JPH06181289A - Semiconductor device - Google Patents

Semiconductor device

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JPH06181289A
JPH06181289A JP4353627A JP35362792A JPH06181289A JP H06181289 A JPH06181289 A JP H06181289A JP 4353627 A JP4353627 A JP 4353627A JP 35362792 A JP35362792 A JP 35362792A JP H06181289 A JPH06181289 A JP H06181289A
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JP
Japan
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semiconductor substrate
insulating film
inductance
metal layer
semiconductor
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JP4353627A
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Japanese (ja)
Inventor
Hiroyuki Kozono
浩由樹 小園
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/4805Shape
    • H01L2224/4809Loop shape
    • H01L2224/48091Arched
    • HELECTRICITY
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    • H01L2224/48135Connecting between different semiconductor or solid-state bodies, i.e. chip-to-chip
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    • H01L2224/48245Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being metallic
    • H01L2224/48247Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being metallic connecting the wire to a bond pad of the item

Abstract

PURPOSE:To provide a semiconductor device which is used in a high frequency band and has an inductance to be freely placed. CONSTITUTION:A metal thin film grounded substantially on an entire surface except a peripheral part is formed on a surface of a semiconductor substrate through an insulating film made of polyimide, etc., and an inductance 6 is formed thereon also through a polyimide film. Pads 7, 9 of the inductance 6 and a pad 101 of the metal thin film are formed on a peripheral edge part not formed with the metal thin film. Since the metal thin film is formed, high frequency characteristics are improved, a position of the inductance 6 can be formed at an arbitrary place on the metal thin film, and the degree of freedom of design is increased.

Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、インダクタンスを備
え、高周波特性に優れた半導体装置及びその製造方法に
関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor device having an inductance and excellent high frequency characteristics, and a method of manufacturing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】IC、LSIなどの半導体装置には、イ
ンダクタンス、抵抗、キャパシタなどの受動素子を備え
ている。図20及び図21を参照してインダクタンスを
備えた従来の半導体装置について説明する。半導体基板
として、例えば、シリコン半導体基板13を用い、この
半導体基板13主面の表面領域にMOSICやバイポ−
ラICなどの集積回路(図示せず)が形成されている。
この半導体基板13上には、SiO2 などの層間絶縁膜
2が形成されており、その上に、半導体基板13の内部
に形成されている前記集積回路と電気的に接続された所
定のパタ−ンを有するAlもしくはポリシリコンなどの
配線3が形成されている。接続配線3と前記集積回路と
の接続は、配線3を半導体基板13主面の周辺部に形成
されている電極パッドに接続し、この電極パッドを半導
体基板13内部の前記集積回路に接続することによって
行われる。この配線3をこの様に電極パッドに接続しな
くとも直接半導体基板13の素子領域に接続することも
できるし、或いは、この集積回路と接続されている半導
体基板13上の単層又は多層配線と接続することもでき
る。さらに、この配線3の上にSiO2 などの層間絶縁
膜4を施して配線3を被覆する。層間絶縁膜4は、表面
を平坦化し、この上にフォトレジストなどを用いてAl
などからなるプレ−ナ型のインダクタンス6を渦巻き状
に形成する。この渦巻き状のインダクタンス6の中心に
は、端子5が形成されており、この端子5は、層間絶縁
膜4に形成したコンタクト孔41を介して前記配線3に
接続している。このインダクタンス6は、BPSGなど
周知の絶縁膜からなるパッシベ−ション膜(図示せず)
で被覆保護される。前記半導体基板13は、内部に集積
回路が形成されているが、この半導体基板には、内部回
路は形成しないで、内部に集積回路が形成されている少
なくとも1つの半導体基板を別に用意し、この半導体基
板13とともに1つのパッケ−ジに封止してマルチチッ
プ型半導体装置とすることも知られている。
2. Description of the Related Art Semiconductor devices such as ICs and LSIs are equipped with passive elements such as inductances, resistors and capacitors. A conventional semiconductor device having an inductance will be described with reference to FIGS. As the semiconductor substrate, for example, a silicon semiconductor substrate 13 is used, and a MOSIC or a bipolar is formed on the surface area of the main surface of the semiconductor substrate 13.
An integrated circuit (not shown) such as a semiconductor integrated circuit is formed.
An interlayer insulating film 2 such as SiO 2 is formed on the semiconductor substrate 13, and a predetermined pattern electrically connected to the integrated circuit formed inside the semiconductor substrate 13 is formed thereon. The wiring 3 made of Al or polysilicon having a metal is formed. The connection wiring 3 is connected to the integrated circuit by connecting the wiring 3 to an electrode pad formed on the peripheral portion of the main surface of the semiconductor substrate 13 and connecting the electrode pad to the integrated circuit inside the semiconductor substrate 13. Done by The wiring 3 can be directly connected to the element region of the semiconductor substrate 13 without connecting to the electrode pad in this way, or a single layer or multilayer wiring on the semiconductor substrate 13 connected to this integrated circuit You can also connect. Further, an interlayer insulating film 4 such as SiO 2 is applied on the wiring 3 to cover the wiring 3. The interlayer insulating film 4 has a flattened surface and Al
A planar type inductance 6 composed of, for example, is formed in a spiral shape. A terminal 5 is formed at the center of the spiral inductance 6, and the terminal 5 is connected to the wiring 3 through a contact hole 41 formed in the interlayer insulating film 4. The inductance 6 is a passivation film (not shown) made of a well-known insulating film such as BPSG.
Is covered and protected. The semiconductor substrate 13 has an integrated circuit formed therein, but without forming an internal circuit in this semiconductor substrate, at least one semiconductor substrate having an integrated circuit formed therein is separately prepared. It is also known to form a multi-chip type semiconductor device by encapsulating the semiconductor substrate 13 in one package.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】近年半導体装置は、高
周波での使用が多くなっている。前述した従来のインダ
クタンスを含む半導体装置は、高周波領域での使用を考
慮すると渦巻き状のインダクタンスにおける信号の反射
が大きな問題になってきた。これは、特に特性インピ−
ダンスの整合がなされていないことに原因がある。従来
層間絶縁膜にはシリコンの酸化膜が使用されているが、
その誘電率が大きいので配線間の容量が大きくなるとい
う問題もある。配線材料には、通常、Alなどを用いて
いるが、その抵抗が大きく、半導体装置の微細化が進む
に連れて抵抗成分は増加する。したがって、この構造の
半導体装置では、100MHz以上の周波数帯では、Q
ファクタが低下して良好なインダクタンスが形成できな
い。また、インダクタンスの面積の集積回路に占める割
合は、可なり大きくなり、集積回路中に取込む事は困難
であった。本発明は、このような事情によりなされたも
ので、高周波領域においても使用でき、かつ、自由な配
置が可能なプレ−ナ型インダクタンスを備えた半導体装
置を提供することを目的にしている。
In recent years, semiconductor devices have been increasingly used at high frequencies. In the above-described conventional semiconductor device including an inductance, the reflection of a signal in a spiral inductance has become a serious problem in consideration of use in a high frequency region. This is especially characteristic
The cause is that the dance is not consistent. Conventionally, a silicon oxide film is used for the interlayer insulating film,
Since its dielectric constant is large, there is also a problem that the capacitance between wirings becomes large. Al or the like is usually used as the wiring material, but its resistance is large, and the resistance component increases as the semiconductor device becomes finer. Therefore, in the semiconductor device having this structure, in the frequency band of 100 MHz or higher, Q
The factor is reduced and good inductance cannot be formed. Further, the ratio of the area of the inductance to the integrated circuit is considerably large, and it has been difficult to incorporate it into the integrated circuit. The present invention has been made under such circumstances, and an object of the present invention is to provide a semiconductor device having a planar type inductance that can be used in a high frequency region and can be freely arranged.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】本発明は、半導体基板上
に形成されたインダクタンスに近接して接地された金属
薄層を形成し、さらに層間絶縁膜の材料に低誘電率材料
を使用することを特徴としている。本発明の半導体装置
は、半導体基板と、前記半導体基板の主面上に形成され
ている第1の絶縁膜と、前記第1の絶縁膜上に形成さ
れ、前記半導体基板主面のほぼ全面を被覆する接地され
た金属薄層と、前記金属薄層を被覆するように前記半導
体基板主面上に形成されている第2の絶縁膜と、前記金
属薄層の上に配置されるように、前記第2の絶縁膜上に
形成されているインダクタンスとを備えていることを第
1の特徴としている。また、半導体基板と、前記半導体
基板の主面上に形成されている第1の絶縁膜と、前記第
1の絶縁膜上に形成されているインダクタンスと、前記
インダクタンスを被覆するように前記第1の絶縁膜上に
形成されている第2の絶縁膜と、前記第2の絶縁膜上に
形成され前記半導体基板主面のほぼ全面を被覆する接地
された金属薄層とを備えていることを第2の特徴として
いる。前記金属薄層とは接続配線によって接続されてい
る金属層がさらに前記インダクタンスと同一平面上に、
これに近接して形成することができる。前記金属薄層上
の絶縁膜の上に金属膜を設け、この金属膜を第1の電
極、前記金属薄層を第2の電極とするキャパシタを形成
することができる。
According to the present invention, a thin metal layer which is grounded is formed close to an inductance formed on a semiconductor substrate, and a low dielectric constant material is used as a material for an interlayer insulating film. Is characterized by. A semiconductor device of the present invention includes a semiconductor substrate, a first insulating film formed on a main surface of the semiconductor substrate, and a first insulating film formed on the first insulating film, and covering substantially the entire main surface of the semiconductor substrate. A grounded metal thin layer for covering, a second insulating film formed on the main surface of the semiconductor substrate so as to cover the metal thin layer, and arranged so as to be arranged on the metal thin layer, The first characteristic is that the inductor is provided on the second insulating film. The semiconductor substrate, the first insulating film formed on the main surface of the semiconductor substrate, the inductance formed on the first insulating film, and the first insulating film so as to cover the inductance. A second insulating film formed on the second insulating film, and a grounded metal thin layer formed on the second insulating film and covering substantially the entire main surface of the semiconductor substrate. It has a second feature. A metal layer connected to the thin metal layer by a connection wiring is further on the same plane as the inductance,
It can be formed close to this. A metal film may be provided on the insulating film on the thin metal layer to form a capacitor having the metal film as a first electrode and the thin metal layer as a second electrode.

