(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１主面から第２主面に貫通する貫通孔を有する導電性基板と、
前記貫通孔の側壁面に設けられた誘電膜と、
前記誘電膜を介して前記貫通孔に埋め込まれた柱状導電領域と、
前記第１主面側に配置され、前記柱状導電領域と電気的に接続した第１主電極端子と、
前記第１主面側に配置され、前記導電性基板と電気的に接続した第２主電極端子と、
前記第２主面側に配置され、前記柱状導電領域と電気的に接続した第１補助電極端子と、
前記第２主面側に配置され、前記導電性基板と電気的に接続した第２補助電極端子と、
前記第１主電極端子と前記第１補助電極端子とを互いに電気的に接続する第１電極接続部と、
を備えることを特徴とするコンデンサ構造体。
【請求項２】
前記第１主電極端子の電極面の少なくとも一部と前記第１補助電極端子の電極面の少なくとも一部が互いに対向し、
前記第２主電極端子の電極面の少なくとも一部と前記第２補助電極端子の電極面の少なくとも一部が互いに対向している
ことを特徴とする請求項１に記載のコンデンサ構造体。
【請求項３】
前記柱状導電領域及び前記第１主電極端子に接する導電膜を更に備えることを特徴とする請求項１又は２に記載のコンデンサ構造体。
【請求項４】
前記誘電膜が、前記貫通孔の開口部に連続する前記第１及び第２主面上の少なくともいずれかにまで延長することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のコンデンサ構造体。
【請求項５】
前記誘電膜が、前記貫通孔の開口部に連続する前記第１及び第２主面上の少なくともいずれかにまで延長し、
前記導電膜が、前記延長した誘電膜上に配置されていることを特徴とする請求項３に記載のコンデンサ構造体。
【請求項６】
前記第２主電極端子と前記第２補助電極端子とを互いに電気的に接続する第２電極接続部を更に備えることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のコンデンサ構造体。
【請求項７】
前記第２主面側に配置された第２主面冷却機構を更に備えることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載のコンデンサ構造体。
【請求項８】
前記導電性基板の側面側に配置された側面冷却機構を更に備えることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載のコンデンサ構造体。
【請求項９】
前記導電性基板はシリコンからなることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載のコンデンサ構造体。
【請求項１０】
前記導電性基板は多結晶シリコンからなることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載のコンデンサ構造体。
【請求項１１】
前記誘電膜はシリコン酸化膜及びシリコン窒化膜の少なくともいずれかから選ばれることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載のコンデンサ構造体。
【請求項１２】
前記柱状導電領域は多結晶シリコンからなることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１項に記載のコンデンサ構造体。
【請求項１３】
第１主面から第２主面に貫通する貫通孔を有する導電性基板と、前記貫通孔の側壁面に設けられた誘電膜と、前記誘電膜を介して前記貫通孔に埋め込まれた柱状導電領域と、前記第１主面側に配置され、前記柱状導電領域と電気的に接続した第１主電極端子と、前記第１主面側に配置され、前記導電性基板と電気的に接続した第２主電極端子と、前記第２主面側に配置され、前記柱状導電領域と電気的に接続した第１補助電極端子と、前記第２主面側に配置され、前記導電性基板と電気的に接続した第２補助電極端子と、前記第１主電極端子と前記第１補助電極端子とを互いに電気的に接続する第１電極接続部とを備えるコンデンサ構造体が複数個積層されたコンデンサモジュールであって、
前記複数個のコンデンサ構造体のうちの隣接する一方の前記第１及び第２主電極端子のそれぞれと、隣接する他方の前記第１及び第２補助電極端子のそれぞれとが、互いに電気的に接続されていることを特徴とするコンデンサモジュール。
【請求項１４】
第１主面から第２主面に貫通する貫通孔を有する導電性基板と、前記貫通孔の側壁面に設けられた誘電膜と、前記誘電膜を介して前記貫通孔に埋め込まれた柱状導電領域と、前記第１主面側に配置され、前記柱状導電領域と電気的に接続した第１主電極端子と、前記第１主面側に配置され、前記導電性基板と電気的に接続した第２主電極端子と、前記第２主面側に配置され、前記柱状導電領域と電気的に接続した第１補助電極端子と、前記第２主面側に配置され、前記導電性基板と電気的に接続した第２補助電極端子と、前記第１主電極端子と前記第１補助電極端子とを互いに電気的に接続する第１電極接続部とを備えるコンデンサ構造体と、
前記第１主面側に配置され、前記第１主電極端子に電気的に接続された第１の電極を有する第１の半導体素子と、
前記第１主面側に配置され、前記第２主電極端子に電気的に接続された第１の電極と、前記第１の半導体素子の第２の電極に電気的に接続された第２の電極とを有する第２の半導体素子と、
を備えることを特徴とするコンデンサモジュール。
【請求項１５】
導電性基板の第１主面から第２主面に貫通する貫通孔を形成する工程と、
前記貫通孔の側壁面上に誘電膜を形成する工程と、
前記誘電膜を介して、前記貫通孔に柱状導電領域を埋め込む工程と、
前記第１主面側に、前記柱状導電領域と電気的に接続する第１主電極端子を形成する工程と、
前記第１主面側に、前記導電性基板と電気的に接続する第２主電極端子を形成する工程と、
前記第２主面側に、前記柱状導電領域と電気的に接続する第１補助電極端子を形成する工程と、
前記第２主面側に、前記導電性基板と電気的に接続する第２補助電極端子を形成する工程と、
前記第１主電極端子と前記第１補助電極端子とを互いに電気的に接続する第１電極接続部を形成する工程と、
を含むことを特徴とするコンデンサ構造体の製造方法。
【請求項１６】
前記柱状導電領域を埋め込む工程は、前記柱状導電領域を埋め込むと同時に、前記柱状導電領域に接するように導電膜を形成することを含むことを特徴とする請求項１５に記載のコンデンサ構造体の製造方法。
【請求項１７】
前記第１及び第２主電極端子は同時に形成され、
前記第１及び第２補助電極端子は同時に形成される
ことを特徴とする請求項１５又は１６に記載のコンデンサ構造体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンデンサ（キャパシタ）を有するコンデンサ構造体、これを用いたコンデンサモジュール及びコンデンサ構造体の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、シリコン基板に設けた穴の内部で、第１の導電体と第２の導電体との間に誘電体を介在させてコンデンサを構成したコンデンサ構造体が知られている（特許文献１参照）。特許文献１に記載のコンデンサ構造体においては、シリコン基板に設けた穴の底面を凹凸面とすることにより、誘電体を挟む第１及び第２の導電体同士の対向面積を増大させて、容量値の増大を図っている。
【０００３】
しかしながら、特許文献１に記載のコンデンサ構造体では、シリコン基板に設けた穴が深くなるにつれて、穴の内部に配置された第１及び第２導電体の抵抗成分が増加し、コンデンサ動作時の損失が大きくなる。これは、第１及び第２の導電体が半導体からなる場合に特に顕著となる。
【０００４】
そして、第１及び第２の導電体での損失がジュール熱となり、コンデンサ構造体を高温にする。第１及び第２の導電体の材料によっては、この温度上昇に伴い、第１及び第２の導電体の抵抗値が増加して、コンデンサ動作時の損失が更に大きくなる場合がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１２−７９９６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記問題点を鑑み、本発明は、コンデンサ動作時の発熱による温度上昇を抑制でき、コンデンサ動作時の損失を低減できるコンデンサ構造体、コンデンサモジュール及びコンデンサ構造体の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様によれば、（a）第１主面から第２主面に貫通する貫通孔を有する導電性基板と、（b）貫通孔の側壁面に設けられた誘電膜と、（c）誘電膜を介して貫通孔に埋め込まれた柱状導電領域と、（d）柱状導電領域と電気的に接続した第１主電極端子と、（e）導電性基板と電気的に接続した第２主電極端子とを備えることを特徴とするコンデンサ構造体及びこれを用いたコンデンサモジュールが提供される。
【０００８】
本発明の他の態様によれば、（a）導電性基板の第１主面から第２主面に貫通する貫通孔を形成する工程と、（b）貫通孔の側壁面上に誘電膜を形成する工程と、（c）誘電膜を介して、貫通孔に柱状導電領域を埋め込む工程と、（d）柱状導電領域と電気的に接続する第１主電極端子を形成する工程と、（e）導電性基板と電気的に接続する第２主電極端子を形成する工程とを含むことを特徴とするコンデンサ構造体の製造方法が提供される。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、コンデンサ動作時の発熱による温度上昇を抑制でき、コンデンサ動作時の損失を低減できるコンデンサ構造体、コンデンサモジュール及びコンデンサ構造体の製造方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るコンデンサ構造体の一例を示す断面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ方向から見た水平断面図である。
