JP2003178919A - Semiconductor device and its manufacturing method - Google Patents

Semiconductor device and its manufacturing method

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JP2003178919A
JP2003178919A JP2001377656A JP2001377656A JP2003178919A JP 2003178919 A JP2003178919 A JP 2003178919A JP 2001377656 A JP2001377656 A JP 2001377656A JP 2001377656 A JP2001377656 A JP 2001377656A JP 2003178919 A JP2003178919 A JP 2003178919A
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Japan
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wiring
inductor element
dielectric film
semiconductor device
film
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JP2001377656A
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Japanese (ja)
Inventor
Shigeru Kanematsu
成 兼松
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a semiconductor device in which the inductance of an inductor element can be made changeable and which can obtain desired characteristics, and to provide a method of manufacturing the device. <P>SOLUTION: This semiconductor device is constituted by connecting first wiring 12 to one end of the wiring 20 of the inductor element 30 formed on a substrate through a dielectric film, and second wiring 12a to a midpoint of the wiring 20 through another dielectric film. At the time of manufacturing this semiconductor device having the inductor element 30 formed on the substrate, a first conductive film, a dielectric film, and a second conductive film are formed on an insulating film and lower-layer wiring 10, 12 and 12a is formed by patterning the first conductive film. Then upper-layer wiring 20 and 23 is formed by patterning a third conductive film so that the wiring 20 and 23 may be connected to the lower-layer wiring 10, 12 and 12a directly or through the second conductive film and dielectric film and connected to the lower-layer wiring 10, 12 and 12a through the second conductive film and dielectric film. <P>COPYRIGHT: (C)2003,JPO

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、基板上にインダク
タ素子を形成して成る半導体装置及びその製造方法に係
わる。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor device having an inductor element formed on a substrate and a method of manufacturing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体装置にインダクタを設ける場合、
通常は、集積回路に外付けで後からワイヤーボンド等で
インダクタを接続してきた。
2. Description of the Related Art When an inductor is provided in a semiconductor device,
Usually, the inductor is externally connected to the integrated circuit, and then the inductor is connected by wire bonding or the like.

【0003】しかし、半導体装置が高周波駆動されるよ
うになるに従い、ワイヤーの持つインダクタンスが無視
できなくなってきている。
However, as semiconductor devices have been driven at high frequencies, the inductance of wires has become non-negligible.

【0004】このため、近年、集積回路の高性能化や高
周波への対応を目的として、受動素子であるインダクタ
を集積回路と同一のシリコン基板上に形成する方法が行
われてきている。
Therefore, in recent years, a method of forming an inductor, which is a passive element, on the same silicon substrate as the integrated circuit has been performed for the purpose of improving the performance of the integrated circuit and supporting high frequencies.

【0005】シリコン基板上にインダクタを形成する場
合、一般的には、図8に示す構造をとる。図8Aは平面
図を示し、図8Bは断面図を示す。Al等の低抵抗の材
料から成るスパイラル状の配線51により、インダクタ
素子50が構成されている。スパイラル状の配線51の
内側の端は、コンタクト部53を介して下層の引き出し
配線52に接続されている。引き出し配線52の他端は
スパイラル状の配線51より外側に延長されており、コ
ンタクト部54を介して図示しない他の配線等に接続さ
れる。また、スパイラル状の配線51は、シリコン基板
55との寄生容量を減らすために、シリコン基板55上
に形成されたフィールド酸化膜もしくは層間絶縁膜等の
絶縁層56上に形成される。
When an inductor is formed on a silicon substrate, it generally has the structure shown in FIG. FIG. 8A shows a plan view and FIG. 8B shows a sectional view. The inductor element 50 is configured by the spiral wiring 51 made of a low resistance material such as Al. The inner end of the spiral wiring 51 is connected to the lead wiring 52 in the lower layer via the contact portion 53. The other end of the lead wire 52 extends to the outside of the spiral wire 51 and is connected to another wire (not shown) or the like via a contact portion 54. The spiral wiring 51 is formed on an insulating layer 56 such as a field oxide film or an interlayer insulating film formed on the silicon substrate 55 in order to reduce the parasitic capacitance with the silicon substrate 55.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】ところで、インダクタ
素子のインダクタンスの値は、一般的に、インダクタ素
子の大きさ(即ちスパイラルの径)や巻き数によって決
められる。しかし、回路全体で考えた場合には、インダ
クタ素子につながる配線もインダクタンスをもつため、
実際のインダクタンスは、これらインダクタ素子のイン
ダクタンスと配線のインダクタンスを合わせたものとな
る。
By the way, the value of the inductance of the inductor element is generally determined by the size of the inductor element (that is, the diameter of the spiral) and the number of turns. However, considering the entire circuit, the wiring connected to the inductor element also has an inductance,
The actual inductance is the sum of the inductance of these inductor elements and the inductance of the wiring.

【0007】従って、実際の回路にて所望のインダクタ
ンスを得るためには、インダクタ素子に接続する配線や
周囲の配線を変更したいくつかの回路を実際に作製し、
所望の特性が得られている組み合わせを探す必要が出て
くる。もちろん、配線を含めた事前の回路シミュレーシ
ョンにより、所望の特性が得られる組み合わせをある程
度見積もることもできるが、集積回路の素子数が増大す
るに従い、計算時間が膨大になってしまう。
Therefore, in order to obtain a desired inductance in an actual circuit, some circuits in which the wiring connected to the inductor element and the peripheral wiring are changed are actually manufactured,
It becomes necessary to find a combination that has the desired characteristics. Of course, it is possible to estimate to some extent a combination that can obtain a desired characteristic by a prior circuit simulation including wiring, but as the number of elements of the integrated circuit increases, the calculation time becomes enormous.

【0008】また、例えばLC共振器を作製する場合に
は、インダクタンス及びキャパシタンスの値の組み合わ
せにより、目的の周波数で共振させている。ところが、
実際の半導体製造工程においては、製造のばらつきによ
り、素子の特性ばらつきが起きるために、共振周波数が
目的の値からずれてしまうことがある。これを避けるた
めに、通常、キャパシタとしてpn接合を用い、与える
逆バイアスによりキャパシタンスを変えられる可変キャ
パシタを使用している。
Further, for example, when manufacturing an LC resonator, resonance is made at a target frequency by a combination of values of inductance and capacitance. However,
In the actual semiconductor manufacturing process, the resonance frequency may deviate from the target value due to variations in characteristics of the element due to variations in manufacturing. In order to avoid this, a pn junction is usually used as a capacitor, and a variable capacitor whose capacitance can be changed by a reverse bias applied is used.

【0009】一方、インダクタに関しては、キャパシタ
のように可変的に変化させることが困難である。従っ
て、半導体製造工程での素子特性のばらつきを考慮して
回路を設計するためには、回路自体のばらつきやインダ
クタンスのばらつきも含めて補正できるように、可変範
囲の広いキャパシタを用いる必要がある。
On the other hand, it is difficult for the inductor to variably change like a capacitor. Therefore, in order to design a circuit in consideration of variations in element characteristics in the semiconductor manufacturing process, it is necessary to use a capacitor having a wide variable range so as to be able to correct variations in the circuit itself and variations in the inductance.

【0010】そして、pn接合でかつ可変範囲の広いキ
ャパシタを形成するためには、pとnの濃度差を大きく
することになる。しかしながら、この場合、濃度の低い
側での寄生抵抗が大きくなるため、可変キャパシタとし
ての特性が、周波数特性等の点で落ちることになる。
Then, in order to form a capacitor having a wide variable range with a pn junction, the concentration difference between p and n is increased. However, in this case, the parasitic resistance on the low concentration side increases, so that the characteristics of the variable capacitor deteriorate in terms of frequency characteristics and the like.

【0011】このように、可変的なインダクタを形成す
ることが困難であるため、回路パターンでの配線を変更
したいくつか組み合わせを作製して、経験的に回路を構
成しなければいけなくなるという問題のため、短期間で
効率よく集積回路を開発するという点で大きく不利とな
る。また、特性のバラツキを他の素子でカバーしなけれ
ばならないために、その素子の本来の実力を落として使
うことになることにもなり、高性能の集積回路を作る上
では不利な要素も多かった。
As described above, since it is difficult to form a variable inductor, it is necessary to empirically form a circuit by producing some combinations in which wirings in a circuit pattern are changed. Therefore, there is a great disadvantage in efficiently developing an integrated circuit in a short period of time. In addition, since variations in characteristics must be covered by other elements, the original ability of those elements will be reduced, and there will be many disadvantages in making high-performance integrated circuits. It was

【0012】上述した問題の解決のために、本発明にお
いては、インダクタ素子のインダクタンスを可変とする
ことが可能であり、所望の特性が得られ高性能を有する
半導体装置及びその製造方法を提供するものである。
In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a semiconductor device which can change the inductance of an inductor element, obtains desired characteristics and has high performance, and a manufacturing method thereof. It is a thing.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】本発明の半導体装置は、
少なくとも基板上にインダクタ素子が形成されて成るも
のであって、インダクタ素子の配線の一端に誘電膜を介
して第1の配線が接続され、インダクタ素子の配線の途
中の箇所に誘電膜を介して第2の配線が接続されて成る
ものである。
The semiconductor device of the present invention comprises:
At least an inductor element is formed on a substrate, the first wiring is connected to one end of the wiring of the inductor element through a dielectric film, and the intermediate portion of the wiring of the inductor element is connected via a dielectric film. The second wiring is connected.