【0005】前記インダクタンスには、その両端に形成
した端子とその中間に形成された少なくとも1つの端子
とを備えている事ができる。さらに、半導体基板と、前
記半導体基板が載置されるデバイスホ−ルを有する絶縁
フィルムと、前記絶縁フィルムの第1の主面に形成さ
れ、前記半導体基板と電気的に接続されているインダク
タンスと、前記絶縁フィルムの第1の主面に形成され、
その一端が前記半導体基板の接続電極と接続されている
複数のリ−ドと、前記絶縁フィルムの第2の主面のほぼ
全面に対向し、これと接合している接地された金属薄膜
とを備えていることを第3の特徴としている。そして、
少なくとも1つの半導体基板と、2つ以上の基板載置部
が形成されているリ−ドフレ−ムと、少なくとも1つの
前記基板載置部のほぼ全面に形成されている絶縁膜と、
前記絶縁膜の上に形成されているインダクタンスとを備
え、前記インダクタンスが形成されている前記基板載置
部には半導体基板を載置せず、かつ、この基板載置部は
接地されており、残りの前記基板載置部には前記半導体
基板がそれぞれ載置されていることを第4の特徴として
いる。
The inductance may be provided with terminals formed at both ends thereof and at least one terminal formed in the middle thereof. Furthermore, a semiconductor substrate, an insulating film having a device hole on which the semiconductor substrate is mounted, an inductance formed on the first main surface of the insulating film, and electrically connected to the semiconductor substrate, Formed on the first main surface of the insulating film,
A plurality of leads, one end of which is connected to the connection electrode of the semiconductor substrate, and a grounded metal thin film, which is opposed to almost the entire second main surface of the insulating film and is joined thereto, are provided. The third feature is the provision. And
At least one semiconductor substrate, a lead frame having two or more substrate mounting portions formed thereon, and an insulating film formed on substantially the entire surface of at least one of the substrate mounting portions;
And an inductance formed on the insulating film, the semiconductor substrate is not placed on the substrate placing portion on which the inductance is formed, and the substrate placing portion is grounded, A fourth feature is that the semiconductor substrates are respectively mounted on the remaining substrate mounting portions.

【0006】[0006]

【作用】金属薄層が形成されることにより金属配線での
特性インピ−ダンスが正確に50Ωに設定することが可
能になる。また、ポリイミドなどの低誘電率材料を層間
の絶縁膜に用いることにより配線間容量を大きく低減さ
せることができる。半導体基板のほぼ全面に形成された
接地された金属薄層の存在によって、インダクタンスや
リ−ドもしくはキャパシタンスを形成する際に設計段階
における自由度を十分確保することができる。
By forming the thin metal layer, the characteristic impedance of the metal wiring can be accurately set to 50Ω. Further, by using a low dielectric constant material such as polyimide for the insulating film between layers, the capacitance between wirings can be greatly reduced. Due to the presence of the grounded thin metal layer formed on almost the entire surface of the semiconductor substrate, it is possible to secure a sufficient degree of freedom in the design stage when forming the inductance, the lead or the capacitance.

【0007】[0007]

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。まず、図1及至図6を参照して第1の実施例を説
明する。図1は、半導体装置の平面図、図2は、前図の
A−A′部分の断面図である。図3は、従来例と本発明
の半導体装置の高周波損失における周波数依存性を示す
特性図である。図4乃至図6は、基板の他の例を示す部
分断面図である。基板には、例えば、シリコン半導体基
板1を用い、この上に、例えば、ポリイミドなどからな
る第1の絶縁膜2を形成する。次いで、例えば、Cuか
らなる金属薄層10をほぼ半導体基板1の全面に、例え
ば、スパッタリングなどにより形成する。この金属薄層
10は、半導体基板1の周縁部にあり、金属薄膜10や
後に形成されるインダクタンスなどが他と電気的に接続
するために設けられる接続電極、即ち、電極パッドが形
成される領域には形成されないので、前記半導体基板1
の全面を完全に被覆するものではない。この金属薄層1
0を被覆するように、この上にポリイミドなどからなる
第2の絶縁膜4を形成し、この上にCuなどの接続配線
3を形成し、これをポリイミドなどの第3の絶縁膜8で
被覆する。接続配線3の一端は、半導体基板1の周辺部
に露出している電極パッド7と接続している。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. First, a first embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a plan view of the semiconductor device, and FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line AA ′ in the previous figure. FIG. 3 is a characteristic diagram showing the frequency dependence of the high frequency loss of the semiconductor device of the conventional example and that of the present invention. 4 to 6 are partial cross-sectional views showing other examples of the substrate. For example, a silicon semiconductor substrate 1 is used as a substrate, and a first insulating film 2 made of, for example, polyimide is formed on the silicon semiconductor substrate 1. Next, a thin metal layer 10 made of Cu, for example, is formed on substantially the entire surface of the semiconductor substrate 1 by, for example, sputtering. The thin metal layer 10 is located in the peripheral portion of the semiconductor substrate 1, and is a region where a connection electrode, that is, an electrode pad, is provided for electrically connecting the metal thin film 10 and an inductance formed later to the other. Since it is not formed on the semiconductor substrate 1,
Does not completely cover the entire surface. This thin metal layer 1
A second insulating film 4 made of polyimide or the like is formed thereon so as to cover 0, a connection wiring 3 made of Cu or the like is formed on the second insulating film 4, and this is covered with a third insulating film 8 made of polyimide or the like. To do. One end of the connection wiring 3 is connected to the electrode pad 7 exposed at the peripheral portion of the semiconductor substrate 1.

