專利名稱：電容器、電路板以及制造該電容器和電路板的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種構成電路板電路的一部分的電容器，一種包含這種電容器的電路板，以及制造這種電容器和電路板的方法。包含本發(fā)明電容器的電路板構成一安裝有半導體芯片的半導體模塊(半導體封裝)。
背景技術：
在很多應用場合，半導體模塊的密度做得越來越高。與此相應，當提供高度緊密的互連圖形(模式)時，重要的是防止互連電路之間的串擾噪聲，以及電源線路等的電壓波動。特別是，在裝有高速交換操作所需的高頻半導體芯片的半導體封裝的情況下，隨著頻率的增加而更容易發(fā)生串擾噪聲。此外，開關元件的高速開/關操作也會造成開關噪聲。由于這個原因，電源線路等的電壓更容易波動。
過去，作為消除這種問題的手段，在半導體封裝上安裝一個單獨的片式電容器或其它電容器，作為消除電路之間信號線和電源線的不必要耦合(去耦)的旁路電容。
然而，相關技術的方法卻存在如下問題。首先，隨著安裝一個單獨的電容器等，互連電路圖形設計的自由度降低了。
此外，如果連接片式電容器和半導體芯片的互連距離較長，則電感變大，就無法繼續(xù)獲得片式電容器的去耦效果了。因此，片式電容器等應當安裝得盡量靠近半導體芯片。但是，片式電容器等的尺寸卻限制了與半導體芯片的鄰近程度。
另一方面，如果將片式電容器或其它電容器安裝在半導體封裝中，則該封裝將不可避免地增加尺寸和重量。這與當前減少尺寸和重量的趨勢是背道而馳的。在這方面，減少片式電容器尺寸的措施也是有限的。
本申請的受讓人曾在日本專利申請?zhí)?001-57281中提出了一種結構，它包括電路板上的一個電容器，以解決上述相關的技術問題。在該結構中，設置在電路板的互連層之間的電容器包括一個由一種閥金屬構成的底部電極層、一個由一種閥金屬的氧化物構成的介質層、一個固體電解質層和一個頂部電極層，它們即以所述順序排列。
該在先申請中的結構通過把電容器融合在電路板之內，而消除了把片式電容器分離地安裝在電路板上的傳統結構的問題，保證了互連圖形設計的自由度，極大地改善了電容器和半導體芯片之間的鄰近程度，并可以減少封裝的尺寸和重量。
然而，該在先申請在芯片制造過程尤其是固體電解質層的形成方法方面，還有進一步改善的余地。確切地說，在該在先申請的芯片制造過程中，固體電解質層是由以下方法之一而形成的(1)通過一種聚合物的涂布和熱解，由導電聚合物聚吡咯(polypyrrole)形成；(2)通過一種導電聚合物的電解聚合而形成；(3)通過氧化亞錫或另一種導電的金屬氧化物的化學氣相沉積(CVD)等形成。
這些方法在以下方面存在改進的余地首先，在形成方法(1)和(2)中，聚合物是使用一種單體溶液、氧化劑或電解聚合溶液而形成的，因此很難在基板上的預定位置形成預定形狀的聚合物。
此外，在形成方法(3)中，通過使用電沉積等，由于如上使用一種液體而產生的問題得到解決，但是金屬氧化物的導電性較低，因此不容易獲得低ESR電容。ESR，即等效串聯電阻，是電容器本身的電阻。如果ESR變高，則電容器的高頻特性將惡化。
為消除上述申請中的問題，本申請的受讓人研究了一種方法，該方法使用一種有機半導體如TCNQ的粉末來形成固體電解質層。現在參照圖1A至1H來解釋該方法。不過，該方法迄今尚未公布，而是在本申請中第一次披露的。
首先，如圖1A所示，在具有互連圖形的基板100的底座(pad)102上，以噴濺或電沉積Al或Ta，形成一個底部電極104。底座102是更寬的基板100上的互連圖形的一部分。
下一步，如圖1B所示，在底部電極104的頂端形成一個阻檔層(resistlayer)106，作為限定介質層形成區(qū)域的掩模。
