JP2004523924A - 電子デバイス - Google Patents

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Abstract

【課題】少なくとも1つの能動素子と少なくとも1つのコンデンサとを有する半導体基板を有する改良された集積回路構成が装着された電子部品を有する電子デバイスを提供すること。
【解決手段】本発明は、半導体基板と、能動素子と、キャパシタンス値の高い/低いコンデンサおよび/または抵抗器などの受動素子とを有する集積回路構成を有する電子部品が設けられた電子デバイスに関する。本発明は、さらに、送信機と、受信機と、電子部品と、周辺回路と、電源回路と、フィルタモジュールと、集積回路構成とに関する。
【選択図】図2

Description

【0001】
【発明が属する技術分野】
本発明は、少なくとも1つの能動素子と、半導体基板上に形成されかつ前記能動素子に電気的に接続される少なくとも1つのコンデンサとを有する前記半導体基板を有する集積回路構成を有する電子部品が設けられた電子デバイスに関する。本発明は、さらに、送信機と、受信機と、周辺回路と、電源回路と、フィルタモジュールと、電子部品と、集積回路構成とにも、関する。
【0002】
【従来の技術】
今日、コンデンサネットワークまたはコンデンサ−抵抗器ネットワークは、電子データ処理または移動通信用の膨大なデバイスに使用されている。これらのネットワークは、厚膜技術を使用してセラミック基板上に製造されることが多い。この技術における欠点は、キャパシタンス値の低いコンデンサのみしか実現できないことである。さらなる欠点は、形成するコンデンサの容量値と抵抗器の抵抗値の許容差の範囲が大きくなってしまうことである。さらに、例えばダイオードなどの非能動素子をこれらのネットワークに集積させることができない。
【0003】
コンデンサネットワークまたはコンデンサ−抵抗器ネットワークは、薄膜技術を使用して、集積能動素子を有するSi基板上に形成することもできる。例えば、能動素子と、半導体基板上に存在する絶縁層の上に形成されるコンデンサと抵抗器とを有する半導体基板を有するハイブリッド回路が、米国4,344,223から公知である。この回路内のコンデンサの誘電体は、タンタルの電解酸化を通じて形成されるTaを有する。
【0004】
Taを使用する場合、欠点として、500 pF/mm〜1.5 nF/mmまでの低いキャパシタンス密度しか達成できない。高いキャパシタンス値が達成できれば、並列に接続される多数のコンデンサを有する大規模なコンデンサネットワークを製造できる。
【0005】
【課題を解決するための手段】
従って、本発明の目的は、従来技術の欠点を抑えて、少なくとも1つの能動素子と少なくとも1つのコンデンサとを有する半導体基板を有する改良された集積回路構成が装着された電子部品を有する電子デバイスを提供することである。
【0006】
この目的は、少なくとも1つの能動素子と、半導体基板上に形成されかつ能動素子に電気的に接続される少なくとも1つのコンデンサとを有する前記半導体基板を有する集積回路構成を有する電子部品が設けられた電子デバイスであって、前記コンデンサが、誘電率e> 20の誘電体化合物をその誘電体として有する、電子デバイスによって達成される。
【0007】
コンデンサの誘電体に誘電率e > 20の誘電体化合物を使用することにより、2〜100 nF/mmのキャパシタンス密度を実現することが可能になる。このことは、集積回路構成を有する電子部品を有する電子デバイスの応用範囲を広げることができるという利点を有する。さらに、必要なコンデンサの数を減らすことができるため、関連するデバイスを小型化できる。また、キャパシタンス密度がより高いためにコンデンサの外形寸法も小さくできるため、貴重な半導体材料を節約し、工程コストを下げることができる。
【0008】
コンデンサの誘電体に、請求項2に請求される誘電体化合物を使用することにより、高いキャパシタンス密度を実現することが可能になり、なぜなら、これらの誘電体化合物は、いずれも誘電率eが20より大きいためである。
【0009】
請求項3に定義される薄膜コンデンサの有利な実施例により、コンデンサの誘電体の層厚さdをより小さくし(d < 1 μm)、従ってキャパシタンス密度をより高くすることが可能になる。
【0010】
請求項4に定義されるコンデンサ配置の代替の構成により、電子デバイスに課される必要条件に応じて、幅広いさまざまな用途向けに、回路構成が大きく異なる電子部品を実現することが可能になる。
【0011】
請求項5に定義される回路構成の有利な実施例により、電子部品と、従って電子デバイスの応用範囲を広げることができる。
【0012】
本発明は、さらに、送信機と、受信機と、周辺回路と、電源回路と、フィルタモジュールであって、それぞれが、
集積回路構成を有する電子部品と、
少なくとも1つの能動素子と、半導体基板上に形成されかつ前記能動素子に電気的に接続される少なくとも1つのコンデンサとを有する集積回路構成と
を有し、前記コンデンサが、その誘電体として誘電率e > 20の誘電体化合物を有する、送信機と、受信機と、周辺回路と、電源回路と、フィルタモジュールにも関する。
【0013】
高い容量値を有するコンデンサは、特に低周波数範囲において作動する電子部品および回路(例:周辺回路)に必要である。コンデンサの誘電体に誘電率e> 20の誘電体化合物を使用することにより、2〜100 nF/mm のキャパシタンス密度を実現できる。必要なコンデンサの数を少なくできるため、さらに、関連する電子部品または対応する回路を小型化できる。また、キャパシタンス密度がより高いためにコンデンサの外形寸法も小さくできるため、貴重な半導体材料を節約し、工程コストを下げることができる。
【0014】
本発明について、15個の図と9個の実施例を参照しながら以下に詳しく説明する。
【0015】
【発明を実施するための形態】
本発明における電子デバイスは、例えば、コンピュータ、ラップトップ、PDA(Personal Digital Assistant)など、電子データ処理のためのデバイスである。これに代えて、本発明における電子デバイスは、移動電話などのモバイルデータ伝送デバイスでもよい。
【0016】
移動電話デバイスは、例えば、電源ユニット、ディスプレイデバイス、スピーカ、マイクロホン、入力デバイス、ストレージデバイス、アンテナ、送信機、受信機、周辺回路、フィルタモジュール、電流供給回路を有する。送信機、受信機、周辺回路、フィルタモジュール、電流供給回路は、それぞれ、少なくとも1つの能動素子と、半導体基板上の少なくとも1つのコンデンサとを有する半導体基板を有する集積回路構成を有する電子部品を有する。
【0017】
能動素子は、例えば、ダイオードまたはトランジスタである。ダイオードは、回路構成における過電圧保護としての役割を果たす。ダイオードは、例えば、pnダイオード、ツェナーダイオード、バックツーバック(逆直列)ダイオード(back−to−backdiode)、フロントツーバック(直列)ダイオード(front−to−back diode)、または浮動ダイオードである。
【0018】
トランジスタは、例えば、バイポーラトランジスタまたは電界効果トランジスタ(FET)であり、後者は例えば、接合電界効果トランジスタ(JFET)、Pチャネル金属酸化物半導体電界効果トランジスタ(PMOS−FET)、Nチャネル金属酸化物半導体電界効果トランジスタ(NMOS−FET)、相補型金属酸化物半導体電界効果トランジスタ(CMOS−FET)などである。
【0019】
誘電体に誘電率eが20より大きい誘電体化合物を有するコンデンサを、以降、大型コンデンサと呼ぶ。誘電体に誘電率eが20より小さい誘電体化合物を有するコンデンサを、以降、小型コンデンサと呼ぶ。
【0020】
図1は、ダイオードと1つのコンデンサのネットワークを有する回路構成の一部を示す。図1は、pnダイオードと大型コンデンサを有する半導体基板1の線図的な横断面図である。半導体基板1は、例えば、第一ドーピング濃度n1の第一ドーピング型のドーパントを用いたSiか、またはIII/V半導体、例えば、第一ドーピング濃度n1の第一ドーピング型のドーパントを用いたGaAs、または第一ドーピング濃度n1の第一ドーピング型のドーパントを用いたSiC半導体、第一ドーピング濃度n1の第一ドーピング型のドーパントを用いたSiGe半導体を有する。半導体基板1には、第一半導体領域2が存在し、この領域は、第二ドーピング濃度n2の第一ドーピング型のドーパントを用いたSiか、またはIII/V半導体、例えば、第二ドーピング濃度n2の第一ドーピング型のドーパントを用いたGaAs、第二ドーピング濃度n2の第一ドーピング型のドーパントを用いたSiC半導体を有する。第一半導体領域2におけるドーピング濃度n2は、半導体基板1におけるドーピング濃度n1より小さい。第一半導体領域2には、より小さい第二の半導体領域3が存在し、この領域3は、第三ドーピング濃度n3の第二ドーピング型のドーパントを用いたSiか、またはIII/V半導体、例えば、第三ドーピング濃度n3の第二ドーピング型のドーパントを用いたGaAs、第三ドーピング濃度n3の第二ドーピング型のドーパントを用いたSiCを有する。第一ドーピング型のドーパントは、例えば、B、Al、またはGaでよく、第二ドーピング型のドーパントは、例えば、P、As、またはSbでよい。第一半導体領域2と第二半導体領域3は、合わせてpnダイオードを形成する。
