CN114830273B - 电子零件及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明的目的在于，在具有电容器的电子零件中，通过缓和电介质膜的应力，防止下部电极与电介质膜的界面的剥离。电子零件(1)包括：设置在基板(2)的主面上、构成下部电极的导体图案(15)；覆盖导体图案(15)的上表面(15t)和侧面(15s)的电介质膜(4)；和隔着电介质膜(4)层叠于导体图案(15)的上表面(15t)、构成上部电极的导体图案(18)。电介质膜(4)除去与基板(2)的主面平行的部分的至少一部分。这样，电介质膜中与基板的主面平行的部分的至少一部分被除去，因此应力因被除去的部分而缓和。由此防止下部电极与电介质膜的界面的剥离。
Description
技术领域
本发明涉及电子零件及其制造方法，特别涉及具有电容器的电子零件及其制造方法。
背景技术
在专利文献1和2中，公开有在基板上形成有电容器和电感器的电子零件。专利文献1和2中记载的电容器由下部电极、覆盖下部电极的电介质膜和隔着电介质膜与下部电极相对的上部电极构成。在这种电子零件中，作为下部电极或上部电极的材料使用铜等良导体，作为电介质膜的材料使用氮化硅等无机绝缘材料。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2007-142109号公报
专利文献2：日本特开2008-34626号公报
发明内容
发明所要解决的问题
但是，由于氮化硅等无机绝缘材料应力强，当在基板的整个面进行形成时，存在因应力而产生剥离的情况。这样的剥离在作为下部电极的上表面与侧面的终端部的角部最为明显，存在以角部为起点产生的剥离进行传导的情况。电介质膜的剥离不仅会降低产品的可靠性，而且根据情况还存在电容脱离设计值发生变化的问题。这样的问题不仅是使用无机绝缘材料作为电介质膜的材料的情况下，而且是使用应力强的材料的情况下共同产生的问题。
因此，本发明的目的在于，在具有电容器的电子零件中，通过缓和电介质膜的应力，防止下部电极与电介质膜的界面的剥离。
用于解决问题的方式
本发明的电子零件的特征在于，包括：设置在基板的主面上的下部电极；至少覆盖下部电极的上表面和侧面的电介质膜；和隔着电介质膜层叠于下部电极的上表面的上部电极，电介质膜被除去与基板的主面平行的部分的至少一部分。
根据本发明，电介质膜中与基板的主面平行的部分的至少一部分被除去，因此应力因被除去的部分而缓和。由此，能够防止下部电极与电介质膜的界面的剥离。
在本发明中，电介质膜也可以被除去覆盖作为下部电极的上表面与侧面的终端部的角部的部分的至少一部分。由此，能够防止应力容易集中的角部的剥离。
在本发明中，电介质膜也可以包含不隔着上部电极而覆盖下部电极的上表面的第一部分，第一部分的至少一部分被除去。由此，能够有效地防止下部电极的上表面与电介质膜的界面的剥离。
在本发明中，电介质膜也可以还包含不隔着下部电极而覆盖基板的主面的第二部分，第二部分的至少一部分被除去。由于电介质膜的第二部分面积大，所以能够通过将其至少一部分除去，有效地缓和应力。
本发明的电子零件也可以包括在设置有上部电极的区域覆盖上部电极、在未设置上部电极的区域覆盖电介质膜的钝化膜，由电介质膜和钝化膜构成的层叠膜被除去与基板的主面平行的部分的至少一部分。由电介质膜和钝化膜构成的层叠膜产生更强的应力，因此能够通过将层叠膜中与基板的主面平行的部分的至少一部分除去，来缓和应力。在这种情况下，也可以电介质膜和钝化膜均由为无机绝缘材料构成。在电介质膜和钝化膜双方都由无机绝缘材料构成的情况下，在层叠膜产生更强的应力，在这种情况下也能够缓和应力而防止剥离。
本发明的电子零件也可以还包括与下部电极位于相同导体层的电感器图案，除去位于电感器图案的上表面的电介质膜的至少一部分。由此，能够提供可靠性高的LC薄膜。