【0008】次いで、パターニングされたフォトレジス
トを利用して絶縁膜8の所定の領域にRIE(Reactive
Ion Etching)などによりコンタクト孔81を形成するこ
とにより接続配線3を部分的に露出する。次いで、絶縁
膜8の上に、フォトレジストを利用して、例えば、Cu
からなるインダクタンス6を渦巻き状に形成する。その
一端は、インダクタンス6のほぼ中心に形成され、コン
タクト孔81内に形成された端子5を介して接続配線3
の他端に接続されている。インダクタンス6の他端は、
半導体基板1の周辺部に露出している電極パッド9と接
続している。次いで、インダクタンス6を含む半導体基
板1表面を、例えば、ポリイミドのようなパッシベーシ
ョン膜(図示せず)で保護する。図1には、図2に示さ
れている絶縁膜2、4、8の表示は省略している。この
実施例においては、半導体基板1に集積回路を形成しな
い。そして、内部に集積回路が形成されている少なくと
も1つの半導体基板を別に用意し、この半導体基板を前
記半導体基板1とともに1つのパッケージに封止してマ
ルチチップ型半導体装置とする。この半導体装置は、マ
ルチチップ構造をとることによりシステム規模での集積
化が可能である。
Next, using a patterned photoresist, RIE (Reactive Reactive) is applied to a predetermined region of the insulating film 8.
The connection wiring 3 is partially exposed by forming the contact hole 81 by Ion etching or the like. Then, on the insulating film 8, using a photoresist, for example, Cu
The inductance 6 is formed in a spiral shape. One end thereof is formed substantially at the center of the inductance 6, and the connection wiring 3 is formed through the terminal 5 formed in the contact hole 81.
Is connected to the other end of. The other end of the inductance 6 is
It is connected to the electrode pad 9 exposed at the peripheral portion of the semiconductor substrate 1. Next, the surface of the semiconductor substrate 1 including the inductance 6 is protected by a passivation film (not shown) such as polyimide. In FIG. 1, the illustration of the insulating films 2, 4, and 8 shown in FIG. 2 is omitted. In this embodiment, no integrated circuit is formed on the semiconductor substrate 1. Then, at least one semiconductor substrate having an integrated circuit formed therein is prepared separately, and this semiconductor substrate is sealed together with the semiconductor substrate 1 into one package to form a multi-chip type semiconductor device. This semiconductor device can be integrated on a system scale by adopting a multi-chip structure.

【0009】このインダクタンスが形成された基板1
は、集積回路が形成された素子領域を有する半導体基
板、例えば、シリコン半導体基板に接合され、パッケー
ジングされて1チップの半導体装置として移動型通信装
置などの小型機器に組込むこともできる。前述の様にイ
ンダクタンスが形成され、集積回路が形成されていない
半導体基板上にキャパシタや抵抗などの受動素子を組込
むことができ、この受動素子を組込んだ半導体基板と集
積回路を形成した半導体基板を組合わせて半導体装置を
構成する。その組合わせの仕方には、まず、集積回路を
形成した半導体基板に直接接着剤などを用いて受動素子
の基板を貼付ける方法がある。また、半導体基板と受動
素子の基板とをワイヤボンディングなどの配線で接続す
る組合わせの方法もある。この配線には、TAB(Tape
Automated Bonding)テープを用いることができ、リード
フレームを利用して両基板を電気的に接続することがで
きる。金属薄層10には表面に露出する端子101を複
数形成している。その1つは、他の半導体基板に形成さ
れた金属薄層に接続し、他の1つは、接地するGND端
子となる。
Substrate 1 on which this inductance is formed
Can be bonded to a semiconductor substrate having an element region in which an integrated circuit is formed, for example, a silicon semiconductor substrate, packaged, and incorporated into a small device such as a mobile communication device as a one-chip semiconductor device. As described above, it is possible to incorporate passive elements such as capacitors and resistors on a semiconductor substrate on which an inductance is formed and an integrated circuit is not formed. A semiconductor substrate incorporating this passive element and a semiconductor substrate on which an integrated circuit is formed To form a semiconductor device. As a method of combination, first, there is a method of directly attaching the substrate of the passive element to the semiconductor substrate on which the integrated circuit is formed by using an adhesive or the like. There is also a combination method of connecting the semiconductor substrate and the substrate of the passive element by wiring such as wire bonding. TAB (Tape
Automated Bonding) tape can be used, and both substrates can be electrically connected using a lead frame. A plurality of terminals 101 exposed on the surface are formed on the thin metal layer 10. One is connected to a thin metal layer formed on another semiconductor substrate, and the other is a GND terminal to be grounded.

【0010】金属薄層は、インダクタンスに入ってくる
高周波信号の反射を防ぐ特性インピーダンスのばらつき
を無くすことができる。図3の特性図に示すように、金
属薄層が形成されない場合、−3.0dBが特性の良否
を決める基準線とすると、周波数が約0.1〜3GHz
程度のときは特性が良いが、この範囲を外れると損失が
大きくなって使用が困難になる。これに対し、この金属
薄層を設けることによって10.0GHz以上まで使用
が可能になる。この様にインダクタンスは、金属薄層の
上に形成することにより特性インピーダンスが整合し、
インダクタンスを通過する高周波の信号の反射および損
失を低減することができるが、この様な金属薄層の効果
は、金属薄層が、インダクタンスに近接していることに
よって生じるものであり、どの様な形で近接しているか
は、余り関係しない。
The thin metal layer can eliminate variations in characteristic impedance that prevent reflection of high frequency signals entering the inductance. As shown in the characteristic diagram of FIG. 3, when the thin metal layer is not formed, assuming that −3.0 dB is the reference line that determines the quality of the characteristic, the frequency is about 0.1 to 3 GHz.
When it is about the range, the characteristics are good, but when it is out of this range, the loss becomes large and it becomes difficult to use. On the other hand, by providing this thin metal layer, it can be used up to 10.0 GHz or higher. In this way, the inductance matches the characteristic impedance by forming it on the thin metal layer,
Although reflection and loss of high-frequency signals passing through the inductance can be reduced, the effect of such a thin metal layer is caused by the thin metal layer being close to the inductance. It doesn't really matter if they are close in shape.

【0011】例えば、図4は、金属薄層がインダクタン
スの下に形成され、この金属薄層から分岐した金属層を
インダクタンスの渦巻き状の間に配置した例である。シ
リコン半導体基板1上にポリイミドの第1の絶縁膜2を
形成し、その上に、周辺部を除いた半導体基板のほぼ全
面に金属薄層10を形成する。その上にポリイミドの第
2の絶縁膜4を被覆し、その上にインダクタンスの接続
配線3をCuなどにより形成する。次いで、この接続配
線3と第2の絶縁膜4の上にポリイミドからなる第3の
絶縁膜8を形成し、その上に渦巻き状のインダクタンス
6を形成する。インダクタンス6の中心部分の先端に端
子5を形成し、この端子は、第3の絶縁膜8に形成した
コンタクト孔を介して接続配線3と接続させる。この第
3の絶縁膜8の上に渦巻き状インダクタンス6の間に配
置されるようにCuなどの金属層104を任意の形状に
形成し、第2及び第3の絶縁膜4、8に形成したコンタ
クト孔を通してこの金属層104と金属薄層10とを接
続電極103で接続する。この半導体基板1の表面は、
ポリイミドのパッシベーション膜(図示せず)で保護す
る。この構造によるとインダクタンス6と金属層104
との間の距離d′は図2に示すインダクタンス6と金属
薄層10との間の半分にすることができ、また、金属薄
層10とインダクタンス6との間の距離は、特に考慮す
る必要はないので、金属薄層10の位置を任意に設定す
ることができる。
For example, FIG. 4 shows an example in which a thin metal layer is formed under the inductance, and a metal layer branched from this thin metal layer is arranged between the spirals of the inductance. A first insulating film 2 made of polyimide is formed on a silicon semiconductor substrate 1, and a thin metal layer 10 is formed on the first insulating film 2 on almost the entire surface of the semiconductor substrate except the peripheral portion. A second insulating film 4 made of polyimide is covered thereover, and the connecting wiring 3 for the inductance is formed thereon by Cu or the like. Next, the third insulating film 8 made of polyimide is formed on the connection wiring 3 and the second insulating film 4, and the spiral inductance 6 is formed thereon. A terminal 5 is formed at the tip of the central portion of the inductance 6, and this terminal is connected to the connection wiring 3 through a contact hole formed in the third insulating film 8. A metal layer 104 of Cu or the like is formed in an arbitrary shape on the third insulating film 8 so as to be arranged between the spiral inductances 6, and is formed on the second and third insulating films 4 and 8. The metal layer 104 and the thin metal layer 10 are connected by the connection electrode 103 through the contact hole. The surface of this semiconductor substrate 1 is
It is protected by a polyimide passivation film (not shown). According to this structure, the inductance 6 and the metal layer 104
The distance d ′ between the thin metal layer 10 and the inductance 6 shown in FIG. 2 can be halved, and the distance between the thin metal layer 10 and the inductance 6 needs to be particularly considered. Therefore, the position of the thin metal layer 10 can be set arbitrarily.