【0021】
半導体基板1の上には、例えばSiO、または例えばホウ素酸化物またはリン酸化物などのドーピング酸化物によってドーピングされたSiO、またはSiN(H)を有する絶縁層4が形成される。絶縁層4の上には、障壁層5が存在し、この障壁層は、SiN(H)、SiO、TiO、Al、HfO、MgO、ZrO、またはこれらの材料の組合せから成る。第一導電層6は、障壁層5の上に形成され、大型コンデンサの第一電極を形成するように構造化される。この第一導電層6は、例えば、Pt(層の厚さ50nm〜1 μm)、Ti(層の厚さ1〜50 nm)/Pt(層の厚さ20〜600 nm)、Ti(層の厚さ1〜50 nm)/Pt(層の厚さ20〜600 nm)/Ti(層の厚さ1〜20nm)、Ta1−x−ySi/Ru (0≦x≦1, 0≦y≦1)、Ti1−x/Ir (0≦x≦1)、Ti1−x/ Pt (0≦x≦1)、Ti1−x/Ru (0≦x≦1)、Ta1−x/Ir (0≦x≦1)、Ta1−x/Pt (0≦x≦1)、Ta1−x/ Ru (0≦x≦1)、Ti1−x−yAl/Pt(0≦x≦1, 0≦y≦1)、Ti1−x− AlSi/Ru (0≦x≦1, 0≦y≦1)、Ti1−x−yAlSi/Ir(0≦x≦1, 0≦y≦1)、W、Ni、Mo、Au、Cu、Ti/Pt/Al、Ti/Ag、Ti/Ag/Ti、Ti/Ag/Ir、Ti/Ir、Ti/Pd、Ti/Ag1−xPt(0≦x≦1)、Ti/Ag1−xPd (0≦x≦1)、Ag1−xPt(0≦x≦1)、Ti/Pt1−xAl (0≦x≦1)、Pt1−xAl(0≦x≦1)、Ti/Ag/Pt1−xAl (0≦x≦1)、Ti/Ag/Ru、Ru、Ru/RuO、Ti/Ru、Ti/Ir、Ti/Ir/IrO、Ir/IrO/Pt、Ti/Ru/RuPt1−x(0≦x≦1)、Ti/Ag/Ir/IrO (0≦x≦2)、Ti/Ag/Ru/RuO (0≦x≦2)、Ti/Ag/Ru/RuPt1−x(0≦x≦1)、Ti/Ag/Ru/RuPt1−x/RuO (0≦x≦1, 0≦y≦2)、Ti/Ag/Ru/RuO/RuPt1−y(0≦x≦2, 0≦y≦1)、Ti/Ag/RuPt1−x (0≦x≦1)、Ti/Ag/PtAl1−x(0≦x≦1)、PtAl1−x/Ag/PtAl1−y (0≦x≦1,0≦y≦1)、Ti/Ag/Pt(RhO1−y (0≦x≦2, 0≦y≦1)、Ti/Ag/Rh/RhO(0≦x≦2)、Rh、Rh/RhO、Ti/Ag/PtRh1−x (0≦x≦1)、Ti/Ag/Pt(RhO1−y/PtRh −z(0≦x≦2, 0≦y≦1, 0≦z≦1)、Ti/AgPt1−x/Ir (0≦x≦1)、Ti/AgPt1−x/Ir/IrO(0≦x≦1, 0≦y≦2)、Ti/AgPt1−x/PtAl1−y(0≦x≦1, 0≦y≦1)、Ti/AgPt1−x/Ru (0≦x≦1)、Ti/AgPt1−x/Ru/RuO(0≦x≦1, 0≦y≦2)、Ti/Ag/Cr、Ti/Ag/Ti/ITO、Ti/Ag/Cr/ITO、Ti/Ag/ITO、Ti/Ni/ITO、Ti/Rh、Ti/Rh/RhO、Ti/Ni/Al/ITO、Ti/Ni、Ti/W/Ti、WTi1−x(0≦x≦1)、WTi1−x/Al(Cu) (0≦x≦1)、WTi1−x/Al(Si)(0≦x≦1)、WTi1−x/Al (0≦x≦1)、Al、CuによってドーピングされたAl、SiによってドーピングされたAl、NiCrAl/Al(0≦x≦1, 0≦y≦1, 0≦z≦1)、NiCrAl/CuによってドーピングされたAl(0≦x≦1, 0≦y≦1, 0≦z≦1)、NiCrAl/SiによってドーピングされたAl(0≦x≦1, 0≦y≦1, 0≦z≦1)、β−Ta/Al、Ti/Cuを有する。第一誘電層7は、第一導電層6の上と、障壁層5の上の領域のうち第一導電層6によって覆われない領域とに存在する。第一誘電層7は、誘電率e> 20を有する誘電体化合物を有する。第一誘電層に使用される材料は、例えば、ドーパントLaおよび/またはMnおよび/またはNbを使用するかまたは使用せず、かつ余分な鉛を使用するかまたは使用しないPbZrTi1−x (0≦x≦1)、ドーパントLaおよび/またはMnおよび/またはNbを使用するかまたは使用せず、かつ余分な鉛を使用するかまたは使用しないPbZrTi1−x(0≦x≦1)とPbZrTi1−x(0≦x≦1)との層パッケージ(layer package)、ドーパントを使用するかまたは使用せず、かつ余分な鉛を使用するかまたは使用しないPbZrTi1−x(0≦x≦1)と、ドーパントを使用するかまたは使用しない[PbMg1/3Nb2/3−[PbTiO1−x(0≦x≦1)との層パッケージ、ドーパントを使用するかまたは使用しないBa1−xSrTiO(0≦x≦1)、添加物VO(1≦x≦2.5)および/またはSiOを使用するかまたは使用しないBa1−xSrTiO(0≦x≦1)、[Ba1−xSrTiO]−Pb1−yCa
TiO(0≦x≦1, 0≦y≦1)、ドーパントを使用するかまたは使用しないBa1−xSrZrTi1−y(0≦x≦1, 0≦y≦1)、余分な鉛を使用するかまたは使用しないBa1−xPbTiO(0≦x≦1)、Ba1−xCaTiO (0≦x≦1)、ドーパントを使用するかまたは使用しないSrZrTi1−x(0≦x≦1)、[PbMg1/3Nb2/3−[PbTiO1−x(0≦x≦1)、ドーパントを使用するかまたは使用せず、かつ余分な鉛を使用するかまたは使用しない(Pb,Ba,Sr)(Mg1/3Nb2/3Ti(Zn1/3Nb2/31−x−y(0≦x≦1, 0≦y≦1)、Pb −xCaTiO (0≦x≦1)、余分なNaを使用するかまたは使用しない(Ba1−x+y/8Srx+y/8Na1−yNb15(0≦x≦1, 0≦y≦1)、余分なKを使用するかまたは使用しない(Ba1−x+y/8Srx+y/81−yNb15 (0≦x≦1, 0≦y≦1)、(Ba1−xSr1−3ySENb15(0≦x≦1, 0≦y≦1, SE = 希土類金属グループからのイオン)、SrBaTiNb30、(Ta−(Al1−x
(0≦x≦1)、(Ta−(TiO1−x
(0≦x≦1)、(Ta−(Nb1−x
(0≦x≦1)、(Ta−(SiO1−x
(0≦x≦1)、(Ta−(ZrO1−x
(0≦x≦1)、TiO、Nb Zr(Sn,Ti)O、VO(1≦x≦2.5)および/またはCuOドーパントを使用するかまたは使用しないBiNbO(Bi2−xZn)(Nb2−yZn)O,、Bi(Zn1/3Nb2/3
PbTiOおよび/またはPbMg1/3Nb2/3を有する以下の化合物、すなわち
a) PbMg1/21/2
b) PbFe1/2Nb1/2
c) PbFe2/31/3
d) PbNi1/3Nb2/3
e) PbZn1/3Nb2/3
f) PbSc1/2Ta1/2
および化合物a)〜f)の組合せ、
CaOZnO(Nb (x =0.01〜0.05, y = 0.43〜0.55, z = 0.44〜0.52)、(BaTiO0.18 0.27
+ (Nd0.316 0.355 + (TiO0.276 0.355+(Bi0.025 0.081 + x ZnO、CaTiO
+ CaTiSiO、(Sr,Ca)(Ti,Zr)O、(Sr,Ca,M)(Ti,Zr)O
(M = MgまたはZn)、(Sr,Ca,Mg,Zn)(Ti,Zr,Si)O、(Sr,Ca,Cu,Mn,Pb)TiO
+Bi、BaO−TiO−Nd−Nb、添加物SiOまたはMnO、PbOを有する(Bi(Nb1−x、(Ba,Ca)TiO+ Nb, Co、MnO、BaO−PbO−Nd−TiO、Ba(Zn,Ta)O、BaZrO、BaTi20、Mnドーピング処理を使用するかまたは使用しないBaTi9−xZr20(0≦x≦1)、BaTi11、BaTi、CaSmTi(0≦x≦1, 0.5≦y≦1, 0≦z≦1, 0≦n≦1)、[Bi(NiNb)O1−x−(Bi(ZnNb2(1+d)y3+6y+5yd(0≦x≦1, 0.5≦y≦1.5, −0.05≦d≦0.05)、CaZrO、NdTi、PbNb4/5x((Zr0.6Sn0.41−yTi1−x(0≦x≦0.9, 0≦y≦1)である。