【0014】本発明の半導体装置の製造方法は、基板上
の絶縁膜上にインダクタ素子が形成された半導体装置を
製造する際に、絶縁膜上に第1の導電膜を形成する工程
と、第1の導電膜上に誘電膜を形成する工程と、誘電膜
上に第2の導電膜を形成する工程と、第2の導電膜及び
その下の誘電膜をそれぞれパターニングする工程と、第
1の導電膜をパターニングして下層の配線を形成する工
程と、第3の導電膜により下層の配線に直接又は第2の
導電膜及びその下の誘電膜を介して接続するように上層
の配線を形成する工程とを有し、上層の配線及び下層の
配線のうち、いずれか一方の層の配線によりインダクタ
素子の配線を形成し、他方の層の配線によりインダクタ
素子の配線の一端に接続される第1の配線とインダクタ
素子の配線の途中に接続される第2の配線とを形成し、
第1の配線及び第2の配線とインダクタ素子の配線とを
第2の導電膜及びその下の誘電膜を介して接続するもの
である。
The method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention comprises the steps of forming a first conductive film on an insulating film when manufacturing a semiconductor device in which an inductor element is formed on the insulating film on a substrate, and A step of forming a dielectric film on the first conductive film, a step of forming a second conductive film on the dielectric film, a step of patterning the second conductive film and the dielectric film thereunder, respectively. A step of patterning the conductive film to form a lower wiring, and forming an upper wiring so as to be directly connected to the lower wiring by the third conductive film or via the second conductive film and the dielectric film thereunder. A step of forming an inductor element wiring by wiring of either one of the upper layer wiring and the lower layer wiring, and connecting the inductor element wiring to one end of the inductor element wiring by the other layer wiring. In the middle of the wiring of 1 and the wiring of the inductor element Forming a second wiring connected,
The first wiring and the second wiring are connected to the wiring of the inductor element through the second conductive film and the dielectric film thereunder.

【0015】上述の本発明の半導体装置の構成によれ
ば、インダクタ素子の配線の一端に誘電膜を介して第1
の配線が接続され、インダクタ素子の配線の途中の箇所
に誘電膜を介して第2の配線が接続されていることによ
り、第1の配線或いは第2の配線とインダクタ素子の配
線との間の誘電膜を破壊して選択的に巻き数の異なるイ
ンダクタ素子を得ることが可能な構成となる。これによ
り、インダクタンスを可変とするインダクタ素子を形成
することが可能になる。
According to the above-described structure of the semiconductor device of the present invention, the first wiring is formed on one end of the inductor element via the dielectric film.
Of the first wiring or the second wiring and the wiring of the inductor element by connecting the second wiring through the dielectric film to a portion in the middle of the wiring of the inductor element. Thus, the dielectric film can be destroyed to selectively obtain inductor elements having different numbers of turns. This makes it possible to form an inductor element having variable inductance.

【0016】上述の本発明の半導体装置の製造方法によ
れば、上層の配線及び下層の配線のうち、いずれか一方
の層の配線によりインダクタ素子の配線を形成し、他方
の層の配線によりインダクタ素子の配線の一端に接続さ
れる第1の配線とインダクタ素子の配線の途中に接続さ
れる第2の配線とを形成し、第1の配線及び第2の配線
とインダクタ素子の配線とを第2の導電膜及びその下の
誘電膜を介して接続することにより、第1の配線或いは
第2の配線とインダクタ素子の配線との間の誘電膜を破
壊して選択的に巻き数の異なるインダクタ素子を得るこ
とが可能な構造を製造することができる。これにより、
インダクタンスを可変とするインダクタ素子を形成する
ことが可能になる。
According to the above-described method of manufacturing a semiconductor device of the present invention, the wiring of the inductor element is formed by the wiring of one of the upper layer wiring and the lower layer wiring, and the inductor of the other layer wiring is formed. A first wire connected to one end of the wire of the element and a second wire connected in the middle of the wire of the inductor element are formed, and the first wire and the second wire and the wire of the inductor element are connected to each other. By connecting via the second conductive film and the dielectric film thereunder, the dielectric film between the first wiring or the second wiring and the wiring of the inductor element is destroyed, and an inductor having a different number of turns selectively. It is possible to manufacture a structure from which an element can be obtained. This allows
It is possible to form an inductor element having variable inductance.

【0017】[0017]

【発明の実施の形態】本発明は、少なくとも基板上にイ
ンダクタ素子が形成されて成る半導体装置であって、イ
ンダクタ素子の配線の一端に誘電膜を介して第1の配線
が接続され、インダクタ素子の配線の途中の箇所に誘電
膜を介して第2の配線が接続されて成る半導体装置であ
る。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The present invention is a semiconductor device in which an inductor element is formed on at least a substrate, and the first wiring is connected to one end of the wiring of the inductor element via a dielectric film. The second wiring is connected to a part in the middle of the wiring through a dielectric film.

【0018】また本発明は、上記半導体装置において、
第2の配線として、インダクタ素子の配線の途中のそれ
ぞれ異なる箇所に接続される複数の配線が設けられてい
る構成とする。
According to the present invention, in the above semiconductor device,
As the second wiring, a plurality of wirings connected to different portions in the wiring of the inductor element are provided.

【0019】また本発明は、上記半導体装置において、
インダクタ素子の配線は第1の配線及び第2の配線を構
成する配線層より上層の配線層により構成され、第1の
配線及び第2の配線のインダクタ素子の配線と接続され
た端と反対の端に誘電膜を介して第3の配線が接続され
て成る構成とする。
According to the present invention, in the above semiconductor device,
The wiring of the inductor element is composed of a wiring layer higher than a wiring layer forming the first wiring and the second wiring, and is opposite to the ends of the first wiring and the second wiring connected to the wiring of the inductor element. A third wiring is connected to the end via a dielectric film.

【0020】また本発明は、上記半導体装置において、
インダクタ素子の配線及び第3の配線と、第1の配線及
び第2の配線との接続が、誘電膜とその上の導電膜を介
してなされている構成とする。
According to the present invention, in the above semiconductor device,
The wiring of the inductor element and the third wiring are connected to the first wiring and the second wiring through the dielectric film and the conductive film thereabove.

【0021】また本発明は、上記半導体装置において、
インダクタ素子の配線がスパイラル状である構成とす
る。
Further, the present invention provides the above semiconductor device,
The wiring of the inductor element has a spiral shape.

【0022】また本発明は、上記半導体装置において、
基板上に容量素子が形成され、上記誘電膜と同じ膜によ
り容量素子の誘電膜が形成されている構成とする。
According to the present invention, in the above semiconductor device,
A capacitive element is formed on a substrate, and the dielectric film of the capacitive element is formed of the same film as the above dielectric film.

【0023】また本発明は、上記半導体装置に対して、
第1の配線或いは第2の配線のいずれかの配線が、誘電
膜が破壊されることによりインダクタ素子の配線に電気
的に接続されている構成とする。
The present invention also provides the above semiconductor device,
Either the first wiring or the second wiring is electrically connected to the wiring of the inductor element by breaking the dielectric film.

【0024】本発明は、基板上の絶縁膜上にインダクタ
素子が形成された半導体装置を製造する方法であって、
絶縁膜上に第1の導電膜を形成する工程と、第1の導電
膜上に誘電膜を形成する工程と、誘電膜上に第2の導電
膜を形成する工程と、第2の導電膜及びその下の誘電膜
をそれぞれパターニングする工程と、第1の導電膜をパ
ターニングして下層の配線を形成する工程と、第3の導
電膜により下層の配線に直接又は第2の導電膜及びその
下の誘電膜を介して接続するように上層の配線を形成す
る工程とを有し、上層の配線及び下層の配線のうち、い
ずれか一方の層の配線によりインダクタ素子の配線を形
成し、他方の層の配線によりインダクタ素子の配線の一
端に接続される第1の配線とインダクタ素子の配線の途
中に接続される第2の配線とを形成し、第1の配線及び
第2の配線とインダクタ素子の配線とを第2の導電膜及
びその下の誘電膜を介して接続する半導体装置の製造方
法である。
The present invention is a method for manufacturing a semiconductor device in which an inductor element is formed on an insulating film on a substrate,
A step of forming a first conductive film on the insulating film, a step of forming a dielectric film on the first conductive film, a step of forming a second conductive film on the dielectric film, and a second conductive film And a step of patterning the underlying dielectric film, a step of patterning the first conductive film to form a lower layer wiring, and a third conductive film directly on the lower layer wiring or the second conductive film and the same. A step of forming an upper layer wiring so as to be connected via a lower dielectric film, wherein the wiring of one of the upper layer wiring and the lower layer wiring forms the wiring of the inductor element, and the other The first wiring connected to one end of the wiring of the inductor element and the second wiring connected in the middle of the wiring of the inductor element by the wiring of the layer The wiring of the device, the second conductive film and the dielectric film thereunder It is a manufacturing method of a semiconductor device to be connected through.

