JP2012199561A - コンデンサ構造 - Google Patents

Abstract

【課題】寄生的な容量を減少させた多端子、表面実装コンデンサを提供する。
【解決手段】複数のコンデンサのための共通電極であり第一端末の役割をなす第1の壁と、各々がコンデンサの他の一つのコンデンサの電極の役割を担い第２の端末として振る舞う複数の第２の壁と、を具備し、前記第1の壁は、第1の共通の領域から伸びている複数の入れ子状の壁のうちの少なくとも一つ以上は、少なくとも部分的に異なる第２の壁の間に位置する。
【選択図】図１

Description

本出願は２００５年９月１２日に出願された暫定的な米国出願番号６０／７１６，４８５（題名：線形コンデンサバンクのレイアウト）の利点を請求する。そして、前記米国出願が、本出願の譲受人に譲り受けされ、全ての目的のために、そのままの状態でリファレンスとして本願において取り入れられるものとする。

本発明は、一般に集積回路構成要素に関し、より詳しくはコンデンサ（キャパシタ：capacitor）に関する。

様々な電気アプリケーションにより、各々が第１の端子及び第２の端子を有する複数のコンデンサを具備するコンデンサ構造の使用が可能となる。この様なコンデンサ構造には、複数の第１の端子のそれぞれに接続され、各第１の端子の電位が実質的に同一になるようにするための共通線も含まれる。さらに、この様なコンデンサ構造には、それぞれが第２の端子の種々の一つに接続され、各第２の端子の電位が実質的に異なるようにするための複数のコンデンサ線も含まれる。集積回路におけるこの様なコンデンサ構造は、垂直平行平板コンデンサ（vertical parallel plate capacitors）を使用して実装されることができる。しかしながら、垂直平行平板コンデンサを使用してコンデンサ構造を構築することで、寄生的な静電容量を望ましくない高いレベルにしてしまうことが、結果としてあり得る。その結果、この様なコンデンサ構造を実装するために、垂直平行平板プレート技術の使用に関して、寄生的な静電容量を減少させる必要性がある。

複数のコンデンサに対して第１の端子として振る舞う第１壁部を有するコンデンサ構造である。このコンデンサ構造は、複数の第２壁部も具備している。複数の第２壁部は、それぞれがコンデンサの種々の一つに対して第２の端子として振る舞う。

コンデンサ構造の実施形態は、複数のコンデンサに対して第１の端子として振る舞う第１壁部を有する。この第１壁部は、共有領域から伸び出している複数の第１の指領域を有する。また、実施形態に係るコンデンサ構造は、それぞれがコンデンサの種々の一つに対して第２の端子として振る舞う複数の第２壁部も有している。この第２壁部は、共有領域から伸び出している複数の第２の指領域を有する。第２の指領域は、第１の指領域に対して実質的に平行であり、種々の第２壁部からの第２の指領域の間において、一つ或いはそれ以上の第１の指領域が少なくとも部分的に位置するように、配置されている。第１壁部及び第２壁部は、基板に対して垂直である。

図１は、様々な電子アプリケーションで使用される回路についての概略図である。 図２は、図１において例示される回路を履行するコンデンサ構造を例示するものであり、コンデンサ構造の上面図である。このコンデンサ構造は、複数のコンデンサに対して第１の端子として振る舞う第１壁部を有する。このコンデンサ構造は、コンデンサの種々の一つに対して、それぞれが第２の端子として振る舞う複数の第２壁部も有する。 図３は、図１において例示される回路を履行するコンデンサ構造を例示するものであり、１インチ図２とラベルをつけられる線に沿っての図２に示されるコンデンサ構造の横断面である。 図４は、図２において、Ａでラベリングされた線に沿って見た図２において示されたコンデンサ構造の側面図である。 図５から図７は、図１において例示される回路を履行するコンデンサ構造の他の実施形態例示するものであり、図５は、コンデンサ構造の上面図である。 図６は、図５において例示される回路を履行するコンデンサ構造の、図６においてＡでラベリングされた線に沿って見た断面図である。 図７は、図６においてＢでラベリングされた方向から見た図５において示されたコンデンサ構造の側面図である。 図８は、コンデンサ構造において、使用に適切である壁部の側面図である。 図９は、コンデンサ構造において、使用に適切である壁部の他の実施形態の側面図である。