【0012】即ち、d′は、ほぼd/2にすることがで
きるが、図では、d′の大きさを強調するために誇張し
て狭く描いている。次ぎに、図5を参照して、この実施
例における他の例を説明する。金属薄層がインダクタン
スの上に形成され、この金属薄層から分岐した金属層を
インダクタンスの渦巻き状の間に配置した例である。シ
リコン半導体基板1上にポリイミドの第1の絶縁膜2を
形成し、その上に、Cuなどのインダクタンスの接続配
線3を形成する。その上に、ポリイミドの第2の絶縁膜
4を形成し、この上にCuなどからなる渦巻き状インダ
クタンス6及びこの渦巻き状体の間に任意の形状のCu
の金属層104を形成する。そして、インダクタンス6
の中心部分の先端に端子5を形成し、この端子は、第2
の絶縁膜4に形成したコンタクト孔を介して接続配線3
と接続させる。次いで、インダクタンス6と金属層10
4等を被覆するようにポリイミドからなる第3の絶縁膜
8を形成し、その上に、周辺部を除いた半導体基板のほ
ぼ全面に金属薄層10を形成する。つぎに、第3の絶縁
膜8に形成したコンタクト孔を通して、この金属層10
4と金属薄層10とを接続電極により接続する。この半
導体基板1の表面はポリイミドのパッシベーション膜
(図示せず)で保護する。この様に形成した金属薄層か
ら分岐した金属層104は、インダクタンスの特性イン
ピーダンスを整合させることができる。
That is, d'can be set to about d / 2, but in the figure, it is exaggeratedly drawn to emphasize the size of d '. Next, another example of this embodiment will be described with reference to FIG. In this example, a thin metal layer is formed on the inductance, and a metal layer branched from the thin metal layer is arranged between the spirals of the inductance. A first insulating film 2 made of polyimide is formed on a silicon semiconductor substrate 1, and a connection wiring 3 having an inductance such as Cu is formed on the first insulating film 2. A second insulating film 4 made of polyimide is formed thereon, and a spiral inductance 6 made of Cu or the like is formed on the second insulating film 4 and Cu having an arbitrary shape is formed between the spiral spiral members.
The metal layer 104 of is formed. And the inductance 6
The terminal 5 is formed at the tip of the central part of the
Connection wiring 3 through the contact hole formed in the insulating film 4 of
Connect with. Then, the inductance 6 and the metal layer 10
A third insulating film 8 made of polyimide is formed so as to cover 4 and the like, and a thin metal layer 10 is formed on the third insulating film 8 on almost the entire surface of the semiconductor substrate except the peripheral portion. Next, the metal layer 10 is passed through the contact hole formed in the third insulating film 8.
4 and the thin metal layer 10 are connected by a connecting electrode. The surface of the semiconductor substrate 1 is protected by a polyimide passivation film (not shown). The metal layer 104 branched from the thin metal layer thus formed can match the characteristic impedance of the inductance.

【0013】したがって、この金属層104がインダク
タンス6に近接していれば、金属薄層10が多少インダ
クタンス6から離れていても作用効果に格別影響は無
い。その結果、この金属薄層が段差のある変化の大きい
所に配置しても特性インピーダンスが変化することはな
い。さらに、図6に示すように、単に図2のインダクタ
ンス6と金属薄層10の位置を置換えた構造も、本発明
に適用することは可能である。この場合は、両者間の距
離を図2と同じ様にすることが好ましい。この金属薄層
の材料には、Cuに限らず、AuやAlなどを用いるこ
とが可能である。層間絶縁膜などの絶縁膜に用いる低誘
電率の材料には、ポリイミド以外にエポキシ樹脂などが
ある。インダクタンス6と金属薄層10との距離dは、
大体数μm〜数10μmが適当である。特に、ポリイミ
ドを金属薄層とインダクタンスとの間の絶縁膜厚は、ポ
リイミドなら1〜10μm程度であり、SiO2 膜なら
10〜50μm程度が適当である。
Therefore, if the metal layer 104 is close to the inductance 6, even if the metal thin layer 10 is slightly away from the inductance 6, there is no particular effect on the function and effect. As a result, the characteristic impedance does not change even if the thin metal layer is arranged at a stepped portion where the change is large. Furthermore, as shown in FIG. 6, a structure in which the positions of the inductance 6 and the metal thin layer 10 in FIG. 2 are simply replaced can be applied to the present invention. In this case, it is preferable that the distance between them be the same as in FIG. The material of the thin metal layer is not limited to Cu, but Au, Al, or the like can be used. Materials having a low dielectric constant used for an insulating film such as an interlayer insulating film include epoxy resin in addition to polyimide. The distance d between the inductance 6 and the thin metal layer 10 is
About several μm to several tens of μm is suitable. In particular, the insulating film thickness between polyimide and a thin metal layer is about 1 to 10 μm for polyimide and about 10 to 50 μm for SiO 2 film.

【0014】次に、図7乃至図11を参照して第2の実
施例について説明する。図7は、表面にインダクタンス
およびキャパシタタンスが形成されている半導体基板の
平面図、図8は、図7と同じ平面図であり、領域S1 、
S2 をさらに加えている。図9は、領域S1 のインダク
タンス形成領域の部分平面図、図10は、領域S2 のキ
ャパシタ領域の部分平面図、図11は、図7のB−B′
部分の断面図である。半導体基板1の上にポリイミドな
どの低誘電率を有する第1の層間絶縁膜2が被覆されて
いる。この第1の層間絶縁膜2の上にCuなどの金属薄
層10が半導体基板1の周辺部を除いて、ほぼ全面に、
例えば、真空蒸着などにより、形成される。この金属薄
層10は、GND端子となる少なくとも1つの電極パッ
ド101およびキャパシタの引出し電極に用いられる少
なくとも1つの電極パッド102が半導体基板1の周辺
部に形成されている。金属薄層10は、ポリイミドなど
の低誘電率材料の第2の層間絶縁膜4により被覆され
る。この第2の層間絶縁膜4の上にフォトレジストを用
いたエッチング処理により、インダクタンスの接続配線
3を形成し、この一端は、渦巻き状インダクタンスの中
心部が形成される予定の領域に形成し、他端は、半導体
基板1周辺部に引き出し、そこに外部端子となる電極パ
ッド7を形成する。この第2の層間絶縁膜4上には、さ
らに、他の接続配線31、32を形成する。
Next, a second embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 7 is a plan view of a semiconductor substrate having an inductance and a capacitor closet formed on its surface, and FIG. 8 is the same plan view as FIG.
S2 is added. 9 is a partial plan view of the inductance forming region of the region S1, FIG. 10 is a partial plan view of the capacitor region of the region S2, and FIG. 11 is BB 'of FIG.
It is a sectional view of a part. A semiconductor substrate 1 is covered with a first interlayer insulating film 2 having a low dielectric constant such as polyimide. A thin metal layer 10 of Cu or the like is formed on the first interlayer insulating film 2 over almost the entire surface of the semiconductor substrate 1 except for the peripheral portion thereof.
For example, it is formed by vacuum vapor deposition or the like. In this metal thin layer 10, at least one electrode pad 101 that serves as a GND terminal and at least one electrode pad 102 that is used as a lead electrode of a capacitor are formed in the peripheral portion of the semiconductor substrate 1. The thin metal layer 10 is covered with the second interlayer insulating film 4 made of a low dielectric constant material such as polyimide. An inductance connecting wiring 3 is formed on the second interlayer insulating film 4 by an etching process using a photoresist, and one end thereof is formed in a region where a central portion of the spiral inductance is to be formed, The other end is led out to the periphery of the semiconductor substrate 1 and the electrode pad 7 serving as an external terminal is formed there. Other connection wirings 31 and 32 are further formed on the second interlayer insulating film 4.