【図３】本発明の第１の実施形態に係るコンデンサ構造体の製造方法の一例を説明するための工程断面図である。
【図４】本発明の第１の実施形態に係るコンデンサ構造体の製造方法の一例を説明するための図３に引き続く工程断面図である。
【図５】本発明の第１の実施形態に係るコンデンサ構造体の製造方法の一例を説明するための図４に引き続く工程断面図である。
【図６】本発明の第１の実施形態に係るコンデンサ構造体の製造方法の一例を説明するための図５に引き続く工程断面図である。
【図７】本発明の第１の実施形態に係るコンデンサ構造体の製造方法の一例を説明するための図６に引き続く工程断面図である。
【図８】本発明の第１の実施形態に係るコンデンサ構造体の製造方法の一例を説明するための図７に引き続く工程断面図である。
【図９】本発明の第１の実施形態に係るコンデンサ構造体の製造方法の一例を説明するための図８に引き続く工程断面図である。
【図１０】本発明の第１の実施形態に係るコンデンサ構造体の製造方法の一例を説明するための図９に引き続く工程断面図である。
【図１１】本発明の第１の実施形態に係るコンデンサ構造体の製造方法の一例を説明するための図１０に引き続く工程断面図である。
【図１２】本発明の第１の実施形態に係るコンデンサ構造体の製造方法の一例を説明するための図１１に引き続く工程断面図である。
【図１３】本発明の第１の実施形態に係るコンデンサ構造体の製造方法の一例を説明するための図１２に引き続く工程断面図である。
【図１４】本発明の第１の実施形態に係るコンデンサモジュールの一例を示す断面図である。
【図１５】本発明の第１の実施形態の第１の変形例に係るコンデンサ構造体の一例を示す断面図である。
【図１６】本発明の第１の実施形態の第２の変形例に係るコンデンサ構造体の一例を示す断面図である。
【図１７】本発明の第２の実施形態に係るコンデンサ構造体の一例を示す断面図である。
【図１８】本発明の第２の実施形態に係るコンデンサ構造体の製造方法の一例を説明するための工程断面図である。
【図１９】本発明の第２の実施形態に係るコンデンサ構造体の製造方法の一例を説明するための図１８に引き続く工程断面図である。
【図２０】本発明の第２の実施形態に係るコンデンサ構造体の製造方法の一例を説明するための図１９に引き続く工程断面図である。
【図２１】本発明の第２の実施形態に係るコンデンサ構造体の製造方法の一例を説明するための図２０に引き続く工程断面図である。
【図２２】本発明の第２の実施形態に係るコンデンサ構造体の製造方法の一例を説明するための図２１に引き続く工程断面図である。
【図２３】本発明の第２の実施形態に係るコンデンサ構造体の製造方法の一例を説明するための図２２に引き続く工程断面図である。
【図２４】本発明の第２の実施形態に係るコンデンサモジュールの一例を示す断面図である。
【図２５】本発明の第２の実施形態の第１の変形例に係るコンデンサ構造体の一例を示す断面図である。
【図２６】本発明の第２の実施形態の第２の変形例に係るコンデンサ構造体の一例を示す断面図である。
【図２７】本発明の第２の実施形態の第３の変形例に係るコンデンサ構造体の一例を示す断面図である。
【図２８】本発明の第２の実施形態の第４の変形例に係るコンデンサモジュールの一例を示す断面図である。
【図２９】本発明の第２の実施形態の第５の変形例に係るコンデンサモジュールの一例を示す断面図である。
【図３０】本発明の第２の実施形態の第６の変形例に係るコンデンサモジュールの一例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
次に、図面を参照して、本発明の第１及び第２の実施形態を説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、厚みと平面寸法との関係、各層の厚みの比率等は現実のものとは異なることに留意すべきである。したがって、具体的な厚みや寸法は以下の説明を参酌して判断すべきものである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。
【００１２】
更に、以下に示す第１及び第２の実施形態は、本発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、本発明の技術的思想は、構成部品の材質や、それらの形状、構造、配置等を下記のものに特定するものでない。本発明の技術的思想は、特許請求の範囲に記載された請求項が規定する技術的範囲内において、種々の変更を加えることができる。
【００１３】
なお、本明細書において「上面」「下面」等の「上」「下」の定義は、図示した断面図上の単なる表現上の問題であって、例えば、コンデンサ構造体の方位を９０°変えて観察すれば「上」「下」の称呼は、「左」「右」になり、１８０°変えて観察すれば「上」「下」の称呼の関係は逆になることは勿論である。また、「裏面」とは、図示した断面図上の表現の問題であって、「上」「下」の選択の場合と同様に、具体的なコンデンサ構造体の方位を変えれば、その称呼や定義は変わり得ることは勿論である。
【００１４】
（第１の実施形態）
＜第１の実施形態のコンデンサ構造体の構成＞
本発明の第１の実施形態に係るコンデンサ構造体は、図１に示すように、第１主面（上面）から第２主面（裏面）に貫通する貫通孔を有する導電性基板１と、導電性基板１の貫通孔の側壁面に設けられた誘電膜２と、誘電膜２を介して導電性基板１の貫通孔に埋め込まれた柱状導電領域４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄと、柱状導電領域４ａ〜４ｄと電気的に接続した第１主電極端子６と、導電性基板１と電気的に接続した第２主電極端子７とを備え、第１主電極端子６と第２主電極端子７との間に電圧が印加される。
【００１５】
なお、導電性基板１は、図１の断面図上では互いに異なる複数の領域のように示されているが、特定の断面図上の表現であって、図２に例示したように、実際には紙面の奥又は手前で連続した一体の領域でもよい。また、誘電膜２も同様に、図１の断面図上では互いに異なる複数の領域のように示されているが、特定の断面図上の表現であって、実際には紙面の奥又は手前で連続した一体の領域でもよい。
【００１６】
導電性基板１は、例えば不純物密度が２×１０１８〜１×１０１９ｃｍ−３以上程度のｎ型の低比抵抗シリコン（Ｓｉ）からなる。導電性基板１の厚さは数百μｍ程度である。導電性基板１は、図２から分かるように複数の貫通孔を有しており、梯子型形状をなす。誘電膜２は、例えばシリコン酸化膜（ＳｉＯ２膜）又はシリコン窒化膜（Ｓｉ３Ｎ４膜）等の絶縁膜からなる。誘電膜２は、導電性基板１の複数の貫通孔の側壁面上にそれぞれ配置されるとともに、貫通孔の開口部から連続するように、導電性基板１のすべての表面、即ち上面、裏面及び側面上にまで延長して配置されている。
【００１７】
図１においては、柱状導電領域４ａ〜４ｄは、それぞれの上部を導電膜３で、それぞれの下部を下部接続層４ｖで互いに接続して電気的に一体的に形成されており、互いに同電位をとる。柱状導電領域４ａ〜４ｄ、導電膜３及び下部接続層４ｖは、例えば１×１０１８〜５×１０１９ｃｍ−３程度の高不純物密度にｎ型不純物を添加した多結晶Ｓｉ（ドープドポリＳｉ）からなる。柱状導電領域４ａ〜４ｄ、導電膜３及び下部接続層４ｖの材料としては、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、金（Ａｕ）、タングステン（Ｗ）等の金属も使用可能である。なお、柱状導電領域４ａ〜４ｄ、導電膜３及び下部接続層４ｖは同一の部材により一体として形成されていても、個別の部材から形成されていてもよい。柱状導電領域４ａ〜４ｄ、導電膜３及び下部接続層４ｖが個別の部材からなる場合でも、互いに同じ材料を使用してもよく、互いに異なる材料を使用してもよい。
【００１８】
柱状導電領域４ａ〜４ｄは、導電性基板１に設けられた複数の貫通孔に、誘電膜２を介してそれぞれ埋め込まれている。柱状導電領域４ａ〜４ｄは、例えば垂直側壁を有する円柱状や角柱状であってもよく、テーパをなす円錐状や角錐状であってもよい。柱状導電領域４ａ〜４ｄは、導電膜３を介して第１主電極端子６に電気的に接続されている。導電膜３は、柱状導電領域４ａ〜４ｄの上端及び第１主電極端子６の下部に接するように、導電性基板１の上面及び側面上に誘電膜２を介して配置されている。下部接続層４ｖは、柱状導電領域４ａ〜４ｄの下端に接するように、導電性基板１の裏面上に誘電膜２を介して配置され、導電膜３に接続されている。なお、柱状導電領域４ａ〜４ｄの上端と第１主電極端子６の下部との間に導電膜３が配置されておらず、柱状導電領域４ａ〜４ｄの上端と第１主電極端子６の下部とが直接接していてもよい。
【００１９】
導電膜３及び下部接続層４ｖを覆うように、ＳｉＯ２膜やＳｉ３Ｎ４膜等からなる絶縁膜５が配置されている。図１の左側において、導電膜３の上面側の絶縁膜５には開口部（コンタクトホール）が開口している。このコンタクトホールにはＴ字型をなす第１主電極端子６の下部が導電膜３と接するように埋め込まれ、第１主電極端子６と導電膜３とが互いに同電位をとる。
【００２０】
また、図１の右側において、導電性基板１の上面側の誘電膜２、導電膜３及び絶縁膜５を貫通する複数の開口部（コンタクトホール）が開口している。この複数のコンタクトホールには第２主電極端子７の一部であるランド部７ｕの下面に設けられた複数のコンタクトプラグ１０ａ，１０ｂが導電性基板１と接するようにそれぞれ埋め込まれ、第２主電極端子７と導電性基板１とが互いに同電位をとる。コンタクトプラグ１０ａ，１０ｂの側壁には、コンタクトプラグ１０ａ，１０ｂと導電膜３とを絶縁するように、ＳｉＯ２膜やＳｉ３Ｎ４膜等からなるプラグ側壁絶縁膜８ａ，８ｂが配置されている。
【００２１】