下一步，如圖1C所示，對底部電極104的上表面進行陽極氧化，以形成一個介質層(Al2O3或Ta2O5)108。
下一步，如圖1D所示，在介質層108上放置TCNQ絡合物粉末100’。
下一步，使用如下方法1或方法2在介質層108上形成一個固體電解質層110，并在此固體電解質層上形成頂層電極114。
方法1相繼進行圖1E1和圖1F的步驟。首先，如圖1E1示，在介質層108上形成一個由TCNQ絡合物構成的固體電解質層110。在本方法中，由一個加熱器112對基板100進行加熱，以加熱并融化TCNQ絡合物粉末110’，然后停止加熱，讓基板自然冷卻，這樣一個TCNQ絡合物層(固體電解質層)100就作為一個與其它部分構成一個整體的融化固化層而形成。下一步，如圖1F所示，通過噴濺Cu或其它金屬而形成頂層電極114。這樣，一種由底層電極104、介質層108、固體電解質層110和頂層電極114所組成、并以所述順序排列的電容器就制造完成了。
方法2如圖1E2所示，一個接合楔(bonding edge)116以吸附等方法保持Cu或其它金屬箔，并將其置于TCNQ絡合物粉末110’之上。通過接合楔116的熱壓接合，正如圖1F所示方式一樣，同時形成TCNQ絡合物層(固體電解質層)110和其上的頂層電極層114。這樣，一種由底層電極104、介質層108、固體電解質層110和頂層電極114所組成、并以所述順序排列的電容器就制造完成了。
當電容器以上述方式完成之后，如圖1G所示，清除阻檔層106。
下一步，如圖1H所示，通過涂布絕緣樹脂或層疊樹脂薄膜，而形成一個絕緣層118，以埋藏該電容器。
最后，在絕緣層118上形成預定電路所需的通路和互連圖形，并在頂層電極114和互連圖形之間形成電連接，這樣，電路板的制造就完成了。
應當注意，在上述例子中，底座102是基板100上的互連圖形的一部分，但是底座102也可以形成為這樣的互連圖形的一部分，該互連圖形處于在基板100上形成的多層互連結構中的一層，并與底層互連圖形電連接在一起。
按照以上研究的方法，在先申請所揭示的方法中出現的、當使用液體來形成聚合物時所出現的無法控制形成物的位置和形狀的問題，將不會再出現。此外，使用導電金屬氧化物時由于較低的導電性而造成更高的ESR的問題也不會再出現了。
但是，卻存在這樣的問題，即在介質層108上提供TCNQ絡合物粉末110’時，在介質層108的平面上，粉末的量是不均勻的。
此外，在形成固體電解質層110時，存在以下問題。就是說，就上述方法1而言，當加熱基板100時，已融化的TCNQ傾向于流出阻檔層106所規(guī)定的區(qū)域以外。另一方面，就上述方法2而言，當擠壓粉末110’時，結果可能造成下面的介質層受到機械損傷。

發(fā)明內容
發(fā)明的一個目的是解決上述過程中的問題，并因而使所述在先申請所提出的包含電容器的電路板的諸優(yōu)點發(fā)揮到最大限度，并提供一種在用于半導體封裝的電路板上形成電容器的方法，該方法消除了相關的技術問題，保證了互連圖形設計的自由度，極大地提高了電容器和半導體芯片的鄰近程度并減少了其尺寸和重量；以及提供一種制造電路板的方法，以便以上述方法形成內部電容器，一種以這樣的方法形成的電容器，以及包括該種電容器的電路板。