詳細な説明

コンデンサ構造は、複数のコンデンサに共通する第１の端子を具備する。また、コンデンサ構造は、複数の第２の端子も具備する。第２の端子のそれぞれは、複数のコンデンサの一つに含まれている。コンデンサは、それぞれが、垂直平行平板コンデンサになることができる。従って、第１の端子は、第１の壁部を有するかこれより構成されるものとなり得る。また、第２の端子は、第２の壁部を有するかこれより構成されるものとなり得る。第１の端子は、第１の端子を含むそれぞれのコンデンサの代わりに、それぞれのコンデンサに対して共通するものであるから、第１の端子の全表面領域は、少なくなる。第１の端子の表面領域を低減させることにより、コンデンサ構造の寄生的な電気容量も低減する。結果として、コンデンサ構造は、寄生的な電気容量を低減させることができる。

図１は、様々な電子アプリケーションで使用される回路についての概略図である。この回路は、それぞれが第１の端子１２及び第２の端子１４を有する複数のコンデンサ１０を具備している。各第１の端子１２は、各第１の端子１２が同じ電位となるように、それぞれ共通線１６と電気的に接続されている。各第２の端子１４は、各第２の端子１４が異なる電位となるように、それぞれことなるコンデンサ線１８と電気的に接続されている。

図２から図４は、図１において例示される回路を履行するコンデンサ構造を例示するものであり、コンデンサ構造の上面図である。図３は、図２とラベルをつけられる線に沿っての図２に示されるコンデンサ構造の横断面である。図４は、図２のＢとラベルをつけられる矢の方向に見てされる図２に示されるコンデンサ構造の側面図である。

コンデンサ構造は、図１において例示されたコンデンサ１０のそれぞれに対して第１の端子１２として役立ち、且つ電気的に導通する第１壁部２２を具備する。このコンデンサ構造は、電気的に導通する複数の第２の壁部２４も具備している。それぞれの第２の壁部２４は、図１において例示されているようなコンデンサ１０のうちの一つに対して第２の端子１４として振る舞う。例えば酸化物の様な誘電体２６は、第１壁部２２と第２壁部２４との間に位置する。従って、第２の壁部２４、第１の壁部２２の連合した位置、連合した誘電体２６は、図１において例示したコンデンサ１０のうちの一つとして振る舞う。第１壁部２２は各コンデンサに対して共通であるから、第１壁部２２は、図１の回路の共通線１６の様に振る舞うことも可能である。すなわち、第２壁部２４は互いに分離可能であるから、各第２壁部２４は、図１の回路のコンデンサ線１８のように振る舞うことも可能である。

第１壁部２２と第２壁部２４は、基板２８条に位置している。これらの壁部は、基板２８に対して実質的に垂直になることも可能である。すなわち、これらの壁部は、基板に相対して実質的に直立している。その結果、コンデンサは、垂直平行平面コンデンサとなることができる。第１壁部２２と第２壁部２４とは、基板２８上において直接置かれているように例示されているが、第１壁部２２と基板２８との間及び／又は第２壁部２４と基板２８との間において、付加的な物質を配置するようにしてもよい。例えば、図３及び図４は、基板２８と第１壁部２２との間及び基板２８と第２壁部２４との間において配置された酸化物層２９を例示している。

第１壁部２２は、第１共有領域３０と当該第１共有領域２４から伸び出した複数の第１の指領域３２とを具備している。第１の指領域３２は、実質的に第２壁部２４と同様である。各第２壁部２４は、複数の指領域３２の間において少なくとも部分的に位置し、第１の指領域３２のうちの少なくとも幾つかは、第２壁部２４の間において少なくとも部分的に位置している。すなわち、第１の指領域３２と第２壁部２４とは、図３において示された断面から明らかである第２壁部２４と交互第１の指領域３２と共に、一列、積み重ね、又は柱のように配置されている。第１の指領域３２及び第２壁部２４の図示された配置に代わって、第１の指領域３２又は当該第１の指領域３２の少なくとも幾つかが第２壁部２４の間において少なくとも部分的に配置されている間、第１の指領域３２及び第２壁部２４を第１の指領域３２の間において少なくとも部分的に配置するようにしてもよい。

少なくとも一つの第１の指領域３２は、種々の第２壁部２４の間において配置されている。例えば、Ｆとラベルされた第１の指領域３２は、二つの異なる第２壁部２４の間に配置されている。従って、隣り合う第２壁部２４の間において、一を超えない第１の指領域２１が配置される。隣り合う第２壁部２４の間においては、隣り合う対の第２壁部２４は、隣り合う対の第２壁部２４において含まれる第２壁部２４の間に他の第２壁部２４が配置されないように、第２壁部２４の対となる。

