JP3071627B2 - 半導体装置 - Google Patents
半導体装置Info
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- JP3071627B2 JP3071627B2 JP5335562A JP33556293A JP3071627B2 JP 3071627 B2 JP3071627 B2 JP 3071627B2 JP 5335562 A JP5335562 A JP 5335562A JP 33556293 A JP33556293 A JP 33556293A JP 3071627 B2 JP3071627 B2 JP 3071627B2
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- decoupling capacitor
- semiconductor device
- thermal expansion
- semiconductor element
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- H01L2924/01—Chemical elements
- H01L2924/01012—Magnesium [Mg]
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- H—ELECTRICITY
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- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/01—Chemical elements
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/19—Details of hybrid assemblies other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
- H01L2924/1901—Structure
- H01L2924/1904—Component type
- H01L2924/19041—Component type being a capacitor
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- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
- Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、絶縁性基板上に搭載さ
れた半導体素子の上部にデカップリングコンデンサを有
する半導体装置に関するものである。
れた半導体素子の上部にデカップリングコンデンサを有
する半導体装置に関するものである。
【０００２】
【従来技術】近年においては、高度に集積された論理回
路モジュールの超高速スイッチングによるノイズを抑制
するために、スイッチングノイズが、共通の主電源回路
によって信号線に結合しないように、適当なデカップリ
ングコンデンサが使用されている（例えば、特公平４−
７０７６４号公報参照）。
路モジュールの超高速スイッチングによるノイズを抑制
するために、スイッチングノイズが、共通の主電源回路
によって信号線に結合しないように、適当なデカップリ
ングコンデンサが使用されている（例えば、特公平４−
７０７６４号公報参照）。
【０００３】このようなデカップリングコンデンサは、
半導体素子のスイッチングのために、容易に利用しうる
動力源として役立つ。このようなデカップリングコンデ
ンサは、スイッチング電流を与えるために急速に放電し
た後、外部電源によって再充電される。従って、論理回
路のスイッチング速度は、半導体素子及びコンデンサの
間の電流路のインダクタンスに深く関係しており、この
インダクタンスを最小にするには、半導体素子とコンデ
ンサとを互いに近接して配置し、かつ、半導体素子とコ
ンデンサとの間に多数の短い電流路を設けることが必要
である。このための一つの方法として、基板の上面の各
半導体素子に隣接してデカップリングコンデンサを設け
た半導体装置が知られている。
半導体素子のスイッチングのために、容易に利用しうる