第１主電極端子６、ランド部７ｕ及びコンタクトプラグ１０ａ，１０ｂの材料としては、例えばＡｌ、Ｃｕ、Ａｕ、Ｗ等の金属がそれぞれ使用可能である。第１主電極端子６、ランド部７ｕ及びコンタクトプラグ１０ａ，１０ｂは、互いに同じ材料を使用してもよく、互いに異なる材料を使用してもよい。コンタクトプラグ１０ａ，１０ｂをＷ、モリブデン（Ｍｏ）、チタン（Ｔｉ）等の高融点金属とし、ランド部７ｕをＡｌ、Ｃｕ、Ａｕ等としてもよい。
【００２２】
第１の実施形態に係るコンデンサ構造体によれば、導電性基板１の貫通孔の側壁面において、導電性基板１、誘電膜２及び柱状導電領域４ａ〜４ｄによりコンデンサが構成される。更に、導電性基板１の上面及び側面側において、導電性基板１、誘電膜２及び導電膜３によりコンデンサが構成され、導電性基板１の裏面側において、導電性基板１、誘電膜２及び下部接続層４ｖによりコンデンサが構成される。
【００２３】
図２は、図１に示したＡ−Ａ方向から見た第１の実施形態に係るコンデンサ構造体の水平断面図を示す。なお、図２に示すＢ−Ｂ方向からみた縦方向の断面図が図１に対応する。図２に示すように平面的なレイアウトとしてみた場合、導電性基板１は全体が梯子型形状をなして連続しており同電位をとる。
【００２４】
図２においては、コンタクトプラグ１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄはＡ−Ａ方向に沿った水平断面上には存在しないが、説明の便宜上、コンタクトプラグ１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄの位置を２点鎖線で模式的に示している。コンタクトプラグ１０ｃ，１０ｄは、コンタクトプラグ１０ａ，１０ｂと同様に図１に示したランド部７ｕとは金属学的に同一の金属で構成されても、異なる金属で構成されていても構わない。
【００２５】
図２に示すように、図１に示した柱状導電領域４ａ〜４ｄの上段側に並列に柱状導電領域４ｅ，４ｆ，４ｇ，４ｈが配置されている。柱状導電領域４ａ〜４ｈは、不連続なパターンであるが、図１に示した導電膜３及び下部接続層４ｖを介して第１主電極端子６に電気的に接続されており、柱状導電領域４ａ〜４ｈは互いに同電位をとる。なお、柱状導電領域４ａ〜４ｈ及びコンタクトプラグ１０ａ〜１０ｄの個数や配置位置は特に限定されず、適宜設定可能である。
【００２６】
次に、第１の実施形態に係るコンデンサ構造体の動作の一例を説明する。図１に示した第１主電極端子６を基準電位として、第２主電極端子７に正の直流電圧を印加すると、負電荷が第１主電極端子６を介して流れ込み、導電膜３と誘電膜２との界面、柱状導電領域４ａ〜４ｄと誘電膜２との界面及び下部接続層４ｖと誘電膜２との界面に蓄積し、コンデンサとして機能する。一方、正電荷が第２主電極端子７を介して流れ込み、導電性基板１と誘電膜２との界面に蓄積し、コンデンサとして機能する。このようにして、第１主電極端子６と第２主電極端子７との間において、導電膜３、誘電膜２及び導電性基板１で構成されるコンデンサと、柱状導電領域４ａ〜４ｄ、誘電膜２及び導電性基板１で構成されるコンデンサと、下部接続層４ｖ、誘電膜２及び導電性基板１で構成されるコンデンサとの並列回路が機能する。
【００２７】
これとは逆に、図１に示した第１主電極端子６を基準電位として、第２主電極端子７に負の直流電圧を印加すると、正電荷が第１主電極端子６を介して流れ込み、導電膜３と誘電膜２との界面、柱状導電領域４ａ〜４ｄと誘電膜２との界面及び下部接続層４ｖと誘電膜２との界面に蓄積し、コンデンサとして機能する。一方、負電荷が第２主電極端子７を介して流れ込み、導電性基板１と誘電膜２との界面に蓄積し、コンデンサとして機能する。このようにして、第１主電極端子６と第２主電極端子７との間において、導電膜３、誘電膜２及び導電性基板１で構成されるコンデンサと、柱状導電領域４ａ〜４ｄ、誘電膜２及び導電性基板１で構成されるコンデンサと、下部接続層４ｖ、誘電膜２及び導電性基板１で構成されるコンデンサとの並列回路が機能する。
【００２８】
また、例えば第２主電極端子７に交流信号を印加した場合、交流信号は第２主電極端子７から導電性基板１に伝達され、誘電膜２を経て、柱状導電領域４ａ〜４ｄ、下部接続層４ｖ及び導電膜３を経由して第１主電極端子６から出力される。このとき、導電性基板１の厚さに依存して柱状導電領域４ａ〜４ｄを経由する電流経路長が決まるので、柱状導電領域４ａ〜４ｄの部分で抵抗損失が発生する。この抵抗損失による発熱は、導電性基板１の裏面側に位置する下部接続層４ｖ及び絶縁膜５を介して外部に放出でき、更には、導電性基板１の表面側に位置する導電膜３及び第１主電極端子６を介して外部に放出できる。このように、柱状導電領域４ａ〜４ｄにおける発熱を効率よく冷却できるので、コンデンサ構造体の温度上昇を抑制できる。したがって、温度上昇に伴う抵抗の増加、即ちコンデンサの等価直列抵抗（ＥＳＲ）の増加を抑制し、低損失化できる。
【００２９】
＜第１の実施形態のコンデンサ構造体の効果＞
以上説明したように、第１の実施形態に係るコンデンサ構造体によれば、第１主電極端子６と第２主電極端子７との間に、上面から裏面に貫通する貫通孔を有する導電性基板１と、導電性基板１の貫通孔の側壁面に設けられた誘電膜２と、誘電膜２に介して貫通孔に埋め込まれた柱状導電領域４ａ〜４ｄを構成してコンデンサを構成できる。即ち、第１主電極端子６が柱状導電領域４ａ〜４ｄと同電位をとり、第２主電極端子７が導電性基板１と同電位をとることにより、第１及び第２主電極端子６，７の２電極によるコンデンサ動作を実現できる。
【００３０】
そして、導電性基板１及び柱状導電領域４ａ〜４ｄは低比抵抗の導電性材料からなり、誘電膜２は高比抵抗の絶縁材料からなる。一般的には導電性材料の熱伝導率が絶縁性材料より高く、熱を逃がし易い。したがって、柱状導電領域４ａ〜４ｄの側壁は誘電膜２と接しているが、柱状導電領域４ａ〜４ｄの上端及び下端は誘電膜２と接していないので、コンデンサ動作時の柱状導電領域４ａ〜４ｄにおける発熱が柱状導電領域４ａ〜４ｄの上端及び下端を介して逃げ易く、コンデンサ構造体の温度上昇を抑制できる。したがって、温度上昇に伴うコンデンサのＥＳＲの増加を防止でき、低損失化できる。
【００３１】
また、電力変換装置（インバータ装置）の平滑コンデンサには大きい容量が求められ、１台のインバータ装置に対して、例えば６インチウェハが数枚必要となる。この平滑コンデンサとして、Ｓｉ基板の上面側及び下面側に１つずつ電極端子を有するコンデンサ構造体を適用しようとすると非常に実装しにくく、実装できたとしても熱性能が悪化する。これに対して、第１の実施形態に係るコンデンサ構造体によれば、第１及び第２主電極端子６，７の両方が導電性基板１の上面側に配置されているため、非常に実装し易くなる。例えば、第１及び第２主電極端子６，７上に、図１４に示すようにインバータの一相分を構成するパワー半導体素子である上アーム素子５１及び下アーム素子５２を近接して配置でき、素子間の配線インダクタンスを低減できる。
【００３２】
また、誘電膜２が、導電性基板１の貫通孔の側壁だけでなく、導電性基板１の一方の側面上から導電性基板１の表面及び裏面を経て他方の側面上にまで延長し、導電性基板１のすべての表面を覆うように配置されている。更に、導電膜３が、柱状導電領域４ａ〜４ｄの上端及び第１主電極端子６に接するように、導電性基板１の上面及び側面上に誘電膜２を介して配置されている。更に、下部接続層４ｖが、柱状導電領域４ａ〜４ｄの下端に接するように、導電性基板１の裏面上に誘電膜２を介して配置され、導電膜３に接続されている。したがって、導電性基板１の上面及び側面側では、導電膜３、誘電膜２及び導電性基板１によりコンデンサの並列回路を構成でき、導電性基板１の裏面側では、下部接続層４ｖ、誘電膜２及び導電性基板１によりコンデンサの並列回路を構成でき、実効的なコンデンサの電極面積が大きくなるので、コンデンサ構造体全体の容量値を更に増大させることができる。
【００３３】
更には、柱状導電領域４ａ〜４ｄ、誘電膜２及び導電性基板１により構成されるコンデンサと、下部接続層４ｖ、誘電膜２及び導電性基板１により構成されるコンデンサと、導電膜３、誘電膜２及び導電性基板１により構成されるコンデンサとは、同一の誘電膜２を使用して構成できるため、製造が容易となり、容量のばらつきを低減できる。
【００３４】
なお、導電膜３及び下部接続層４ｖのいずれか一方又は両方が無い構造であってもよい。導電膜３が無い場合には、第１主電極端子６が柱状導電領域４ａ〜４ｄの上端に接するように導電性基板１の上面上に誘電膜２を介して配置されることにより、導電性基板１の上面側で第１主電極端子６、誘電膜２及び導電性基板１によりコンデンサを構成できる。下部接続層４ｖが無い場合には、例えば柱状導電領域４ａ〜４ｄの下端が絶縁膜５と接する。
【００３５】
また、導電性基板１がＳｉからなる場合には、半導体プロセス（Ｓｉプロセス）が適用できるので製造が容易となる。更に、Ｓｉからなる導電性基板１を酸化することにより、良質なＳｉＯ２膜を誘電膜２として形成できる。このＳｉＯ２膜は、導電性基板１の全面に高い均一性で形成できるので、製造が容易となり、容量のばらつきを低減できる。また、導電性基板１として、単結晶Ｓｉ基板の代わりに多結晶Ｓｉ（ドープドポリＳｉ）基板を使用してもよい。導電性基板１が多結晶Ｓｉからなる場合には、単結晶Ｓｉからなる場合と同様のコンデンサ動作及び熱の冷却方法となり、単結晶Ｓｉを使用する場合よりも安価に製造できる。また、柱状導電領域４ａ〜４ｄが多結晶Ｓｉからなる場合には半導体プロセス（Ｓｉプロセス）を適用でき、且つ深い貫通孔内にも埋め込み易く、容量のばらつきを低減できる。
【００３６】
＜第１の実施形態のコンデンサ構造体の製造方法＞
次に、図３〜図１３を用いて、第１の実施形態に係るコンデンサ構造体の製造方法の一例を説明する。なお、以下に述べるコンデンサ構造体の製造方法は一例であり、特許請求の範囲に記載した趣旨の範囲であれば、この変形例を含めて、これ以外の種々の製造方法により実現可能であることは勿論である。
【００３７】
