JPH03283459A - 半導体集積回路装置 - Google Patents

半導体集積回路装置

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JPH03283459A
JPH03283459A JP2080755A JP8075590A JPH03283459A JP H03283459 A JPH03283459 A JP H03283459A JP 2080755 A JP2080755 A JP 2080755A JP 8075590 A JP8075590 A JP 8075590A JP H03283459 A JPH03283459 A JP H03283459A
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capacitor
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Koichi Inoue
井上 広一
Tomoji Oishi
知司 大石
Koichi Shinohara
浩一 篠原
Ken Takahashi
研 高橋
Tetsuo Nakazawa
哲夫 中澤
Mitsuo Usami
光雄 宇佐美
Masaki Fukuoka
正樹 福岡
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Hitachi Ltd
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、半導体集積回路装置に係り、特に半導体集積
回路素子と外部機構とにコンデンサを有する半導体集積
回路装置に関する。
〔従来の技術〕
電子計算機を初めとする半導体製品は、近年ますます高
速化の要求される傾向が高まってきている。その高速化
に伴って、ノイズによって生じる誤動作が大きな問題に
なりつつある。ノイズの原因として主なものは、スイッ
チングによる電源電圧の変動や、信号経路間の相互作用
、すなわちクロストーク(漏話)が挙げられる。これら
によって生じるノイズを低減するためには、コンデンサ
を電源経路内に適宜挿入する方法、すなわち−船釣にバ
イパスコンデンサと呼ばれているコンデンサを挿入する
方法が最も有効な手段の一つである。
取扱う信号の高速化に伴い、コンデンサからノイズ発生
源までの距離が重要な因子になりつつある。すなわち第
10図に示すように、配線は全て誘導成分を持っている
。コンデンサ101の近く(A点)では、スイッチ10
2をONすることによってほとんど電圧変動を生じない
が、スイッチ102の近< (B点)では、配線の誘導
成分(図にはコイル100で表示した)によって電圧変
動が発生する。この誘導による電圧変動の絶対値は周波
数に比例するため、信号が高速になれば、配線の誘導成
分を無視できなくなる。電子計算機ではもともと動作電
圧が低い上に、今後さらに、素子の微細化に伴って、電
源電圧または論理振幅が低下する傾向にある。誘導によ
る誘起電圧は同じ周波数では電源電圧に依存しないので
、誘導成分による電源電圧は相対的に大きくなる。
このような状況に対応するためには、コンデンサをでき
るだけノイズ発生源の近くに配置する必要がある。電子
計算機では、ノイズ発生源はゲートと呼ばれるスイッチ
ング部分、すなわち計算機の心臓部そのものである。言
い換えれば、自らがノイズを発生すると同時に、自らが
ノイズによって誤動作するのである。従って、コンデン
サを計算機の心臓部、すなわち論理LSI、RAMモジ
ュール、VRLS I、DRAM (ダイナミック・ラ
ンダム・アクセス・メモリ)等のできるだけ近くに搭載
することが重要になる。
ところで、コンデンサをスイッチング部分に近づける際
には、以下の要件を満たすことが必要だと考えられる。
(1)コンデンサを、半導体集積回路素子の内部または
表面に設置する。
(2)コンデンサを電源と接地との間に挿入する。
(3)コンデンサの設置によって信号伝播を遅らせない
ために、できるだけゲートの近くにコンデンサを設置す
る。しかし、ゲートの極く近傍に容量を挿入すると、浮
遊容量が増加してスイッチング速度が遅くなる場合があ
るので、構造にもよるが、ゲート及びゲート間をつない
でいる信号配線から1ミクロン以上前れる必要がある。
(4)充放電電流が半導体集積回路素子の基板内を流れ
るとゲートの電位が変動するため、スイッチングに対す
る雑音マージンが下がるので、このような構造は避ける
(5)半導体集積回路素子内に電源ブロックが複数ある
ときは、それぞれに独立したコンデンサを設置する。半
導体集積回路(IC)、とりわけ高速動作を要求される
ICでは、一つのチップの中をいくつかのブロックに分
けて、それぞれを独立した電源でまかなうのが通常であ
る。そ切場合には、コンデンサは一つ一つの電源配線に
挿入され、しかもそれらが電気的に独立でなければなら
ない。また第12図に例示するが、ECL(エミッタ・
カップルド・ロジック)のように複数の電源電圧(図の
例ではvEE120゜VBal 21 、 VTTI 
Oの3種)を一つの回路に供給しなければならない回路
方式もあり、一つの半導体集積回路素子に一つのコンデ
ンサでは満足な効果を期待できない。もちろんゲート毎
にコンデンサを設ければ、最も理想的な雑音防止効果を
期待できる。
以上の要件を前提として、従来の技術について以下に述
べる。なお、従来技術として捕えられているのは、上記
の要件(1)を満たすものである。
半導体集積回路素子内にコンデンサを内蔵する技術には
多くの公知例がある。コンデンサの用途で分類すると、
ノイズ低減7回路部品、そして内部保護に分けることが
できる。
(a)  まず、ノイズ低減に関するものの例を列挙す
る。
・特開昭61−137354号「半導体装置」この発明
は、半導体集積回路素子裏面の誘電体層を利用して、バ
イパスコンデンサを半導体集積回路素子の裏面に内蔵さ
せるという内容である。
・特開昭51−269317号r容量素子を有する半導
体装置」 この発明は、半導体集積回路素子裏面の誘電体層を利用
して、MOS容量素子を半導体集積回路素子裏面に構成
するというものである。
これらの発明の目的は、本発明の目的と同じくノイズの
低減である。従って、電源回路にコンデンサを挿入した
構成になっている。ただし、上記の要件の(4)及び(
5)を満足していない。
(b)  次に、回路部品としてのコンデンサに関する
発明の例を挙げる。
・特開昭62−200804号「プログラム可能なアナ
ログ量素子をもつ半導体集積回路装置」 この発明は、発信回路用のコンデンサをIC内部に有す
るものである。
・特開昭63−110652号「半導体装置の製造方法
」この発明は、VLSIで使われるU状溝加工によるコ
ンデンサの形成に関するものである。例えば、ダイナミ
ック・ランダム・アクセス・メモリ(DRAM)の電荷
蓄積用コンデンサや、ノン・スレッシュホルド・ロジッ
ク(NTL)中に挿入することのある結合コンデンサの
ような、回路構成部品としてのコンデンサに関する発明
である。
これらは、本発明の目的とは異なるため、当然に上記の
要件(2)を満足しない。
(c)  最後に、内部回路の保護に用いられるコンデ
ンサの発明例を示す。
・特開昭63−35129号「静電破壊防止用保護回路
」この発明は、入力パッドと内部回路と間にコンデンサ
を含む回路を挿入して、内部回路が静電破壊されるのを
防いでいる。半導体集積回路素子あたりに複数のコンデ
ンサを設けるという点では、本発明の思想と類似してい
るようでもあるが、そもそも目的が異なるために、信号
用入力パッドに対してコンデンサが設置された構成とな
っている。
従って、この発明では上記の要件(2)が満足されてい
ない。
〔発明が解決しようとする課題〕
以上述べたように、従来の技術では容量を稼ぐことに注
力した結果、本発明が目的としているところの、半導体
集積回路素子内にお互いに電気的に独立した複数のコン
デンサを配置する場合にも対応できる構造という要件を
満たさないもの、半導体集積回路素子内に複数のコンデ
ンサを配置するという要件を満たしているものでも、容
量が小さいもの、また充放電電流が半導体集積回路素子
の基板内を流れるもの等、本発明の必要とする要件の全
てを満足する従来技術はない。
本発明の目的は、上述した従来技術の欠点を解消し、上
記要件を満たす半導体集積回路装置の構造及びその製法
を提供することにある。
〔課題を解決するための手段〕
発明者らは、集積回路素子内で全てを解決しようとする
考え方に無理があることに気付いた。すなわち、バイパ
スコンデンサの容量は、少なくとも0.1  マイクロ
ファラッド必要であるが、これを集積回路素子内でまか
なおうとすれば5従来例のように、集積回路素子あたり
1個しか設置できなかったり、集積回路素子の表面(ま
たは裏面)全面を使用しなければならないといった問題
が発生した。
ところが、集積回路素子の外部の比較的広いスペースに
十分な容量を持ったコンデンサを設置し、ゲートまでの
誘導成分で発生する僅かな雑音を、集積回路素子内に設
置した比較的容量の小さいコンデンサで除去する構造と
すれば、十分な効果を期待できることが分かった。
この考え方は、省スペースの技術の流れに逆行する面を
持っている。周波数が1ギガヘルツに満たない信号を扱
う回路では、集積回路素子内にコンデンサをを設けなく
ても、外部のコンデンサのみで十分な平滑効果が得られ
る。従って、従来の技術で、集積回路素子内にコンデン
サを設置した例ではその目的の大半が省スペースであっ
た。本発明では、集積回路素子内にコンデンサを設置し
なければ1回路が動作しないといった動機に基づいてお
り、従って解決手段もおのずと従来技術とは異なる。
第11−1図及び第11−2図に、本発明の基本的な考
え方を示す。第11−2図は、一定時間内にスイッチン
グ回路110を0N−OFFさせたときの電流波形を描
いたものであるが、このような電流が回路にながれた場
合を想定すると、L点において生じる雑音電圧の値は、
第11−1図にあるようなコンデンサの設置によって変
化する。