動力源として役立つ。このようなデカップリングコンデ
ンサは、スイッチング電流を与えるために急速に放電し
た後、外部電源によって再充電される。従って、論理回
路のスイッチング速度は、半導体素子及びコンデンサの
間の電流路のインダクタンスに深く関係しており、この
インダクタンスを最小にするには、半導体素子とコンデ
ンサとを互いに近接して配置し、かつ、半導体素子とコ
ンデンサとの間に多数の短い電流路を設けることが必要
である。このための一つの方法として、基板の上面の各
半導体素子に隣接してデカップリングコンデンサを設け
た半導体装置が知られている。
【０００４】このような半導体装置として、図１に示す
ようなものが知られている。この半導体装置は、パッケ
ージ１１の上部に半導体素子１３が配置されており、こ
の半導体素子１３の上部に、ＢａＴｉＯ3 を主成分とす
る誘電体磁器からなるデカップリングコンデンサ１５が
接合され、このデカップリングコンデンサ１５と半導体
素子１３がワイヤボンディングにより電気的に接続され
ている。尚、符号１７内部電極を示している。
ようなものが知られている。この半導体装置は、パッケ
ージ１１の上部に半導体素子１３が配置されており、こ
の半導体素子１３の上部に、ＢａＴｉＯ3 を主成分とす
る誘電体磁器からなるデカップリングコンデンサ１５が
接合され、このデカップリングコンデンサ１５と半導体
素子１３がワイヤボンディングにより電気的に接続され
ている。尚、符号１７内部電極を示している。
【０００５】このような半導体装置では、デカップリン
グコンデンサ１５によりインダクタンスを減少させてス
イッチングノイズを低減することができる。
グコンデンサ１５によりインダクタンスを減少させてス
イッチングノイズを低減することができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような半導体装置では、デカップリングコンデンサ１５
がＢａＴｉＯ3 を主成分とする誘電体磁器から構成され
ていたため、−６５℃を基準とした−６５〜１５０℃の
間の熱膨張率は、表２の試料Ｎo.２２に示すように５．
６〜７．３×１０-6／℃であり、シリコンの熱膨張率
（表２の試料Ｎo.２３）２．１〜２．７×１０-6／℃と
大きく異なる。このため、半導体素子の上面にデカップ
リングコンデンサの下面を接合する際などに、半導体素
子とデカップリングコンデンサの熱膨張率の差によりデ
カップリングコンデンサに熱応力が発生し、デカップリ
ングコンデンサが半導体素子から剥離する虞があった。
ような半導体装置では、デカップリングコンデンサ１５
がＢａＴｉＯ3 を主成分とする誘電体磁器から構成され
ていたため、−６５℃を基準とした−６５〜１５０℃の
間の熱膨張率は、表２の試料Ｎo.２２に示すように５．
６〜７．３×１０-6／℃であり、シリコンの熱膨張率
（表２の試料Ｎo.２３）２．１〜２．７×１０-6／℃と
大きく異なる。このため、半導体素子の上面にデカップ
リングコンデンサの下面を接合する際などに、半導体素
子とデカップリングコンデンサの熱膨張率の差によりデ
カップリングコンデンサに熱応力が発生し、デカップリ
ングコンデンサが半導体素子から剥離する虞があった。
【０００７】本発明は、−６５〜１５０℃の全般に亘っ
て、デカップリングコンデンサの熱膨張率を半導体素子
の熱膨張率に近づけることができるとともに、高い比誘
電率と大きな絶縁抵抗を有する半導体装置を提供するこ
とを目的とする。
て、デカップリングコンデンサの熱膨張率を半導体素子
の熱膨張率に近づけることができるとともに、高い比誘
電率と大きな絶縁抵抗を有する半導体装置を提供するこ
とを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明者等は、上記問題
に対して検討を加えた結果、半導体素子の上面に接合す
るデカップリングコンデンサの誘電体磁器を、Ｐｂ、Ｂ
ａ、Ｍｇ、Ｎｂ、Ｚｎ、Ｓｍ、Ｔｉを含有するペロブス
カイト型化合物であって、これらの金属元素を所定の組
成としたものから構成すると、高い比誘電率を有すると
ともに、−６５〜１５０℃の全般に亘って、デカップリ
ングコンデンサの熱膨張率をシリコン単結晶の熱膨張率
に近づけることができることを知見し、本発明に至っ
た。
に対して検討を加えた結果、半導体素子の上面に接合す
