung, welche an dem Endabschnitt der zweiten Leiterschicht 142 konzentriert ist, auf den dielektrischen Film 130. Die Spannungsentlastungsschicht 160 ist an einem Teil einer Oberfläche des dielektrischen Films 130 bereitgestellt, welcher der ersten Leiterschicht 140 (im Folgenden auch als „Oberseite 130 A des dielektrischen Films 130“ bezeichnet) gegenüberliegt. Die Oberseite 130A des dielektrischen Films 130 weist nicht nur einen Bereich innerhalb der ersten Leiterschicht 141 auf, sondern in einer Aufsicht auf die erste Hauptoberfläche 110A des Basiselements 110 auch einen Bereich außerhalb der ersten Leiterschicht 141.
Die Spannungsentlastungsschicht 160 steht in Kontakt mit zumindest einem Teil des Endabschnitts der ersten Leiterschicht 141. In dieser Ausführungsform bedeckt die Spannungsentlastungsschicht 160 die Oberseite und die Endfläche der ersten Leiterschicht 141. Die Oberseite der ersten Leiterschicht 141 ist eine Oberfläche der ersten Leiterschicht 141, welche der zweiten Leiterschicht 142 gegenüberliegt. Die Endfläche der ersten Leiterschicht 141 ist eine Oberfläche, welche die Oberfläche der ersten Leiterschicht 141, welche dem dielektrischen Film 130 gegenüberliegt, und die Oberfläche, welche der zweiten Leiterschicht 142 gegenüberliegt, verbindet. Die Oberseite der ersten Leiterschicht 141 weist nicht nur einen Bereich innerhalb der zweiten Leiterschicht 142 auf, sondern in einer Aufsicht auf die erste Hauptoberfläche 110A des Basiselements 110 auch einen Bereich außerhalb der zweiten Leiterschicht 142. Mit anderen Worten steht die Spannungsentlastungsschicht 160 in Kontakt mit der gesamten Oberfläche von Abschnitten der Oberseite und der Endfläche der ersten Leiterschicht 141, welche von der zweiten Leiterschicht 142 her freiliegen. Die Spannungsentlastungsschicht 160 steht auch in Kontakt mit der zweiten Leiterschicht 142. Die Spannungsentlastungsschicht 160 kann jedoch mit zumindest einem Teil des Endabschnitts der ersten Leiterschicht 141 in dem zweiten Bereich 102 in Kontakt stehen und bedeckt nicht zwangsläufig die Oberseite und die Endfläche. Ferner kann die Spannungsentlastungsschicht 160 von der zweiten Leiterschicht 142 und dem dielektrischen Film 130 getrennt sein.
Das Material der Spannungsentlastungsschicht 160 ist nicht konkret beschränkt und die Schicht kann unter Verwendung eines dielektrischen Materials oder eines leitfähigen Materials bereitgestellt sein oder kann eine Mehrschichtstruktur durch Aufeinanderschichten dieser Materialien aufweisen. In dem Fall, in dem die erste Leiterschicht 141 ein Poly-Si-Film ist, ist die Spannungsentlastungsschicht 160 zum Beispiel ein Film aus Siliziumoxid, welcher durch thermisches Oxidieren der ersten Leiterschicht 142 bereitgestellt ist. In diesem Fall enthält die Spannungsentlastungsschicht 160 dieselbe Störstelle wie die in der ersten Leiterschicht 141 enthaltene Störstelle. Ferner kann die Spannungsentlastungsschicht 160 ein Film aus Siliziumnitrid sein, welcher auf dem Endabschnitt der ersten Leiterschicht 141 mittels des Gasphasenabscheidungsverfahrens abgeschieden ist. In diesem Fall enthält die Spannungsentlastungsschicht 160 Wasserstoff als Störstelle bzw. Verunreinigung. Das Siliziumnitrid kann die Eigenspannung in Abhängigkeit des Herstellungsverfahrens und der Zusammensetzung anpassen. Zum Beispiel ist das Zusammensetzungsverhältnis von Silizium (Si) zu Stickstoff (N) auf 1 oder weniger festgelegt, was dazu führt, dass die aus Siliziumnitrid hergestellte Spannungsentlastungsschicht 160 eine Druckspannung aufweist. Das Verfahren zur Bildung der Spannungsentlastungsschicht 160 ist nicht auf das oben genannte Verfahren beschränkt. Zum Beispiel kann ein Teil der zweiten dielektrischen Schicht 132 durch Störstellenimplantation verändert sein, um einen Spannungsentlastungsbereich in dem dielektrischen Film 130 zu bilden. Ferner kann ein Teil der zweiten Leiterschicht 142 durch Oxidieren oder dergleichen verändert sein und die resultierende Schicht kann als Spannungsentlastungsschicht 160 verwendet werden.
Die Richtung der Eigenspannung der Spannungsentlastungsschicht 160 ist der Richtung der Eigenspannung der zweiten Leiterschicht 142 entgegengesetzt. Mit anderen Worten weist die Spannungsentlastungsschicht 160 in dem Fall, in dem die zweite Leiterschicht 142 eine Zugspannung aufweist, eine Druckspannung auf und die Spannungsentlastungsschicht 160 weist in dem Fall, in dem die zweite Leiterschicht 142 eine Druckspannung aufweist, eine Zugspannung auf.
Der Schutzfilm 150 bedeckt, in einer Aufsicht von der Normalenrichtung der ersten Hauptoberfläche 110A des Basiselements 110, den Endabschnitt des zweiten Leiterfilms 140 und die Spannungsentlastungsschicht 160. Der Schutzfilm 150 schützt den zweiten Leiterfilm 140 und die Spannungsentlastungsschicht 160 vor externer Belastung. Der Schutzfilm 150 ist zum Beispiel ein Film aus Polyimid (PI) und kann ein anderer organischer Isolierfilm oder anorganischer Isolierfilm wie etwa Siliziumoxid oder Siliziumnitrid sein. Der Schutzfilm 150 kann die durch Kriechentladung hervorgerufene Erzeugung von Leckstrom unterbinden. Mit anderen Worten kann die Spannungsfestigkeit des Kondensators 100 erhöht sein. Ferner kann der Schutzfilm 150 die Eigenspannung des dielektrischen Films 130 und des zweiten Leiterfilms 140 vermindern. Zum Beispiel können die Zugspannung der aus Siliziumnitrid hergestellten zweiten dielektrischen Schicht 132 und die Zugspannung der aus Al hergestellten zweiten Leiterschicht 142 durch die Druckspannung des Schutzfilms 150 vermindert sein. Somit kann eine Beschädigung des dielektrischen Films 130 unterbunden sein und die Zuverlässigkeit des Kondensators kann erhöht sein. In dem Fall, in dem die Dielektrizitätskonstante des Schutzfilms 150 größer als die des dielektrischen Films 130 ist, ist es möglich, das elektrische Streufeld des zweiten Leiterfilms 140 zu unterbinden. Umgekehrt ist es in dem Fall, in dem die Dielektrizitätskonstante des Schutzfilms 150 kleiner als die des dielektrischen Films 130 ist, möglich, die Bildung von Streukapazität über den zweiten Leiterfilm 140 zu reduzieren.