第一誘電層7の上には、第二導電層10が存在し、この層は、例えば、β−Ta/Al、β−Ta/SiによってドーピングされたAl、β−Ta/CuによってドーピングされたAl、WTi1−x(0≦x≦1)、WTi1−x/Al(Cu)(0≦x≦1)、WTi1−x/Al(Si) (0≦x≦1)、WTi1−x/Al(0≦x≦1)、Al、CuによってドーピングされたAl、SiによってドーピングされたAl、NiCrAl/Al(0≦x≦1, 0≦y≦1, 0≦z≦1)、NiCrAl/CuによってドーピングされたAl(0≦x≦1, 0≦y≦1, 0≦z≦1)、NiCrAl/SiによってドーピングされたAl(0≦x≦1, 0≦y≦1, 0≦z≦1)、Ti/Cu、Pt(層厚さ50 nm〜1μm)、Ti(層厚さ1〜50 nm)/Pt(層厚さ20〜600 nm)、Ti(層厚さ1〜50nm)/Pt(層厚さ20〜600 nm)/Ti(層厚さ1〜20 nm)、Ta/Pt、Ti1−x/Pt (0≦x≦1)、Ti1−x/Ru(0≦x≦1)、Ti1−x/Ir (0≦x≦1)、Ta/Pt、Ta1−x−ySi/Ir(0≦x≦1, 0≦y≦1)、Ta1−x−ySi/Pt(0≦x≦1, 0≦y≦1)、Ta1−x−ySi/Ru (0≦x≦1, 0≦y≦1)、Ti1−x/Ir(0≦x≦1)、Ti1−x/ Pt (0≦x≦1)、Ti1−x/Ru(0≦x≦1)、a1−x/Ir (0≦x≦1)、Ta1−x/Pt (0≦x≦1)、Ta1−x/ Ru (0≦x≦1)、Ti1−x−yAl/Pt(0≦x≦1, 0≦y≦1)、Ti1−x−yAlSi/Ru (0≦x≦1, 0≦y≦1)、Ti1−x−yAlSi/Ir(0≦x≦1, 0≦y≦1)、Ir/IrO2,/Pt、W、Ni、Mo、Au、Cu、Ti/Pt/Al、Ti/Ag、Ti/Ag/Ti、Ti/Ag/Ir、Ti/Ir、Ti/Pd、Ti/Ag1−xPt(0≦x≦1)、Ti/Ag1−xPd (0≦x≦1)、Ag1−xPt(0≦x≦1)、Ti/Pt1−xAl (0≦x≦1)、Pt1−xAl(0≦x≦1)、Ti/Ag/Pt1−xAl (0≦x≦1)、Ti/Ag/Ru、Ru、Ru/RuO、Ti/Ru、Ti/Ir、Ti/Ir/IrO、Ti/Ru/RuPt1−x(0≦x≦1)、Ti/Ag/Ir/IrO (0≦x≦2)、Ti/Ag/Ru/RuO (0≦x≦2)、Ti/Ag/Ru/RuPt1−x(0≦x≦1)、Ti/Ag/Ru/RuPt1−x/RuO (0≦x≦1, 0≦y≦2)、Ti/Ag/Ru/RuO/RuPt1−y(0≦x≦2, 0≦y≦1)、Ti/Ag/RuPt1−x (0≦x≦1)、Ti/Ag/PtAl1−x
(0≦x≦1)、PtAl1−x/Ag/PtAl1−y (0≦x≦1,0≦y≦1)、Ti/Ag/Pt(RhO1−y (0≦x≦2, 0≦y≦1)、Ti/Ag/Rh/RhO(0≦x≦2)、Rh、Rh/RhO、Ti/Ag/PtRh1−x (0≦x≦1)、Ti/Ag/Pt(RhO1−yPtRh1−z
(0≦x≦2, 0≦y≦1, 0≦z≦1)、Ti/AgPt1−x/Ir (0≦x≦1)、Ti/AgPt1−x/Ir/IrO(0≦x≦1, 0≦y≦2)、Ti/AgPt1−x/PtAl1−y(0≦x≦1, 0≦y≦1)、Ti/AgPt1−x/Ru (0≦x≦1)、Ti/AgPt1−x/Ru/RuO(0≦x≦1, 0≦y≦2)、Ti/Ag/Cr、Ti/Ag/Ti/ITO、Ti/Ag/Cr/ITO、Ti/Ag/ITO、Ti/Ni/ITO、Ti/Rh、Ti/Rh/RhO、Ti/Ni/Al/ITO、Ti/Ni、Ti/W/Tiである。第二導電層10は、大型コンデンサの第二電極を形成するように構造化される。第一誘電層7は、第一導電層6と第二導電層10の間の領域に、大型コンデンサの誘電体を形成する。保護層11は、例えば有機材料または無機材料または無機材料の組合せ、または有機材料と無機材料の組合せから成り、回路構成全体の上に形成される。使用される有機材料は、例えば、ポリベンゾシクロブテンまたはポリイミドであり、無機材料は、例えば、SiN(H)、またはSiO、Si(0≦x≦1, 0≦y≦1, 0≦z≦1)である。保護層11は、回路構成の入力12と出力13を定義する開口を有する。pnダイオードの第二半導体領域3は、回路構成の入力12と第二導電層10とに、第一電流供給リード8を介して電気的に接続されている。第一導電層6は、回路構成の出力13に第二電流供給リード9を介して電気的に接続されることが望ましい。第一電流供給リード8と第二電流供給リード9は、第二導電層10と同じ材料を有することが望ましい。
【0022】
これに代えて、直列コンデンサを製造できる。この目的のため、第一導電層に電流供給リード9が接触しない。この場合には、電流供給リード9は、出力13に直接接続される。
【0023】
図2は、ダイオードとコンデンサ−抵抗器ネットワークとを有する回路構成を有する、本発明の1つの可能な実施例の一部を示す。図2は、pnダイオードと、大型コンデンサと、抵抗器とを有する半導体基板1の線図的な横断面図である。この目的のために、この電子部品は、第一誘電層7の上に形成される抵抗層14をさらに有する。この抵抗層14は、例えば、β−Ta、またはTa(0≦x≦1,0≦y≦1)、ポリSi、NiCr(0≦x≦1, 0≦y≦1)、NiCrAl(0≦x≦1,0≦y≦1, 0≦z≦1)、Ti(0≦x≦1, 0≦y≦1, 0≦z≦1)、SiCr(0≦x≦1, 0≦y≦1, 0≦z≦1)、SiCr(0≦x≦1,0≦y≦1, 0≦z≦1)、Ti(0≦x≦1, 0≦y≦1)、Ta1−x−ySi(0≦x≦1,0≦y≦1)、Ti1−x−yAl (0≦x≦1, 0≦y≦1)、Ti1−x(0≦x≦1)、CuNi(0≦x≦1,0≦y≦1)を有する。第二導電層10の領域においては、第二導電層10と抵抗層14が大型コンデンサの第二電極を形成する。さらに、抵抗層14は、第一電流供給リード8と第二電流供給リード9の領域にも形成され、従って回路構成の個々の要素を電気的に接触させる役割を果たす。この実施例においては、pnダイオードの第二半導体領域3は、回路構成の入力12と抵抗器とに、第一電流供給リード8と抵抗層14とを介して電気的に接続される。
【0024】
図3は、ダイオードとコンデンサ−抵抗器ネットワークとを有する回路構成を有する、本発明のさらなる実施例の一部を示す。図3も、pnダイオードと、大型コンデンサと、抵抗器とを有する半導体基板1の線図的な横断面図である。図1の実施例と対照的に、この実施例における抵抗層14は、抵抗器を存在させる領域にのみ形成されるように構造化される。この実施例においては、抵抗層14、従って抵抗器は、回路構成の入力12とpnダイオードの第二半導体領域3とに、第一電流供給リード8を介して電気的に接続される。さらに、抵抗層14は、回路構成の出力13と第二導電層10とに電気的に接続される。第一導電層6は、保護層11におけるさらなる開口によって定義されるアース端子15と、半導体基板1とに、第二電流供給リード9を介して電気的に接続される。
【0025】
図4は、ダイオードとコンデンサ−抵抗器ネットワークとを有する回路構成を有する本発明のさらなる可能な実施例を示す。図4は、pnダイオードと、大型コンデンサと、抵抗器とを有する半導体基板1の線図的な横断面図である。図3に示されている実施例と対照的に、抵抗層14が、抵抗器が存在する領域のみならず、第一電流供給リード8の領域と、第二電流供給リード9の領域と、第一誘電層7と第二導電層10の間にも存在する。第二導電層10の領域においては、この抵抗層14は第二導電層10と共に大型コンデンサの第二電極を形成する。さらに、抵抗層14は、第一電流供給リード8と第二電流供給リード9の領域にも形成され、従って、回路構成の個々の要素を電気的に接触させる役割も果たす。
【0026】
図5は、ダイオードとコンデンサ−抵抗器ネットワークとを有する回路構成を有する本発明のさらなる可能な実施例を示す。図5は、pnダイオードと、大型コンデンサと、抵抗器と、さらに小型コンデンサとを有する半導体基板1の線図的な横断面図である。この目的のため、この電子部品は、図4の実施例に示されている要素に加えて、第三導電層16を有し、この第三導電層は、保護層11に埋め込まれている。第三導電層16は、第二導電層10と、この2つの導電層10、16の間に存在する保護層11の材料と共に小型コンデンサを形成するように、構造化される。この実施例においては、保護層11は、例えば、SiOまたはSiN(H)、またはこれらの材料の組合せなど、無機材料のみを有する。小型コンデンサのキャパシタンス密度は、これらの材料の低誘電率eによって定義され、従って、大型コンデンサのキャパシタンス密度より低い。この実施例においては、出力13は、第三導電層16に接続される。
【0027】
これに代えて、小型コンデンサの誘電体は、個別の誘電層によって形成してもよく、この誘電層は、例えば、Al、Ta、(Ta−(Al1−x
(0≦x≦1)、(Ta−(TiO1−x
(0≦x≦1)、(Ta−(Nb1−x
(0≦x≦1)、(Ta−(SiO1−x
(0≦x≦1)、またはTiOを有する。この個別の誘電体の上に、第三導電層16が形成され、この導電層は、例えば、Al、SiによってドーピングされたAl、CuによってドーピングされたAl、WTi1−x/Al(Cu)(0≦x≦1)、WTi1−x/Al(Si) (0≦x≦1)、WTi1−x/Al(0≦x≦1)、NiCrAl/Al (0≦x≦1, 0≦y≦1, 0≦z≦1)、NiCrAl/CuによってドーピングされたAl(0≦x≦1,0≦y≦1, 0≦z≦1)、NiCrAl/SiによってドーピングされたAl(0≦x≦1,0≦y≦1, 0≦z≦1)、またはTi/Cuを有する。保護層11は、第三導電層16と、第三導電層16によって覆われない個別の誘電層の領域の上とに形成される。
【0028】