雑音対策を施していない同図(a)の場合に、L点にお
ける雑音電圧の値は1vであったが、プリント板113
上の比較的スイッチング部に近いところ(具体的には、
ICI 11を搭載したパッケージ112の外部端子の
近傍)に0.1  マイクロファラッドのコンデンサを
設置した同図(b)の場合には、L点における雑音電圧
の値は約50mVと、雑音電圧は約半分に下がる。とこ
ろがどうしても僅かに雑音電圧が残る。この電圧は、コ
ンデンサとスイッチング回路110との間の誘導成分に
よりものがほとんどで、コンデンサの容量を増せば少し
は改善されるが、それでも数mV径程度すぎない。そこ
で、同図(C)に示すように、スイッチング部の極く近
傍(具体的には工C111内)に100ピコフアラツド
のコンデンサを設置すると、この僅かな雑音が半分以下
に低下する。
ここでは100PFのコンデンサを設置したが、設置す
るコンデンサの容量は、回路形式や設置場所によってさ
まざまである。しかし、いずれにしても、コンデンサに
使用する誘電体の比誘電率は、10以上でなければ、本
発明の目的は達成されない。なお、残った雑音電圧は、
■C111内の配線によるものが大半である。
同図(C)では、スイッチング回路110から比較的離
れた場所にコンデンサを設置することを想定したが、コ
ンデンサを、さらにスイッチング回路110に近付けて
設置すれば、雑音電圧の低下の効果はもつと大きくなる
従って、スイッチングによって生じる雑音電圧は、第1
1−1図のように、工C111の外部、例えばプリント
板113上に比較的大きな容量を有するコンデンサを設
置し、さらにスイッチング回路110に近いICI 1
1の内部に該コンデンサよりも容量の小さなコンデンサ
を設置することによって、雑音電圧を僅かなものに押さ
えることができる。
理想的には、スイッチング回路110の内部にバイパス
コンデンサを設置する。この場合には、回路方式にもよ
るが、コンデンサの容量が0.5ピコファラッド未満で
も十分な平滑効果を得ることができる。
〔作用〕
本発明の目的を達成するための構造の一つを例に挙げ、
以下に説明する。
第13−1図及び第13−2図は、通常のICの一部を
切り出した図である。ポンディングパッドの中では最も
単純な構造であるワイヤボンディング用の構造である。
ポンディングパッド部130゜内部回路との接続部13
1、及び両者を結ぶ内部配線132を示した。第130
−1図は平面図、第13−2図は第13−1図のD−D
’断面図である。シリコン基板133の表面を、絶縁と
内部保護とを目的とした酸化膜134で蔽っている。
ここでは、酸化膜134の一部に穴を開け、AQ配線1
35が内部回路(ここでは、バイポーラトランジスタの
エミッタ)と電気的に接続するようになっている。この
部分が内部回路との接続部131である。また、Afi
配線135を保護するために、ポンディングパッド部1
30以外は化学的気相成長法により形成された酸化シリ
コン皮膜136で蔽われている。
第14−1図、及び第14−2図は、本発明によるIC
の一部を切り出した図である。これらの図では、ポンデ
ィングパッド部130に、高誘電率層140と上部電極
141が付加された構造になっている。AQ配線135
のポンディングパッド領域、及び上部電極141がコン
デンサの両極になり、高誘電率層140が誘電体層とな
って一つのコンデンサを形成する。
ここで、酸化シリコン皮膜136がコンデンサの誘電体
層にならない理由を述べる。酸化シリコン皮膜136は
、本来IC内部を湿度や有害なイオン等から保護するた
めに存在する。そのため数ミクロンという比較的厚い膜
であり、さらに誘電率が3と非常に小さい。後程述べる
が、誘電率が小さい膜で表面を蔽うことによってICの
動作速度を確保しているわけなので、誘電率が小さいこ
とは必要条件なのである。コンデンサの容量は、誘電体
層の厚さに反比例して比誘電率に比例するので、酸化シ
リコン皮膜136ではコンデンサの容量を十分に稼ぐこ
とができないからである。
ここで、高誘電率層140を備えることによって、シリ
コン基板内の回路に影響を与えないかどうか検討する。
高誘電率層140は、シリコン基板133の方から見る
と、AQ配線135に隠れた形になっている。また、A
Q配線135は、電源配線あるいは接地配線であるため
、電気的には、シリコン基板133内の回路から高誘電
率層140はシールドされている。すなわち高誘電率層
140のコンデンサの容量を稼ぐ働きはするものの、シ
リコン基板133の回路への浮遊容量の増加は伴わない
本図では、ただ単にポンディングパッドにコンデンサが
挿入されただけであって、本発明の目的とするところの
バイパスコンデンサの働きはしていない。このようなコ
ンデンサが、バイパスコンデンサとしての働きをするた
めの回路構成について、第15図に従って説明する。第
15図は、第12図のECL回路から作動回路の一部を
切り出して右に90度傾けたものの断面図である。ここ
では、説明のために二つの断面図を示す。上側の断面図
をF断面、下側をG断面と呼ぶ。F断面では、パッケー
ジ(図示せず)の電源VEE120に接続された通常の
ポンディングパッド150がトランジスタ(Q)のエミ
ッタ151にAQ配線149でつながっている。コレク
タ152から拡散抵抗(R)103の片方のスルーホー
ル153にAQ配線148でつながる。なお、ベース配
線はこの断面には含まれてはいない。G断面では、拡散
抵抗(R) 103のもう片方のスルーホール154と
コンデンサ入りポンディングパッド155の上部電極1
56がAQ配線157で接続されている。
この上部電極156は、パッケージ(図示せず)の接地
配線に接続され、コンデンサ人リボンディングパッド1
55の下部電極158と通常のポンディングパッド15
0とは、同一のAQ配線に接続し、当然電気的にもつな
がっているので、下部電極158.誘電体層159、及
び上部電極156でコンデンサが形成され、しかも電源
VEE 1.20と接地の間に挿入される。すなわち、
コンデンサ入りポンディングパッド155がバイパスコ
ンデンサを構成する。
本図では1表現の都合上AQ配線157を長く引き回し
た形になっているが、これは本質的な問題ではない。た
だし、配線の引き回しを工夫しないと本図のような長い
配線が生ずることもある。
実施例ではこの問題の対応策についても例示する。
また、コンデンサ人リボンディングパッド155を電源
VEE120端子側に形成したが、もちろん接地端子側
でもよく、両者の中間でもよい。設計者の都合で構わな
いものである。
さて、このコンデンサが実用に耐え得るものかどうか簡
単に解析する。
コンデンサの容量etc”は、以下の式で表される。
C=ε0°ε「1−           “°(1)
ここで、ε0 :真空の誘電率 (8,85X 10−0−12F−”)εr :比誘電
率 S :電極面積 t :誘電体の厚さ 一般的に、ポンディングパッドの大きさは100μm(
ミクロン)角以上あるので、5=100μmX100μ
mとする。また誘電体には一般的な五酸化タンタルを用
い、ε、=30である。誘電体の厚さ(1)は、10v
以上の十分な耐圧を得られるように0.01μm とす
る。このような仮定のもとて(1)式を利用すると、コ
ンデンサの容量として約270pF (ピコファラッド
)カス得られる。100pF以上あれば十分なノイズ低
減効果を発揮するので、ポンプイングツくラドは、本発
明の目的とするところのコンデンサとして十分に実用に
耐えうる。
従来例のところでも述べたが、今までの考え方では、ポ
ンディングパッドのような小さな面積を利用しても、バ
イパスコンデンサの役目を果たさせることは到底無理な
ことであった。また、動作周波数の点でも、その必要性
はなかった。集積回路素子周辺に発生する誘導成分は、
多く見積もったとしても1nH(ナノヘンリー)程度で
、素子の近くにコンデンサを挿入すれば、十分にノイズ
低減の効果が得られていたからである。
しかし、今回の簡単な解析で明らかなように、ポンディ
ングパッドが、バイパスコンデンサとして十分な容量を
持ちうろことがわかった。また、1ギガヘルツ以上の信
号を扱う場合には、たとえ1nH以下という極く僅かな
誘導成分であっても回路が影響を受ける程度の雑音電圧
を発生するため、集積回路素子内にバイパスコンデンサ
を配置することは避けられない事実である。
もちろん、本実施例に記載するように、コンデンサはボ
ンディングバットだけでなく、別の形態で存在していて
もその役割は十分に発揮する。
〔実施例〕
以下、本発明を実施例によりさらに具体的に説明するが
、本発明はこれらの実施例に限定されるわけではない。
なお、本発明の実施例1−4を第1図−第9図に従って
説明する。
本発明で説明する集積回路素子(ポンディングパッドを
除く)は、第1図(a)に示すように、数多くの回路ブ
ロックから成り立っている。これらの回路ブロックを第
1図(b)のようにさらに限界まで分解すると、第1図
(c)のように、回路として機能する単小限の単位、す
なわちスイッチングの最小単位になる。これをゲートと
呼ぶ。
(実施例1) 本発明の第1の実施例を第2図及び第3図に従って説明
する。
第2図は、本発明の第1の実施例の斜視図、第3図は第
2図の一部の拡大断面図であり、符号20は上部Afl
電極、符号21は五酸化タンタル層、22は下部AQ電
極、23はゲート、30は表面保護層、31は接地配線
ボンディングワイヤ。
32は電源配線ボンディングワイヤ、33は低誘電率層
、34は電源配線層、35は絶縁層、36はシリコンウ
ェハを意味する。
第2図は、集積回路素子(シリコンチップ)の一部を斜
めから見たところである。ただし、説明に必要な部分の
みを抽出したため、シリコンチップの形態をなしてはい
ない。シリコンチップの内部には、多くのスイッチング
部、すなわちゲート23が配置されている。ここでは、
一つ一つのゲート23をサイコロ状の形態で示した、シ
リコンチップ内のすべてのゲート23の電源24は、下
部An電極22につながっている。ここでは図示しない
が、シリコンチップ内のすべてのゲート23の接地25
は、上部AQ電極20につながっている。このように、