るデカップリングコンデンサの誘電体磁器を、Ｐｂ、Ｂ
ａ、Ｍｇ、Ｎｂ、Ｚｎ、Ｓｍ、Ｔｉを含有するペロブス
カイト型化合物であって、これらの金属元素を所定の組
成としたものから構成すると、高い比誘電率を有すると
ともに、−６５〜１５０℃の全般に亘って、デカップリ
ングコンデンサの熱膨張率をシリコン単結晶の熱膨張率
に近づけることができることを知見し、本発明に至っ
た。
【０００９】即ち、本発明の半導体装置は、絶縁性基板
と、この絶縁性基板に搭載された半導体素子と、この半
導体素子の上面に接合され前記半導体素子と電気的に接
続されたデカップリングコンデンサとを有する半導体装
置であって、前記デカップリングコンデンサを誘電体磁
器と内部電極とから構成するとともに、前記誘電体磁器
が、金属元素として少なくともＰｂ、Ｍｇ、Ｎｂ、Ｚｎ
を含有するペロブスカイト型化合物であって、これらの
金属元素のモル比による組成式をＰｂ1-a Ｂａa 〔（Ｍ
ｇ1/3 Ｎｂ2/3 ）x （Ｚｎ1/3 Ｎｂ2/3 ）y （Ｓｍ1/2
Ｎｂ1/2 ）z Ｔｉa 〕Ｏ3 と表した時、前記ｘ，ｙ，ｚ
およびａが、０．３≦ｘ≦０．８１５、０．１５９≦ｙ
≦０．７０、０≦ｚ≦０．０４０、０≦ａ≦０．１１
６、ｘ＋ｙ＋ｚ＋ａ＝１．００を満足する主成分に対し
て、ＭｎをＭｎＯ2 換算で０〜０．６重量％含有して構
成したものである。
と、この絶縁性基板に搭載された半導体素子と、この半
導体素子の上面に接合され前記半導体素子と電気的に接
続されたデカップリングコンデンサとを有する半導体装
置であって、前記デカップリングコンデンサを誘電体磁
器と内部電極とから構成するとともに、前記誘電体磁器
が、金属元素として少なくともＰｂ、Ｍｇ、Ｎｂ、Ｚｎ
を含有するペロブスカイト型化合物であって、これらの
金属元素のモル比による組成式をＰｂ1-a Ｂａa 〔（Ｍ
ｇ1/3 Ｎｂ2/3 ）x （Ｚｎ1/3 Ｎｂ2/3 ）y （Ｓｍ1/2
Ｎｂ1/2 ）z Ｔｉa 〕Ｏ3 と表した時、前記ｘ，ｙ，ｚ
およびａが、０．３≦ｘ≦０．８１５、０．１５９≦ｙ
≦０．７０、０≦ｚ≦０．０４０、０≦ａ≦０．１１
６、ｘ＋ｙ＋ｚ＋ａ＝１．００を満足する主成分に対し
て、ＭｎをＭｎＯ2 換算で０〜０．６重量％含有して構
成したものである。
【００１０】絶縁性基板としては、従来使用されていた
公知の材料、例えば、Ａｌ2 Ｏ3 等で形成される。
公知の材料、例えば、Ａｌ2 Ｏ3 等で形成される。
【００１１】本発明における半導体装置の誘電体磁器の
組成において、Ｍｇ1/3 Ｎｂ2/3 量であるｘをモル比で
０．３≦ｘ≦０．８１５としたのは、ｘが０．３よりも
小さい場合には絶縁抵抗が低下するからであり、ｘが
０．８１５よりも大きい場合には熱膨張率の温度変化が
大きく異なることになるからである。即ち、低温側或い
は高温側において、デカップリングコンデンサの熱膨張
率がシリコンの熱膨張率と大きく異なるため、デカップ
リングコンデンサに熱応力が生じ、剥離するからであ
る。
組成において、Ｍｇ1/3 Ｎｂ2/3 量であるｘをモル比で
０．３≦ｘ≦０．８１５としたのは、ｘが０．３よりも
小さい場合には絶縁抵抗が低下するからであり、ｘが
０．８１５よりも大きい場合には熱膨張率の温度変化が
大きく異なることになるからである。即ち、低温側或い
は高温側において、デカップリングコンデンサの熱膨張
率がシリコンの熱膨張率と大きく異なるため、デカップ
リングコンデンサに熱応力が生じ、剥離するからであ
る。
【００１２】Ｚｎ1/3 Ｎｂ2/3 量であるｙを０．１５９
≦ｙ≦０．７０としたのは、ｙが０．１５９よりも小さ
い場合には、熱膨張率の温度変化が大きくなるからであ
る。
≦ｙ≦０．７０としたのは、ｙが０．１５９よりも小さ
い場合には、熱膨張率の温度変化が大きくなるからであ
る。
【００１３】さらに、Ｓｍ1/2 Ｎｂ1/2 量であるｚを０
≦ｚ≦０．０４０としたのは、ｚが０．０４０よりも大
きい場合には焼成温度が１０００℃以下の低温では焼結
不良となるからである。焼結できたとしても、絶縁抵抗
と比誘電率が低下するからである。このＳｍ1/2 Ｎｂ
1/2 量であるｚが増加することにより熱膨張率も大きく
なる。
≦ｚ≦０．０４０としたのは、ｚが０．０４０よりも大
きい場合には焼成温度が１０００℃以下の低温では焼結
不良となるからである。焼結できたとしても、絶縁抵抗