図6は、ダイオードとコンデンサ−抵抗器ネットワークとを有する回路構成を有する本発明の別の可能な実施例の一部を示す。図6は、pnダイオードと、大型コンデンサと、抵抗器と、小型コンデンサとを有する半導体基板1の線図的な横断面図である。この電子部品も、第一半導体領域2と第二半導体領域3とを有する半導体基板1を有する。絶縁層4には、いくつかの領域が中に存在する。絶縁層4が半導体基板1の上に存在しない領域に、望ましくはSiOから成る薄い酸化物層21が存在する。例えばSiN(H)を有する第二誘電層17は、絶縁層4と酸化物層21の上に存在する。第四導電層18は、第二誘電層17の上のいくつかの領域に存在する。第四導電層18の材料は、特定の抵抗を示し、例えばTaを有する。第四導電層18は、いくつかの領域においては抵抗器として機能し、他の領域においては小型コンデンサの第二電極として機能する。反応防止層20は、例えばSiN(H)またはSiOから成り、第四導電層18の上に形成される。障壁層5は、反応防止層20の上といくつかの第二誘電層17の上に存在する。第一導電層6は、障壁層5の上の一部の領域に形成される。第一誘電層7は、第一導電層6の上と、障壁層5の上の領域のうちこの第一導電層6によって覆われない領域に存在する。第二導電層10は、第一誘電層7の一部の領域の上に形成される。保護層11は、回路構成全体の上に形成される。ダイオードの第二半導体領域3は、回路構成の入力12と、抵抗器として機能する第四導電層18の領域とに、第一電流供給リード8を介して電気的に接続される。この抵抗器は、第二導電層10に電気的にさらに接続される。別の領域においては、第四導電層18は、小型コンデンサの第二電極を形成する。小型コンデンサそれぞれの第一電極は、半導体基板1によって形成され、導電層18と半導体基板1の間に存在する酸化物層21と第二誘電層17の領域が、小型コンデンサの誘電体を形成する。大型コンデンサの第一導電層6は、回路構成の出力13に第二電流供給リード9を介して電気的に接続される。半導体基板1は、回路構成のアース端子15に電流供給リード19を介して電気的に接続される。
【0029】
これに代えて、第二誘電層17を、絶縁層によって覆われない半導体基板1の領域の上に直接形成できる。
【0030】
図7は、ダイオードとコンデンサ−抵抗器ネットワークとを有する回路構成を有する本発明の別の可能な実施例の一部を示す。図7は、pnダイオードと、大型コンデンサと、抵抗器と、さらなる小型コンデンサとを有する半導体基板1の線図的な横断面図である。図6に示されている実施例と対照的に、この実施例における第四導電層18は、小型コンデンサの第二電極として機能し、抵抗器は、第一誘電層7の上に形成される個別の抵抗層14によって形成される。この実施例における第四導電層18は、例えば多結晶シリコンなど抵抗がそれほど大きくない材料を有する。この実施例においては、抵抗層14は、回路構成12の入力に電流供給リード8を介して電気的に接続される。第一接続線22は、第二導電層10と同じ材料を有することが望ましく、pnダイオードの第二半導体領域3に抵抗層14を接続する。図7には示されていないが、抵抗層14とpnダイオードの第二半導体領域3は、第一接続線22を介して第二導電層10に接続される。第四導電層18は、第二導電層10と電気的に接触する。この実施例においては、さらに、抵抗層14は、各抵抗器を形成する領域のみならず、第一電流供給リード8と、第一接続線22と、第二導電層10と、第二電流供給リード9と、第三電流供給リード19の各領域にも蒸着される。これらの位置においては、抵抗層14は、回路構成の個々の要素を電気的に接触させる役割を果たす。
【0031】
これに代えて、第二誘電層17は、絶縁層によって覆われない半導体基板1の領域の上に直接形成してもよい。さらに、抵抗器を存在させる領域のみに抵抗層14を存在させることも可能である。
【0032】
図8は、ダイオードとコンデンサ−抵抗器ネットワークとを有する回路構成を有する本発明の別の可能な実施例の一部を示す。図8は、pnダイオードと、大型コンデンサと、抵抗器と、小型コンデンサとを有する半導体基板1の線図的な横断面図である。図7に示されている実施例と対照的に、さらなるコンデンサの第二電極は、個別に蒸着される第四導電層18によって形成されるのではなく、適切に構造化される第二導電層10によって形成される。
【0033】
これに代えて、第二誘電層17を、絶縁層によって覆われない半導体基板1の領域の上に直接形成してもよい。さらに、後から抵抗器を形成する領域のみに抵抗層14を存在させることも可能である。すべての実施例においては、大型コンデンサおよび/または小型コンデンサは、多積層コンデンサである。
【0034】
図9は、少なくともダイオードDと、抵抗器Rと、大型コンデンサCとを有するネットワークの、1つの可能な回路構成を示す。抵抗器RとコンデンサCは、入力12と出力13の間に存在する。この回路構成においては、抵抗器は入力12に接続され、コンデンサCは出力13に接続される。ダイオードDは、入力12とアースの間に存在する。nについて、
Figure 2004523924
があてはまる。
【0035】
図10は、少なくともダイオードDと、抵抗器Rと、大型コンデンサCとを有するネットワークの、さらなる可能な回路構成を示す。この実施例においては、ダイオードDは、抵抗器RとコンデンサCの間に接続される。ダイオードDの第二端子は、アースに接続される。nについて、
Figure 2004523924
があてはまる。
【0036】
図11は、少なくともダイオードDと、抵抗器Rと、大型コンデンサCのネットワークの、さらなる可能な回路構成を示す。抵抗器Rは、入力12と出力13の間に接続される。ダイオードDは、入力12とアースの間に接続される。コンデンサCの第一端子は、抵抗器Rと出力13の間に接続される。コンデンサCの第二端子は、アース端子15に接続される。nについて、
Figure 2004523924
があてはまる。
【0037】
図12は、少なくともダイオードDと、抵抗器Rと、大型コンデンサCと、小型コンデンサCとを有するネットワークの、1つの可能な回路構成を示す。抵抗器Rと大型コンデンサCは、回路構成の入力12と出力13の間に接続される。抵抗器Rは、入力12に接続され、コンデンサCは出力13に接続される。ダイオードDは、入力12とアースの間に存在する。小型コンデンサCの第一端子は、抵抗器Rと大型コンデンサCの間に存在する。小型コンデンサCの第二端子は、アース端子15に接続される。nについて、
Figure 2004523924
があてはまる。
【0038】
これに代えて、小型コンデンサCを、抵抗器Rと出力13の間に接続してもよい。その場合には、大型コンデンサCの第一端子は、抵抗器Rと小型コンデンサCの間に接続され、第二端子は、アース端子15に接続される。
【0039】
図13は、少なくともダイオードDと、抵抗器Rと、コンデンサCと、小型コンデンサCとを有するネットワークの、さらなる可能な回路構成を示す。抵抗器Rと小型コンデンサCは、回路構成の入力12と出力13の間に接続される。この回路構成においては、抵抗器Rは入力12に接続され、小型コンデンサCは出力13に接続される。ダイオードDは、抵抗器Rとアースの間に存在する。大型コンデンサCの第一端子は、抵抗器Rと小型コンデンサCの間に存在する。大型コンデンサCの第二端子は、アース端子15に接続される。nについて、
Figure 2004523924
があてはまる。
【0040】
これに代えて、ダイオードとコンデンサ−抵抗器ネットワークとを有する回路構成は、個々の要素の数が異なっていてよい。従って、例えば、大型コンデンサの総数が、ダイオードの総数と抵抗器の総数より少なくてもよい。さらに、回路構成は、ダイオード、大型コンデンサ、小型コンデンサ、抵抗器のさまざまな組合せをさまざまな配置で有してよい。
【0041】
図14は、トランジスタQと、抵抗器Rおよび大型コンデンサCのネットワークとを有する可能な回路構成を示す。この回路構成においては、入力12は、トランジスタQ1のベースにコンデンサC1を介して接続される。出力13は、トランジスタQ1のコレクタに接続される。トランジスタQ1のエミッタとアース端子15の間には、抵抗器R2と並列のコンデンサC2とが存在する。アース端子15は、Q1のコレクタに、2個の直列の抵抗器R3およびR4と、さらなる抵抗器R1と、電力入力端子VCCとを介して接続される。
【0042】
図15は、電界効果トランジスタ(FET)と、抵抗器Rおよび大型コンデンサCのネットワークとを有する可能な回路構成を示す。入力12は、FETM1のゲートにコンデンサC4を介して接続されている。FET M1のソースは、アース端子15に接続される。出力13は、FET M1のドレインにコンデンサC3を介して接続される。さらに、供給電圧源VDDが設けられ、その片側が抵抗器R5を介してFETM1のドレイン電極に接続され、他方の側がコンデンサC5を介してアース端子15に接続される。FET M1のゲートは、供給電圧源VDDに抵抗器R6を介して接続される。
【0043】
これに代えて、回路構成は、大型コンデンサのネットワークか、または抵抗器と大型コンデンサと小型コンデンサのネットワークを有してもよい。
【0044】
