CN1084549C - Lc元件、半导体器件及lc元件的制作方法 - Google Patents

Abstract

LC元件、半导体器件及其制造方法。本LC元件由p型Si基片的表面附近形成的指定形状的n⁺区和在其一部分上形成的同样形状的p⁺区形成的pn结层和在该结层的表面沿其长度方向形成的第1和第2电极组成。两电极分别起电感器的作用，同时，借助于反向偏置在两电感器之间以分布参数形式形成电容器。该LC元件在宽频段内有良好的衰减特性。这种LC元件和半导体器件易于制作、可省去部件组装作业，且可形成为IC和LSI的一部分。

Description

LC元件、半导体器件及LC元件的制作方法

本发明涉及的是可以将其组装入半导体器件等中去或者以单个元件的形式使指定的频段进行衰减的LC元件、半导体器件及LC元件的制作方法。

随着近年来电子技术的发展进步，电子电路被广泛地应用于各个领域，因而，人们希望各个电子电路能稳定可靠地工作而不受来自外部的影响。

但是，来自外部的噪声会直接或间接地侵入这样的电路。为此，就存在着在不少情况下使应用了电子电路的各种电子机器产生误动作的问题。

特别是在电子电路中，作为直流电源，大多使用开关稳压器。因而，由于开关等瞬态电流或起因于所用数字集成电路的开关动作的负载变动等原因，在开关稳压器的电源线上大多将会产生具有各种频率成分的很大的噪声。这样一来，这些噪声就会经由电源线或辐射被输送到同一机器的其他电路中去，使其受到产生误动作或使S/N(信噪比)下降等不良影响，有时候还会使附近正在工作的别的电子机器产生误动作。

为了除去这样的噪声，一般是在电子电路中使用各种噪声滤波器。特别是由于近年来使用了多个各种结构的电子机器，故对噪声的限制变得越来越严了。为此，人们期望开发出一种LC元件，它是可以确实地除掉所产生的噪声的小型的且起到高性能的噪声滤波器作用的元件。

作为这种LC器件之一，已知有公布于特开平3-259608号公报中的LC噪声滤波器。该LC噪声滤波器是一个其L分量和C分量以分布参数的方式存在着的器件，和集中参数方式LC噪声滤波器相比，该器件可以在比较宽的波段内得到良好的衰减特性。

可是，上述LC噪声滤波器是在两个绝缘薄膜中的一个的两个面上分别形成指定形状的导电体之后，通过将此绝缘薄膜进行折叠的办法而制成的。由于需要折叠绝缘薄膜等工序，制作工艺变得复杂了起来。

此外，当把此LC噪声滤波器直接插入到IC或LSI的电源线或信号线上使用时，还必须在LC噪声滤波器与IC等之间进行布线，要花费组装部件的时间。

再说，由于这种LC噪声滤波器作成为单独的部件，故几乎不可能使其包含在IC或LSI电路之中，即几乎不可能插入到IC或LSI等的内部布线之间。

再者，在该LC噪声滤波器中，由于以分布参数方式形成的电容器是由导电体的各自的形状和布局决定的，故存在着作成部件之后其电容值就变为恒定值，整体的特征也被确定，因而没有通用性这样的问题。比如说，在想改变电容值的时候，就必须改变形成电容器的导电体的形状，因而就难于在装入该LC噪声滤波器的电路中根据需要任意改变电容值来使用它。

本发明是鉴于上述那些缺点而创造出来的。其目的在于提供一种LC元件、半导体器件及LC元件的制作方法。本发明的LC元件制作简单且可省略掉后部工序中的部件组装作业，而且可以形成为IC和LSI的一部分。

本发明的另外一个目的在于提供一种LC元件、半导体器件及LC元件的制作方法，这种LC元件可通过根据需要改变以分布参数方式存在着的电容值的办法来改变其特性。

为了解决上述课题，本发明提供了一种LC元件，

它具有大致平行地排列并分别具有指定电感的两个电感器电极，以及一个反向偏置状态下起着电容器作用的pn结层，这个pn结层沿上述两个电感器电极的位置形成于半导体基片上，而两个电感器电极中的一个在整个长度上电连接到p区，另一个在整个长度上电连接到n区；其中，

由上述两个电感器电极分别形成的电感器和由沿此两个电感器电极的上述pn结层所形成的电容器以分布参数的方式存在着，而且，

上述两个电感器电极中的至少一个用作信号传输线路。

在本发明的这种LC元件中，具有指定电感值的两个电极几乎是平行地形成的。一般说，把导体形成为螺旋状而使其起到电感器的作用，但通过研究其导体的形状或者在不同的频率下使用的办法，把导体作成为螺旋状以外的形状，比如说蛇行形状、波形形状、直线形状等等，也可以起到电感器的作用。

此外，在这两个具有指定电感值的电极之间形成了pn结层。此pn结层在反向偏置状态下使用，起着电容器的作用。而且，该电容器以分布参数的方式形成于具有指定电感值的电极的整个长度上。因此，输入到上述两个电极中至少一个上去的信号通过以分布参数式存在的电感器和电容器进行传送之际，可在广阔的频段内获得良好的衰减特性。

特别是本发明的LC元件可以在半导体基片上形成指定形状的pn结层的同时，再在其表面一侧形成与pn结层相对应的形状的两个电极，故其制作变得非常容易。另外，该LC元件由于是形成于半导体基片上，故可形成IC或LSI的一部分。在形成为这种部件的一部分的情况下，可以省掉后继工序中的部件组装作业。

本发明的另外一种LC元件具有下述特征：

它具有大致相向排列的各具有指定电感的两个电感器电极；以及

在反向偏置状态下起着电容器作用的pn结层，这个pn结层形成于半导体基片中上述两个电感器电极之间，这两个电极中任一个在整个长度上电连接于p区，另一个则在整个长度上电连接于n区；其中，

由上述两个电感器电极分别形成的电感器和由这两个电感器电极之间的上述pn结所形成的电容器以分布参数方式存在；并且，

上述两个电感器电极中的至少一个用作信号传输线路。

本发明的这种LC元件，把在前边说过的本发明的LC元件中大致平行地排列于同一平面内的、具有指定电感值的两个电极排列为夹着半导体基片大体上相对的布局，并在分别起着电感器功能的这两个电极之间以分布参数方式存在着通过使pn结层在反向偏置状态下使用而形成的电容器。因而，该LC元件在广阔的波段上有着良好特性，同时，还具有易于制作和可以形成为基片的一部分的效果。

本发明的LC元件中，起着前面说过的电感器作用的各个电极的形状，具体地说，可以是螺旋形状、蛇行形状、波形形状、曲线形状和直线形状。

即，把电极作成螺旋形状的时候具有电感这是不言而喻的。在把电极作成蛇行形状或波形形状的情况下，由于一个一个的凹凸部分各变成约1/2匝的线圈而将其串联连接起来，故从整体上看仍然具有指定的电感。特别是通过把电极作成蛇行形状可以使相邻电极接近，可以求得有效地利用空间。此外，在把使用频带限于高频区域时将电极作成为曲线形状或直线形状等情况下，也将具有指定的电感值，可以使其进行和把电极作成螺旋形状的时候相同的动作。

本发明的再一种LC元件具有如下特征：

在上面说过的各LC元件中，具有

设于上述两个电感器电极之一的一端附近和另一端附近的第1和第2输入输出电极，和

设于上述两个电感器电极中另一个的一端附近的地电极，并且，

从上述第1和第2输入输出电极中之一输入信号，从另一个输出信号，同时，

把上述地电极连接到固定电位的电源上或将其接地。

在本发明的这种LC元件中，在前边说过的各个LC元件的起电感作用的任意一个电极的一端和另一端附近设有第1和第2电极，同时，在起电感器作用的另一个电极的一端附近设有地电极，这样就可以容易地形成了端子型LC元件。这种元件的设有第1和第2输入输出电极的一侧的电极被用作信号传输线路。

本发明的再一种LC元件具有如下特征：

在前边说过的各LC元件中，具有

设于上述两个电感器电极中的任一电极的一端附近和另一端附近的第1和第2输入输出电极，和

设于上述两个电感器电极中另一电极的一端附近和另一端附近的第3和第4输入输出电极；其中，

所述元件可以用作把上述两个电感器电极的每一个用作信号传输线路的共模型元件。

在本发明的这种LC元件中，借助于在另一个电感器电极的两端设有第3和第4输入输出电极而能够容易地形成4端子共模型LC元件。

本发明的再一种LC元件具有如下特征：

上述两个电感器电极的长度不同；

上述pn结层至少在上述两个电感器电极的较短的一个电极的整个长度上形成。

在本发明的这种LC元件中，起着前边说过的电感器作用的两个电极中任一电极作得比较短。即便是在这种情况下，长度不同的两个电极也同样分别起着电感器的作用，且在这两个电极之间以分布参数的形式存在着由pn结层形成的电容器。所以，这种LC元件在广阔的频段内具有良好的衰减特性，同时，还有着易于制作和可形成为基片的一部分的效果。