本実施例では、すべてのゲート23の電源24と接地2
5とが並列に接続されている。
第3図は、ポンディングパッドを含む、第2図の一部の
拡大断面図である。上部Afl電極20゜五酸化タンタ
ル層21.下部AQ主電極2で構成されるコンデンサが
、シリコンウェハ36内のスイッチング部、すなわちゲ
ート23上にも配置されるのがこの実施例の特徴である
。従って、スイッチング速度の低下を避けるため、シリ
コンの酸化膜で構成された低誘電率層33の厚膜を3μ
mと比較的厚くした。コンデンサの誘電体としては、I
GHz以上で十分大きい誘電率と、十分小さい誘電損失
とを兼ね備えた五酸化タンタルを採用した。膜厚を約1
100nにしたので、−辺5W+のシリコンチップで、
約0.05μF という、十分な容量を確保することが
できた。もちろん、シリコンチップの外には、十分な容
量である0、5μFのコンデンサを配置し、シリコンチ
ップ内の誘導成分で発生する雑音以外をすべて遮断して
いる。
(実施例2) 第2の実施例を、第4図及び第3図に従って説明する。
本実施例では、コンデンサの下部AQ主電極2が各ゲー
ト23ごとに分かれているのが特徴である。この構造で
は、各ゲート23間の電源ノイズの干渉がなく、第1の
実施例より回路の動作がスムーズになる。詳細断面図は
、第1の実施例と同じであり、第3図のとおりである。
ただし、電源配線ボンディングワイヤ32がゲート23
ごとに必要になるので、構造としてはより複雑になる。
本実施例では、ゲート23が約1000個あるので、個
別のゲート23当りの容量が小さくなる。そこで、第1
の実施例より五酸化タンタル層21の厚膜を薄くし、ゲ
ート当り50pFの容量を確保した。
(実施例3) 第3の実施例を、第5−1図、第5−2図、第5−6図
、及び第1図に従って説明する。第5−1図は、第2図
あるいは第4図と同じく、集積回路素子(シリコンチッ
プ)の一部を斜めから見たところを示している。ただし
、説明に必要な部分のみを抽出したため、シリコンチッ
プの形態をなしてはいない。本実施例では、各ゲート2
3にコンデンサが付属している。なお、第1図(c)の
ゲート回路図中のコンデンサが、本実施例によるゲート
23内に形成されたコンデンサである。第5−2図にあ
るように、コンデンサの上部AQ電極5oは、各ゲート
23ごとに接地25に接続されている。また、同様に下
部AQ主電極2は、各ゲート23ごとに抵抗(第5−1
図では、図示せず)を介して電極24に接続されている
。この構造では、コンデンサがゲート23内に取り込ま
れ。
しかも抵抗を介して電源24につながっているため、実
施例2のように、シリコンチップのポンディングパッド
の数をゲートの数と同じにしなくても、各ゲート23間
の電源ラインからの干渉を防止することができる。その
点で、高集積化にとっては有利である。第6図は、一つ
のゲート23内のコンデンサ周辺の拡大断面図である。
コンデンサは、第1の実施例や、第2の実施例と異なり
、低誘電率の絶縁層を介さずに配置されている。その代
りに、コンデンサを形成した領域の下には一切回路素子
を配置していない。これは、スイッチング速度の低下を
避けるためである。また、電源配線層34は図示してい
ないが、下部AQ主電極2から抵抗を介して接続してい
る。本実施例では、コンデンサの面積が、ゲート当り5
0平方ミクロンと小さいので、五酸化タンタル層51の
厚さを20nmとした。その結果、ゲート当り0.3μ
F以上の容量を確保した。
(実施例4) 第4の実施例を第7図、第8図、及び第9図に従って説
明する。本実施例は今までの実施例と異なり、コンデン
サが、シリコンチップ当り1個でも、ゲート当り1個で
もない。既に第1図で示したが、シリコンチップを適当
な数のブロックに分けることが本実施例の特徴である。
さらに、各ブロック当りに1個ではなく、数個のコンデ
ンサを配置することも特徴である。これらのコンデンサ
は、接地側では予め接続されているが、電源側では端子
が開放されている。集積回路素子(シリコンチップ)が
完成した時点で、コンデンサを個別に試験する。その結
果、誘電体膜にピンホールがある等の欠陥によって、コ
ンデンサが短絡しているものを発見したような場合には
、そのコンデンサを除いて残りの良品のみを接続するよ
うにする。
第7図に、回路ブロックを3個抽出して例示したが、電
源ライン70と接地ライン71とにそれぞれ接続してい
る、ある回路ブロック(a)72では、一番下のコンデ
ンサが不良であり、回路ブロック(b)73では中央の
コンデンサが不良である。
従って、これらのコンデンサを除いた回路として。
各ブロックのコンデンサを接続している。もちろん、全
てのコンデンサが良好に動作している回路ブロック(c
)7.4では、全てのコンデンサを接続することになる
さらに具体的に、第8図について説明する。本図では、
回路ブロック(1)80の部分のコンデンサ6個のうち
、「C5」のコンデンサが不良である場合について示し
ている。
この場合の具体的な構造を第9図を用いて説明する。本
実施例では、実施例1から実施例3までとは異なり、上
部AQ電極90が電源24に、下部AΩ電極92が接地
25に接続してしする。また本図では、断面を示してい
るために分離してしするように見えるが、下部AQ主電
極2はシリコンチップ内ですべてつながっている。また
第1及び第2の実施例と同じく、内部回路上にコンデン
サを形成しているので、コンデンサと内部回路との間に
約3μmの厚い低誘電率層33を挾んでしする。
ここで、第8図のように「C5」のコンデンサがショー
ト箇所93で短絡したことによる不良であったとすると
、チエツクは接地端子(図示せず)と、各コンデンサの
上部AQ電極90との間で行われる。正常なコンデンサ
については、上部AQ電極90とシリコンチップ表面の
電源端子94との間を接続することになる。
また、接続にはレーザーを併用しためつき法を採用した
。この方法には、マスクを使用しなし1でも選択的に配
線を形成できるという利点がある。
(実施例5) 第5の実施例を第16図、第17−1図、第17−2図
、第18図、第19図及び第20図番こ従って説明する
第5図は本発明の第5の実施例の斜視図、第17−1図
及び第17−2図は第16図の一部の拡大断面図である
。上部AQ電極160.五酸イヒタンタル層161.下
部AQ電極162.左側コンデンサ人リボンデイングツ
(ラド163.上部AQ電¥1164.五酸化タンタル
層165.下部AQ主電極66、右側コンデンサ入りポ
ンディングパッド167、シリコン基板168.M(ヒ
膜170、AQ内部配線171から構成されてl、Nる
第5の実施例の構造上の第1の特徴1士、第16図にあ
るように、コンデンサ八リボンデイングツ(ラドが二つ
あり、しかも二つのポンプイングツ(ラドが、左側コン
デンサ入りポンプイングツ(ラド163と右側コンデン
サ人リボンデイングツくラド167としてお互いに隣接
していることである。
それぞれがパッケージ(図示せず)の電源配線と接地配
線とに接続している。第2の特徴り土、それぞれの電極
がお互いに交差接続されて(Aることである。この二つ
の構造上の工夫を凝らしたことしこよって、作用の項で
述べたような配線の引き回しに関する問題を解決し、さ
らに二つの電極のコンデンサが並列接続されるので容量
が倍増し、単層のコンデンサでも2層のコンデンサに相
当する十分な容量を確保することができるといった大き
な効果を有する構造となっている。
本発明の構造についてさらに詳しく説明すると、左側コ
ンデンサ人リボンディングパッド163及び右側コンデ
ンサ人リボンディングパッド167は、−船釣な四角形
ではなくて、お互いに食い込むようにくびれだ六角形を
している。そのため、一方では左側コンデンサ人リボン
ディングパッド163の上部Afl電極160と右側コ
ンデンサ人リボンディングパッド167の下部AQ主電
極66とが、また、他方では右側コンデンサ入りポンデ
ィングパッド167の上部AQ電極164と左側コンデ
ンサ人リボンディングパッド163の下部AQ主電極6
2とが、お互いに対向する構造になっている。このよう
な形態になっているのは、お互いの上部電極と下部電極
とを交差接続するためである。片側の接続部分を工断面
として取り出したものを、第17−2図に示す。IC基
板内部の回路、及び回路と内部配線とを絶縁する酸化膜
を図では省略し、シリコン基板168とした。ICの最
外層に当たる酸化シリコン皮膜170上に、左側コンデ
ンサ人リボンディングパッド163の下部AQ電極16
2及び右側コンデンサ入りポンディングパッド167の
下部AQ電極166の張出し部を見ることができる。上
部AQ電極162と下部AΩ電極166とは五酸化タン
タル層161と五酸化タンタル層165で絶縁されてい
る。なお、五酸化タンタル層161と五酸化タンタル層
165とは、連続した同じ薄膜層である。ここで左側コ
ンデンサ人リボンディングパッド163の上部AQ電極
160の張出し部が下部AΩ電極166の張出し部の上
部に重なり、五酸化タンタル層165に開けたスルーホ
ール172を介して下部AQ電極166と接続している
。図示していないが、同様の構造がもう一方に存在し、
両者の交差接続を実現している。次に、電極の中央部の
構造の詳細をH断面として取り出して、第17−1図で
説明する。本実施例においては、上部Afl電極160
がスルーホール173を介してAfl内部配線171と
接続している。下部AQ電極162が、Afl内部配線
171と接続する構造も考えられるが、両者には電気特
性上の本質的な違いはない。本構造の特徴は、ポンディ
ングパッドの最上層と内部配線とがつながり、1対1の
対応関係を保っていることである。通常は、ポンディン
グパッドとそこに至る内部配線とは直接接続されている
ものだからである。本実施例のポンディングパッドも、
この一般的な法則に従っている。設計上、また製造上の
不必要な混乱を避けるために、この上なく有利な構造で
ある。さらに、下部AQ電極162とAQ内部配線17
1とで挾まれた部分の酸化シリコン皮膜170の厚膜を
薄くすれば、2層のコンデンサを形成することができ、