本发明的电子零件的制造方法的特征在于，包括：在基板的主面上形成下部电极的工序；在基板的主面上，以及，在下部电极的上表面和侧面形成电介质膜的工序；形成隔着电介质膜与下部电极的上表面相对的上部电极的工序；和将位于基板的主面上或者下部电极的上表面的电介质膜的至少一部分除去的工序。
根据本发明，将位于基板的主面上或者下部电极的上表面的电介质膜的至少一部分除去，由此电介质膜的应力缓和。由此，能够防止下部电极与电介质膜的界面的剥离。
本发明的电子零件的制造方法还包括形成覆盖上部电极和电介质膜的钝化膜的工序，除去的工序通过将位于基板的主面上或者下部电极的上表面的电介质膜和由钝化膜构成的层叠膜的至少一部分除去来进行。由此，能够缓和产生更强的应力的层叠膜的应力。
发明的效果
这样，根据本发明，在具有电容器的电子零件中，因为电介质膜的应力缓和，所以能够防止下部电极与电介质膜的界面的剥离。
附图说明
图1是用于说明本发明的一个实施方式的电子零件1的结构的概略俯视图。
图2是沿着图1的A-A线的概略截面图。
图3是用于说明导体层M1、MM的图案形状的概略俯视图。
图4是用于说明导体层M2的图案形状的概略俯视图。
图5是电子零件1的等价电路图。
图6是电容器C的放大俯视图。
图7(a)是第一变形例的电容器C的放大俯视图，图7(b)是沿着B-B线的概略截面图。
图8(a)是第二变形例的电容器C的放大俯视图，图8(b)是沿着C-C线的概略截面图。
图9是第三变形例的电容器C的放大俯视图。
图10是用于说明电子零件1的制造方法的工序图。
图11是用于说明电子零件1的制造方法的工序图。
图12是用于说明电子零件1的制造方法的工序图。
图13是用于说明电子零件1的制造方法的工序图。
图14是用于说明电子零件1的制造方法的工序图。
图15是用于说明电子零件1的制造方法的工序图。
图16是用于说明电子零件1的制造方法的工序图。
图17是用于说明电子零件1的制造方法的工序图。
图18是用于说明电子零件1的制造方法的工序图。
图19是用于说明电子零件1的制造方法的工序图。
图20是用于说明电子零件1的制造方法的工序图。
图21是用于说明电子零件1的制造方法的工序图。
图22是用于说明电子零件1的制造方法的工序图。
具体实施方式
以下，参照附图，对本发明的优选实施方式进行详细说明。
图1是用于说明本发明的一个实施方式的电子零件1的结构的概略俯视图。此外，图2是沿着图1的A-A线的概略截面图。
本实施方式的电子零件1为LC滤波器，如图1和图2所示那样，包括基板2以及形成于基板2的主面上的导体层M1、MM、M2和绝缘层6。导体层M1、MM的图案形状如图3所示，导体层M2的图案形状如图4所示。作为基板2的材料，只要是化学/热稳定地应力产生少，能够保持表面的平滑性的材料即可，没有特别限定，能够使用硅单晶、氧化铝、蓝宝石、氮化铝、MgO单晶、SrTiO3单晶、表面氧化硅、玻璃、石英、铁氧体等。基板2的表面被平坦化层3覆盖。作为平坦化层3，能够使用氧化铝、氧化硅等。
导体层M1是位于最下层的导体层，如图3所示那样，包含导体图案11～17。其中，导体图案11～14为端子电极图案，导体图案15为电容器的下部电极，导体图案16为电感器图案。构成下部电极的导体图案15和构成电感器图案的导体图案16的一端经由导体图案17与导体图案11连接。这些导体图案11～17均由与平坦化层3相接的薄的种子层S和设置在种子层S上、膜厚比种子层S大的镀层P构成。位于其它导体层MM、M2的导体图案也一样，由种子层S与镀层P的层叠体构成。