Wie in 2 veranschaulicht ist eine Dicke T6 der Spannungsentlastungsschicht 160 geringer als eine Dicke T4 des zweiten Leiterfilms 140 außerhalb des Grabenabschnitts 111 auf der ersten Hauptoberfläche 110A des Basiselements 110. Ferner ist eine Dicke T5 des Schutzfilms 150 höher als die Dicke T4 des zweiten Leiterfilms 140. Hierbei beziehen sich die Dicke T6 der Spannungsentlastungsschicht 160, die Dicke T4 des zweiten Leiterfilms 140 und die Dicke T5 des Schutzfilms 150 auf eine Dicke entlang der dritten Richtung Z (im Folgenden schlicht als „Dicke“ bezeichnet). Mit anderen Worten entspricht die Dicke T4 der Höhe von der Oberseite 130A des dielektrischen Films 130 zu der Oberseite 140A des zweiten Leiterfilms 140, die Dicke T6 entspricht der Höhe von der ersten Leiterschicht 141 zu der Oberseite 160A der Spannungsentlastungsschicht 160 und die Dicke T5 entspricht der Höhe von der Oberseite 130A des dielektrischen Films 130 zu der Oberseite 150A des Schutzfilms 150. Mit anderen Worten liegt die Oberseite 140A des zweiten Leiterfilms 140 ferner in Bezug auf die Position jeder der Oberseiten höher als die Oberseite 160A der Spannungsentlastungsschicht 160 und die Oberseite 150A des Schutzfilms 150 liegt höher als die Oberseite 140A des zweiten Leiterfilms 140 auf Basis der Oberseite 130A des dielektrischen Films 130.
Im Anschluss wird unter Bezugnahme auf die 3 bis 7 ein Verfahren zur Herstellung des Kondensators 100 gemäß der ersten Ausführungsform beschrieben. 32 ist ein Flussdiagramm zur Veranschaulichung eines Verfahrens zur Herstellung des Kondensators gemäß der ersten Ausführungsform. 4 ist eine Querschnittsansicht zur Veranschaulichung eines Schritts zur Bereitstellung eines SiO₂-Films auf einer ersten Leiterschicht. 5 ist eine Querschnittsansicht zur Veranschaulichung eines Schritts zur Strukturierung des SiO₂-Films, um die Spannungsentlastungsschicht bereitzustellen. 6 ist eine Querschnittsansicht zur Veranschaulichung eines Schritts zur Bereitstellung eines Al-Films auf der ersten Leiterschicht. 7 ist eine Querschnittsansicht zur Veranschaulichung eines Schritts zur Strukturierung des Al-Films, um die erste Leiterschicht bereitzustellen. 8 ist eine Querschnittsansicht zur Veranschaulichung eines Schritts zur Bereitstellung eines Schutzfilms, sodass ein Endabschnitt eines zweiten Leiterfilms und die Spannungsentlastungsschicht bedeckt sind.
Bei der Herstellung des Kondensators 100 wird zuerst ein Substrat 910 hergestellt (S11). Das Substrat 910 ist ein niederohmiges Siliziumsubstrat und entspricht einer Sammelplatte, in welcher eine Vielzahl von Basiselementen 110 verbunden sind. Zum Beispiel wird eine plattenartige Scheibe von einem Barren abgeschnitten, die Dickenanpassung und die Oberflächenglättung werden auf der Scheibe durch einen Poliervorgang wie etwa chemisch-mechanisches Polieren ausgeführt und die resultierende Scheibe wird als niederohmiges Siliziumsubstrat 910 verwendet.
Danach werden die Vielzahl von Grabenabschnitten 111 auf einer Seite einer ersten Hauptoberfläche 910A des Substarts 910 gebildet (S12). Zum Beispiel wird eine durch Fotolithografie strukturierte Fotoresistschicht verwendet und ein Teil des niederohmigen Siliziumsubstrats 910 wird in dem Bereich, welcher dem Basiselement 110 entspricht, durch Trockenätzen wie etwa ein Verfahren zum reaktiven Trockenätzen (Reactive Ion Etching, RIE) entfernt, um jeden der Grabenabschnitte 111 zu bilden. Das Verfahren zur Bildung der Grabenabschnitte 111 ist nicht konkret beschränkt und kann ein Verfahren zur Entfernung eines Teils des niederohmigen Siliziumsubstrats 910 durch Nassätzen sein. Ein Trockenätzen ermöglicht ein Tiefenätzen mit einem hohen Aspektverhältnis in der Richtung, welche senkrecht zu der ersten Hauptoberfläche 910A des niederohmigen Siliziumsubstrats 910 liegt, im Vergleich zu Nassätzen und somit kann der Kapazitätswert des Kondensators 100 durch Erhöhen der Dichte der Vielzahl von Grabenabschnitten 111 erhöht werden.
Danach wird der dielektrische Film 130 auf der Seite der ersten Hauptoberfläche 910A des Substrats 910 bereitgestellt (S13). In diesem Schritt wird die Oberfläche des niederohmigen Siliziumsubstrats 910 durch Hitzebehandlung bei 800°C bis 1100°C thermisch oxidiert, um einen SiO₂-Film entsprechend der ersten dielektrischen Schicht 131 zu bilden. Anschließend wird auf dem SiO₂-Film entsprechend der zweiten dielektrischen Schicht 132 ein Si₃N₄-Film durch chemische Niederdruck-Gasphasenabscheidung (LP-CVD) gebildet. Der Si₃N₄-Film wird in einer Niederdruckumgebung durch Festlegen der Temperatur des niederohmigen Siliziumsubstrats 910 auf 650°C bis 800°C und thermisches Umsetzen eines Reaktionsgases aufweisend SiH₂CI₂ (Dichlorosilan) und NH₃ (Ammoniak) auf den SiO₂-Film aufgewachsen.
Danach wird die erste Leiterschicht 141 bereitgestellt (S14). In diesem Schritt wird zuerst Film aus Poly-Si (polykristallinem Silizium) auf der zweiten dielektrischen Schicht 132 durch ein Verfahren zur chemischen Niederdruck-Gasphasenabscheidung gebildet. Der Poly-Si-Film wird in einer Niederdruckumgebung durch Festlegen der Temperatur des niederohmigen Siliziumsubstrats 910 auf 550°C bis 650°C und thermisches Umsetzen eines Reaktionsgases aufweisend SiH₄ (Silan) aufgewachsen. Anschließend wird wie in 4 veranschaulicht eine durch Fotolithografie strukturierte Fotoresistschicht verwendet und der Poly-Si-Film wird so geätzt, dass er in einem Bereich verbleibt, welcher sich mit der Vielzahl von Grabenabschnitten 111 überschneidet. Der strukturierte Poly-Si-Film entspricht der ersten Leiterschicht 141. Im Anschluss daran wird die Fotoresistschicht durch Veraschen entfernt und der dielektrische Film 130 und die erste Leiterschicht 141 werden mit einer Spüllösung aus Ultra-Reinstwasser gereinigt.
Danach wird die Spannungsentlastungsschicht 160 bereitgestellt (S15). In diesem Schritt wird zuerst wie in 4 veranschaulicht der Poly-Si-Film der ersten Leiterschicht 141 thermisch oxidiert, um einen SiO₂-Film 960 auf der Oberfläche der ersten Leiterschicht 141 zu bilden. Danach wird eine durch Fotolithografie strukturierte Fotoresistschicht 991 bereitgestellt. Wie in 5 veranschaulicht wird die Fotoresistschicht 991 so bereitgestellt, dass der Bereich, welcher sich mit der Vielzahl von Grabenabschnitten 111 überschneidet, vermieden wird, und sie sich mit dem Endabschnitt des Poly-Si-Films überschneidet. Danach wird ein Teil des SiO₂-Films 960 durch Nassätzen unter Verwendung der Fotoresistschicht 991 entfernt. Der strukturierte SiO₂-Film 960 verbleibt auf dem Endabschnitt der ersten Leiterschicht 141. Der durch Ätzen verbliebene SiO₂-Film 960 entspricht der Spannungsentlastungsschicht 160. In einer Aufsicht von der normalen Richtung der ersten Hauptoberfläche 910A des niederohmigen Siliziumsubstrats 910 wird der SiO₂-Film 960 von der Oberfläche der ersten Leiterschicht 141 entfernt und die erste Leiterschicht 141 wird freigelegt in dem von der Spannungsentlastungsschicht 160 umgebenen Bereich. Im Anschluss daran wird die Fotoresistschicht 991 entfernt und gereinigt. In dem Fall, in dem die Spannungsentlastungsschicht 160 Siliziumnitrid ist, wird die Schicht durch Abscheiden von Siliziumnitrid auf den Poly-Si-Film zum Beispiel durch chemische Niederdruck-Gasphasenabscheidung anstelle von thermischem Oxidieren gebildet.