さらに容量を稼ぐことが可能になる。
つぎに、本実施例の利用形態について第18図に従って
説明する。第18図の中央部は、本実施例のコンデンサ
入りポンディングパッドの主要部の断面をつないで合成
したものである。断面図の左側は左側コンデンサ入りボ
ンディングパット163の中央部(第17−1図と同じ
位@)、中央は一方の接続部(第17−2図と同じ位置
)、右側は右側コンデンサ人リボンディングパッド16
7の中央部である。同図の上部はパッケージ(図示せず
)内の配線を表している。また同図下部は、IC内の配
線を表している。ここでは、第12図で示したECL回
路の出力部に対応した箇所について示しているつ 図中左側の配線は電源VTTIO用、右側は接地25用
である。パッケージ内のICチップの近傍には0.1μ
Fのコンデンサが設置されて、パッケージ(図示せず)
以遠で発生するノイズをすべて吸収する。ICチップの
接続はAQのワイヤボンディングで行われ、電源VTT
IO側のワイヤ182は、左側コンデンサ入りポンディ
ングパッド163の上部AQ電極160に、接地側のワ
イヤ181は、右側コンデンサ人リボンディングパッド
167の上部AΩ電極164に、それぞれ接続されてい
る。ワイヤボンディング個所は誘導成分が多く、一般的
には高速信号処理には不向きである。しかし1本発明の
ポンディングパッドを用いることによって十分にその欠
点をカバーし、高速の回路の電源端子用配線形態として
使用可能になる。
電源VttlOの電位は、スルーホール172を通して
、右側コンデンサ人リボンディングパット167の下部
AQ電極166に伝わる。また図示していないが、接地
25の電位も同様にして左側コンデンサ人リボンディン
グパッド163の下部AQ電極162に伝わる6電源V
TTIOと接地25との電位差が、五酸化タンタル層1
61及び165の表裏間に印加され、僅かの電位の変動
を吸収する平滑コンデンサとしての機能を果たす。
ポンディングパッドの寸法は、150μm角であり、五
酸化タンタルの膜厚が、0.05μmであり、さらに本
発明の構造は2つのポンディングパッド内のコンデンサ
が並列に接続されるという特徴を有している。従って、
容量は約240pFと、既に述べたようにICチップ上
に配置された電源のバイパスコンデンサとして十分な値
であった。
上部AQ電極160に導かれ、ポンディングパッド内の
コンデンサで平滑された電源VTTIOの電位は、さら
にスルーホール173を経由してAΩ内部配線171に
導かれ、ECL回路のエミッタフォロワ抵抗に供給され
る。また同様にして、接地25の電位もAQ内部配線1
80を経由してECL回路のエミッタフォロワトランジ
スタ183のコレクタに供給される。トランジスタ18
3がスイッチングしたときの回路給電点(図中の5点と
に点)の電圧変動は、約15mVであった。パッケージ
内の、0.1μFのコンデンサのみでは約80mV変動
していたので、雑音に対する回路のマージンを十分に確
保することができた。
本実施例の製造プロセスについて、第19図に従って説
明する。
(1)通常のICプロセスの終了したシリコンウェハを
用意する。
(2)下部AQ電極162及び166を成膜し、200
℃に基板を加熱して、真空蒸着で2μm成膜する。
(3)下部AQパターンを形成し、りん酸を主成分とし
た混酸を使用してホトレジストをマスクとしてエツチン
グする。
(4)誘電体層となる五酸化タンタルを成膜する。
(5)五酸化タンタル薄膜のパターンを形成する。
(6)上部AQ電極160及び164を形成する。
このプロセスは(2)と同様である。
(7)上部AQパターンを形成する。このプロセスは(
3)と同様である。
ここで、上記したプロセスの中で(4)及び(5)以外
は新規なプロセスではないので、詳細な説明を省略する
(4)及び(5)のプロセスについて、第20図に従っ
て説明する。
第20図は、本発明を実施する五酸化タンタルの成膜装
置の一例を示す構成図である。純空気197等の雰囲気
置換が可能なボックス208に、紫外線ランプ等の光照
射装置200.特定波長の光を選択的に取り出すことの
できるモノクロメータ201.基板207を保持するた
めの微動可能なステージ2o5.モノクロメータ201
で選択された波長の紫外線等を一定時間照射するための
シャッター機構209.ホトマスク199と基板207
とを位置合わせするための、自動あるいは手動によるパ
ターン認識位置合わせ機構(図示せず)を備えた露光装
置198、がその中央に配置されている。その左側には
、ビー力204内の反応溶液を基板207に薄く均一に
塗布するためのスピンナ202が配置されている。また
その右側には、基板207上の不要な五酸化タンタル反
応溶液を除去するための洗浄液を満たしたビー力206
が、超音波振動装置203上に配置されている。
詳細なプロセスは以下のとおりである。
(1)タンタルエトキシドがエタノール1リツトル当た
り0,05moR(モル)含まれる溶液を作製した。こ
の溶液2mQ (ミリリットル)に、水0.05moQ
 を1リツトルのエタノールに溶解した液8mQと、塩
酸0 、1 mo Q  を1リツトルのエタノールに
溶解した液2.5m12  とを混合した。この混合溶
液にエタノール2rnQを加えた溶液を作り、 3 m
 Q /winの速度でビー力204に滴下して透明な
均一溶液を得た。スピンナ202を停止させた状態で、
スピンナ202上の基板207のほぼ中央にこの混合溶
液をビー力204から滴下した。次いで基板207を載
せたスピンナ202を、1分間約4000回転で回転さ
せ、基板207上に五酸化タンタル反応溶液の均一な膜
を形成した。
(2)基板207を露光装置198のステージ205上
に移動し、パターン認識位置合わせ機構(図示せず)を
用いて、ホトマスク199のパターンを基板207に合
わせた。次に、モノクロメータ201を調節して、タン
タル−エトキシ基の結合エネルギーに対応する、254
nmの単色光を発生させ、シャッター機構209を操作
して、光を30分間照射した。その結果、ホトマスク1
99の透明部分に対応する基板207の部分のみ、タン
タルエトキシドの結合が破られ、エタノールに不溶な物
質となった。
(3)エタノールを満たしたビーカ206内に基板20
7を浸漬し、超音波振動装置203による振動で、光反
応をしなかった不要なタンタルエトキシドを溶解した。
(4)ホトマスク199を露光装置198から取り外し
、モノクロメータ201を調節して、取り出す波長を、
純空気197中においてオゾンを発生させるための18
4nmとした。基板207を再度ステージ205上に移
動し、シャッター機構209を操作して、光を約10分
間照射した。その結果、パターンを形成した基板207
上の薄膜は、五酸化タンタルとなった。
上記製法を用いて作成した五酸化タンタル薄膜中の残留
有機物量及び化学量論組成比をESCAを用いて測定し
た。その結果、光照射した膜は有機物残留量4 、0 
atm%、TaOx組成比(0/Ta)2.2 であっ
た。一方、光照射しない膜では有機物残留量11.0a
tm%、TaOx組成比(0/Ta)1.6 であった
。光照射した膜は、光照射しない膜に比較して、有機物
残留量で1/2.8.TaOx組成比(0/Ta)で1
.4倍の値を示し、有機物残留量の少ない化学量論比に
近い膜が得られた。なお、光照射膜と同様な有機物残留
量及びTaOx組成比(○/ T a )の薄膜を得よ
うとすると、光照射をしない膜に対して400℃以上の
熱処理が必要であった。
周知のように、五酸化タンタルは弗酸でエツチングされ
る。ところが、弗酸は本実施例の五酸化タンタル薄膜の
下地膜であるアルミニウム及び二酸化シリコンをもエツ
チングする。従って、通常のエツチング技法では、五酸
化タンタルのパターンを下地に影響を与えずに形成する
ことできない。
本実施例では、選ばれた波長の紫外線をタンタルエトキ
シドに照射するという巧妙な手段で、兄事にパターン形
成を実現した。しかも、−船釣に必要となる感光性エツ
チングレジストを使用することなく、光照射のみでパタ
ーン形成を行った点が、さらに効果を大きくしている。
(実施例6) 第6の実施例を第21図、第22図及び第23図に従っ
て説明する。
第21図は、本発明の第6の実施例の断面図であり、第
22図は、本実施例によるICチップの一部断面斜視図
である。上部AQ電極210.五酸化タンタル層211
.AQ内部配線212.上部AQ主電極13.五酸化タ
ンタル層214゜An内部配線215.スルーホール2
16.信号用AQ電極22o、信号用スルーホール22
1からなる。
第6の実施例の構造上の特徴は、基本的には第5の実施
例と同じである。すなわち、第1にコンデンサ人リボン
ディングパッドが二つあり、しかも二つのポンディング
パッドが、左側コンデンサ人リボンディングパット16
3と右側コンデンサ入りポンディングパッド167とし
てお互いに隣接していることである。それぞれがパッケ
ージ(図示せず)の電源配線と接地配線とに接続してい
る。第2にそれぞれの電極がお互いに交差接続している
ことが挙げられる。本実施例が第5の実施例と異なる点
は、下部AΩ電極を省略した点である。その結果として
、プロセスが簡単になり。
コストダウンにつながった。ただし、第5の実施例では
特徴として挙げた。ポンディングパッドの最上層と内部
配線とがつながり、1対1の対応関係を保つという点を
満足することができず、−歩後退している。要するに、
ボンディングバットと内部配線とが交差している結果と
なっている。
本構造について、さらに詳しく説明する。なお、第21
図及び第22図では、第17−1図、第17−2図及び
第18図と同じく、IC基板内部の回路、及び回路と内
部配線とを絶縁する酸化膜を省略し、シリコン基板16
8とした。
第21図は、第18図と同じく、一方の交差接続部の断
面を示している。ただし、第18図と異なり、コンデン
サ人リボンディングバットの中央部には特別の構造はな
い。通常は、ICの最外層に当たる酸化シリコン皮膜1
70が、五酸化タンタル層211及び五酸化タンタル層
214と部分的に重なるため、五酸化タンタル層211