本发明的再一种LC元件具有下述特征：

在前边说过的本发明的各LC元件中，

仅把上述电感器电极中之一用作信号传输线路，并把上述电感器电极的另一电极分割成多个，或者和上述电感器电极的上述另一电极一起把相对应的上述pn结层也分割成多个，然后把被分割开来的多个电感器电极片的每一个互相电连接。

在本发明的这种LC元件中，把前边说过的起电感器作用的两个电极之一分割成多个电极片，同时把它们互相电连接起来使用。在这种情况下，被分割开来的各电极片的自感将变小，从而变成自感影响小的分布参数式LC元件。

另外，本发明的另一种LC元件具有可借助于改变加在上述pn结层上的反偏电压而改变上述pn结层所具有的电容值的特征：

在本发明的这种LC元件中，可以可变地设定反偏电压。因此，可以变更形成于起电感器作用的两个电极之间的电容器的容量，并可根据需要可变地控制衰减特性。

本发明的另外一种LC元件的特征是：在前边说过的任一LC元件中，上述信号传输线路的输出一侧连接有缓冲器。

在本发明的这种LC元件中，连接有把经由前边说过的各LC元件的信号传输线路输出的信号进行放大的缓冲器，这就使得可以进行信号放大、输出阻抗匹配和防止来自后级电路的影响等等。

本发明的另外一种LC元件的特征是：

在形成于半导体基片上的前边说过的任一种LC元件中，在该半导体基片的整个表面上形成绝缘膜，并用刻蚀法或用激光进行照射除掉该绝缘膜的一部分而开孔，然后用焊锡把该孔密封成鼓出表面的程度，由此形成端子。

在本发明的这种LC元件中，前面说过的任一LC元件形成于半导体基片上，之后，用化学液相生长法等方法在整个面上形成绝缘膜。其后，在此绝缘膜的一部分上用刻蚀法或激光照射开孔，然后在此孔上填充焊锡而装上端子。因而，可以简单地制作表面组装式的LC元件，并使这种LC元件的组装作业变得易于进行。

另外，本发明的另外一种半导体器件，具有下述特征：

先把前述任一LC元件形成为半导体基片的一部分，接着把上述两个电感器电极的至少一个电极插入到信号线或电源线上以形成一个整体。

在本发明的这种半导体器件中，把前边说过LC元件中任意一个插入到该半导体器件的信号线或者电源上以形成为基片的一部分。因此，可以和半导体基片上的其他部件制作成为一个整体，这样，制作可变得容易，同时，还可省去后继工序中的部件装配作业。

本发明的LC元件的制作方法包括下列步骤：

在半导体基片上形成指定形状的p区或n区；

在含有上述步骤中形成的p区或n区的表面的一部分上形成反型层n区或p区，以此来形成指定开关的pn结层；

把p区或者n区分别在其整个长度上电连接于上述pn结层的表面上，分别形成具有指定电感值的两个电感器电极；以及

形成分别连接于上述两个电感器电极的布线层。

本发明的LC元件的制作方法是应用半导体制作技术制作前述各LC元件的方法。就是说，先形成指定形状的p区或n区，接着，在其一部分上形成反型层n区或p区，并由此来形成作为整体来说具有指定形状的pn结层。然后，采用形成对应于pn结层形状的两个电极的办法来完成LC元件。另外，根据需要，在其后的的工序中形成分别连接到该两个电极上去的布线层。采用本发明的这种LC元件的制作方法，可大致平行地形成具有指定电感值的两个电极，其形状与pn结层的形状相对应。一般说来，把导体形成为螺旋形状而使其起电感器的作用，但是通过研究其导体形状，或者根据不同的使用频段，在把导体作成螺旋形状以外的形状，比如蛇行形状、波形形状，曲线形状、直线形状等等形状时，也能起电感器的作用。

前边说过的LC元件可以借助于使用一般的半导体制造技术来制作，在小型化或低成本的同时，还可以同时大量生产多个元件。

下边对附图进行说明。

图1是应用于本发明的第1实施例的LC元件的平面图。

图2是图1的A-A线的扩大断面图。

图3A、B和C给出了第1实施例的LC元件的等效电路图。

图4A、B、C和D给出了第1实施例的LC元件的制作工艺。

图5是第1实施例的变形例，其第1电极和第2电极设置为夹着p-Si基片大致相向排列。

图6是图5的A-A线处的扩大断面图。

图7是应用于本发明的第2实施例的LC元件的平面图。

图8是图7的A-A处的扩大断面图。

图9给出了由蛇行形状的电极形成的电感器的原理。

图10是第2实施例的变形例，它把第1电极和第2电极排列成夹着p-Si基片大体上位于相向的位置。

图11是应用了本发明的第3实施例的LC元件的平面图。

图12A、B和C给出了第3实施例的LC元件的等效电路。

图13为第3实施例的变形例，它把第1电极和第2电极排列为夹着p-Si基片大体上位于相向的位置。

图14是应用了本发明的第4实施例的LC元件的平面图。

图15为第4实施例的变形例，它把第1电极和第2电极排列为夹着p-Si大体上位于相向的位置。

图16为应用了本发明的第5实施例的LC元件的平面图。

图17A、B和C给出了第5实施例的LC元件的等效电路。

图18为第5实施例的变形例，它把第1电极和第2电极排列成夹着p-Si大体上位于相向的位置。

图19是应用了本发明的第6实施例的LC元件的平面图。

图20为第6实施例的变形例，它把第1电极和第2电极排列成夹着p-Si大体上位于相向的位置。

图21是应用了本发明的第7实施例的LC元件的平面图。

图22A、B和C给出了第7实施例的LC元件的等效电路。

图23是第7实施例的变形示例。它把第1电极和第2电极排列成夹着p-Si，大体上位于相向的位置。

图24是应用于本发明的第8实施例的LC元件的平面图。

图25是第8实施例的变形例，它把第1电极和第2电极排列成夹着p-Si，大体上位于相向的位置。

图26A和B是第9实施例的LC元件的平面图。

图27A和B也是第9实施例的LC元件的平面图。

图28给出了第9实施例的变形例。

图29给出了第9实施例的变形例。

图30给出了第9实施例的变形例。

图31的平面图用于说明用化学液相生长法进行端子装配时大致情况。

图32的断面图用于说明用化学液相生长法进行端子装配时的大致情况。

图33是一个说明图，它说明了把LC元件形成为LSI等的一部分时的情况。

图34A、B、C、D和E给出了在输出一侧接有缓冲器的例子。

图35A、B和C给出了在电极和半导体基片之间形成绝缘层时的断面构造。

图36A、B和C给出了在电极和半导体基片之间形成绝缘层时的断面构造。

图37给出了平坦地形成了表面的变形例。

图38给出了平坦地形成了表面的变形例。

图39给出了作成npn构造时的LC元件的断面图。

图40的电路图给出了具有npn构造的LC元件和加偏置电路之间的连接状态。

图41给出了形成蛇行形状的pn结层时的变形示例。

图42A、B、C和D给出了进行刻蚀仅使半导体基片的一部分的厚度变薄的变形示例。

图43给出了变更输入输出电极位置的变形例。

图44给出了变更输出电极位置时的变形例。

以下，就应用了本发明的一实施例的LC元件，参照附图进行具体的说明。

第1实施例，

图1是应用于本发明的第1实施例的LC元件的平面图。图2是图1的A-A处的扩大断面图。

如这些图所示，本实施例的LC元件100，包括形成于作为半导体基片的p型硅基片(p-Si基板)24的表面附近的螺旋形状的n⁺区22和在此n⁺区的一部分上形成的螺旋形状的P⁺区20，这些n⁺区22和p⁺区20形成pn结层26。另外，和前边说过p-Si基板24相比，n⁺区22和p⁺区20的每一个其杂质浓度都设定的比较高，并通过在该p-Si基板24和n⁺基板22之间加以偏压的办法使之起着隔离区的作用。实际上，可借助于使后边将讲到的地电极18和p-Si基板24为等电位可以更确实地加上反向偏置电压。

此外，本实施例的LC元件100，在前边说过的n⁺区22的表面上以其整个长度形成了螺旋形状的第1电极10。同样，在p⁺区20的表面上以其整个长度形成了第2电极12。接着，在第1电极的两端连接上两个输入输出电极14和16。在第1电极12的一头(例如与输入输出电极14相对应的一头)设有地电极18。这样一来，对第1电极10的输入输出电极14、16和对第2电极12的输入输出电极18的设置就可以在有源区域的外侧进行(如图1所示)，以免损伤薄的n⁺区22或者p⁺区20。