Danach wird die zweite Leiterschicht 142 bereitgestellt (S16). In diesem Schritt wird zuerst wie in 6 veranschaulicht ein Al-Film auf dem dielektrischen Film 130, der ersten Leiterschicht 141 und der Spannungsentlastungsschicht 160 bereitgestellt. Der Al-Film 942 wird zum Beispiel durch Sputtern gebildet. Anschließend wird wie in 7 veranschaulicht eine durch Fotolithografie strukturierte Fotoresistschicht 992 bereitgestellt. Die Fotoresistschicht 992 wird so bereitgestellt, dass sie sich in einer Aufsicht von der normalen Richtung der ersten Hauptoberfläche 910A des niederohmigen Siliziumsubstrats 910 aus betrachtet mit dem von der Spannungsentlastungsschicht 160 umgebenen Bereich überschneidet. Danach wird ein Teil des Al-Films 942 durch Ätzen entfernt. Der strukturierte Al-Film verbleibt in einer Aufsicht von der normalen Richtung der ersten Hauptoberfläche 910A des niederohmigen Siliziumsubstrats 910 aus betrachtet innerhalb des Endabschnitts der ersten Leiterschicht 141. Der durch Ätzen verbleibende Al-Film entspricht der zweiten Leiterschicht 142. Im Anschluss daran wird die Fotoresistschicht 992 entfernt und gereinigt. Die Strukturierung des Al-Films 942 ist nicht auf eine Entfernung durch Ätzen beschränkt. Zum Beispiel kann es sich dabei um einen Abziehvorgang handeln, in welchem der SiO₂ Film entfernt wird, der Al-Film 942 auf der Fotoresistschicht 991 gebildet wird und ein überflüssiger Abschnitt des Al-Films 942 zusammen mit der Fotoresistschicht 991 entfernt wird.
Danach wird der Schutzfilm 150 bereitgestellt (S17). Die Fotoresistschicht 992 wird entfernt und dann wird ein Film aus Polyimid (PI) durch einen Schleuderbeschichtungsvorgang (spin coating) gebildet. Danach wird der PI-Film unter Verwendung einer durch Fotolithografie strukturierten Fotoresistschicht geätzt. Der PI-Film wird durch Ätzen entfernt und lässt dabei einen Bereich zurück, welcher sich mit dem dielektrischen Film 142, dem Endabschnitt der zweiten Leiterschicht 142 und der Spannungsentlastungsschicht 160 überschneidet. Der durch Ätzen verbliebene PI-Film entspricht dem Schutzfilm 150. Das Verfahren zur Bildung des PI-Films ist nicht auf den Schleuderbeschichtungsvorgang beschränkt und es ist möglich, einen Nassprozess wie etwa ein Inkjet-Verfahren, einen Beschichtungsvorgang, einen Siebdruckvorgang, einen Flexodruckvorgang, einen Tiefdruckvorgang oder einen Offset-Druckvorgang zu verwenden. Dasselbe gilt für den Fall, in dem der Schutzfilm 150 unter Verwendung eines organischen Isolierfilms ungleich dem PI-Film bereitgestellt wird. In dem Fall, in dem der Schutzfilm 150 unter Verwendung eines anorganischen Isolierfilms wie etwa Siliziumnitrid bereitgestellt wird, ist es möglich, verschiedene Trockenverfahren wie CVD und PVD zu verwenden.
Nach der Bildung des Schutzfilms 150 wird das niederohmige Siliziumsubstrat 910 den Schutzfilm 150 entlang einer Schneideline BR durchlaufend in eine Vielzahl von Kondensatoren 100 zerschnitten. Der Vereinzelungsvorgang ist nicht konkret beschränkt und der Vorgang wird durch das allgemeine Verfahren unter Verwendung einer Vereinzelungssäge und eines Lasers ausgeführt.
Im Anschluss werden die weiteren Ausführungsformen beschrieben. In den folgenden Ausführungsformen wird auf Beschreibungen von Sachverhalten verzichtet, welche mit denen der ersten Ausführungsform übereinstimmen und es werden nur unterschiedliche Punkte beschrieben. Die Konfigurationen, welche durch dieselben Bezugszeichen wie die in der ersten Ausführungsform gekennzeichnet sind, weisen dieselben Konfigurationen und Funktionen wie die ein der ersten Ausführungsform auf und auf die ausführlichen Beschreibungen wird verzichtet. Derselbe Betrieb und dieselbe Wirkung durch dieselbe Konfiguration werden nicht beschrieben.
<Zweite Ausführungsform>
Eine Konfiguration eines Kondensators 200 gemäß einer zweiten Ausführungsform wird unter Bezugnahme auf 9 beschrieben. 9 ist eine Querschnittsansicht zur schematischen Veranschaulichung der Konfiguration des Kondensators gemäß der zweiten Ausführungsform.
Der Kondensator 200 gemäß der zweiten Ausführungsform weist ähnlich dem Kondensator 100 gemäß der ersten Ausführungsform auf ein Basiselement 210, einen ersten Leiterfilm 220, einen dielektrischen Film 230 mit einer ersten dielektrischen Schicht 231 und einer zweiten dielektrischen Schicht 232, einen zweiten Leiterfilm 240 mit einer ersten Leiterschicht 241 und einer zweiten Leiterschicht 242, einen Schutzfilm 250 und eine Spannungsentlastungsschicht 260 auf. Das Basiselement 210 weist auf eine erste Hauptoberfläche 210A auf, welche sich auf der Seite des dielektrischen Films 230 befindet, und weist eine zweite Hauptoberfläche 210B auf, welche sich auf der Seite des ersten Leiterfilms 220 befindet, und die Grabenabschnitte 311 sind auf der Seite der ersten Hauptoberfläche 210A des Basiselements 210 ausgebildet. In einer Aufsicht auf die erste Hauptoberfläche 210A des Basiselements 210 aus betrachtet weist der Kondensator 200 einen ersten Bereich 201 auf, welcher sich mit der zweiten Leiterschicht 242 überschneidet, und weist einen zweiten Bereich 202 auf, welcher sich mit dem Endabschnitt der ersten Leiterschicht 241 überschneidet, welche sich nach außen über die zweite Leiterschicht 242 hinaus erstreckt.
Der Kondensator 200 gemäß der zweiten Ausführungsform unterscheidet sich von dem Kondensator 100 gemäß der ersten Ausführungsform dahingehend, dass die Spannungsentlastungsschicht 260 in Kontakt mit lediglich der Oberseite steht, ohne in Kontakt mit der Endfläche an dem Endabschnitt der ersten Leiterschicht 241 zu stehen. Die Spannungsentlastungsschicht 260 ist von dem dielektrischen Film 230 getrennt, bedeckt die Oberseite des Endabschnitts der ersten Leiterschicht 241 und steht in Kontakt mit der Endfläche der zweiten Leiterschicht 242. Somit bedeckt die Spannungsentlastungsschicht 260 nicht zwangsläufig die gesamte Oberfläche des Endabschnitts der ersten Leiterschicht 241 und kann von dem dielektrischen Film 230 getrennt sein, wenn die Spannungsentlastungsschicht 260 in Kontakt mit zumindest einem Teil des Endabschnitts der ersten Leiterschicht 241 steht.