及び五酸化タンタルN214は、酸化シリコン皮膜17
0のある場所とない場所との境界で段差を生ずることに
なる。第21図では、あたかも下地の酸化シリコン皮膜
170の有無で、五酸化タンタル層211の膜厚が違う
ように表現されている。これは、図面を単純化するため
段差を省略した結果であり、本来は五酸化タンタル層2
11及び五酸化タンタル層214の膜厚はどの位置でも
ほぼ一定である。
既に述べたように、本実施例では、左側のAQ上部電極
210は、スルーホール216を介して右側のAQ内部
配線215とつながっている。また同様に、右側のAρ
上部電極213は左側のAQ内部配線212とスルーホ
ール(図示せず)を介してつながっている。
第22図で、本実施例によるICチップの構造を説明す
る。既に述べたように、ポンディングパッドには、電源
及び接地用と信号用との2種類があり、本発明は電源及
び接地用のポンディングパッドに関するものである。第
22図は、2種類のポンディングパッドが表示されてい
る。電源及び接地用のポンディングパッドは2層構造で
あるのでチップ表面から突き出している。これに対して
信号用のポンディングパッドは単層構造であるので、通
常のワイヤボンディング用パッドと同じく、表面から凹
んでいる。さらに電源及び接地用のポンディングパッド
は、二つずつの対になっている。
その理由は、既に述べたように電源及び接地配線を単純
化し、しかもコンデンサの並列接続を利用して容量を増
やすためである。本図の左端で断面が見えている電源及
び接地用ポンディングパッドは、左側のポンディングパ
ッドであり、右側は切り取られた残り半分に付いている
ために、ここでは見えない。五酸化タンタルは、耐湿性
、耐薬品性に優れているために、ICチップの最終パッ
シベーション膜として利用できる。本実施例では、IC
チップの中央部に五酸化タンタル層を残して、パッシベ
ーション層222として利用している。
この場合、五酸化タンタルの誘電率が問題になる。
しかし、その下地に誘電率の小さい酸化シリコン皮膜1
70(膜厚3μm)が存在するので、内部回路への悪影
響はない。
ポンディングパッドの寸法は、150μmであり、五酸
化タンタルの膜厚が0.05μmであり、さらに本構造
は二つのポンディングパッド内のコンデンサが並列に接
続している。従って、容量は約240pFと、既に述べ
たようにICチップ上に配置された電源のバイパスコン
デンサとして必要な100pFを上回り、十分な値を得
ている。
ここで、本製造プロセスを簡単に述べる。
(1)通常のICプロセスを終了したシリコンウェハを
用意する。
(2)誘電体層となる五酸化タンタルを成膜する。
(3)五酸化タンタル薄膜のパターンを形成する。
(4)上部AΩ電極210及び213を成膜する。
200℃に基板を加熱して、真空蒸気で2μm成膜する
(5)上部AQパターンを形成する。りん酸を主成分と
した混酸を用いてホトレジストをマスクとしてエツチン
グする。
上記したプロセスのうち、(2)及び(3)以外のプロ
セスは特に新規なプロセスというわけではないので、詳
細な説明を省略する。(2)及び(3)のプロセスにつ
いて、第23図に従って詳細を説明する。
第23図は、本発明を実施する五酸化タンタルの成膜装
置の一例を示す構成図である。純空気197等の雰囲気
置換が可能なボックス230内に、紫外線ランプ等の光
照射装置231、特定波長の光を選択的に取り出すこと
ができるモノクロメータ232を固定する支持台236
、基板207をビーカ235内の反応溶液に浸漬するた
めの浸漬装置233が配置されている。
(1)タンタルエトキシドが、エタノール1リツトルあ
たり0.5a+oR(モル)含まれる溶液を作製した。
この溶液2mQ(ミリリットル)に、水0.05moQ
 を1リツトルのエタノールに溶解した液8mQと、塩
酸0.1mon  を1リットルのエタノールに溶解し
た液2,5mρ とを混合した。この混合溶液にエタノ
ール2mQを加えた溶液を作り、3 m Q / wi
nの速度でビー力204に滴下して透明な均一溶液を得
た。
(2)ビー力235をスタータ234上に置いて、撹拌
子239の回転により、内部の溶液を撹拌した。
(3)光照射装M231により紫外線成分の多く含まれ
た光を発生させた。モノクロメータ232を調節し、タ
ンタル−エトキシ基の結合エネルギーに対応する254
nmの単色光を選択し、ミラー237で反射させ、ビー
力235内に入っている反応溶液に約30分間照射した
(4)30分間でゾル−ゲル反応が十分進行したので、
ミラー237をモノクロメータ232の上部に引き上げ
た。
(5)浸漬装置233を操作して、基板238を反応溶
液中に浸漬した。
(6)再度浸漬装置233を操作して、基板238をビ
ー力235から引き上げ、モノクロメータ23正面の光
が最もよく照射される位置に停止される位置に停止させ
た。
(7)モノクロメータ232を調整して、純空気197
中においてオゾンを発生させるための184nmの単色
光を約10分間照射した。この時純空気197中におい
てオゾンが発生し、成膜した薄膜はオゾン酸化され、五
酸化タンタルが得られた。
既に述べたように、五酸化タンタルは化学的に非常に安
定で、弗酸のみに可溶で、下地との選択エツチングはで
きない。そこで、本実施例では物理的なエツチング法で
あるイオンミリングでパターン形成を行ったので、以下
にそれを示す。
(1)通常の方法で、基板表面にホトレジストを回転塗
布した。
(2)通常の方法で、露光装置及び現像装置を用い、ホ
トマスクのパターンをホトレジストに転写した。
(3)イオンミリング装置に基板を配置し、1O−4P
a(パスカル)台まで排気した後、2X10”−”Pa
のアルゴン雰囲気で、加速電圧600V、減速電圧15
ov、イオン密度0 、5 m A / aKで2分間
イオンミリングした。
(4)ホトレジスト膜は、イオン照射によって表面が変
質している。そこでプラズマアッシャを用いて、表面層
を除去した後、通常のレジスト除去剤でホトレジストを
除去した。
ポンディングパッド以外の最外層は、本実施例のように
高誘電率の五酸化タンタルでもよいし、酸化シリコン皮
膜のような誘電率が10未満の皮膜でもよい。ただし、
五酸化タンタルのように誘電率が10以上の皮膜とする
場合には、酸化シリコン皮膜のような誘電率が10未満
の皮膜を下地膜として使用しなければならない。内部回
路への浮遊容量の増加を避けるためである。
本実施例では、誘電体薄膜形成に浸漬法を採用したので
、基板の大面積化には有利である。しかし浸漬法は第5
の実施例の回転塗布法に比べると。
膜圧のコントロールが難しいという点で劣る。もちろん
−船釣な薄膜形成方法ではある。この他に、スパッタリ
ングや蒸着、あるいはめっきを利用してもよいことは当
然である。
(実施例7) 第7の実施例の構造は、第5の実施例の構造と比較して
特に違った点はない。ただし、ポンディングパッドの寸
法が100μm角と小さいので、第5の実施例よりも誘
電率の大きい材料を使用することにした。ここではその
材料の薄膜の製法に限って説明する。
一般に誘電率が数千以上の誘電体は、高周波特性が悪く
、本発明の誘電体薄膜としては使用できない。そこで、
高周波特性に優れている上に比誘電率もI G Hzで
約90と大きい誘電体とし、て、バリウム・鉛・ネオジ
ウム・チタンの複合酸化物(BaO−PbO−NdzO
a・4Ti○2)を使用することにした。膜厚は0.0
5μmである。バリウム及びチタンの酸化物を含む複合
酸化物は、比較的比誘電率が高く、しかも、IGHz以
上の高周波でも誘電率の低下、誘電損失の上昇がホさい
ので、本発明のコンデンサ付きボンディング電極の誘電
体としては最適である。その中では、特に本実施例で選
んだ、バリウム・鉛・ネオジウム・チタンの複合酸化物
(BaO・PbO−Nd2o3・4Ti○2)は、ε、
が約90と大きいので有利である。
ポンディングパッドの寸法は、100μm角であり、バ
リウム・鉛・ネオジウム・チタンの複合酸化物の膜厚が
0.05μmであり、さらに本実施例の構造は二つのポ
ンディングパッド内のコンデンサが並列に接続されてい
るために、その容量は約5ooppと十分な値であった
バリウム・鉛・ネオジウム・チタン複合酸化物(BaO
−PbO・Nd20g・4Ti○2)の製造プロセスに
ついて第24図に従って説明する(1)還流管付き四つ
ロフラスコ(500mΩ用)にバリウム(B a) 1
.37 g 、(0,01moQ)とイソプロピルアル
コール(i  C3C3H70H)80を入れ、オイル
バスを用い、窒素中80℃で30分間還流した。溶液中
では、ノベリウムのアルコキシドが形成されていた。
(2)この四つロフラスコに、チタンのアルコキシド(
Ti (OC3H7))11.3 g  (0,04m
on)をイソプロピルアルコール(i−C3H70H)
100mQに溶解した溶液、鉛のアルコキシド(P b
 (OCaH7)z) 3.25 g (0,01mo
Q)をイソプロピルアルコール(i  C3HC3H7
0H)50に溶解した溶液、及び硝酸ネオジウム(Nb
(NOx)a・5Hzo)4.20 g (0,01m
aQ)をイソプロピルアルコール(i −C3H70H
)50mQに溶解し、窒素中80℃で30分間反応させ
た溶液(Nb(○C3H7)3)をそれぞれ滴下ロート
に入れて装着した。
(3)Ti(○CILH?)4溶液、P b (OC3
H7)Z溶液、及びN b (OC21H7)8溶液を
同時に1時間かけて滴下した。滴下後の反応溶液を80
℃に保ち2時間撹拌した。
(4)水(HzO)1.26g (0,07moA)及
び酢酸(CHsC○○H)6 g(0,17moQ)を
イソプロピルアルコール(i−C3H70H)30mQ
に溶解した溶液を、滴下ロートを用いて30分間かけて
滴下した。
(5)この反応溶液を80℃で2時間撹拌した後、還流
管をリービッヒ冷却管に取り替え、減圧蒸留できる装置
とした。
(6)この装置を用い1反応媒体であるイソプロピルア
ルコール(i−C3H70H)を蒸留除去し、反応溶液
を100mQまで濃縮した。
(7)この濃縮溶液をスピンナを用いて塗布した。
1回の塗布で約0.01μmの膜厚が得られた。