【0015】それらの一端は渦巻き状インダクタンスが
形成される予定の領域に形成し、他端は半導体基板1周
辺部に引き出し、そこに外部端子となる電極パッド9
1、92をそれぞれ形成する。第2の層間絶縁膜4の上
にこれら接続配線を被覆するようにポリイミドなどの低
誘電率材料の第3の層間絶縁膜8が形成される。この層
間絶縁膜8の上にCuなどの低抵抗材料からなる渦巻き
状のインダクタンス6を1対形成する。この層間絶縁膜
8に異方性エッチングなどによりコンタクト孔を形成し
て層間絶縁膜8の下の接続配線3の一端部分を露出さ
せ、インダクタンス6と接続配線3とをインダクタンス
6の端子5によりコンタクト孔を通して接続する(この
コンタクト部分は図2と同じ構造になっている)。同様
に、第3の層間絶縁膜8の他の部分にもコンタクト孔を
形成して接続配線31、32のそれぞれ一端を露出さ
せ、インダクタンス6の任意の箇所と接続配線31、3
2とをこれらコンタクト孔に形成した端子51、52に
よりそれぞれ接続する。接続配線をインダクタンスに接
続してから半導体基板1表面をBPSGなどのパッシベ
ーション絶縁膜(図示せず)で被覆保護する。金属薄層
10の表面とインダクタンス6が形成されている第3の
層間絶縁膜8の表面との間の距離d、即ち、インダクタ
ンス/金属薄層間は、この実施例では、層間絶縁膜4、
8にポリイミドを用いているので、約1μm〜10μm
にしている。
One end of them is formed in a region where a spiral inductance is to be formed, and the other end thereof is led out to the peripheral portion of the semiconductor substrate 1 and an electrode pad 9 serving as an external terminal is formed there.
1 and 92 are formed respectively. A third interlayer insulating film 8 of a low dielectric constant material such as polyimide is formed on the second interlayer insulating film 4 so as to cover these connection wirings. A pair of spiral inductors 6 made of a low resistance material such as Cu is formed on the interlayer insulating film 8. A contact hole is formed in the interlayer insulating film 8 by anisotropic etching or the like to expose one end portion of the connection wiring 3 below the interlayer insulating film 8, and the inductance 6 and the connection wiring 3 are contacted by the terminal 5 of the inductance 6. Connection is made through a hole (this contact portion has the same structure as in FIG. 2). Similarly, contact holes are formed in the other portions of the third interlayer insulating film 8 to expose one ends of the connection wirings 31 and 32, respectively, and the arbitrary portions of the inductance 6 and the connection wirings 31 and 3 are exposed.
2 are connected by terminals 51 and 52 formed in these contact holes, respectively. After the connection wiring is connected to the inductance, the surface of the semiconductor substrate 1 is covered and protected with a passivation insulating film (not shown) such as BPSG. The distance d between the surface of the thin metal layer 10 and the surface of the third interlayer insulating film 8 on which the inductance 6 is formed, that is, the inductance / thin metal layer is the interlayer insulating film 4 in this embodiment.
Since polyimide is used for 8, it is about 1 μm to 10 μm
I have to.

【0016】この様にインダクタンスは、金属薄層の上
に形成することにより特性インピーダンスが整合し、イ
ンダクタンスを通過する高周波の信号の反射を低減する
ことができる。また、半導体基板のほぼ全面に金属薄層
を形成するので、半導体基板上に形成されるインダクタ
ンスの位置の自由度が増大する。さらに、この実施例で
は、インダクタンス6の両端の電極パッド9と端子5以
外に、インダクタンス6の金属配線パターンの途中で幾
つかの端子51、52を形成している。この実施例で
は、2個の端子を形成しているが、端子数は、任意であ
り必要な数だけ設けることができる。これらの金属配線
パターンの途中に設けられている端子は、前記電極パッ
ド9と同じ役割を果たすもので、電極パッド9を含めた
これらの端子の任意の1つとインダクタンス6の中心に
形成された端子5との間でインダクタンスを構成してい
る。そして、前記任意の1つの端子を選択することによ
り、構成されるインダクタンスの特性を任意に決定する
ことができる。
As described above, when the inductance is formed on the thin metal layer, the characteristic impedance is matched and reflection of a high frequency signal passing through the inductance can be reduced. Further, since the thin metal layer is formed on almost the entire surface of the semiconductor substrate, the degree of freedom of the position of the inductance formed on the semiconductor substrate is increased. Further, in this embodiment, in addition to the electrode pads 9 and the terminals 5 at both ends of the inductance 6, some terminals 51 and 52 are formed in the middle of the metal wiring pattern of the inductance 6. In this embodiment, two terminals are formed, but the number of terminals is arbitrary and can be provided as required. The terminals provided in the middle of these metal wiring patterns play the same role as the electrode pad 9, and any one of these terminals including the electrode pad 9 and the terminal formed at the center of the inductance 6 are provided. Inductance with 5 is formed. Then, by selecting any one of the terminals, the characteristic of the configured inductance can be arbitrarily determined.

【0017】次ぎに、図10及び図11を参照してこの
実施例のキャパシタを説明する。本発明に用いるCuな
どからなる金属薄層10は、キャパシタの一方の電極に
用いることができる。金属薄層10には、キャパシタの
引出し電極に用いられる電極パッド102が接続されて
おり、この電極パッド102は、その表面は露出してい
る。金属薄層10の上には、ポリイミドなどの第2の絶
縁膜4が形成され、その上にキャパシタの他方の電極と
なるCuなどの金属層11が複数個形成されている。金
属層11を互いに接続するように、これらの上にCuな
どからなる金属配線層12を形成する。この金属配線層
12は、半導体基板1の周辺部にまで延在する領域があ
り、この領域に半導体基板1の表面に露出する複数の端
子121が形成されている。ここに金属薄層10と金属
層11とを対向する電極とし、第2の絶縁膜4を誘電体
とするキャパシタが形成される。以上、インダクタンス
を形成した半導体基板を用いて半導体装置を形成するに
は、この半導体基板自身に集積回路を形成する例、集積
回路が形成されている半導体基板の上に、このインダク
タンスを形成した半導体基板を取付ける例あるいはイン
ダクタンスを形成した半導体基板を含む複数の半導体基
板をリードフレームの半導体基板搭載部上に取付け、こ
れら半導体基板を1つのパッケージに収める例などが挙
げられる。
Next, the capacitor of this embodiment will be described with reference to FIGS. The thin metal layer 10 made of Cu or the like used in the present invention can be used for one electrode of the capacitor. An electrode pad 102 used as a lead electrode of a capacitor is connected to the thin metal layer 10, and the surface of the electrode pad 102 is exposed. A second insulating film 4 made of polyimide or the like is formed on the thin metal layer 10, and a plurality of metal layers 11 made of Cu or the like serving as the other electrode of the capacitor are formed thereon. A metal wiring layer 12 made of Cu or the like is formed on these so as to connect the metal layers 11 to each other. The metal wiring layer 12 has a region extending to the peripheral portion of the semiconductor substrate 1, and a plurality of terminals 121 exposed on the surface of the semiconductor substrate 1 are formed in this region. Here, a capacitor having the metal thin layer 10 and the metal layer 11 as opposed electrodes and the second insulating film 4 as a dielectric is formed. As described above, in order to form a semiconductor device using a semiconductor substrate on which an inductance is formed, an example of forming an integrated circuit on the semiconductor substrate itself, a semiconductor on which the inductance is formed on the semiconductor substrate on which the integrated circuit is formed Examples include mounting a substrate or mounting a plurality of semiconductor substrates including a semiconductor substrate having an inductance formed on a semiconductor substrate mounting portion of a lead frame and housing these semiconductor substrates in one package.

