(57)【要約】  エネルギー調節構造体は第１電極、第２電極、及び遮蔽構造を有し、電気回路における改善されたエネルギー調節をもたらす。構造体は個別部品として、インターポーザ若しくは第１相互接続層の一部として、又は集積回路の一部として形成され得る。エネルギー調節構造体の遮蔽構造は如何なる回路素子とも電気的に接続されていない。
2007515794.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部フローティング遮蔽構造；
第１電極構造；及び
第２電極構造；
を有するエネルギー調節器であって：
前記第１電極構造が少なくとも１つの第１電極構造の第１導電層を有し、前記第２電極構造が少なくとも１つの第２電極構造の第１導電層を有し；
前記内部フローティング遮蔽構造が前記第１電極構造の第１導電層を前記第２電極構造から遮蔽し、かつ前記内部フローティング遮蔽構造が前記第２電極構造の第１導電層を前記第１電極構造から遮蔽し；かつ
前記第１電極構造が第１電極コンタクト領域を含む；
ことを特徴とするエネルギー調節器。
【請求項２】
請求項１に記載のエネルギー調節器、及び回路の導電ライン部分を有するフィルター装置であって、前記第１電極コンタクト領域が前記導電ライン部分に電気的に接続されていることを特徴とするフィルター装置。
【請求項３】
内部フローティング遮蔽構造；
第１電極構造；及び
第２電極構造；
を有する静電／誘導結合式エネルギー調節器であって：
前記第１電極構造が少なくとも１つの第１電極構造の第１導電層を有し、前記第２電極構造が少なくとも１つの第２電極構造の第１導電層を有し；
前記内部フローティング遮蔽構造が前記第１電極構造の第１導電層を前記第２電極構造から遮蔽し、かつ前記内部フローティング遮蔽構造が前記第２電極構造の第１導電層を前記第１電極構造から遮蔽し；かつ
前記第１電極構造が第１電極静電／誘導結合パッドを含む；
ことを特徴とする静電／誘導結合式エネルギー調節器。
【請求項４】
請求項３に記載の静電／誘導結合式エネルギー調節器及び回路の導電ライン部分を有するフィルター装置であって、前記第１電極静電／誘導結合パッドが前記導電ライン部分に静電的／誘導的に結合されていることを特徴とするフィルター装置。
【請求項５】
遮蔽導電層；
少なくとも第１電極層を規定する第１電極であって、該第１電極層が前記遮蔽導電層の上方にあるところの第１電極；及び
少なくとも第２電極層を規定する第２電極であって、該第２電極層が前記遮蔽導電層の下方にあるところの第２電極；
を有する内部遮蔽キャパシタであって：
前記遮蔽導電層、前記第１電極及び前記第２電極が互いに電気的に分離されており；かつ
前記第１電極、前記第２電極及び前記遮蔽導電層の互いに対する位置及び大きさが、前記第１電極及び前記第２電極を通る如何なる直線もが前記遮蔽導電層に接触するようにされている；
ことを特徴とする内部遮蔽キャパシタ。
【請求項６】
少なくとも上部遮蔽導電層、中間遮蔽導電層、及び下部遮蔽導電層を規定する遮蔽体であって、該上部遮蔽導電層が該中間遮蔽導電層の上方にあり、かつ、該中間遮蔽導電層が該下方遮蔽構造層の上方にあるところの遮蔽体；
少なくとも第１電極層を規定する第１電極であって、該第１電極層が前記上部遮蔽導電層の下方かつ前記中間遮蔽導電層の上方にあるところの第１電極；及び
少なくとも第２電極層を規定する第２電極であって、該第２電極層が前記中間遮蔽導電層の下方かつ前記下部遮蔽導電層の上方にあるところの第２電極；
を有するエネルギー調節器であって：
前記遮蔽体、前記第１電極及び前記第２電極が互いに電気的に分離されており；かつ
前記第１電極、前記第２電極及び前記中間遮蔽導電層の互いに対する位置及び大きさが、前記第１電極及び前記第２電極を通る如何なる直線もが前記中間遮蔽導電層に接触するようにされている；
ことを特徴とするエネルギー調節器。
【請求項７】
請求項６に記載のエネルギー調節器であって、前記遮蔽体が少なくとも１つの、前記遮蔽導電層の全てを互いに導電結合させるために作用可能な導電アパーチャ、をさらに有することを特徴とするエネルギー調節器。
【請求項８】
請求項６に記載のエネルギー調節器であって、前記遮蔽体が少なくとも１つの、前記遮蔽導電層の全てを互いに導電結合させるために作用可能な導電ビア構造、をさらに有することを特徴とするエネルギー調節器。
【請求項９】
請求項６に記載のエネルギー調節器であって、前記遮蔽体が少なくとも１つの導電アパーチャをさらに有し、該少なくとも１つの導電アパーチャは少なくとも前記第１電極層又は前記第２電極層を貫通し；かつ
該少なくとも１つの導電アパーチャは前記遮蔽導電層の全てを互いに導電結合させるように機能する；ことを特徴とするエネルギー調節器。
【請求項１０】
請求項６に記載のエネルギー調節器であって、前記遮蔽体が少なくとも１つの導電ビア構造をさらに有し、該少なくとも１つの導電ビア構造は少なくとも前記第１電極層又は前記第２電極層を貫通し；かつ
該少なくとも１つの導電ビア構造は前記遮蔽導電層の全てを互いに導電結合させるように機能する；ことを特徴とするエネルギー調節器。
【請求項１１】
請求項７に記載のエネルギー調節器であって、前記遮蔽体は回路経路に物理的に結合されるように機能しないことを特徴とするエネルギー調節器。
【請求項１２】
請求項８に記載のエネルギー調節器であって、前記遮蔽体は回路経路に物理的に結合されるように機能しないことを特徴とするエネルギー調節器。
【請求項１３】
内部フローティング遮蔽構造を備える工程；
第１電極構造を備える工程；及び
第２電極構造を備える工程；
を有するエネルギー調節器の製造方法であって：
前記第１電極構造が少なくとも１つの第１電極構造の第１導電層を有し、前記第２電極構造が少なくとも１つの第２電極構造の第１導電層を有し；
前記内部フローティング遮蔽構造が前記第１電極構造の第１導電層を前記第２電極構造から遮蔽し、かつ前記内部フローティング遮蔽構造が前記第２電極構造の第１導電層を前記第１電極構造から遮蔽し；かつ
前記第１電極構造が第１電極コンタクト領域を含む；
ところの製造方法。
【請求項１４】
フィルター装置の製造方法であって、該フィルター装置は、（１）エネルギー調節器であり、内部フローティング遮蔽構造；第１電極構造；及び第２電極構造；を有し；前記第１電極構造が少なくとも１つの第１電極構造の第１導電層を有し、前記第２電極構造が少なくとも１つの第２電極構造の第１導電層を有し；前記内部フローティング遮蔽構造が前記第１電極構造の第１導電層を前記第２電極構造から遮蔽し、かつ前記内部フローティング遮蔽構造が前記第２電極構造の第１導電層を前記第１電極構造から遮蔽し；前記第１電極構造が第１電極コンタクト領域を含む；ところのエネルギー調節器、並びに（２）回路の導電ライン部分であり、第１電極コンタクト領域が該導電ライン部分に電気的に接続されているところの導電ライン部分を有し、当該製造方法が：
前記エネルギー調節器を備える工程；
前記導電ライン部分を備える工程；及び
前記導電ライン部分を前記エネルギー調節器に電気的に接続する工程；
を有するところの製造方法。
【請求項１５】
内部フローティング遮蔽構造を備える工程；
第１電極構造を備える工程；及び
第２電極構造を備える工程；
を有する静電／誘導結合式エネルギー調節器の製造方法であって：
前記第１電極構造が少なくとも１つの第１電極構造の第１導電層を有し、前記第２電極構造が少なくとも１つの第２電極構造の第１導電層を有し；
前記内部フローティング遮蔽構造が前記第１電極構造の第１導電層を前記第２電極構造から遮蔽し、かつ前記内部フローティング遮蔽構造が前記第２電極構造の第１導電層を前記第１電極構造から遮蔽し；かつ
前記第１電極構造が第１電極静電／誘導結合パッドを含む；
ところの製造方法。
【請求項１６】
請求項１５に記載の製造方法を含む回路の製造方法であって、前記エネルギー調節器を導電ライン部分に静電的／誘電的に結合する工程をさらに有するところの製造方法。
【請求項１７】
遮蔽導電層を備える工程；
少なくとも第１電極層を規定する第１電極であって、該第１電極層が前記遮蔽導電層の上方にあるところの第１電極を備える工程；及び
少なくとも第２電極層を規定する第２電極であって、該第２電極層が前記遮蔽導電層の下方にあるところの第２電極を備える工程；
を有する内部遮蔽キャパシタの製造方法であって：
前記遮蔽導電層、前記第１電極及び前記第２電極が互いに電気的に分離されており；かつ
前記第１電極、前記第２電極及び前記遮蔽導電層の互いに対する位置及び大きさが、前記第１電極及び前記第２電極を通る如何なる直線もが前記遮蔽導電層に接触するようにされている；
ところの製造方法。
【請求項１８】
