JP2002270767A - 半導体集積回路 - Google Patents

半導体集積回路

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JP2002270767A
JP2002270767A JP2001062052A JP2001062052A JP2002270767A JP 2002270767 A JP2002270767 A JP 2002270767A JP 2001062052 A JP2001062052 A JP 2001062052A JP 2001062052 A JP2001062052 A JP 2001062052A JP 2002270767 A JP2002270767 A JP 2002270767A
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wiring
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layer
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Hiroyuki Nakamura
博之 中村
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Canon Inc
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    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/0001Technical content checked by a classifier
    • H01L2924/0002Not covered by any one of groups H01L24/00, H01L24/00 and H01L2224/00

Abstract

(57)【要約】 【課題】 半導体集積回路(IC)の面積を増大させる
ことなく、IC内に電源用バイパス容量を構成する。 【解決手段】 高電位側の電源電位が印加されるパッド
と低電位側の電源電位が印加されるパッドとが隣接され
て備えられ、各々のパッドは複数の配線層で構成される
半導体集積回路であって、各々のパッドの各々の配線層
は同じ電位が保持されるようにパッドエリアの外で互い
に接続され、一方のパッドのいずれかの配線層はもう一
方の前記パッドの配線層に対向するように延長され、対
向する配線層は絶縁層を介して配置されて容量を形成す
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、容量を内蔵する半
導体集積回路に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、半導体集積回路(以下ICと略
す)の電源用の容量は図3に示すように、ICが格納さ
れているパッケージの外部に高周波特性の良いCera
mic容量と、電荷量の大きい電解容量を並列接続して
構成している。
【0003】図3では、リード36等を通じて電源パッ
ド33およびGNDパッド34に、電源電圧およびGN
D電圧が印加されていて、上記の電源用の容量の電圧は
その印加される電圧によって与えられている。
【0004】或いは、図4に示すように、IC内部に内
蔵されるIC内蔵容量44を形成する試みもなされてい
る。
【0005】図6は従来のパッド部の層構成を示す図で
ある。図6では、各々パッドの第1配線層11および第
2配線層12は、同じ電位が保持されるように接続され
ている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】一般に、IC内部で電
源電流変動、即ち、負荷を駆動する際の電流変動、或い
は、Switching等急速な電位変動を持つ場合の
電源電流は、図5に示すように振まう。電源電流成分
は、大きく3つに分けられる。即ち、寄生容量、セラミ
ック容量、電解容量によって供給されるものがある。
【0007】このうち、寄生容量は、IC内部の電源取
出パッド及びパッケージのリード・フレームに関ってお
り、通常数pFである。この寄生容量によって供給され
る電流が、上記の3つの容量によって供給される電流の
中で、最も時間的に短い間に、最も大きな電源電位変動
を起こさせている。
【0008】一般に、容量C、電圧V、電流i、時間t
とすると、 CV=it・・・(1) の関係が成り立ち、上記の式より、 dV/dt=1/C・di/dt・・・(2) の関係が導き出せる。(2)式より、容量が小さい程、
電位変動が大きくなることがわかる。
【0009】急激かつ大きな電位変動はICに対しラッ
チ・アップを生じさせたり、回路の誤動作を生じさせる
という欠点がある。この欠点を補う為に、図4に示され
るようなIC内に容量を内蔵する方法もあるがIC面積
の増大によるCostの上昇といった問題がある。
【0010】本発明の目的は、IC面積を増大させるこ
となく、IC内に電源用バイパス容量を構成することで
ある。
【0011】
【課題を解決するための手段および作用】上記目的を達
成する為、本発明にかかる半導体集積回路は、高電位側
の電源電圧が印加されるパッドと低電位側の電源電圧が
印加されるパッドとが隣接されて備えられ、各々のパッ
ドは2層の配線層で構成される半導体集積回路であっ
て、前記パッド各々の基板側の配線層は共通であって、