<Dritte Ausführungsform>
Eine Konfiguration des Kondensators 300 gemäß der dritten Ausführungsform wird unter Bezugnahme auf 10 beschrieben. 10 ist eine Querschnittsansicht zur schematischen Veranschaulichung der Konfiguration des Kondensators gemäß der dritten Ausführungsform.
Der Kondensator 300 gemäß der dritten Ausführungsform weist ähnlich dem Kondensator 100 gemäß der ersten Ausführungsform auf ein Basiselement 310, einen ersten Leiterfilm 320, einen dielektrischen Film 330 mit einer ersten dielektrischen Schicht 331 und einer zweiten dielektrischen Schicht 332, einen zweiten Leiterfilm 340 mit einer ersten Leiterschicht 341 und einer zweiten Leiterschicht 342, einen Schutzfilm 350 und eine Spannungsentlastungsschicht 360. Das Basiselement 310 weist eine erste Hauptoberfläche 310A auf, welche sich auf der Seite des dielektrischen Films 330 befindet, und weist eine zweite Hauptoberfläche 310B auf, welche sich auf der Seite des ersten Leiterfilms 320 befindet, und die Grabenabschnitte 311 sind auf der Seite der ersten Hauptoberfläche 310A des Basiselements 310 ausgebildet. In einer Aufsicht auf die erste Hauptoberfläche 310A des Basiselements 310 aus betrachtet weist der Kondensator 300 einen ersten Bereich 301 auf, welcher sich mit der zweiten Leiterschicht 342 überschneidet, und weist einen zweiten Bereich 302 auf, welcher sich mit dem Endabschnitt der ersten Leiterschicht 341 überschneidet, welche sich nach außen über die zweite Leiterschicht 342 hinaus erstreckt.
Der Kondensator 300 gemäß der dritten Ausführungsform unterscheidet sich von dem Kondensator 100 gemäß der ersten Ausführungsform dahingehend, dass die Spannungsentlastungsschicht 360 in Kontakt mit lediglich der Endfläche steht, ohne in Kontakt mit der Oberseite auf dem Endabschnitt der ersten Leiterschicht 341 zu stehen. Die Spannungsentlastungsschicht 360 steht nicht in Kontakt mit der zweiten Leiterschicht 342.
<Vierte Ausführungsform>
Eine Konfiguration eines Kondensators 400 gemäß einer vierten Ausführungsform wird unter Bezugnahme auf 11 beschrieben. 11 ist eine Querschnittsansicht zur schematischen Veranschaulichung der Konfiguration des Kondensators gemäß der vierten Ausführungsform.
Der Kondensator 400 gemäß der vierten Ausführungsform weist ähnlich dem Kondensator 100 gemäß der ersten Ausführungsform ein Basiselement 410, einen ersten Leiterfilm 420, einen dielektrischen Film 430 mit einer ersten dielektrischen Schicht 431 und einer zweiten dielektrischen Schicht 432, einen zweiten Leiterfilm 440 mit einer ersten Leiterschicht 441 und einer zweiten Leiterschicht 442, einen Schutzfilm 450 und eine Spannungsentlastungsschicht 460 auf. Das Basiselement 410 weist eine erste Hauptoberfläche 410A auf, welche sich auf der Seite des dielektrischen Films 430 befindet, und weist eine zweite Hauptoberfläche 410B auf, welche sich auf der Seite des ersten Leiterfilms 420 befindet, und Grabenabschnitte 411 sind auf der Seite der ersten Hauptoberfläche 410A des Basiselements 410 ausgebildet. In einer Aufsicht auf die erste Hauptoberfläche 410A des Basiselements 410 aus betrachtet weist der Kondensator 400 einen ersten Bereich 401 auf, welcher sich mit der zweiten Leiterschicht 442 überschneidet, und weist einen zweiten Bereich 402 auf, welcher sich mit dem Endabschnitt der ersten Leiterschicht 441 überschneidet, welche sich nach außen über die zweite Leiterschicht 442 hinaus erstreckt.
Der Kondensator 400 gemäß der vierten Ausführungsform unterscheidet sich von dem Kondensator 100 gemäß der ersten Ausführungsform dahingehend, dass die Spannungsentlastungsschicht 460 von dem Endabschnitt des zweiten Leiterfilms 440 zu dem Endabschnitt des Kondensators 400 bereitgestellt ist. Zu diesem Zeitpunkt ist der Schutzfilm 450 auf dem zweiten Leiterfilm 440 und der Spannungsentlastungsschicht 460 bereitgestellt.
<Fünfte Ausführungsform>
Eine Konfiguration eines Kondensators 500 gemäß einer fünften Ausführungsform wird unter Bezugnahme auf 12 beschrieben. 12 ist eine Querschnittsansicht zur schematischen Veranschaulichung der Konfiguration des Kondensators gemäß der fünften Ausführungsform.
Der Kondensator 500 gemäß der fünften Ausführungsform weist ähnlich dem Kondensator 100 gemäß der ersten Ausführungsform auf ein Basiselement 510, einen ersten Leiterfilm 520, einen dielektrischen Film 530 mit einer ersten dielektrischen Schicht 531 und einer zweiten dielektrischen Schicht 532, einen zweiten Leiterfilm 540 mit einer ersten Leiterschicht 541 und einer zweiten Leiterschicht 542, einen Schutzfilm 550 und eine Spannungsentlastungsschicht 560. Das Basiselement 510 weist eine erste Hauptoberfläche 510A auf, welche sich auf der Seite des dielektrischen Films 530 befindet, und weist eine zweite Hauptoberfläche 510B auf, welche sich auf der Seite des ersten Leiterfilms 520 befindet, und Grabenabschnitte 511 sind auf der Seite der ersten Hauptoberfläche 510A des Basiselements 510 ausgebildet. In einer Aufsicht auf die erste Hauptoberfläche 510A des Basiselements 510 aus betrachtet weist der Kondensator 500 einen ersten Bereich 501 auf, welcher sich mit der zweiten Leiterschicht 542 überschneidet, und weist einen zweiten Bereich 502 auf, welcher sich mit dem Endabschnitt der ersten Leiterschicht 541 überschneidet, welche sich nach außen über die zweite Leiterschicht 542 hinaus erstreckt.
Der Kondensator 500 gemäß der fünften Ausführungsform unterscheidet sich von dem Kondensator 100 gemäß der ersten Ausführungsform darin, dass der Endabschnitt der zweiten Leiterschicht 542 auf der Spannungsentlastungsschicht 560 bereitgestellt ist. Die Spannungsentlastungsschicht 560 ist zwischen der ersten Leiterschicht 141 und der zweiten Leiterschicht 242 bereitgestellt.
<Sechste Ausführungsform>
Eine Konfiguration eines Kondensators 600 gemäß einer sechsten Ausführungsform wird unter Bezugnahme auf 13 beschrieben. 13 ist eine Querschnittsansicht zur schematischen Veranschaulichung der Konfiguration des Kondensators gemäß der sechsten Ausführungsform.