一つ又はそれ以上の第２壁部の少なくとも一部は、第１の共通領域及び二つの第１の指領域によって定義されるポケットに受け入れられる。第１の共通領域と第２の壁部との間の最短距離は、第２壁部と最も近い第１の指領域との間の最短距離より大きいか又は等しくなり得る。従って、或いは選択的に、第１の指領域３２が都内合う第２壁部２４の間に位置する場合には、第１の指領域と各第２壁部との間の最短距離は、同じか異なるものになることができる。

図５から図７は、図１において例示される回路を履行するコンデンサ構造の他の実施形態例示するものであり、図５は、コンデンサ構造の上面図である。図６は、図５において例示される回路を履行するコンデンサ構造の、Ａでラベリングされた線に沿って見た断面図である。図７は、Ｂでラベリングされた方向から見た図５において示されたコンデンサ構造の側面図である。

コンデンサ構造は、第１壁部２２を有している。この第１壁部２２は、電気的に導通するものであり、図１において例示されているコンデンサ１０のそれぞれに対して第１の端子１２として振る舞う。コンデンサ構造は、電気的に導通する複数の第２壁部２４も有している。第２壁部２４のそれぞれは、図１において例示されているコンデンサ１０のうちの一つに対して第２の端子１４として振る舞う。例えば酸化物のような誘電体２６は、第１壁部２２と第２壁部２４との間に位置している。すなわち、第２壁部２４、第１壁部２２の関連する一部、関連する誘電体２６は、図１において例示されているコンデンサのうちの一つとして振る舞う。第１壁部２２は各コンデンサに対して共通であるため、第１壁部２２は、各コンデンサに対して第１の端子として振る舞うことに加えて、図１の回路においては共有線１６として振る舞う。従って、第２壁部２４は相互に分離するため、各第２壁部２４は図１の回路においてコンデンサ線１８として振る舞う。

第１壁部２２及び第２壁部２４は、基板２８上に配置されている。これらの壁部は、基板２８に対して実質的に垂直となり得る。その結果、これらの壁部は、基板に相対して直角である。すなわち、コンデンサは垂直平行平板コンデンサとなることができる。好適な基板２８として、一つ又はそれ以上の物質層を有することができる。第１壁部２２及び第２壁部２４は、基板２８上に直接的に配置されたものが例示されているが、第１壁部２２と基板２８との間及び／又は第２壁部２４と基板２８との間において、付加的な物質を配置することも可能である。例えば、図６及び図７は、基板２８と第１壁部２２との間及び当該基板と第２壁部との間に配置された酸化物２９の層を例示している。

第１壁部２２は、第１の共通領域３０と当該第１の共有領域３０から延びる複数の第１の指領域３２とを有している。第２壁部２４は、第２の共通領域３４と当該第２の共有領域３４から延びる複数の第２の指領域３６とを有している。第１の指領域３２は、第２の指領域３６と実質的に同様である。第２の指領域３６のそれぞれは、第１の指領域３２と、第２の指領域３６の間に少なくとも部分的に配置された当該第１の指領域３２の少なくとも幾つかとの間において、少なくとも部分的に配置されている。すなわち、第１の指領域３２及び第２の指領域３６は、第２の指領域３６と第１の指領域３２とが交互に一列に、積み重ねて、柱状に配置されている。この様な配置においては、コンデンサ構造における第１の指領域３２の数は、第２の指領域３６に１を足した数と等しくなり得る。第１の指領域３２と第２壁部２４との例示された配置が交互である場合、第１の指領域３２と第２壁部２４とは、第２壁部２４のうちの幾つかが第１の指領域３２の間において少なくとも部分的に位置するように、配置され得る。一方、第１の指領域のそれぞれ又はそのうちの幾つかは、第２壁部２４の間において、少なくとも部分的に配置される。従って、当該コンデンサ構造における第２の指領域３６の数は、第１の指領域３２の１を足した数と等しくなり得る。

