JPH0621335A - 集積回路 - Google Patents

集積回路

Info

Publication number
JPH0621335A
JPH0621335A JP4291932A JP29193292A JPH0621335A JP H0621335 A JPH0621335 A JP H0621335A JP 4291932 A JP4291932 A JP 4291932A JP 29193292 A JP29193292 A JP 29193292A JP H0621335 A JPH0621335 A JP H0621335A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
input node
metal layer
amplifier
circuit
capacitance
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP4291932A
Other languages
English (en)
Inventor
Jiee Hadouin Mashiyuu
マシュー・ジェー・ハドウィン
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.)
Tektronix Japan Ltd
Original Assignee
Sony Tektronix Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sony Tektronix Corp filed Critical Sony Tektronix Corp
Publication of JPH0621335A publication Critical patent/JPH0621335A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/52Arrangements for conducting electric current within the device in operation from one component to another, i.e. interconnections, e.g. wires, lead frames
    • H01L23/522Arrangements for conducting electric current within the device in operation from one component to another, i.e. interconnections, e.g. wires, lead frames including external interconnections consisting of a multilayer structure of conductive and insulating layers inseparably formed on the semiconductor body
    • H01L23/5222Capacitive arrangements or effects of, or between wiring layers
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/0001Technical content checked by a classifier
    • H01L2924/0002Not covered by any one of groups H01L24/00, H01L24/00 and H01L2224/00
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/30Technical effects
    • H01L2924/301Electrical effects
    • H01L2924/3011Impedance