ダイオードと大型コンデンサを有する回路構成の製造においては、最初にダイオードを製造する。pnダイオードを製造する目的で、最初に、第一ドーピング濃度n1の第一ドーピング型のドーパントを有する半導体基板1に、第二ドーピング濃度n2の第一ドーピング型のドーパントを有するエピタキシャルシリコン層をコーティングする。第二ドーピング濃度n2は、第一ドーピング濃度n1より小さい、等しい、または大きくてよい。エピタキシャルシリコン層の上に、SiOの薄い酸化物層を形成し、第一半導体領域2を存在させる領域にこの酸化物層が残るように構造化する。第一ドーピング型のドーパントの原子を、酸化物層によって覆われないエピタキシャルシリコン層の領域に注入して拡散させ、これにより、ドーピング濃度n2の第一ドーピング型のドーパントを有する第一半導体領域2を有する、第一ドーピング濃度n1の第一ドーピング型のドーパントを有する半導体基板1を形成する。拡散過程において形成される酸化物層に、第一半導体領域2までの開口を形成する。これは、リソグラフ構造化プロセスおよび/またはウエット化学エッチングプロセスによって行うことができる。ドーピング濃度n3の第二ドーピング型のドーパントを有する、より小さい第二半導体領域3が、第一半導体領域2それぞれに形成されるように、第二ドーピング型のドーパントの原子を露出している第一半導体領域2に注入して拡散させる。この拡散過程においては、開口の中にSiOの層を成長させ、この層は、半導体基板1の上にすでに存在する酸化物層と共に絶縁層4を形成する。障壁層5を、望ましくはスパッタリング過程において絶縁層4の上に形成する。障壁層5の上に第一導電層6を蒸着し、この層が大型コンデンサの第一電極を形成するように、例えば反応性イオンエッチングによって構造化する。このアセンブリの上に、第一誘電層7を、例えばスピニング過程によって形成する。第一誘電層7に、それぞれ大型コンデンサの第一電極を形成する第一導電層6の領域まで、ウェット化学エッチングプロセスまたはドライエッチングプロセスによって開口をエッチングする。さらに、第二半導体領域3まで開口をエッチングする。この目的のために、第一誘電層7、障壁層5、絶縁層4を貫いて延びる開口を形成する。第二導電層10を第一誘電層7の上に蒸着し、大型コンデンサの第二電極としてと、回路構成の個々の要素の間の接続線として機能するように構造化する。望ましくは、同じ材料を開口内に蒸着することにより、第一電流供給リード8と第二電流供給リード9を形成する。これは、代わりに、第二導電層の蒸着との組み合わせによって行ってもよい。保護層11を、例えば気相における蒸着またはスピニング過程を通じて、アセンブリ全体の上に形成する。回路の入力12と出力13を定義する開口を、ウェット化学エッチングプロセスまたはドライエッチングプロセスによって保護層11にエッチングする。入力12と出力13の電気的な接触のために、例えばNiV/Cu/Pb1−xSn
(0≦x≦1)のバンプ接点を成長させる。
【0045】
直列コンデンサの製造において、小さい開口を第一導電層6までエッチングする。
【0046】
ダイオードと、抵抗器と、大型コンデンサとを有する回路構成を製造する目的で、第二導電層10を蒸着する前に、抵抗層14を第一誘電層7の上と開口内に蒸着する。抵抗層14は、抵抗器を形成するように構造化する。抵抗層14は、導電層10の領域においては、第二導電層10と共に大型コンデンサの第二電極を形成するように、構造化する。第二導電層10は、この第一電流供給リード8とこの第二電流供給リード9の領域においては、個々の要素と入力12および出力13を電気的に接触させる役割も果たす。
【0047】
これに代えて、抵抗器を形成する位置にのみ第一誘電層7の上に抵抗層14が残るように、第二導電層10の蒸着の前に、リソグラフプロセスまたはウェット化学エッチングプロセスによって、抵抗層14を構造化してもよい。さらなる代替の実施例においては、第二導電層10を最初に形成して構造化する。次いで、導電層10の上に抵抗層14を蒸着して構造化する。
【0048】
大型コンデンサをアースに接続する場合には、第一導電層6と第二半導体領域3までの開口に加えて、半導体基板1までの開口をエッチングし、この開口に導電材料を満たす。さらに、入力12と出力13に加えて、さらなる開口を保護層11にエッチングする。この開口は、回路構成のアース接続15を定義する。電流供給リード9それぞれは、大型コンデンサの第一電極をアース端子15に接続する。
【0049】
ダイオード、抵抗器、大型コンデンサ、および小型コンデンサを有する回路構成を製造する目的で、適切な構造の第三導電層16を、保護層11に埋め込む。この目的のため、保護層11の材料の第一部分のみを、最初にアセンブリ全体の上に蒸着する。この部分の上に第三導電層16を蒸着し、これが小型コンデンサの第二電極として機能するように構造化する。次いで、このアセンブリの上に保護層11の残りの材料を蒸着する。これに代えて、保護層11の材料の第一部分の代わりに、個別の誘電層を蒸着して、この誘電層の上に第三導電層を蒸着してもよい。次いで、アセンブリ全体の上に保護層11を蒸着する。
【0050】
ダイオードと、抵抗器と、大型コンデンサと、小型コンデンサとを有する回路構成を製造するための別の可能な方法においては、半導体基板1にダイオードを製造した後に、絶縁層4に半導体基板1まで開口をエッチングする。別の開口を、半導体領域3までエッチングしてもよい。これらの開口内に熱プロセスによって絶縁層4を再び成長させ、その層厚さは、残りの絶縁層4の層厚さより小さい。アセンブリ全体の上に第二誘電層17を蒸着する。特定の抵抗値を有する第四導電層18を、この第二誘電層17の上に蒸着し、導電層18が、元は半導体基板まで達していた開口の領域内と、抵抗器を形成する領域とに残ったままになるように構造化する。抵抗値を有するこの第四導電層18の上に反応防止層20を形成する。この構造全体の上に障壁層5を形成する。障壁層5の上に第一導電層6を形成し、前述されている回路構成の実施例に従って構造化する。このアセンブリ全体の上に第一誘電層7を形成する。ウェット化学またはドライエッチングプロセスにより、第一誘電層7に第一導電層6までの開口をエッチングする。さらに、第二半導体領域3までと、抵抗値を有する第四導電層18までと、半導体基板1まで開口をエッチングする。第一誘電層7の上に第二導電層10を蒸着し、誘電層7が、大型コンデンサの第二電極としてと、回路構成の個々の要素を相互接続する接続線としての役割を果たすように構造化する。望ましくは、同じ材料を開口内に蒸着することにより、第一電流供給リード8と第二電流供給リード9と、第三電流供給リード19を形成する。アセンブリ全体の上に保護層11を形成し、回路構成の入力12と出力13とアース端子15を定義するための開口を、保護層11にエッチングする。
【0051】
入力12と、出力13と、アース端子15の電気的な接触のために、バンプ接点を成長させる。
【0052】
これに代えて、小型コンデンサの誘電体が、第二誘電層17のみを有してもよい。その場合には、半導体基板1と第二誘電層17の間に絶縁層4を形成しない。
【0053】
これに代えて、抵抗器を、個別の抵抗層14を蒸着することによって製造してもよい。この目的のため、元は半導体基板1まで達していた開口内にのみ、第四導電層18を形成する。第一誘電層7を形成して開口を作成した後、最初に抵抗層14を蒸着して構造化する。その後、第二導電層10を蒸着して構造化する。その後、またはこれらと同時に、電流供給リード8、9、19を製造する。
【0054】
ダイオード、抵抗器、大型コンデンサ、小型コンデンサを有する回路構成を製造するためのさらなる可能な方法によると、半導体基板1にダイオードを製造した後に、絶縁層4に半導体基板1まで開口をエッチングする。さらに、半導体領域3まで開口をエッチングしてもよい。次いで、アセンブリ全体の上と、従ってこの開口内とに、絶縁層4を再び形成する。この層の厚さは残りの絶縁層4の厚さより薄い。次いで、第二誘電層17を形成し、この第二誘電層17の上に、障壁層5を蒸着する。この障壁層5の上に、第一導電層6を形成して構造化する。このアセンブリ全体の上に、第一誘電層7を形成する。ウェット化学エッチングプロセスまたはドライエッチングプロセスにより、第一誘電層7に第一導電層6まで開口をエッチングしてもよい。さらに、第二半導体領域3までと半導体基板1まで開口をエッチングする。さらに、第二誘電層17まで開口をエッチングし、この開口の形状は、導電材料を満たした後に小型コンデンサの第二電極として機能するようなものである。第一誘電層7の上に抵抗層14を蒸着し、この誘電層が、抵抗器と、大型コンデンサの第二電極と、電流供給リード8、9、19を形成する位置に残るように、構造化する。次いで、第二導電層10を蒸着する。この導電層10は、大型コンデンサの第二電極としてと、回路構成の個々の要素を相互接続するための接続線として機能するように構造化する。また、望ましくは、同じ材料を開口内にも蒸着することにより、第一電流供給リード8と、第二電流供給リード9と、第三電流供給リード19と、小型コンデンサの第二電極とを製造する。アセンブリ全体の上に保護層11を形成し、保護層11に開口をエッチングする。この開口は、回路構成の入力12と、出力13と、アース端子15を定義する。入力12と、出力13と、アース端子15の電気的な接触のために、バンプ接点を形成する。
【0055】