第１の指領域３２のうちの少なくとも一つは、種々の第２壁部２４からの第２の指領域３６の間において配置される。例えば、Ｆでラベリングされた第１の指領域３２は、種々の第２壁部２４からの第２の指領域３６の間において配置される。従って、一つの第１の指領域３２は、種々の第２壁部２４からの隣り合う第２の指領域３６の間において配置される。この種々の第２壁部２４においては、第２の指領域３６の隣り合う一対は、第２の指領域３６の隣り合う一対において含まれる第２の指領域３６の間において、いずれの他の第２の指領域３６も位置しないように配置された第２の指領域３６の一対となる。

第２の指領域のうちの少なくとも一つの少なくとも一部は、第１の共通領域及び二つの第１の指領域によって定義されるポケットに受け入れられる。第１の共通領域と第２の指領域との間の最短距離は、第２の指領域と最も近い第１の指領域との間の最短距離と同じか、それより大きなものとなり得る。第１の指領域３２が隣り合う第２の指領域間に位置する場合には、第１の指領域と第２の指領域との間の最短距離は、同一か異なるものとなる可能性がある。

図２から図７において例示されている第１壁部２２及び第２壁部２５は、連続的に電気的導通を行う媒体によって構築されたものである。図８は、図２から図７までに示された第１壁部２２及び／又は第２壁部２４の構造と選択可能な構造を有する壁部の側面図である。この壁部は、電気的導通を行う媒体４０によって構築された複数の導電層を有している。バイアス４２は、導電層の間において電気的導通を提供する。単一のバイアス４２は、図８に例示された隣り合う導電層の間において位置することも可能である。或いは、複数のバイアス４２は、図９に例示された隣り合う導電層の間において位置することも可能である。バイアス４２の間にある介在物質４４は、誘電体と同一にすることが可能である。

好適な導電媒体は、これに限定されるものではないが、例えば銅やアルミニウムのような電気的導通を行う金属を含むものである。好適な誘電体としては、これに限定されるものではないが、酸化物である。

コンデンサ構造は、通常の集積回路製造技術を用いることで、製造することが可能である。

回路及びコンデンサ構造は三つのコンデンサを有するように上記において示されているが、回路及びコンデンサ構造は、付加的なコンデンサ又は少数のコンデンサを含むように率に応じて定めることも可能である。例えば、回路及びコンデンサ構造は、二つのコンデンサ或いは三つ以上のコンデンサと同程度の数を有することができる。これに加えて、或いは選択的に、当該コンデンサ構造における種々のコンデンサは、種々の形態を採用することができる。例えば、種々のコンデンサが種々の数の第２の指領域を有することも可能である。さらなる例として、当該コンデンサ構造における種々の第２の共通領域は、種々の数の第２の指領域に接続することも可能である。

第１壁部の第１の指領域及び第２壁部は、共通領域の単一側面から伸び出すように上記において示したが、第１壁部及び／又は第２壁部は、共通の壁部の異なる側面から伸び出す指領域を有することも可能である。

誘電体は、第１壁部と第２壁部との間において、排他的に位置するものとして例示したが、誘電体は、当該コンデンサ構造において他の位置において配置されるようにしてもよい。例えば、誘電体を、コンデンサ構造の一つ或いはそれ以上の壁部の外側において配置することも可能である。

当該分野におけるどの様な当業者であっても、開示された実施形態に関する以上述べた説明によれば、本願発明を生産し使用することができる。これらの実施形態の種々の改良は、当該分野における当業者にとって直ちに明らかなものであるだろうし、また、ここにおいて定義された包括的な原理は、当該発明の精神又は範疇から逸脱することなしに、他の実施形態に対しても適用可能である。すなわち、本願発明は、当該説明にいて示された実施形態に限定する意図ではなく、当該説明において開示された原理や新規の特徴と整合する最も広義な範囲に従うものである。

Claims (17)