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Semiconductor Integrated Circuits (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 集積回路の基盤容量を絶縁する。 【構成】 結合パッド32及びトレース路34からなる
入力ノードに入力電圧を印加する際に、利得1の高イン
ピーダンス増幅器20の出力電圧を帰還線40で電気伝
導部36に帰還する。よって入力ノードと電気伝導部3
6の間のコンデンサ48の電位差が零に保たれるために
入力ノードに電荷が流れ込まない。つまり、基盤容量4
4を絶縁するのと同じ効果を得ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は集積回路に関し、特に集
積回路の入力ノードにおける容量を絶縁するという改良
を加えた基盤による集積回路に関する。
【0002】
【従来の技術】集積回路(IC)は、一般に絶縁性のシ
リコン、ガリウム砒素などのような基盤上に形成され
る。基盤の底面には真空メッキによって金属層が形成さ
れる。反対側の面上には、周知のIC処理技術を用いて
トランジスタ、ダイオード、抵抗及びコンデンサなどに
よる能動及び受動回路が形成される。能動回路では、二
酸化シリコン層と金属層を交互に堆積及びエッチングし
て接合パッド、トレース路及び相互接続を形成する。電
気回路を有するICは、パッケージ素子の中、又はIC
と外部の電気回路を電気的に接続するリード線、端子若
しくは伝導路を有する基盤上に配置される。IC上の接
合パッドとパッケージ素子の端子又は基盤の伝導路とは
ワイヤ接合によって電気的に接続される。
【0003】基盤の裏面上の複数の金属層の間には寄生
(基盤)容量が存在する。一般にこの容量は0.15p
F(ピコ・ファラッド)単位である。交流的に接地され
ている場合には、この容量はIC上の入力増幅器のイン
ピーダンスを低減する効果がある。そのICの底部の金
属層は交流的に接地される。交流的な接地は一般にもっ
とも低い電位を素子に印加するものである。例えば、も
しICに+5ボルト及び+15ボルトの電位を印加した
とすれば、その金属層を−15ボルトに接続する。
【0004】能動プローブ、オシロスコープ、ロジック
・アナライザなどのような測定機器の入力増幅器等に使
用されるインピーダンスの高いIC増幅器では、第1入
力段から離れた回路においても入力容量を低減させるた
めには交流的な接地を保つことが重要である。分圧減衰
回路で入力増幅器を駆動しているときには特にこれが当
てはまる。寄生容量に加えて、基盤内に分布しいるレジ
スタンスが基盤容量と直列に結合して影響してくる。こ
の直列容量/レジスタンス回路網は減衰回路の下枝部分
と並列になる。減衰回路の上枝部分では、IC中に展開
された寄生容量と分布した直列のレジスタンスを相殺す
るために相応の補償が必要となる。この分布した直列レ
ジスタンスを上枝部分において補償するのは大変困難で
ある。最も、一旦電気信号が第1入力段に入って第1段
後方に来れば、インピーダンスはかなり低くなり、基盤
の容量/レジスタンス回路網及び交流的接地はあまり問
題にならなくなる。
【0005】米国特許第464002号では、基盤底部
金属面をICの出力で駆動してベースと基盤間の容量を
低減するブートストラップ手法を開示している。この素
子は、高インピーダンス広帯域プローブへの使用に適し
た高インピーダンスを特徴とするバッファ回路である。
この回路は、底面上に金属層を有するIC基盤上に形成
される。このIC基盤は、独自に金属層を有する第2の
基盤で支持される。IC基盤の金属層は、そのIC素子
上の回路の出力で駆動される。支持基盤の金属層は交流
的に接地される。このような構成にするのは、元の基盤
上に形成されるトランジスタベースと基盤間の容量を低
減するためである。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上述の構成で
は以下のような欠点がある。基盤全面を覆う底部金属層
を配置した場合では、ICの全基盤容量を駆動するバッ
ファ回路が必要となる。加えて、金属層を能動素子から
遠くするほど高周波数で基盤を駆動する増幅器を設計す
るのが困難になる。さらに、容量を絶縁していない領域
に対するの帰還を制御するのは困難である。
【0007】そこで本発明の1つの目的は、素子中の基
盤容量を絶縁したICを提供することである。本発明の
他の目的は、極低容量試験プローブ用の高インピーダン
ス入力や電気測定機器の入力段への使用に適したICを
提供することである。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は、基盤容量を改
善した集積回路ICであり、ICの基盤は一方の面上に
高インピーダンス回路へ接続された入力ノードを有し、
また、これに向い合った面上に金属層を有している。入
力ノードと同じ配置関係にある電気伝導部が入力ノード
と金属層の間に配置される。このとき電気伝導部は入力
ノードのすぐ下にあり、絶縁層で絶縁されている。電気
伝導部は、高インピーダンス回路の出力で駆動される。
【0009】本発明の1実施例では、入力ノードは高イ
ンピーダンス回路に通じる結合パッドとトレース路で、
電気伝導部は金属層にある。他の実施例では、電気伝導
部は高インピーダンス回路中の半導体素子のエミッタ領
域である。このときエミッタ領域には、低抵抗及び等電
位面を維持するために充分多量のドーピングが施され
る。
【0010】
【実施例】図1は、基盤容量を絶縁した本発明による典
型的な集積回路10を示した斜視図である。集積回路1
0は、シリコン・ウエハ(図示せず)又は同様の部材か
ら形成され、上面14及び底面16を有する基盤12を
具えている。底面16には金属層18が堆積しており、
上面14上には演算増幅器の記号20及び22で示され
る電気部品が形成されている。これら電気部品は、トラ
ンジスタ、ダイオード、抵抗及びコンデンサのような能
動及び受動回路で良く、周知のIC処理技術で形成され
る。上面上に重なっている回路は、二酸化シリコンの第
1絶縁層24で、これは選択的にエッチングして回路下
部を露出させるようにしてある。この第1二酸化シリコ
ン層(第1絶縁層)24の上に重なっているは、第1金
属層26、第2二酸化シリコン層(第2絶縁層)28そ
して第2金属層30である。金属層26及び30並びに
第2二酸化シリコン層28は、結合パッド32、トレー
ス路34そして基盤上の多くの回路を接続するためのバ
イアス(図示せず)を形成するために選択的にエッチン