【0025】また本発明は、上記半導体装置の製造方法
において、第2の配線として、インダクタ素子の配線の
途中のそれぞれ異なる箇所に接続される複数の配線を形
成する。
Further, according to the present invention, in the method for manufacturing a semiconductor device described above, a plurality of wirings connected to different portions in the middle of the wiring of the inductor element are formed as the second wirings.

【0026】また本発明は、上記半導体装置の製造方法
において、インダクタ素子の配線を上層の配線により形
成し、第1の配線及び第2の配線を下層の配線により形
成し、第1の配線及び第2の配線のインダクタ素子と接
続された端と反対の端に誘電膜及び第2の導電膜を介し
て接続するように上層の配線により第3の配線を形成す
る。
Further, according to the present invention, in the method of manufacturing a semiconductor device, the wiring of the inductor element is formed by the wiring of the upper layer, the first wiring and the second wiring are formed by the wiring of the lower layer, and the first wiring and A third wiring is formed by the upper wiring so as to be connected to the end of the second wiring opposite to the end connected to the inductor element via the dielectric film and the second conductive film.

【0027】また本発明は、上記半導体装置の製造方法
において、インダクタ素子の配線をスパイラル状とす
る。
Further, according to the present invention, in the method of manufacturing a semiconductor device described above, the wiring of the inductor element has a spiral shape.

【0028】また本発明は、上記半導体装置の製造方法
において、基板上に容量素子を形成し、容量素子の誘電
膜を上記誘電膜と同時に形成する。
According to the present invention, in the method of manufacturing a semiconductor device described above, a capacitive element is formed on a substrate, and a dielectric film of the capacitive element is formed simultaneously with the dielectric film.

【0029】また本発明は、上記半導体装置の製造方法
において、上層の配線を形成する工程より後に、第1の
配線或いは第2の配線のいずれかの配線に対して、誘電
膜を破壊してインダクタ素子の配線に電気的に接続させ
る工程を行う。
According to the present invention, in the method of manufacturing a semiconductor device described above, the dielectric film is destroyed with respect to either the first wiring or the second wiring after the step of forming the upper wiring. A step of electrically connecting to the wiring of the inductor element is performed.

【0030】図1は、本発明の一実施の形態として、イ
ンダクタ素子の概略構成図(平面図)を示す。また、図
1のX−Xにおける断面図を図2Aに示し、Y−Yにお
ける断面図を図2Bに示し、Z−Zにおける断面図を図
2Cに示す。このインダクタ素子30は、Al等の低抵
抗の配線材料からなるスパイラル状の配線20により構
成されている。このスパイラル状の配線20は、図2A
〜図2Cに示すように、シリコン基板1上の絶縁層2,
3,13上に形成されている。
FIG. 1 shows a schematic configuration diagram (plan view) of an inductor element as an embodiment of the present invention. 2A shows a sectional view taken along line XX of FIG. 1, FIG. 2B shows a sectional view taken along line YY, and FIG. 2C shows a sectional view taken along line ZZ. The inductor element 30 is composed of the spiral wiring 20 made of a wiring material having a low resistance such as Al. This spiral wiring 20 is shown in FIG. 2A.
~ As shown in FIG. 2C, the insulating layer 2 on the silicon substrate 1
It is formed on 3,13.

【0031】そして、本実施の形態では、図1、図2A
並びに図2Bに示すように、スパイラル状の配線20の
外側の端が、電極8と薄い誘電膜5により形成される第
1の容量(キャパシタ)C1を介して第1の配線12に
つながっている。また、図1及び図2Cに示すように、
スパイラル状の配線20の途中で枝分かれするように、
薄い誘電膜5を介して形成される第3の容量C3を介し
て、第2の配線12aにもつながっている。さらに、図
1、図2B並びに図2Cに示すように、第1及び第2の
配線12及び12aの他方の端は、電極9及び9aと薄
い誘電膜5により形成される第2の容量C2及び第4の
容量C4を介して、それぞれ第3の配線23と接続され
ている。
Then, in the present embodiment, FIGS.
Also, as shown in FIG. 2B, the outer end of the spiral wiring 20 is connected to the first wiring 12 via the first capacitance (capacitor) C1 formed by the electrode 8 and the thin dielectric film 5. . In addition, as shown in FIGS. 1 and 2C,
As it branches in the middle of the spiral wiring 20,
It is also connected to the second wiring 12a via the third capacitor C3 formed via the thin dielectric film 5. Further, as shown in FIGS. 1, 2B, and 2C, the other ends of the first and second wirings 12 and 12a have second capacitors C2 and C2 formed by the electrodes 9 and 9a and the thin dielectric film 5, respectively. Each is connected to the third wiring 23 via the fourth capacitor C4.

【0032】一方、スパイラル状の配線20の内側の端
は、コンタクト部14を介して引き出し配線10の一端
に接続されている。この引き出し配線10の他方の端
は、スパイラル状の配線20より外側まで延長されてお
り、コンタクト部15を介して図示しない他の配線等に
接続される。
On the other hand, the inner end of the spiral wiring 20 is connected to one end of the lead wiring 10 via the contact portion 14. The other end of the lead wiring 10 extends to the outside of the spiral wiring 20 and is connected to another wiring (not shown) or the like via the contact portion 15.

【0033】第1の配線12、第2の配線12a、並び
に引き出し配線10は、シリコン基板1上の絶縁層2,
3の上に形成された第1層の配線層により構成されてい
る。また、スパイラル状の配線20及び第3の配線23
は、第1層の配線層を覆う層間絶縁膜13上に形成され
た第2層の配線層により構成されている。このようにイ
ンダクタ素子のスパイラル状の配線20を第2層の配線
層により構成することにより、基板1とスパイラル状の
配線20との距離を離して寄生容量を小さくすることが
できる。
The first wiring 12, the second wiring 12a, and the lead wiring 10 are formed on the insulating layer 2 on the silicon substrate 1.
3 is formed on the first wiring layer. In addition, the spiral wiring 20 and the third wiring 23
Is composed of a second wiring layer formed on the interlayer insulating film 13 covering the first wiring layer. By thus forming the spiral wiring 20 of the inductor element by the second wiring layer, the distance between the substrate 1 and the spiral wiring 20 can be increased to reduce the parasitic capacitance.

【0034】尚、電極8,9は、容量C1,C2を構成
する薄い誘電膜5を所定の膜厚で安定して形成するため
に設けられたものである。上層の配線20,23と接続
するために層間絶縁膜13にコンタクトホールを形成す
る際に、電極8,9をストッパーとして用いて誘電膜5
が削られることを防止することができる。
The electrodes 8 and 9 are provided in order to stably form the thin dielectric film 5 forming the capacitors C1 and C2 with a predetermined film thickness. The dielectric film 5 is formed by using the electrodes 8 and 9 as stoppers when forming a contact hole in the interlayer insulating film 13 for connecting to the upper wirings 20 and 23.
Can be prevented from being scraped.

【0035】この図1及び図2に示す状態において、ス
パイラル状の配線20を接地して、第1の配線12にバ
イアスをかけることにより、誘電膜5を通じて電極8と
第1の配線12の間に瞬間に大きな電流が流れ、配線を
構成するAl等が高温で溶融することもあり、第1の容
量C1が絶縁破壊させられる。これにより、スパイラル
状の配線20と第1の配線12とが局所的に接続された
状態を形成することができる。
In the state shown in FIGS. 1 and 2, the spiral wiring 20 is grounded and the first wiring 12 is biased, so that the gap between the electrode 8 and the first wiring 12 is passed through the dielectric film 5. At that moment, a large current may flow, and Al or the like forming the wiring may be melted at a high temperature, causing dielectric breakdown of the first capacitor C1. This makes it possible to form a state in which the spiral wiring 20 and the first wiring 12 are locally connected.

