JPH0897663A - 半導体フィルタ回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 この発明は、高周波成分の除去帯域を広げ
て、周波数特性を向上させた半導体フィルタ回路を提供
することを目的とする。 【構成】 この発明は、半導体基板１上に第１の絶縁膜
２を介してスパイラル状に形成された第１の導電性膜３
と、第２の絶縁膜４を介して第１の導電性膜３上に対向
してスパイラル状に形成された第２の導電性膜５と、第
２の導電性膜５上に第３の絶縁膜６を介して形成され、
半導体基板１と同電位が与えられてなる第３の導電性膜
９を備えて構成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、連続して分布された
インダクタンス（Ｌ）とキャパシタンス（Ｃ）が誘電結
合及び静電結合されてなる半導体フィルタ回路に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】この種の半導体フィルタ回路としては、
例えば図５（Ａ）の平面図及び同図（Ａ）のＸ−Ｘに沿
った断面図の同図（Ｂ）に示すように構成されたものが
ある。

【０００３】図５において、半導体基板１０１上に第１
の絶縁膜１０２を介して例えばアルミニウムの導電性膜
１０３がスパイラル状に形成され、この導電性膜１０３
上に第２の絶縁膜１０４を介して例えばアルミニウムの
第２の導電性膜１０５が第１の導電性膜１０３に対向し
てスパイラル状に形成され、第２の導電性膜１０５上に
第３の絶縁膜１０６が形成されている。

【０００４】第１の導電性膜１０３の一端は第２の絶縁
膜１０４及び第３の絶縁膜１０６が開口されて露出され
た引出し電極１０７に接続され、この引出し電極１０７
を介して半導体基板１０１に与えられていると同電位の
グランド電位が与えられ、第１の導電性膜１０３の他端
は開放されている。第２の導電性膜１０５の両端は第３
の絶縁膜１０６が開口されて露出されたそれぞれ対応す
る引出し電極１０８ａ，１０８ｂに接続されている。

【０００５】上述したように構成された半導体フィルタ
回路は、図６に示す等価回路で表すことができる。

【０００６】図６において、第２の導電性膜１０５から
なる信号線路と第１の導電性膜１０３からなる接地線路
とは、インダクタンス（Ｌ）とキャパシタンス（Ｃ）が
連続して分布されてそれぞれが誘電結合及び静電結合さ
れている。このような等価回路において、信号線路の引
出し電極１０８ａの側から信号が入力されると、信号の
低周波成分は信号線路を伝わり引出し電極１０８ｂ側に
伝搬されるのに対して、信号に含まれる高周波成分は、
第１の導電性膜１０３と第２の導電性膜１０５ならびに
これらに挟まれた第２の絶縁膜１０４からなる容量Ｃ12
を介して第１の導電性膜１０３の接地線路に流れる。

【０００７】一方、第２の導電性膜１０５に引出し電極
１０８ａから引出し電極１０８ｂの方向に信号電流が流
れることにより、第２の導電性膜１０５と誘導結合され
た第１の導電性膜１０３ではグランド方向に逆起電力が
発生する。この逆起電力によって第１の導電性膜１０３
に流れ込んだ高周波成分はグランドに流れ込む。これに
より、信号に含まれる高周波成分の除去効果が高めら
れ、信号に含まれる高周波ノイズの伝搬を防止するロー
パスフィルタを提供することができる。

【０００８】このようなローパスフィルタにおいて、図
７の等価回路に示すように、第１の導電性膜１０３と半
導体基板１０１との間には、第１の絶縁膜に１０２によ
る容量Ｃ11が形成され、また、第２の導電性膜１０５と
半導体基板１０１との間には、第１及び第２の絶縁膜１
０２，１０４による容量Ｃ22が形成される。このように
形成された両容量がバランスされていないと、第１の導
電性膜１０３と第２の導電性膜１０５との間に電位差が
生じ、第１の導電性膜１０３から第２の導電性膜１０５
に信号の高周波成分が十分に伝搬できなくなる。このた
め、図８の周波数特性に示すように、１００〜５００Ｍ
Ｈｚ程度の比較的狭い領域の高周波成分しか除去できな
かった。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】以上説明したように、
図５に示す従来の半導体フィルタ回路にあっては、信号
線路となる第２の導電性膜１０５と半導体基板１０１
間、ならびに接地線路となる第１の導電性膜１０３と半
導体基板１０１間に形成される容量がバランスされてい
ない場合には、伝搬信号の高周波成分を十分に除去でき
ず、ローパスフィルタの周波数特性が悪化するといった
不具合を招いていた。

【００１０】そこで、この発明は、上記に鑑みてなされ
たものであり、その目的とするところは、高周波成分の
除去帯域を広げて、周波数特性を向上させた半導体フィ
ルタ回路を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１記載の発明は、半導体基板上に第１の絶縁
膜を介してスパイラル状に形成された第１の導電性膜
と、第２の絶縁膜を介して第１の導電性膜上に対向して
スパイラル状に形成された第２の導電性膜と、第２の導
電性膜上に第３の絶縁膜を介して形成され、半導体基板
と同電位が与えられてなる第３の導電性膜とから構成さ
れる。