Der Kondensator 600 gemäß der sechsten Ausführungsform weist ähnlich dem Kondensator 100 gemäß der ersten Ausführungsform auf ein Basiselement 610, einen ersten Leiterfilm 620, einen dielektrischen Film 630, einen zweiten Leiterfilm 640 mit einer ersten Leiterschicht 641 und einer zweiten Leiterschicht 642, einen Schutzfilm 650 und eine Spannungsentlastungsschicht 660. Das Basiselement 610 weist auf eine erste Hauptoberfläche 610A auf, welche sich auf der Seite des dielektrischen Films 630 befindet, und weist eine zweite Hauptoberfläche 610B auf, welche sich auf der Seite des ersten Leiterfilms 620 befindet, und ein Grabenabschnitt 611 ist auf der Seite der ersten Hauptoberfläche 610A des Basiselements 510 ausgebildet. Der dielektrische Film 630 weist eine Oberseite 630A auf, welche sich auf der Seite des zweiten Leiterfilms 640 befindet.
Der Kondensator 600 gemäß der sechsten Ausführungsform unterscheidet sich von dem Kondensator 300 gemäß der dritten Ausführungsform darin, dass zumindest ein Teil des Außenrands sowohl der ersten Leiterschicht 641 als auch der zweiten Leiterschicht 642 in einer Aufsicht auf die erste Hauptoberfläche 610A des Basiselements 610 aus betrachtet miteinander deckungsgleich sind. Mit anderen Worten ist die Endfläche der ersten Leiterschicht 641 mit der Endfläche der zweiten Leiterschicht 642 in einem Bereich deckungsgleich, in welchem die Spannungsentlastungsschicht bereitgestellt ist.
Die Spannungsentlastungsschicht 660 ist auf einem Teil der Oberseite 630A des dielektrischen Films 630 bereitgestellt. In einer Aufsicht auf die erste Hauptoberfläche 610A des Basiselements 610 aus betrachtet ist die Spannungsentlastungsschicht 660 in Kontakt mit der Endfläche der ersten Leiterschicht 641 bereitgestellt. Die Dicke der Spannungsentlastungsschicht 660 ist ungefähr gleich der Dicke der ersten Leiterschicht 641. Die Spannungsentlastungsschicht 660 ist zum Beispiel durch Oxidieren des Endabschnitts der ersten Leiterschicht 641 ausgebildet, welcher in einer Aufsicht auf die erste Hauptoberfläche 610A des Basiselements 610 aus betrachtet von der zweiten Leiterschicht 642 her freiliegt.
Die Dicke der Spannungsentlastungsschicht 660 und das Verfahren zur Bildung davon sind nicht auf die oben beschriebenen beschränkt. Die Dicke der Spannungsentlastungsschicht 660 kann höher als die Dicke der ersten Leiterschicht 641 sein. Mit anderen Worten kann die Spannungsentlastungsschicht 660 in Kontakt mit der Endfläche der zweiten Leiterschicht 642 stehen. Die Dicke der Spannungsentlastungsschicht 660 kann geringer als die Dicke der ersten Leiterschicht 641 sein. Die Spannungsentlastungsschicht 660 kann zum Beispiel durch Bilden eines Vorsprungsabschnitts auf dem dielektrischen Film 630 und Verändern des Vorsprungsabschnitts ausgebildet sein. Alternativ kann ein Isoliermaterial auf dem dielektrischen Film 730 abgeschieden sein.
<Siebte Ausführungsform>
Eine Konfiguration eines Kondensators 700 gemäß einer siebten Ausführungsform werden unter Bezugnahme auf die 14 und 15 beschrieben. 14 ist eine Querschnittsansicht zur schematischen Veranschaulichung der Konfiguration des Kondensators gemäß der siebten Ausführungsform. 15 ist eine Querschnittsansicht zur schematischen Veranschaulichung eines Modifizierungsbeispiels der Konfiguration des Kondensators gemäß der siebten Ausführungsform.
Der Kondensator 700 gemäß der siebten Ausführungsform weist ähnlich dem Kondensator 600 gemäß der sechsten Ausführungsform auf ein Basiselement 710, einen ersten Leiterfilm 720, einen dielektrischen Film 730, einen zweiten Leiterfilm 740 mit einer ersten Leiterschicht 741 und einer zweiten Leiterschicht 742, einen Schutzfilm 750 und eine Spannungsentlastungsschicht 760. Das Basiselement 710 weist eine erste Hauptoberfläche 710A auf, welche sich auf der Seite des dielektrischen Films 730 befindet, und weist eine zweite Hauptoberfläche 710B auf, welche sich auf der Seite des ersten Leiterfilms 720 befindet, und ein Grabenabschnitt 711 ist auf der Seite der ersten Hauptoberfläche 710A des Basiselements 710 ausgebildet. Der dielektrische Film 730 weist eine Oberseite 730A auf, welche sich auf der Seite des zweiten Leiterfilms 740 befindet.
Der Kondensator 700 gemäß der siebten Ausführungsform unterscheidet sich von dem Kondensator 600 gemäß der sechsten Ausführungsform darin, dass die Spannungsentlastungsschicht 760 in einem Bereich innerhalb der ersten Leiterschicht 741 bereitgestellt ist. Die Spannungsentlastungsschicht 760 ist zwischen der ersten Leiterschicht 741 und dem dielektrischen Film 730 bereitgestellt. In einer Aufsicht auf die erste Hauptoberfläche 710A des Basiselements 710 aus betrachtet stimmt die äußere Endfläche der Spannungsentlastungsschicht 760 mit der Endfläche der ersten Leiterschicht 741 überein und die Oberseite der Spannungsentlastungsschicht 760 ist mit der ersten Leiterschicht 741 bedeckt.
In dem in 14 veranschaulichten Konfigurationsbeispiel ist die Spannungsentlastungsschicht 760 außerhalb des Grabenabschnitts 711 bereitgestellt. Die Spannungsentlastungsschicht 760 ist zum Beispiel durch Oxidieren eines Teils der ersten Leiterschicht 741 ausgebildet. In dem Fall, in dem ein Teil der ersten Leiterschicht 741 oxidiert ist, kann Sauerstoff in der Atmosphäre der freiliegenden Endfläche der ersten Leiterschicht 741 zugeführt werden und der Sauerstoff in dem dielektrischen Film 730 kann der Unterseite der ersten Leiterschicht 741 zugeführt werden.
In dem in 15 veranschaulichten Modifizierungsbeispiel ist die Spannungsentlastungsschicht 760 in einem Bereich bereitgestellt, welcher das Innere des Grabenabschnitts 711 umfasst. Innerhalb des Grabenabschnitts 711 ist die Spannungsentlastungsschicht 760 entlang der Oberseite 730A des dielektrischen Films 730 zylinderförmig ausgebildet. Ferner kann die Spannungsentlastungsschicht 760 so bereitgestellt sein, dass sie sich in einer Aufsicht auf die erste Hauptoberfläche 710A des Basiselements 710 aus betrachtet mit der gesamten ersten Leiterschicht 741 oder der zweiten Leiterschicht 742 überschneidet.
<Achte Ausführungsform>
Eine Konfiguration eines Kondensators 800 gemäß einer achten Ausführungsform wird unter Bezugnahme auf 16 beschrieben. 16 ist eine Querschnittsansicht zur schematischen Veranschaulichung der Konfiguration des Kondensators gemäß der siebten Ausführungsform.
Der Kondensator 800 gemäß der achten Ausführungsform weist ähnlich dem Kondensator 600 gemäß der sechsten Ausführungsform auf ein Basiselement 810, einen ersten Leiterfilm 820, einen dielektrischen Film 830, einen zweiten Leiterfilm 840 mit einer ersten Leiterschicht 841 und einer zweiten Leiterschicht 842, einen Schutzfilm 850, eine Spannungsentlastungsschicht 860 und einen Spannungsentlastungsbereich 860. Der Spannungsentlastungsbereich 860 ist ein Aspekt des Spannungsentlastungsabschnitts und entspricht der Spannungsentlastungsschicht 660 in der sechsten Ausführungsform. Das Basiselement 810 weist eine erste Hauptoberfläche 810A auf, welche sich auf der Seite des dielektrischen Films 830 befindet, und weist eine zweite Hauptoberfläche 810B auf, welche sich auf der Seite des ersten Leiterfilms 820 befindet, und ein Grabenabschnitt 811 ist auf der Seite der ersten Hauptoberfläche 810A des Basiselements 810 ausgebildet. Der dielektrische Film 830 weist eine Oberseite 830A auf, welche sich auf der Seite des zweiten Leiterfilms 840 befindet.