と比誘電率が低下するからである。このＳｍ1/2 Ｎｂ
1/2 量であるｚが増加することにより熱膨張率も大きく
なる。
【００１４】ＢａのＰｂへの置換量ａを０≦ａ≦０．１
１６としたのは、ａが０．１１６よりも大きい場合に
は、焼成温度が１０００℃以下の低温では焼結不良とな
るからである。
１６としたのは、ａが０．１１６よりも大きい場合に
は、焼成温度が１０００℃以下の低温では焼結不良とな
るからである。
【００１５】また、ＭｎをＭｎＯ2 換算で０〜０．６重
量％添加したのは、ＭｎがＭｎＯ2換算で０．６重量％
よりも多い場合には、比誘電率が低下するからである。
量％添加したのは、ＭｎがＭｎＯ2換算で０．６重量％
よりも多い場合には、比誘電率が低下するからである。
【００１６】そして、コンデンサの誘電体磁器のモル比
による組成を、Ｐｂ1-a Ｂａa 〔（Ｍｇ1/3 Ｎｂ2/3 ）
x （Ｚｎ1/3 Ｎｂ2/3 ）y （Ｓｍ1/2 Ｎｂ1/2 ）z Ｔｉ
a 〕Ｏ3 と表した時、前記ｘ，ｙ，ｚおよびａが０．５
２≦ｘ≦０．７０、０．３０≦ｙ≦０．４８、０≦ｚ≦
０．０４、０≦ａ≦０．０９２、ｘ＋ｙ＋ｚ＋ａ＝１．
００を満足する主成分に対して、ＭｎをＭｎＯ2 換算で
０．１〜０．６重量％添加してなる構成することが好ま
しい。この場合には、比抵抗の低いＡｇを電極として用
いることができ、このように電極にＡｇを用いることに
より、ＡｇとＰｄからなる内部電極を用いる場合よりも
透過直列抵抗（ＥＳＲ）を向上することができる。
による組成を、Ｐｂ1-a Ｂａa 〔（Ｍｇ1/3 Ｎｂ2/3 ）
x （Ｚｎ1/3 Ｎｂ2/3 ）y （Ｓｍ1/2 Ｎｂ1/2 ）z Ｔｉ
a 〕Ｏ3 と表した時、前記ｘ，ｙ，ｚおよびａが０．５
２≦ｘ≦０．７０、０．３０≦ｙ≦０．４８、０≦ｚ≦
０．０４、０≦ａ≦０．０９２、ｘ＋ｙ＋ｚ＋ａ＝１．
００を満足する主成分に対して、ＭｎをＭｎＯ2 換算で
０．１〜０．６重量％添加してなる構成することが好ま
しい。この場合には、比抵抗の低いＡｇを電極として用
いることができ、このように電極にＡｇを用いることに
より、ＡｇとＰｄからなる内部電極を用いる場合よりも
透過直列抵抗（ＥＳＲ）を向上することができる。
【００１７】Ｍｇ1/3 Ｎｂ2/3 量ｘが０．５２よりも小
さい場合や０．７０よりも大きい場合には、焼成温度が
９３０℃を越え、電極としてＡｇを用いた場合Ａｇの融
点（９６２℃）に近くなり、安定した焼成ができなくな
るからである。また、Ｚｎ1/ 3 Ｎｂ2/3 量ｙが０．３０
よりも小さい場合や０．４８よりも大きい場合には、焼
成温度が９３０℃を越え、電極としてＡｇを用いた場合
Ａｇの融点（９６２℃）に近くなり、安定した焼成がで
きなくなるからである。
さい場合や０．７０よりも大きい場合には、焼成温度が
９３０℃を越え、電極としてＡｇを用いた場合Ａｇの融
点（９６２℃）に近くなり、安定した焼成ができなくな
るからである。また、Ｚｎ1/ 3 Ｎｂ2/3 量ｙが０．３０
よりも小さい場合や０．４８よりも大きい場合には、焼
成温度が９３０℃を越え、電極としてＡｇを用いた場合
Ａｇの融点（９６２℃）に近くなり、安定した焼成がで
きなくなるからである。
【００１８】また、ＢａのＰｂへの置換量ａが０．０９
２よりも大きくなると焼成温度が９３０℃を越え、Ａｇ
の融点に近くなり安定した焼成が困難となるからであ
る。
２よりも大きくなると焼成温度が９３０℃を越え、Ａｇ
の融点に近くなり安定した焼成が困難となるからであ
る。
【００１９】本発明の半導体装置における誘電体磁器
は、例えば、原料粉末として、ＰｂＯ，ＭｇＮｂ
2 Ｏ5 ，ＺｎＯ，Ｎｂ2 Ｏ5 ，ＢａＣＯ3 ，ＴｉＯ2 ，
Ｓｍ2 Ｏ3 ，ＭｎＯ2 を用いて、或いは、これらの酸化
物に変換し得る、例えば炭酸塩，硝酸塩，硫酸塩等の化
合物を用いて所定量秤量し、溶剤を添加し、例えば、ボ
ールミルで２０〜４８時間混合を行った、この混合物を
乾燥後、２〜４時間８５０〜９５０℃で仮焼した後、２
０〜４８時間混合粉砕し、乾燥した。そして、これに、
所定量のバインダーを添加し、スプレードライ等で整粒
し、得られた粉末を成形する。この後、成形体を３００
〜４５０℃で４時間脱バインダー処理した後、大気中に
おいて、９２０〜１１２０℃の温度で１〜２時間焼成す
ることにより、本発明における誘電体磁器が得られる。