（a）ｎ型の低比抵抗Ｓｉからなる導電性基板１を用意し、図３に示すように、ボッシュプロセス等により、導電性基板１の上面から下面に貫通する複数の貫通孔１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄを形成する。ボッシュプロセスにおいては、六フッ化硫黄（ＳＦ６）ガス等を用いた反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）等の異方性エッチング工程と、オクタフルオロシクロブタン（Ｃ４Ｆ８）ガスを用いた保護膜の堆積工程とを交互に繰り返すことにより、垂直側壁をなすように導電性基板１を深掘りすることができる。
【００３８】
（b）次に、図４に示すように、熱酸化法等により、導電性基板１のすべての露出面にＳｉＯ２膜を誘電膜２として形成する。例えば、導電性基板１を酸素（Ｏ２）雰囲気中、１０００℃程度で加熱することにより、導電性基板１のＯ２に触れるすべての表面にＳｉＯ２膜を形成することができる。ＳｉＯ２膜の厚さは必要とされる耐圧に応じて適宜設定可能である。ＳｉＯ２膜を誘電膜２とする場合は、導電性基板１の露出面に直接形成できるため、高い均一性を実現できる。なお、Ｓｉ３Ｎ４膜を誘電膜２とする場合は、モノシラン（ＳｉＨ４）ガス又はジクロルシラン（ＳｉＨ２Ｃｌ２）ガス及びアンモニア（ＮＨ３）ガス等を用いた減圧気相化学成長（ＬＰＣＶＤ）法を用いて均一な誘電膜２を得ることができる。
【００３９】
（c）次に、水素（Ｈ２）をキャリアガスとして、ＳｉＨ４ガス又はＳｉＨ２Ｃｌ２ガス等を原料ガスとして流すＬＰＣＶＤ法等により、導電性基板１のすべての表面上に位置する誘電膜２上に多結晶Ｓｉ層を堆積する。多結晶Ｓｉ層の厚さは、導電性基板１の貫通孔１１ａ〜１１ｄに接する誘電膜２が対向して離間する幅の１／２よりも厚くすることにより、導電性基板１の貫通孔１１ａ〜１１ｄを、誘電膜２を介して多結晶Ｓｉで埋めることができる。ＬＰＣＶＤの際、導電性基板１の下面側がサセプタに接する平置きの堆積をする場合は、下部接続層４ｖが堆積されないので、表裏を換えて２回ＬＰＣＶＤをすればよい。導電性基板１の端部をサセプタの溝に挟んだ縦置きの場合は、導電性基板１の上面及び裏面に同時に堆積できるが、必要に応じてサセプタに挟んだ部分については位置を換えてＬＰＣＶＤをすればよい。その後、例えば９５０℃程度、塩化ホスホリル（ＰＯＣｌ３）中でアニールすることで、多結晶Ｓｉ層に燐（Ｐ）をドープする等の拡散処理によってｎ型不純物をドープし、導電性を持たせたドープドポリＳｉ層を形成することができる。或いはＬＰＣＶＤの際にフォスフィン（ＰＨ３）、アルシン（ＡｓＨ３）のドーピングガスを同時に流すことによりｎ型のドープドポリＳｉ層を形成できる。この結果、図５に示すように、ｎ型の多結晶Ｓｉ層４が図１に示した導電膜３、柱状導電領域４ａ〜４ｄ及び下部接続層４ｖを一括で形成できる。図１に示したように、柱状導電領域４ａ〜４ｄは、導電性基板１の貫通孔に誘電膜２を介して埋め込まれる。導電膜３は、柱状導電領域４ａ〜４ｄの上端に接するように、導電性基板１の上面及び側面上に誘電膜２を介して形成される。下部接続層４ｖは、柱状導電領域４ａ〜４ｄの下端に接するように、導電性基板１の裏面上に誘電膜２を介して形成される。なお、必要に応じて、導電膜３の上面及び下部接続層４ｖの下面を化学的機械研磨（ＣＭＰ）等で平坦化してもよい。
【００４０】
（d）次に、図６に示すように、ＬＰＣＶＤ法等により、多結晶Ｓｉ層４上にＳｉＯ２膜又はＳｉ３Ｎ４膜からなる絶縁膜５を堆積する。絶縁膜５の厚さは、必要とされる耐圧に応じて適宜設定可能である。なお、Ｓｉ３Ｎ４膜が厚い場合には堆積し難い場合があるので、ＳｉＯ２膜との複合膜としてもよい。Ｓｉ３Ｎ４膜を堆積する他の方法としては、プラズマＣＶＤ法を採用可能である。プラズマＣＶＤ法では一般的にプラズマに対向する表面しか均一に成膜できないため、多結晶Ｓｉ層４のすべての表面にＳｉ３Ｎ４膜を堆積するには、数回に分けて異なる表面をプラズマと対向させてＳｉ３Ｎ４膜を堆積すればよい。
【００４１】
（e）次に、図７に示すように、導電性基板１の上面側に位置する絶縁膜５上に、スピンナー等を用いてフォトレジスト膜１２を塗布する。このフォトレジスト膜１２に対してフォトリソグラフィ技術を用いてパターニングする。パターニングされたフォトレジスト膜１２をマスクとして用いて、ドライエッチング法等により、導電性基板１上に位置する絶縁膜５、導電膜３、誘電膜２のそれぞれの一部を順次選択的に除去する。この結果、図８に示すように、導電性基板１の上面を露出するコンタクトホール１０ｘ，１０ｙが形成される。その後、残存したフォトレジスト膜１２をＯ２プラズマ等で除去する。
【００４２】
（f）次に、図９に示すように、熱酸化法等により、コンタクトホール１０ｘ，１０ｙの側壁部に露出した導電膜３の端部及びコンタクトホール１０ｘ，１０ｙの底部に露出した導電性基板１の上面にＳｉＯ２膜８ａ，８ｂを形成する。その後、指向性の高い異方性ドライエッチング法等により、マスクを用いないでコンタクトホール１０ｘ，１０ｙの底面に露出している導電性基板１の上面に形成されたＳｉＯ２膜８ａ，８ｂを選択的に除去する。この結果、図１０に示すように、コンタクトホール１０ｘ，１０ｙの側壁部に露出した導電膜３の端部にＳｉＯ２膜からなるプラグ側壁絶縁膜８ａ，８ｂが形成される。
【００４３】
（g）次に、図１１に示すように、導電性基板１の表面側に位置する絶縁膜５上に、スピンナー等を用いてフォトレジスト膜１２ａを塗布する。このフォトレジスト膜１２ａに対してフォトリソグラフィ技術を用いてパターニングする。パターニングされたフォトレジスト膜１２ａをマスクとして用いて、ドライエッチング法等により、絶縁膜５の一部を選択的に除去する。この結果、図１２に示すようにコンタクトホール９ｘが開口する。その後、残存したフォトレジスト膜１２ａをＯ２プラズマ等で除去する。
【００４４】
（h）次に、蒸着法、スパッタ法又はＣＶＤ法等により、導電性基板１の上面側に位置する絶縁膜５上にＡｌ等の金属膜１５を堆積し、ＣＭＰ等により、図１３に示すように金属膜１５を平坦化する。この際、有機金属（ＭＯ）ＣＶＤ法を用いることにより、トリメチルアルミニウム（ＴＭＡ）等の反応ガスと触れるすべての領域にＡｌを堆積できるため、第１及び第２主電極端子６，７を形成する領域に金属膜１５を同時に堆積できる。そして、金属膜１５上にスピンナー等を用いてフォトレジスト膜を塗布して、フォトリソグラフィ技術によりフォトレジスト膜をパターニングする。パターニングされたフォトレジスト膜をマスクとして用いて、ドライエッチング等により、金属膜１５の一部を選択的に除去する。その結果、図１に示した第１及び第２主電極端子６，７が形成され、第１の実施形態に係るコンデンサ構造体が完成する。なお、第１及び第２主電極端子６，７は、Ａｌからなる単層構造の代わりに、図１に示すようにＷ，Ｍｏ，Ｔｉ等の高融点金属からなるコンタクトプラグ１０ａ，１０ｂとＡｌ，Ｃｕ，Ａｕ等からなるランド部７ｕとの積層構造としてもよい。また、図１３に示す構造において、第２主電極端子７をＴｉとＡｌとの積層構造としてもよい。
【００４５】
第１の実施形態に係るコンデンサ構造体の製造方法によれば、コンデンサ動作時の発熱による温度上昇を抑制でき、コンデンサ動作時の損失を低減できるコンデンサ構造体を実現可能となる。また、図５に示すようにドープドポリＳｉ層４が図１に示した導電膜３、柱状導電領域４ａ〜４ｄ及び下部接続層４ｖを一括して同時に形成することにより、安価で膜ばらつきが少なく、高い信頼性の導電膜３、柱状導電領域４ａ〜４ｄ及び下部接続層４ｖが得られる。また、図１３に示した金属膜１５から第１及び第２主電極端子６，７を同時に形成することにより、安価で膜ばらつきが少なく、高い信頼性の第１及び第２主電極端子６，７が得られる。
【００４６】
＜第１の実施形態のコンデンサモジュール＞
第１の実施形態に係るコンデンサモジュールは、図１４に示すように、第１の実施形態に係るコンデンサ構造体１００と、コンデンサ構造体１００上に配置された上アーム素子５１及び下アーム素子５２とを備えて、インバータの一相分を構成するインバータモジュールである。コンデンサ構造体１００は平滑コンデンサとして機能する。上アーム素子５１及び下アーム素子５２は、インバータの一相分のパワー半導体素子であり、三相のインバータであれば他に同様なインバータモジュールが二相分存在する。上アーム素子５１及び下アーム素子５２を構成するパワー半導体素子としては、ＩＧＢＴやＭＯＳＦＥＴ等のスイッチング素子が採用可能である。または、ダイオード素子も可能であるし、ダイオード機能を有するスイッチング素子も可能であるし、ダイオードとスイッチング素子の並列したものも可能である。
【００４７】
例として、上記の上アーム素子５１及び下アーム素子５２はＭＯＳＦＥＴトランジスタである場合、上アーム素子５１は、コンデンサ構造体１００の第１主電極端子６上に配置され、上アーム素子５１の第１電極（例えばドレイン電極）が第１主電極端子６に電気的に接続されている。一方、下アーム素子５２は、コンデンサ構造体１００の第２主電極端子７上に配置され、下アーム素子５２の第１電極（例えばソース電極）が第２主電極端子７に電気的に接続されている。上アーム素子５１の第２電極（例えばソース電極）と下アーム素子５２の第２電極（例えばドレイン電極）とは、中間電極５３を介して互いに電気的に接続されており、これによりインバータモジュールとして動作することが可能となる。
【００４８】
第１の実施形態に係るコンデンサモジュールによれば、コンデンサ動作時には、コンデンサ構造体１００を利用して上アーム素子５１及び下アーム素子５２における発熱を逃がすことができる。また、Ｓｉ基板の上面側及び裏面側に１つずつ電極を配置したコンデンサ構造体の場合、各電極と接続するために上アーム素子及び下アーム素子をＳｉ基板の上面側及び裏面側にそれぞれ配置することになり、上アーム素子及び下アーム素子を互いに接続することが困難となる。これに対して、第１の実施形態に係るコンデンサモジュールによれば、コンデンサ構造体１００の第１及び第２主電極端子６，７の両方が導電性基板１の上面側に配置されているので、上アーム素子５１及び下アーム素子５２の両方を導電性基板１の上面側に近接して配置でき、上アーム素子５１及び下アーム素子５２を互いに接続することが容易となる。更に、第１及び第２主電極端子６，７と、上アーム素子５１のソース電極及び下アーム素子５２のドレイン電極とが直接接続されているため、モジュールの内部寄生インダクタンスを低減でき、パワー半導体素子のスイッチング動作時に発生するサージ成分を低減でき、低損失なコンデンサモジュールを実現可能となる。