具有这样的构造的本实施例的LC元件100，其具有螺旋形状的第1和第2电极10、12就分别起着电感器导体的作用。而分别电连于第1和第2电极10、12上的pn结层26在反向偏置的状态下起着螺旋形状电容器的作用。因而，由第1和第2电极10、12所形成的电感器与由pn结层26所形成的电容器就变成了以分布参数方式存在着的LC元件100。

图3A给出了本实施例的LC元件100的等效电路。如图3A所示，具有螺旋形状的第1电极10起着具有电感L1的电感器的作用，从一个输入输出电极14输入进来的信号经由该第1电极10进行传送并从另一个输入输出电极16输出。具有螺旋形状的第2电极12起着具有电感L2的电感器的作用，设于第2电极一头的地电极18被接地或被连接到固定电位区的电源上使用。

在这种连接状态下，在把输入到输入输出电极14上去的电压电平设定为比地电极18的电压电平(0V或固定电位E)还高的时候，由于由n⁺区22和p⁺区20组成的pn结层26上将加以反向偏置电压，故此pn结层26将起到具有电容C的电容器的作用。此外，这个电容在第1电极10和第2电极12的整个长度上以分布参数方式形成，故可以发挥现有的集中参数式LC元件所不具有的卓越的衰减特性。

图3B是给pn结层26强制性地加上反向偏压的LC元件，这样可以使pn结层26更为确实可靠地作为电容器而工作。具体地说，在输入输出电极14和地电极18之间连接有用于加上指定的偏置电压的偏置电源28，同时，有输入输出电极14这边连接有用于仅仅除去输入信号中直流分量的电容器30。通过加上这样的电路，就可以对pn结层26经常性地加有恒定的反向偏置电压，同时，可以把叠加于这个反向偏置电压上的信号输入到本实施例的LC元件100中去。

再者，由于从输入输出电极16输出的信号上加上了反向偏置电压，故希望在此后借助于连接上电容器32来除掉反向偏置电压这一直流分量。

图3C是不用前边说过的反向偏置电源28而代之以接上可任意变更反向偏置电源电平的可变偏置电源34的LC元件。一般说，由于pn结面上所产生的耗尽层的厚度随着加在pn结层26上的反向偏置电压的大小而改变，所以电容C也将跟着变化。因而，通过经由两个输入输出电极14和16加在pn结层26上的反向偏置电压，可以改变以分布参数方式存在着的电容C，从而可以调整或改变LC元件100整体的衰减特性。

图4A、B、C和D示出了本实施例的LC元件100的制作工艺，给出了图1的B-B处的断面的每一制作工艺的状态。

(1)外延层的生长：

首先，在除掉p型Si基片24(大片)表面的氧化膜之后，在整个p型Si基片24的表面上生长n⁺形外延层25(图4A)。

(2)隔离区的形成：

接着，为了把除示于图1和图2的n⁺区22和p⁺区20之外的区域作为隔离区，要进行p形杂质扩散或离子注入。

具体地说，首先把外延层25的表面热氧化形成氧化膜70。接着，用光刻法除去应该形成p区的位置的氧化膜之后，用热扩散或离子注入选择性地再掺入p型杂质，由此选择性地形成p区。这样所形成的p区变成了p型Si基片24的一部分从而形成了隔离区(图4B)。

这样形成隔离区的结果是由所剩下的外延层25形成螺旋形状的n⁺区22。

(3)pn结层的形成：

接下来，在形成为螺旋形状的n⁺区22的一部分上，用热扩法或离子注入法掺入p型杂质，由此来形成螺旋形状的p⁺区20。

具体说来，首先把含有n⁺区22的p-Si基片24的表面热氧化并形成氧化膜72。接着，用光刻技术把应形成p⁺区20的位置上的氧化膜72去掉之后，用热扩散或离子注入选择性地再掺入p型杂质，由此选择性地生成p⁺区20。

这个p⁺区20，由于必须要形成于先前形成的n⁺区22中，故通过添加比已经掺入的n型杂质的量还要多的p型杂质的办法来形成p⁺区22(图4C)。

这样一来，就形成了由n⁺区22和p⁺区20组成的pn结层26。

(4)第1和第2电极的形成：

接着，用热氧化在表面上形成氧化膜74之后，用光刻技术在n⁺区22和p⁺区20的各自的表面上进行螺旋形状的开孔，其后，在此螺旋形状被开了孔的部分上，蒸镀上例如铝、铜或金以形成第1和第2电极10、12(图4D)。此后，用蒸镀铝等办法形成两个输入输出电极14、16及地电极18等各个电极。

最后，在整个面上附着上P-玻璃之后，用加热形成平坦的平面的办法来完成LC元件100。

制作本实施例的LC元件100的工序，基本上和通常的制作双极晶体管或二极管的工序类似，只是pn结层26和其间的隔离区的形状等不一样。因而，在制作一般的双极晶体管的工序中，通过改变光掩模的形状就可以对付，器件制作容易，同时也适合于小型化。此外，可以和一般的双极晶体管及MOSFET等半导体部件形成于同一基片上，可以形成为IC和LSI的一部分。而且，在形成为IC和LSI的一部分的情况下，还可以省去后部工序中的部件组装作业。

再有，在上边说过的本实施例的制作工序中，我们以最初用外延生长在整个表面上形成n⁺区之后进行隔离的情况为例进行了说明，但也可以在p型^Si基片24的表面上形成氧化膜之后，用光刻技术开出与螺旋形状的n⁺区22相对应的窗口，并在该部分上用热扩散或离子注入掺入n型杂质以形成n⁺区22，之后，用同样的方法直接形成p⁺区20。关于形成pn结层的方法，可以应用一般的半导体制作技术。

这样，本实施例的LC元件100的第1和第2电极10、12的每一电极都形成了电感器，同时，沿着这些电极所形成的螺旋形状的pN结层26被反向偏置使用而起着电容器的作用。而且，由于第1和第2电极10、12的整个长度上都形成了pN结层26，故由第1和第2电极10、12形成的电感L1、L2和由pn结层26形成的电容C都以分布参数的方式存在着。

因而，在把设于第2电极一端的地电极接地或接于固定电位，同时把第1电极10用作信号传输线路的情况下，LC元件100将成为在广阔的频段内对输入信号具有良好的衰减特性的LC元件。

此外，如前边说过的那样，由于本LC元件100可以应用一般的双极晶体管等的制作技术进行制作，故易于制作且适于小型化。另外，在把该LC元件制作为半导体基片的一部分的情况下，和同一半导体基片上的其他部件之间的布线也可以同时进行，将不再需要后部工序中的装配作业。

还有，本实施例的LC元件100，通过改变加到pn结层26上的反向偏置电压的值，可以可变地控制以分布参数的形式形成的电容器的电容C，因而可以调整或变更LC元件100的整体的频率特性。

再者，前边说过的第1实施例，把第1电极10用作了信号传送通路，但也可把第2电极12用作信号传送通路(这一点对后边将要讲的各实施例也都一样)。即，在第2电极12的两端连接上输入输出电极14和16以把该第2电极12用作信号传输线路的同时，把第1电极的一头与地电极18相连，也可将此地电极18接地或者接于固定电位上。

图5为第1实施例的变形示例图，在这个变形例中把第2电极12配置在p-Si基片24的背面(里面)上并使其与第1电极10大致相向排列。背面电极的形状，为方便起见，将其位置表示为向纸面的左上方进行了若干偏移，以便用平面图即可看得清楚。图6给出了图5的A-A扩大断面图，它与图2相对应。这样，即便是在把螺旋形状的两个电极10和12介以pn结层26大致相向配置的情况下，也和图1及图2所示LC元件100一样，第1和第2电极10和12分别起着电感器的作用，同时，在它们之间以分布参数的形式形成电容器这一点也没有变化，故具有良好的频率特性并易于制作。特别是在像这样把第1和第2电极大体上相对的情况下，如图1所示，与大致上平行地配置于平面内的情况相比，还有着可减小实装面积的长处。

然而，在将其构造示于图6的这种LC元件中，可把pn结层26整体看作是具有大的相向电极(n区22和p区20各相当于相向电极)的电容器。但是，n区22和p区20的每一个都具有比较大的电阻率，而且相互相向的第1电极10与第2电极12之间距离上离得近。故当在第1电极10和第2电极12之间通过交流信号时，大部分的交流信号将经由位于它们附近的由pn结层26所形成的螺旋形状的电容流过，而经由位于第1电极10和第2电极12的非直接相向的部分之间的pn结层26所形成的电容器却几乎没有交流信号流过。因而，第1电极10和第2电极12相向配置的部分之外的地方的pn结层26实质上并不起电容器的作用，只有第1和第2电极10和12的相向部分的pn结层26起着电容器的作用。