一方のパッドの2層の配線層は同じ電位が保持されるよ
うに接続され、もう一方のパッドの共通でない配線層と
前記共通である基板側の配線層とは絶縁層を介して配置
されて容量を形成する。
【0012】上記構成において、電気的に接続されてい
ない2層配線を有するパッドの配線層の間には通常Si
2 等の絶縁物がある為、該2層配線は該絶縁物と供
に、容量を構成し、IC内部に無駄な面積を生じせしめ
る事なく、バイパス容量を構成する事が可能となる。
【0013】
【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して、本発
明にかかる半導体集積回路の実施形態を詳細に説明す
る。
【0014】(第1の実施形態)図1は本発明にかかる
半導体集積回路の一実施形態としての第1の実施形態の
隣接するパッド部の断面図である。
【0015】本実施形態の半導体集積回路(IC)は、
2層配線となっていて、高電位側の電源電圧が印加され
るパッドおよび低電位側の電源電圧が印加されるパッド
として電源パッド1およびGNDパッド2を備えてい
る。電源パッド1とGNDパッド2は、第1配線層3
と、第2配線層4と、絶縁層5とを各々備えていて、第
1配線層3は電源パッド1とGNDパッド2において共
通であり、電源パッド1の2つの配線層は同じ電位が保
持されるように互いに接続されている。
【0016】GNDパッド2の第1配線層3と第2配線
層4間は、絶縁層5によって電気的に絶縁され、GND
パッドの第1配線層3と第2配線層4とで、電源、GN
D間の容量を形成している。この容量がバイパス容量と
して作用する。
【0017】上記のような構成にすることによって、電
源、GND間に容量を新たに設けなくても、バイパス容
量を形成することが可能になるので、IC内部に無駄な
面積を生じせしめる事なく、バイパス容量を構成する事
が可能となる。
【0018】(第2の実施形態)図2は本発明にかかる
半導体集積回路の一実施形態としての第2の実施形態の
隣接するパッド部の断面図である。図2には3層配線の
場合が示されている。第1の実施形態と同じ構成要素に
は、同じ符号を付す。本実施形態の半導体集積回路(I
C)は、IC外部へ電気的接続を取り出す為のパッド部
として電源パッド1およびGNDパッド2を有してい
る。電源パッド1とGNDパッド2は、第1配線層3
と、第2配線層4と、絶縁層5と、第3の配線層6とを
備えていて、電源パッド1の第1配線層3と、第2配線
層4と、第3配線層6とは同じ電位が保持されるように
互いに接続され、GNDパッド2の第1配線層3と、第
2配線層4と、第3配線層6も同じ電位が保持されるよ
うに互いに接続されていて、各々パッドエリア外で接続
されている。
【0019】また、電源パッド1の第2配線層4は、G
NDパッド2の第1の配線層3および第3の配線層6と
対向するように延長され、GNDパッド2の第1配線層
3、延長された第2配線層4間と、GNDパッド2の第
3配線層6、延長された第2配線層4間は、絶縁層5を
介して容量を形成している。この容量が電源、GND間
のバイパス容量として作用する。
【0020】本実施形態の構成では、第1配線層3と第
2配線層4とからなる容量と、第2配線層4と第3配線
層6とからなる容量とが並列接続される構成になってい
る。このため、2組の電極間の容量を得ることができる
ようになった。
【0021】又、上記の実施形態では3層配線までを示
したが、3層以上の配線である場合も同様に、電源パッ
ド1とGNDパッド2の各々の配線層を同じ電位が保持
されるように互いに接続し、一方のパッドのいずれかの
配線層をもう一方のパッドの配線層に対向するように延
長して、延長された配線層と、延長された配線層と対向
する配線層とを絶縁層を介して容量を形成する構成にす
ればよい。この容量がバイパス容量として作用する。
【0022】また、配線層を延長するパッドを一方に限
定するのではなく、双方のパッドの配線層を延長して対
向させ、対向する配線層の間に絶縁層を介させて容量を
形成する構成にしても同様の作用効果を得ることができ
る。
【0023】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
IC内部に、電源用バイパス容量を、無駄な面積を生じ
せしめる事なく、構成でき、又、隣接パッドを用いる
為、配線による容量に直列につく寄生インダクタンスも
最少とできる為、IC内部の急激な電流変化に伴う電源
変動を抑圧し、ラッチアップ防止、回路誤動作等を防ぐ
事ができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明にかかる半導体集積回路の第1の実施形
態の層構成を示す断面図である。
【図2】本発明にかかる半導体集積回路の第2の実施形
態の層構成を示す断面図である。
【図3】従来の半導体集積回路の一例である。
【図4】従来の半導体集積回路の一例である。
【図5】従来例における電源電流波形が示されている。
【図6】従来のパッド部の層構成を示す図である。
【符号の説明】
1 電源パッド 2 GNDパッド 3 第1配線層 4 第2配線層 5 配線層間絶縁層 6 第3配線層 10 第1配線層 11 第2配線層 31,41 半導体集積回路 32 パッケージ 33 電源パッド 34 GNDパッド 35 ボンディングワイヤ 36 リード 37 セラミック容量 38 電解容量 39 電源 40 GND 44 IC内蔵容量