少なくとも上部遮蔽導電層、中間遮蔽導電層、及び下部遮蔽導電層を規定する遮蔽体であって、該上部遮蔽導電層が該中間遮蔽導電層の上方にあり、かつ、該中間遮蔽導電層が該下方遮蔽構造層の上方にあるところの遮蔽体を備える工程；
少なくとも第１電極層を規定する第１電極であって、該第１電極層が前記上部遮蔽導電層の下方かつ前記中間遮蔽導電層の上方にあるところの第１電極を備える工程；及び
少なくとも第２電極層を規定する第２電極であって、該第２電極層が前記中間遮蔽導電層の下方かつ前記下部遮蔽導電層の上方にあるところの第２電極を備える工程；
を有するエネルギー調節器の製造方法であって：
前記遮蔽体、前記第１電極及び前記第２電極が互いに電気的に分離されており；かつ
前記第１電極、前記第２電極及び前記中間遮蔽導電層の互いに対する位置及び大きさが、前記第１電極及び前記第２電極を通る如何なる直線もが前記中間遮蔽導電層に接触するようにされている；
ところの製造方法。
【請求項１９】
請求項１８に記載の製造方法であって、前記遮蔽体が少なくとも１つの、前記遮蔽導電層の全てを互いに導電結合させるように機能する導電アパーチャ、をさらに有するところの製造方法。
【請求項２０】
請求項１８に記載の製造方法であって、前記遮蔽体が少なくとも１つの、前記遮蔽導電層の全てを互いに導電結合させるように機能する導電ビア構造、をさらに有するところの製造方法。
【請求項２１】
請求項１８に記載の製造方法であって、前記遮蔽体が少なくとも１つの導電アパーチャをさらに有し、該少なくとも１つの導電アパーチャが少なくとも前記第１電極層又は前記第２電極層を貫通し；かつ
該少なくとも１つの導電アパーチャが前記遮蔽導電層の全てを互いに導電結合させるように機能する；ところの製造方法。
【請求項２２】
請求項１８に記載の製造方法であって、前記遮蔽体が少なくとも１つの導電ビア構造をさらに有し、該少なくとも１つの導電ビア構造が少なくとも前記第１電極層又は前記第２電極層を貫通し；かつ
該少なくとも１つの導電ビア構造が前記遮蔽導電層の全てを互いに導電結合させるように機能する；ところの製造方法。
【請求項２３】
請求項１９に記載の製造方法であって、前記遮蔽体が回路経路から物理的に分離されるように設計されているところの製造方法。
【請求項２４】
請求項２０に記載の製造方法であって、前記遮蔽体が回路経路から物理的に分離されるように設計されているところの製造方法。
【請求項２５】
エネルギー調節器を使用する方法であって、該エネルギー調節器が：内部フローティング遮蔽構造；第１電極構造；及び第２電極構造；を有し、前記第１電極構造が少なくとも１つの第１電極構造の第１導電層を有し、前記第２電極構造が少なくとも１つの第２電極構造の第１導電層を有し；前記内部フローティング遮蔽構造が前記第１電極構造の第１導電層を前記第２電極構造から遮蔽し、かつ前記内部フローティング遮蔽構造が前記第２電極構造の第１導電層を前記第１電極構造から遮蔽し；かつ前記第１電極構造が第１電極コンタクト領域を含み、当該方法が：
該エネルギー調節器を電気回路に接続すること
を有するところの方法。
【請求項２６】
静電／誘導結合式エネルギー調節器を使用する方法であって、該エネルギー調節器が：内部フローティング遮蔽構造；第１電極構造；及び第２電極構造；を有し、前記第１電極構造が少なくとも１つの第１電極構造の第１導電層を有し、前記第２電極構造が少なくとも１つの第２電極構造の第１導電層を有し；前記内部フローティング遮蔽構造が前記第１電極構造の第１導電層を前記第２電極構造から遮蔽し、かつ前記内部フローティング遮蔽構造が前記第２電極構造の第１導電層を前記第１電極構造から遮蔽し；かつ前記第１電極構造が第１電極静電／誘導結合パッドを含み、当該方法が：
該エネルギー調節器を電気回路に接続すること
を有するところの方法。
【請求項２７】
内部遮蔽キャパシタを使用する方法であって、該内部遮蔽キャパシタが：遮蔽導電層；少なくとも第１電極層を規定する第１電極であって、該第１電極層が前記遮蔽導電層の上方にあるところの第１電極；及び少なくとも第２電極層を規定する第２電極であって、該第２電極層が前記遮蔽導電層の下方にあるところの第２電極；を有し、前記遮蔽導電層、前記第１電極及び前記第２電極が互いに電気的に分離されており；かつ前記第１電極、前記第２電極及び前記遮蔽導電層の互いに対する位置及び大きさが、前記第１電極及び前記第２電極を通る如何なる直線もが前記遮蔽導電層に接触するようにされており、当該方法が：
該内部遮蔽キャパシタを電気回路に接続すること
を有するところの方法。
【請求項２８】
エネルギー調節器を使用する方法であって、該エネルギー調節器が：少なくとも上部遮蔽導電層、中間遮蔽導電層、及び下部遮蔽導電層を規定する遮蔽体であって、該上部遮蔽導電層が該中間遮蔽導電層の上方にあり、かつ、該中間遮蔽導電層が該下方遮蔽構造層の上方にあるところの遮蔽体；少なくとも第１電極層を規定する第１電極であって、該第１電極層が前記上部遮蔽導電層の下方かつ前記中間遮蔽導電層の上方にあるところの第１電極；及び少なくとも第２電極層を規定する第２電極であって、該第２電極層が前記中間遮蔽導電層の下方かつ前記下部遮蔽導電層の上方にあるところの第２電極；を有し、前記遮蔽体、前記第１電極及び前記第２電極が互いに電気的に分離されており；かつ前記第１電極、前記第２電極及び前記中間遮蔽導電層の互いに対する位置及び大きさが、前記第１電極及び前記第２電極を通る如何なる直線もが前記中間遮蔽導電層に接触するようにされており、当該方法が：
該エネルギー調節器を電気回路に接続すること
を有するところの方法。
【請求項２９】
請求項２８に記載の方法であって、前記遮蔽体が少なくとも１つの、前記遮蔽導電層の全てを互いに導電結合させるように機能する導電アパーチャ、をさらに有するところの方法。
【請求項３０】
請求項２８に記載の方法であって、前記遮蔽体が少なくとも１つの、前記遮蔽導電層の全てを互いに導電結合させるように機能する導電ビア構造、をさらに有するところの方法。
【請求項３１】
請求項２８に記載の方法であって、前記遮蔽体が少なくとも１つの導電アパーチャをさらに有し、該少なくとも１つの導電アパーチャが少なくとも前記第１電極層又は前記第２電極層を貫通し；かつ
該少なくとも１つの導電アパーチャが前記遮蔽導電層の全てを互いに導電結合させるように機能する；ところの方法。
【請求項３２】
請求項２８に記載の方法であって、前記遮蔽体が少なくとも１つの導電ビア構造をさらに有し、該少なくとも１つの導電ビア構造が少なくとも前記第１電極層又は前記第２電極層を貫通し；かつ
該少なくとも１つの導電ビア構造が前記遮蔽導電層の全てを互いに導電結合させるように機能する；ところの方法。
【請求項３３】
請求項２９に記載の方法であって、前記遮蔽体が回路経路から物理的に分離されるように設計されているところの方法。
【請求項３４】
請求項３０に記載の方法であって、前記遮蔽体が回路経路から物理的に分離されるように設計されているところの方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気技術に関し、より具体的には、低インダクタンスデバイス及びエネルギー調節に関する。
【背景技術】
【０００２】
“端子”という単語は、電気デバイスに電流が入る点、又は電気デバイスから電流が去る点にある導電体を意味する。
【０００３】
“Ｘ”キャパシタ及び“ライン間キャパシタ”という用語は共に、回路の負荷デバイスと並列配置で接続される２端子に対して、その２端子間のキャパシタンスを有する２端子の受動集中回路素子を意味する。Ｘキャパシタは主として負荷での電気ドループを防止するために用いられる。すなわち、Ｘキャパシタは典型的に電気エネルギー源又は電気エネルギーシンクを提供するために用いられる。
【０００４】
“Ｙ”キャパシタ及び“ライン対グラウンドキャパシタ”という用語は共に、２端子の一方が電源と負荷との間の回路経路内に位置するラインに接続され、他方が集中系の回路図において一般にグラウンドとして示される導電性構造体に接続されている２端子に対して、その２端子間のキャパシタンスを有する２端子の受動集中回路素子を意味する。しかしながら、擬（alleged）グラウンドの電位は、それが受け取る、或いは分布する電荷量に応じて変動する場合がある。応用に際しては、一般的に、擬グラウンドは接地又はシャーシグラウンドの何れかである。しかしながら、本発明の応用のためには、後述する内部遮蔽構造は、一般に、外部接地又はシャーシグラウンドに電気的に接続されない。Ｙキャパシタは主として信号からノイズをフィルターするために用いられる。
【０００５】
Ｘ及び／又はＹキャパシタを含む１つ以上の集中回路素子は構造的に完全な単一の電気デバイスに組み立てられ得る。