【0036】また、同様の方法によって、第2の容量C
2を絶縁破壊することにより、第3の配線23と第1の
配線12とが局所的に接続された状態も形成することが
できる。この結果、第3の配線23−電極9−第1の配
線12−電極8−スパイラル状の配線20−コンタクト
部14−引き出し配線10により構成されるインダクタ
素子30A(図3A参照)が形成される。
In addition, by the same method, the second capacitance C
Dielectric breakdown of 2 can also form a state in which the third wiring 23 and the first wiring 12 are locally connected. As a result, an inductor element 30A (see FIG. 3A) including the third wiring 23, the electrode 9, the first wiring 12, the electrode 8, the spiral wiring 20, the contact portion 14, and the lead wiring 10 is formed. .

【0037】一方、これと同様に、第3の容量C3及び
第4の容量C4を絶縁破壊すれば、第3の配線23−電
極9a−第2の配線12a−電極8a−スパイラル状の
配線20の一部−コンタクト部14−引き出し配線10
により構成されるインダクタ素子30B(図3B参照)
が形成される。この場合、インダクタ30Aに比べ、ス
パイラル状の配線20の配線長が短くなるため、インダ
クタンスを小さくすることができる。
On the other hand, similarly to this, if the third capacitance C3 and the fourth capacitance C4 are dielectrically broken down, the third wiring 23-the electrode 9a-the second wiring 12a-the electrode 8a-the spiral wiring 20. Part-contact portion 14-lead wiring 10
Inductor element 30B configured by (see FIG. 3B)
Is formed. In this case, since the wiring length of the spiral wiring 20 is shorter than that of the inductor 30A, the inductance can be reduced.

【0038】実際の集積回路では、図1に示すように、
第1の配線12及び第2の配線12aにバイアス印加用
の配線25,26を接続する。また、これらバイアス印
加用の配線25,26の他端を、バイアス印加回路に接
続する。
In an actual integrated circuit, as shown in FIG.
Wirings 25 and 26 for bias application are connected to the first wiring 12 and the second wiring 12a. Further, the other ends of the wirings 25 and 26 for applying bias are connected to a bias applying circuit.

【0039】そして、バイアスの印加の際には、インダ
クタ素子30のスパイラル状の配線20側を接地して、
バイアス印加回路により、いずれのバイアス印加用の配
線25或いは26にバイアスを印加するか設定し、その
バイアス印加用の配線25或いは26を通じて、接続さ
れた配線即ち第1の配線12或いは第2の配線12aに
バイアスを印加する。これにより、バイアスが印加され
た配線12或いは12aのスパイラル状の配線20側の
一端の誘電膜5が破壊され、インダクタ素子のスパイラ
ル状の配線20と第1の配線12或いは第2の配線12
aが電気的に接続される。同様に、第3の配線23側を
接地して、先にバイアスを印加した同じ配線12或いは
12aに再度バイアスを印加する。これにより、バイア
スが印加された配線12或いは12aのスパイラル状の
配線20側の他端の誘電膜5が破壊され、第1の配線1
2或いは第2の配線12aと第3の配線23とが電気的
に接続される。
When applying the bias, the spiral wire 20 side of the inductor element 30 is grounded,
The bias applying circuit sets which of the bias applying wirings 25 or 26 the bias is applied to, and the connected wiring, that is, the first wiring 12 or the second wiring is connected through the bias applying wiring 25 or 26. A bias is applied to 12a. As a result, the dielectric film 5 at one end of the biased wiring 12 or 12a on the side of the spiral wiring 20 is destroyed, and the spiral wiring 20 and the first wiring 12 or the second wiring 12 of the inductor element is destroyed.
a is electrically connected. Similarly, the third wiring 23 side is grounded, and the bias is applied again to the same wiring 12 or 12a to which the bias has been applied. As a result, the dielectric film 5 at the other end of the wiring 12 or 12a to which the bias is applied on the side of the spiral wiring 20 is destroyed, and the first wiring 1
2 or the second wiring 12a and the third wiring 23 are electrically connected.

【0040】ここで、バイアスを印加する配線12或い
は12aを切り替えるバイアス印加回路の構成は、通常
のロジック回路を用いて容易に構成できるものであり、
特殊な回路を必要とするものではない。
Here, the structure of the bias applying circuit for switching the wiring 12 or 12a for applying the bias can be easily formed by using a normal logic circuit.
It does not require a special circuit.

【0041】尚、高周波で考えると容量も抵抗の1つと
なるため、例えば図3Aの第1の配線12側をつないだ
構成において、スパイラル状の配線20−誘電膜5−第
2の配線12aの枝分かれ部分に流れる電流も考慮する
必要が出てくる。しかし、この部分に形成される容量
を、数百fF〜数fF程度にすれば、10GHzでも数
百〜数十kΩの抵抗となるため、配線抵抗(通常数Ω以
下)に比べれば無視できる値となり、これによる電流の
分岐を考えなくてもよい。
When considered at a high frequency, the capacitance also becomes one of the resistances. Therefore, for example, in the structure in which the first wiring 12 side in FIG. 3A is connected, the spiral wiring 20-dielectric film 5-second wiring 12a. It also becomes necessary to consider the current that flows in the branched portion. However, if the capacitance formed in this portion is set to about several hundred fF to several fF, a resistance of several hundred to several tens kΩ even at 10 GHz, so a value that can be ignored compared to the wiring resistance (usually several Ω or less) Therefore, it is not necessary to consider the branch of the current due to this.

【0042】以上のことから、第2の配線12aをイン
ダクタ素子30のスパイラル状の配線20のどこに配置
するかにより、同一寸法のインダクタ素子30に対して
任意のインダクタンスを作製することができる。
From the above, depending on where the second wiring 12a is arranged in the spiral wiring 20 of the inductor element 30, an arbitrary inductance can be produced for the inductor element 30 having the same size.

【0043】また、インダクタ素子30の途中から分岐
させる配線を、第2の配線12aだけでなく、それぞれ
インダクタ素子30の異なる箇所から分岐させて複数設
けることもできる。このようにインダクタ素子30のス
パイラル状の配線20の途中に複数の配線を設けること
により、離散的にインダクタ素子30のインダクタンス
を変えることが可能になる。
Further, a plurality of wirings branched from the middle of the inductor element 30 may be provided not only in the second wiring 12a but also from different portions of the inductor element 30. By thus providing a plurality of wirings in the middle of the spiral wiring 20 of the inductor element 30, it becomes possible to discretely change the inductance of the inductor element 30.

【0044】上述の本実施の形態によれば、第1の配線
12が誘電膜5及び電極8を介してキャパシタ素子30
のスパイラル状の配線20の一端に接続され、第2の配
線12aが誘電膜5及び電極8aを介してキャパシタ素
子30のスパイラル状の配線20の途中の箇所に接続さ
れているので、第1の配線12或いは第2の配線12a
のいずれか一方とスパイラル状の配線20との間の誘電
膜5を破壊して、スパイラル状の配線20に第1の配線
12或いは第2の配線12aを局所的に接続することが
可能になる。
According to the present embodiment described above, the first wiring 12 has the capacitor element 30 via the dielectric film 5 and the electrode 8.
Is connected to one end of the spiral wiring 20, and the second wiring 12a is connected to an intermediate portion of the spiral wiring 20 of the capacitor element 30 via the dielectric film 5 and the electrode 8a. Wiring 12 or second wiring 12a
It becomes possible to locally connect the first wiring 12 or the second wiring 12a to the spiral wiring 20 by destroying the dielectric film 5 between either one of them and the spiral wiring 20. .

【0045】これにより、巻き数の多いインダクタ素子
30A、或いは巻き数の少ないインダクタ素子30Bを
形成することが可能であり、選択的に巻き数の異なるイ
ンダクタ素子を得ることができることから、インダクタ
ンスを可変とするインダクタ素子30を構成することが
できる。従って、例えばLC共振器を作製する場合に、
可変キャパシタの特性を落とすことなく、所望の共振周
波数を実現することが可能になる。
As a result, it is possible to form the inductor element 30A with a large number of turns or the inductor element 30B with a small number of turns, and it is possible to selectively obtain inductor elements with different numbers of turns, so that the inductance can be varied. Can be configured. Therefore, for example, when manufacturing an LC resonator,
It is possible to realize a desired resonance frequency without degrading the characteristics of the variable capacitor.