は、例えば、原料粉末として、ＰｂＯ，ＭｇＮｂ
2 Ｏ5 ，ＺｎＯ，Ｎｂ2 Ｏ5 ，ＢａＣＯ3 ，ＴｉＯ2 ，
Ｓｍ2 Ｏ3 ，ＭｎＯ2 を用いて、或いは、これらの酸化
物に変換し得る、例えば炭酸塩，硝酸塩，硫酸塩等の化
合物を用いて所定量秤量し、溶剤を添加し、例えば、ボ
ールミルで２０〜４８時間混合を行った、この混合物を
乾燥後、２〜４時間８５０〜９５０℃で仮焼した後、２
０〜４８時間混合粉砕し、乾燥した。そして、これに、
所定量のバインダーを添加し、スプレードライ等で整粒
し、得られた粉末を成形する。この後、成形体を３００
〜４５０℃で４時間脱バインダー処理した後、大気中に
おいて、９２０〜１１２０℃の温度で１〜２時間焼成す
ることにより、本発明における誘電体磁器が得られる。
【００２０】そして、デカップリングコンデンサを形成
する場合には、原料粉末を混合粉砕したスラリーをドク
ターブレード法等によりシート化し、この誘電体シート
の両側に、ＡｇやＡｇとＰｄからなる電極ペーストを塗
布し、乾燥したのち、電極ペーストが塗布された誘電体
シートの両側に、電極ペーストが塗布されていない誘電
体シートを積層し、これを圧着した後、焼成することに
より得られる。このようなデカップリングコンデンサを
絶縁性磁器の半導体素子の上面に接合することにより、
本発明の半導体装置が得られる。
する場合には、原料粉末を混合粉砕したスラリーをドク
ターブレード法等によりシート化し、この誘電体シート
の両側に、ＡｇやＡｇとＰｄからなる電極ペーストを塗
布し、乾燥したのち、電極ペーストが塗布された誘電体
シートの両側に、電極ペーストが塗布されていない誘電
体シートを積層し、これを圧着した後、焼成することに
より得られる。このようなデカップリングコンデンサを
絶縁性磁器の半導体素子の上面に接合することにより、
本発明の半導体装置が得られる。
【００２１】
【作用】本発明の半導体装置では、デカップリングコン
デンサの誘電体磁器を、Ｐｂ、Ｍｇ、Ｚｎを含有するペ
ロブスカイト型化合物であって、これらの金属元素を所
定の組成としたものから構成したので、高い比誘電率お
よび絶縁抵抗を有するとともに、−６５〜１５０℃全般
に亘って、デカップリングコンデンサの熱膨張率をシリ
コンの熱膨張率に対して±０．７×１０-6／℃以内の範
囲内で近づけることができ、半導体素子の上面にデカッ
プリングコンデンサの下面を接合する際や、半導体素子
を組み込んだコンピュータ等の使用時などに高温となる
場合でも、半導体素子とデカップリングコンデンサの熱
膨張率の差によりデカップリングコンデンサに熱応力が
発生することがない。
デンサの誘電体磁器を、Ｐｂ、Ｍｇ、Ｚｎを含有するペ
ロブスカイト型化合物であって、これらの金属元素を所
定の組成としたものから構成したので、高い比誘電率お
よび絶縁抵抗を有するとともに、−６５〜１５０℃全般
に亘って、デカップリングコンデンサの熱膨張率をシリ
コンの熱膨張率に対して±０．７×１０-6／℃以内の範
囲内で近づけることができ、半導体素子の上面にデカッ
プリングコンデンサの下面を接合する際や、半導体素子
を組み込んだコンピュータ等の使用時などに高温となる
場合でも、半導体素子とデカップリングコンデンサの熱
膨張率の差によりデカップリングコンデンサに熱応力が
発生することがない。
【００２２】
実施例１ 以下、本発明の半導体装置における誘電体磁器を実施例
に基づき詳細に説明する。原料粉末として、ＰｂＯ，Ｍ
ｇＮｂ2 Ｏ5 ，ＺｎＯ，Ｎｂ2 Ｏ5 ，ＢａＣＯ3，Ｔｉ
Ｏ2 ，Ｓｍ2 Ｏ3 ，ＭｎＯ2 粉末を、表１に示すように
秤量し、溶剤を添加し、ＺｒＯ2 ボールを用いて２０時
間混合粉砕した。この混合物を乾燥後、８５０℃で４時
間仮焼した後、ＺｒＯ2 ボールを用いて２０時間混合粉
砕し、乾燥した。
に基づき詳細に説明する。原料粉末として、ＰｂＯ，Ｍ
ｇＮｂ2 Ｏ5 ，ＺｎＯ，Ｎｂ2 Ｏ5 ，ＢａＣＯ3，Ｔｉ
Ｏ2 ，Ｓｍ2 Ｏ3 ，ＭｎＯ2 粉末を、表１に示すように
秤量し、溶剤を添加し、ＺｒＯ2 ボールを用いて２０時
間混合粉砕した。この混合物を乾燥後、８５０℃で４時
間仮焼した後、ＺｒＯ2 ボールを用いて２０時間混合粉
砕し、乾燥した。
【００２３】
【表１】
【００２４】そして、これに、１重量％のＰＶＡを添加
し、スプレードライで造粒した後、１ｔｏｎ／ｃｍ2 の