為達到上述目標，根據本發(fā)明的第一方面，提供了一種在制造內置電路的電路板時，形成構成該電路一部分的電容器的方法，該方法包括以下步驟在制造過程中，在形成電路板的電容器的預定位置上，形成一個底部電極層，該電極層由至少一種閥金屬構成，所述閥金屬選自包括下述的一組閥金屬鋁、鉭、鈮、鎢、釩、鉍、鈦、鋯和鉿；在該底部電極層之上形成一個介質層，該介質層由選自該組閥金屬的至少一種閥金屬的氧化物構成；并整體性地在介質層之上形成一個由有機半導體構成的固體電解質層，和一個在頂部的由金屬構成的頂部電極層；整體性地在介質層之上形成固體電解質層和頂部電極層的步驟包括使頂部電極金屬箔的一個面通過壓力接合攜帶有機半導體粉末，并將壓力接合的有機半導體粉末通過金屬箔熱壓接合在介質層上，而形成由夾在金屬箔和介質層之間并與二者緊密接合的有機半導體構成的固體電解質層。
根據本發(fā)明的第二方面，提供了一種在制造內置電路的電路板時、形成構成該電路一部分的電容器的方法，該方法包括以下步驟在制造過程中，在形成電路板的電容器的預定位置上形成一個底部電極層，該電極層由至少一種閥金屬構成，所述閥金屬選自包括下述的一組閥金屬鋁、鉭、鈮、鎢、釩、鉍、鈦、鋯和鉿；在該底部電極層之上形成一第一介質層，該介質層由選自該組閥金屬中的至少一種閥金屬的氧化物構成；整體性地在第一介質層之上形成一個由有機半導體構成的固體電解質層，由選自該組閥金屬中的至少一種閥金屬的氧化物構成的一第二介質層，由選自該組閥金屬中的至少一種閥金屬構成的一第二層，以及頂端的由金屬構成的頂部電極層；整體性地在第一介質層上形成固體電解質層、第二介質層、閥金屬的第二層和頂部電極層的步驟包括在頂部電極層的金屬箔的一個表面上形成閥金屬第二層；在閥金屬第二層上形成第二介質層；通過壓力接合使金屬箔上的閥金屬第二層上的第二介質層的自由的表面攜帶有機半導體粉末；通過金屬箔而把由介質層通過壓力接合而攜帶的有機半導體粉末進行熱壓接合，而形成一個由有機半導體構成的固體電解質層，其夾在形成于金屬箔上閥金屬第二層上的第二介質層與第一介質層之間，并與二者緊密地接合在一起，根據本發(fā)明的第一方面和第二方面的方法，形成一種極性電容和一種非極性電容。
根據本發(fā)明的第一方面和第二方面的方法，也可以形成多端結構電容器和非極性電容器。就是說，本發(fā)明第一方面的方法進一步包括，在底部電極層上形成多個平行的介質層，并在每個介質層上整體性地形成一個由有機半導體構成的固體電解質層，和在頂端的一個由金屬構成的頂部電極層。
此外，本發(fā)明的第二方面的方法包括，在底部電極層上形成多個平行的第一介質層，并在每個單獨的第一介質層上整體性地形成一個由有機半導體構成的固體電解質層，由選自上述一組閥金屬中的至少一種閥金屬的氧化物構成的第二介質層，由選自上述一組閥金屬中的至少一種閥金屬構成的第二層，以及頂端的一個由金屬構成的頂部電極層。
在本發(fā)明的第一方面和第二方面的方法中，當有機半導體形成固體電解質層時，通常使用四氰基醌二甲烷絡合物。
本發(fā)明也可以提供由本發(fā)明的第一方面或第二方面的方法所形成的電容器。
本發(fā)明也可以提供一種制造電路板的方法，該方法使用形成本發(fā)明的第一方面或第二方面中的電容器的方法，以及一種以同樣方法制造的電路板。


通過參照附圖對優(yōu)選實施例所作的下述描述，本發(fā)明的這些和其它目的和特征將變得更為清楚，附圖中圖1A至1H的剖面圖示出了根據本發(fā)明的受讓人在本發(fā)明之前所研究的未公布的方法，制造內置電容器的電路板的步驟；圖2A至2I的剖面圖示出了根據本發(fā)明的第一實施例的方法，制造一種極性電容器和內置此種極性電容器的電路板的步驟；圖3A和3B的剖面圖示出了根據本發(fā)明、在如圖2A至2H所示方法中、在底部電極上的介質層上整體性形成一個固體電解質層和頂部電極的準備步驟；圖4A和4B的剖面圖示出了在本發(fā)明的第二實施例中，形成一種