第2实施例

本发明的第2实施例的LC元件，基本上和第1实施例的LC元件相同，和第1实施例的LC元件的主要不同之点是第1电极10、第2电极12及pn结层26变成为非螺旋形状。本实施例的各附图上与第1实施相对应的符号规定为与第1实施例的符号相同。

图7是应用于本发明的第2实施例的LC元件200的平面图，而图8是沿图7的A-A线的扩大断面图。

图9给出了由蛇行形状的电极形成的电感器的原理。如该图所示，在具有弯曲成凹凸的蛇行形状的电极10或12上流以单向电流时，在相邻的凹凸部分上将交互产生方向相反的磁通，变成了恰如把1/2匝的线圈串联连结起来的状态。所以，LC元件200作为一个整体可以使其起到具有指定的电感值的电感器导体的作用，和前一个实施例的螺旋形状的电极一样。

此外，图10给出的是第1实施例的变形例。在该变形例中把第2电极12配置在p-Si基片24的背面(里面)并使之和第1电极10大体上相向。背面电极的形状，为使用平面图可以看得清楚，为了方便起见，其位置向纸面的左上方进行了若干移动。此外，图10的沿A-A线的扩大断面图与对应的第1实施例的断面图图6相同。这样一来，即便是在把两个电极10和12夹以pn结层26使之大体上相向配置的情况下，也和示于图7与图8的LC元件200一样，第1和第2电极10、12的每一电极都起着电感器的作用的同时，在它们之间形成了分布参数式的电容器这一点没有变化，故在具有良好的频率特性的同时还有易于制作的长处。

这样，本实施例的LC元件200在第1和第2电极10、12的每一电极都形成电感器的同时，把沿着这些电极形成的非螺旋形状的pn结层26反向偏置使用，由此使其起到电容器的作用。但是，由于在第1和第2电极10、12的整个长度上都形成了pn结层26，故第1和第2电极所形成的电感L1、L2和由pn结层所形成的电容C都以分布参数的形式存在着。

这样一来，在把设于第2电极12一头的地电极18接地或接固定电位的同时把第1电极10用作信号传输线路的情况下，将会变成对输入信号具有在广阔的频段内有良好的衰减特性的LC元件。

就如上边说过的那样，由于本LC元件200可以应用一般的双极晶体管等的制作技术来制作，故易于制作且适于小型化等等。还有，在把本LC元件作为半导体基片的一部分制作时，可以同时进行与同一半导体基片上其他部件之间的布线，故不再需要后部工序中的部件组装作业。

本实施例的LC元件200，通过改变加在pn结层26上的反向偏置电压的电压值，可以可变地控制以分布参数的形式形成的电容器的电容C，故可以调整或变更LC元件200的整体的频率特性。

再者，由于第1电极10和第2电极12变成为非螺旋形状，故本实施例的LC元件200还具有这样的特性：可以和第1电极10与第2电极12无交叉地在同一平面上进行用于信号输入输出的布线。

此外，在把第1电极10和第2电极12作成为螺旋形状的时候，第1电极10和第2电极12的两端当中的一端位于中心部件，另一端位于周边部分。对此，在本实施例的LC元件200中，由于蛇行形状的第1电极10和第2电极12的两端都位于周边部分，故在设置端子或与别的电路相连时都很方便。

第3实施例

下边，参照附图对本发明的第3实施例的LC元件进行说明。

图11是第3实施例的LC元件300的平面图。前边说过的第1实施例的LC元件100，其螺旋形状的第1和第2电极10、12大体上在整个长度上相互平行，即大体上形成为相同的长度。但是，本发明的LC元件300的特征是，把示于图1的第1实施例的第2电极12的长度缩短了，同时，与其相对应的pn结层26的长度也缩短了。

如图11所示，即便是部分地省掉第2电极12以及与其相对应的pn结层26的情况下，由于由变短了的第2电极12形成的电感器和由变短了的pn结层26形成的电容器仍是以分布参数形式形成，故和示于图1的LC元件100一样，也具有良好的衰减特性。

图12A给出了本实施例的LC元件300的等效电路图。如图12A所示，与第2电极12的圈数减少的量相对应，电感L3也变小了，与此相对应，以分布参数的形式存在着的电容C1也变小了。

另外，如图12B和图12C所示，通过在输入输出电极14和地电极18之间插入偏置电源28(或可变偏置电源34)，同时在信号传输线路的输入一侧和输出一侧设置电容30和32，使得可以确实地实现pn结层26的反向偏置，同时，通过可变地控制这一反向偏置电压的值来变更特性这一点，和前边说过的各实施例一样。

这样一来，通过使第1和第2电极10、12中的一个电极变短，同时在它们之间形成pn结层26的办法，本实施例的LC元件300就可以起到其电感器和电容器以分布参数形式存在且具有优良的衰减特性的元件的作用。此外，在可以利用半导体制作技术制作LC元件300这一点上，在可以形成为LSI等的一部分的同时，在这种情况下可以省掉后部工序中的布线处理等点上，和前边说过的各实施例的LC元件100等相同。

图13给出了变形例。在本变形例中，把第2电极12配置在p-Si基片24的背面并使其与第1电极10大体上相向配置。为了方便起见，把第2电极的位置向纸面的左方进行了若干移动，以便可以用平面图来看清楚背面的电极图形。如图所示，即使是在使螺旋形状且长度不同的第1和第2电极10、12大体上相向配置的情况下，也和示于图11的LC元件300一样，第1电极10和第2电极12的每一电极起着电感器的作用的同时，在它们之间以分布参数的方式形成电容器这一点没有变，因而有着具有良好的频率特性、同时易于制作的优点。

然而，这种LC元件也具有和其断面构造示于图6的第1实施例的变形例的LC元件相同的断面构造，并且作为流过交流电流的电容器，起作用的部分实质上仅仅是位于相对设置的电极附近的螺旋形状的pn结层26。这和对第1实施例的变形例的LC元件所做的说明一样。

第4实施例。

本发明的第4实施例的LC元件基本上与第3实施例的LC元件是一样的。和第3实施例的LC元件的主要不同之处是第1电极10、第2电极12以及pn结层26变成了非螺旋形状。另外，本实例的各附图中与第3实施例相对应的符号与第3实施例的符号相同。

图14是第4实施例的LC元件400的平面图。前边说过的第2实施例的LC元件200，其蛇行形状的第1和第2电极10、12在整个长度上大体相互平行地形成，即形成为大体上同一长度，但本实施例的LC元件400的特征是，在缩短了示于图7的第2实施例的第2电极12的长度的同时，与其相对应的pn结层26也缩短了。

除去电感和电容的值之外，本实施例的LC元件400的等效电路和第3实施例的等效电路即图12A相同。如该图所示，与第2电极12的凹凸数减少的量相对应，电感L3也减小了相应的量，与电感的减小相对应，以分布参数方式存在着的电容C1也变小了。

如图12A所示，即便是在部分地省略掉第2电极和与其相对应的pn结层26的情况下，由于由变短了的第2电极12形成的电感器和由变短了的pn结层26形成的电容器以分布参数的方式形成，故和示于图7等的LC元件200一样，具有良好的衰减特性。

此外，和第3实施例的图12B及图12C一样，通过在输入输出电极14和地电极18之间插入用于偏置的电源28(或者可变偏置电源34)，同时在信号传输线路的输入一侧和输出一侧插入电容30、32，就可以可靠地实现pn结层26的反向偏置，同时，通过可变地控制这一反向偏置电压的值，就可以可变地控制以分布参数的形式形成的电容器的电容C，从而可以调整或者变更LC元件400的整体的频率特性。这一点和前边说过的各实施例是一样的。

和上述各实施例一样，如图15所示，本实施例的情况下也可把第2电极12配置在p-Si基片24的背面并使其与第1电极10大体上相向排列。在图15中，为了方便起见把第2电极的位置向纸面的左上方进行了若干移动，以便用平面图可以弄清楚背面的电极形状。如该图所示，即便是在使长度不同的非螺旋形状的第1和第2电极10、12大体上相向配置的情况下，和示于图14的LC元件400同样，在第1和第2电极10、12的每一电极都起着电感器的作用的同时，在它们之间以分布参数的方式形成电容器这一点也没有变化，故有着与图14的情况下相同的特征：具有良好的频率特性等等。

还有，在可以利用半导体制作技术制作LC元件400这一点上，和可以形成为LSI等的一部分从而可以省去后部工序中的布线处理等点上，本实施例的LC元件400和前边说过的各实施例的LC元件是一样的，对这些来说，有着和前边说过的各实施例相同的优点。

再者，本实施例的LC元件400，由于第1电极10和第2电极12变成了非螺旋形状，故具有这样的特征：可以无效叉地与第1电极10和第2电极12在同一面上进行用于信号输入输出的布线。