【0046】さらに、インダクタ素子30の途中から分
岐させる第2の配線12aを、それぞれインダクタ素子
30の異なる箇所から分岐させて複数設ける構成とする
ことにより、離散的にインダクタ素子30のインダクタ
ンスを変えることが可能になる。従って、半導体形成工
程での特性のばらつきがあっても、半導体製造工程終了
後にインダクタンスをトリミングすることも可能とな
る。これにより、ばらつきを他の素子でカバーするため
に他の素子の特性が落ちることがなくなり、高性能な集
積回路を作製することが可能となる。
Further, by providing a plurality of second wirings 12a branched from the middle of the inductor element 30 respectively from different portions of the inductor element 30, the inductance of the inductor element 30 is discretely changed. Will be possible. Therefore, even if there are variations in the characteristics in the semiconductor forming process, the inductance can be trimmed after the semiconductor manufacturing process is completed. As a result, since the variation is covered by another element, the characteristics of the other element do not deteriorate, and a high-performance integrated circuit can be manufactured.

【0047】また、インダクタンスを可変とするインダ
クタ素子30により、容易にインダクタンスを変えるこ
とができるため、多数の回路の組み合わせを実際に作製
して所望の特性を有する組み合わせを探す必要がなくな
るため、高性能な集積回路の開発や設計を、短期間で効
率よく行うことが可能となる。
Further, since the inductance can be easily changed by the inductor element 30 having a variable inductance, it is not necessary to actually produce a combination of a large number of circuits to search for a combination having a desired characteristic. This makes it possible to efficiently develop and design an integrated circuit in a short period of time.

【0048】尚、スパイラル状の配線20及び電極8−
誘電膜5−第1の配線12等のMIM(金属−絶縁体−
金属)構造を、通常のキャパシタ(容量素子)にも兼用
してMIM構造の容量素子を構成すれば、寄生抵抗・寄
生容量の低い高性能のMIM容量素子を本実施の形態の
キャパシタ素子30と同一シリコン基板1上に混載する
ことも可能になる。この場合、MIM容量素子の誘電膜
を、スパイラル状の配線20と第1及び第2の配線1
2,12aとの間の誘電膜5と同じ誘電膜により構成す
る。このようにMIM構造の容量素子を構成することに
より、高性能の集積回路を作製することができ、とりわ
け高周波用途の回路での効果は大きい。
The spiral wiring 20 and the electrodes 8-
Dielectric film 5-MIM (metal-insulator-) of the first wiring 12 and the like
When the metal) structure is also used as a normal capacitor (capacitance element) to form a capacitance element of MIM structure, a high-performance MIM capacitance element with low parasitic resistance / parasitic capacitance is used as the capacitor element 30 of the present embodiment. It is also possible to mix-mount them on the same silicon substrate 1. In this case, the dielectric film of the MIM capacitance element is provided with the spiral wiring 20 and the first and second wirings 1.
It is composed of the same dielectric film as the dielectric film 5 between 2 and 12a. By constructing the capacitive element having the MIM structure as described above, a high-performance integrated circuit can be manufactured, and the effect is particularly great in a circuit for high frequency use.

【0049】続いて、本発明の半導体装置の製造方法の
一実施の形態として、図1及び図2に示したと同様の構
造のインダクタ素子と、MIM構造の容量素子とを同一
シリコン基板上に混載した構成の半導体装置の製造工程
を以下に示す。
Subsequently, as one embodiment of the method for manufacturing a semiconductor device of the present invention, an inductor element having the same structure as shown in FIGS. 1 and 2 and a capacitive element having an MIM structure are mixedly mounted on the same silicon substrate. The manufacturing process of the semiconductor device having the above structure will be described below.

【0050】まず、図4Aに示すように、インダクタ素
子の形成領域31とMIM構造の容量素子の形成領域3
2とを区分けする。半導体基板として例えば濃度1×1
15cm-3程度のp型シリコン基板1上に、通常行われ
るLOCOS酸化法により、200〜1500nm程度
の膜厚のフィールド酸化膜2を形成する。その後、既存
の半導体プロセスに準ずる形で層間絶縁膜3を形成す
る。
First, as shown in FIG. 4A, the inductor element forming region 31 and the MIM structure capacitor forming region 3 are formed.
Separate from 2. As a semiconductor substrate, for example, a concentration of 1 × 1
A field oxide film 2 having a thickness of about 200 to 1500 nm is formed on the p-type silicon substrate 1 having a thickness of about 0 15 cm -3 by the LOCOS oxidation method which is usually performed. After that, the interlayer insulating film 3 is formed in a manner similar to the existing semiconductor process.

【0051】次に、Al等の低抵抗の材料から成る導電
膜4を全面に1μm程度の膜厚に成膜する。その後、T
EOSを用いたプラズマCVD法等により、10〜10
0nm程度の薄い誘電膜5例えば酸化シリコン膜を全面
に形成する。この誘電膜5は、後にMIM構造の容量素
子の誘電膜ともなるものである。
Next, a conductive film 4 made of a low resistance material such as Al is formed on the entire surface to a film thickness of about 1 μm. Then T
10 to 10 by plasma CVD method using EOS
A thin dielectric film 5 of about 0 nm, for example, a silicon oxide film is formed on the entire surface. This dielectric film 5 will also become a dielectric film of a capacitive element having an MIM structure later.

【0052】尚、誘電膜5としては、酸化シリコン膜の
代わりに窒化シリコン膜を形成してもよい。また、誘電
膜5の膜厚は、好ましくは5〜100nmの範囲内とす
る。
As the dielectric film 5, a silicon nitride film may be formed instead of the silicon oxide film. The film thickness of the dielectric film 5 is preferably in the range of 5 to 100 nm.

【0053】続いて、TiN等の導電膜6を全面に20
0nm程度の膜厚で成膜する(以上図4B参照)。
Then, a conductive film 6 of TiN or the like is formed on the entire surface by 20.
The film is formed with a film thickness of about 0 nm (see FIG. 4B above).

【0054】次に、フォトレジストによるパターニング
処理を用いたRIE(反応性イオンエッチング)法等に
より、導電膜6をパターニングする。これにより、MI
M構造の容量素子の形成領域32においては容量素子の
上部電極7を形成し、インダクタ素子の形成領域31に
おいてはインダクタ素子用の電極8,9をそれぞれ形成
する。尚、このときのエッチングは、誘電膜5をストッ
パーとする条件で行う。続いて、導電膜4をストッパー
とする条件で誘電膜5に対してエッチングを行って、上
部電極7及び電極8,9の下の誘電膜5をこれら電極
7,8,9と同じパターンにパターニングする。尚、電
極8は、インダクタ素子のスパイラル状の配線20の外
側の端の直下に形成されるものである(以上図4C参
照)。
Next, the conductive film 6 is patterned by the RIE (reactive ion etching) method or the like using a patterning process with a photoresist. This makes MI
The upper electrode 7 of the capacitance element is formed in the formation region 32 of the capacitance element having the M structure, and the electrodes 8 and 9 for the inductor element are formed in the formation region 31 of the inductor element. The etching at this time is performed under the condition that the dielectric film 5 serves as a stopper. Then, the dielectric film 5 is etched under the condition that the conductive film 4 is used as a stopper to pattern the dielectric film 5 under the upper electrode 7 and the electrodes 8 and 9 into the same pattern as the electrodes 7, 8 and 9. To do. The electrode 8 is formed immediately below the outer end of the spiral wire 20 of the inductor element (see FIG. 4C above).

【0055】次に、フォトレジストによるパターニング
処理を用いたRIE(反応性イオンエッチング)法等に
より、導電膜4をパターニングする。これにより、イン
ダクタ素子の形成領域31においては、インダクタ素子
の内側からの取り出しのための引き出し配線10及び第
1の配線12をそれぞれ形成し、MIM構造の容量素子
の形成領域32においては容量素子の下部電極11を形
成する。尚、第1の配線12の一方の端は誘電膜5を介
して電極8の直下に、もう一方の端は誘電膜5を介して
電極9の直下に形成される(以上図5D参照)。
Next, the conductive film 4 is patterned by the RIE (reactive ion etching) method or the like using a patterning process with a photoresist. As a result, in the inductor element formation region 31, the lead-out wiring 10 and the first wiring 12 for taking out from the inside of the inductor element are formed, and in the capacitive element formation region 32 of the MIM structure, The lower electrode 11 is formed. Note that one end of the first wiring 12 is formed directly below the electrode 8 via the dielectric film 5, and the other end is formed directly below the electrode 9 via the dielectric film 5 (see FIG. 5D above).

【0056】この状態での上部から見た平面図を図6に
示す。電極8,9と同様の方法で形成された電極8a,
9aがあり、第1の配線12と同様の方法で形成された
第2の配線12aがある。そして、第1の配線12の一
端側には電極8が、また他端側には電極9がそれぞれ配
置されている。同様に、第2の配線12aの一端側には
電極8aが、また他端側には電極9aがそれぞれ配置さ
れている。
FIG. 6 shows a plan view from above in this state. Electrodes 8a formed in the same manner as the electrodes 8 and 9,
9a, and there is a second wiring 12a formed in the same manner as the first wiring 12. The electrode 8 is arranged on one end side of the first wiring 12 and the electrode 9 is arranged on the other end side thereof. Similarly, the electrode 8a is arranged on one end side of the second wiring 12a, and the electrode 9a is arranged on the other end side thereof.