多極結構電容和內置此種多極結構電容的電路板的步驟；圖5A至5I的剖面圖示出了根據本發(fā)明的第三實施例的方法，制造非極性電容器和內置此種電容器的電路板的步驟；圖6A至6C的剖面圖，示出了根據本發(fā)明、在如圖5A至5I所示方法中、在底部電極上的介質層上整體形成一個固體電解質層、介質層、閥金屬層和頂部電極層的準備步驟；圖7A和7B的剖面圖示出的步驟是，為了根據本發(fā)明、在底部電極上的介質層上整體形成各層，而在其尺寸大于電容器尺寸的頂部電極金屬箔上形成各層，然后將已完成的金屬箔層切割以符合電容器尺寸。
優(yōu)選實施例的詳細說明下面將參照附圖，對本發(fā)明的優(yōu)選實施例進行詳細描述。
在本發(fā)明中，底部電極層是由選自一組閥金屬中的至少一種閥金屬構成的，該組閥金屬有鋁(Al)、鉭(Ta)、鈮(Nb)、鎢(W)、釩(V)、鉍(Bi)、鈦(Ti)、鋯(Zr)和鉿(Hf)；閥金屬是一種通過陽極氧化而形成氧化膜的金屬。所產生的氧化膜具有不允許一定方向的電流通過的閥作用。
作為底部電極層，可以使用上述閥金屬中的單獨一種，或者以合金或混合物等形式使用兩種或兩種以上上述閥金屬。此外，還可以使用閥金屬的化合物的混合物、閥金屬的化合物和其合金的混合物、閥金屬和其它金屬的合金等。作為本發(fā)明的底部電極層，Ta和Al等尤其合適。
底部電極層可以使用薄膜形成技術而形成，該技術一般用于制造半導體模塊等。作為典型的薄膜形成方法，可提及的有真空淀積法、噴濺法、CVD法等。
在底部電極層之上形成一個由一種閥金屬的氧化物構成的介質層。該閥金屬可以與構成底部電極層的金屬相同，也可以與之不同。如果使用與底部電極層相同的閥金屬，則可以通過使用陽極氧化等方法對底部電極層進行氧化，而形成介質層，因此這有利于簡化制造過程。當使用與底部電極層不同的閥金屬時，介質層是通過使用諸如上述適當的薄膜形成方法，在底部電極層上作為氧化物沉積而成的。作為本發(fā)明的介質層，Ta、Al等的氧化物(Ta2O5、Al2O3等)尤其合適。
本發(fā)明的特征在于，在介質層之上整體性地形成固體電解質層和頂部電極層。具體來說，通過由一個接合楔使用吸附等方法保持住用于頂部電極層的金屬箔的一個表面，使金屬箔的另一個表面通過壓力接合而攜帶固體電解質有機半導體粉末，并由接合楔通過金屬箔而將其熱壓接合在介質層，就形成了一個由有機半導體構成的固體電解質層，它處在由金屬箔構成的頂部電極層與介質層之間，并與二者緊密地接合在一起。
由此，有可能在介質層的預定位置上整體性地形成預定形狀的固體電解質層和在其上的頂部電極層。就是說，由于構成固體電解質層的有機半導體是通過壓力接合攜帶在用于形成頂部電極的金屬箔的面上，并熱壓接合在介質層上，就有可能在介質層的預定位置上形成由金屬箔的形狀所規(guī)定的預定平面形狀的固體電解質層。
因此，如在前述申請所披露的方法中，使用液體而形成聚合物時，無法控制形成物的位置和形狀的問題，將不會再出現。此外，如在使用導電金屬氧化物時，由于導電性低而造成更高的ESR的問題也不會再出現了。
作為使用有機半導體粉末而形成固體電解質層的方法，也可以考慮將有機半導體粉末置于介質層之上、并加熱以使其融化而形成固體電解質層的方法。然而，此方法在以下方面存在問題就是說，由于敷布的有機半導體粉末的量的不均勻，以及加熱時的漫流，很難在預定位置形成預定形狀的固體電解質層。
根據本發(fā)明的方法，金屬箔的一個面由接合楔保持，而通過壓力接合攜帶在金屬箔的另一個面上的有機半導體粉末，由接合楔熱壓接合在介質層上，因此，有可能通過在極短的時間內只加熱壓力接合的位置而形成固體電解質層。電路板的其它部分并不受加熱的影響。