【0018】次に、図12乃至図20を参照して前記イ
ンダクタンスを形成した半導体基板を他の半導体基板と
組合わせて構成した半導体装置の例を説明する。図12
は、集積回路などが形成されている半導体基板の上に前
記インダクタンスを形成した半導体装置の断面図であ
る。半導体基板13には集積回路や抵抗アレーなどを形
成し、その表面は、多層配線などの配線構造が形成され
ており、それらを被覆するようにパッシベーション絶縁
膜が形成されている(図示せず)。この様に表面が処理
された半導体基板13の表面にAlなどのリード配線1
4がスパッタリング法などを用いて形成される。リード
配線表面はAuメッキやSnメッキが施されている。こ
の半導体基板13の表面にインダクタンス6を形成した
半導体基板1を絶縁性のエポキシ樹脂などの接着剤で接
合する。そして、半導体基板1の周辺部に形成されたイ
ンダクタンスやキャパシタの電極パッド7、9と半導体
基板13上のリード配線14とは、ワイヤボンディング
15などにより接続されている。金属薄層10は、半導
体基板13のGND端子に、ワイヤボンディング14の
1つにより接続されている。図は模式的に描いているの
で、半導体基板1の全面を金属薄膜10で覆っている
が、実際は、図1などに示すように半導体基板1の周縁
部分にはこの薄膜を形成しない。以下の図面も同様であ
る。
Next, with reference to FIGS. 12 to 20, an example of a semiconductor device configured by combining the semiconductor substrate having the inductance formed thereon with another semiconductor substrate will be described. 12
FIG. 4 is a sectional view of a semiconductor device in which the inductance is formed on a semiconductor substrate on which an integrated circuit and the like are formed. An integrated circuit, a resistor array, etc. are formed on the semiconductor substrate 13, a wiring structure such as a multilayer wiring is formed on the surface thereof, and a passivation insulating film is formed so as to cover them (not shown). . The lead wiring 1 made of Al or the like is formed on the surface of the semiconductor substrate 13 having the surface thus treated.
4 is formed by using a sputtering method or the like. The surface of the lead wiring is plated with Au or Sn. The semiconductor substrate 1 having the inductance 6 formed on the surface of the semiconductor substrate 13 is bonded with an adhesive such as an insulating epoxy resin. The electrode pads 7 and 9 of the inductance and the capacitor formed in the peripheral portion of the semiconductor substrate 1 and the lead wiring 14 on the semiconductor substrate 13 are connected by wire bonding 15 or the like. The thin metal layer 10 is connected to the GND terminal of the semiconductor substrate 13 by one of wire bondings 14. Since the drawing is schematically drawn, the entire surface of the semiconductor substrate 1 is covered with the metal thin film 10. However, in practice, this thin film is not formed on the peripheral portion of the semiconductor substrate 1 as shown in FIG. The following drawings are also the same.

【0019】図13は、この半導体基板13上のリード
配線14と半導体基板1とが半導体基板1上の電極パッ
ド7、9に形成したAuバンプなどを介して接続される
半導体装置の断面図である。半導体基板1表面の金属薄
層10の端子101にもバンプを取付けて前記リード配
線14のうちの接地リード配線に接続する。図14は、
半導体基板1をTAB(Tape Automated Bonding) テー
プに装着してTABテープの絶縁フィルム16に取付け
たリード17を半導体基板13のリード配線14に半田
接続した半導体装置の断面図である。このインダクタン
スやキャパシタが形成された半導体基板1は、数多くの
リードを用いないのでTABテープを用いるには効率的
ではない。半導体基板1表面の金属薄層10の端子にも
リード17を接続し、このリード17を介して前記リー
ド配線14のうちの接地リード配線に端子を接続する。
半導体基板1表面は、例えば、モールド樹脂25などで
被覆されている。
FIG. 13 is a sectional view of a semiconductor device in which the lead wiring 14 on the semiconductor substrate 13 and the semiconductor substrate 1 are connected via Au bumps or the like formed on the electrode pads 7 and 9 on the semiconductor substrate 1. is there. Bumps are also attached to the terminals 101 of the thin metal layer 10 on the surface of the semiconductor substrate 1 and connected to the ground lead wire of the lead wires 14. Figure 14
3 is a cross-sectional view of a semiconductor device in which the semiconductor substrate 1 is mounted on a TAB (Tape Automated Bonding) tape, and the leads 17 attached to the insulating film 16 of the TAB tape are soldered to the lead wirings 14 of the semiconductor substrate 13. FIG. The semiconductor substrate 1 on which the inductance and the capacitor are formed is not efficient to use the TAB tape because it does not use many leads. The leads 17 are also connected to the terminals of the thin metal layer 10 on the surface of the semiconductor substrate 1, and the terminals are connected to the ground lead wires of the lead wires 14 via the leads 17.
The surface of the semiconductor substrate 1 is covered with, for example, a mold resin 25.

【0020】図15は、インダクタンスをTABテープ
に搭載した半導体装置の平面図、図16は、その部分断
面図である。この実施例では、TABテープの絶縁フィ
ルム16にリード17とともにインダクタンス6を形成
する。通常TABテープを形成する方法に従い、ポリイ
ミドフィルム16にCu箔を貼着し、これを選択エッチ
ングしてインダクタンスおよびリード17を同じ工程で
形成する。外部回路に接続するインダクタンスの一端に
は、分岐点がインダクタンスの前記一端近傍に設けられ
ている分岐部に接続配線31、32が形成されていて、
それらの端部はやはり外部回路に接続されるようになっ
ている。インダクタンス6の他端は、Cuなどの接続配
線3に接続され、この接続配線3は、TABテープのデ
バイスホール19に突出していて、デバイスホール19
内に搭載される半導体基板13の周辺部に形成された接
続電極に接続される。このTABテープは、不要部分を
接続除去してから、リード17及び分岐部の接続配線3
1、32とインダクタンスコイルの前記一端を回路基板
の回路パターンに接続する。金属薄膜10をTABテー
プに取付けるには、接続配線3、31、32を形成した
第1の絶縁フィルム16の裏側にCu箔などの金属薄層
10を貼付けた第2の絶縁フィルム21を貼付ける。こ
の時金属薄層は、ポリイミドフィルム16のほぼ全域
(送り孔の部分などの周辺部分を含めても良いし、開口
部で囲まれた部分だけに張り付けても良い)覆うように
貼付けると、リードに対する高周波特性も改善させるこ
とができる(図16)。
FIG. 15 is a plan view of a semiconductor device having an inductance mounted on a TAB tape, and FIG. 16 is a partial sectional view thereof. In this embodiment, the inductance 6 is formed together with the lead 17 on the insulating film 16 of the TAB tape. In accordance with the method of forming a TAB tape, a Cu foil is attached to the polyimide film 16 and is selectively etched to form the inductance and the lead 17 in the same process. At one end of the inductance connected to the external circuit, connection wires 31 and 32 are formed at a branch portion where a branch point is provided near the one end of the inductance,
Their ends are also adapted to be connected to external circuits. The other end of the inductance 6 is connected to a connection wiring 3 such as Cu, and this connection wiring 3 projects into the device hole 19 of the TAB tape,
It is connected to the connection electrodes formed in the peripheral portion of the semiconductor substrate 13 mounted inside. In this TAB tape, after the unnecessary portion is connected and removed, the lead 17 and the connection wiring 3 of the branch portion
1, 32 and the one end of the inductance coil are connected to the circuit pattern of the circuit board. To attach the metal thin film 10 to the TAB tape, the second insulating film 21 having the metal thin layer 10 such as Cu foil attached is attached to the back side of the first insulating film 16 having the connection wirings 3, 31, 32 formed thereon. . At this time, when the thin metal layer is attached so as to cover almost the entire area of the polyimide film 16 (the peripheral portion such as the feed hole portion may be included, or only the portion surrounded by the opening may be attached), The high frequency characteristics for the leads can also be improved (FIG. 16).