完全な連続膜にするために1本実施例では塗布回数を5
回とした。
(8)空気中400℃で1時間熱処理し、BaO・Pb
0−Ndz○a・4Tiozの薄膜を得た。
本実施例のような複合酸化物は、蒸着やスパッタリング
といった通常の薄膜形成方法で薄膜を形成することが難
しい。その理由は、目的とする構造及び組成を基板上で
実現することが難しいことによる。
例えば、目的組成(Bao−Pbo−Nd2.08・4
TiOz)のターゲットによるスパッタリングでは、ス
パッタリングによるエネルギーで複合酸化物の結合が外
れ、基板上に構造のまったく違った物質が形成される可
能性が高い。また目的組成をるつぼに入れて、蒸着ある
いはエレクトロブレーティングをしようとすると、蒸発
する際にスパッタリングと同様に構造が破壊される。さ
らに、構成物間の蒸気圧の差によって蒸気圧の低いもが
選択的に堆積する結果、組成までずれることになる。
組成をずらさないようにするには、複数の蒸発源から構
成物をそれぞれ別々に蒸発させる方法を必要とする。し
かし、この場合でも基板上で複合酸化物が形成されてい
る保証はない。また真空雰囲気は還元作用を持っており
、スパッタリングでも純粋のアルゴンではなく酸素を混
入したガス雰囲気で行う必要があるが、この酸素の作用
は、ターゲット中の酸素の離脱を押えるというものであ
る。
その点イオンミキシング法では、スパッタリング。
イオンビームスパラタングであるいは蒸着で1粒子が基
板に飛来する途中の経路で酸素を照射して。
酸化を促進する。この場合には、原料としては酸化物で
はなく金属元素のままでもよく、蒸発のコントロールは
やりやすい。しかしこの場合でも、基板上の薄膜が目的
の複合酸化物になっているという保証はない。
以上のように、本実施例の方法であれば、複合酸化物が
分解するほどの加熱工程を含まないために、比較的容易
に、またより確かに複合酸化物の薄膜を形成することが
できる。
(実施例8) 実施例7においては、BaO・Pb0−Nd2O2・4
TiOzを誘電体として使用したが、本実施例では、バ
リウムとチタンとタングステンとの複合酸化物(Ba0
・4TiOz・o、IWOa)を用いた。
以下、第25図に従って合成方法を示す。
(1)還流管付き三つロフラスコ(300mu用)にバ
リウム(Ba)1.37g(0,01moQ)とイソプ
ロピルアルコール(i  C3HC3H70H)80を
入れ、オイルバスを用い、窒素中80℃で30分間還流
した。その結果、フラスコ内はバリウムのアルコキシド
(B a (OCsH7)z)のアルコール溶液になっ
た。
(2)この三つロフラスコにチタンのアルコキシド(T
i(OCsH7)a)11.3 g(0,04+5oQ
)をイソプロピルアルコール(i−C3H70H)10
0mQに溶解した溶液、及びタングステンのアルコキシ
ド(W (OC2H5)s) 0 、4 g (0,0
01mon)をイソプロピルアルコール(i −Cs 
H70H)50mAに溶解し、窒素中80℃で30分間
反応させた溶液をそれぞれ滴下ロートに入れて装着した
(3) T i (OC21H?)4 、及びW (O
CIIH7)3溶液を同時に1時間かけて滴下する。滴
下後の反応溶液を80℃に保ち、2時間撹拌した。
(4)水(Hz○)1−8g (0,1moQ)及び酢
酸(CHaCOOH)4.2g(0,0’7+oR)を
イソプロピルアルコール(i−C3H70H)20mQ
に溶解した溶液を滴下ロートを用いて30分間かけて滴
下した。
(5)この反応溶液を80℃で2時間撹拌した後、還流
管をリービッヒ冷却管に取り替え、減圧蒸留できる装置
とした。
(6)この装置を用い、反応媒体であるイソプロピルア
ルコール(i−C,1H70H)を蒸留除去し、反応溶
液を100m1l!になるまで濃縮した。
(7)この濃縮溶液をスピンナを用いて塗布した。
1回の塗布で約0.01μmの膜厚が得られたので、完
全な連続膜にするために1本実施例では塗布回数を5回
とした。
(8)空気中400℃で1時間熱処理し、Ba0・4T
iOz・0 、 I W Oaの薄膜を得た。
本実施例では、構成元素が実施例7よりも少ないため、
合成が容易である。その反面IGHzにおける比誘電率
が約60と第7の実施例によりも小さかった。
以上のとおり、実施例7及び実施例8では、本来は安定
には存在しないバリウム、ネオジウム。
タングステンのアルコキシドをイソプロピルアルコール
中で加熱還流することで、これらのアルコキシドを生成
することを見出した。
いくつかの実施例を挙げてきたが、ある実施例で得られ
る構造を他の実施例の製造方法で作成しても構わない。
また、誘電率が1層以上の誘電体層を1層として記述し
てきたが、誘電率が10以上の誘電体を複数重ねること
で容量を増加することができる。
このことは、コンデンサの構造としては一般的に知られ
ており、本発明においてもその積層技術は適用できる。
(実施例9) 100pF以上の容量を電源と接地との間に設置する本
発明のポンディングパッド電極を有する半導体集積回路
素子を備えたパッケージをスーパーコンピュータに実装
した場合の斜視図を、第26図に示す。実施例5〜8に
示した半導体集積回路素子(ICチップ)を装着した半
導体パッケージ260は多層プリント基板261に三次
元に装着され、コネクタによってプラッタに接続される
。本実施例では、上部プラッタと下部プラッタとの二段
に構成され、下部プラッタの下方より冷即用空気が送ら
れ、両プラッタ間にはクロスフローグリッド262が設
けられ、冷却による温度のバラツキを少なくするように
工夫されている。
半導体パッケージ260として、論理用パッケージ、 
VR(ベクトル レジスタ)用パッケージ主記憶用パッ
ケージ、拡張記憶用パッケージが用いられ、高集積論理
プラッタに装着される。
論理用パッケージには論理LSI、RAMモジ!−/L
7VR用パッケージには論理L S I 、 VRLS
I。
主記憶用パッケージにはDRAM (ダイナミックラン
ダム アクセス メモリ)等が用いられ、これらのパッ
ケージは、表面実装、アキシャル実装両面実装等によっ
てプリント基板に装着される。
本実施例に従えば、最高速のスーパーコンピュータを得
ることができる。
以上の実施例では、誘電体の材料を規定して述べてきた
が、これに限らず、1ギガヘルツ以上で誘電率が10以
上で、かっ誘電損失が小さい材料であれば何でも構わな
い。
例えば、Ti○z、5nOz−TiO2,、ZrTiO
4゜(Z r S n)T i Oa、 (Z ro、
ss no、z)T i 04゜B a T 140a
、 B azT i eozoy L azT 1zo
7゜N d 2T i 207p Ca 2N d x
○7,5rzNdz○7゜MgTi0a、CaTi0a
、S rTi○8゜5rZr○8等を挙げることができ
る。
〔発明の効果〕
本発明によれば、I G Hz以上で動作する半導体集
積回路装置において問題となる。誘導成分による雑音を
効果的に排除することができ、高速動作をする上で、信
頼性の高い半導体集積回路装置とその製造方法を提供す
ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の背景を示す説明図、第2図は本発明の
第1の実施例の斜視図、第3図は第2図の一部の拡大断
面図、第4図は本発明の第2の実施例の斜視図、第5−
1図は本発明の第3の実施例の斜視図、第5−2図は第
5−1図の一部の拡大図、第6図は第5−2図の断面の
模式図、第7図は本発明の第4の実施例の説明図、第8
図は本発明の第4の実施例の模式図、第9図は本発明の
第4の実施例の構造図、第10図、第11−1図、及び
第11−2図は本発明の背景を示す説明図、第12図は
本発明の背景を示す回路図、第13−1図、第13−2
図、第14−1図、及び第14−2図は本発明の作用を
示す平面図及び断面図、第15図は本発明の作用を示す
断面図及び回路図、第16図は本発明の第5の実施例を
示す斜視図、第17〜1図及び第17−2図は本発明の
第5の実施例を示す断面図、第18図は本発明の第5の
実施例を示す断面図及び回路図、第19図は本発明の第
5の実施例の製造方法を示す工程図、第20図は本発明
の第5の実施例の製造装置を示す説明図、第21図は本
発明の第6の実施例を示す断面図、第22図は本発明の
第6の実施例を示す一部断面斜視図、第23図は本発明
の第6の実施例の製造装置を示す説明図、第24図は本
発明の第7の実施例の製造工程を示す説明図、第25図
は本発明の第8の実施例の製造工程を示す説明図、第2
6図は本発明の第9の実施例を示す斜視図である。 10・・・VTT、2o・・・上部AQ電極、21・・
・五酸化タンタル層、22・・・下部AQ電極、23・
・・ゲート、24・・・電源、25・・・接地、3o・
・・表面保護層、31・・・接地配線ボンディングワイ
ヤ、32・・・電源配線ボンディングワイヤ、33・・
・低誘電率層、34・・・電源配線層、35・・絶縁層
、36・・・シリコンウェハ、5o・・・上部Aρ電極
、51・・・五酸化タンタル層、52・・・下部AQ電
極、70・・・電源ライン、71・・・接地ライン、7
2・回路ブロック(a)、73・・・回路ブロック(b
)、74・・・回路ブロック(c)、80・・・回路ブ
ロック(1)、81・・・回路ブロック(2)、82・
・・回路ブロック(3)、9o・・・上部AQ電極、9
1・・・五酸化タンタル層、92・・・下部AΩ電極、
93・・・ショート箇所、94・・・電源端子、100
・・コイル、101・・・コンデンサ、102・スイッ
チ、103・・・負荷、110・・・スイッチング回路
、111・・・集積回路(IC)、112・・・パッケ
ージ、113・・・プリント板、120・・・VEE、
121・・・Vaa、130・・・ポンディングパッド
部、131・・・内部回路との接続部、132山内部配
線、133・・・シリコ基板、134・・・酸化膜、1
35・・・AQ配線、136・・・酸化シリコン皮膜、
140・・・高誘電率層、141・・・上部電極、14
8・・・AQ配線、149・・・AQ配線、150・・
・通常のポンディングパッド、151・・・エミッタ、