在本發(fā)明中，使用一種有機半導體作為形成固體電解質層的材料。因為此種有機半導體，即一種TCNQ絡合物，是最合適的。TCNQ絡合物加熱到230°至240°左右而融化，然后固化，這樣由TCNQ絡合物構成的固體電解質層即作為構成一個完整整體一部分的融化固化層而形成。此外，通過壓力之下加熱而構成的熱壓接合，下面的介質層可以被緊密地接合起來。從一般的觀點來說，作為構成固體電解質層的材料，也可以考慮吡喀或另外一種導電聚合物材料，但這些材料不會融化，而是在加熱時分解，因此不適合本發(fā)明的方法。
在本發(fā)明中，有機半導體是在粉末狀態(tài)下使用的。這里，“粉末”是一種足以通過壓力接合而攜帶在用于頂部電極的金屬箔上的狀態(tài)。它不僅包括一般所稱的“粉末”狀態(tài)，而且也包括一般稱為“顆?！钡鹊臓顟B(tài)。下面，將參照附圖，解釋本發(fā)明的具體實施例。
第一實施例圖2A至2I示出了根據本發(fā)明的第一方面的實施例，形成一個極性電容器的步驟。首先，如圖2A所示，在建有互連圖形的基板100上的底座102上，通過濺鍍、電沉積等一種閥金屬如Al、Ta等，形成一個底部電極104。底座是更寬的基板上的互連圖形的一部分。
下一步，如圖2B所示，在底部電極104的上表面形成一個阻檔層106，作為限定介質層形成區(qū)域的掩模。
下一步，如圖2C所示，對底部電極104的上表面進行陽極氧化，而形成一個介質層(Al2O3或Ta2O5)108。
上述步驟與圖1A至1C所示的常規(guī)步驟是相同的。本發(fā)明的獨特之處在于下面即將解釋的整體性地形成固體電解質層和頂端的頂部電極層的步驟。
這里，將參照圖3A和3B，對該整體性形成的準備步驟進行解釋。如圖3A所示，Cu或其它金屬箔114通過吸附而保持在接合楔116上，并如箭頭所示下降至容器120中，然后擠壓容器120中所盛的TCNQ絡合物粉末110’，這樣金屬箔114即通過壓力接合而攜帶了TCNQ絡合物粉末110’。這種壓力接合是在常溫下進行的。
如圖3B所示，當接合楔116抬起時，由于金屬箔114的上表面由接合楔116保持，TCNQ絡合物粉末110’即由于金屬箔114下表面的壓力接合作用而被提起。
下面參照圖2D至2I，對整體性形成的步驟進行解釋。如圖2D所示，在其下表面通過壓力接合而攜帶TCNQ絡合物粉末110’的金屬箔114，由接合楔116保持，與底部電極104上所形成的介質層108的上表面進行接觸，并由接合楔116進行熱壓接合。
由此，如圖2E所示，一種由底部電極104、介質層108、固體電解質層110和頂部電極114以所述順序構成的電容器C即制造完成。
下一步，如圖2F所示，阻檔層106被清除。
下一步，如圖2G所示，通過涂布絕緣樹脂或疊層樹脂薄膜，形成一個絕緣層118，而埋藏電容器C。
最后，如圖2H所示，在絕緣層118上形成預定電路所需的通道122和互連圖形124(如需要可進一步形成絕緣層126)。由此，電容器C的頂層電極114和互連圖形124電連接在一起，這樣就形成了本發(fā)明的電路板B。
應當注意，在上例中，底座102為基板100上所形成的互連圖形的一部分，但本發(fā)明不限于此。
例如，如圖2I所示，底座102可以形成為多層互連結構中的一互連層的一部分，并通過孔道128與底部互連圖形130電連接在一起。在該圖中，132和134是互連層之間的絕緣層。此外，多層互連結構也可以在某種基板上形成，或者不使用基板而形成。