圧力で、電気特性測定用の円板（直径１２ｍｍ厚さ１ｍ
ｍ）と、熱膨張測定用の直方体（縦６ｍｍ横４ｍｍ高さ
４０ｍｍ）にプレス成形した。この後、成形体を４５０
℃で４時間脱バインダー処理した後、大気中において表
１に示すような温度で２時間焼成した。
し、スプレードライで造粒した後、１ｔｏｎ／ｃｍ2 の
圧力で、電気特性測定用の円板（直径１２ｍｍ厚さ１ｍ
ｍ）と、熱膨張測定用の直方体（縦６ｍｍ横４ｍｍ高さ
４０ｍｍ）にプレス成形した。この後、成形体を４５０
℃で４時間脱バインダー処理した後、大気中において表
１に示すような温度で２時間焼成した。
【００２５】得られた熱膨張測定用の焼結体を５℃／ｍ
ｉｎで昇温させながら、熱膨張分析器（ＴＭＡ）を用い
て−６５〜１５０℃間の熱膨張率を測定した。
ｉｎで昇温させながら、熱膨張分析器（ＴＭＡ）を用い
て−６５〜１５０℃間の熱膨張率を測定した。
【００２６】また、電気特性測定用の焼結体の両側にＩ
ｎとＧａからなる電極を形成し、静電容量および誘電損
失（ｔａｎδ）を測定周波数１ｋＨｚで測定電圧１Ｖｒ
ｍｓにて測定し、測定電圧２５０Ｖを１分間印加して絶
縁抵抗を測定した。また、比誘電率を静電容量から計算
により求めた。
ｎとＧａからなる電極を形成し、静電容量および誘電損
失（ｔａｎδ）を測定周波数１ｋＨｚで測定電圧１Ｖｒ
ｍｓにて測定し、測定電圧２５０Ｖを１分間印加して絶
縁抵抗を測定した。また、比誘電率を静電容量から計算
により求めた。
【００２７】この結果を表２に示す。尚、熱膨張率は、
−６５℃を基準長さとして、−２２℃、２１℃、６４
℃、１０７℃、１５０℃における熱膨張率を記した。
−６５℃を基準長さとして、−２２℃、２１℃、６４
℃、１０７℃、１５０℃における熱膨張率を記した。
【００２８】
【表２】
【００２９】これらの表１，表２より、本発明の誘電体
磁器では、熱膨張率を、−６５℃から１５０℃の全般に
亘って、シリコンの熱膨張率に対して±０．７×１０-6
／℃以内の範囲内で近づけることができることが判る。
また、比誘電率が３０００以上であり、絶縁抵抗も３×
１０12Ωｃｍ以上と大きいことが判る。比誘電率が３０
００以上と高いため、単層でも充分な容量を得ることが
できる。
磁器では、熱膨張率を、−６５℃から１５０℃の全般に
亘って、シリコンの熱膨張率に対して±０．７×１０-6
／℃以内の範囲内で近づけることができることが判る。
また、比誘電率が３０００以上であり、絶縁抵抗も３×
１０12Ωｃｍ以上と大きいことが判る。比誘電率が３０
００以上と高いため、単層でも充分な容量を得ることが
できる。
【００３０】
【発明の効果】叙上の如く、本発明の半導体装置では、
デカップリングコンデンサの誘電体磁器を、Ｐｂ、Ｂ
ａ、Ｍｇ、Ｎｂ、Ｚｎ、Ｓｍ、Ｔｉを含有するペロブス
カイト型化合物であって、これらの金属元素を所定の組
成としたものから構成したので、高い比誘電率を有する
とともに、−６５℃から１５０℃の全般に亘って、デカ
ップリングコンデンサの熱膨張率をシリコン単結晶の熱
膨張率に近づけることができ、半導体素子の上面にデカ
ップリングコンデンサの下面を接合する際などに高温と
なった場合でも、半導体素子とデカップリングコンデン
サの熱膨張率の差によりデカップリングコンデンサに熱
応力が発生することがなく、デカップリングコンデンサ
が半導体素子から剥離することを防止することができ
る。
デカップリングコンデンサの誘電体磁器を、Ｐｂ、Ｂ
ａ、Ｍｇ、Ｎｂ、Ｚｎ、Ｓｍ、Ｔｉを含有するペロブス
カイト型化合物であって、これらの金属元素を所定の組
成としたものから構成したので、高い比誘電率を有する
とともに、−６５℃から１５０℃の全般に亘って、デカ
ップリングコンデンサの熱膨張率をシリコン単結晶の熱
膨張率に近づけることができ、半導体素子の上面にデカ
ップリングコンデンサの下面を接合する際などに高温と
なった場合でも、半導体素子とデカップリングコンデン
サの熱膨張率の差によりデカップリングコンデンサに熱
応力が発生することがなく、デカップリングコンデンサ
が半導体素子から剥離することを防止することができ
る。
【図１】半導体装置の要部断面図である。
１１ パッケージ １３ 半導体装置 １５ デカップリングコンデンサ １７ 内部電極