1. 複数のコンデンサに共通である第１の端子として振る舞うように構成される第１壁部と、
   前記複数のコンデンサのうちの区別された一つに対して第２の端子として振る舞うようにそれぞれが構成される複数の第２壁部と、
   を具備するコンデンサ構造。
2. 前記第１壁部は、基板に関して実質的に垂直に立っており、
   前記複数の第２壁部は、前記基板に関して実質的に垂直に立っている請求項１記載のコンデンサ構造。
3. 前記第１壁部の少なくとも一部は、前記複数の第２壁部のうちの第１の第２壁部と第２の第２壁部との間に配置され、前記第１の第２壁部は、前記第２の第２壁部とは異なるものである請求項１記載のコンデンサ構造。
4. 前記第１壁部は、複数の第１の導電層と、前記複数の第１の導電層間の電気的接続を提供するための一つ又はそれ以上のバイアスとを有し、
   前記第２壁部は、複数の第２の導電層と、前記複数の第２の導電層間の電気的接続を提供するための一つ又はそれ以上のバイアスとを有する請求項１記載のコンデンサ構造。
5. 前記第１壁部は、第１の共有領域から延びる複数の第１の指領域を有し、
   前記複数の指領域のうちの少なくとも一つは、前記複数の第２壁部のうちの第１の第２壁部と第２の第２壁部との間において、少なくとも部分的に配置され、
   前記第１の第２壁部は、前記第２の第２壁部とは異なるものである請求項１記載のコンデンサ構造。
6. 前記第１壁部は、第１の共有領域から延びる複数の第１の指領域を有し、
   前記第２の壁部は、第２の共有領域から延びる複数の第２の指領域を有し、
   一つ又はそれ以上の前記第１の指領域は、前記第１の第２壁部からの第２の指領域と前記第２の第２壁部からの第２の指領域との間において、少なくとも部分的に配置され、
   前記第１の第２壁部は、前記第２の第２壁部とは異なるものである請求項１記載のコンデンサ構造。
7. 前記第１の指領域の数は、前記第２の指領域の数に比して多い請求項６記載のコンデンサ構造。
8. 前記第１の指領域は、実質的に前記第２の指領域と平行である請求項６記載のコンデンサ構造。
9. 前記第１の指領域はいずれかの隣り合う前記第２の指領域の対の間において配置され、
   前記隣り合う前記第２の指領域の対は、いずれの前記第２の指領域が前記隣り合う前記第２の指領域の対で含まれる前記第２の指領域の間において位置するように、配列される請求項６記載のコンデンサ構造。
10. 前記第１の指領域は、前記第２の指領域と交互である請求項９記載のコンデンサ構造。
11. 前記第２壁部の少なくとも一つの少なくとも一部は、前記第１の共有領域及び二つの前記第１の指領域によって、ポケット内に受け入れられる請求項１記載のコンデンサ構造。
12. 複数のコンデンサに対する第１の端子として振る舞うものであって、共有領域から延びる複数の第１の指領域を有し基板に対して垂直な第１壁部と、
    それぞれが前記コンデンサのうちの異なる一つに対して第２の端子として振る舞うものであって、それぞれが基板に対して垂直であり且つ共有領域から延びる複数の第２の領域を含む複数の第２壁部と、を具備し、
    前記第２の指領域は、実質的に前記第１の指領域と平行であり、前記第２壁部のうちの第１の前記第２壁部からの第２の指領域と前記第２壁部のうちの第２の前記第２壁部からの第２の指領域との間において、一つ又はそれ以上の前記第１の指領域が部分的に位置するように配置されており、
    前記第２壁部のうちの第１の前記第２壁部は、前記第２壁部のうちの第２の前記第２壁部とは異なるものであるコンデンサ構造。
13. 前記第１の指領域と前記第２の指領域とは、交互となるように、且つ前記第１の指領域の一つが隣り合う前記第２の指領域の間において位置するように配置されるものであり、
    隣り合う前記第２の指領域のそれぞれは、隣り合う前記第２の指領域の対の間において他の前記第２の指領域が位置しないように、配置されている請求項１２記載のコンデンサ構造。
14. 複数のコンデンサに対して共通な第１の端子を提供する第１壁手段と
    前記複数のコンデンサの異なる一つに対して、第２に端子を提供する複数の第２壁手段と、
    を具備するコンデンサ構造。
15. 前記第１壁手段は、基板に関して実質的に垂直に立てられており、
    前記第２壁手段は、前記基板に関して実質的に垂直に立てられている請求項１４記載のコンデンサ構造。
16. 前記第１壁手段の少なくとも一部は、前記複数の第２の壁手段のうちの第１の一つと前記複数の第２の壁手段のうちの第２の一つとの間に位置し、
    前記第１の一つと前記第２の一つとは、異なるものである請求項１４記載のコンデンサ構造。
17. 前記第１壁手段は、導電のための複数の第１の導電層手段と、前記第１の導電層の間で電気的接続を供給するための一つ又はそれ以上の経由手段と、を具備し、
    前記第２壁手段は、導電のための複数の第２の導電層手段と、前記第２の導電層の間で電気的接続を供給するための一つ又はそれ以上の経由手段と、を具備する請求項１４記載のコンデンサ構造。

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