【００１２】請求項２記載の発明は、請求項１記載の発
明において、前記第３の導電性膜は、前記第２の導電性
膜に対向してスパイラル状に形成されてなる。

【００１３】

【作用】上記構成において、請求項１記載の発明は、信
号線路となる第２の導電性膜の上部に絶縁膜を介して形
成された第３の導電性膜により、第１の導電性膜の容量
と第２の導電性膜の容量とをバランスさせるようにして
いる。

【００１４】請求項２記載の発明は、第３の導電性膜に
インダクタンス成分を持たせて、信号の高周波成分のバ
イパス路としている。

【００１５】

【実施例】以下、図面を用いてこの発明の実施例を説明
する。

【００１６】図１は請求項１記載の発明の一実施例に係
わる半導体フィルタ回路の構成を示す図であり、同図
（Ａ）は平面図、同図（Ｂ）は同図（Ａ）のＸ−Ｘ線に
沿った断面図である。

【００１７】図１において、半導体基板１上に第１の絶
縁膜２を介して第１の導電性膜３がスパイラル状に形成
され、この第１の導電性膜３上に第２の絶縁膜４を介し
て第２の導電性膜５が第１の導電性膜３に対向してスパ
イラル状に形成され、第２の導電性膜５上に第３の絶縁
膜６が形成されている。

【００１８】また、第１の導電性膜３の一端は第２の絶
縁膜４及び第３の絶縁膜６が開口されて露出された引出
し電極７に接続され、この引出し電極７を介して半導体
基板１に与えられていると導電位の例えばグランド電位
が与えられ、第１の導電性膜３の他端は開放されてい
る。第２の導電性膜５の両端は第３の絶縁膜１０６が開
口されて露出されたそれぞれ対応する引出し電極８ａ，
８ｂに接続されている。

【００１９】さらに、この実施例の特徴となる第３の導
電性膜９が第２の導電性膜５の上部に第３の絶縁膜６を
介して形成されている。

【００２０】次に、このような構造を得るための製造方
法を、図２に示す工程断面図を参照して説明する。

【００２１】まず、表面が鏡面となるように研磨された
例えばＰ型のシリコン単結晶の半導体基板１の表面に、
高温の酸化雰囲気中でシリコン酸化膜の第１の絶縁膜２
を２μｍ程度の厚さに形成する（図２（ａ））。

【００２２】次に、第１の絶縁膜２上に例えばアルミニ
ウムを１μｍ程度の厚さに蒸着形成した後リソグラフィ
工程によりスパイラル状にパターニングし、第１の導電
性膜３を形成する（図２（ｂ））。

【００２３】次に、全面に第２の絶縁膜４を１μｍ程度
の厚さに堆積形成する。続いて、第２の絶縁膜４上に例
えばアルミニウムを１μｍ程度の厚さに蒸着形成した後
リソグラフィ工程によりスパイラル状にパターニング
し、第１の導電性膜３と対向するように第２の導電性膜
５を形成する。引き続いて、全面に第３の絶縁膜６を１
μｍ程度の厚さに堆積形成する（図２（ｃ））。

【００２４】次に、チップ周辺部の第１、第２及び第３
の絶縁膜２，４，６を除去してチップ周辺部の半導体基
板１を露出させる。続いて、第１及び第２の導電性膜
３，５の端部の引出し電極７、８ａ、８ｂの上部の第２
又は第３の絶縁膜４、６を選択的に除去して開口形成す
る。引き続いて、全面に例えばアルミニウムを蒸着形成
した後リソグラフィ工程によりパターニングし、引出し
電極７、８ａ、８ｂの開口部を除いた領域に第３の導電
性膜９を形成する。この時に、第３の導電性膜９はチッ
プ周辺部の露出された半導体基板１に電気的に接続され
る（図２（ｄ））。

【００２５】最後に、ウェーハからそれぞれのチップを
分割してマウンティングを行い、第１の導電性膜３の引
出し電極７及び第２の導電性膜５の両端の引出し電極８
ａ，８ｂにワイヤをボンディングしてパッケージに収納
する。

【００２６】このような構造においては、半導体基板１
と同電位の第３の導電性膜９を第２の導電性膜５の上部
に形成することによって、第１の導電性膜３の容量と第
２の導電性膜５の容量が同一となる。すなわち、第１の
導電性膜３の半導体基板１に対する容量と第３の導電性
膜９に対する容量との和と、第２の導電性膜５の半導体
基板１に対する容量と第３の導電性膜９に対する容量と
の和が等しくなる。これにより、図７に示す等価回路の
おいて容量Ｃ11と容量Ｃ22がバランスされて、第２の導
電性膜５を伝搬する信号の高周波成分が第１の導電性膜
３に十分に流れ込むことになる。