【０００６】
“プレート（板）”という用語は、終始、一般的に成層化プロセスによって形成される構造を参照するために用いられる。故に、“プレート（板）”という用語の使用は、その形成時に集積化されていない構造体であることを示唆するものではない。“プレート（板）”という用語はその形成時に集積化されている構造体の構成要素を参照する場合がある。ここで用いられるようにプレート（板）という用語は、少なくとも２つの比較的大面積の主表面、及び１つ以上の比較的小面積のエッジ面を備える構造を意味する。但し、各々の主表面は平らである必要はない。
【０００７】
エネルギー調節は、電源と負荷との間を伝搬する電気エネルギーのフィルタリング、デカップリング及び過渡的抑制の少なくとも１つを意味する。
【０００８】
フィルタリングは信号の周波数スペクトルを変更することを意味する。
【０００９】
デカップリングは一般に能動回路に適用される用語である。そのような回路では、能動デバイスが、結合された素子の電圧に影響を及ぼす特性、例えば相互コンダクタンス等を変化させる。デカップリングは、能動回路の変化による結合素子の電圧への影響を最小化することを意味する。
【００１０】
過渡的とは、静電放電などの外部からの影響、及び回路内に誘起される自己誘導などの寄生効果によるスパイクを含む。
【００１１】
第１レベル相互接続は、集積回路への最初の回路接続を提供する構造体又はデバイスである。インターポーザは、集積回路への回路接続を提供する構造体又はデバイスである。
【００１２】
電気エネルギー調節を提供する様々なデバイスが開示されている（特許文献１乃至３参照）。特許文献１乃至３の教示は本明細書に取り込まれる。
【００１３】
ここで開示される新規の発明は、少なくともエネルギー調節のデカップリングの点を上述のデバイスと比較して有意に改善する一定の性能特性を有する構造体である。
【特許文献１】米国特許第６０１８４４８号明細書
【特許文献２】米国特許第６３７３６７３号明細書
【特許文献３】国際公開第ＷＯ２００４／０７０９５号パンフレット
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
本発明は、新規の構造体であって、ある一定のキャパシタンスを有し、超高挿入損失及び改善されたデカップリングが得られるエネルギー調節を提供する構造体、及びその構造体の製造方法と使用方法、並びに関連回路構成及びその使用方法を提供することを目的とする。
【００１５】
また、本発明は、本発明に係る新規の構造体を有する回路、若しくは回路の一部分、その回路の製造方法及び使用方法を提供することを他の目的とする。
【００１６】
さらに、本発明は、広範な周波数域で改善されたエネルギー調節を提供するデバイス、回路、及びそれらの使用方法を提供することを付加的な目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上述の課題に鑑み、新規のエネルギー調節構造は、少なくとも第１電極板を含む第１電極、少なくとも第２電極板を含む第２電極、及び電気伝導性である内在する遮蔽構造を有する。遮蔽構造は、第1電極板と第２電極板との間の中間遮蔽部分を含む。また、遮蔽構造は、遮蔽構造の個々の層を電気的に結合して単一の導電構造にするために、導電ビア、導電体を充填された孔部、及び遮蔽構造の要素群に電気的に接続するプレートの何れかを含む導電結合構造を有する。遮蔽構造は、新規構造の外面を形成する領域を全く有さない、あるいは実質的に有さない。内部で接続された遮蔽構造要素群は、互いに対して、あるいは新規構造を形成する他の要素に対して、ある特定の幾何学量、相対値、相対位置及び形状を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
一般に、電極板は、エネルギー調節器の外面の一部を形成する電極部分への電気エネルギーを何らかの導電経路に沿って受け取る。各プレートは一般的に、２つの短縁部及び２つの長縁部を有する長方形状である。電極の外部面へのそのプレートの電気的接続は、そのプレートの短縁部又は長縁部を介する。同様に、各電極の外部面はエネルギー調節器の短側面又は長側面の何れかに属する。本発明者等は、外部面の部分及び内部接続経路（一般的な長方形のエネルギー調節器の短側面又は長側面に沿う）の相対位置がデバイス特性に影響を及ぼすことを見出した。
【００１９】
好ましくは、第１電極の実質的に全てのプレートが、実質的に同一形状を有し、互いに揃えて縦に積み重ねられる。好ましくは、第２電極の実質的に全てのプレートもまた、実質的に同一形状を有し、互いに揃えて縦に積み重ねられる。しかしながら、第１電極及び第２電極のプレート群は対称軸又は対称面を有する場合があり、その場合、第２電極のプレート群は、第１電極のプレート群に関して対称軸又は対称面について反転されたプレート群のプレートに向きを合わせられてもよい。
【００２０】
新規の構造は：
第１電極であって、当該第１電極が（Ａ）第１電極第１プレートであり、（１）第１電極第１プレート内側面、（２）第１電極第１プレート外側面、及び該第１電極第１プレート内側面及び該第１電極第１プレート外側面の境界線で規定される（３）第１電極第１プレート端面を定める第１電極第１プレート、及び（Ｂ）第１電極コンタクト領域であり、当該第１電極に電気的に接触するための第１電極コンタクト領域面を有する第１電極コンタクト領域、を含む第１電極；
第２電極であって、当該第２電極が（Ａ）第２電極第１プレートであり、（１）第２電極第１プレート内側面、（２）第２電極第１プレート外側面、及び該第２電極第１プレート内側面及び該第２電極第１プレート外側面の境界線で規定される（３）第２電極第１プレート端面を定める第２電極第１プレート、及び（Ｂ）第２電極コンタクト領域であり、当該第２電極に電気的に接触するための第２電極コンタクト領域面を有する第２電極コンタクト領域、を含む第２電極；
少なくとも（１）内側遮蔽板、（２）第１外側遮蔽板、及び（３）第２外側遮蔽板を含む（ａ）複数の導電性遮蔽板、及び該複数の導電性遮蔽板を互いに電気的に接触させるための（ｂ）遮蔽板コンタクト構造、を含む導電遮蔽構造；
を有し、
前記第１電極第１プレート内側面が前記第２電極第１プレート内側面に面し；
（Ａ）前記内側遮蔽板が前記第１電極第１プレート内側面と前記第２電極第１プレート内側面との間に位置し、（Ｂ）前記第１外側遮蔽板が前記第１電極第１プレート外側面に面し、かつ（Ｃ）前記第２外側遮蔽板が前記第２電極第１プレート外側面に面し；かつ
前記導電遮蔽構造が回路から電気的に絶縁されるように設計されている。
【００２１】
遮蔽構造は、新規構造の表面の一部を形成する表面を有する部分を実質的に有さない。新規構造の表面は導電遮蔽構造を実質的に完全に囲んでいる。
【００２２】
当該新規構造の要素群は、ある一定の幾何学量、相対値、相対位置、及び形状を有することができる。
【００２３】
新規構造はまた、導電板としても知られる導電層の積層体の中に、第１電極の一部としての追加の第１導電層、第２電極の一部としての追加の第２導電層、及び遮蔽構造の一部としての追加の遮蔽層を含んでもよい。
【００２４】
他の遮蔽されたエネルギー調節器と異なり、本発明に係る遮蔽構造は、回路素子に電気接続するための電極を有さない。回路素子に接続するための遮蔽電極が不要であることにより、本発明に係る新規構造は、遮蔽構造を如何なる回路素子とも電気接触させずに、当該新規構造の１つの面の実質的あるいは完全なる全体を１つの導電面に配置することが可能になる。
【００２５】
エネルギー調節器の新規構造は、電気絶縁体で定められる表面領域部分を有してもよい。新規エネルギー調節構造は、第1電極及び第２電極の少なくとも１つの接触可能面によって形成される表面領域を有する。新規構造は幾つかの電極を有してもよく、好ましくは、それらの各々が当該新規構造内に、その他全ての電極の層から実質的に遮蔽された層又はプレートを有する。
【００２６】
当該構造は好ましくは、導電性の層群又はプレート群の間に電気絶縁体を有し、それにより、ある導電層から他の導電層に絶縁体を介して電子が移動するのを実質的に阻止する。
【００２７】
絶縁体は誘電率を持つ如何なる材料でもよく、その例として、誘電率が1である空気、誘電率が約4600でありX7Rとして特定される材料、シリコン、III-V族及びII-VI族半導体、並びに窒化シリコン（SiN）及びダイヤモンド半導体が挙げられる。容積当たりのキャパシタンスを最大化するために誘電率は比較的大きいことが好ましい。しかしながら、少なくとも半導体応用では、問題とする半導体との適合性に優れた誘電体によって誘電率が決められてもよい。
【００２８】