【００４９】
なお、図１４においては第１主電極端子６上に上アーム素子５１を配置し、第２主電極端子７上に下アーム素子５２を配置した場合を説明したが、これとは逆に、第１主電極端子６上に下アーム素子５２を配置し、第２主電極端子７上に上アーム素子５１を配置してもよい。
【００５０】
第１の実施形態に係るコンデンサモジュールの製造方法としては、第１の実施形態に係るコンデンサ構造体１００を用意し、コンデンサ構造体１００の第１及び第２主電極端子６，７に、上アーム素子５１のドレイン電極及び下アーム素子５２のソース電極を半田付けやろう付け、圧着等により接着する。その後、上アーム素子５１のソース電極と下アーム素子５２のドレイン電極とを中間電極５３を介して接続することにより第１の実施形態に係るコンデンサモジュールが製造可能である。
【００５１】
（第１の実施形態の第１の変形例）
第１の実施形態の第１の変形例に係るコンデンサ構造体は、図１５に示すように、導電性基板１の上面側に位置する導電膜３上に配置された金属膜１３ａと、導電性基板１の裏面側に位置する下部接続層４ｖ上に配置された金属膜１３ｂとを更に備える点が、図１に示した構造と異なる。金属膜１３ａは導電膜３とは異なる金属材料からなり、金属膜１３ｂは下部接続層４ｖとは異なる金属材料からなる。例えば、導電膜３及び下部接続層４ｖが多結晶Ｓｉからなる場合に、金属膜１３ａ，１３ｂをＡｌ又は、Ｗ，Ｍｏ，Ｔｉ等の高融点金属としてもよく、更に金属膜１３ａ，１３ｂをＷＳｉ２，ＭｏＳｉ２，ＴｉＳｉ２等の高融点金属のシリサイドとして、下層の多結晶Ｓｉとでポリサイドの構成をなしてもよい。
【００５２】
第１の実施形態の第１の変形例に係るコンデンサ構造体によれば、導電性基板１の上面側に位置する導電膜３上に配置された金属膜１３ａと、導電性基板１の裏面側に位置する下部接続層４ｖ上に配置された金属膜１３ｂとを更に備えることにより、コンデンサのＥＳＲを低減でき、コンデンサ動作時の発熱を低減できる。
【００５３】
第１の実施形態の第１の変形例に係るコンデンサ構造体の製造方法としては、図５に示すように、図１５の柱状導電領域４ａ〜４ｄ、導電膜３及び下部接続層４ｖを実現する多結晶Ｓｉ層４を形成した後、スパッタ法やＭＯＣＶＤ法等により、導電膜３及び下部接続層４ｖとなる多結晶Ｓｉ層４上に金属膜１３ａ，１３ｂを堆積する。更に、図８に示す工程と同様にコンタクトホール１０ｘ，１０ｙを開口した後には、熱酸化法を使用する代わりに、ＬＰＣＶＤ法等によりＳｉＯ２膜又はＳｉ３Ｎ４膜からなる絶縁膜を堆積する。その後、エッチバックすることによりコンタクトホール１０ｘ，１０ｙの底面に位置する絶縁膜を選択的に除去する。この結果、コンタクトホール１０ｘ，１０ｙの側壁部に露出する金属膜１３ａ及び導電膜３の端部上の絶縁膜が残存し、プラグ側壁絶縁膜が形成される。
【００５４】
（第１の実施形態の第２の変形例）
第１の実施形態の第２の変形例に係るコンデンサ構造体は、図１６に示すように、導電性基板１の裏面（第２主面）側に配置された冷却機構（第２主面冷却機構）２３を更に備える点が、図１に示した第１の実施形態に係るコンデンサ構造体の構成と異なる。冷却機構２３としては、例えば銅板や、一般的なパソコンの中央演算処理装置（ＣＰＵ）用冷却フィン、自動車用の水冷機構等の種々の冷却機構が採用可能であり、特に限定されない。
【００５５】
第１の実施形態の第２の変形例に係るコンデンサ構造体において、コンデンサ動作時の発熱、特に柱状導電領域４ａ〜４ｄにおける発熱は、導電性基板１の裏面側に位置する下部接続層４ｖ及び絶縁膜５を介して冷却機構２３に逃がすことができるので、効率よく冷却できる。また、冷却機構２３は絶縁膜５と接しているので、冷却機構２３上に絶縁層等を新たに介在させなくても、冷却機構２３を下部接続層４ｖや柱状導電領域４ａ〜４ｄの下端等と絶縁できる。
【００５６】
従来のコンデンサ構造体において、Ｓｉ基板に設けた穴に第１及び第２の導電体で誘電体を挟んでコンデンサを構成した構造の裏面側に冷却機構を配置した場合には、第１及び第２の導電体での発熱は、誘電膜及びＳｉ基板を介して冷却機構へ逃げる。誘電体は基本的には絶縁体であり、熱伝導率が非常に低いので、冷却機構を用いたとしても高い冷却性能が得られない。これに対して、第１の実施形態の第２の変形例に係るコンデンサ構造体によれば、導電性基板１の裏面側に位置する絶縁膜５上に冷却機構２３を配置することにより、コンデンサ動作時の柱状導電領域４ａ〜４ｄでの発熱は、柱状導電領域４ａ〜４ｄの上端及び下端から誘電膜２を介さずに冷却機構２３へ逃がすことができるので、効率的に冷却できる。このため、コンデンサ構造体の冷却性能を向上させることができ、温度上昇を抑制できる。したがって、温度上昇によるＥＳＲの上昇を防止でき、低損失化できる。
【００５７】
第１の実施形態の第２の変形例に係るコンデンサ構造体の製造方法としては、第１の実施形態に係るコンデンサ構造体を用意し、導電性基板１の裏面側の絶縁膜５と冷却機構２３とを接着材等により接着すればよい。例えば、冷却機構２３の表面で半田を溶融させ、溶融した半田上に第１の実施形態に係るコンデンサ構造体を搭載した後、半田を冷却して硬化させればよい。
【００５８】
（第２の実施形態）
＜第２の実施形態のコンデンサ構造体の構成＞
本発明の第２の実施形態に係るコンデンサ構造体は、図１７に示すように、第１主面（上面）から第２主面（裏面）に貫通する貫通孔を有する導電性基板１と、導電性基板１の貫通孔の側壁面に設けられた誘電膜２と、誘電膜２を介して貫通孔に埋め込まれた柱状導電領域４ａ〜４ｄと、柱状導電領域４ａ〜４ｄと電気的に接続した第１主電極端子６と、導電性基板１と電気的に接続した第２主電極端子７とを備える。第２の実施形態に係るコンデンサ構造体は更に、導電性基板１の裏面側に柱状導電領域４ａ〜４ｄと電気的に接続するように配置された第１補助電極端子１６と、導電性基板１の裏面側に導電性基板１と電気的に接続するように配置された第２補助電極端子１７とを備える点が、図１に示した第１の実施形態に係るコンデンサ構造体と異なる。
【００５９】
第１主電極端子６と第１補助電極端子１６とは互いに同一電位で用い、第２主電極端子７と第２補助電極端子１７とは互いに同一電位として用いる。なお、第１主電極端子６、第１補助電極端子１６、第２主電極端子７及び第２補助電極端子１７の名称は単に選択の問題であり、第１主電極端子６と第１補助電極端子１６とは等価な電極であり、第２主電極端子７と第２補助電極端子１７とは等価な電極である。したがって、第１補助電極端子１６を「第１主電極端子」、第１主電極端子６を「第１補助電極端子」と呼び、第２補助電極端子１７を「第２主電極端子」、第２主電極端子７を「第２補助電極端子」と呼んでもよい。第１及び第２補助電極端子１６，１７は、例えばＡｌ等の互いに同一の金属材料を使用してもよく、互いに異なる材料を使用してもよい。第１及び第２補助電極端子１６，１７は、第１及び第２主電極端子６，７と同一材料を使用してもよく、異なる材料を使用してもよい。
【００６０】
第１補助電極端子１６は、第１主電極端子６と導電性基板１を挟んで対向する位置に配置されている。図１７においては、第１補助電極端子１６の電極面は第１主電極端子６の電極面と対向している。Ｔ字型をなす第１補助電極端子１６の上部が、導電性基板１の裏面側に位置する絶縁膜５に開口された開口部（コンタクトホール）を埋めて下部接続層４ｖに接しており、第１補助電極端子１６と下部接続層４ｖとは同電位をとる。
【００６１】
第２補助電極端子１７は、第２主電極端子７と導電性基板１を挟んで対向する位置に配置されている。図１７においては、第２補助電極端子１７の電極面は第２主電極端子７の電極面と対向している。第２補助電極端子１７の一部として、第２補助電極端子１７から上方に突出したコンタクトプラグ２０ａ，２０ｂが、導電性基板１の裏面側に位置する絶縁膜５、下部接続層４ｖ及び誘電膜２を貫通して開口された開口部（コンタクトホール）を埋めて導電性基板１に接しており、第２補助電極端子１７と導電性基板１とは同電位をとる。コンタクトプラグ２０ａ，２０ｂの側壁部分には、コンタクトプラグ２０ａ，２０ｂと導電膜３とを絶縁するためのプラグ側壁絶縁膜１８ａ，１８ｂが配置されている。第２の実施形態に係るコンデンサ構造体の他の構成は、第１の実施形態に係るコンデンサ構造体の構成と同様であるので、重複した説明を省略する。
【００６２】
第２の実施形態に係るコンデンサ構造体の動作方法は、第１主電極端子６と第１補助電極端子１６とは互いに同一電位とし、第２主電極端子７と第２補助電極端子１７とを互いに同一電位として動作させれば、第１の実施形態に係るコンデンサ構造体の動作方法と同様であるので、重複した説明を省略する。第２の実施形態に係るコンデンサ構造体の動作時の発熱は、導電性基板１の裏面側から高い熱伝導率を有する第１及び第２補助電極端子１６，１７を介して逃がすことができるので、第１の実施形態に係るコンデンサ構造体よりも効率よく冷却できる。
【００６３】
＜第２の実施形態のコンデンサ構造体の効果＞
以上説明したように、第２の実施形態に係るコンデンサ構造体によれば、第１主電極端子６と第２主電極端子７との間に、上面から裏面に貫通する貫通孔を有する導電性基板１と、導電性基板１の貫通孔の側壁面に設けられた誘電膜２と、誘電膜２を介して導電性基板１の貫通孔に埋め込まれた柱状導電領域４ａ〜４ｄを構成してコンデンサを構成できる。即ち、第１主電極端子６が柱状導電領域４ａ〜４ｄと同電位をとり、第２主電極端子７が導電性基板１と同電位をとることにより、第１及び第２主電極端子６，７の２電極によるコンデンサ動作を実現できる。
【００６４】