152・・・コレクタ、153・・・スルーホール、1
54・・・スルーホール、155・・・コンデンサ人リ
ボンディングパッド、156・・・上部電極、157・
・・AQ配線、158・・・下部電極、159・・・誘
電体層、160・・・上部AQ電極、161・・・五酸
化タンタル層、162・・・下部AQ電極、163・・
・左側コンデンサ入りポンディングパッド、164・・
・上部AQ電極、165・・・五酸化タンタル層、16
6・・・下部An電極。 167・・・右側コンデンサ人リボンディングパッド、
168・・・シリコン基板、17o・・・酸化シリコン
皮膜、171・・・AQ内部配線、172・・・スルー
ホール、173・・・スルーホール、180・・・AΩ
内部配線、181・・・ワイヤ、182・・・ワイヤ、
183・・・トランジスタ、196・・・排気、197
・・・純空気、198・・・露光装置、199・・・ホ
トマスク、200・・・光照射装置、201・・・モノ
クロメータ、202・・・スピンナ、203・・・超音
波振動装置、204・・・ビー力、205・・・ステー
ジ、206・・・ビー力、207・・・基板、208・
・・ボックス、209・・・シャッター機構、210・
・・上部AQ電極、211・・・五酸化タンタル層、2
12・・・AQ内部配線、213・・・上部AQ電極、
214・・・五酸化タンタル層、215・・・AQ内部
配線、216・・・スルーホール、220・・・信号用
AQ電極、221・・・信号用スルーホール、222・
・・パッシベーション層、230・・・ボックス、23
1・・・光照射装置、232・・・モノクロメータ、2
33・・・浸漬装置、234・・・スタータ。 235・・・ビー力、236・・・支持台、237・・
・ミラ238・・・基板、239・・・撹拌子、260
・・・半導体パッケージ、261・・・多層プリント基
板、(a) 第 図 第 図 第 図 第 4 図 第5−1 図 第5−2図 3 第 図 0 1 第 ア 図 第 図 第 9 図 第10図 第11 図 A 第11−2図 第12図 第13−1 図 第13−2 図 第14−1 図 第14−2 図 33 34 第15図 第17−1 図 第17−2 図 断面 第19図 第20図 98 08 第21 図 第22図 第23図 第24図 第25図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、周波数1ギガヘルツ以上で動作する内部回路を備え
    た半導体集積回路素子と、少なくとも該半導体集積回路
    素子と外部回路とを、電気的に接続する手段を備えた外
    部機構と、を有する半導体集積回路装置において、 電源と接地との間であつて、前記半導体集積回路素子内
    と前記外部機構内とのそれぞれに少なくとも1以上のコ
    ンデンサを備え、かつ前記外部機構内のコンデンサの容
    量が前記半導体素子内のコンデンサの容量よりも大きい
    ことを特徴とする半導体集積回路装置。 2、前記半導体集積回路素子内であつて、論理演算の最
    小単位ごとに1つのコンデンサを設置することを特徴と
    する請求項1記載の半導体集積回路装置。 3、周波数1ギガヘルツ以上で動作する内部回路を備え
    た半導体集積回路素子と、少なくとも該半導体集積回路
    素子と外部回路とを、電気的に接続する手段を備えた外
    部機構と、を有する半導体集積回路装置において、 電源と接地との間であつて、前記半導体集積回路素子表
    面の絶縁層上と前記外部機構内とのそれぞれに少なくと
    も1以上のコンデンサを備え、かつ前記外部機構内のコ
    ンデンサの容量が前記半導体素子表面の絶縁層上に形成
    されたコンデンサの容量よりも大きいことを特徴とする
    半導体集積回路装置。 4、前記半導体素子表面の絶縁層上のコンデンサが、前
    記絶縁層の全面に形成されていることを特徴とする請求
    項3記載の半導体集積回路装置。 5、前記半導体素子表面の絶縁層上のコンデンサが、2
    以上のコンデンサからなる組の集合体であり、各組内で
    選択された1以上のコンデンサが、並列に接続されてい
    ることを特徴とする請求項3記載の半導体集積回路装置
    。 6、前記半導体素子表面の絶縁層上の少なくとも1以上
    のコンデンサを、個別に検査するための手段を備えてい
    ることを特徴とする請求項3記載の半導体集積回路装置
    。 7、周波数1ギガヘルツ以上で動作する内部回路を備え
    た半導体集積回路素子と、少なくとも該半導体集積回路
    素子と外部回路とを、電気的に接続する手段を備えた外
    部機構と、を有する半導体集積回路装置において、 電源と接地との間であつて、前記半導体集積回路素子の
    ボンディング用電極と前記外部機構内とのそれぞれに少
    なくとも1以上のコンデンサを備え、かつ前記外部機構
    内のコンデンサの容量が前記半導体集積回路素子のボン
    ディング用電極に形成されたコンデンサの容量よりも大
    きいことを特徴とする半導体集積回路装置。 8、前記半導体集積回路素子のボンディング用電極に形
    成されたコンデンサが、2層以上の導電性薄膜と、比誘
    電率10以上の絶縁性薄膜とからなることを特徴とする
    請求項7記載の半導体集積回路装置。 9、前記半導体集積回路素子のボンディング用電極に形
    成されたコンデンサが、一対の電極を隣り合わせに配置
    することで、該一対の電極が交差接続された構造になつ
    ていることを特徴とする請求項7記載の半導体集積回路
    装置。 10、周波数1ギガヘルツ以上で動作する内部回路を備
    えた半導体集積回路素子と、少なくとも該半導体集積回
    路素子と外部回路とを、電気的に接続する手段を備えた
    外部機構と、を有する半導体集積回路装置に用いるコン
    デンサであつて、少なくとも前記半導体集積回路素子の
    内部に設置され、2層以上の導電性薄膜と、比誘電率1
    0以上の絶縁性薄膜とからなることを特徴とするコンデ
    ンサ。 11、周波数1ギガヘルツ以上で動作する内部回路を備
    えた半導体集積回路素子と、少なくとも該半導体集積回
    路素子と外部回路とを、電気的に接続する手段を備えた
    外部機構と、を有する半導体集積回路装置に用いるコン
    デンサであつて、少なくとも前記半導体集積回路素子表
    面の絶縁層上に設置され、2層以上の導電性薄膜と、比
    誘電率10以上の絶縁性薄膜とからなることを特徴とす
    るコンデンサ。 12、前記絶縁層表面の全面に形成されていることを特
    徴とする請求項11記載のコンデンサ。 13、2以上の部分からなる複数の組に分割され、各組
    内で選択された1以上の部分を並列に接続してなること
    を特徴とする請求項11記載のコンデンサ。 14、周波数1ギガヘルツ以上で動作する内部回路を備
    えた半導体集積回路素子と、少なくとも該半導体集積回
    路素子と外部回路とを、電気的に接続する手段を備えた
    外部機構と、を有する半導体集積回路装置に用いるコン
    デンサであつて、電源と接地との間で、前記半導体集積
    回路素子のボンディング電極に設置され、2層以上の導
    電性薄膜と、比誘電率10以上の絶縁性薄膜とからなる
    ことを特徴とするコンデンサ。 15、一対の電極を隣り合わせに配置することで、該一
    対の電極が交差接続された構造になつていることを特徴
    とする請求項14のコンデンサ。 16、周波数1ギガヘルツ以上で動作する内部回路を備
    えた半導体集積回路素子と、少なくとも該半導体集積回
    路素子と外部回路とを、電気的に接続する手段を備えた
    外部機構と、を有する半導体集積回路装置に用いるコン
    デンサの製造方法において、 金属アルコキシドを有効成分とする溶液を、基板上に成
    膜する工程と、該膜に金属−アルコキシ基の結合エネル
    ギーに相当する波長の光を照射して、金属−アルコキシ
    基結合の分解反応を促進させる工程と、前記光照射によ
    つても未反応の金属アルコキシドを溶解除去する工程と
    、酸化物薄膜を形成させるために必要なオゾンを発生さ
    せるための波長の光を照射する工程とを、順次含むこと
    を特徴とするコンデンサの製造方法。 17、周波数1ギガヘルツ以上で動作する内部回路を備
    えた半導体集積回路素子と、少なくとも該半導体集積回
    路素子と外部回路とを、電気的に接続する手段を備えた
    外部機構と、を有する半導体集積回路装置に用いるコン
    デンサの製造方法において、 金属アルコキシドを有効成分とする溶液に、金属−アル
    コキシ基の結合エネルギーに相当する波長の光を照射し
    て、金属−アルコキシ基結合の分解反応を促進させる工
    程と、前記溶液により基板上に成膜する工程と、前記波
    長の光と、オゾンを発生させるために必要な波長の光と
    のうち少なくとも一方の光を照射する工程とを、順次含
    むことを特徴とするコンデンサの製造方法。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100304702B1 (ko) * 1998-07-10 2001-09-26 윤종용 반도체장치의 커패시터 및 그 제조방법

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5608246A (en) * 1994-02-10 1997-03-04 Ramtron International Corporation Integration of high value capacitor with ferroelectric memory
FR2755569B1 (fr) * 1996-11-04 1999-01-08 Fihem Equipement de telecommunication filaire avec protection contre des parasites electromagnetiques