本発明に係る構造のある一定の幾何学量、相対値、相対位置、及び形状は、プレート群の主表面群で定められる平面における各プレートの形状、電気エネルギーが各プレートに結合する部分である導電層コンタクト領域の位置及び相対的な広がり、各プレートの厚さ、隣接するプレート間の間隔、並びに、プレート群の相対配置を含む。
【００２９】
本発明に係るエネルギー調節構造は、例えば、導電性ワイヤーライン、構造群を接続する導電ビア、及び導電層の端部相互接続構造などの、さらなる内部構造の要素を含んでもよい。本発明に係るエネルギー調節構造は、導電ラインを通す開口をプレート内に規定する内部表面を含んでもよい。開口は、当該構造内のプレート又は層の間に伸びるビア又は管状領域の一部を形成してもよい。ビア又は管状領域は、電気的又は導電性の材料で充填されてもよいし、開口のまま、すなわち材料で充填されずに残されてもよい。これらの導電ラインは、同一電極又は遮蔽構造のプレート群に電気的に接続される場合がある。その一方で、これら導電ラインは、開口を通って他の電極のプレート内にも伸長するが、それら他の電極、又は場合によって遮蔽構造から絶縁されたままである。電極の端部相互接続構造が存在する場合には、同一電極のプレート群を互いに電気的に相互接続する働きをし、かつ、電極のプレート群の端部に電気的に接続される。
【００３０】
遮蔽構造のプレート群は互いに電気的に接続される。遮蔽構造のプレート群、及び該プレート群を互いに電気的に相互接続する導電構造は、本発明に係る構造の電極の内部プレート群又は層群を実質的に取り囲む。
【００３１】
本発明に係る構造は、例えばＰＣボード又はコネクタへの接続に適した部品等の、個別部品として形成されてもよい。あるいは、本発明に係る構造は、例えばＰＣボード、コネクタ、第１レベル相互接続、インターポーザ、又は集積回路などの、別の構造の一部に形成されてもよいし、該一部を形成してもよい。個別部品についての本発明の実施形態では、第１電極は当該エネルギー調節構造の表面の一部を定めるコンタクト領域面を有し、第２電極も当該構造の表面の一部を定めるコンタクト領域面を有し、そして、遮蔽構造は当該構造の表面の一部を定める部分を有さない。
【００３２】
これに代わる実施形態では、遮蔽構造は当該構造の表面の凹部領域を定める表面領域を有してもよい。
【００３３】
本発明に係る新規構造を組み込む個別部品及びＰＣボードは、従来からの成層化及び焼成技術によって形成されてもよい。ワイヤーラインは、一体となって形成されてもよく、別々に形成された後に、開口部に挿入又は形成されてもよい。
【００３４】
ＰＣボード及び集積回路の双方の実施形態では、個別部品の実施形態において構造の表面の一部分を定めていた電極のコンタクト領域面の内、ある１つがそれ自体存在しない。代わりに、それらコンタクト領域面が別の手法で個別部品の末端を定めていた領域が、ビアに接続された導電体と接触して形成される。且つ／或いは、この個別部品の末端を定めていた領域が、ＰＣボード、基板、第1レベル相互接続、インターポーザ及び／又は集積回路の部分から及び／又はその部分を通って、第１電極、第２電極及び／又は遮蔽構造を含む領域を超えて伸長している導電体と接触して形成される。
【００３５】
好ましくは、後述の例外はあり得るが、内側遮蔽板はその主表面によって定められる平面内で、隣接するプレート（すなわち、第１電極のあるプレート及び第２電極のあるプレート）の双方を通る如何なる直線も内側遮蔽板を通る、且つ／或いは接触するように、隣接する第１及び第２電極のプレート群の外側まで延在する。例外として、ある実施形態では、第１及び第２の電極の各々のプレートの相対的にかなり小さい領域が、それらが１以上の内在する導電層相互接続構造と接触するところで、遮蔽板の範囲を超えて延在する。内在する導電層相互接続構造は、第１電極の実質的に全てのプレート群を互いに、且つ／或いは、第２電極の実質的に全てのプレート群を互いに、電気的に接続する機能を有する。さらに、或いは代わりに、内側遮蔽板の少なくとも一部分は、概して、隣接する第１及び第２電極のプレートの範囲の外側まで延在する。延在距離は、内側遮蔽板と隣接するプレートとの間隔の少なくとも１倍、好ましくは少なくとも５倍、より好ましくは少なくとも１０倍、そして最も好ましくは少なくとも２０倍である。
【００３６】
電極板相互接続構造は、その電極の全て又は実質的に全てのプレート群の部分群に電気的に接触する構造であり、それによって、その電極のプレート群を互いに電気的に接続する。一方の電極への電極板相互接続構造は、エネルギー調節構造内部では、その他の如何なる電極、又は遮蔽構造のプレート群とも接触しない。電極板相互接続構造は典型的に、これらの個別部品内に設けられる。
【００３７】
本発明に係る構造のＰＣボード、コネクタ及び集積回路についての実施形態では、電極又は遮蔽構造の端部相互接続構造は存在しない場合がある。代わりに、典型的には、同一電極又は遮蔽構造の全プレートを電気的に相互接続する構造が用いられ得る。その構造には、同一電極又は遮蔽構造のプレート群に接続される導電性ワイヤーラインが含まれる。ある１つの電極のプレート群に接続される導電性ワイヤーラインは他の電極のプレート群には電気的に接続されない。遮蔽構造にはワイヤーラインは接続されない。好ましくは、１つの電極のプレート群に接続された導電性ワイヤーラインは、他の電極のプレート群及び遮蔽構造のプレート群の隙間を通り抜け、それらのワイヤーラインが他の電極のプレート群及び遮蔽構造のプレート群に電気的に接続しないようにされる。
【００３８】
加えて、図示されるように、エネルギー調節器内に、内在する共通の遮蔽導電ビアが設けられたものが第1及び第２電極の薄板間に配置され、内在する遮蔽導電層を互いに接続するために利用される。
【００３９】
導電結合又は導電接続は、必要に応じて遮蔽導電層の各々に、及び／又は各々を貫通して結合する、それぞれの絶縁シートに設けられた1つ以上のビアホールによって為される。ビア構造は通常、それが充填されているか否かに拘わらず、配置された遮蔽用又は非遮蔽用の導電層群に平行でない関係にある。ビア構造は、通常、如何なる非遮蔽用の導電層に対してもその境界線の外側まで設けられるが、ビア構造と様々な非遮蔽用の層との間の直接的であるが非導電性の関係を保証する絶縁領域が配置された非遮蔽用の導電層を貫通して設けられてもよいことが容易に意図される。
【００４０】
本発明をナノテクノロジーの製作に利用し、調節器の非常に近接する電極間の寄生性を低減することも意図される。
【００４１】
導電遮蔽構造の一部分内の各それぞれの電極を包含することにより、従来の遮蔽されていないキャパシタに存在したであろう寄生エネルギーが大きく低減される。導電遮蔽構造は導電性遮蔽ケージ構造と呼ぶこともできる。
【００４２】
バルクデバイスの好適な実施形態を製造することは、絶縁シートを設けること、積層化及び焼成を含む。ここで、絶縁シートは、導電性パターン及び、ある実施形態では、当該シートを貫通するビアホールを有するものである。しかしながら、その他の製造方法が用いられてもよい。
【００４３】
例えば、絶縁シートは積層化される前に焼成されてもよい。さらに、本発明の様々な好適な実施形態の複合的な構成要素が、以下の方法で作成されてもよい。ペースト状の絶縁体を含む絶縁層が印刷法又はその他の適した方法によって設けられた後、ペースト状の導電体が絶縁層表面に塗布され、導電パターン及びビアホールが設けられる。次に、ペースト状の絶縁体が再び層上に塗布され、別の絶縁層が設けられる。同様に、ペースト状の絶縁体を順々に塗布することにより、多層構造を有する複合的な構成要素を作製することができる。
【実施例】
【００４４】
図１Ｂは、第１電極コンタクト10、第２電極コンタクト20及び中心領域30を含むエネルギー調節構造1を示している。中心領域30は１つ以上の誘電体40から形成された表面を有している。第１電極コンタクト10、第２電極コンタクト20及び誘電体の表面は、好ましくは、エネルギー調節構造の表面全体を定める。
【００４５】
図１Ａはエネルギー調節構造1に内在する一連の層を示したものであり、頂部から底部への一連の層である、誘電体層50、遮蔽構造の第１導電層60、誘電体層70、第２電極の内部導電層80、誘電体層90、遮蔽構造の第２導電層100、誘電体層110、第１電極の内部導電層120、誘電体層130、遮蔽構造の第３導電層140、及び誘電体層150を示している。
【００４６】
図１Ａはまた、層間を伸長し、遮蔽構造の層を互いに電気的に接続する導電経路を示している。これらの経路はビアと参照され、図１Ａにはビア160A及び160Bで示されている。遮蔽構造の層を互いに電気的に接続する少なくとも１つの導電経路が存在すべきである。これらの導電経路の中には、電極の内部導電層の開口を貫通する経路があってもよい。そのとき、ビア内の導電性材料と電極の内部導電層を形成する導電層との間の誘電体領域によって、導電経路はこれらの層から絶縁されたままである。