これに代えて、抵抗器を形成する第一誘電層7の上の位置のみに抵抗層14が残るように、導電層10を蒸着する前にリソグラフプロセスまたはウエット化学エッチングプロセスによって、抵抗層14を構造化してもよい。さらなる代替の実施例においては、第二導電層10を最初に形成して構造化する。次いで、この導電層10の上に抵抗層14を蒸着して構造化する。
【0056】
これに代えて、小型コンデンサの誘電体が、第二誘電層17のみを有してもよい。この目的のため、半導体基板1と第二誘電層17の間に絶縁層4を形成しない。
【0057】
トランジスタと、大型コンデンサのネットワークとを有する回路構成、またはトランジスタと、大型コンデンサおよび抵抗器のネットワークとを有する回路構成、またはトランジスタと、大型コンデンサと小型コンデンサと抵抗器のネットワークとを有する回路構成を製造する目的で、最初に、トランジスタを公知の方法によって製造する。次に、コンデンサおよび/または抵抗器を、上述されているように形成し、それらの用途に従って電気的に相互接続する。これに代えて、1つ以上の電流供給リード8、9、19および/または第一接続線22を、これらがインダクタンスとしても機能するように構造化することができる。この場合、この回路構成は1つ以上のインダクタンスも有する。
【0058】
完成した電子部品には、例えば標準の半導体ハウジング、またはフリップチップハウジング、プラスチックハウジング、チップスケールパッケージ、セラミックハウジングを設けることができる。この電子部品の電気的な接触は、ワイヤボンディングまたはバンプ接点によって行うことができる。バンプ接点は、例えば、NiV/Cu/(Pb0.35Sn0.65)、またはNiV/Cu/(Pb0.4Sn0.6)、NiCr/Cu/Ni/Auを有する。
本発明の実施例について、本発明を実施する方法の例を示すことにより、以下にさらに詳細に説明する。
【0059】
実施例1
回路構成の入力12と出力13の間に接続されている抵抗器Rと、回路構成の入力12と出力13の間に接続されているコンデンサCと、回路構成の入力12とアースの間に接続されているpnダイオードDとを有する、図9に示されている回路構成を有する図2に示されている電子部品は、第一ドーピング濃度n1の第一ドーピング型のドーパントとしてPを用いたSiの半導体基板1を有する。この半導体基板1は、第一半導体領域2を有し、この領域2は、第二ドーピング濃度n2の第一ドーピング型のドーパントとしてBを用いたSiを有する。ドーピング濃度n1は、ドーピング濃度n2より大きい。各第一半導体領域2の中には、第三ドーピング濃度n3の第二ドーピング型のドーパントとしてPを用いたSiを有する、より小さい第二半導体領域3が存在する。半導体基板1の上にSiOの絶縁層4が形成される。絶縁層4の上には、TiOの障壁層5が存在する。適切に構造化したTi/Ptの第一導電層6を、障壁層5の上に形成する。この第一導電層6の上には、2%のランタンドーピングによるPbZr0.53Ti0.47を有する第一誘電層7が存在する。この第一誘電層7の上には、b−Taの構造化された抵抗層14が存在する。この抵抗層14の上には、CuによってドーピングされたAlの構造化された第二導電層10が存在する。この回路構成は、さらに、CuによってドーピングされたAlの第一電流供給リード8(第二半導体領域3を回路構成の入力12に接続する)と、Alの第二電流供給リード9(第一導電層6を回路構成の出力13に接続する)とを有する。抵抗層14は、一方で、抵抗器を形成し、その一方で、第二導電層10と共に大型コンデンサの第二電極を形成するように、構造化する。さらに、抵抗層14は、第一および第二電流供給リード8、9の領域にも存在する。アセンブリ全体の上には、SiN(H)とベンゾシクロブテンの保護層11が存在する。この保護層11には、回路配置の入力12と出力13を定義する開口が存在する。
【0060】
入力12と、出力13と、アース端子の電気的な接触のために、NiV/Cu/(Pb0.4Sn0.6)のバンプ接点を、開口内に成長させる。
【0061】
このような電子部品は、移動電話デバイスの周辺回路にローパスフィルタとして組み込まれた。
【0062】
実施例2
回路構成の入力12と出力13の間に接続されている抵抗器Rと、回路構成の入力12と出力13の間に接続されているコンデンサCと、回路構成の入力12とアースの間に接続されているpnダイオードDとを有する、図9に示されている回路構成を有する電子部品を製造するために、最初に、第一ドーピング濃度n1の第一ドーピング型のドーパントとしてPを用いたSiの半導体基板1に、第四ドーピング濃度n4の第一ドーピング型のドーパントとしてBから成るエピタキシャルシリコン層をコーティングした。第四ドーピング濃度n4は、第一ドーピング濃度n1より小さかった。このエピタキシャルシリコン層の上にSiOの薄い酸化物層を形成し、pnダイオードの第二半導体領域3を形成する位置に酸化物層が残るように、構造化した。酸化物層によって覆われないエピタキシャルシリコン層の領域にホウ素原子を注入して拡散させることにより、第一ドーピング濃度n1の第一ドーピング型のドーパントとしてホウ素を有する半導体基板1を形成し、この半導体基板1は、ドーピング濃度n2の第一ドーピング型のドーパントとしてホウ素を有する第一半導体領域2を有した。拡散過程において形成された酸化物層に、リソグラフ構造化方法によって第一半導体領域2まで開口を形成した。露出している第一半導体領域2にリン原子を注入して拡散させることにより、第一半導体領域2の中により小さい第二半導体領域3を形成した。この領域3は、ドーピング濃度n3の第二ドーピング型のドーパントとしてリンを有した。この拡散過程において、開口内にSiO層が成長し、この層は、半導体基板1の上にすでに存在する酸化物層と共に絶縁層4を形成した。この絶縁層4の上に、TiOの障壁層5をスパッタした。この障壁層5の上に、Ti/Ptの第一導電層6を蒸着し、この層が大型コンデンサの第一電極を形成するように、反応性イオンエッチングによって構造化した。このアセンブリの上に、2%のランタンドーピングによるPbZr0.53Ti0.47の第一誘電層7をスピニング法によって形成した。この第一誘電層7に、大型コンデンサそれぞれの第一電極を形成する第一導電層6の領域まで、ウエット化学エッチングプロセスによって開口をエッチングした。さらに、第二半導体領域3それぞれまで開口をエッチングした。この目的のため、第一誘電層7と、障壁層4と、絶縁層4を貫くそれぞれの開口を形成した。窒素ドーピングによるTi0.90.1の抵抗層14を、第一誘電層7の上と開口内に蒸着した。CuによってドーピングされたAlの第二導電層10を、この抵抗層14の上と、開口の残りの領域とに蒸着し、導電層10がこれらの領域において抵抗層14と共に、大型コンデンサの第二電極としてと、各pnダイオードの第二半導体領域3を回路構成の入力12と抵抗器とに接続する第一電流供給リード8としてと、大型コンデンサの第一電極を形成する第一導電層6の領域を回路構成の出力13に接続する第二電流供給リード9としてと、回路構成の個々の要素を相互接続する接続線としての役割を果たすように、構造化した。構造全体の上に、気相からの蒸着によってSiN(H)の保護層11を形成した。回路の入力12と出力13を定義する開口を、ウエット化学エッチングプロセスによって、保護層11にエッチングした。
【0063】
入力12と出力13の電気的な接触のために、NiV/Cu/(Pb0.4Sn0.6)のバンプ接点を保護層11における開口内に成長させた。
【0064】
このような電子部品は、移動電話デバイスの周辺回路にローパスフィルタとして組み込まれた。
【0065】
実施例3
図9に示されている回路構成を有する電子部品を、実施例2に類似する方法によって製造した。唯一の違いは、b−Taの抵抗層14を蒸着した後に、この層が回路構成において抵抗器を形成する位置のみに残るように、構造化したことである。
【0066】
実施例4
図11に示されている回路構成を有する図3に示されている電子部品を製造するために、半導体基板1に、実施例2と同じ方法によって、第一半導体領域2と、より小さい第二半導体領域3とを形成した。半導体基板1の上に、絶縁層4と、障壁層5と、第一導電層6と、第一誘電層7を、実施例2について説明されているのと同じ方法によって形成した。絶縁層はSiOを有し、障壁層5はAlを有し、導電層6はPtを有し、誘電層はPb(Mg1/3Nb2/3)O−PbTiOを有した。第一誘電層7を経て、大型コンデンサの各第一電極を形成する第一導電層6の領域まで、ウエット化学エッチングプロセスによって、開口をエッチングした。大型コンデンサの各第一電極付近に、半導体基板1に開口を形成した。さらに、第二半導体領域3それぞれまで開口をエッチングした。これらの開口に、CuによってドーピングされたAl/Ti0.90.1を満たし、CuによってドーピングされたAl/Ti0.90.1の層を、第一誘電層7の上に形成した。このAl/Ti0.90.1層を次のように構造化し、すなわちこの層は、一方で、大型コンデンサの第二電極を形成して第二導電層10として機能し、他方で、CuによってドーピングされたAl/Ti0.90.1を満たした開口内においては第一電流供給リード8と第二電流供給リード9として機能する。第一誘電層7の領域のうち、第二導電層10、第一電流供給リード8、第二電流供給リード9のいずれも形成されず、かつ抵抗器を形成する領域の上に、Taの層14を蒸着した。この抵抗層14は、抵抗器の接触を目的として、その一部が第一電流供給リード8と第二導電層10と重なるように形成した。構造全体の上に、SiN(H)とポリイミドの保護層11を形成した。