グされる。なお、図1は、本発明を明快に理解できるよ
うにするため、多数の層、回路部品及び回路上の接続の
すべてを完全な立体斜視図で示しているわけではない。
これは、第1及び第2二酸化シリコン並びに第1及び第
2金属層はICの設計及び処理において周知であり、当
業者には図1から容易に理解できるからである。
【0011】演算増幅器20の入力ノードは、結合パッ
ド32とトレース路34として示され、演算増幅器22
の入力ノードは、トレース路34として示されている。
実際には、IC処理において第1及び第2金属層26及
び30を利用して結合パッド32の位置にある第2二酸
化シリコン層28を選択的に除去することにより結合パ
ッドを形成している。本発明では、第2二酸化シリコン
層28をエッチングで除去しないで、第1金属層26の
中の第2二酸化シリコン層28のすぐ真下に絶縁された
電気伝導部を形成する。これは図1中に電気伝導部36
及び38として示され、結合パッド32及びトレース路
34のすぐ真下に配置されている。電気伝導部36及び
38は、結合パッド32及びトレース路34と同じ配置
関係にあるとともに、入力ノードとは第2二酸化シリコ
ン(絶縁)層28で絶縁されている。電気伝導部36及
び38は、図に示すように夫々帰還線40及び42を介
して演算増幅器20及び22の出力で駆動される。この
ほかとして、演算増幅器20への入力ノードを演算増幅
器22の出力で駆動しても良い。さらには、入力ノード
の電圧振幅以下の増幅器の出力電圧が供給されている入
力ノードの下にある電気伝導部にIC上の任意の増幅器
の出力電圧を帰還させてその電気伝導部を駆動しても良
い。
【0012】図1に示す演算増幅器20は、高インピー
ダンスで利得1のボルテージ増幅器で分圧減衰回路網4
6からの外部信号で駆動される。この増幅器20の出力
電圧は、第1金属層26中に形成された電気伝導部36
を駆動する。電気伝導部36の電圧は、上記の外部信号
電圧の変化に連動して変化する。入力ノード・コンデン
サ48の電荷量は、以下の数1にしめすようにコンデン
サのプレート間の電位差ΔVとキャパシタンスCとをか
けたものに直接比例する。
【0013】
【数1】ΔQ=C・ΔV
【0014】入力ノード・コンデンサ48の電位差ΔV
は、入力ノード・コンデンサを入力信号電圧と同じ大き
さの電圧で駆動することにより零まで低減され得る。こ
の電圧は、増幅器20から供給される。増幅器20はコ
ンデンサ48に電荷Qを供給しているので、外部入力信
号から供給される電荷Qは零で、これによって事実上外
部信号源から見れば入力キャパシタンスを零まで低減で
きる。そして、入力キャパシタンスを低減することによ
って回路の入力インピーダンスを高める効果が得られ
る。
【0015】第1及び第2金属層26及び30を夫々電
気伝導部36並びに入力ノードの結合パッド32及びト
レース路34として用いることにより、ICの結合パッ
ド32及びトレース路34と底部金属層との間に生じる
ピコ・ファラド単位のキャパシタンスに比較してフェム
ト・ファラド単位のキャパシタンスの発生で済むように
なる。入力電圧の振幅を変えることなく入力ノードのキ
ャパシタンスCを低減すれば、コンデンサ48の電荷Q
は減少する。一般にコンデンサの電荷Qは、また以下の
数2に示すように電流Iに時間tを掛けたものに直接比
例する。
【0016】
【数2】ΔQ=I・Δt
【0017】電荷Qはコンデンサ48のキャパシタンス
Cの関数として減少し、また入力電圧の振幅は一定であ
るので、入力ノードのキャパシタンスを充電する時間は
減少する。周波数は時間に対して反比例するので、入力
ノードのキャパシタンスを充放電する時間が減少すれば
入力増幅器が入力ノードを駆動できる周波数が高くな
る。このように、第1金属層26中に結合パッド32と
トレース路34と同じ配置関係にある電気伝導部36を
形成して入力ノード増幅器の出力電圧で駆動せば従来の
欠点を解消できる。入力ノードのコンデンサ48に入力
される電荷Qは、IC基盤全体のキャパシタンス44を
駆動した場合に較べて減少し、これによって入力ノード
を高周波数で駆動する増幅器の設計が容易となる。加え
て、従来と異なり底部金属層18を駆動しないので、容
量的な絶縁を必要としない領域への帰還の制御が困難で
あるという問題も解決する。
【0018】基盤10の入力ノードと底部金属層18と
の間に配置された電気伝導部36は抵抗値の極めて低い
層である必要はない。電気伝導部36は、コンデンサに
充放電される電荷に対して充分に低い抵抗値であれば、
その抵抗値が高めであってもかまわない。MOS及び高
性能バイポーラICの処理では、ポリシリコンをIC上
の半導体素子のエミッタ及びベース領域を含む抵抗及び
導体に使用する。本発明を応用した他の実施例として
は、電気伝導部36を高インピーダンス回路の半導体素
子のエミッタ領域に使用してもよい。高ドーピングのエ
ミッタ領域は、低抵抗又は等電位面を維持するために充
分に多量のドーピングが施されている。
【0019】基盤容量の絶縁性を改善した集積回路素子
について述べてきたが、この場合において、入力ノード
に第2容量48を形成し、この第2容量48を入力電圧
と同じ振幅を有する電圧で駆動することで、ICの入力
ノードを基盤容量から絶縁している。本発明の1実施例
では、入力ノードの容量をICの第1及び第2金属層に
形成している。即ち、入力ノードを第2金属層に形成
し、入力ノードと同じ配置関係の電気伝導部を第1金属
層に形成する。電気伝導部は、高インピーダンスで利得
1の増幅器で駆動される。他の実施例としては、電気伝
導部を高インピーダンスで利得1の増幅器中の半導体の
エミッタ領域にしてもよい。
【0020】
【発明の効果】以上説明したようにして基盤上の第1金
属層及び第2金属層に夫々ある電気伝導部及び入力ノー
ドの電位を等しくする。よって、入力ノードには電荷が
流れ込まないので基盤容量を絶縁した効果を得ることが
できる。これによって電荷の充放電時間が大幅に短縮さ
れるので、入力ノードを高周波数で駆動する回路の設計
が容易となる。また、本発明よれば容量を絶縁していな
い領域に対するの帰還を制御するのが容易である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明によって基盤容量を絶縁した集積回路を
示す斜視図である。
【符号の説明】
10 集積回路 12 基盤 20 演算増幅器 22 演算増幅器 24 第1絶縁層 26 第1金属層 28 第2絶縁層 30 第2金属層 32 結合パッド 34 トレース路 36 電気伝導部 38 電気伝導部 40 帰還線 42 帰還線 44 基盤容量 48 入力ノード・コンデンサ