【００２７】したがって、伝搬する信号から高周波成分
が十分に除去され、図３に示すように、１００ＭＨｚ〜
１ＧＨｚといった広帯域で高周波成分を除去することが
できるようになる。この結果、この実施例においては、
従来の構成に比べて大幅に周波数特性を改善したローパ
スフィルタ回路を提供することができる。

【００２８】図４は請求項２記載の発明の一実施例に係
わる半導体フィルタ回路の構成を示す図であり、同図
（Ａ）は平面図、同図（Ｂ）は同図（Ａ）のＸ−Ｘ線に
沿った断面図である。

【００２９】この実施例の特徴とするところは、前述し
た実施例では第３の導電性膜９を引出し電極７、８ａ、
８ｂの開口部を除いた領域に形成するようにしているの
に対して、図４（Ｂ）に示すように、第３の導電性膜１
１を第１及び第２の導電性膜３，５に対向してスパイラ
ル状に形成したことにあり、他の構成は図１と同様であ
る。

【００３０】このような構造を得るための製造方法は、
前述した実施例の製造方法において、第１及び第２の導
電性膜３，５の端部の引出し電極７、８ａ、８ｂの上部
の第２又は第３の絶縁膜４、６を選択的に除去して開口
形成して、全面に例えばアルミニウムを蒸着形成した後
リソグラフィ工程によりパターニングする際に、第２の
導電性膜５と対向するように蒸着したアルミニウムをパ
ターニングして第３の導電性膜１１を形成し、その一端
にボンディングワイヤを接続する。他の工程は前述した
実施例と同様である。

【００３１】前述した実施例では、第３の絶縁膜６の厚
さが十分でない場合には、第３の導電性膜９のインダク
タンス成分がないため、第２の導電性膜５を伝搬する信
号が第３の導電性膜９に漏れることがあり、このような
場合には周波数特性を悪化させてしまうことになる。

【００３２】これに対して、この実施例では、第３の導
電性膜１１をスパイラル状に形成してインダクタンス成
分を持たせて接地するようにしているので、信号線路と
なる第２の導電性膜５に対して第１の導電性膜３と第３
の導電性膜１１が接地線路となるため、信号から高周波
成分が流れ込む接地線路が前述した実施例に比べて２倍
となる。これにより、この実施例では、前述した実施例
に比べて信号の高周波成分をより一層広帯域でシャープ
に除去することができるようになる。

【００３３】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１記載の発
明によれば、信号線路となる第２の導電性膜の上部に絶
縁膜を介して第３の導電性膜を形成するようにしたの
で、第１の導電性膜の容量と第２の導電性膜の容量とを
バランスさせることができる。これにより、信号に含ま
れる高周波成分が第２の導電性膜から第１の導電性膜へ
十分に伝搬して、広帯域の高周波成分を除去することが
可能となり、フィルタ回路における周波数特性の向上を
達成することができる。

【００３４】請求項２記載の発明は、第３の導電性膜に
インダクタンス成分を持たせて、信号の高周波成分のバ
イパス路としているので、請求項１記載の発明に比べて
より一層広帯域の高周波成分を除去することが可能とな
り、フィルタ回路における周波数特性を大幅に向上を達
成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】請求項１記載の発明の一実施例に係わる半導体
フィルタ回路の構成を示す図である。

【図２】図１に示す回路の製造方法を示す工程断面図で
ある。

【図３】図１に示す回路の周波数特性を示す図である。

【図４】請求項２記載の発明の一実施例に係わる半導体
フィルタ回路の構成を示す図である。

【図５】従来のローパスフィルタ回路の構成を示す図で
ある。

【図６】図５に示す回路の等価回路を示す図である。

【図７】図５に示す回路の他の等価回路を示す図であ
る。

【図８】図５に示す回路の周波数特性を示す図である。

【符号の説明】

１ 半導体基板 ２ 第１の絶縁膜 ３ 第１の導電性膜 ４ 第２の絶縁膜 ５ 第２の導電性膜 ６ 第３の絶縁膜 ７，８ａ，８ｂ 引出し電極 ９，１１ 第３の導電性膜

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 半導体基板上に第１の絶縁膜を介してら
   せん形状に形成された第１の導電性膜と、 第２の絶縁膜を介して第１の導電性膜に対向してらせん
   形状に形成された第２の導電性膜と、 第２の導電性膜上に第３の絶縁膜を介して形成され、半
   導体基板と同電位が与えられてなる第３の導電性膜とを
   有することを特徴とする半導体フィルタ回路。
2. 【請求項２】 前記第３の導電性膜は、前記第２の導電
   性膜に対向してらせん形状に形成されてなることを特徴
   とする請求項１記載の半導体フィルタ回路。