【0057】次に、TEOSを用いたプラズマCVD法
等により、層間絶縁膜13を全面に形成する。続いて、
フォトレジストを用いたパターニング処理を行った後、
RIE法等により層間絶縁膜13を加工することによ
り、キャパシタ素子の引き出し配線10上にコンタクト
ホール14,15を形成し、MIM構造の容量素子の上
部電極7上にコンタクトホール16を形成し、MIM構
造の容量素子の下部電極11上にコンタクトホール17
を形成し、第1の配線12の右端側の電極8上にコンタ
クトホール18を形成し、第1の配線12の左端側の電
極9上にコンタクトホール19を形成する(以上図5E
参照)。
Next, the interlayer insulating film 13 is formed on the entire surface by the plasma CVD method using TEOS or the like. continue,
After performing the patterning process using the photoresist,
By processing the interlayer insulating film 13 by the RIE method or the like, the contact holes 14 and 15 are formed on the lead wiring 10 of the capacitor element, and the contact hole 16 is formed on the upper electrode 7 of the capacitor element having the MIM structure. A contact hole 17 is formed on the lower electrode 11 of the capacitive element having the structure.
Is formed, a contact hole 18 is formed on the electrode 8 on the right end side of the first wiring 12, and a contact hole 19 is formed on the electrode 9 on the left end side of the first wiring 12 (see FIG. 5E.
reference).

【0058】続いて、全面にAl等の導電膜を成膜し、
フォトレジストを用いたパターニング処理を用いたRI
E法等により、この導電膜をパターニングする。これに
より、インダクタ素子のスパイラル状の配線20と、M
IM構造の容量素子の上部電極取り出し電極21及び下
部電極取り出し電極22と、第1の配線12の取り出し
用の第3の配線23とを形成する。
Then, a conductive film such as Al is formed on the entire surface,
RI using patterning process using photoresist
This conductive film is patterned by the E method or the like. As a result, the spiral wiring 20 of the inductor element and M
An upper electrode lead-out electrode 21 and a lower electrode lead-out electrode 22 of the IM structure capacitor and a third wire 23 for taking out the first wire 12 are formed.

【0059】ここで、第1の配線12の右端側の電極8
は、コンタクトホール18によりスパイラル状の配線2
0の外側の端と接続されている。第1の配線12の左端
側の電極9は、コンタクトホール19により第3の配線
23と接続されている。インダクタ素子の引き出し配線
10の左端は、スパイラル状の配線20の内側の端と接
続されている。インダクタ素子の引き出し配線10の右
端は、他の素子等と接続される配線24に接続されてい
る。MIM構造の容量素子においては、上部電極7に上
部電極取り出し電極21が接続され、下部電極11に下
部電極取り出し電極22が接続されている(以上図5F
参照)。
Here, the electrode 8 on the right end side of the first wiring 12
Is the spiral wiring 2 formed by the contact hole 18.
It is connected to the outer edge of 0. The electrode 9 on the left end side of the first wiring 12 is connected to the third wiring 23 through the contact hole 19. The left end of the lead wire 10 of the inductor element is connected to the inner end of the spiral wire 20. The right end of the lead wire 10 of the inductor element is connected to the wire 24 that is connected to other elements and the like. In the capacitive element having the MIM structure, the upper electrode lead electrode 21 is connected to the upper electrode 7, and the lower electrode lead electrode 22 is connected to the lower electrode 11 (see FIG. 5F.
reference).

【0060】尚、図5Fでは、図示の簡略化のために、
スパイラル状の配線20の巻き数を図1より少なくして
いる。
In FIG. 5F, in order to simplify the illustration,
The number of turns of the spiral wiring 20 is smaller than that in FIG.

【0061】この状態での上部から見た平面図を図7に
示す。尚、図7では、スパイラル状の配線20の巻き数
を図1と同じにしている。図7に示すように、コンタク
トホール18,19と同様の方法で形成されたコンタク
トホール18a,19aが第2の配線12a上にある。
これにより、インダクタ素子のスパイラル状の配線20
の途中の部分が、電極8a及び誘電膜5(図5F参照)
を介して、第2の配線12aの一端につながっている。
また、第3の配線23は、インダクタ素子のスパイラル
状の配線20の外側の端の取り出し配線となっている。
FIG. 7 shows a plan view from above in this state. In FIG. 7, the number of turns of the spiral wiring 20 is the same as that in FIG. As shown in FIG. 7, contact holes 18a and 19a formed in the same manner as the contact holes 18 and 19 are on the second wiring 12a.
As a result, the spiral wiring 20 of the inductor element is formed.
The middle part of the electrode is the electrode 8a and the dielectric film 5 (see FIG. 5F).
Is connected to one end of the second wiring 12a via.
Further, the third wiring 23 is a lead-out wiring at the outer end of the spiral wiring 20 of the inductor element.

【0062】上述のようにして、図1及び図2に示した
インダクタ素子30とMIM構造の容量素子とを混載し
た半導体装置を製造することができる。
As described above, a semiconductor device in which the inductor element 30 shown in FIGS. 1 and 2 and the capacitive element having the MIM structure are mixedly mounted can be manufactured.

【0063】実際の集積回路では、さらに図1に示すよ
うに、第1の配線12及び第2の配線12aにバイアス
印加用の配線25,26を接続しておく。そして、イン
ダクタ素子30を形成した後に、このバイアス印加用の
配線25或いは26を通じてバイアスを印加する工程を
行う。これにより、第3の配線23−電極9−第1の配
線12−電極8−スパイラル状の配線20−コンタクト
部14−引き出し配線10により構成されるインダクタ
素子30A或いは第3の配線23−電極9a−第2の配
線12a−電極8a−スパイラル状の配線20の一部−
コンタクト部14−引き出し配線10により構成される
インダクタ素子30Bを形成する。
In an actual integrated circuit, as shown in FIG. 1, wirings 25 and 26 for bias application are connected to the first wiring 12 and the second wiring 12a in advance. Then, after forming the inductor element 30, a step of applying a bias through the wiring 25 or 26 for bias application is performed. As a result, the inductor element 30A or the third wiring 23-the electrode 9a formed by the third wiring 23-the electrode 9-the first wiring 12-the electrode 8-the spiral wiring 20-the contact portion 14-the lead wiring 10 is formed. -Second wiring 12a-Electrode 8a-Part of spiral wiring 20-
An inductor element 30B including the contact portion 14 and the lead wiring 10 is formed.

【0064】尚、上述の実施の形態では、容量素子のM
IM構造と、インダクタ素子のスパイラル状の配線20
及び電極取り出し用の第3の配線23に接続されるMI
M構造とを、形成工程を兼用して同時に形成している
が、インダクタ素子側のMIM構造と、容量素子とをそ
れぞれ独立の工程で形成してもよい。
In the above-mentioned embodiment, the capacitance element M
IM structure and spiral wiring 20 of inductor element
And MI connected to the third wiring 23 for taking out the electrode
Although the M structure is formed at the same time by using the forming process, the MIM structure on the inductor element side and the capacitive element may be formed in independent processes.

【0065】上述の実施の形態のように形成工程を兼用
して同時に形成すると、工程数を削減して製造コストの
低減を図ることができると共に、容量素子をMIM構造
とすることができることから、寄生抵抗や寄生容量の点
で有利な容量素子を形成することができる。
If the formation steps are performed at the same time as in the above-described embodiment, the number of steps can be reduced, the manufacturing cost can be reduced, and the capacitive element can have the MIM structure. A capacitive element which is advantageous in terms of parasitic resistance and parasitic capacitance can be formed.

【0066】上述の本実施の形態の製造工程によれば、
同一インダクタ素子で、用途に応じてインダクタンスを
変えることが可能な構造を製造することができる。即ち
図1の状態のインダクタ素子30を作製しておいて、用
途に応じてバイアスを印加する配線25,26を変えて
誘電膜5を絶縁破壊させる工程を行うことにより、所望
のインダクタンスを有するインダクタ素子30A或いは
30Bを製造することができる。
According to the manufacturing process of this embodiment described above,
With the same inductor element, it is possible to manufacture a structure in which the inductance can be changed according to the application. That is, by manufacturing the inductor element 30 in the state shown in FIG. 1 and performing the step of causing the dielectric breakdown of the dielectric film 5 by changing the wirings 25 and 26 for applying a bias according to the application, an inductor having a desired inductance is obtained. The device 30A or 30B can be manufactured.