【0021】図17に、デバイスホールが2つ形成され
たTABテープ26の例を示す。TABテープのデバイ
スホールの数は、2つ以上でも良く、また、それぞれの
大きさが異なっていても良い。一方のデバイスホール1
91にはインダクタンスが形成された半導体基板1を搭
載し、他方デバイスホール192には集積回路や抵抗ア
レーなどを形成した半導体基板13を搭載する。この図
に説明したTABテープ26のフィルム16に図16の
インダクタンスを形成することも可能であり、その構成
は、適宜に組合わせることができる。
FIG. 17 shows an example of the TAB tape 26 having two device holes formed therein. The number of device holes in the TAB tape may be two or more, and each size may be different. One device hole 1
The semiconductor substrate 1 having an inductance formed therein is mounted at 91, while the semiconductor substrate 13 having an integrated circuit and a resistor array formed thereon is mounted at the device hole 192. It is also possible to form the inductance of FIG. 16 on the film 16 of the TAB tape 26 described in this figure, and the configuration can be appropriately combined.

【0022】次ぎに、リードフレームを用いた半導体装
置を説明する。図18は、その半導体装置の断面図であ
る。Cuなどから構成されたリードフレームの半導体基
板搭載部(以下、ベッド部という)22には、インダク
タンスが形成された半導体基板1が搭載されており、そ
の他のベッド部221、222には、集積回路や抵抗ア
レーが形成されている半導体基板13が搭載されてい
る。半導体基板間及び半導体基板とリードフレームのリ
ード23の間等これら相互の接続は、ボンディングワイ
ヤ15を用いて行われる。半導体基板1の金属薄層10
も、ボンデングワイヤを利用してリードフレームの接地
リード24と接続される。半導体基板、ベッド部、ボン
ディングワイヤ、リードの一部をエポキシ樹脂などのモ
ールド樹脂25で被覆する。図19は、リードフレーム
を用いた他の半導体装置の断面図である。ここではベッ
ド部22を金属薄層10として利用したことに特徴があ
る。ベッド部は、接地リードと接続することができれ
ば、シールド作用のある金属薄層として用いることはで
きる。図示のように、ベッド部22の表面にポリイミド
からなる絶縁膜2を形成し、その上にインダクタンス6
を形成する。ベッド部22と接地リード24は、ボンデ
ィングワイヤ15を介して互いに接続される。
Next, a semiconductor device using a lead frame will be described. FIG. 18 is a sectional view of the semiconductor device. The semiconductor substrate mounting portion (hereinafter referred to as bed portion) 22 of the lead frame made of Cu or the like is mounted with the semiconductor substrate 1 having an inductance, and the other bed portions 221 and 222 are integrated circuits. A semiconductor substrate 13 on which a resistor array is formed is mounted. Bonding wires 15 are used to connect the semiconductor substrates and the semiconductor substrate and the leads 23 of the lead frame to each other. Thin metal layer 10 of semiconductor substrate 1
Is also connected to the ground lead 24 of the lead frame using a bonding wire. The semiconductor substrate, the bed portion, the bonding wires, and part of the leads are covered with a mold resin 25 such as an epoxy resin. FIG. 19 is a sectional view of another semiconductor device using a lead frame. The feature here is that the bed portion 22 is used as the thin metal layer 10. The bed portion can be used as a thin metal layer having a shielding effect as long as it can be connected to the ground lead. As shown in the figure, the insulating film 2 made of polyimide is formed on the surface of the bed portion 22, and the inductance 6 is formed on the insulating film 2.
To form. The bed 22 and the ground lead 24 are connected to each other via the bonding wire 15.

【0023】ベッド部221又は222もインダクタン
スを形成した半導体基板1を搭載することが可能であ
る。ベッド部22と半導体基板13とは、ボンディング
ワイヤ15で接続する。リードフレームを用いる場合、
複数のベッド部に搭載された半導体基板を相互に接続す
るために、TABテープを利用することもできる。以
上、本発明においては、インダクタンスコイルに金属薄
層を近接させることにより、インダクタンスに入ってく
る信号の反射を防ぐ特性インピーダンス50Ωを約±1
5%の精度でばらつき無く形成することができるように
なる。さらにインダクタンスの材料にCuなどのような
低抵抗の材料にし、層間絶縁膜をポリイミドのような低
誘電率の材料にすれば、インダクタンスの抵抗成分が約
40%も低下し、容量成分は、約50%も低下する。さ
らに、100MHz以上での周波数帯でも使用すること
ができる。また、インダクタンスコイルの一端から複数
の端子を取出すようにしているので、半導体装置の対応
の自由度を大きくしている。その上、インダクタンスを
含んだ半導体基板を個別に複数形成し、これらを1つの
半導体装置とするマルチチップ構造を取ることによりシ
ステム規模での集積化が可能になる。この時、インダク
タンスは、シリコン基板上に作成しているために従来の
アッセンブリ工程での対応が可能である。
The bed portion 221 or 222 can also mount the semiconductor substrate 1 having an inductance. The bed 22 and the semiconductor substrate 13 are connected by a bonding wire 15. When using a lead frame,
A TAB tape may be used to connect the semiconductor substrates mounted on the plurality of beds to each other. As described above, in the present invention, the characteristic impedance of 50Ω that prevents reflection of a signal entering the inductance is set to about ± 1 by bringing the thin metal layer close to the inductance coil.
It can be formed with a precision of 5% without variations. If the inductance material is a low resistance material such as Cu and the interlayer insulating film is a low dielectric constant material such as polyimide, the resistance component of the inductance is reduced by about 40%, and the capacitance component is about 40%. It is reduced by 50%. Further, it can be used in a frequency band of 100 MHz or more. Further, since a plurality of terminals are taken out from one end of the inductance coil, the degree of freedom in handling the semiconductor device is increased. Moreover, by forming a plurality of semiconductor substrates each including an inductance individually and adopting a multi-chip structure in which these semiconductor substrates are used as one semiconductor device, integration on a system scale becomes possible. At this time, since the inductance is formed on the silicon substrate, it can be dealt with in the conventional assembly process.

【0024】[0024]

【発明の効果】基板のほぼ全面に形成した接地した金属
薄層をインダクタンスに近接させることにより、100
MHz以上の周波数帯でも良好な特性を有するインダク
タンスが形成された高周波特性が良く設計上の自由度が
高い半導体装置を得ることができる。
As described above, the grounded thin metal layer formed on almost the entire surface of the substrate is brought close to the inductance, thereby
It is possible to obtain a semiconductor device having a high frequency characteristic in which an inductance is formed, which has a good characteristic even in a frequency band of MHz or more, and which has a high degree of freedom in design.

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

【図1】本発明の第1の実施例に係る半導体基板の部分
平面図。
FIG. 1 is a partial plan view of a semiconductor substrate according to a first embodiment of the present invention.

【図2】図1のA−A′部分の部分断面図。FIG. 2 is a partial cross-sectional view of a portion AA ′ in FIG.

【図3】高周波損失の周波数依存性を示す特性図。FIG. 3 is a characteristic diagram showing frequency dependence of high frequency loss.

【図4】第1の実施例に係る半導体基板の部分断面図。FIG. 4 is a partial cross-sectional view of the semiconductor substrate according to the first embodiment.

【図5】第1の実施例に係る半導体基板の部分断面図。FIG. 5 is a partial cross-sectional view of the semiconductor substrate according to the first embodiment.

【図6】第1の実施例に係る半導体基板の部分断面図。FIG. 6 is a partial cross-sectional view of the semiconductor substrate according to the first embodiment.

【図7】第2の実施例に係る半導体基板の平面図。FIG. 7 is a plan view of a semiconductor substrate according to a second embodiment.

【図8】第2の実施例に係る半導体基板の平面図。FIG. 8 is a plan view of a semiconductor substrate according to a second embodiment.

【図9】図8に示された半導体基板の部分平面図。9 is a partial plan view of the semiconductor substrate shown in FIG.

【図10】図8に示された半導体基板の部分平面図。10 is a partial plan view of the semiconductor substrate shown in FIG.