そして、導電性基板１及び柱状導電領域４ａ〜４ｄは低比抵抗の導電性材料からなり、誘電膜２は高比抵抗の絶縁材料からなる。一般的には導電性材料の熱伝導率が絶縁性材料より高く、熱を逃がし易い。したがって、柱状導電領域４ａ〜４ｄの垂直側壁は誘電膜２と接しているが、柱状導電領域４ａ〜４ｄの上端及び下端は誘電膜２と接していないので、コンデンサ動作時の柱状導電領域４ａ〜４ｄにおける発熱は、柱状導電領域４ａ〜４ｄの上端及び下端から柱状導電領域４ａ〜４ｄの外部へ逃げ易い。このため、コンデンサ構造体の温度上昇を抑制できる。したがって、温度上昇に伴うコンデンサのＥＳＲの増加を防止でき、低損失化できる。
【００６５】
また、第１及び第２主電極端子６，７の両方が、導電性基板１の上面側に配置されているため、非常に実装し易くなる。例えば、図２４に示すように第１及び第２主電極端子６，７上に、インバータの一相分のパワー半導体素子である上アーム素子５１及び下アーム素子５２を近接して配置でき、素子間の配線インダクタンスを低減できる。
【００６６】
また、誘電膜２が、導電性基板１の貫通孔の側壁面だけでなく、導電性基板１の一方の側面上から導電性基板１の表面、裏面を経て他方の及び側面上にまで延長し、導電性基板１のすべての表面を覆うように配置されている。更に、導電膜３が、柱状導電領域４ａ〜４ｄの上端及び第１主電極端子６に接するように、導電性基板１の上面及び側面上に誘電膜２を介して配置されている。更に、下部接続層４ｖが、柱状導電領域４ａ〜４ｄの下端に接するように、導電性基板１の裏面上に誘電膜２を介して配置され、導電膜３に接続されている。したがって、導電性基板１の上面及び側面側では、導電膜３、誘電膜２及び導電性基板１によりコンデンサの並列回路を構成でき、導電性基板１の裏面側では、下部接続層４ｖ、誘電膜２及び導電性基板１によりコンデンサの並列回路を構成でき、実効的なコンデンサの電極面積が大きくなるので、容量を増大させることができる。なお、導電膜３が無い場合には、第１主電極端子６が柱状導電領域４ａ〜４ｄの上端に接するように導電性基板１の上面上に誘電膜２を介して配置されることにより、導電性基板１の上面側で第１主電極端子６、誘電膜２及び導電性基板１によりコンデンサを構成できる。
【００６７】
更には、柱状導電領域４ａ〜４ｄ、誘電膜２及び導電性基板１により構成されるコンデンサと、導電膜３、誘電膜２及び導電性基板１により構成されるコンデンサと、下部接続層４ｖ、誘電膜２及び導電性基板１により構成されるコンデンサは、同一の誘電膜２を使用してコンデンサを実現できるため、製造が容易となり、容量のばらつきを低減できる。
【００６８】
また、導電性基板１がＳｉからなる場合には、半導体プロセス（Ｓｉプロセス）が適用できるので製造が容易となる。更に、Ｓｉからなる導電性基板１を酸化することにより、良質なＳｉＯ２膜を誘電膜２として形成できる。このＳｉＯ２膜は、導電性基板１の全面に高い均一性で形成できるので、製造が容易となり、容量のばらつきを低減できる。また、導電性基板１として、単結晶Ｓｉ基板の代わりに多結晶Ｓｉ（ドープドポリＳｉ）基板を使用してもよい。導電性基板１が多結晶Ｓｉからなる場合には、単結晶Ｓｉからなる場合と同様のコンデンサ動作及び熱の冷却方法となり、単結晶Ｓｉを使用する場合よりも安価に製造できる。また、柱状導電領域４ａ〜４ｄが多結晶Ｓｉからなる場合には半導体プロセス（Ｓｉプロセス）を適用でき、且つ深い貫通孔内にも埋め込み易く、容量のばらつきを低減できる。
【００６９】
また、導電性基板１の裏面側に配置された第１及び第２補助電極端子１６，１７を更に備えることにより、実装の自由度を向上させることができる。例えば、第２の実施形態に係るコンデンサ構造体をインバータの平滑コンデンサに適用する場合には、導電性基板１の表面側に位置する第１及び第２主電極端子６，７をパワー半導体素子に接続し、導電性基板１の裏面側に位置する第１及び第２補助電極端子１６，１７をＤＣ電源の正極及び負極に接続できる。
【００７０】
また、特に第１及び第２補助電極端子１６，１７が熱伝導率の高い金属材料からなる場合には、コンデンサ動作時の柱状導電領域４ａ〜４ｄでの発熱を、導電性基板１の表面側に位置する第１及び第２主電極端子６，７と、導電性基板１の裏面側に位置する第１及び第２補助電極端子１６，１７との両方へ逃がすことができるので、コンデンサの温度上昇を抑制できる。したがって、温度上昇に伴うＥＳＲの増加を防止可能となり、低損失化できる。
【００７１】
また、導電性基板１の上面側に位置する第１主電極端子６の電極面の少なくとも一部と導電性基板１の裏面側に位置する第１補助電極端子１６の電極面の少なくとも一部とが互いに対向し、導電性基板１の表面側に位置する第２主電極端子７の電極面の少なくとも一部と導電性基板１の裏面側に位置する第２補助電極端子１７の電極面の少なくとも一部とが互いに対向していることにより、第２の実施形態に係るコンデンサ構造体を複数個積層したときに、積層方向で隣接する下側のコンデンサ構造体の上面側に配置された第１及び第２主電極端子６，７と、上側のコンデンサ構造体の下面側に配置された第１及び第２補助電極端子１６，１７とをそれぞれ接続できる。したがって、複数個のコンデンサ構造体を容易に並列接続でき、容量の増設が容易となる。なお、第１主電極端子６の電極面と第１補助電極端子１６の電極面とは必ずしも互いに対向していなくてもよく、第２主電極端子７の電極面と第２補助電極端子１７の電極面とは必ずしも互いに対向していなくてもよい。
【００７２】
＜第２の実施形態のコンデンサ構造体の製造方法＞
次に、第２の実施形態に係るコンデンサ構造体の製造方法の一例を説明する。なお、以下に述べるコンデンサ構造体の製造方法は、一例であり、特許請求の範囲に記載した趣旨の範囲であれば、この変形例を含めて、これ以外の種々の製造方法により実現可能であることは勿論である。
【００７３】
（a）第１の実施形態に係るコンデンサ構造体の製造方法と同様に、図３〜図８に示した工程を経て、導電性基板１の上面を露出するコンタクトホール１０ｘ，１０ｙを開口する。そして、コンタクトホール１０ｘ，１０ｙの開口工程と同様な工程を繰り返すことにより、図１８に示すように、導電性基板１の裏面を露出するコンタクトホール２０ｘ，２０ｙを開口する。
【００７４】
（b）次に、図１９に示すように、熱酸化法等により、コンタクトホール１０ｘ，１０ｙに絶縁膜（ＳｉＯ２膜）８ａ，８ｂを、コンタクトホール２０ｘ，２０ｙにも絶縁膜（ＳｉＯ２膜）１８ａ，１８ｂを同時に形成する。その後、指向性の高いドライエッチング等により、コンタクトホール１０ｘ，１０ｙの底部に露出した絶縁膜８ａ，８ｂと、コンタクトホール２０ｘ，２０ｙの底部に露出した絶縁膜１８ａ，１８ｂとを順次選択的に除去する。この結果、図２０に示すように、コンタクトホール１０ｘ，１０ｙの側壁部に露出した図１７に示した導電膜３となる多結晶Ｓｉ層４の端部にプラグ側壁絶縁膜８ａ，８ｂが形成され、コンタクトホール２０ｘ，２０ｙの側壁に露出した図１７に示した下部接続層４ｖとなる多結晶Ｓｉ層４の端部にプラグ側壁絶縁膜１８ａ，１８ｂが形成される。
【００７５】
（c）次に、図２１に示すように、導電性基板１の上面側に位置する絶縁膜５上に、スピンナー等を用いてフォトレジスト膜１２ｂを塗布して、フォトリソグラフィ技術によりフォトレジスト膜１２ｂをパターニングする。パターニングされたフォトレジスト膜１２ｂをマスクとして用いて、ドライエッチング等により絶縁膜５の一部を選択的に除去することにより、図１７に示した導電膜３となる多結晶Ｓｉ層４の上面を露出するようにコンタクトホール９ｘを開口する。その後、フォトレジスト膜１２ｂをＯ２プラズマ等で除去する。
【００７６】
（d）次に、図２２に示すように、導電性基板１の裏面側に位置する絶縁膜５上に、スピンナー等を用いてフォトレジスト膜１２ｃを塗布して、フォトリソグラフィ技術によりフォトレジスト膜１２ｃをパターニングする。パターニングされたフォトレジスト膜１２ｃをマスクとして用いて、ドライエッチング等により絶縁膜５の一部を選択的に除去することにより、図１７に示した下部接続層４ｖとなる多結晶Ｓｉ層４の裏面を露出するようにコンタクトホール１９ｘを開口する。その後、フォトレジスト膜１２ｂをＯ２プラズマ等で除去する。
【００７７】
（e）その後、ＭＯＣＶＤ法等により、導電性基板１の上面側及び裏面側に、導電性基板１を露出するコンタクトホール１０ｘ，１０ｙ，２０ｘ，２０ｙ及び多結晶Ｓｉ層４を露出するコンタクトホール９ｘ，１９ｘを埋め込むように、Ａｌ等からなる金属膜１５ａ，１５ｂを一括して堆積し、図２３に示すように、ＣＭＰ等により順次平坦化する。その後、図１７に示すようにフォトリソグラフィ技術及びエッチング技術等によるメタライゼーション工程を上面側と裏面側で順次繰り返して金属膜１５ａ，１５ｂの一部を選択的に順次除去する。この結果、図１７に示すように、導電性基板１の上面側に第１及び第２主電極端子６，７がパターニングされ、導電性基板１の裏面側に第１及び第２補助電極端子１６，１７がパターニングされ、第２の実施形態に係るコンデンサ構造体が完成する。
【００７８】
第２の実施形態に係るコンデンサ構造体の製造方法によれば、コンデンサ動作時の発熱による温度上昇を抑制でき、コンデンサ動作時の損失を低減できるコンデンサ構造体を実現可能となる。更に、導電膜３、下部接続層４ｖ及び柱状導電領域４ａ〜４ｄを同時に製造することで、安価で膜ばらつきが少なく、高い信頼性の導電膜３、下部接続層４ｖ及び柱状導電領域４ａ〜４ｄが得られる。更に、図２３に示した金属膜１５ａ，１５ｂから、第１及び第２主電極端子６，７並びに第１及び第２補助電極端子１６，１７を一括して同時に形成することで、安価で膜ばらつきが少なく、高い信頼性の第１及び第２主電極端子６，７並びに第１及び第２補助電極端子１６，１７が得られる。
【００７９】
＜第２の実施形態のコンデンサモジュール＞