Der Kondensator 800 gemäß der achten Ausführungsform unterscheidet sich von dem Kondensator 600 gemäß der sechsten Ausführungsform darin, dass der Spannungsentlastungsbereich 860 innerhalb des dielektrischen Films 830 ausgebildet ist. Der Spannungsentlastungsbereich 860 ist in einem Abschnitt ausgebildet, welcher die Oberseite des dielektrischen Films 830 umfasst. In einer Aufsicht auf die erste Hauptoberfläche 810A des Basiselements 810 ist der Spannungsentlastungsbereich 860 von einem Bereich innerhalb des zweiten Leiterfilms 840 zu einem Bereich außerhalb des zweiten Leiterfilms 840 ausgebildet und überschneidet sich mit der Endfläche des zweiten Leiterfilms 840. Der Spannungsentlastungsbereich 860 ist zum Beispiel durch Implantieren einer Störstelle in den dielektrischen Film 830 ausgebildet. Die Störstellenimplantation wird zum Beispiel durch eine Ionendotierungsbehandlung auf der Oberseite 830A des dielektrischen Films 830 nach Bereitstellung der ersten Leiterschicht 841 oder der zweiten Leiterschicht 842 ausgeführt.
In einer Aufsicht auf die Hauptoberfläche 810A des Basiselements 810 kann der Spannungsentlastungsbereich, wenn sich der Spannungsentlastungsbereich 860 mit der Endfläche des zweiten Leiterfilms 840 überschneidet, in dem Außenbereich bereitgestellt sein, ohne in dem Bereich innerhalb des zweiten Leiterfilms 840 bereitgestellt zu sein. Mit anderen Worten kann die Endfläche auf der Seite des Grabenabschnitts 811 des Spannungsentlastungsbereichs 860 in einer Aufsicht auf die Hauptoberfläche 810A des Basiselements 810 mit der Endfläche des zweiten Leiterfilms 840 deckungsgleich sein. Ähnlich dem in 15 veranschaulichten Modifizierungsbeispiels der siebten Ausführungsform kann der Spannungsentlastungsbereich 860 in einem Beriech ausgebildet sein, welcher das Innere des Grabenabschnitts 811 umfasst.
Wie oben beschrieben ist der Kondensator 100 gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung bereitgestellt, ferner aufweisend: das Basiselement 110 mit der ersten Hauptoberfläche 110A und der zweiten Hauptoberfläche 110B, welche einander gegenüberliegen, und den Grabenabschnitt 111, welcher auf einer Seite der ersten Hauptoberfläche 110A ausgebildet ist; den dielektrische Film 130, welcher in einem Bereich bereitgestellt ist, welcher ein Inneres des Grabenabschnitts 111 auf der Seite der ersten Hauptoberfläche 110A des Basiselements 110 umfasst; den Leiterfilm 140 aufweisend die erste Leiterschicht 141, welche auf dem dielektrischen Film 130 bereitgestellt ist, welcher der Bereich umfassend das Innere des Grabenabschnitts 111 ist, und die zweite Leiterschicht 142, welche auf der ersten Leiterschicht 141 bereitgestellt ist; und die Spannungsentlastungsschicht 160, welche in Kontakt mit zumindest einem Teil des Endabschnitts der ersten Leiterschicht 141 bereitgestellt ist; wobei die Dicke T6 der Spannungsentlastungsschicht 160 außerhalb des Grabenabschnitts 111 der ersten Hauptoberfläche 110A des Basiselements 110 geringer als die Dicke T4 des Leiterfilms 140 ist.
Ferner ist der Kondensator 100 gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung bereitgestellt, ferner aufweisend: das Basiselement 110 mit der ersten Hauptoberfläche 110A und der zweiten Hauptoberfläche 110B, welche einander gegenüberliegen, und den Grabenabschnitt 111, welcher auf einer Seite der ersten Hauptoberfläche 110A ausgebildet ist; den dielektrische Film 130, welcher in einem Bereich bereitgestellt ist, welcher ein Inneres des Grabenabschnitts 111 auf der Seite der ersten Hauptoberfläche 110A des Basiselements 110 umfasst; den Leiterfilm 140 aufweisend die erste Leiterschicht 141, welche auf dem dielektrischen Film 130 bereitgestellt ist, welcher der Bereich umfassend das Innere des Grabenabschnitts 111 ist, und die zweite Leiterschicht 142, welche auf der ersten Leiterschicht 141 bereitgestellt ist; und die Spannungsentlastungsschicht 160, welche in Kontakt mit zumindest einem Teil des Endabschnitts der ersten Leiterschicht 141 bereitgestellt ist; wobei eine Richtung einer Restspannung der Spannungsentlastungsschicht 160 einer Richtung einer Restspannung der zweiten Leiterschicht 142 gegenüberliegt.
Gemäß dem oben genannten Aspekt ist es möglich, die Übertragung der Eigenspannung, welche sich an dem Endabschnitt der zweiten Leiterschicht zu dem dielektrischen Film konzentriert, zu vermindern und die Reduzierung von Isoliereigenschaften, welche auf die Beschädigung des dielektrischen Films oder die Fehlfunktion aufgrund des Kurzschlusses der oberen Elektrode und der unteren Elektrode zurückzuführen ist, zu unterbinden. Mit anderen Worten kann selbst im Fall eines Grabenkondensators, in dem im Vergleich mit einem Kondensator, in welchem die obere Elektrode und die untere Elektrode flach sind, der dielektrische Film mit hoher Wahrscheinlichkeit beschädigt wird, die Zuverlässigkeit des Kondensators verbessert sein.
Die Spannungsentlastungsschicht 660 kann in dem dielektrischen Film 630 auf der Oberseite 630A, welche der ersten Leiterschicht gegenüberliegt, bereitgestellt sein. Demnach ist die Spannungsentlastungsschicht in dem Übertragungsweg der Eigenspannung von dem ersten Leiterfilm zu dem dielektrischen Film angeordnet ist, wodurch es möglich ist, die Beschädigung des dielektrischen Films effektiver zu unterbinden.
Die Spannungsentlastungsschicht 760 kann in einer Aufsicht auf die Hauptoberfläche 710A des Basiselements 710 in dem Bereich innerhalb der ersten Leiterschicht 741 bereitgestellt sein.
Die Spannungsentlastungsschicht 760 kann auch in einem Bereich bereitgestellt sein, welcher das Innere des Grabenabschnitts 711 umfasst. Demnach kann die Spannung des zweiten Leiterfilms über einen weiten Bereich vermindert sein, eine Beschädigung des dielektrischen Films kann ferner unterbunden sein. Ferner kann, da die Spannungsentlastungsschicht so bereitgestellt ist, dass sie den Ecken des Grabenabschnitts gegenüberliegt, an welchem Spannung mit hoher Wahrscheinlichkeit konzentriert ist, eine Beschädigung des dielektrischen Films an den Ecken des Grabenabschnitts unterbunden sein.
Die Spannungsentlastungsschicht 660 kann in einer Aufsicht auf die erste Hauptoberfläche 610A des Basiselements 610 in dem Bereich außerhalb der ersten Leiterschicht 641 bereitgestellt sein.