【図11】図8に示された半導体基板の部分断面図。11 is a partial cross-sectional view of the semiconductor substrate shown in FIG.

【図12】本発明の半導体装置の断面図。FIG. 12 is a cross-sectional view of a semiconductor device of the present invention.

【図13】本発明の半導体装置の断面図。FIG. 13 is a cross-sectional view of a semiconductor device of the present invention.

【図14】本発明の半導体装置の断面図。FIG. 14 is a cross-sectional view of a semiconductor device of the present invention.

【図15】本発明の半導体装置の平面図。FIG. 15 is a plan view of a semiconductor device of the present invention.

【図16】図14に示された半導体装置の断面図。16 is a cross-sectional view of the semiconductor device shown in FIG.

【図17】本発明の半導体装置の平面図。FIG. 17 is a plan view of a semiconductor device of the present invention.

【図18】本発明の半導体装置の平面図。FIG. 18 is a plan view of a semiconductor device of the present invention.

【図19】本発明の半導体装置の断面図。FIG. 19 is a cross-sectional view of a semiconductor device of the present invention.

【図20】従来の半導体装置に用いる半導体基板の部分
平面図。
FIG. 20 is a partial plan view of a semiconductor substrate used for a conventional semiconductor device.

【図21】図20の半導体基板の部分断面図。21 is a partial cross-sectional view of the semiconductor substrate of FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1、13 半導体基板 2、4、8 絶縁膜 3、31、32 接続配線 5、51、52 端子 6 インダクタンス 7、9、91、92、101、102、121 電極パ
ッド 10 金属薄層 11 キャパシタ電極 12 金属配線層 14 リード配線 15 ボンディングワイヤ 16 ポリイミドフィルム 17、23 リード 19、191、192 デバイスホール 21 絶縁フィルム 22、221、222 ベッド部 24 接地リード 25 モールド樹脂 26 TABテープ 41、81 コンタクト孔 103 接続電極 104 金属層
1, 13 Semiconductor substrate 2, 4, 8 Insulating film 3, 31, 32 Connection wiring 5, 51, 52 Terminal 6 Inductance 7, 9, 91, 92, 101, 102, 121 Electrode pad 10 Metal thin layer 11 Capacitor electrode 12 Metal wiring layer 14 Lead wiring 15 Bonding wire 16 Polyimide film 17, 23 Lead 19, 191, 192 Device hole 21 Insulating film 22, 222, 222 Bed portion 24 Grounding lead 25 Mold resin 26 TAB tape 41, 81 Contact hole 103 Connection electrode 104 metal layer

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

【手続補正書】[Procedure amendment]

【提出日】平成5年7月29日[Submission date] July 29, 1993

【手続補正1】[Procedure Amendment 1]

【補正対象書類名】図面[Document name to be corrected] Drawing

【補正対象項目名】全図[Correction target item name] All drawings

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【図1】 [Figure 1]

【図2】 [Fig. 2]

【図5】 [Figure 5]

【図12】 [Fig. 12]

【図16】 FIG. 16

【図3】 [Figure 3]

【図4】 [Figure 4]

【図6】 [Figure 6]

【図7】 [Figure 7]

【図8】 [Figure 8]

【図9】 [Figure 9]

【図13】 [Fig. 13]

【図10】 [Figure 10]

【図11】 FIG. 11

【図14】 FIG. 14

【図15】 FIG. 15

【図17】 FIG. 17

【図18】 FIG. 18

【図19】 FIG. 19

【図20】 FIG. 20

【図21】 FIG. 21

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 半導体基板と、 前記半導体基板の主面上に形成されている第1の絶縁膜
と、 前記第1の絶縁膜上に形成され、前記半導体基板主面の
ほぼ全面を被覆する接地された金属薄層と、 前記金属薄層を被覆するように前記半導体基板主面上に
形成されている第2の絶縁膜と、 前記金属薄層の上に配置されるように、前記第2の絶縁
膜上に形成されているインダクタンスとを備えているこ
とを特徴とする半導体装置。
1. A semiconductor substrate, a first insulating film formed on a main surface of the semiconductor substrate, and a substantially entire surface of the main surface of the semiconductor substrate formed on the first insulating film. A grounded metal thin layer; a second insulating film formed on the main surface of the semiconductor substrate so as to cover the metal thin layer; and a second insulating film disposed on the metal thin layer. And an inductance formed on the second insulating film.
【請求項2】 半導体基板と、 前記半導体基板の主面上に形成されている第1の絶縁膜
と、 前記第1の絶縁膜上に形成されているインダクタンス
と、 前記インダクタンスを被覆するように前記第1の絶縁膜
上に形成されている第2の絶縁膜と、 前記第2の絶縁膜上に形成され、前記半導体基板主面の
ほぼ全面を被覆する接地された金属薄層とを備えている
ことを特徴とする半導体装置。
2. A semiconductor substrate, a first insulating film formed on a main surface of the semiconductor substrate, an inductance formed on the first insulating film, and an insulating film covering the inductance. A second insulating film formed on the first insulating film; and a grounded metal thin layer formed on the second insulating film and covering substantially the entire main surface of the semiconductor substrate. A semiconductor device characterized in that.
【請求項3】 前記金属薄層とは接続配線によって接続
されている金属層がさらに前記インダクタンスと同一平
面上にこれに近接して形成されていることを特徴とする
請求項1又は請求項2に記載の半導体装置。
3. The metal layer, which is connected to the thin metal layer by a connection wiring, is further formed on the same plane as the inductance and adjacent thereto. The semiconductor device according to.
【請求項4】 前記金属薄層上の絶縁膜の上に金属膜を
設け、この金属膜を第1の電極、前記金属薄層を第2の
電極とするキャパシタを形成することを特徴とす請求項
1に記載の半導体装置。
4. A metal film is provided on an insulating film on the thin metal layer, and a capacitor having the metal film as a first electrode and the thin metal layer as a second electrode is formed. The semiconductor device according to claim 1.
【請求項5】 前記インダクタンスには、その両端に形
成した端子とその中間に形成された少なくとも1つの端
子とを備えていることを特徴とする請求項1乃至請求項
4のいずれかに記載の半導体装置。
5. The inductor according to claim 1, wherein the inductance includes terminals formed at both ends thereof and at least one terminal formed in the middle thereof. Semiconductor device.
【請求項6】 半導体基板と、 前記半導体基板が載置されるデバイスホ−ルを有する絶
縁フィルムと、 前記絶縁フィルムの第1の主面に形成され、前記半導体
基板と電気的に接続されているインダクタンスと、 前記絶縁フィルムの第1の主面に形成され、その一端が
前記半導体基板の接続電極と接続されている複数のリ−
ドと、 前記絶縁フィルムの第2の主面のほぼ全面に対向し、こ
れと接合している接地された金属薄膜とを備えているこ
とを特徴とする半導体装置。
6. A semiconductor substrate, an insulating film having a device hole on which the semiconductor substrate is mounted, a first main surface of the insulating film, and being electrically connected to the semiconductor substrate. Inductance and a plurality of leads formed on the first main surface of the insulating film and having one end connected to the connection electrode of the semiconductor substrate.
And a grounded metal thin film facing substantially the entire second main surface of the insulating film and joined thereto.
【請求項7】 少なくとも1つの半導体基板と、 2つ以上の基板載置部が形成されているリ−ドフレ−ム
と、 少なくとも1つの前記基板載置部のほぼ全面に形成され
ている絶縁膜と、 前記絶縁膜の上に形成されているインダクタンスとを備
え、 前記インダクタンスが形成されている前記基板載置部に
は半導体基板を載置せず、かつ、この基板載置部は接地
されており、残りの前記基板載置部には前記半導体基板
がそれぞれ載置されていることを特徴とする半導体装
置。
7. At least one semiconductor substrate, a lead frame having two or more substrate mounting portions formed thereon, and an insulating film formed on substantially the entire surface of at least one of the substrate mounting portions. And an inductance formed on the insulating film, wherein the semiconductor substrate is not placed on the substrate placing part on which the inductance is formed, and the substrate placing part is grounded. And the semiconductor substrate is mounted on each of the remaining substrate mounting portions.
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