导体图案11～17中，至少构成电容器的下部电极的导体图案15，其上表面15t和侧面15s被电介质膜(电容绝缘膜)4覆盖。不过，导体图案15的上表面15t并不整体被电介质膜4覆盖，一部分从电介质膜4露出。另一方面，导体图案15的侧面15s，除角部15c的附近以外的几乎整个面被电介质膜4覆盖。导体图案16，上表面16t的整个面从电介质膜4露出，侧面16s除角部16c的附近的几乎整个面被电介质膜4覆盖。
在导体图案15的上表面，隔着电介质膜4形成有导体图案18。导体图案18属于位于导体层M1与导体层M2之间的导体层MM，构成电容器的上部电极。由此，形成以导体图案15为下部电极、以导体图案18为上部电极的电容器。导体层M1和导体层MM隔着钝化膜5被绝缘层6覆盖。电介质膜4和钝化膜5构成层叠膜7。在本实施方式中，电介质膜4和钝化膜5均由无机绝缘材料构成。构成电介质膜4的无机绝缘材料与构成钝化膜5的无机绝缘材料，既可以为相同的材料，也可以为不同的材料。
导体层M2为设置在绝缘层6的表面的第2层的导体层，如图4所示那样，包含导体图案21～27。其中，导体图案21～24为端子电极图案，导体图案25为电容器的引出电极，导体图案26为电感器图案。导体图案25经由设置在绝缘层6的通孔25a与作为上部电极的导体图案18连接，并且与导体图案22连接。此外，构成电感器图案的导体图案26的一端经由设置在绝缘层6的通孔26a与导体图案16的另一端连接，导体图案26的另一端经由导体图案27与导体图案23、24连接。进一步，导体图案21～24经由设置在绝缘层6的通孔21a～24a分别与导体图案11～14连接。
图5是本实施方式的电子零件1的等效电路图。
如图5所示，本实施方式的电子零件1具有在导体图案21与导体图案22之间连接有电容器C，在导体图案21与导体图案23、24之间连接有电感器L的电路结构。电容器C由作为下部电极的导体图案15、作为上部电极的导体图案18和位于导体图案15、18间的电介质膜4构成。
图6是电容器C的放大俯视图。
如图6所示，在俯视中，令作为下部电极的导体图案15的宽度为W1，电介质膜4和钝化膜5的宽度为W2，作为上部电极的导体图案18的宽度为W3的情况下，在本实施方式中满足W1＞W2＞W3。由此，导体图案15的上表面15t中，与导体图案18重叠的部分被电介质膜4覆盖，而不与导体图案18重叠的部分的一部分不被电介质膜4和钝化膜5的层叠膜7覆盖而露出。特别是在图6所示的例子中，作为导体图案15的上表面15t与侧面15s的终端部的角部15c全部不被电介质膜4和钝化膜5的层叠膜7覆盖而露出。
由此，应力因被除去层叠膜7的部分而缓和，因此不易产生导体图案15与电介质膜4的界面的剥离。特别是层叠膜7中，在覆盖导体图案15的角部15c的部分应力集中，由此容易以该部分为起点发生剥离，而在图6所示的例子中，因为导体图案15的角部15c全部露出，所以能够防止以角部为起点的剥离。
此外，如图2所示，在与基板2的主面平行的其它部分，即平坦化层3的表面或构成电感器图案的导体图案16的上表面16t形成的层叠膜7也被除去，由此防止起因于电介质膜4的剥离的可靠性的下降。与此相对，与基板2的主面垂直的部分，即构成导体层M1的导体图案11～17的侧面被层叠膜7覆盖，因此导体图案11～17的侧面受到层叠膜7保护。
不过，削除电介质膜4和钝化膜5的层叠膜7的位置并不限定于此。以下，说明几个变形例。
图7(a)是第一变形例的电容器C的放大俯视图，图7(b)是沿着B-B线的概略截面图。
在图7所示的例子中，在电介质膜4和钝化膜5的层叠膜7中，覆盖导体图案15的上表面15t的部分设置有狭缝SL1，在该部分，导体图案15的上表面15t从层叠膜7露出。狭缝SL1以在俯视中包围作为上部电极的导体图案18的方式呈环形形成。这样的结构也能够利用狭缝SL1缓和应力。特别是因为狭缝SL1设置在作为上部电极的导体图案18的附近，所以在例如在覆盖导体图案15的角部15c的部分发生剥离的情况下，该剥离也不会传导至作为电容器C发挥作用的部分。此外，因为导体层M1的大量的部分被电介质膜4和钝化膜5的层叠膜7覆盖，所以导体层M1的保护更加可靠。