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 基盤上に第1金属層及び第2金属層を有
    し、該第2金属層に入力電圧を受ける入力ノードを有す
    る高インピーダンス回路を形成した集積回路において、 上記第1金属層に上記入力ノードと対応させた形態で、
    上記入力ノードと絶縁させた電気伝導部を形成し、 該電気伝導部を上記高インピーダンス回路の出力電圧で
    駆動することにより上記入力ノード及び上記電気伝導部
    の電位を等しくすることを特徴とする集積回路。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の集積回路において、 上記高インピーダンス回路を半導体素子で形成し、該半
    導体素子の電極として上記電気伝導部を使用することを
    特徴とする集積回路。
JP4291932A 1991-10-07 1992-10-07 集積回路 Pending JPH0621335A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US07/772,753 US5151775A (en) 1991-10-07 1991-10-07 Integrated circuit device having improved substrate capacitance isolation
US772753 1991-10-07

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH0621335A true JPH0621335A (ja) 1994-01-28

Family

ID=25096112

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP4291932A Pending JPH0621335A (ja) 1991-10-07 1992-10-07 集積回路

Country Status (4)

Country Link
US (1) US5151775A (ja)
EP (1) EP0536972B1 (ja)
JP (1) JPH0621335A (ja)
DE (1) DE69219716T2 (ja)