在本實施例中形成的電容器C是有極的。就是說，介質層108是通過對由閥金屬Al、Ta等構成的底部電極104進行陽極氧化而形成Al2O3、Ta2O3或另一種金屬氧化物的薄膜而形成的，因此，具有基于這些氧化物薄膜的閥作用的極性。
第二實施例圖4A示出了由本發(fā)明的第一方面的方法所形成的多端結構電容器Cm。多端結構電容器Cm包括一個單獨的底部電極104，在其上平行排列著多個(圖中為三個)介質層108，而在每一個介質層108上形成一個固體電解質層110和在其上的頂部電極114。通過使電容器成為多端結構，就獲得了減少電感的作用。
圖4A所示多端電容Cm，是通過以蝕刻方法分割以圖2A至圖2E的步驟、及與第一實施例相同的方法、而在底部電極104上形成的介質層108、固體電解質層110和頂部電極層114而形成的(在如圖示例中，分割為三部分)。
圖4A示出了底座102是基板100上所形成的互連圖形的一部分，但本發(fā)明不限于此。例如，如圖4B所示，底座102也可以形成為在基板100上形成的多層互連結構中的一層的互連圖形的一部分，并通過孔道128而與底部的互連圖形130電連接在一起。在圖中，132和134是互連圖形之間的絕緣層。
第三實施例圖5A至5I示出了通過實施本發(fā)明的第二方面而形成非極性電容的步驟。在第一實施例中解釋的極性電容器在陽極和陰極的方向上是受限制的。進一步講，當使用交流電時，希望有一種強烈阻礙反向電壓的無極性電容器。
首先，如圖5A所示，在建有互連圖形的基板上的底座102上，通過噴濺、電沉積閥金屬Al、Ta等，而形成底部電極104。底座102是更寬的基板100上的互連圖形的一部分。
下一步，如圖5B所示，在底部電極104的上表面上形成阻檔層106，作為限定介質層形成區(qū)域的掩模。
下一步，如圖5C所示，對底部電極104的上表面進行陽極氧化，而形成介質層(Al2O3、Ta2O5)108。上述諸步驟與如圖2A至2C所示的本發(fā)明的第一方面的第一實施例相同。依據本發(fā)明的第二方面的實施例的獨特之處在于下面將解釋的整體性形成的準備步驟。
首先，如圖6A所示，在Cu或其它金屬箔114的表面上，通過閥金屬Al、Ta等的噴濺、電沉積而形成一個閥金屬層140，然后對閥金屬層140的表面進行陽極氧化，以形成介質層(Al2O3或Ta2O5)142。
下一步，如圖6B所示，通過吸附等將與形成有介質層142的表面相對的金屬箔114的表面保持在接合楔116上，如箭頭所示下降至容器120內，并擠壓容器120所盛的TCNQ絡合物粉末110’，這樣，金屬箔114的介質層142就通過壓力接合而攜帶了TCNQ絡合物粉末110’。這種壓力接合是在常溫下進行的。
如圖6C所示，當接合楔116抬起時，TCNQ絡合物粉末由于通過壓力接合而攜帶于金屬箔114的介質層142之上而被提起。
下面參照圖5D至5I，對整體性形成步驟進行解釋。如圖5D所示，通過壓力接合而攜帶TCNQ絡合物粉末110’的金屬箔114，由接合楔116保持，與底部電極104上所形成的介質層108的上表面進行接觸，并由接合楔116進行熱壓接合。
由此，如圖5E所示，一種由底部電極104、介質層108、固體電解質層110、介質層142、閥金屬層140和頂部電極層114以所述順序構成的電容器Cn即制造完成。
下一步，如圖5F所示，清除阻檔層106。
下一步，如圖5G所示，通過涂布絕緣樹脂或疊層樹脂薄膜，形成一個絕緣層118，而埋藏電容器Cn。
最后，如圖5H所示，在絕緣層118上形成預定電路所需的孔道122和互連圖形124(如需要可進一步形成絕緣層126)。由此，電容器Cn的頂層電極114和互連圖形124電連接在一起，這樣就形成了本發(fā)明的電路板Bn。