图8(a)是第二变形例的电容器C的放大俯视图，图8(b)是沿着C-C线的概略截面图。
在图8所示的例子中，在电介质膜4和钝化膜5的层叠膜7中，包围导体图案15的部分，即隔着平坦化层3形成于基板2的主面上的部分设置有狭缝SL2，这与图7所示的第一变形例不同。设置这样的狭缝SL2，能够缓和在形成于基板2上的大面积的层叠膜7产生的应力。
图9是第三变形例的电容器C的放大俯视图。
在图9所示的例子中，狭缝SL1不连续，这与图7所示的第一变形例不同。如第三变形例例示的那样，狭缝SL1并非一定连续，也可以不连续。
接着，说明本实施方式的电子零件1的制造方法。
图10～图22是用于说明本实施方式的电子零件1的制造方法的工序图。在电子零件1的制造工艺中，使用集合基板获取多个多个电子零件1，不过以下说明的制造工艺着眼于1个电子零件1的制造工艺进行说明。
首先，如图10所示那样，在基板(集合基板)2上使用溅射法等形成平坦化层3，对其表面进行研削或CMP等镜面化处理而平滑化。之后，使用溅射法等在平坦化层3的表面形成种子层S。然后，如图11所示那样，在种子层S上旋涂抗蚀剂层R1后，以使得将要形成导体层M1的区域的种子层S露出的方式，图案形成抗蚀剂层R1。通过在该状态下，进行以种子层S为供电体的电镀，如图12所示那样，在种子层S上形成镀层P。种子层S与镀层P的层叠体构成导体层M1。在图12所示的截面，在导体层M1包含导体图案15、16。
接着，除去图13所示抗蚀剂层R1后，使用酸等的进行湿蚀刻，由此，如图14所示那样，除去被抗蚀剂层R1覆盖的种子层S。然后，如图15所示那样，在包含导体层M1的上表面和侧面在内的整个面成膜电介质膜4。作为电介质膜4，例如在氮化硅(SiNx)、氧化硅(SiOx)等普通电介质材料以外，能够使用公知的强电介质材料等。作为电介质膜4的成膜方法，能够使用溅射法、等离子体CVD法、MOCVD法、溶胶-凝胶法、电子束蒸镀法等。由此，导体图案15的上表面15t、侧面15s和角部15c被电介质膜4全覆盖。导体图案16的上表面16t、侧面16s和角部16c也被电介质膜4全覆盖。
接着，如图16所示那样，通过使用与导体层M1的形成方法相同的方法，在导体图案15的上表面隔着电介质膜4形成导体图案18。导体图案18也由种子层S与镀层P的层叠体构成。由此，完成导体层MM，形成以导体图案15为下部电极、以导体图案18为上部电极的电容器。虽然没有特别限定，但是优选通过使导体层MM的膜厚比导体层M1的膜厚薄来提高导体层MM的加工精度，由此降低起因于加工精度的电容的不均。
接着，如图17所示那样在整个面形成覆盖导体层M1、MM的钝化膜5。由此，作为上部电极的导体图案18被钝化膜5直接覆盖，并且不存在导体图案18的区域被电介质膜4和钝化膜5的层叠膜7覆盖。接着，如图18所示那样，形成覆盖导体图案18的抗蚀剂层R2，在该状态下进行层叠膜7的蚀刻。此时，使未被导体图案18覆盖的导体图案15的上表面15t的一部分从抗蚀剂层R2露出，由此除去覆盖导体图案15的上表面15t的层叠膜7的一部分，在该部分，导体图案15的上表面15t露出。此外，通过预先使导体图案15的角部15c也从抗蚀剂层R2露出，从而导体图案15的角部15c露出。与此相对，导体图案15的侧面15s除角部15c的附近以外，保持大部分被层叠膜7覆盖的状态。构成电感器图案的导体图案16也成为上表面16t和角部16c的层叠膜7被除去，侧面16s被层叠膜7覆盖的状态。进一步，未形成导体层M1的平坦化层3的表面也被除去层叠膜7。