第２の実施形態に係るコンデンサモジュールは、図２４に示すように、第２の実施形態に係るコンデンサ構造体１０１と、コンデンサ構造体１０１上に配置された上アーム素子５１及び下アーム素子５２とを備えて、インバータの一相分を構成するインバータモジュールである。コンデンサ構造体１０１は平滑コンデンサとして機能する。上アーム素子５１及び下アーム素子５２は、インバータの一相分のパワー半導体素子であり、三相のインバータであれば他に同様なインバータモジュールが二相分存在する。上アーム素子５１及び下アーム素子５２を構成するパワー半導体素子としては、ＩＧＢＴやＭＯＳＦＥＴ等のスイッチング素子が採用可能である。または、ダイオード素子も可能であるし、ダイオード機能を有するスイッチング素子も可能であるし、ダイオードとスイッチング素子の並列したものも可能である。
【００８０】
例として、上記の上アーム素子５１及び下アーム素子５２はＭＯＳＦＥＴトランジスタである場合、上アーム素子５１は、第１主電極端子６上に配置され、上アーム素子５１のドレイン電極が第１主電極端子６に電気的に接続されている。一方、下アーム素子５２は、第２主電極端子７上に配置され、下アーム素子５２のソース電極が第２主電極端子７に電気的に接続されている。上アーム素子５１のソース電極と、下アーム素子５２のドレイン電極とは、中間電極５３を介して電気的に接続されており、これによりインバータモジュールとして動作することが可能となる。
【００８１】
第２の実施形態に係るコンデンサモジュールによれば、第１の実施形態に係るコンデンサモジュールと同様に、コンデンサ構造体１０１を利用してパワー半導体素子における発熱を逃がすことができる。また、コンデンサ構造体１０１の第１及び第２主電極端子６，７と、上アーム素子５１及び下アーム素子５２の電極が直接接続されているため、モジュールの内部寄生インダクタンスを低減でき、パワー半導体素子のスイッチング動作時に発生するサージ成分が低減でき、低損失なモジュールを実現可能となる。
【００８２】
更に、導電性基板１の裏面側に第１及び第２補助電極端子１６，１７が配置されているので、第１の実施形態に係るコンデンサモジュールよりも実装し易くなる。例えば、導電性基板１の表面側に位置する第１及び第２主電極端子６，７には上アーム素子５１及び下アーム素子５２等のパワー半導体素子を接続する一方、導電性基板１の裏面側に位置する第１及び第２補助電極端子１６，１７にはＤＣ電極の正極及び負極を接続できる。
【００８３】
（第２の実施形態の第１の変形例）
第２の実施形態の第１の変形例に係るコンデンサ構造体は、図２５に示すように、導電性基板１の両側面側にそれぞれ配置された第１及び第２電極接続部２１，２２を更に備える点が、第２の実施形態と異なる。第１及び第２電極接続部２１，２２の材料としては、Ａｌ等の金属材料が使用可能である。
【００８４】
第１電極接続部２１は絶縁膜５に沿って配置され、第１電極接続部２１の上端が第１主電極端子６に接し、第１電極接続部２１の下端が第１補助電極端子１６に接する。第１主電極端子６と第１補助電極端子１６とは第１電極接続部２１を介して電気的に接続し、互いに同電位をとる。
【００８５】
第２電極接続部２２は絶縁膜５に沿って配置され、第２電極接続部２２の上端が第２主電極端子７に接し、第２電極接続部２２の下端が第２補助電極端子１７に接する。第２主電極端子７と第２補助電極端子１７とは第２電極接続部２２を介して電気的に接続し、互いに同電位をとる。
【００８６】
第２の実施形態の第１の変形例に係るコンデンサ構造体によれば、両側面側に第１及び第２電極接続部２１，２２、導電膜３並びに絶縁膜５により追加のコンデンサを構成するので、コンデンサ構造体全体の容量を増大させることができる。また、コンデンサ動作時の発熱は、第１及び第２電極接続部２１，２２を介しても逃がすことができ、冷却性能を向上させることができる。したがって、コンデンサの温度上昇を抑制でき、温度上昇によるＥＳＲの増加を防止でき、低損失化できる。
【００８７】
また、図１７に示すように第１電極接続部２１が無い場合には、第１主電極端子６と第１補助電極端子１６とは、柱状導電領域４ａ〜４ｄを介して接続されている。このため、第１主電極端子６と第１補助電極端子１６との間の抵抗成分は、柱状導電領域４ａ〜４ｄの並列抵抗になるが、柱状導電領域４ａ〜４ｄは細長い柱状であり、特に柱状導電領域４ａ〜４ｄが多結晶Ｓｉからなる場合には、抵抗値が金属よりも高くなり、ＥＳＲが増大する。これに対して、第２の実施形態の第１の変形例に係るコンデンサ構造体によれば、第１主電極端子６と第１補助電極端子１６との間に、第１主電極端子６と第１補助電極端子１６とを電気的に接続する第１電極接続部２１が更に並列接続されるので、特に第１電極接続部２１が金属からなる場合には、ＥＳＲを低減できる。
【００８８】
また、第２主電極端子７と第２補助電極端子１７との間には、第２主電極端子７と第２補助電極端子１７とを電気的に接続する導電性基板１及び第２電極接続部２２が更に並列接続されるので、並列抵抗を低減できる。したがって、コンデンサのＥＳＲを低減でき、損失を低減可能となる。
【００８９】
また、第１主電極端子６及び第１補助電極端子１６と、第２主電極端子７及び第２補助電極端子１７が、導電性基板１の表面側及び裏面側で対向して配置されており、複数個のコンデンサ構造体を積層することにより並列接続できる。したがって、容易に容量を増大させることができ、実装し易くなる。
【００９０】
第２の実施形態の第１の変形例に係るコンデンサ構造体の製造方法としては、第１及び第２主電極端子６，７並びに第１及び第２補助電極端子１６，１７の形成工程において、ＭＯＣＶＤ法により導電性基板１の全面に金属膜を堆積できる。その後、フォトリソグラフィ技術及びエッチング技術等を用いて金属膜の一部を選択的に除去することにより、第１及び第２主電極端子６，７並びに第１及び第２補助電極端子１６，１７を形成するとともに、第１主電極端子６と第１補助電極端子１６とを接続する第１電極接続部２１と、第２主電極端子７と第２補助電極端子１７とを接続する第２電極接続部２２も共通の金属膜から一括して形成すればよい。
【００９１】
（第２の実施形態の第２の変形例）
第２の実施形態の第２の変形例に係るコンデンサ構造体は、図２６に示すように、導電性基板１の裏面（第２主面）側に配置された冷却機構（第２主面冷却機構）２３を更に備える点が、図１７に示した第２の実施形態に係るコンデンサ構造体と異なる。冷却機構２３の上面には絶縁膜２４が配置されており、冷却機構２３は絶縁膜２４を介して第１及び第２補助電極端子１６，１７に接する。
【００９２】
第２の実施形態の第２の変形例に係るコンデンサ構造体によれば、冷却機構２３を更に備えることにより、コンデンサの動作時に柱状導電領域４ａ〜４ｄでの発熱を、冷却機構２３により効率よく冷却でき、コンデンサ構造体の冷却性能を向上させることができる。したがって、コンデンサ構造体の温度上昇を抑制でき、温度上昇に伴うＥＳＲの増大を防止でき、低損失化できる。
【００９３】
なお、図２５に示した第２の実施形態の第１の変形例に係るコンデンサ構造体に対しても同様に、導電性基板１の裏面側に、絶縁膜５を介して冷却機構２３を配置してもよい。
【００９４】
（第２の実施形態の第３の変形例）
第２の実施形態の第３の変形例に係るコンデンサ構造体は、図２７に示すように、導電性基板１の両側面側にそれぞれ配置された冷却機構（側面冷却機構）２３ａ，２３ｂを更に備える点が、図２５に示した第２の実施形態の第１の変形例に係るコンデンサ構造体と異なる。冷却機構２３ａ，２３ｂは、第１及び第２電極接続部２１，２２にそれぞれ接して配置されている。
【００９５】
第２の実施形態の第３の変形例に係るコンデンサ構造体の製造方法及び動作は、第２の実施形態の第２の変形例と同様である。柱状導電領域４ａ〜４ｄでの発熱は、導電膜３を介して、第１主電極端子６及び第１補助電極端子１６に伝達される。そして、第１主電極端子６及び第１補助電極端子１６と接する第１電極接続部２１に伝達される熱と、第１主電極端子６及び第１補助電極端子１６においてそのまま外気により冷却される熱とに分かれ、第１電極接続部２１に伝達された熱は冷却機構２３ａで冷却される。また、導電性基板１での発熱も同じ原理で、第２電極接続部２２と接する冷却機構２３ｂで冷却される。
【００９６】
第２の実施形態の第３の変形例に係るコンデンサ構造体によれば、導電性基板１の側面に冷却機構２３ａ，２３ｂを配置しているので、導電性基板１の上面又は下面側に配置するよりも実装し易い構造となり、コンデンサ構造体を複数個積層して並列接続でき、容量を増設できる。更に、複数個のコンデンサ構造体を積層した場合、積層構造の内側に位置するコンデンサ構造体ほど、積層方向には熱が逃げにくいが、コンデンサ構造体の側面側に冷却機構２３ａ，２３ｂが配置されているため、積層構造の内側に位置するコンデンサ構造体でも側面側から効率よく熱を逃がすことができる。
【００９７】
なお、第２の実施形態の第３の変形例に係るコンデンサ構造体において、第１及び第２電極接続部２１，２２がなく、冷却機構２３ａが第１主電極端子６及び第１補助電極端子１６に直接接し、冷却機構２３ｂが第２主電極端子７及び第２補助電極端子１７に直接接していてもよい。
【００９８】
（第２の実施形態の第４の変形例）
第２の実施形態の第４の変形例に係るコンデンサモジュールは、図２８に示すように、複数個（２個）のコンデンサ構造体１０１，１０２が積層されたモジュールである。なお、図２８においては、２個のコンデンサ構造体１０１，１０２の積層構造を説明するが、積層するコンデンサ構造体の個数は特に限定されず、３個以上であってもよい。
【００９９】
上側のコンデンサ構造体（以下、「上側構造体」という。）１０１は、図１７に示した第２の実施形態に係るコンデンサ構造体を用いている。下側のコンデンサ構造体（以下、「下側構造体」という。）１０２は、上側構造体１０１と実質的に同様の構造を有しており、第１主面（上面）から第２主面（下面）に貫通する貫通孔を有する導電性基板３１と、導電性基板３１の貫通孔の側壁面に設けられた誘電膜３２と、誘電膜３２を介して導電性基板３１の貫通孔に埋められた柱状導電領域３４ａ，３４ｂ，３４ｃ，３４ｄと、導電性基板３１の上面側に配置され、柱状導電領域３４ａ〜３４ｄと電気的に接続した第１主電極端子３６と、導電性基板３１の上面側に配置され、導電性基板３１と電気的に接続した第２主電極端子３７とを備える。