Der Spannungsentlastungsbereich 860 kann innerhalb des dielektrischen Films 830 ausgebildet sein.
In einer Aufsicht auf die erste Hauptoberfläche 610A des Basiselements 610 kann die Endfläche der ersten Leiterschicht 641 mit der Endfläche der zweiten Leiterschicht 642 übereinstimmen.
Die Endfläche der ersten Leiterschicht 141 kann sich in einer Aufsicht auf die erste Hauptoberfläche 110A des Basiselements 110 außerhalb der zweiten Leiterschicht 142 befinden.
Die Spannungsentlastungsschicht 160 kann in Kontakt mit zumindest der Oberseite und der Endfläche der ersten Leiterschicht 141 bereitgestellt sein.
Die Spannungsentlastungsschicht 260 kann die gesamte Oberseite des Endabschnitts der ersten Leiterschicht 241 bedecken.
Die Spannungsentlastungsschicht 360 kann die gesamte Endfläche des Endabschnitts der ersten Leiterschicht 341 bedecken.
Die Spannungsentlastungsschicht 360 steht nicht zwangsläufig in Kontakt mit der zweiten Leiterschicht 342. Selbst wenn die Spannungsentlastungsschicht von dem Endabschnitt der zweiten Leiterschicht getrennt ist, an welcher Eigenspannung konzentriert ist, steht die Spannungsentlastungsschicht in Kontakt mit dem Endabschnitt der ersten Leiterschicht, welche der Übertragungsweg der Eigenspannung ist, wodurch es möglich ist, die Übertragung der Eigenspannung auf den dielektrischen Film.
Die Spannungsentlastungsschicht 560 kann zwischen der ersten Leiterschicht 541 und der zweiten Leiterschicht 542 bereitgestellt sein. Dementsprechend ist es wirksamer, die Übertragung von Eigenspannung, welche an dem Endabschnitt der ersten Leiterschicht konzentriert ist, an den dielektrischen Film zu verhindern.
Die zweite Leiterschicht 142 kann eine Zugspannung aufweisen und die Spannungsentlastungsschicht 160 kann eine Druckspannung aufweisen. Demnach kann zumindest ein Teil der Zugspannung der zweiten Leiterschicht durch die Druckspannung der Spannungsentlastungsschicht ausgeglichen sein.
Die erste Leiterschicht 141 kann aus einem Halbleiter auf Siliziumbasis hergestellt sein, welcher Phosphor und/oder Bor und/oder Arsen als Störstelle enthält. Demnach ist es in dem Fall, in dem das Basiselement ein niederohmiges Siliziumsubstrat ist, möglich, die in der ersten Leiterschicht erzeugte thermische Eigenspannung auf dem Basiselement zu reduzieren.
Die Spannungsentlastungsschicht 160 kann aus einem Si-Oxid hergestellt sein, welches Phosphor und/oder Bor und/oder Arsen als Störstelle enthält. Demnach ist es möglich, als die Spannungsentlastungsschicht einen Oxidfilm zu verwenden, welcher auf der Oberfläche durch thermisches Oxidieren der ersten Leiterschicht ausgebildet ist, welche aus dem Halbleiter auf Siliziumbasis hergestellt ist, welcher Phosphor und/oder Bor und/oder Arsen als die Störstelle enthält. Daher kann die Herstellung im Vergleich zu der Spannungsentlastungsschicht, welche durch Vakuumabscheidung oder dergleichen bereitgestellt ist, vereinfacht sein. Ferner kann die Haftung der Spannungsentlastungsschicht an die erste Leiterschicht verbessert sein.
Die Spannungsentlastungsschicht 160 kann aus Siliziumnitrid hergestellt sein, welches Wasserstoff als Störstelle enthält. Demnach ist es möglich, die ähnliche Wirkung wie die oben beschriebene Wirkung zu erzielen.
Ferner kann sie den Schutzfilm 150 aufweisen, welcher so bereitgestellt ist, dass zumindest ein Teil der zweiten Leiterschicht 142 ausgelassen wird. Demnach ist es möglich die durch Kriechentladung hervorgerufene Erzeugung des Leckstroms zu unterbinden, um die Spannungsfestigkeit des Kondensators zu erhöhen.
Wie oben beschrieben ist gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Kondensators bereitgestellt, umfassend die Schritte zur: Vorbereitung des Basiselements 110 mit der ersten Hauptoberfläche 110A und der zweiten Hauptoberfläche 110B, welche einander gegenüberliegen; Bildung des Grabenabschnitts 111 auf der Seite der ersten Hauptoberfläche 110A des Basiselements 110; Bereitstellung des dielektrischen Films 130 in einem Bereich, welcher ein Inneres des Grabenabschnitts 111 auf der Seite der ersten Hauptoberfläche 110A des Basiselements 110 umfasst; Bereitstellung der ersten Leiterschicht 141 auf dem dielektrischen Film 130 in einem Bereich, welcher das Innere des Grabenabschnitts 111 umfasst; Bereitstellung der Spannungsentlastungsschicht 160, sodass sie in Kontakt mit zumindest einem Teil des Endabschnitts der ersten Leiterschicht 141 steht; und Bereitstellung der zweiten Leiterschicht 142 auf der ersten Leiterschicht 141, wobei die Dicke T6 der Spannungsentlastungsschicht 160 außerhalb des Grabenabschnitts 111 der ersten Hauptoberfläche 110A des Basiselements 110 geringer als die Dicke T4 des Leiterfilms 140 ist, welcher aus der ersten Leiterschicht 141 und der zweiten Leiterschicht 142 hergestellt ist.
Gemäß dem oben genannten Aspekt ist es möglich, die Übertragung der Eigenspannung, welche an dem Endabschnitt der zweiten Leiterschicht zu dem dielektrischen Film konzentriert ist, zu vermindern und die Reduzierung von Isoliereigenschaften, welche auf die Beschädigung des dielektrischen Films oder der Fehlfunktion aufgrund des Kurzschlusses der oberen Elektrode und der unteren Elektrode zurückzuführen ist, zu unterbinden. Mit anderen Worten kann die Zuverlässigkeit des Kondensators selbst im Fall eines Grabenkondensators, in dem im Vergleich mit einem Kondensator, in welchem die obere Elektrode und die untere Elektrode flach sind, der dielektrische Film mit hoher Wahrscheinlichkeit beschädigt wird, erhöht werden.
Die erste Leiterschicht 141 wird aus einem Halbleiter auf Siliziumbasis hergestellt, welcher Phosphor und/oder Bor und/oder Arsen als die Störstelle enthält, und der Schritt zur Bereitstellung der Spannungsentlastungsschicht 160 kann einen Schritt zur Bereitstellung eines Si-Oxids durch thermisches Oxidieren des Halbleiters auf Siliziumbasis umfassen. Demnach ist es möglich, als die Spannungsentlastungsschicht einen Oxidfilm zu verwenden, welcher auf der Oberfläche durch thermisches Oxidieren der ersten Leiterschicht ausgebildet ist, welche aus dem Halbleiter auf Siliziumbasis hergestellt ist, welcher Phosphor und/oder Bor und/oder Arsen als die Störstelle enthält. Daher kann die Herstellung im Vergleich zu der Spannungsentlastungsschicht, welche durch Vakuumabscheidung oder dergleichen bereitgestellt ist, vereinfacht sein. Ferner kann die Haftung der Spannungsentlastungsschicht an die erste Leiterschicht verbessert sein.