接着，在除去抗蚀剂层R2后，如图19所示那样在整个面形成绝缘层6。接着，图案形成绝缘层6，由此如图20所示那样，在绝缘层6形成通孔25a、26a。在通孔25a底部，覆盖导体图案18的钝化膜5露出，在通孔26a的底部，导体图案16露出。
接着，如图21所示那样，在绝缘层6上形成抗蚀剂层R3，之后在抗蚀剂层R3形成与通孔25a重叠的开口部31。由此，覆盖导体图案18的上表面的钝化膜5通过开口部31露出。在该状态下，进行离子研磨等，由此如图22所示那样，除去在开口部31露出的钝化膜5，使导体图案18的上表面露出。
然后，除去抗蚀剂层R3之后，利用与导体层M1的形成方法相同的方法，在绝缘层6上构成导体层M2，完成具有图2所示的截面的电子零件1。
如以上说明的那样，本实施方式的电子零件1将电介质膜4与钝化膜5的层叠膜7中，与基板2的主面平行的部分的至少一部分除去，因此层叠膜7的应力缓和。由此，能够防止导体层M1与电介质膜4的界面的剥离，特别是下部电极的导体图案15与电介质膜4的界面的剥离。
以上，对本发明的优选实施方式进行了说明，不过本发明并不限定于上述的实施方式，而能够在不脱离本发明的主旨的范围进行各种变更，这些变更当然也包含在本发明的范围内。
例如，在上述实施方式中，以将本发明应用于LC滤波器的情况为例进行了说明，而作为本发明的对象的电子零件并不限定于LC滤波器，也可以应用于其它种类的电子零件。
附图标记的说明
1电子零件
2基板
3平坦化层
4电介质膜
5钝化膜
6绝缘层
7层叠膜
11～18，21～27导体图案
21a～26a通孔
15c，16c角部
15s，16s侧面
15t，16t上表面
31开口部
C电容器
L电感器
M1，MM，M2导体层
P镀层
R1～R3抗蚀剂层
S种子层
SL1，SL2狭缝。
Claims (7)
1.一种电子零件，其特征在于，包括：
设置在基板的主面上的下部电极；
至少覆盖所述下部电极的上表面和侧面的电介质膜；和
隔着所述电介质膜层叠于所述下部电极的所述上表面的上部电极，
覆盖所述下部电极的所述上表面的所述电介质膜包含未被所述上部电极覆盖的第一部分和被所述上部电极覆盖的第二部分，
所述第一部分的一部分被除去，所述一部分的剩余部分在所述下部电极的所述上表面保留，
所述电介质膜被除去覆盖作为所述下部电极的所述上表面与所述侧面的终端部的角部的部分的至少一部分。
2.如权利要求1所述的电子零件，其特征在于：
所述电介质膜还包含未被所述下部电极覆盖而覆盖所述基板的所述主面的第三部分，
所述第三部分的至少一部分被除去。
3.如权利要求1所述的电子零件，其特征在于：
所述第一部分的所述一部分由设置于所述电介质膜的狭缝构成。
4.如权利要求1所述的电子零件，其特征在于：
还包括在设置有所述上部电极的区域覆盖所述上部电极、在未设置所述上部电极的区域覆盖所述电介质膜的钝化膜，
由所述电介质膜和所述钝化膜构成的层叠膜被除去覆盖所述下部电极的所述上表面并且不由所述上部电极覆盖的部分的至少一部分。
5.如权利要求4所述的电子零件，其特征在于：
所述电介质膜和所述钝化膜均由无机绝缘材料构成。
6.如权利要求1～5中的任一项所述的电子零件，其特征在于：
还包括位于与所述下部电极相同的导体层的电感器图案，
位于所述电感器图案的上表面的所述电介质膜的至少一部分被除去。
7.一种电子零件的制造方法，其特征在于，包括：
在基板的主面上形成下部电极的工序；
在所述基板的所述主面上，以及所述下部电极的上表面和侧面，形成电介质膜的工序；
形成隔着所述电介质膜与所述下部电极的所述上表面相对的上部电极的工序；
形成覆盖所述上部电极和所述电介质膜的钝化膜的工序；和
将由所述电介质膜和所述钝化膜构成的层叠膜中的、位于所述下部电极的所述上表面且不由所述上部电极覆盖的部分的一部分除去、剩余的部分保留的工序。
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