【0067】
回路の入力12と、出力13と、アース端子15を定義する開口を、ウエット化学エッチングプロセスによって、保護層11にエッチングした。
【0068】
入力12と、出力13と、アース端子15の電気的な接触のために、NiCr/Cu/Ni/Auのバンプ接点を保護層11における開口内に形成した。回路構成の入力12は、第一電流供給リード8と電気的に接触し、アース端子15は、第二電流供給リード9と電気的に接触する。第一電流供給リード8は、入力12を、pnダイオードの第二半導体領域3と、抵抗層14とに接続した。第二電流供給リード9は、第一導電層6を、アース端子15と半導体基板1とに接続する。
【0069】
このような電子部品は、移動電話デバイスの周辺回路にローパスフィルタとして組み込まれた。
【0070】
実施例5
図11に示されている回路構成を有する図4に示されている電子部品を、実施例4について説明されているように製造した。唯一の違いは、抵抗層14を第一誘電層7の上と開口内とに蒸着したことである。次いで、第二導電層10と第一および第二電流供給リード8、9を、CuによってドーピングされたAlを蒸着して構造化することにより製造した。
【0071】
実施例6
図11に示されている回路構成を有する図5に示されている電子部品を、保護層11の蒸着まで、実施例5の場合と同じ方法によって製造した。しかしながら、保護層11を形成するときに、最初は材料の一部のみを構造全体の上に形成した。次いで、CuによってドーピングされたAlの第三導電層16を形成し、この層が小型コンデンサの第二電極を形成するように構造化した。保護層11の残りの材料を、アセンブリ全体の上に形成した。出力13を第三導電層16に接続した。
【0072】
実施例7
図12に示されている回路構成を有する図6に示されている電子部品の製造のために、半導体基板1に、実施例2の場合と同じ方法によって、第一半導体領域2と第二半導体領域3を設けた。SiOの絶縁層4に、半導体領域3までと半導体基板1まで、ウエット化学エッチングプロセスによって開口をエッチングした。これらの開口内に、絶縁層4を熱的プロセスによって再び成長させ、その層厚さは、絶縁層4の残りの層厚さよりも小さい。アセンブリ全体の上に、SiN(H)の第二誘電層17を蒸着した。この第二誘電層17の上に、Taの第四導電層18を蒸着し、この層が、元は半導体基板1まで延びていた開口の領域と、抵抗器を形成する領域とに残るように、構造化した。この第四導電層18の上に、SiN(H)の反応防止層20を形成した。この構造全体の上にTiOの障壁層5を形成した。この障壁層5の上にTi/Ptの第一導電層6を形成し、この層が大型コンデンサの第一電極を形成するように、構造化した。2%のランタンドーピングによるPbZr0.53Ti0.47の第一誘電層7を、このアセンブリ全体の上に形成した。ウエット化学エッチングプロセスによって、第一誘電層7に、第一導電層6まで開口をエッチングした。さらに、第二半導体領域3それぞれまで開口をエッチングした。また、第四導電層18までと半導体基板1までの開口もエッチングした。開口に、CuによってドーピングされたAl/Ti0.90.1を満たし、第一誘電体7の上に、CuによってドーピングされたAl/Ti0.90.1の層を形成した。CuによってドーピングされたAl/Ti0.90.1のこの層を次のように構造化し、すなわちこの層は、一方で、第二導電層10を構成して大型コンデンサの第二電極を形成し、他方において、CuによってドーピングされたAl/Ti0.90.1を満たした開口の領域において、第一電流供給リード8としてと、第二電流供給リード9としてと、第三電流供給リード19としてと、回路構成の個々の要素の間の接続線として機能する。
【0073】
アセンブリ全体の上に、SiN(H)/ベンゾシクロブテンの保護層11を形成した。回路の入力12と出力13とアース端子15とを定義する開口を、ウエット化学エッチングプロセスによって、保護層11にエッチングした。
【0074】
入力12と出力13とアース端子15の電気的な接触のために、NiCr/Cu/Ni/Auのバンプ接点を、保護層11の開口内に成長させた。回路の各入力12は第一電流供給リードと電気的に接触し、各アース端子15は第三電流供給リード19と電気的に接触し、各出力13は第二電流供給リード9に電気的に接続した。第一電流供給リード8は、入力12を、pnダイオードの第二半導体領域3と、第四導電層18の領域のうちこの層が抵抗器として機能する領域とに接続する。第二電流供給リード9は、第一導電層6を出力13に接続する。導電層10は、接続線としての役割も果たし、第四導電層18の領域のうち、この層が抵抗器として機能する領域と、この層が小型コンデンサの第二電極として機能する領域と電気的に接触していた。
【0075】
このような電子部品は、移動電話デバイスの周辺回路にローパスフィルタとして組み込まれた。
【0076】
実施例8
図7に示されている電子部品を製造するため、半導体基板1に、第一半導体領域2と第二半導体領域3を、実施例7について説明されるように設けた。SiOの絶縁層4に、第二半導体領域3までと半導体基板1までの開口を、ウエット化学エッチングプロセスによってエッチングした。これらの開口内に、絶縁層4を熱的プロセスによって再び成長させ、その層厚さは、絶縁層4の残りの層厚さよりも小さい。構造全体の上に、SiN(H)の第二誘電層17を蒸着した。この第二誘電層17の上に、多結晶シリコンの第四導電層18を蒸着し、この層が、元は半導体基板1まで達していた開口の領域にのみ残るように、構造化した。この第四導電層18の上にSiN(H)の反応防止層20を形成した。この構造全体の上にTiOの障壁層5を形成した。この障壁層5の上に、Ti/Ptの第一導電層6を形成し、この層が大型コンデンサの第一電極を形成するように、構造化した。2%のランタンドーピングによるPbZr0.53Ti0.47の第一誘電層7を、このアセンブリ全体の上に形成した。第一誘電層7に、第一導電層6までの開口を、ウエット化学エッチングプロセスによってエッチングした。さらに、第二半導体領域3それぞれまでと、第四導電層18までの開口をエッチングした。さらに、半導体基板までの開口もエッチングした。これらの開口内と、第一誘電層7の上に、窒素ドーピングによるTi0.90.1の抵抗層を蒸着した。開口に、CuによってドーピングされたAlを満たし、この抵抗層14の上にAlの層を形成した。このAl層は次のように構造化し、すなわちこの層は、一方で、それぞれの領域における抵抗層14と共に、第二導電層10として機能し、従って大型コンデンサの第二電極を形成し、他方において、窒素ドーピングによるTi0.90.1/CuによってドーピングされたAlを満たした開口の領域において、第一電流供給リード8としてと、第二電流供給リード9としてと、第三電流供給リード19としてと、第一接続線22として機能する。
【0077】
アセンブリ全体の上に、SiN(H)/ベンゾシクロブテンの保護層11を形成した。回路の入力12と出力13とアース端子15とを定義する開口を、ウエット化学エッチングプロセスによって、保護層11にエッチングした。
【0078】
入力12と出力13とアース端子15の電気的な接触のために、NiV/Cu/(Pb0.4Sn0.6)のバンプ接点を、保護層11における開口内に成長させた。回路の入力12は第一電流供給リード8と電気的に接触し、アース端子15は第三電流供給リード19と電気的に接触し、出力13は第二電流供給リード9に電気的に接続した。第一電流供給リード8それぞれは、入力12を、抵抗器として機能する抵抗層14の領域に接続する。第一接続線22それぞれは、抵抗層14のこの領域を、さらに第二半導体領域3に接続する。第二電流供給リード9それぞれは、第一導電層6を出力13に接続する。導電層10は、接続線としての役割も果たし、大型コンデンサを小型コンデンサに電気的に接続し、第四導電層18と電気的に接触する。第三電流供給リード19それぞれは、アース端子15を半導体基板1に接続する。
【0079】
このような電子部品は、移動電話デバイスの周辺回路にローパスフィルタとして組み込まれた。
【0080】
実施例9
図8に示されている電子部品を、実施例8について説明されているのと同じ方法によって製造した。唯一の違いは、第四導電層18と反応防止層20を形成しないことである。第四導電層18までの開口の代わりに、誘電層17まで開口を形成した。この開口の直径は、CuによってドーピングされたAlとb−Taによって開口を満たした後に小型コンデンサの第二電極が形成されるように選択した。
【図面の簡単な説明】
【図1】ダイオードとコンデンサを有する半導体基板の線図的な横断面図である。
【図2】ダイオードと、コンデンサと、抵抗器とを有する半導体基板の線図的な横断面図である。