在把第1电极10和第2电极12作成为螺旋形状的情况下，第1电极10和第2电极12的两个顶端中的一个位于中心部位，另一个位于周边部位。对此，在本实施例的LC元件400中，由于蛇行形状的第1电极10和第2电极12的两端都位于周边部位，故在设置端子或与其他电路相连接时都很方便。

第5实施例

下边参照附图对本发明的第5实施例的LC元件500进行具体说明。

前边说过的各实施例的LC元件100等等都是作为3端子式正常模式元件起作用的，本实施例的LC元件500的特征却是它被形成作为4端型共模元件来起作用。

图16是第5实施例的LC元件500的平面图。如该图所示，第5实施例的LC元件500的输入输出电极36和38设于螺旋形状的第2电极12的两端，这一点和示于图1的LC元件100不同。

图17A给出了第5实施例的LC元件的等效电路图。如图17A所示，在两个输入输出电极14和16之间形成的第1电极10起着具有电感L1的电感器的作用的同时，形成于两个输入输出电极36和38之间的第2电极12起着具有电感L2的电感器作用。而且，在这两个电感器之间，和第1实施例的LC元件100一样，由pn结层26以分布参数的形式形成了具有电容C的电容器。

这样一来，不仅在第1电极10的两端，在第2电极12的两端也设有两个输入输出电极36和38，因此，本实施例的LC元件500就可以起到具有优良的衰减特性的4端子共模型元件的作用。

另外，由于在相对于第2电极12、第1电极10的相对电位处于高反向偏置电位时，pn结层26作为电容器而工作，所以要想使本LC元件作为前边说过的4端子共模器件而工作，就必须把输入到第1电极10一侧的信号电平设定为比输入到第2电极12一侧的信号电平还高。

图17B是在第1电极10和第2电极12之间强制性地加有反向偏置电压的LC元件，这一反相偏置电压是用用于进行偏置的电源28加上去的，此外，在本实施例的LC元件500中，由于对输入输出电极14和36两个输入信号，故除去在第1实施中用到过的电容30之外，在输入输出电极36一侧还接有电容40。

这样一来，通过应用两个电容器30和40，就可以从两个输入输出电极14、36的每一个电极的输入信号中去掉直流分量，使得只有每一路信号的交流分量才能叠加到由偏置电源28加上的反向偏置电压上输入到本实施例的LC元件500中去。

因而，本实施例的LC器件500对于pn结层26可以可靠地加上反向偏置电压，电感器和电容器都可以分布参数形式形成。因此，可以得到良好的衰减特性。

图17C是把图17B的用于进行偏置的电源28置换成可变偏置电源34的附图。即，可以用可变偏置电源34使反向偏置电压改变，并由此使pn结层26所具有的电容C的变更，即LC元件500整体特性的变更成为可能。

图18给出了第5实施例的变形例。在此变形例中，把第2电极12配置于p-Si基片24的背面并与第1电极10大体上相向排列。为了方便起见，电极的位置向纸面的左上方作了若干移动，以便用平面图可以弄清楚背面电极的形状。如该图所示，即便是在把螺旋形状的第1和第2电极10、12大体上相向配置的情况，和示于图16的LC元件500一样，也可以使第1和第2电极10和12的每一电极起着电感器的作用并在它们之间以分布参数的形式形成电容器，使之成为4端子共模元件并且有频率特性良好且易于制作的优点。

然而，这种LC元件也像对第1实施例的LC元件曾说明过的那样，具有和断面构造示于图6的第1实施例的变形例的LC元件相同的断面构造，且实质上作为能流过交流电流的电容器而起作用的仅仅是位于相互相向的电极附近的螺旋形状的pn结层26。

再有，在本实施例中，图示说明的仅仅是对应于第1实施例的LC元件100的情况，即第1电极与第2电极的长度相等的情况。不言而喻，在对应于第3实施例的LC元件300的情况下，即第1电极和第2电极的长度不同的情况下也同样地可构成4端子的共模LC元件。

还有，在可以利用半导体制作技术制作LC元件500这一点和可以形成为LSI等的一部分并可省掉后部工序中的布线处理等点上，与前边说过的各实施例的LC元件是一样的，对这些来说，具有和前边说过的各实施例相同的优点。

第6实施例

本发明的第6实施例的LC元件，基本上与第5实施例的LC元件是一样的。与第5实施例的LC元件的主要不同之处是第1电极10、第2电极12以及pn结层26变成为非螺旋形状。本实施例的各附图的与第5实施例相对应的符号和第5实施例的符号相一致。

图19是第6实施例的LC元件600的平面图。如该图所示，第6实施例的LC元件，在非螺旋形状的第2电极12的两端设有输入输出电极36和38，这一点与示于图7的LC元件200不同。

除了电感和电容的值之外，本实施例的LC元件600的等效电路和第5实施例的等效电路即图17A是相同的。和第5实施例的情况下一样，如图17A所示，形成于两个输入输出电极14、16之间的第1电极10起着具有电感L1的电感器的作用，同时，形成于两个输入输出电极36和38之间的第2电极12起着具有电感L2的电感器的作用。而且，在这两个电感器之间，和前边说过的各实施例的LC元件100等一样，由pn结层26以分布参数的形式形成了具有电容C的电容器。

这样一来，通过不仅在第1电极10的两端，在第2电极12的两端也设有两个输入输出电极的办法，就可以使本实施例的LC元件600具有有着良好的衰减特性的4端子共模元件的功能。

和第5实施例一样，如图17B或图17C所示，采用把电容器或固定电源接到本实施例的LC元件上去的办法，可以确实可靠地给pn结层26加上固定或可变的反向偏置电压。这样一来，和第5实施例的情况下一样，可以使pn结层26确实可靠地作为电容器而工作，而在使反向偏置电压可变的情况下，变更pn结层26所具有的电容C、即变更LC元件600整体的特性就成为可能。

此外，和前边说过的各实施例一样，如图20所示，在本实施例的情况下，也可以把第2电极12配置于p-Si基片24的背面并使其与第1电极10大体上相向排列。在图20中，为了方便起见，把第2电极表示为向纸面的左上方作了若干移动，以便用平面图可以看清楚背面电极的形状。如该图所示，即使是在使非螺旋形状的第1和第2电极10、12大体上相向配置的情况下，也和示于图19的LC元件600一样，可以形成第1电极10和第2电极12的每一电极都起着电感器的作用，并在它们之间以分布参数的形式形成电容器的4端子共模器件，且和图19的情况下相同具有良好的特性并易于制作等特性。

在本实施例中，仅图示说明了与第2实施例的LC元件相对应的情况即第1电极和第2电极的长度相等时的情况，但不言而喻，在与第4实施例的LC元件400对应的情况下，即第1电极与第2电极的长度不同的情况下，也同样地可以构成4端子的共模LC元件。

此外，在可以利用半导体制作技术制作LC元件600这一点上和可形成为LSI等的一部分并可免去后部工序中的布线处理等点上均和前边说过的各实施例的LC元件是相同的，对这些来说，具有和前边说过的各实施例同样的优点。

再者，本实施例的LC元件600具有这样的特征：由于第1电极10和第2电极12变成为非螺旋形状，故可以和第1电极10与第2电极12在同一平面上无交叉地用于信号输入输出的布线。

在把第1电极10和第2电极12作成为螺旋形状时，第1电极10和第2电极12的两个顶端中的一个顶端位于中心部位，另一端位于周边部位。对此，在本实施例的LC元件600中，蛇行形状的第1电极10和第2电极12的两端都位于周边部位，所以在设置端子或与别的电路相接时都很方便。

第7实施例

下面，参照附图对本发明第7实施例的LC元件进行具体说明。

前边说过的各实施例的LC元件100等都是用一根导体来形成第2电极12的。本实施例的LC元件700的特征是把该第2电极12分割成多个(例如分割成两条)分割电极片12-1、12-2。

图21是第7实施例的LC元件的平面图。如该图所示，第7实施例的LC元件700有着把示于图1的LC元件100所用的第2电极12置换为两条分割电极片12-1和12-2的构造。从整体上看具有螺旋形状的这些分割电极片12-1和12-2的每一个都接有地电极18，借助于使两个地电极18接地，由各分割电极片各自形成的电感器的一端就被接地。或者通过把两个地电极18接于固定电位的电源，由此，各分割电极片12-1和12-2各自形成的电感器就成了该固定电位。

图22A给出了第7实施例的LC元件700的等效电路图。如图22A所示，第1电极10整体起着具有电感L1的电感器的作用，同时，各分割电极片12-1和12-2各自起着具有电感L3、L4的电感器的作用。而分别存在于第1电极10与两个分割电极片12-1、12-2之间的pn结层26起着具有电容C2、C3的电容器的作用，并且，这些电容以分布参数的形式形成。