【０１００】
下側構造体１０２の誘電膜３２は、導電性基板３１の上面、裏面及び側面上にも配置されている。柱状導電領域３４ａ〜３４ｄの上端及び第１主電極端子３６に接するように、導電性基板３１の上面及び側面上に誘電膜２を介して導電膜３３が配置されている。柱状導電領域３４ａ〜３４ｄの下端及び第２主電極端子３７に接するように、導電性基板３１の裏面上に誘電膜２を介して下部接続層３４ｖが配置されている。下部接続層３４ｖの端部は導電膜３３に接続されている。導電膜３３及び下部接続層３４ｖを覆うように絶縁膜３５が配置されている。
【０１０１】
第１主電極端子３６の下部は、誘電膜３２の開口部（コンタクトホール）を介して導電膜３３と接する。第２主電極端子３７の一部であるコンタクトプラグは、誘電膜３２、導電膜３３及び絶縁膜３５を貫通する開口部（コンタクトホール）を介して導電性基板３１と接する。コンタクトプラグの側壁には、コンタクトプラグと導電膜３３とを絶縁するプラグ側壁絶縁膜３８ａ，３８ｂが設けられている。
【０１０２】
下側構造体１０２は更に、導電性基板３１の裏面側に、下部接続層３４ｖを介して柱状導電領域３４ａ〜３４ｄと電気的に接続するように配置された第１補助電極端子４６と、導電性基板３１の裏面側に、導電性基板３１と電気的に接続するように配置された第２補助電極端子４７とを備える。
【０１０３】
第１補助電極端子４６は、第１主電極端子３６と導電性基板３１を挟んで対向する位置に配置されている。第１補助電極端子４６の上部は、絶縁膜３５の開口部（コンタクトホール）を介して下部接続層３４ｖと接する。第２補助電極端子４７は、第２主電極端子３７と導電性基板３１を挟んで対向する位置に配置されている。第２補助電極端子４７の一部であるコンタクトプラグは、絶縁膜３５、下部接続層３４ｖ及び誘電膜３２を貫通する開口部（コンタクトホール）を介して導電性基板３１と接する。コンタクトプラグの側壁には、コンタクトプラグと導電膜３３とを絶縁するプラグ側壁絶縁膜４８ａ，４８ｂが設けられている。
【０１０４】
上側構造体１０１と下側構造体１０２との接合部においては、上側構造体１０１の裏面側に位置する第１及び第２補助電極端子１６，１７と、下側構造体１０２の上面側に位置する第１及び第２主電極端子３６，３７とがそれぞれ接続されている。
【０１０５】
第２の実施形態の第４の変形例に係るコンデンサモジュールの動作は、第２の実施形態と同様である。コンデンサ動作時において、上側構造体１０１の柱状導電領域４ａ〜４ｄの発熱は、導電性基板１の上面側及び裏面側に位置する導電膜３及び下部接続層４ｖを介して、第１主電極端子６及び第１補助電極端子１６へ伝達される。第１主電極端子６に伝達された熱は、外気に冷却される。一方、第１補助電極端子１６に伝達された熱は、第１補助電極端子１６の裏面が下側構造体１０２の第１主電極端子３６と接しており外気とは接しないため、第１補助電極端子１６の側面側へ逃げる。このとき、上側構造体１０１の第１補助電極端子１６と下側構造体１０２の第１主電極端子６との両電極が熱を逃がす太い経路となり、効率よく冷却できる。コンデンサ動作時の下側構造体１０２での発熱は、上側構造体１０１での発熱と同様に冷却できる。
【０１０６】
第２の実施形態の第４の変形例に係るコンデンサモジュールによれば、上側構造体１０１及び下側構造体１０２を積層することにより、上側構造体１０１の裏面側に位置する第１及び第２補助電極端子１６，１７と、下側構造体１０２の上面側に位置する第１及び第２主電極端子３６，３７とが接続される。したがって、上側構造体１０１及び下側構造体１０２が並列接続され、容量が容易に増設できる。
【０１０７】
第２の実施形態の第４の変形例に係るコンデンサモジュールの製造方法としては、第２の実施形態に係るコンデンサ構造体を複数個用意して、隣接するコンデンサ構造体の電極間を半田付けや圧着等により接着すればよい。
【０１０８】
（第２の実施形態の第５の変形例）
第２の実施形態の第５の変形例に係るコンデンサモジュールは、図２９に示すように、上側構造体１０１及び下側構造体１０２の積層構造の側面側に配置された第１及び第２電極接続部３０ａ，３０ｂを更に備える点が、図２８に示した第２の実施形態の第４の変形例に係るコンデンサモジュール構造と異なる。
【０１０９】
第１電極接続部３０ａは、上側構造体１０１の第１主電極端子６及び第１補助電極端子１６と、下側構造体１０２の第１主電極端子３６及び第１補助電極端子４６とに共通に接続されている。第２電極接続部３０ｂは、上側構造体１０１の第２主電極端子７及び第２補助電極端子１７と、下側構造体１０２の第２主電極端子３７及び第２補助電極端子４７とに共通に接続されている。
【０１１０】
第２の実施形態の第５の変形例に係るコンデンサモジュールによれば、コンデンサ動作時に上側構造体１０１及び下側構造体１０２で発生した熱を、上側構造体１０１の第１主電極端子６及び第１補助電極端子１６と、下側構造体１０２の第１主電極端子３６及び第１補助電極端子４６とを介して、第１電極接続部３０ａへ逃がすことができる。更に、上側構造体１０１の第２主電極端子７及び第２補助電極端子１７と、下側構造体１０２の第２主電極端子３７及び第２補助電極端子４７とを介して、第２電極接続部３０ｂに逃がすことができる。
【０１１１】
更に、上側構造体１０１の第１主電極端子６及び第１補助電極端子１６と、下側構造体１０２の第１主電極端子３６及び第１補助電極端子４６とが第１電極接続部３０ａに並列接続され、上側構造体１０１の第２主電極端子７及び第２補助電極端子１７と、下側構造体１０２の第２主電極端子３７及び第２補助電極端子４７とが第２電極接続部３０ｂに並列接続されるので、各電極全体の抵抗成分及びインタクダンス成分を低減でき、コンデンサモジュール全体のＥＳＲと等価直列インダクタンス（ＥＳＬ）を低減できる。
【０１１２】
なお、図２９では２個のコンデンサ構造体１０１，１０２の積層構造を示したが、更に多数個（３個以上）のコンデンサ構造体を積層してもよく、積層する個数に応じて第１及び第２電極接続部２１，２２も積層方向に延長してもよい。
【０１１３】
（第２の実施形態の第６の変形例）
第２の実施形態の第６の変形例に係るコンデンサモジュールは、図３０に示すように、上側構造体１０１及び下側構造体１０２の積層構造の側面側に配置された第１及び第２電極接続部３０ａ，３０ｂの更に外側に配置された冷却機構２３ａ，２３ｂを更に備える点が、図２９に示した第２の実施形態の第５の変形例に係るコンデンサモジュール構造と異なる。
【０１１４】
第２の実施形態の第６の変形例に係るコンデンサモジュールによれば、上側構造体１０１及び下側構造体１０２での発熱を、第１及び第２電極接続部３０ａ，３０ｂを介して冷却機構２３ａ，２３ｂへ逃がすことができ、冷却効果を向上させることができる。
【０１１５】
なお、図３０では２個のコンデンサ構造体１０１，１０２の積層構造を示したが、更に多数個（３個以上）のコンデンサ構造体を積層してもよく、積層する個数に応じて第１及び第２電極接続部２１，２２並びに冷却機構２３ａ，２３ｂも積層方向に延長してもよい。
【０１１６】
（その他の実施形態）
上記のように、本発明は第１及び第２の実施形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面は本発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。
【０１１７】
例えば、第１の実施形態の第１の変形例として、図１５に示すように導電膜３及び下部接続層４ｖ上に金属膜１３ａ，１３ｂを更に備えるコンデンサ構造体を説明したが、第２の実施形態においても同様に、図１７に示したコンデンサ構造体の導電膜３及び下部接続層４ｖ上に金属膜を備えていてもよい。
【０１１８】
このように、本発明はここでは記載していない様々な実施形態等を含むことは勿論である。したがって、本発明の技術的範囲は上記の説明から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められるものである。
【符号の説明】
【０１１９】
１，３１…導電性基板
２，３２…誘電膜
３，３３…導電膜
４…多結晶Ｓｉ（ドープドポリＳｉ）層
４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ，４ｅ，４ｆ，４ｇ，４ｈ，３４ａ，３４ｂ，３４ｃ，３４ｄ…柱状導電領域
４ｖ，３４ｖ…下部接続層
５，３５…絶縁膜
６，３６…第１主電極端子
７，３７…第２主電極端子
７ｕ…ランド部
８ａ，８ｂ，１８ａ，１８ｂ，３８ａ，３８ｂ，４８ａ，４８ｂ…プラグ側壁絶縁膜
１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ，２０ａ，２０ｂ…コンタクトプラグ
１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄ…貫通孔
１６，４６…第１補助電極端子
１７，４７…第２補助電極端子
１３ａ，１３ｂ…金属膜
２１，２２，３０ａ，３０ｂ…電極接続部
２３，２３ａ，２３ｂ…冷却機構
１００，１０１，１０２…コンデンサ構造体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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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１３】
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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１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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