【００４７】
好ましくは、これらの導電経路160A及び160Bは経路に沿って、電極の内部導電層の平面的な範囲の外側まで伸びている。好ましくは、160A及び160Bのような、電極の内部導電層の各々を取り囲むように配置された複数の導電経路が存在する。好ましくは、160A及び160Bのような、電極の内部導電層の各々を取り囲み、遮蔽構造が全体として各電極の各内部導電層にファラディケージ型の効果をもたらすように遮蔽構造の導電層に接続された、充分な密度の導電経路が存在する。すなわち、遮蔽構造は好ましくは、電極導電層の各々に近接した位置での該当周波数での電磁界振動を、他の電極導電層のそれから遮蔽し、さらに、電極の全ての導電層を遮蔽構造の外部を起源とする電磁振動から遮蔽する。
【００４８】
図１Ｃは、エネルギー調節器1における内部層の縁部のそれぞれに対するインセット／オフセットを例示している。図１Ｃは、第１電極の内部接続層120の左側の遮蔽構造層100からのインセット距離“A”、第１電極の内部接続層120の右側の遮蔽構造層100の右端からの同様のオフセット距離“A”を示している。層80は同様にオフセットされているが、遮蔽構造層100の左及び右端に関して反対方向にオフセットされている。層120の層100に対する右端のオフセットにより、層100を第１電極に接触させることなく、層120だけを第１電極コンタクト10に内部で接触させることができる。層80の層100に対する左端のオフセットにより、層100を第２電極に接触させることなく、層80だけを第２電極コンタクト20に内部で接触させることができる。
【００４９】
図１Ａ乃至１Ｃは、遮蔽構造が第１電極及び第２電極の何れとも接触しておらず、回路素子と接触する電極を有さないことを示している。また、これらの図は、エネルギー調節器1の表面が遮蔽構造の表面を含まないように、遮蔽構造が誘電体に組み込まれていることを示している。
【００５０】
図１Ａ乃至１Ｃは、電極Ａ及びＢの各々に対して単に１つの導電層のみを示した例示的なものである。大抵の用途では、各エネルギー調節器1は各電極に対して組になった１つ以上の導電層を有する。
【００５１】
ある用途では、第１電極及び／又は第２電極は（図１Ｂに示される）右端及び／又は左端を覆う端部キャップを形成しない。代わりに、電極は、エネルギー調節器構造の正面、背面、左及び右側面の何れかにエネルギー調節器の表面の一部を形成する。
【００５２】
ある用途では、第１電極及び／又は第２電極は右端及び／又は左端を覆う端部キャップを形成せず、さらに、（図１Ｂに示される）正面、背面、左及び右側面の表面の一部をも形成しない。代わりに、これら電極は、エネルギー調節器1の頂部及び／又は底部の表面の一部を形成し、遮蔽構造の層及びその他の電極に接続された層を貫通し且つこれらの層から絶縁された追加のビア（図示せず）を介して、それらそれぞれの内部導電層に接続される。
【００５３】
ある用途では、各エネルギー調節器1は３つ以上の電極を有する。これらの実施形態においては、各電極はエネルギー調節器に内在する少なくとも１つの導電層に接触し、このような導電層の各々は、遮蔽構造層の範囲を超えて平面方向に延在するオフセット又はタブ部分を有する。タブ部分は、他の回路素子との電気的接触に利用可能な表面を有する電極に接触する。この電極の表面はエネルギー調節器の頂部、底部、正面、背面、左側面、右側面の如何なる表面に位置してもよい。
【００５４】
図１Ａ乃至１Ｃの実施形態は、遮蔽構造の層によって各電極の各層が他の如何なる電極からも分離されるように、互いに電気的に接続された一連の導電層から形成された遮蔽構造を示している。好ましくは、遮蔽構造の導電層は実質的に全体に及ぶ層である。しかしながら、遮蔽構造の導電層の一部領域は、それらの各層の十分な領域が、遮蔽されていないエネルギー調節器構造と比較して内部インダクタンスが低減されるなどのデバイス性能に好適な遮蔽構造を依然としてもたらす程度の長さにわたって除去されてもよい。約10GHzまでの周波数範囲では、これには、遮蔽構造の同一導電層の導電領域に挟まれる間隔が1cm未満、好ましくは5mm未満、さらに好ましくは約1mm未満であることが必要である。
【００５５】
好ましくはないが、遮蔽構造の各導電層は、格子状の加工部材、又は（規則的又は不規則な）網目状若しくは配列状の導電性ラインに置き換えられてもよい。ここで、導電性ラインは1cm未満、好ましくは1mm以下のライン間隔、及び100Åより大きい幅及び深さ、好ましくは1000Å以上の幅、さらに好ましくは1μm以上の幅を有するものである。
【００５６】
好ましくは、任意の電極と遮蔽構造を形成する導体との間の絶縁間隔又は距離は少なくとも100Å、好ましくは少なくとも1000Å、より好ましくは少なくとも1μm、最も好ましくは少なくとも100μmである。最小間隔は一つには誘電率、絶縁耐力、及びエネルギー調節器1の意図される用途の電圧変動によって定められる。
【００５７】
図１Ａ及び１Ｂの実施形態は、本発明に係るエネルギー調節器の単に１つの簡易な形態を例示するものである。
【００５８】
図２Ａは、エネルギー調節器200の頂部から底部への一連の層である、誘電体頂部層210、導電性外側頂部遮蔽層220、導電性内側頂部遮蔽層230、導電性第１電極層240、導電性中間遮蔽層250、導電性第２電極層260、導電性内側底部遮蔽層270、導電性外側底部遮蔽層280、及び誘電他底部層290を示している。対を成す隣接する導電層の各々の間の誘電体層は示されていない。平面的に見ると、各々の遮蔽層は各電極層の３辺を超えて拡がっている。同じく平面的に見ると、電極層240は遮蔽構造の層の外側まで拡がっている部分240aを有し、電極層260は遮蔽構造の層の外側まで拡がっている部分260aを有している。部分260a及び240aはエネルギー調節器200の対向する端部にある。構造200は隣接する頂部遮蔽層220、230が存在する点で構造1とは異なっている。これら２つの層は誘電体によって単に互いに分離されているのみである。また、構造200は隣接する底部遮蔽層270、280が存在する点で構造1とは異なっている。これら２つの層は誘電体によって単に互いに分離されているのみである。
【００５９】
図２Ａはまた、遮蔽構造層230、250、270を横切るビア構造300を示している。ビア300はまた、介在する誘電体層（図示せず）を横切っているが、誘電体層210又は290は横切っていない。
【００６０】
図２Ｂは、頂部及び底部の誘電体層を除いた層を示している。
【００６１】
図２Ｃは、頂部及び底部の誘電体層並びに頂部及び底部の２つの外側遮蔽層220、280を除いた層を示している。また、図２Ｃは遮蔽層250が、平面的に見て、電極層240の縁部を超えて延びている距離であるインセット距離Bを示している。
【００６２】
エネルギー調節器200はエネルギー調節器1の電極コンタクト10、20と同様の電極コンタクトを有するが、それらは図２Ａ乃至２Ｃには示されていない。
【００６３】
一変形実施形態では、外側遮蔽層220、280は遮蔽構造のその他の層には電気的に接続されておらず、これら外側遮蔽層の各々は個別に電気的に分離されている。
【００６４】
他の変形実施形態では、外側遮蔽層220、280は遮蔽構造のその他の層には電気的に接続されていないが、これら外側遮蔽層の各々は追加のビアによって互いに電気的に接続されている。
【００６５】
他の変形実施形態では、遮蔽構造を含む積層化構造、又は図１Ａ乃至２Ｃに示される構造が、ＰＣボード、インターポーザ又は半導体チップの何れかを有するモノリシック積層化構造に組み込まれる。これらの実施形態では、電極コンタクト表面が存在しない場合がある。代わりに、各電極の少なくとも１つの導電層の、鳥かごのような遮蔽構造の平面的範囲を超える延在部が存在し、各電極が回路ラインに接続するようにされてもよい。
【００６６】
回路部分と本発明に係るエネルギー調節器との間の様々な関係が図３乃至１２に示される。これらの図は、本発明の範囲内にある、エネルギー調節器と回路素子との間の新規の幾何学的相互関係を例示するものである。以降の記載では、本発明に係るエネルギー調節器をX2Y’と参照することとする。
【００６７】
図３Ａは、端部キャップ電極を有するX2Y’が回路の導電ラインに沿って縦向きに配置されていることを示している。双方の端部キャップは回路の導電ラインに電気的に接続されている。
【００６８】