此外，在图22B及22C中，给出了强制性施加固定或可变的反向偏置电压时的电路。这些图是与第1实施例图3B和3C相对应的图。借助于这样的电路结构，可使pn结层26确实地作为电容器来工作，或可以通过变更此电容器的容量来改变LC元件700整体的特性。

在本实施例的LC元件700中，各分割电极片12-1和12-2的自感LC3、L4变小。因而，由这些自感对LC元件700的整体特性所产生的影响减小，所以LC元件整体的特性大体上由第1电极10所具有的电感L1和以分布参数形式形成的电容C2、C3决定。

还有，上面说过的本实施例的LC元件700把第2电极12分成了两个，但也可以分割成3个以上的数目，随着分割数目的增加，各个分割电极片的自感将会进一步变小。

图23给出了本实施例的变形例。在此变形例中，把两条分割电极片12-1和12-2配置于p型Si基片24的背面并使之与第1电极10大体相向排列。为了方便起见，把背面电极的位置向纸面的左上方作若干移动，以便能用平面图看清楚背面电极的形状。如该图所示，即便是在使螺旋形状的第1电极10和两条分割电极片12-1、12-2大体上相向配置的情况下，和示于图21的LC元件700一样，第1电极10和各分割电极片12-1、12-2各自起着电感器的作用，同时在它们之间以分布参数形式形成电容器这件事也不会改变，故本变形例的LC元件的优点是有良好的频率特性且易于制作。

可是，本LC元件也具有和图6所示断面构造的第1实施例的变形例的LC元件相同的断面构造，实质上作为能流过交流电流的电容器而起作用的部分仅仅是位于相互相向的电极附近的螺旋形状的pn结层26。这和对第1实施例的变形例的LC元件所作的说明是一样的。

另外，对于可以利用半导体制造技术制作LC元件700和可形成为LSI等的一部分并可免去后继工序中的布线处理等各点，和前边说过的各实施例的LC元件相同，就这些点来说具有和前面说过的各实施例同样的长处。

第8实施例

本发明的第8实施例的LC元件，基本上和第7实施例的LC元件是一样的。与第7实施例的LC元件的主要不同之处是第1电极10和第2电极12及pn结层变成为非螺旋形状。本实施例的各附图的与第7实施例相对应的符号和第7实施例的符号相同。

图24是第8实施例的LC元件800的平面图。如该图所示，第8实施例的LC元件800具有把示于图7的LC元件200所用的第2电极12置换成两条分割电极片12-1和12-2的构造。从整体上看具有非螺旋形状的这些分割电极片12-1、12-2的每一分割电极片都接有地电极18。这两个地电极18被接地或被接到固定电位的电源上。这样一来，各分割电极片12-1和12-2各自所形成的电感器就变成了该固定电位。

本实施例的LC元件800的等效电路，除去电感和电容值之外，和第7实施例的等效电路图即图22A是一样的。和第7实施例的情况下一样，如图22A所示，第1电极10的整体起着具有电感L1的电感器的作用，同时，各分割电极片12-1、12-2各自起着具有电感L3、L4的电感器的作用。这样一来，位于第1电极10和两个分割电极片12-1、12-2各自之间的pn结层26就起着具有电容C2、C3的电容器的作用，而且这些电容器以分布参数的形式形成。

和第7实施例的情况一样，如图22B或图22C所示，通过把电容和稳压电源接到本实施例的LC元件上的办法，可以确实地给pn结层26加上恒定或可变的偏置电压。因此，和第7实施例的情况一样，可以使pn结层26确实地作为电容器进行工作，在使反向偏置电压可变的情况下，还可以变更pn结层26所具有的电容C，即可以变更LC元件800整体的特性。

和上述各实施例一样，在本实施例的情况下也可以把第2电极12配置在p-Si基片24的背面并使之和第1电极10大体上相向排列，如图25所示的那样。在图25中，为了方便起见，把背面电极位置向纸面的左上方作了若干移动，以便在平面图上可以看清楚背面电极的形状。如该图所示，即便是在使非螺旋形状的第1电极10和两条分割电极片12-1、12-2大体上相向配置的情况下，和示于图24的LC元件700一样，第1电极10和分割电极12-1、12-2的每一电极片起着电感器的作用，同时在它们之间以分布参数的形式形成电容这件事也不会变化，并具有有良好的频率特性等等和图24的情况下相同的特征。

前边说过的本实施例的LC元件800把第2电极12分割成了两片，也可以将其分割为3片以上的数目，且随着分割片数的增加，各个分割电极片的自感将进一步变小。

另外，在可以利用半导体制作技术制造LC元件800这一点和可形成为LSI等的一部分并可免去后部工序中的布线处理等点上，本实施例的LC元件与前边说过的各实施例的LC元件是一样的，对于这些来说，有着和前面说过的各实施例相同的优点。

再者，本实施例的LC元件800还具有可在同一平面上与第1电极10和第2电极12无交叉地进行用于信号输入输出的布线的特征，因为第1电极10和第2电极12变成了非螺旋形状。

另外，在把第1电极10和第2电极12作成为螺旋形状的时候，第1电极10和第2电极12的两个顶端中的一个顶端位于中心部位，另一顶端位于周边部分。因此，在本实施例的LC元件800中，由于蛇行形状的第1电极10和第2电极12的两端都位于周边部分，故在设置端子或与别的电路相连时都很方便。

第9实施例

下边，参照附图对本发明的第9实施例作具体的说明。

一般说，通过作成螺旋形状，使导电体起着具有指定电感的电感器的作用。此外，如上边说过的那样，即便是把电极10、12作成为蛇行形状的，电极也起着具有指定电感的电感器导体的作用。然而，把输入信号的频段限于高频的情况下，即使把电极10、12作成为螺旋形状和蛇行形状以外的形状，极端地说作成为直线形状，也将起着具有电感成分的电感器导体的作用。本实施例的LC元件，着眼于这一点，具有把电极10等作成为螺旋形状和蛇行形状以外的形状的特征。

图26A、图26B、图27A和图27B是把第1和第2电极10、12都作成为直线形状的本实施例的LC元件的平面图。

图26A对应于前边说过的图1和图7，给出了第1和第2电极10、12的长度大体上相等且大体上平行地形成的三端子型LC元件。图26B对应于图11和图14，给出了使第2电极12与第1电极10的一部分相对应而设置的LC元件。

图27A对应于图16和图19，给出了在第2电极12的两端各设有输入电极36、38以作成为4端子的共模型元件的情况。图27B与图21和图24相对应，给出了把第2电极分割为两条分割电极片12-1、12-2的LC元件。

在前边说过的图26和图27中，表示在同一面内形成第1电极10和第2电极12的LC元件，但是，如图5和图6等所示，把第1电极10与第2电极12配置为夹着pn结层且大体上相向排列的情况下，也同样地可以把第1电极10和第2电极12都形成为直线形状。

图28的平面图是把第15和第2电极10、12作成为曲线形状的LC元件的平面图，该图是表示曲率半径大的曲线形状的情况。在用直线把两个输入输出电极14、16连结起来的位置上必须配置其他部件时，如该图所示，就可以把第1和第2电极10、12作成曲线形状。

图29是把第1和第2电极10、12作成为波形形状时的LC元件的平面图。这种LC元件的电感没有示于图1或图7等的螺旋形状或蛇行形状电极的电感那么大，但和把第1与第2电极10、12作成为直线形状或曲率半径大的曲线形状时相比就变成为具有大的电感了。

图30是把第1和第2电极10、12作成为不满一圈的圆环状时的LC元件的平面图。如该图所示，通过把第1和第2电极10、12作成为不满一圈的圆环状，就可以形成具有小的电感的LC元件。另外，通过使第1和第2电极10、12的一头或两头部分地折返回来，就可以部分地抵消第1电极10等所产生的磁通而减小电感，因而也可以调整LC元件整体的电感，即调整F德侍匦浴#

再者，示于上边说过的图28-图30的LC元件的每一个元件，为了使说明简单，仅仅给出了对应于图26A的LC元件，但对应于图26B、图27A和图27B的每个元件的类型(type)和把第1电极10与第2电极12配置为夹着pn结层26且大体上相向排列的类型，也可以同样地看待。

这样一来，示于图26A-图30的LC元件是把第1和第2电极10、12作成为另外的形状的LC元件，它们和前边说过的第1实施例一第7实施例一样，可以起着具有良好的衰减特性的元件的作用。此外，通过改变加在pn结层26上的反向偏置电压，也可以改变以分布参数形式形成的电容器的电容，从而能可变地控制LC元件整体的特性这一点也和前边说过的各实施例相同。

还有，在可以利用半导体制作技术制造本实施例的LC元件这一点和可以形成为LSI等的一部分并可免去后继工序中的布线处理等方面，和前边说过的各实施例的LC元件一样，具有和前述各实施例同样的优点。