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5354695A (en) 1992-04-08 1994-10-11 Leedy Glenn J Membrane dielectric isolation IC fabrication
US6714625B1 (en) 1992-04-08 2004-03-30 Elm Technology Corporation Lithography device for semiconductor circuit pattern generation
JP3283984B2 (ja) * 1993-12-28 2002-05-20 株式会社東芝 半導体集積回路装置
JPH09167827A (ja) * 1995-12-14 1997-06-24 Tokai Rika Co Ltd 半導体装置
JP4215133B2 (ja) * 1996-11-05 2009-01-28 エヌエックスピー ビー ヴィ 絶縁基板上に高周波バイポーラトランジスタを備える半導体装置
US5915167A (en) 1997-04-04 1999-06-22 Elm Technology Corporation Three dimensional structure memory
US6551857B2 (en) 1997-04-04 2003-04-22 Elm Technology Corporation Three dimensional structure integrated circuits
US6748994B2 (en) 2001-04-11 2004-06-15 Avery Dennison Corporation Label applicator, method and label therefor
EP1281976A1 (de) * 2001-07-30 2003-02-05 aix ACCT Systems GmbH Elektrometer für die Messung schneller Spannungsänderungen
US7402897B2 (en) 2002-08-08 2008-07-22 Elm Technology Corporation Vertical system integration
US6833603B1 (en) 2003-08-11 2004-12-21 International Business Machines Corporation Dynamically patterned shielded high-Q inductor

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0298167A (ja) * 1988-10-04 1990-04-10 Matsushita Electron Corp 半導体装置

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58155752A (ja) * 1982-03-12 1983-09-16 Hitachi Ltd 半導体記憶装置
US4646002A (en) * 1984-05-10 1987-02-24 Regents Of The University Of Minnesota Circuit for high impedance broad band probe
JPS61131556A (ja) * 1984-11-30 1986-06-19 Nec Corp 半導体装置
JPS61248540A (ja) * 1985-04-26 1986-11-05 Mitsubishi Electric Corp 入力保護装置
US5043792A (en) * 1989-04-17 1991-08-27 Nec Corporation Integrated circuit having wiring strips for propagating in-phase signals
US5077595A (en) * 1990-01-25 1991-12-31 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Semiconductor device
JP2788783B2 (ja) * 1990-08-29 1998-08-20 日本電気アイシーマイコンシステム株式会社 半導体集積回路

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0298167A (ja) * 1988-10-04 1990-04-10 Matsushita Electron Corp 半導体装置

Also Published As

Publication number Publication date
US5151775A (en) 1992-09-29
EP0536972A2 (en) 1993-04-14
DE69219716D1 (de) 1997-06-19
DE69219716T2 (de) 1997-09-04
EP0536972B1 (en) 1997-05-14
EP0536972A3 (en) 1993-06-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4764723A (en) Wafer probe
US4403240A (en) Integrated circuit with at least three ground pads
JPH0621335A (ja) 集積回路
JPS6244418B2 (ja)
US6306744B1 (en) Filter capacitor construction
KR960009160A (ko) 무효 보상 전력 트랜지스터 회로
US4720670A (en) On chip performance predictor circuit
US6756792B2 (en) Apparatus for measuring parasitic capacitances on an integrated circuit
JP2006506801A (ja) 周波数に独立な分圧器
JPS6211501B2 (ja)
KR100364486B1 (ko) 반도체 장치
US6469331B2 (en) Monolithic integrated circuit with several capacitors forming bypass to ground
US6876036B2 (en) Device for measuring parameters of an electronic device
JP4870211B2 (ja) 差動信号用テスト構造及びプローブ
US6259268B1 (en) Voltage stress testable embedded dual capacitor structure and process for its testing
US20020101252A1 (en) Structure for capacitance measurement
US6268757B1 (en) Semiconductor device having capacitor that reduce fluctuation of power supply
JP4031032B2 (ja) 不所望なキャパシタンスを補償する手段を有する電子集積回路装置
JP2638544B2 (ja) 半導体集積回路
US5045915A (en) Semiconductor integrated circuit device
JPS61224348A (ja) 半導体集積回路装置
JP3338645B2 (ja) コンタクタ
JPH0715215A (ja) ハイブリッド集積回路
JPH05251635A (ja) 半導体装置
JPH05251447A (ja) 半導体集積回路