【0067】また、上述の本実施の形態の製造工程によ
れば、寄生抵抗・寄生容量という点で高性能なMIM構
造の容量素子(キャパシタ)をインダクタ素子と同時に
形成することが可能であるため、集積回路の高性能化と
いう点で有利となる。
Further, according to the above-described manufacturing process of the present embodiment, it is possible to form a capacitive element (capacitor) having a high performance in terms of parasitic resistance and parasitic capacitance at the same time as the inductor element. , It is advantageous in terms of high performance of the integrated circuit.

【0068】上述の各実施の形態では、インダクタ素子
30の配線20をスパイラル状としたが、インダクタ素
子の配線をその他の形状(例えばS字形状やスパイラル
を複数つなげた形状等)としても良い。
In each of the above-described embodiments, the wiring 20 of the inductor element 30 has a spiral shape, but the wiring of the inductor element may have another shape (for example, an S shape or a shape in which a plurality of spirals are connected).

【0069】また、上述の各実施の形態では、第1の配
線12及び第2の配線12aの両端において、誘電膜5
を介して配線20,23と接続している。本発明では、
インダクタ素子の配線と誘電膜5を介して接続された第
1の配線12及び第2の配線12aについて、インダク
タ素子の配線20とは反対側の配線(第3の配線23)
との接続は、誘電膜5を介さずに直接接続するようにし
てもよい。尚、第1の配線12や第2の配線12aのイ
ンダクタ素子の配線20とは反対側をさらに延長して、
同一基板1に形成された他の回路素子に直接又は間接的
に接続する構成も可能である。
In each of the above-mentioned embodiments, the dielectric film 5 is formed on both ends of the first wiring 12 and the second wiring 12a.
It is connected to the wirings 20 and 23 via. In the present invention,
Regarding the first wiring 12 and the second wiring 12a connected to the wiring of the inductor element via the dielectric film 5, the wiring on the side opposite to the wiring 20 of the inductor element (third wiring 23)
The connection with may be made directly without using the dielectric film 5. In addition, the side opposite to the wiring 20 of the inductor element of the first wiring 12 and the second wiring 12a is further extended,
It is also possible to directly or indirectly connect to another circuit element formed on the same substrate 1.

【0070】さらに、上述の各実施の形態では、第1の
配線12及び第2の配線12aを第1層の配線により形
成し、インダクタ素子のスパイラル状の配線20及び第
3の配線23を第2層の配線により形成しているが、本
発明ではインダクタ素子の配線とインダクタ素子の端や
途中に接続される配線とを、その他の配線層とした構成
(例えば第1の配線及び第2の配線を第3層の配線によ
り形成した構成等配線層の上下関係を変形した構成)と
することも可能である。
Further, in each of the above-described embodiments, the first wiring 12 and the second wiring 12a are formed by the wiring of the first layer, and the spiral wiring 20 and the third wiring 23 of the inductor element are formed into the third wiring. Although the wiring is formed of two layers, in the present invention, the wiring of the inductor element and the wiring connected to the end or the middle of the inductor element are used as another wiring layer (for example, the first wiring and the second wiring). It is also possible to adopt a configuration in which the vertical relationship of the wiring layers is modified, such as the configuration in which the wiring is formed by the wiring of the third layer.

【0071】また、上述の実施の形態ではインダクタ素
子のスパイラル状の配線20を接地して、第1の配線或
いは第2の配線にバイアスを印加して誘電膜を破壊して
いるが、本発明ではこの方法に限定されず、誘電膜を破
壊する際にはインダクタ素子の配線と第1の配線或いは
第2の配線との間に電圧(電位差)を与えればよい。
In the above embodiment, the spiral wiring 20 of the inductor element is grounded and a bias is applied to the first wiring or the second wiring to destroy the dielectric film. However, the method is not limited to this method, and a voltage (potential difference) may be applied between the wiring of the inductor element and the first wiring or the second wiring when the dielectric film is destroyed.

【0072】本発明は、上述の実施の形態に限定される
ものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲でその他
様々な構成が取り得る。
The present invention is not limited to the above-mentioned embodiments, and various other configurations can be adopted without departing from the gist of the present invention.

【0073】[0073]

【発明の効果】上述の本発明によれば、第1の配線或い
は第2の配線に接続された誘電膜を破壊することにより
選択的に巻き数の異なるインダクタ素子を得ることが可
能となることから、インダクタ素子のインダクタンスを
可変とすることができる。これにより、所望のインダク
タンスを有するインダクタ素子を形成することが可能に
なる。従って、他の素子の特性を落とすことなく、所望
の高性能の集積回路を実現することが可能になる。
According to the present invention described above, it is possible to selectively obtain inductor elements having different numbers of turns by breaking the dielectric film connected to the first wiring or the second wiring. Therefore, the inductance of the inductor element can be made variable. This makes it possible to form an inductor element having a desired inductance. Therefore, it is possible to realize a desired high-performance integrated circuit without degrading the characteristics of other elements.

【0074】また、本発明によれば、インダクタ素子と
配線との接続部がMIM構造となるため、寄生抵抗・寄
生容量という点で高性能なMIM構造の容量素子をイン
ダクタ素子と同時に形成することが可能であり、集積回
路の高性能化という点で有利となる。
Further, according to the present invention, since the connecting portion between the inductor element and the wiring has the MIM structure, the capacitor element having the high performance MIM structure in terms of parasitic resistance and parasitic capacitance should be formed simultaneously with the inductor element. Is possible, which is advantageous in improving the performance of the integrated circuit.

【0075】さらに、インダクタ素子の配線の途中に接
続する配線を、インダクタ素子の配線の異なる箇所に接
続するように複数設ける構成とすれば、同一のインダク
タ素子から、離散的にインダクタンスを変えることが可
能になる。これにより、同一回路でも用途に応じて任意
にインダクタンスを変えることが可能となる。従って、
半導体形成工程での特性のばらつきがあっても、半導体
製造工程終了後にインダクタンスをトリミングすること
も可能となり、高性能な集積回路を作製することが可能
となる。
Further, when a plurality of wirings connected in the middle of the wiring of the inductor element are provided so as to be connected to different portions of the wiring of the inductor element, the inductance can be discretely changed from the same inductor element. It will be possible. As a result, it becomes possible to arbitrarily change the inductance of the same circuit depending on the application. Therefore,
Even if there are variations in characteristics in the semiconductor forming process, the inductance can be trimmed after the semiconductor manufacturing process is completed, and a high-performance integrated circuit can be manufactured.

【0076】また、本発明によれば、高性能な集積回路
の開発や設計を、短期間で効率よく行うことが可能とな
る。
Further, according to the present invention, it is possible to efficiently develop and design a high performance integrated circuit in a short period of time.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の一実施の形態のキャパシタ素子の概略
構成図(平面図)である。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram (plan view) of a capacitor element according to an embodiment of the present invention.

【図2】A 図1のX−Xにおける断面図である。B
図1のY−Yにおける断面図である。C 図1のZ−Z
における断面図である。
2 is a sectional view taken along line XX in FIG. B
It is sectional drawing in YY of FIG. C ZZ of FIG.
FIG.

【図3】A、B 図1のキャパシタ素子の容量を絶縁破
壊して得られるキャパシタの平面図である。
3A and 3B are plan views of a capacitor obtained by dielectric breakdown of the capacitance of the capacitor element of FIG.

【図4】A〜C 図1のキャパシタ素子と容量素子とを
同一半導体基板上に形成した半導体装置の製造工程を示
す工程図である。
4A to 4C are process diagrams showing a manufacturing process of a semiconductor device in which the capacitor element and the capacitor element of FIG. 1 are formed on the same semiconductor substrate.

【図5】D〜F 図1のキャパシタ素子と容量素子とを
同一半導体基板上に形成した半導体装置の製造工程を示
す工程図である。
5A to 5F are process diagrams showing manufacturing steps of a semiconductor device in which the capacitor element and the capacitor element of FIG. 1 are formed on the same semiconductor substrate.

【図6】図5Dの状態における平面図である。FIG. 6 is a plan view in the state of FIG. 5D.

【図7】図5Fの状態における平面図である。FIG. 7 is a plan view in the state of FIG. 5F.