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 高電位側の電源電圧が印加されるパッド
    と低電位側の電源電圧が印加されるパッドとが隣接され
    て備えられ、各々のパッドは2層の配線層で構成される
    半導体集積回路であって、 前記パッド各々の基板側の配線層は共通であって、一方
    のパッドの2層の配線層は同じ電位が保持されるように
    接続され、もう一方のパッドの共通でない配線層と前記
    共通である基板側の配線層とは絶縁層を介して配置され
    て容量を形成する半導体集積回路。
  2. 【請求項2】 高電位側の電源電圧が印加されるパッド
    と低電位側の電源電圧が印加されるパッドとが隣接され
    て備えられ、各々のパッドは複数の配線層で構成される
    半導体集積回路であって、 各々の前記パッドの一方の配線層は同じ電位が保持され
    るように互いに接続され、該一方の前記パッドのいずれ
    かの配線層は他方の前記パッドの配線層に対向するよう
    に延長され、該他方のパッドの該対向する配線層は絶縁
    層を介して配置され、かつ電気的に接続され、該一方の
    パッドから延長された配線と容量を形成する半導体集積
    回路。
  3. 【請求項3】 高電位側の電源電圧が印加されるパッド
    と低電位側の電源電圧が印加されるパッドとが隣接され
    て備えられ、各々のパッドは複数の配線層で構成される
    半導体集積回路であって、 配線層数が奇数の場合、各々の前記パッドの各々の配線
    層のうち、一方のパッドの配線層のうち、奇数層の配線
    層は電気的に接続され、他方のパッドの配線層のうち最
    上層の配線層と偶数層の配線層が電気的に接続され、か
    つ、奇数層が電気的に接続されたパッドの配線層のうち
    最上層を除く配線層はもう一方の前記パッドの配線層に
    対向するように延長され、該対向する配線層は絶縁層を
    介して配置されて容量を形成し、配線層数が偶数の場
    合、各々の前記パッドの各々の配線層のうち、一方のパ
    ッドの配線層のうち、偶数層の配線層は電気的に接続さ
    れ、他方のパッドの配線層のうち最上層の配線層と奇数
    層の配線層が電気的に接続され、かつ、偶数層が電気的
    に接続されたパッドの配線層のうち最上層を除く配線層
    はもう一方の前記パッドの配線層に対向するように延長
    され、該対向する配線層は絶縁層を介して配置されて容
    量を形成する半導体集積回路。
  4. 【請求項4】 高電位側の電源電位が印加されるパッド
    と低電位側の電源電位が印加されるパッドとが隣接され
    て備えられ、各々のパッドは複数の配線層で構成される
    半導体集積回路であって、 各々の前記パッドの各々の配線層は同じ電位が保持され
    るようにパッドエリアの外で互いに接続され、一方の前
    記パッドのいずれかの配線層はもう一方の前記パッドの
    配線層に対向するように延長され、該対向する配線層は
    絶縁層を介して配置されて容量を形成する半導体集積回
    路。
  5. 【請求項5】 高電位側の電源電位が印加されるパッド
    と低電位側の電源電位が印加されるパッドとが隣接され
    て備えられ、各々のパッドは複数の配線層で構成される
    半導体集積回路であって、 各々の前記パッドの各々の配線層は同じ電位が保持され
    るようにパッドエリアの外で互いに接続され、各々の前
    記パッドのいずれかの配線層はもう一方の前記パッドの
    配線層に対向するように延長され、該対向する配線層は
    絶縁層を介して配置されて容量を形成する半導体集積回
    路。
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006019692A (ja) * 2004-06-03 2006-01-19 Toshiba Corp 半導体装置
JP2007095965A (ja) * 2005-09-28 2007-04-12 Technology Alliance Group Inc 半導体装置およびバイパスキャパシタモジュール
JP2011529263A (ja) * 2008-07-25 2011-12-01 エイティーアイ・テクノロジーズ・ユーエルシー オンダイ・キャパシタ用アンダーバンプメタル
JP2013175575A (ja) * 2012-02-24 2013-09-05 Fujitsu Ltd 入力または出力回路および受信または送信回路
JP2015130537A (ja) * 2009-06-29 2015-07-16 株式会社半導体エネルギー研究所 半導体装置
JP2016111060A (ja) * 2014-12-02 2016-06-20 ローム株式会社 半導体装置および半導体装置の製造方法

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