図３Ｂは、回路の導電ラインに接触する１つの電極端部を有するが、その他の如何なる電極も回路に接触しないエネルギー調節器X2Y’を示している。この実施形態では、エネルギー調節器X2Y’は、第２電極コンタクトを必要とせず、故に、第２電極の表面コンタクト部分の有無に囚われずに製造され得る。
【００６９】
図３Ｃは、導電ラインの幅より小さい寸法を有し、かつ、回路の導電ラインが伸長する方向に横向きの電極端部キャップ対を有するX2Y’を示している。
【００７０】
図３Ｄは、導電ラインの幅より小さい寸法を有し、かつ、回路の導電ラインが伸長する方向に対して横と縦の間の角度を向く電極端部キャップ対を有するX2Y’を示している。
【００７１】
図４Ａは、回路の導電ラインに沿った異なる地点に接続される２つの枝ラインに対し、各々の電極端部キャップが２つの枝ラインの異なる１つに接続されたX2Y’を示している。あるいは、２つの枝ラインは回路の導電ラインに沿った同一地点に接続されてもよい。
【００７２】
図４Ｂは図４Ａの代替例を示しており、X2Y’の各電極の各端部キャップの長さが、各枝ラインの幅より大きくされている。
【００７３】
図５Ａは、開口を有する回路の導電ライン、及びその開口上に配置されたX2Y’を示している。X2Y’は開口の両側で回路ラインと接触しており、X2Y’の端部キャップ対は回路ラインの縦方向に沿う向きにされている。
【００７４】
図５Ｂは、開口を有する導電ライン、及びその開口上に横向きに配置されたX2Y’を示しており、X2Y’の端部キャップ対が回路ラインの長さ方向に沿った同一地点になるようにされている。
【００７５】
図６は、開口及び接続アームを有する正方形状の金属片、並びに開口上に配置されたX2Y’を示しており、X2Y’の端部キャップが金属片の両側に電気的に接触するようにされている。これの変形実施形態では、金属片は長楕円状、環状、又は長方形状であり、X2Y’は適切な位相キャンセルをもたらすようにアームの伸長方向に対して様々な向きにされる。アームは回路ラインに接続されてエネルギー調節を提供する。あるいは、X2Y’は、開口内の台座若しくは凹所に収められてもよいし、開口の長さに及んでおり、開口に収められ開口の対向表面に接触されてもよい。
【００７６】
図７及び８は、図６と同様であるが、それに代わる環状のX2Y’フィルター及び複数のX2Y’フィルターを示している。
【００７７】
図９は、枝ラインが回路ラインから対称的に伸びているフィルター装置を示しており、各々の枝ラインはX2Y’の１つ以上の端子に接触している。好ましくは、各々の枝ラインがパッドを形成し、その上にX2Y’が、その双方の端部キャップがパッドに電気的にも接続されるように備えられる。
【００７８】
図１０は、基板上の４つの回路ラインを部分的に示したものである。これは、半導体チップ、ＰＣボード及びその他の基板上のデジタル電子装置でしばしば見受けられるようなものである。図１０はまた、様々な回路ラインに接続されたX2Y’を組み込んだ様々なフィルター装置を示している。
【００７９】
図１１は、基板上の回路ラインの他の配置を示しており、各回路ラインには様々な向きの１つ以上のX2Y’が備えられている。
【００８０】
図１２は、図１０及び１１と同様であるが、２つの回路ラインにかかる幾つものX2Y’を示している。２ライン間にかかっているX2Y’は一方の電極が一方の回路ラインに接続され、他方の電極が他方の回路ラインに接続されている。図１２はまた、各電極が３本のラインの各々１つに接続された、３つの電極を有するX2Y’素子Ｃを示している。あるいは、X2Y’構造（内部フローティング遮蔽構造を備えた構造）３より多い数の電極、例えば平行回路ラインの各々に対して１つの電極など、を有することができる。これは、バス構造において、単一のX2Y’デバイスが一連のバスラインに架かり、それら全てのラインに沿うエネルギーを調節することを可能にする。このような複数電極X2Y’デバイスは、図１２に示されるように、ワイヤーラインの伸長方向に垂直に配置され得る。あるいは、複数電極X2Y’は、各X2Y’電極が各バスライン上に整合されるように、平行回路ラインの伸長方向に対して直角以外の角度で配置されてもよい。
【００８１】
図１３は、X2Y’、及び、開口を設けられた導電片であってX2Y’が開口と同じ大きさを有するように設計された導電片を示しており、X2Y’は図１３Ｂに示されるように開口に収められることが可能である。
【００８２】
図１４は、枝ラインを備えた回路ラインを示しており、枝ラインは回路ラインから突出し、X2Y’の１つの電極に接続されている。X2Y’のその他の電極は不要であるので、X2Y’にはその他の外部電極は作製される必要はない。
【００８３】
図１５は、先述のフィルター装置が回路一式に接続される様子を示している。
【００８４】
図１６は、電源と負荷との間にX2Y’を備える回路一式を示している。加えて、図１６は、特定の大きさの金属層が、X2Y’の表面から特定の距離だけ絶縁間隔を設けていることを示している。大きさ、形状、及びメタル層のX2Y’からの間隔、並びにその他の要素が、金属層への静電及び誘導結合に影響を及ぼす。故に、大きさ、形状、及びメタル層のX2Y’からの間隔、並びに回路のその他の要素はX2Y’によって提供されるエネルギー調節の周波数及び位相調整をもたらす。
【００８５】
図１７は、２つの電極を有するX2Y’を負荷の端子間に備える回路一式を示している。
【００８６】
図１８乃至２０は、X2Y’構造のＦＥＴ及びＦＥＴに基づくメモリーへの適用を概略的に例示している。ＦＥＴは電界効果トランジスタのことである。しかしながら、これらの回路はバイポーラトランジスタにも等しく適用可能である。
【００８７】
図１８は、ＦＥＴのソースとドレインとの間に接続され、例えば、ソースドレイン間電圧の高周波数成分のフィルタリングをもたらすX2Y’を表している。
【００８８】
図１９Ａは、ＦＥＴのドレイン（又はソース）に接続された１つの電極を有するX2Y’を示している。これはX2Y’の電極の容量性充電を可能にする。X2Y’の内部インダクタンスは非常に小さい。従って、充電時間が速く、メモリーの電圧又は荷電状態の高速な読み出し又は書き込みが可能である。図１９Ｂは、X2Y’構造及びＦＥＴ構造を半導体チップに組み込むための１つの取り得る構造を示しており、ＦＥＴのソース又はドレインの表面からX2Y’の電極層との接触点まで導電ラインが配置されている。
【００８９】
図２０Ａ及び２０Ｂは図１９Ａ及び１９Ｂの類似形態であり、X2Y’の両電極への接続を有するメモリーのバルク構造（図１９Ａ）及び集積構造（図１９Ｂ）を示している。
【００９０】
図２１は、直列に組になった２つのX2Y’が負荷の端子間に配置されている回路一式を示している。さらなるX2Y’（３、４、５個など）がこの組に追加されてもよい。
【００９１】
図２２は、１つのX2Y’が負荷の端子間に配置され、かつ、もう１つのX2Y’が枝ラインに接続して配置された、周波数スペクトルの両端でのエネルギー調節をもたらす回路一式を示している。
【００９２】
図２３Ａは、本発明にかかる他の新規のエネルギー調節器（X2Y’）を含む回路のフィルター装置部分を示している。図２３ＡのX2Y’は、Ａ及びＢの電極構造、グラウンド遮蔽構造及び誘電体を囲む導電シェルを有する点を除いて、先述のエネルギー調節器の何れかと同じである。従って、図２３ＡのX2Y’は、内部フローティング分離遮蔽構造、導電シェルと導電的に接続されたＡ電極、及び、やはり導電シェルと導電的に接続されたＢ電極を有する。図２３Ａのフィルター装置に示されるように、このX2Y’は導電接触するように回路ラインに配置される。X2Y’の長い方の側面が回路ラインに平行にされている。
【００９３】
図２３Ｃは、代わって短い方の側面が回路ラインに平行に配置された図２３ＡのX2Y’を示している。
【００９４】
図２３Ｂは、図２３ＡのX2Y’を含む別のフィルター装置を例示しており、X2Y’の導電シェルが回路ラインの端子間の接続を形成している。
【００９５】
図２４は、他の新規のエネルギー調節器X2Y’を含む回路配置を示している。エネルギー調節器X2Y’は、内部構造的には先述の他の何れかのX2Y’構造と同じであるが、外部に対称配置された右側及び左側電極端子コンタクトの導電性接続を有している。図２４のフィルター装置は、終点部分である回路ライン部分、及び、その回路ライン部分の導電経路を完成させているX2Y’の外部で対象配置された導電性接続を示している。また代わりに、回路ラインは途切れておらず、その回路ライン上にこのX2Y’構造が図２４に示されるのと同一構成で、あるいは図２３Ｃに示される別の向きで配置されてもよい。何れの向きでも、X2Y’の内部電極構造は共に、X2Y’の両側で回路ライン経路に電気的に接続される。