【図8】A、B 従来のスパイラル状のキャパシタ素子
の概略構成図である。
8A and 8B are schematic configuration diagrams of a conventional spiral capacitor element.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 シリコン基板、2 素子分離膜、3 層間絶縁膜、
5 誘電膜、10 引き出し配線、12 第1の配線、
12a 第2の配線、20 (スパイラル状の)配線、
23 第3の配線、30,30A,30B インダクタ
素子、C1,C2,C3,C4 容量(キャパシタ)
1 silicon substrate, 2 element isolation film, 3 interlayer insulating film,
5 dielectric film, 10 lead wiring, 12 first wiring,
12a second wiring, 20 (spiral-shaped) wiring,
23 Third wiring, 30, 30A, 30B Inductor element, C1, C2, C3, C4 Capacitance (capacitor)

─────────────────────────────────────────────────────
─────────────────────────────────────────────────── ───

【手続補正書】[Procedure amendment]

【提出日】平成13年12月27日(2001.12.
27)
[Submission date] December 27, 2001 (2001.12.
27)

【手続補正1】[Procedure Amendment 1]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0041[Correction target item name] 0041

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0041】尚、高周波で考えると容量も抵抗の1つと
なるため、例えば図3Aの第1の配線12側をつないだ
構成において、スパイラル状の配線20−誘電膜5−第
2の配線12aの枝分かれ部分に流れる電流も考慮する
必要が出てくる。しかし、この部分に形成される容量
を、数十fF〜数fF程度にすれば、10GHzでも数
百〜数十kΩの抵抗となるため、配線抵抗(通常数Ω以
下)に比べれば無視できる値となり、これによる電流の
分岐を考えなくてもよい。
When considered at a high frequency, the capacitance also becomes one of the resistances. Therefore, for example, in the structure in which the first wiring 12 side in FIG. 3A is connected, the spiral wiring 20-dielectric film 5-second wiring 12a. It also becomes necessary to consider the current that flows in the branched portion. However, if the capacitance formed in this portion is set to about several tens of fF to several fF, it becomes a resistance of several hundreds to several tens of kΩ even at 10 GHz. Therefore, it is not necessary to consider the branch of the current due to this.

Claims (13)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 少なくとも基板上にインダクタ素子が形
成されて成る半導体装置であって、 上記インダクタ素子の配線の一端に、誘電膜を介して第
1の配線が接続され、 上記インダクタ素子の配線の途中の箇所に、誘電膜を介
して第2の配線が接続されて成ることを特徴とする半導
体装置。
1. A semiconductor device in which an inductor element is formed on at least a substrate, wherein a first wiring is connected to one end of the wiring of the inductor element via a dielectric film. A semiconductor device, characterized in that a second wiring is connected to an intermediate portion via a dielectric film.
【請求項2】 上記第2の配線として、上記インダクタ
素子の配線の途中のそれぞれ異なる箇所に接続される複
数の配線が設けられていることを特徴とする請求項1に
記載の半導体装置。
2. The semiconductor device according to claim 1, wherein a plurality of wirings are provided as the second wirings, and the wirings are connected to different portions in the middle of the wiring of the inductor element.
【請求項3】 上記インダクタ素子の配線は、上記第1
の配線及び上記第2の配線を構成する配線層より上層の
配線層により構成され、上記第1の配線及び上記第2の
配線の上記インダクタ素子の配線と接続された端と反対
の端に誘電膜を介して第3の配線が接続されて成ること
を特徴とする請求項1に記載の半導体装置。
3. The wiring of the inductor element is the first
Of the first wiring and the second wiring, and a dielectric layer is formed at an end opposite to the end of the first wiring and the second wiring connected to the wiring of the inductor element. The semiconductor device according to claim 1, wherein the third wiring is connected via a film.
【請求項4】 上記インダクタ素子の配線及び上記第3
の配線と、上記第1の配線及び上記第2の配線との接続
が、上記誘電膜とその上の導電膜を介してなされている
ことを特徴とする請求項3に記載の半導体装置。
4. The wiring of the inductor element and the third wiring
4. The semiconductor device according to claim 3, wherein said wiring is connected to said first wiring and said second wiring via said dielectric film and a conductive film thereon.
【請求項5】 上記インダクタ素子の配線がスパイラル
状であることを特徴とする請求項1に記載の半導体装
置。
5. The semiconductor device according to claim 1, wherein the wiring of the inductor element has a spiral shape.
【請求項6】 上記基板上に容量素子が形成され、上記
誘電膜と同じ膜により該容量素子の誘電膜が形成されて
いることを特徴とする請求項1に記載の半導体装置。
6. The semiconductor device according to claim 1, wherein a capacitive element is formed on the substrate, and the dielectric film of the capacitive element is formed of the same film as the dielectric film.
【請求項7】 上記請求項1に記載の半導体装置に対し
て、上記第1の配線或いは上記第2の配線のいずれかの
配線が、上記誘電膜が破壊されることにより上記インダ
クタ素子の配線に電気的に接続されていることを特徴と
する半導体装置。
7. The semiconductor device according to claim 1, wherein any one of the first wiring and the second wiring has a wiring of the inductor element by breaking the dielectric film. A semiconductor device, which is electrically connected to.
【請求項8】 基板上の絶縁膜上にインダクタ素子が形
成された半導体装置を製造する方法であって、 上記絶縁膜上に第1の導電膜を形成する工程と、 上記第1の導電膜上に誘電膜を形成する工程と、 上記誘電膜上に第2の導電膜を形成する工程と、 上記第2の導電膜及びその下の上記誘電膜をそれぞれパ
ターニングする工程と、 上記第1の導電膜をパターニングして、下層の配線を形
成する工程と、 第3の導電膜により、上記下層の配線に直接又は上記第
2の導電膜及びその下の上記誘電膜を介して接続するよ
うに、上層の配線を形成する工程とを有し、 上記上層の配線及び上記下層の配線のうち、いずれか一
方の層の配線により上記インダクタ素子の配線を形成
し、他方の層の配線により上記インダクタ素子の配線の
一端に接続される第1の配線と上記インダクタ素子の配
線の途中に接続される第2の配線とを形成し、 上記第1の配線及び上記第2の配線と上記インダクタ素
子の配線とを、上記第2の導電膜及びその下の上記誘電
膜を介して接続することを特徴とする半導体装置の製造
方法。
8. A method of manufacturing a semiconductor device in which an inductor element is formed on an insulating film on a substrate, comprising the steps of forming a first conductive film on the insulating film, and the first conductive film. Forming a dielectric film on the dielectric film; forming a second conductive film on the dielectric film; patterning the second conductive film and the dielectric film below the conductive film; A step of patterning the conductive film to form a lower wiring, and a third conductive film so as to connect to the lower wiring directly or through the second conductive film and the dielectric film thereunder. Forming a wiring of the inductor element by wiring of one of the upper wiring and the lower wiring, and forming the wiring of the other layer by the wiring of the other layer. Connected to one end of the element wiring A first wiring and a second wiring connected in the middle of the wiring of the inductor element are formed, and the first wiring and the second wiring and the wiring of the inductor element are connected to the second conductive layer. A method of manufacturing a semiconductor device, comprising connecting through a film and the dielectric film below the film.
【請求項9】 上記第2の配線として、上記インダクタ
素子の配線の途中のそれぞれ異なる箇所に接続される複
数の配線を形成することを特徴とする請求項8に記載の
半導体装置の製造方法。
9. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 8, wherein a plurality of wirings connected to different locations in the middle of the wiring of the inductor element are formed as the second wirings.
【請求項10】 上記インダクタ素子の配線を上記上層
の配線により形成し、上記第1の配線及び上記第2の配
線を上記下層の配線により形成し、上記第1の配線及び
上記第2の配線の上記インダクタ素子と接続された端と
反対の端に上記誘電膜及び上記第2の導電膜を介して接
続するように、上記上層の配線により第3の配線を形成
することを特徴とする請求項8に記載の半導体装置の製
造方法。
10. The wiring of the inductor element is formed by the wiring of the upper layer, the first wiring and the second wiring are formed of the wiring of the lower layer, and the first wiring and the second wiring are formed. A third wiring is formed by the upper wiring so as to be connected to the end opposite to the end connected to the inductor element via the dielectric film and the second conductive film. Item 9. A method of manufacturing a semiconductor device according to item 8.
【請求項11】 上記インダクタ素子の配線をスパイラ
ル状とすることを特徴とする請求項8に記載の半導体装
置の製造方法。
11. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 8, wherein the wiring of the inductor element is formed in a spiral shape.
【請求項12】 上記基板上に容量素子を形成し、該容
量素子の誘電膜を上記誘電膜と同時に形成することを特
徴とする請求項8に記載の半導体装置の製造方法。
12. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 8, wherein a capacitive element is formed on the substrate, and a dielectric film of the capacitive element is formed simultaneously with the dielectric film.
【請求項13】 上記上層の配線を形成する工程より後
に、上記第1の配線或いは上記第2の配線のいずれかの
配線に対して、上記誘電膜を破壊して上記インダクタ素
子の配線に電気的に接続させる工程を行うことを特徴と
する請求項8に記載の半導体装置の製造方法。
13. After the step of forming the upper wiring, the dielectric film is destroyed to electrically connect the wiring of the inductor element to the wiring of either the first wiring or the second wiring. 9. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 8, wherein the step of electrically connecting is performed.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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