應當注意，在上例中，底座102為基板100上所形成的互連圖形的一部分，但本發(fā)明不限于此。
例如，如圖5I所示，底座102可以形成為多層互連結構的一層的互連圖形的一部分，并通過孔道128與底部互連圖形130電連接在一起。在該圖中，132和134是互連層之間的絕緣層。此外，多層互連結構也可以在某種基板上形成，或者不使用基板而形成。
在本實施例中形成的電容器Cn是無極性的。就是說，在電容器Cn中，在由閥金屬構成的底部電極104上形成的介質層108，和在頂部電極114(金屬箔)上的閥金屬層140上形成的介質層142是彼此相對地設置的，在其中間夾著一個固體電解質層110。由底部電極104端(閥金屬104/介質層108)的閥作用單元而產生的極性和由頂部電極114端(閥金屬140/介質層142)的閥作用單元而產生的極性相互抵消而消失。電容器Cn在外部不表現出極性。電容器成為無極性的。可以對根據本實施例的無極性電容進行分割，其分割分式與對第二個實施例中的極性電容器進行分割的方式相同，這樣就制造成為多端結構電容器。
應當注意，在第一至第三實施例中，整體形成所需的各層是在其形狀和大小與電容器匹配的金屬箔114上形成的(在第二實施例的情況下，是分割之前的電容器)，但也可以在金屬箔上形成整體性形成所需的各層，然后切割這些層，使其符合電容器的形狀和大小。對于這種切割，可以很合適地使用用于半導體晶片的切片機進行。
例如，如圖7A所示，在其上具有整體性形成所需的各層的已完成金屬箔114α被附著于伸展在切片架150之間的切片帶152上，并由切刀154切成必要的形狀。這時，作為半導體晶片切片機的一個功能，切片帶152未被切割。只有已完成的金屬箔114α被切割。下一步，如圖7B所示，已完成金屬箔114α的單個切塊由接合楔116保持，并用于各實施例中的整體性形成。
綜述本發(fā)明的作用，如在前述申請所披露的方法中，使用液體而形成聚合物時，無法控制所形成的位置和形狀的問題，將不會再出現。此外，如在使用導電金屬氧化物時，由于導電性低而造成更高的ESR的問題也不會再出現了。
此外，與本受讓人在本發(fā)明之前所研究的未公布的方法相比，不再有為固體電解質層而敷布的粉末量的不均勻，也不會有由于粉末的壓力接合而對介質層造成的機械損傷。
本發(fā)明解決了前述過程中的問題，因而使得前述申請所提出的安裝了電容器的電路板的優(yōu)點發(fā)揮至最大限度，并提供了一種在用于半導體封裝的電路板上形成電容器的方法，該方法消除了相關技術的問題，保證了互連圖形設計的自由度，極大地提高了電容器和半導體芯片的鄰近程度并減少了其尺寸和重量；本發(fā)明還提供了一種制造電路板的方法，以便以上述方法形成內部電容器，以及一種以這樣的方法形成的電容器，以及包括該種電容器的電路板。
盡管參照為了說明目的而選擇的實施例對本發(fā)明進行了描述，但顯而易見，本領域的技術人員可以對此作出各種修改，而不會脫離本發(fā)明的基本概念和范圍。
權利要求
1.一種在制造內置電路的電路板時形成電容器的方法，該電容器形成所述電路的一部分，該方法包括以下步驟在制造過程中，在預定形成電路板電容器的預定位置處，形成一個底部電極層，該電極層由至少一種閥金屬構成，所述閥金屬選自包括下述的一組閥金屬鋁(Al)、鉭(Ta)、鈮(Nb)、鎢(W)、釩(V)、鉍(Bi)、鈦(Ti)、鋯(Zr)和鉿(Hf)；在所述底部電極層上形成一個介質層，該介質層由選自所述一組閥金屬中的至少一種閥金屬的氧化物構成；以及在所述介質層上整體性地形成一個由一種有機半導體構成的固體電解質層，和一個頂部的由金屬構成的頂部電極層；在所述介質層上整體性地形成所述固體電解質層和頂部的電極層的步驟包括以下步驟通過壓力接合使頂部電極金屬箔的一個面攜帶所述有機半導體的粉末，并通過所述金屬箔，把通過壓力接合而攜帶的有機半導體粉末熱壓接合在所述介質層上，而形成一個由所述有機半導體構成的固體電解質層，其夾在所述金屬箔和所述介質層之間，并緊密地與二者接合在一起。