US6274435B1 (en) * 1999-01-04 2001-08-14 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company High performance MIM (MIP) IC capacitor process
US6677637B2 (en) * 1999-06-11 2004-01-13 International Business Machines Corporation Intralevel decoupling capacitor, method of manufacture and testing circuit of the same
US6507476B1 (en) * 1999-11-01 2003-01-14 International Business Machines Corporation Tuneable ferroelectric decoupling capacitor
US6624651B1 (en) * 2000-10-06 2003-09-23 International Business Machines Corporation Kerf circuit for modeling of BEOL capacitances
US6376259B1 (en) 2001-03-21 2002-04-23 Ramtron International Corporation Method for manufacturing a ferroelectric memory cell including co-annealing
US6806569B2 (en) * 2001-09-28 2004-10-19 Intel Corporation Multi-frequency power delivery system
US20040038201A1 (en) * 2002-01-22 2004-02-26 Whitehead Institute For Biomedical Research Diagnostic and therapeutic applications for biomarkers of infection
TW578292B (en) * 2002-11-22 2004-03-01 Via Tech Inc Chip to eliminate noise and manufacturing method thereof
US7541265B2 (en) * 2005-01-10 2009-06-02 Endicott Interconnect Technologies, Inc. Capacitor material for use in circuitized substrates, circuitized substrate utilizing same, method of making said circuitized substrate, and information handling system utilizing said circuitized substrate
JP4512497B2 (ja) * 2005-01-31 2010-07-28 イビデン株式会社 コンデンサ内蔵パッケージ基板及びその製法
KR100618903B1 (ko) * 2005-06-18 2006-09-01 삼성전자주식회사 독립된 전원 장치를 구비하는 반도체 집적 회로와 반도체집적 회로를 구비하는 반도체 시스템 및 반도체 집적 회로형성 방법
KR101047061B1 (ko) * 2010-02-03 2011-07-06 주식회사 하이닉스반도체 반도체 장치의 출력 회로
US20220293513A1 (en) * 2021-03-11 2022-09-15 Qualcomm Incorporated Power decoupling metal-insulator-metal capacitor

Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS57114268A (en) * 1981-01-07 1982-07-16 Hitachi Ltd Semiconductor device
JPS5972152A (ja) * 1982-10-18 1984-04-24 Nec Corp マスタスライス方式集積回路
JPS60154654A (ja) * 1984-01-25 1985-08-14 Nec Corp 半導体装置
JPS6122365B2 (ja) * 1978-10-04 1986-05-31 Hitachi Ltd
JPS61131556A (ja) * 1984-11-30 1986-06-19 Nec Corp 半導体装置
JPH01248528A (ja) * 1988-03-30 1989-10-04 Ushio Inc Sog膜の硬化方法
JPH01255248A (ja) * 1988-04-05 1989-10-12 Seiko Epson Corp 半導体集積回路装置
JPH01286922A (ja) * 1988-05-12 1989-11-17 Toray Ind Inc チタン酸バリウム薄膜の形成方法
JPH01313329A (ja) * 1988-06-13 1989-12-18 Mitsubishi Metal Corp 複合金属酸化物薄膜の製造方法
JPH0276251A (ja) * 1988-09-12 1990-03-15 Hitachi Ltd 半導体集積回路装置
JPH0283239A (ja) * 1988-09-19 1990-03-23 Hitachi Ltd 誘電体薄膜の形成方法

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3067917D1 (en) * 1979-03-10 1984-06-28 Fujitsu Ltd Constructional arrangement for semiconductor devices
IL61678A (en) * 1979-12-13 1984-04-30 Energy Conversion Devices Inc Programmable cell and programmable electronic arrays comprising such cells
JPS6068662U (ja) * 1983-10-17 1985-05-15 三洋電機株式会社 集積化コンデンサ
US4737830A (en) * 1986-01-08 1988-04-12 Advanced Micro Devices, Inc. Integrated circuit structure having compensating means for self-inductance effects
JPS6338248A (ja) * 1986-08-04 1988-02-18 Hitachi Ltd 半導体装置およびその製造方法
US4903113A (en) * 1988-01-15 1990-02-20 International Business Machines Corporation Enhanced tab package
US5011784A (en) * 1988-01-21 1991-04-30 Exar Corporation Method of making a complementary BiCMOS process with isolated vertical PNP transistors
US5032892A (en) * 1988-05-31 1991-07-16 Micron Technology, Inc. Depletion mode chip decoupling capacitor

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6122365B2 (ja) * 1978-10-04 1986-05-31 Hitachi Ltd
JPS57114268A (en) * 1981-01-07 1982-07-16 Hitachi Ltd Semiconductor device
JPS5972152A (ja) * 1982-10-18 1984-04-24 Nec Corp マスタスライス方式集積回路
JPS60154654A (ja) * 1984-01-25 1985-08-14 Nec Corp 半導体装置
JPS61131556A (ja) * 1984-11-30 1986-06-19 Nec Corp 半導体装置
JPH01248528A (ja) * 1988-03-30 1989-10-04 Ushio Inc Sog膜の硬化方法
JPH01255248A (ja) * 1988-04-05 1989-10-12 Seiko Epson Corp 半導体集積回路装置
JPH01286922A (ja) * 1988-05-12 1989-11-17 Toray Ind Inc チタン酸バリウム薄膜の形成方法
JPH01313329A (ja) * 1988-06-13 1989-12-18 Mitsubishi Metal Corp 複合金属酸化物薄膜の製造方法
JPH0276251A (ja) * 1988-09-12 1990-03-15 Hitachi Ltd 半導体集積回路装置
JPH0283239A (ja) * 1988-09-19 1990-03-23 Hitachi Ltd 誘電体薄膜の形成方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100304702B1 (ko) * 1998-07-10 2001-09-26 윤종용 반도체장치의 커패시터 및 그 제조방법

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