【００９６】
図２５Ａ乃至２５Ｃは、回路ラインに電気的に接触させることなく結合させるように設計された他の新規のエネルギー調節構造を示している。
【００９７】
図２５Ａは、この新規のX2Y’構造の側面図を示しており、かつ、このX2Y’の２つの電極の静電的／誘導的な結合パッドの内部位置を概略的に例示している。
【００９８】
図２５Ｂは、底部面以外の全側面の任意的な金属製ケーシング、底部から奥まったところに置かれたＡ電極パッド、底部から奥まったところに置かれたＢ電極パッド、Ａ電極板、Ｂ電極板、及び３層の遮蔽構造層を有する図２５ＡのX2Y’の側断面を示している。なお、Ａ及びＢ電極の層又はプレートの各々は、遮蔽構造の２つの層で挟まれるようにされている。導電層を互いに対して固定するために、導電層間に誘電体が存在している。好ましくは、Ａ及びＢ電極パッドの下方には、明確かつ均一厚さの誘電体層が設けられる。先述の全実施形態のように、遮蔽構造は電気的に電位がフローティングである。しかし、先述の全実施形態とは異なり、Ａ電極及びＢ電極もまたフローティングであり、如何なる回路ラインとも電気的に接触していない。下側表面は好ましくは従来からのはんだ、インジウム、インジウムスズ等の導電性金属に対して濡れ性のある材料である。使用上、X2Y’の底部表面はこれらの金属を用いて回路の導電ラインに結合されてもよい。金属はんだ接合の使用により、電極パッド下の誘電体層の厚さによって定められる誘電性の間隔が、回路ラインの金属とパッドとの間の距離を定めることが可能になり、それによって、再現可能な静電／誘導結合がもたらされる。
【００９９】
図２５Ｃは、図２５Ａ及び２５ＢのX2Y’内の一連の導電層を示しており、また、図２５Ｂに示される層の左側での層縁部のオフセットを示している。しかしながら、他の実施形態と同様に、遮蔽層が電極の導電層の平面的範囲を超えて延在するようにビアが用いられてもよい。
【０１００】
図２６Ａは、図２５Ａ乃至２５ＣのX2Y’を含むフィルター装置の部分的な側断面を示しており、エネルギー調節器X2Y’は基板の回路導電ライン上に配置されている。Ａ電極パッド及びＢ電極パッドの内部位置が破線で例示されている。
【０１０１】
図２６Ｂは、図２６Ａのフィルター装置の平面図であり、Ａ及びＢ電極パッドの境界線を破線で示している。
【０１０２】
図２７は、図２５Ａ乃至２５Ｃの新規のエネルギーフィルターの変形例を含むフィルター装置の概略を示す平面図である。図２７のエネルギーフィルターX2Y’は、回路ラインに静電的／誘導的に結合されるが電気的には接触しないパッドを有する点で図２５Ａ乃至２５ＣのX2Y’と同様であり、フィルター装置は導電ライン上に配置されたX2Y’を有している。図２５Ａ乃至２５ＣのX2Y’とは対照的に、図２７のX2Y’は２つより多い電極を有する。具体的には、３つの電極及び３つの電極パッドを有する。パッド１及び２は回路ラインの伸長方向に横向きにされている。パッド３は回路ラインの伸長方向に対して縦方向に、パッド１及び２から間隔を設けられている。このX2Y’は、電極間の低インダクタンス及び高い差動インピーダンス効果をもたらすように各々の電極構造層を実質的に個別に囲むフローティング遮蔽構造を有する。もし、パッド１及びパッド２が図示のようにラインに結合するように導電ラインに接続されるならば、それらは、時間依存性の横方向電圧差を印加され、それらの電圧差を除去し得る。さらに、パッド１及び２に対して縦方向に配置されたパッド３の存在によって、ライン上の時間依存性の縦方向電圧差が除去され得る。
【０１０３】
図２５Ａ乃至２７のエネルギーフィルターX2Y’によって例示された静電／誘導結合は、上述の全てのフィルター装置と両立可能である。上述の如何なるフィルター装置においても静電／誘導結合式のX2Y’構造を使用することが意図される。
【０１０４】
図２７は、単に３つパッドを示しており、それらに対応する単に３つの内部で遮蔽された電極を開示するものであるが、より多くのパッド及び電極が有用であることは本発明者が意図するところである。具体的には、回路ラインに沿った高周波伝搬モードが、例えば、回路ライン及び関連する伝送ラインの特性の次元を定める境界値方程式の解法によって規定されるような、様々なモードにあり得ることは本発明者が認識するところである。互いに対して様々な空間的間隔にあるコンタクトパッドの配列が、回路ラインに沿って伝搬される電源又は信号からの高周波モードを除去するために有用である。このような配列は、３個より多い、例えば４乃至５００個などのパッド、及び対応する内部で遮蔽された電極構造を有してもよい。
【０１０５】
様々な電極及び導電遮蔽構造の組み合わせによって、差動及び共通モードの電磁干渉フィルタリング、及び／又はサージ保護の効果的な状態を作り出すことができる。さらに、本発明を利用する回路配置は、誘電体の種々の表面に設けられる成型された電極パターンを用いて構成される少なくとも１つのライン調整回路部品を有することがある。なお、これら電極パターンは、これらそれぞれの電極の表面又は縁部の少なくとも一部分であって、回路の導電体に電気的に結合されたエネルギーを伝送する導電結合のために機能する部分を備えるものである。
【０１０６】
様々に選択された電極パターン、採用された誘電体、並びに、介在する導電遮蔽層又は構造の位置決め及び使用法は、対ではあるが（互いに対して）反対側に位置する電極間に共通性を生じさせる。回路のエネルギー調節動作のための部品が、導電体の対の間のライン間、及び個々の導電体から部品内の内部導電遮蔽層又は構造までのライン・グラウンド間に結合されるとき、この共通性は、電気部品内の均整のとれた（等しいが反対である）回路配置位置を作り出すように機能する。
【０１０７】
多機能エネルギー調節器の特別な電気的効果は電極板間の材料の選択、及び、電極層の実体的な部分を１つ以上のファラディ型の遮蔽構造内に効果的に収容する内部導電遮蔽層又は構造の使用によって決定される。
【０１０８】
少なくとも２つの反対側に位置する電極板であって、それらの間に空間を空けて導電性遮蔽層又は構造を備える電極板と、共に用いられる誘電体とは、電圧が印加されたときに、形成される２つのライン対遮蔽層キャパシタの何れかのキャパシタンスの約1/2のライン間キャパシタンスを作り出す。
【０１０９】
もし、酸化金属バリスター（metal  oxide  varistor；ＭＯＶ）材料が用いられるとすると、多機能エネルギー調節器はＭＯＶ型材料がもたらす過電流保護及びサージ保護の特徴を有する。導電遮蔽層又は構造は電極板との組み合わせで、少なくとも１つのライン間キャパシタ、及び少なくとも２つのライン対グラウンドキャパシタを形成し、差動及び共通モードのフィルタリングをもたらすように機能する。
【０１１０】
バリスター材料は、高電圧の過渡現象を抑制するために用いられる本質的に非線形な抵抗であり、過渡的な電圧条件の間、バリスター材料は、導電体間に現れる可能性がある過渡電圧状況又は過電圧スパイクを制限するように機能することができる。
【０１１１】
構造体の１つ以上の導電層に機械的かつ電気的に接触する導電経路を、導電表面が形成するようにして、ビア又は開口が導電表面によって定められる実施形態は本発明者によって意図されるところである。
【０１１２】
正方形、長方形又はほぼ円形とは対照的に、例えば所望の用途に応じて、プレートが規則性なく成型され得ることもまた、本発明者によって意図されるところである。
【０１１３】
非遮蔽用の電極を形成する層、及び遮蔽用の電極を形成する層などの導電層を、ビアがそれらの層に電気的に接触することなく貫通してもよいこともまた、本発明者によって意図されるところである。これは、例えば、電極の構造を他電極の構造に対して短縮することなく、１つの電極構造の層を他の層に電気的に接続するために用いられ得る。
【０１１４】
上述の特許文献１乃至３で開示されたエネルギー調節器の実施形態における導電遮蔽構造を、調節器の電極が導電的又は静電的／誘導的に結合するように設計された回路から分離するように非導電性に設計変更することによって、それらの実施形態を変更することは本発明者によって意図されるところである。従って、それらの実施形態の導電遮蔽構造は、誘電体を備える導電遮蔽構造の外面全体を覆うように変更されてもよい。状況に応じて、導電遮蔽構造が部分的に覆われずに、当該構造の近接する表面から奥に配置されてもよい。
【０１１５】
遮蔽構造のプレート数は1、3、少なくとも3、少なくとも5、少なくとも7、少なくとも9、又は少なくとも21とされる場合がある。遮蔽構造の全表面積の、構造体の１つの電極の表面積に対する比は、少なくとも0.1、少なくとも0.5、少なくとも1、少なくとも3、少なくとも5、又は少なくとも10とされる場合がある。任意の構造において、電極数は少なくとも2、少なくとも3、少なくとも4、少なくとも6、少なくとも10、少なくとも16、少なくとも32、又は少なくとも64とされる場合がある。