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−62069（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−251635（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−293214（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−313208（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−108659（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−311362（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 21/822 H01L 27/04
Claims (1)
- 【請求項１】絶縁性基板と、この絶縁性基板に搭載され
た半導体素子と、この半導体素子の上面に接合され前記
半導体素子と電気的に接続されたデカップリングコンデ
ンサとを有する半導体装置であって、前記デカップリン
グコンデンサを誘電体磁器と内部電極とから構成すると
ともに、前記誘電体磁器が、金属元素として少なくとも
Ｐｂ、Ｍｇ、Ｎｂ、Ｚｎを含有するペロブスカイト型化
合物であって、これらの金属元素のモル比による組成式
をＰｂ1-a Ｂａa 〔（Ｍｇ1/3Ｎｂ2/3 ）x （Ｚｎ1/3
Ｎｂ2/3 ）y （Ｓｍ1/2 Ｎｂ1/2 ）z Ｔｉa 〕Ｏ3 と表
した時、前記ｘ，ｙ，ｚおよびａが ０．３００≦ｘ≦０．８１５ ０．１５９≦ｙ≦０．７００ ０ ≦ｚ≦０．０４０ ０ ≦ａ≦０．１１６ ｘ＋ｙ＋ｚ＋ａ＝１．００ を満足する主成分に対して、ＭｎをＭｎＯ2 換算で０〜
０．６重量％含有して構成されることを特徴とする半導
体装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5335562A JP3071627B2 (ja) | 1993-12-28 | 1993-12-28 | 半導体装置 |
| US08/678,948 US5767564A (en) | 1993-10-19 | 1996-07-12 | Semiconductor device with a decoupling capacitor mounted thereon having a thermal expansion coefficient matched to the device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5335562A JP3071627B2 (ja) | 1993-12-28 | 1993-12-28 | 半導体装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07202130A JPH07202130A (ja) | 1995-08-04 |
| JP3071627B2 true JP3071627B2 (ja) | 2000-07-31 |
Family
ID=18289973
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5335562A Expired - Fee Related JP3071627B2 (ja) | 1993-10-19 | 1993-12-28 | 半導体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3071627B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100329616B1 (ko) * | 1998-12-30 | 2002-08-22 | 주식회사 하이닉스반도체 | 반도체소자의디커플링캐패시터형성방법 |
-
1993
- 1993-12-28 JP JP5335562A patent/JP3071627B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07202130A (ja) | 1995-08-04 |
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