2.根據權利要求1的形成電容器的方法，還包括在所述底部電極層上形成多個平行的介質層，并在每個單獨的介質層上整體性地形成一個由一種有機半導體構成的固體電解質層，以及頂部的由金屬構成的一個頂部電極層。
3.一種在制造內置電路的電路板時形成電容器的方法，該電容器形成所述電路的一部分，該方法包括以下步驟在制造過程中，在形成電路板電容器的預定位置處形成一個底部電極層，該電極層由至少一種閥金屬構成，所述閥金屬選自包括下述的一組閥金屬鋁(Al)、鉭(Ta)、鈮(Nb)、鎢(W)、釩(V)、鉍(Bi)、鈦(Ti)、鋯(Zr)和鉿(Hf)；在所述底部電極層上形成一個介質層，該介質層由選自所述一組閥金屬的至少一種閥金屬的氧化物構成；以及在所述介質層上整體性地形成一個由一種有機半導體構成的固體電解質層，一個由選自上述一組閥金屬中的至少一種閥金屬的氧化物構成的第二介質層，一個由選自上述一組閥金屬中的至少一種閥金屬構成的第二層，以及頂部的由金屬構成的頂部電極層；在所述介質層上整體性地形成所述固體電解質層、第二介質層、閥金屬第二層和頂部電極層的步驟包括以下步驟在頂部電極金屬箔的一個表面上形成所述閥金屬第二層；在所述閥金屬第二層上形成第二介質層；通過壓力接合使形成于所述金屬箔上的所述閥金屬第二層上的所述第二介質層的自由表面攜帶所述有機半導體的粉末；并通過所述金屬箔，把通過壓力接合而攜帶的有機半導體粉末熱壓接合在所述介質層上，而形成一個由所述有機半導體構成的固體電解質層，其夾在形成于所述金屬箔上的所述閥金屬第二層上的第二介質層和所述第一介質層之間，并緊密地與二者接合在一起。
4.根據權利要求3的形成電容器的方法，進一步在所述底部電極層上形成多個平行的第一介質層，并在每個單獨的第一介質層上整體性地形成一個由一種有機半導體構成的固體電解質層、一個由選自上述一組閥金屬中的至少一種閥金屬的氧化物構成的第二介質層、一個由選自上述一組閥金屬中的至少一種閥金屬構成的第二層、以及頂端的由金屬構成的頂部電極層。
5.根據權利要求1至4中的任何一個的方法，其中構成所述固體電解質層的有機半導體是TCNQ絡合物。
6.根據權利要求1至4中的任何一個的方法而形成的電容器。
7.一種制造電路板的方法，包括形成根據權利要求1至4中的任何一個的形成電容器的方法。
8.根據權利要求7中的方法所制造的電路板。
全文摘要
一種在制造電路板時、形成構成電路一部分的電容器的方法，包括形成一個閥金屬底部電極層和在其上的一個閥金屬氧化物介質層，然后整體形成一個由有機半導體構成的固體電解質層和在其上的一個由金屬構成的頂部電極層，該整體形成步驟包括以下步驟將用于頂部電極層的金屬箔的一個表面保持于接合楔上，并使金屬箔的另一個表面通過壓力接合而攜帶一種有機半導體粉末，由接合楔通過金屬箔將通過壓力接合而攜帶的有機半導體粉末熱壓接合在介質層上，因而形成由一種有機半導體構成的固體電解質層，其夾在金屬箔和介質層之間，并緊密地與二者接合在一起；一種內置于電路板的電容器；一種包括電容器的電路板；以及一種制造該種電路板的方法。
文檔編號H01L21/20GK1485865SQ0315386
公開日2004年3月31日 申請日期2003年8月25日 優(yōu)先權日2002年8月27日
發(fā)明者小池博子, 望月隆, 東光敏 申請人:新光電氣工業(yè)株式會社