再者，由于第1电极10和第2电极12变成为非螺旋形状，故本LC元件具有可以在同一平面上对第1电极10及第2电极12无交叉地进行用于输入输出信号的布线这一特征。

其他的实施例

下边，参照附图对本发明的其他实施例所涉及的LC元件作具体的说明。

图31及图32示出了用化学液相生长法进行端子装配时的概略情况。图31是与图1等相对应的本实施例的LC元件500的平面图。如该图所示，LC元件500的第1和第2电极10、12的两端并没有设置输入输出电极14等等。把含有具有这样的形状的第1及第2电极10、12的半导体基片切割开以后，用化学液相生长法在一个一个地切割开来的芯片(元件)的整个表面上形成作为绝缘膜的硅氧化膜42。其后，用刻蚀法除去第1和第2电极10、12的顶端部分上的硅氧化膜42以便开孔，再把此孔用焊锡44密封到鼓出表面的程度，使得进行表面装配时很方便，因为可以使突出出来的焊锡42与印刷布线基片的焊盘(Land)直接接触。图40是这样形成的LC元件的断面图。该图的断面相当于在经上述处理之前的半导体基片时的图31的C-C线处断面。

再者，也可以把合成树脂等其他的绝缘材料用作元件表面的保护膜。也可以利用激光光线使保护膜穿孔。

图33是把前边说过的各实施例的LC元件100等形成为LSI等的一部分时的说明图。如该图所示，把前边说过的各LC元件100等插入到半导体芯片46上的各种信号线或电源线48上，以便组装进去。特别是由于前边说过的各实施例的LC元件100等，可以在半导体芯片46上形成各种电路的过程中同时制作，所以具有可以免去在后部工序中与LC元件100等以及该各种电路之间的布线处理的优点。

另外，在图33和后边将要讲到的图34中，作为一个例子，画出了把第1实施例的LC元件100组装到电路的一部分中去的情况，但不言而喻，可以考虑用别的实施例的LC元件，比如说用LC元件300等置换该LC元件100。

图34A、B、C、D和E给出了在前边说过的各实施例的LC元件100等的输出一侧接有缓冲器的例子。图34A给出的是把由MOSFET和电阻组成的源极跟随器电路50用作缓冲器的情况。构成这一源极跟随器电路50的MOSFET，虽然有着和前边说过的各实施例的LC元件若干不同的构造，但由于可形成于同一半导体基片上，故可以把包括源极跟随器电路50的整体，作为LC元件一体性地形成。

图34B给出了把由接成达林顿管的两个双极晶体管和电阻组成的发射极跟随器52用作缓冲器的情况。构成这种发射极跟随器电路52的双极晶体管具有和前边说过的各实施例的LC元件相同的构造，故易于把含有该发射极跟随器电路52的全体作为LC元件一体性地形成。此外，通过经由电阻把离输出近的晶体管的基极接地，还可以改善该晶体管的工作点的稳定度。

图34C给出了把在反向偏置使用的p沟MOSFET用作缓冲器时的电路图。

图34D给出了把由两个MOSFET和电阻组成的放大电路54用作缓冲器的情况。构成这种放大电路54的MOSFET和前边说过的各实施例的LC元件尽管构成上有若干不同，但由于可以形成于同一半导体基片上，故易于把包括该放大电路54在内的全体，一体性地形成为LC元件。此外，在该电路中，电压放大倍数为1+(R2/R1)，若令R2＝0，则与源极跟随器一样。

另外，图34E给出了把由两个双极晶体管和电阻组成的放大电路55用作缓冲器的情况。由于前边说过的各实施例的LC元件和双极晶体管有着相同的构造，故可以把包括该放大电路55在内的全体在同一半导体基片上一体性地形成LC元件。此外，在该电路中，电压放大倍数为1+(R2/R1)，若令R2＝0，则等效于发射极跟随器。

还有，在把示于图34A、B、C、C、D和E的LC元件100置换成第5或第6实施例的LC元件500、600等时，由于把第1和第2电极10、12两者都用作信号传输线路，故第2电极12的输出上也要接上前边说过的缓冲器电路50、52、52、54或55。

借助于像这样在输出端侧设以缓冲器，就可以用LC元件100等除去比较宽的频段的频率成分。同时，通过第1电极10等由于用放大而复原被衰减了的信号电平，所以获得S/N比良好的输出信号，还可以获得与后级电路的阻抗匹配等等。

通过在输出一侧接上电平变换电路的办法，并借助于通过LC元件的第1电极10等放大衰减了的信号，可以进行指定的电平变换或电平补偿。

此外，可以把这些电平变换电路和各实施例的LC元件一体性地形成于同一半导体基片上，这一点和前边说过的缓冲器的情况相同。

对第5或第6实施例的LC元件500、600来说，把电平变换电路也要接到第2电极12的输出一侧上，这一点也和前边说过的缓冲器的情况相同。

本发明不局限于上述各实施例，在本发明的要点范围内，种种变形实施都是可能的。

例如，在前边说过的各实施例中，使第1和第2电极10、12直接接触pn结层26的表面而形成，但也可以使第1和第2电极10、12中的至少一个和pn结层26之间介以SiO₂等的绝缘层62。

图35A、B和C给出了第1和第2电极10、12和pn结层之间至少一个形成了绝缘层62时的断面构造。图35A是两个电极10、12两者都介以绝缘层62而形成的情况。在这种情况下，可以直接给pn结层26加上反向偏置电压，同时直接把信号输入到设于第1电极10的一个顶端的输入输出电极14上去。即，在介以绝缘层62而配置的第1电极10和n⁺区22之间或第2电极12和p⁺区20之间，变成为起着电容器的作用，于是就可省去前述图3B等所示的那种用于除去直流分量的电容器30。

图35B给出了仅在第2电极12一侧形成绝缘层62的情况，与此相反，图35C示出了仅在第1电极10一侧形成绝缘层62的情况。在这些情况下，也和图35A一样，可以直接把反向偏置电压加到pn结层26上，同时，直接把信号输入到设于第1电极10的一端的输入输出电极14。

图36A、B和C表示在大体上相向配置的第1和第2电极10、12各与pn结层26之间中至少一方形成了绝缘层62时的断面构造。图36A是两个电极10、12都介以绝缘层62而形成时的情况。在这种情况下，可以直接给pn结层26加上反向偏置电压，同时直接把信号输入到设于第1电极10的一个顶端的输入输出电极14上去。图36B和图36C分别给出了仅在第2电极12一侧形成绝缘层62和仅在第1电极10一侧形成绝缘层62的情况。

在前边说过的各实施例的使起电感器作用的第1电极10和第2电极12相向排列的这种类型的LC元件中，起电感器作用的第1电极10和第2电极12配置为完全相向，但是，由于也可以使第1和第2电极10、12起由pn结层26所构成的电容器的电极的作用，故把这些起电感器作用的电极10、12稍稍偏移开和大体上相向配置也行。

在上述各实施例中，由于在最后的工艺中用蒸镀铝等的工艺以使其形成第1和第2电极10和12，所以这些电极10、12都如图2所示那样地变成了突出来的断面形状，但通过用刻蚀等工艺在pn结层26的一部分上形成指定形状的沟槽，如图37或图38所示，也可以使这两个电极10、12埋进pn结层26中去。这样一来，就可以形成在表面一侧没有凹凸的大体上平坦的LC元件。

另外，在上述各实施例中，利用包括p-Si基片在内的pnp结构形成了LC元件，但同样地也可以作成npn结构。图39给出了作成npn结构时的LC元件的部分断面图。在作成这样的结构的情况下，必须把加于pn结层的反向偏置电压的极性反过来。图40给出了像这样把所加反向偏置电压的极性反过来时的结构，电路与图3C相对应。

另外，把前边说过的第1和第2电极10、12配置为夹着pn结层26大体上相向位置的各实施例的LC元件(示于图5的LC元件100等)，以把p-Si基片24的整体作成为由n区22和p区20组成的pn结层26的情况为例进行了说明。但如图41所示，也可以把n区22(或者p区20)作成为沿着第1电极10等的形状。在这种情况下，在沿着电极10等形成的n区22和p区20之间的界面(pn结面)上将产生耗尽层并形成螺旋形状的电容器，故可以比示于图6等的结构更可靠地形成螺旋形状等的电容器。

实际上，在把p-Si基片24整体作成由n区22和p区20组成的pn结层26的时候，必须把p-Si基片24的厚度作得比大片的状态还要薄。一般说，考虑到n型大片易于得到，也可以作成示于图42A、B、C和D的那样的结构。

就是说，如图42A所示，在n型Si基片64的表面上用外延生长等技术先形成p区，然后在其上部形成第1电极10之后，在n-Si基片64的背面进行刻蚀并在此进行了刻蚀的部分上形成第2电极12。