【図3】ダイオードと、コンデンサと、抵抗器とを有する半導体基板のさらなる線図的な横断面図である。
【図4】ダイオードと、コンデンサと、抵抗器とを有する半導体基板の別の線図的な横断面図である。
【図5】ダイオードと、コンデンサと、抵抗器とを有する半導体基板の線図的な横断面図である。
【図6】ダイオードと、コンデンサと、抵抗器とを有する半導体基板のさらなる線図的な横断面図である。
【図7】ダイオードと、コンデンサと、抵抗器とを有する半導体基板の別の線図的な横断面図である。
【図8】ダイオードと、コンデンサと、抵抗器とを有する半導体基板のさらに別の線図的な横断面図である。
【図9】可能な回路構成を示す。
【図10】可能な回路構成を示す。
【図11】可能な回路構成を示す。
【図12】可能な回路構成を示す。
【図13】可能な回路構成を示す。
【図14】可能な回路構成を示す。
【図15】可能な回路構成を示す。
【符号の説明】
1 半導体基板
2 第一半導体領域
3 第二半導体領域
4 絶縁層
5 障壁層
6 第一導電層
7 第一誘電層
8 第一電流供給リード
9 第二電流供給リード
10 第二導電層
11 保護層
12 入力
13 出力
14 抵抗層
15 アース端子
16 第三導電層
17 第二誘電層
18 第四導電層
19 電流供給リード
20 反応防止層
21 酸化物層
22 第一接続線
D ダイオード
R 抵抗器
大型コンデンサ
小型コンデンサ
Q トランジスタ

Claims (12)

  1. 少なくとも1つの能動素子と、半導体基板上に形成されかつ前記能動素子に電気的に接続される少なくとも1つのコンデンサとを有する前記半導体基板を有する集積回路構成を有する電子部品が設けられた電子デバイスであって、前記コンデンサが、誘電率e> 20の誘電体化合物をその誘電体として有する、電子デバイス。
  2. 請求項1に記載の電子部品が設けられた電子デバイスにおいて、誘電体化合物が、以下の要素から成るグループ、すなわち、
    ドーパントLaおよび/またはMnおよび/またはNbを使用するかまたは使用せず、かつ余分な鉛を使用するかまたは使用しないPbZrTi1−x(0≦x≦1)、ドーパントLaおよび/またはMnおよび/またはNbを使用するかまたは使用せず、かつ余分な鉛を使用するかまたは使用しないPbZrTi1−x(0≦x≦1)とPbZrTi1−x(0≦x≦1)との層パッケージ、ドーパントを使用するかまたは使用せず、かつ余分な鉛を使用するかまたは使用しないPbZrTi1−x(0≦x≦1)と、ドーパントを使用するかまたは使用しない[PbMg1/3Nb2/3−[PbTiO1−x(0≦x≦1)との層パッケージ、添加物VO(1≦x≦2.5)および/またはSiOを使用するかまたは使用しないBa1−xSrTiO(0≦x≦1)、[Ba1−xSrTiO]−Pb1−yCaTiO(0≦x≦1,0≦y≦1)、ドーパントを使用するかまたは使用しないBa1−xSrZrTi1−y(0≦x≦1,0≦y≦1)、余分な鉛を使用するかまたは使用しないBa1−xPbTiO(0≦x≦1)、Ba1−xCaTiO(0≦x≦1)、ドーパントを使用するかまたは使用しないSrZrTi1−x(0≦x≦1)、[PbMg1/3Nb2/3−[PbTiO1−x(0≦x≦1)、ドーパントを使用するかまたは使用せず、かつ余分な鉛を使用するかまたは使用しない(Pb,Ba,Sr)(Mg1/3Nb2/3Ti(Zn1/3Nb2/31−x−y(0≦x≦1,0≦y≦1)、Pb1−xCaTiO (0≦x≦1)、余分なNaを使用するかまたは使用しない(Ba1−x+y/8Srx+y/8Na1−yNb15(0≦x≦1, 0≦y≦1)、余分なKを使用するかまたは使用しない(Ba1−x+y/8Srx+y/81−y
    Nb15(0≦x≦1, 0≦y≦1)、(Ba1−xSr1−3ySENb15(0≦x≦1,0≦y≦1, SE = 希土類金属グループからのイオン)、SrBaTiNb30、(Ta−(Al1−x
    (0≦x≦1)、(Ta−(TiO1−x
    (0≦x≦1)、(Ta−(Nb1−x
    (0≦x≦1)、(Ta−(SiO1−x
    (0≦x≦1)、(Ta−(ZrO1−x(0≦x≦1)、TiO、NbZr(Sn,Ti)O、VO(1≦x≦2.5)および/またはCuOドーパントを使用するかまたは使用しないBiNbO、(Bi2−xZn)(Nb2−yZn)O,、Bi(Zn1/3Nb2/3、PbTiOおよび/またはPbMg1/3Nb2/3を有する以下の化合物、すなわち
    a) PbMg1/21/2
    b) PbFe1/2Nb1/2
    c) PbFe2/31/3
    d) PbNi1/3Nb2/3
    e) PbZn1/3Nb2/3
    f) PbSc1/2Ta1/2
    および化合物a)〜f)の組合せ、
    CaOZnO(Nb (x =0.01〜0.05, y = 0.43〜0.55, z = 0.44〜0.52)、(BaTiO0.18 0.27
    + (Nd0.316 0.355 + (TiO0.276 0.355+(Bi0.025 0.081 + x ZnO、CaTiO
    + CaTiSiO、(Sr,Ca)(Ti,Zr)O、(Sr,Ca,M)(Ti,Zr)O
    (M = MgまたはZn)、(Sr,Ca,Mg,Zn)(Ti,Zr,Si)O、(Sr,Ca,Cu,Mn,Pb)TiO
    + Bi、BaO−TiO−Nd−Nb、添加物SiOまたはMnO、PbOを有する(Bi(Nb1−x、(Ba,Ca)TiO+ Nb, Co、MnO、BaO−PbO−Nd−TiO、Ba(Zn,Ta)O、BaZrO、BaTi20、Mnドーパントを使用するかまたは使用しないBaTi9−xZr20
    (0≦x≦1)、BaTi11、BaTi、CaSmTi
    (0≦x≦1, 0.5≦y≦1, 0≦z≦1, 0≦n≦1)、[Bi(NiNb)O1−x−(Bi(ZnNb2(1+d)y3+6y+5yd(0≦x≦1, 0.5≦y≦1.5, −0.05≦d≦0.05)、CaZrO、NdTi、PbNb4/5x((Zr0.6Sn0.41−yTi1−x(0≦x≦0.9, 0≦y≦1)、
    から成るグループから選択されることを特徴とする、電子デバイス。
  3. 前記コンデンサが、薄膜技術によって構築されることを特徴とする、請求項1に記載の電子部品が設けられた電子デバイス。
  4. 前記コンデンサが、前記回路構成の前記入力と前記出力の間か、または前記入力とアースの間か、前記出力とアースの間に接続されることを特徴とする、請求項1に記載の電子部品が設けられた電子デバイス。
  5. 前記回路構成が、抵抗器とコンデンサから成るグループから選択される少なくとも1つのさらなる受動素子を有することを特徴とする、請求項1に記載の電子部品が設けられた電子デバイス。
  6. 少なくとも1つの能動素子と、半導体基板上に形成されかつ前記能動素子に電気的に接続される少なくとも1つのコンデンサとを有する前記半導体基板を有する集積回路構成を有する電子部品が設けられた受信機であって、前記コンデンサが、誘電率e> 20の誘電体化合物をその誘電体として有する、受信機。
  7. 少なくとも1つの能動素子と、半導体基板上に形成されかつ前記能動素子に電気的に接続される少なくとも1つのコンデンサとを有する前記半導体基板を有する集積回路構成を有する電子部品が設けられた送信機であって、前記コンデンサが、誘電率e> 20の誘電体化合物をその誘電体として有する、送信機。
  8. 少なくとも1つの能動素子と、半導体基板上に形成されかつ前記能動素子に電気的に接続される少なくとも1つのコンデンサとを有する前記半導体基板を有する集積回路構成を有する周辺回路であって、前記コンデンサが、誘電率e> 20の誘電体化合物をその誘電体として有する、周辺回路。
  9. 少なくとも1つの能動素子と、半導体基板上に形成されかつ前記能動素子に電気的に接続される少なくとも1つのコンデンサとを有する前記半導体基板を有する集積回路構成を有する電源回路であって、前記コンデンサが、誘電率e> 20の誘電体化合物をその誘電体として有する、電源回路。
  10. 少なくとも1つの能動素子と、半導体基板上に形成されかつ前記能動素子に電気的に接続される少なくとも1つのコンデンサとを有する前記半導体基板を有する集積回路構成を有するフィルタモジュールであって、前記コンデンサが、誘電率e> 20の誘電体化合物をその誘電体として有する、フィルタモジュール。
  11. 少なくとも1つの能動素子と、半導体基板上に形成されかつ前記能動素子に電気的に接続される少なくとも1つのコンデンサとを有する前記半導体基板を有する集積回路構成を有する電子部品であって、前記コンデンサが、誘電率e> 20の誘電体化合物をその誘電体として有する、電子部品。
  12. 少なくとも1つの能動素子と、半導体基板上に形成されかつ前記能動素子に電気的に接続される少なくとも1つのコンデンサとを有する前記半導体基板を有する集積回路構成であって、前記コンデンサが、誘電率e> 20の誘電体化合物をその誘電体として有する、集積回路構成。
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