Die erste Leiterschicht 141 wird aus einem Halbleiter auf Siliziumbasis hergestellt, welcher Phosphor und/oder Bor und/oder Arsen als Störstelle enthält, und der Schritt zur Bereitstellung der Spannungsentlastungsschicht 160 kann einen Schritt zur Abscheidung von Siliziumnitrid auf den Halbleiter auf Siliziumbasis umfassen. Demnach ist es möglich, die Wirkung ähnlich der oben beschriebenen Wirkung zu erzielen.
Das Verfahren kann ferner einen Schritt zur Bereitstellung des Schutzfilms 150 auf der Spannungsentlastungsschicht 160 und der zweiten Leiterschicht 142 umfassen. Demnach ist es möglich, die Erzeugung des durch Kriechentladung hervorgerufenen Leckstroms zu unterbinden und die Spannungsfestigkeit des Kondensators zu erhöhen.
Wie oben beschrieben ist es gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung möglich, einen Kondensator bereitzustellen, dessen Zuverlässigkeit erhöht sein kann.
Es sei angemerkt, dass jede der oben beschriebenen Ausführungsformen dazu dient, das Verständnis der vorliegenden Erfindung zu erleichtern und nicht darauf abzielt, die vorliegende Erfindung zu beschränken. Die vorliegende Erfindung kann modifiziert und verbessert werden, ohne vom Geist der Erfindung abzuweichen und Äquivalente davon sind ebenfalls von der vorliegenden Erfindung umfasst. Das heißt, diejenigen, die mittels entsprechender Modifizierung von Ausführungen der jeweiligen Ausführungsformen durch einen Fachmann erlangt wurden, sind im Rahmen der vorliegenden Erfindung inbegriffen, sofern sie die Merkmale der vorliegenden Erfindung umfassen. Zum Beispiel sind jedes der von den Ausführungsformen umfassten Elemente sowie deren Anordnungen, Material, Zustand, Form, Größe und dergleichen nicht auf die beispielhaft dargestellten beschränkt und können entsprechend geändert werden. Ferner kann jedes der von jeder Ausführungsform umfassten Elemente kombiniert werden, sofern dies technisch möglich ist, und eine Kombination davon enthält den Schutzumfang der vorliegenden Erfindung, sofern dieser die Merkmale der vorliegenden Erfindung umfasst.
Bezugszeichenliste

100:: Kondensator
101:: Erster Bereich
102:: Zweiter Bereich
110:: Basiselement
110A:: Erste Hauptoberfläche
110B:: Zweite Hauptoberfläche
111:: Grabenabschnitt
120:: Erster Leiterfilm
130:: Dielektrischer Film
131:: Erste dielektrische Schicht
132:: Zweite dielektrische Schicht
140:: Zweiter Leiterfilm
141:: Erste Leiterschicht
142:: Zweite Leiterschicht
150:: Schutzfilm
160:: Spannungsentlastungsschicht

Claims

Kondensator, aufweisend: ein Basiselement mit einer ersten Hauptoberfläche und einer zweiten Hauptoberfläche, welche einander gegenüberliegen, und einem Grabenabschnitt, welcher auf einer Seite der ersten Hauptoberfläche ausgebildet ist; einen dielektrischen Film, welcher in einem Bereich bereitgestellt ist, welcher ein Inneres des Grabenabschnitts auf der Seite der ersten Hauptoberfläche des Basiselements umfasst; einen Leiterfilm, aufweisend eine erste Leiterschicht, welche auf dem dielektrischen Film bereitgestellt ist, welcher der Bereich umfassend das Innere des Grabenabschnitts ist, und eine zweite Leiterschicht, welche auf der ersten Leiterschicht bereitgestellt ist; und einen Spannungsentlastungsabschnitt, welcher in Kontakt mit zumindest einem Teil eines Endabschnitts der ersten Leiterschicht bereitgestellt ist, wobei eine Dicke des Spannungsentlastungsabschnitts außerhalb des Grabenabschnitts der ersten Hauptoberfläche des Basiselements geringer als eine Dicke des Leiterfilms ist.
Kondensator, aufweisend: ein Basiselement mit einer ersten Hauptoberfläche und einer zweiten Hauptoberfläche, welche einander gegenüberliegen, und einem Grabenabschnitt, welcher auf einer Seite der ersten Hauptoberfläche ausgebildet ist; einen dielektrischen Film, welcher in einem Bereich bereitgestellt ist, welcher ein Inneres des Grabenabschnitts auf der Seite der ersten Hauptoberfläche des Basiselements umfasst; einen Leiterfilm aufweisend eine erste Leiterschicht, welche auf dem dielektrischen Film bereitgestellt ist, welche der Bereich umfassend das Innere des Grabenabschnitts ist, und eine zweite Leiterschicht, welche auf der ersten Leiterschicht bereitgestellt ist; und einen Spannungsentlastungsabschnitt, welcher in Kontakt mit zumindest einem Teil eines Endabschnitts der ersten Leiterschicht bereitgestellt ist, wobei eine Richtung einer Restspannung des Spannungsentlastungsabschnitts einer Richtung einer Restspannung der zweiten Leiterschicht gegenüberliegt.
Kondensator nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Spannungsentlastungsabschnitt auf einer Oberseite bereitgestellt ist, welche der ersten Leiterschicht des dielektrischen Films gegenüberliegt.
Kondensator nach Anspruch 3, wobei der Spannungsentlastungsabschnitt, in einer Aufsicht auf die erste Hauptoberfläche des Basiselements betrachtet, in einem Bereich innerhalb der ersten Leiterschicht bereitgestellt ist.
Kondensator nach Anspruch 4, wobei der Spannungsentlastungsabschnitt in einem Bereich umfassend das Innere des Grabenabschnitts bereitgestellt ist.
Kondensator nach Anspruch 3, wobei der Spannungsentlastungsabschnitt, in einer Aufsicht auf die erste Hauptoberfläche des Basiselements betrachtet, in einem Bereich außerhalb der ersten Leiterschicht bereitgestellt ist.
Kondensator nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Spannungsentlastungsabschnitt innerhalb des dielektrischen Films ausgebildet ist.
Kondensator nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei eine Endfläche der ersten Leiterschicht, in einer Aufsicht auf die erste Hauptoberfläche des Basiselements betrachtet, mit einer Endfläche der zweiten Leiterschicht deckungsgleich ist.
Kondensator nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei sich die Endfläche der ersten Leiterschicht, in einer Aufsicht auf die erste Hauptoberfläche des Basiselements betrachtet, außerhalb der zweiten Leiterschicht befindet.
Kondensator nach Anspruch 9, wobei der Spannungsentlastungsabschnitt in Kontakt mit der Oberseite und/oder der Endfläche der ersten Leiterschicht bereitgestellt ist.
Kondensator nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei der Spannungsentlastungsabschnitt mit der zweiten Leiterschicht nicht in Kontakt steht.
Kondensator nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei der Spannungsentlastungsabschnitt zwischen der ersten Leiterschicht und der zweiten Leiterschicht bereitgestellt ist.
Kondensator nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei die erste Leiterschicht aus einem Halbleiter auf Siliziumbasis hergestellt ist, welcher Phosphor und/oder Bor und/oder Arsen als Störstelle enthält.
Kondensator nach Anspruch 13, wobei der Spannungsentlastungsabschnitt aus Siliziumoxid hergestellt ist, welches Phosphor und/oder Bor und/oder Arsen als Störstelle enthält.
Kondensator nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei der Spannungsentlastungsabschnitt aus Siliziumnitrid hergestellt ist, welches Wasserstoff als Störstelle enthält.
Kondensator nach einem der Ansprüche 1 bis 15, ferner aufweisend einen Schutzfilm, welcher bereitgestellt ist, so dass zumindest ein Teil der zweiten Leiterschicht vermieden ist.