如图42B所示，在n型Si基片64的表面上依次形成p⁺区66和n⁺区68，并在其上部形成第1电极10之后，进行n型Si基片64的刻蚀，并在此进行了刻蚀的部分形成第2电极12。

另外，如图42C或图42D所示，在n-Si基片64的一部分上大体上沿着第1电极10形成p⁺区66之后，再在其一部分上大体上沿着第1电极10形成n⁺区68，之后，在n型Si基片64的背面进行与第2电极12相对应的部分的刻蚀，并在该进行了刻蚀的部分形成第2电极12，在其相反的一面的n⁺区68的上部形成第1电极10。另外，在示于42D的结构中，在某一部分的电感器电极10、12和相邻部分的电感器电极10、12之间必然会存在着pnp或npn的三层结构，和图42C的情况下相比，可获得良好的隔离。

在前边说过的各实施例中，把载流子的浓度比通常的p型或n型基片还高的区域表示为p⁺或n⁺，但只要应该起到以分布参数形式存在着的电容器的作用的pn结层能起到电容器的作用，即便是通常的p区或n区也可以。

在应用了有着前边说过的螺旋形状电极的LC元件的各实施例中，我们考虑到的是大体上呈圆形的螺旋形状的第1电极10、第2电极12和pn结层26，但如果从整体上看具有螺旋形状的话，即便是四角形或其他的螺旋形状也可以。

还有，在上边说过的各实施例中，我们说过可以把LC元件100等形成为LSI等的一部分，但并不是必须形成为LSI等的一部分，也可以在半导体基片上形成了LC元件100等等后，分别在输入输出电极14、16以及地电极18上装配端子，或者利用示于图31和图32的化学液相生长法装配端子，形成为单独的元件。在这种情况下，如果先在同一半导体基片上同时形成多个LC元件100等，之后，将半导体基片切割开以对各个LC元件100等装配端子，则可以容易地进行大量生产。

在前边说过的各实施例中，使得输入输出电极14、16和地电极18各都设于第1和第2电极10、12的最顶端部位，但并不是非要设在最顶端不可，根据需要，其装配位置也可以偏离最顶端。

在应用了前边说过的具有螺旋形状的LC元件的第1实施例等实施例中，把位于外侧的第2电极12接地或接于固定电位，但这些第1、第2螺旋形状的电极10、12的布局也可以反过来。此外，我们把地电极18设于第2螺旋形状的电极12的外圆周一侧的一端，但也可以将此地电极18设于内圆周一侧的一端。

还有，在应用了上边说过的具有蛇行形状的电极的LC元件的各实施例中，把第1和第2输入输出电极14和16配置于第1电极10的两个顶端附近某一分隔开来的位置上，但也可对第1电极10的形状进行研究，使两个输入输出电极14和16靠近配置。

例如，如图43所示，把两个输入输出电极14、16配置得相互邻近，同时，把示于图1的LC元件100的第1或第2电极10、12的一个顶端延长到输入输出电极16。或者，如图44所示，把两个输入输出电极14、16配置为相互邻近的同时，使示于图1的LC元件100的第1和第2电极10、12保持蛇行形状原状地折返回来。

这样一来，通过对第1电极10(或者第1和第2电极10、12两者)的形状进行研究，就可以使两个输入输出电极14、16的位置相互接近，使地电极18和这些输入输出电极14、16大体形成于同一位置上。因而，得以容易地进行装配端子时的布线，得以使制作工艺简化。

前边说过的各实施例的LC元件100等，通过改变反向偏压，以分布参数形式存在着的电容器的电容也跟着变化，因而能可变地控制作为LC元件的频率特性。因此，通过把LC元件100等用作电路的一部分的办法，就可以方便地把调谐电路、调制电路、振荡电路、滤波器等构成为可变频率型。

此外，前边说过的各实施例的LC元件10等，以在p-Si基片24上形成pn结层26的情况为例进行了说明，但即便是用了锗等别的种类的半导体和无定形硅等非晶材料的时候也可以。

Claims (17)

1.一种LC元件，其特征在于包括：

两个电感器电极，它们相互邻接地配置在半导体基片的同一侧，且形成为螺旋状、蛇形状、曲线状和直线状中的一种形状；

一个在反向偏置状态下使用时起着电容器作用的pn结层，它沿着上述两个电感器电极的位置形成于半导体基片上，其p区沿着所述两个电感器电极之一形成，而n区沿着所述两个电感器电极中的另一个形成；以及

上述两个电感器电极中的至少一个被用作信号传输线路。

2.一种LC元件，其特征在于包括：

两个电感器电极，它们夹着半导体基片互相相对地配置，且形成为螺旋状、蛇形状、曲线状和直线状中的一种形状；

一个在反向偏置状态下使用时起着电容器作用的pn结层，该pn结层沿着上述两个电感器电极的位置形成于半导体基片上，其p区沿着所述两个电感器电极之一形成，而n区沿着所述两个电感器电极中的另一个形成；以及

上述两个电感器电极中的至少一个被用作信号传输线路。

3.按照权利要求1和2中任一项的LC元件，其特征在于：

具有分别设置于上述两个电感器电极之一的一端附近和另一端附近的第1和第2输入输出电极，和设置在上述两个电感器电极中的另一电极的一端附近的地电极；

从上述第1和第2输入输出电极之一输入信号而从另一个输出信号，同时，

上述地电极接地或接于固定电位的电源上。

4.按照权利要求1和2中任一项的LC元件，其特征在于：

具有设置于上述两个电感器电极中之一的一端附近和另一端附近的第1和第2输入输出电极，和设置于上述两个电感器电极中另一电极的一端附近和另一端附近的第3和第4输入输出电极；其中，

所述元件可以用作分别把上述两个电感器电极当作信号传输线路的共模型器件。

5.按照权利要求1和2中任一项的LC元件，其特征在于：

上述两个电感器电极的长度不同、且

上述pn结层至少在上述两个电感器电极中较短的那个电极的全长上形成。

6.按照权利要求3的LC元件，其特征在于：

上述两个电感器电极的长度不同，且

上述pn结层至少在上述两个电感器电极中较短的那个电极的全长上形成。

7.按照权利要求4的LC元件，其特征在于：

上述两个电感器电极的长度不同，且

上述pn结层至少在上述两个电感器电极中较短的那个电极的全长上形成。

8.按照权利要求1和2中任一项的LC元件，其特征在于：

仅把上述电感器电极之一用作信号传输线路，将上述电感器电极中的另一个分割成多个，或者把上述电感器电极中的另一个和与其相对应的pn结层都分割成多个，并把被分割开来的多个电感器电极片中的每一个相互电连接。

9.按照权利要求3的LC元件，其特征在于：

仅把上述电感器电极之一用作信号传输线路，把上述电感器电极中的另一个分割成多个，或者把上述电感器电极中的另一电极和与其相对应的pn结层一起分割成多个，并把被分割开来的多个电感器电极片的每一片相互电连接。

10.按照权利要求1和2中任一项的LC元件，其特征在于还包括：

通过改变加在上述pn结层上的反向偏压来改变上述pn结层所具有的电容值的装置。

11.按照权利要求3的LC元件，其特征在于还包括：

通过改变加在上述pn结层上的反向偏压来改变上述pn结层所具有的电容值的装置。

12.按照权利要求4的LC元件，其特征在于：

通过改变加在上述pn结层上的反向偏压来改变上述pn结层所具有的电容值的装置。

13.按照权利要求1和2中任一项的LC元件，其特征在于：

在上述信号传输线路的输出一侧接有缓冲器。

14.按照权利要求3的LC元件，其特征在于：

在上述信号传输线路的输出一侧接有缓冲器。

15.按照权利要求4的LC元件，其特征在于：

在上述信号传输线路的输出一侧接有缓冲器。

16.按照权利要求1和2中任一项的LC元件，其特征在于包括：覆盖所述两个电感器电极的绝缘膜，以及，形成在所述绝缘膜上、通过形成在该绝缘膜的一部分上一直通到所述各电感器电极的孔而与各电感器电极电连接的端子。

17.一种LC元件的制作方法，其特征是包括：

在半导体基片的表面上形成螺旋状、蛇形状、曲线状或直线状的p区或者n区之一的第一工序；

通过在包括于第一工序中形成的一个区域的表面的一部分上、沿着所述一个区域形成反型层的n区或p区的另一区域，以在半导体基片的上述表面侧形成螺旋状、蛇形状、曲线状或直线状的pn结层的第二工序；

分别沿着在半导体基片表面上的上述pn结层的一方和另一方的区域形成分别具有指定电感的两个电感器电极的第三工序；以及

形成分别连接到上述两个电感器电极的布线层的第四工序。

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