【０１１６】
好ましくは、新規構造の電極は、回路の導電ラインに接続又は静電／誘導結合するように設計され、あるいは形成され、導電遮蔽構造は回路ラインから導電性の観点で絶縁されるように設計される。
【図面の簡単な説明】
【０１１７】
【図１Ａ】本発明に係る新規のエネルギー調節構造の第１実施形態の層を示す分解斜視図である。
【図１Ｂ】図１Ａのエネルギー調節構造を示す斜視図である。
【図１Ｃ】特定の層間のインセット距離を例示するための、図１Ａのエネルギー調節構造の一部の要素を示す部分分解斜視図である。
【図２Ａ】本発明に係る新規のエネルギー調節構造の第２実施形態の層を示す分解斜視図である。
【図２Ｂ】本発明に係る新規のエネルギー調節構造の第２実施形態の、上側及び下側誘電体層を除く層を示す分解斜視図である。
【図２Ｃ】本発明に係る新規のエネルギー調節構造の第２実施形態の、上側及び下側誘電体層並びに上側及び下側遮蔽構造層を除く層を示す分解斜視図である。
【図３Ａ】導電性ラインを含む表面に配置されたエネルギー調節器を含むフィルター装置を示す図である。
【図３Ｂ】導電性ラインに配置され、単一の電極のみが接続されたエネルギー調節器を含むフィルター装置を示す図である。
【図３Ｃ】導電性ラインに配置されたエネルギー調節器を含むフィルター装置を示す図である。
【図３Ｄ】導電性ラインに配置されたエネルギー調節器を含むフィルター装置を示す図である。
【図４Ａ】別個の導電性ラインに接続されたＡ及びＢ電極コンタクトを備えるエネルギー調節器回路を含むフィルター装置を示す図である。
【図４Ｂ】別個の導電性ラインに接続された異なる幾何学比率Ａ及びＢ電極コンタクトを備える他のエネルギー調節器を有するエネルギー調節器回路を含むフィルター装置を示す図である。
【図５Ａ】導電性ラインの開口上方で該ラインに横向き配置されたエネルギー調節器を含むフィルター装置を示す図である。
【図５Ｂ】導電性ラインの開口上方で該ラインに縦向き配置されたエネルギー調節器を含むフィルター装置を示す図である。
【図６】長方形の導電性部品の開口上方に配置されたエネルギー調節器を含むフィルター装置を示す斜視図である。
【図７】環状の導電性部品の円形開口上方に配置されたエネルギー調節器を含むフィルター装置を示す平面図である。
【図８】細長いほぼ楕円状の導電性片の開口を横切るように配置された３つのエネルギー調節器を含むフィルター装置を示す平面図である。
【図９】導電性回路ラインの対側に対称配置された２つのエネルギー調節器を含むフィルター装置を示す平面図である。
【図１０】複数の導電性ライン、及びライン上又は近くに様々に配置された各ラインのエネルギーを調節するエネルギー調節器、を含む回路部分を示す平面図である。
【図１１】複数の導電性ライン、及びライン上に様々に配置された各ラインのエネルギーを調節するエネルギー調節器、を含む回路部分を示す平面図である。
【図１２】複数の導電性ライン、及びライン上に様々に配置された各ラインのエネルギーを調節するエネルギー調節器を含み、各エネルギー調節器が１以上のラインに接続されている回路部分を示す平面図である。
【図１３Ａ】環状の導電性部材の開口に合致して補うように構成されたエネルギー調節器を含むフィルター装置を示す分解斜視図である。
【図１３Ｂ】図１３Ａのフィルター装置の側面図である。
【図１４】単一の電極が接続されたエネルギー調節器を含むフィルター装置を示す概略図である。
【図１５】導電性ループの開口にかかるエネルギー調節器を含むフィルター装置を備える回路一式の概略図である。
【図１６】エネルギー調節器、及びエネルギー調節器に容量的かつ誘導的に結合されるが導電的には分離された金属層、を含む回路一式の概略図である。
【図１７】電源と負荷との間に接続されたエネルギー調節器を含む回路一式の概略図である。
【図１８】電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）のソースとドレインとの間に接続されたエネルギー調節器の概略図である。
【図１９Ａ】１つの電極がＦＥＴのソース又はドレインに接続されているが、メモリーに高速電荷格納を提供する他の接続を有さないエネルギー調節器の概略図である。
【図１９Ｂ】図１９Ａにおける、エネルギー調節器のＦＥＴへの高レベル接続を示す半導体ウェハの概略断面図である。
【図２０Ａ】両電極がＦＥＴのソース又はドレインに接続されているが、メモリーに高速電荷格納を提供する他の接続を有さないエネルギー調節器の概略図である。
【図２０Ｂ】図２０Ａにおける、エネルギー調節器の両電極のＦＥＴへの高レベル接続を示す半導体ウェハの概略断面図である。
【図２１】本発明に係るエネルギー調節器を含む種々のフィルター装置を備える回路一式を例示する概略図である。
【図２２】本発明に係るエネルギー調節器を含む種々のフィルター装置を備える回路一式を例示する概略図である。
【図２３Ａ】他の新規のエネルギー調節器を含むフィルター装置を示す斜視図である。
【図２３Ｂ】他の新規のエネルギー調節器を含むフィルター装置を示す斜視図である。
【図２３Ｃ】他の新規のエネルギー調節器を含むフィルター装置を示す斜視図である。
【図２４】回路配置中に他の新規のエネルギー調節器を含むフィルター装置を示す斜視図である。
【図２５Ａ】他の新規のエネルギーフィルターの概略側面図である。
【図２５Ｂ】図２５Ａに示されるエネルギーフィルターの側面断面図である。
【図２５Ｃ】図２５Ｂに示される内部導電層を特定するための概略図である。
【図２６Ａ】図２５Ａ乃至Ｃに例示された新規のエネルギー調節器を含むフィルター装置の概略側面図である。
【図２６Ｂ】図２６Ａのフィルター装置の平面図である。
【図２７】図２５Ａ乃至Ｃの新規のエネルギーフィルターの変形例を含むフィルター装置の概略平面図である。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
2007515794.tif 000007
【図２Ｃ】
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【図３Ａ】
2007515794.tif 000009
【図３Ｂ】
2007515794.tif 000010
【図３Ｃ】
2007515794.tif 000011
【図３Ｄ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９Ａ】
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【図１９Ｂ】
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【図２０Ａ】
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【図２０Ｂ】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３Ａ】
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【図２３Ｂ】
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【図２３Ｃ】
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【図２４】
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【図２５Ａ】
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【図２５Ｂ】
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【図２５Ｃ】
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【図２６Ａ】
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【図２６Ｂ】
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【図２７】
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【国際調査報告】
2007515794.tif 000047
2007515794.tif 000048