JPS59181046A - 半導体集積回路 - Google Patents

半導体集積回路

Info

Publication number
JPS59181046A
JPS59181046A JP5356883A JP5356883A JPS59181046A JP S59181046 A JPS59181046 A JP S59181046A JP 5356883 A JP5356883 A JP 5356883A JP 5356883 A JP5356883 A JP 5356883A JP S59181046 A JPS59181046 A JP S59181046A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
integrated circuit
inductance element
semiconductor chip
chip
semiconductor integrated
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.)
Granted
Application number
JP5356883A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH0114713B2 (ja
Inventor
Fumio Horiguchi
文男 堀口
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
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 Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP5356883A priority Critical patent/JPS59181046A/ja
Publication of JPS59181046A publication Critical patent/JPS59181046A/ja
Publication of JPH0114713B2 publication Critical patent/JPH0114713B2/ja
Granted 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
    • H01L23/58Structural electrical arrangements for semiconductor devices not otherwise provided for, e.g. in combination with batteries
    • H01L23/64Impedance arrangements
    • H01L23/645Inductive arrangements
    • 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

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】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】 〔発明の技術分野〕 本発明は、半導体集積回路に関する。
〔発明の技術的背景とその問題点〕
従来の半導体集積回路中に用いられている素子は、トラ
ンジスタと抵抗およびコンデンサのミテアリ、コイルつ
まりインダクタンX 素子カ使われることは、はとんど
ない。これは、集積回路のような微細でかつ2次元的な
回路構成では、コイルを形成しに<<、たとえ、作った
としても、小さなインダクタンス値しか得られず、実用
的でないためである。しかし、コイルを回路素子として
使用することの利点は、コイルはコンデンサと同様、電
力を消費することがなく。
コンデンサと組み合せて、フィルタを形成することが可
能であること、あるいは、2つのコイルを相互に結合さ
せてトランスを形成し、任意の振幅波形を作り得ること
、などにあり、その応用範囲はきわめて広いと言える。
また、外部信号に同期して動作する集積回路、たとえば
ダイナミックRAMでは、外部信号(RAS、CAS信
号)に同期して内部回路が動作するため、電源電流は外
部信号が入力された時に急激に大電流が流れることにな
る。現在、電照段階にあ喘54 kbitのダイナミッ
クRAMでは、動作時平均消費電流が40mA程度であ
るが、ピーり電流値としてはIQQmA以上の一流が瞬
間的に流れている。このようなピークN訛は、集積回路
に電源を供給する電源回路の容量を大きくしなければな
らないこと、また、プリント基板の他の回路にノイズを
生じさせやすくなること、また、急激な大電流が金属中
を流れる場合には、エレクトロマイグレーションの効果
により、金属原子が電子により圧力を受け、集積回路内
の微細な金属配線の槁造的に弱い部分が断線してしまう
こと、等の問題の原因となる。さらに、大電流が配線中
を流れると、配線の電気抵抗による電圧降下により、オ
リ用できる電源電圧が減少してしまうことにもなる。そ
こで、このようなピーク電流を減少させることが望まれ
るわけであるが、現在までのところ集積回路の各部で消
費される電流値を少なくするか、あるいは、タイミング
をすらして平均的に電流が消費されるようにする以外に
具体面な方法は提案されていない。今後、 64 kb
itダイナミック貼Nから255 k bit 、 1
Mbit  へとさらに大容量化していった場合に、ピ
ーク電流値がさらに太き(なることが予想され、これを
減少させる方法が、今後、高集積、大容量化の傾向にあ
る集積回路で重要な問題といえる。
〔発明の目的〕
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、集積回
路チップ上にインダクタンス素子を効率的に形成し、こ
れを電源線に直列に挿入してキャパシタと共に電源電流
の平滑化を行ない、ピーク電流の発生を防ぐことを可能
とした半導体集積回路を提供することを目的としている
〔発明の概要〕
本発明は、集積回路チップ上の外周に、ポンディングパ
ッドを取り囲むように導体膜配線を施して、チップ上外
周部のスペースを利用して大きなインダクタンス素子を
形成することを第1の要旨とする。この場合、インダク
タンスの大きさを十分大きくするためには、同一導体膜
でらせん状に配線して巻数を増加させるか、あるいは多
層導体配線により、3次元的に巻線なつみ重ねていく。
また、本発明は、集積回路のパッケージの少くとも一部
に高−fll磁率拐料を用いて、上述のチップ上のイン
ダクタンス素子と閉磁気回路を形成することにより一層
大きなインダクタンス値を得ることを第2の要旨とする
更に本発明は、上記したインダクタンス素子と共にチッ
プ上に形成したキャパシタを組合せて電源電流平滑用の
低域通過フィルタを構成することを第3の要旨とする。
〔発明の効果〕
本発明によれば、集積回路のチップ上に効率的に大きな
インダクタンスを形成することができる。そしてこれを
同じくチップ上に形成したキャパシタと組み合せて、低
域通過フィルタを作ることができ、これを集積回路の電
源線に入ることにより電源からのピーク電流の流入を防
止することが可能になり、数多くの集積回路からなるプ
リント基板に供給する電源回路の能力を必要以上に大き
くする必要がない。つまり、ピーク電流を供給できるだ
け大きな電源回路が必要となるところを、ピーク電流を
減少させることにより、より電流供給能力の小さな電源
N路で十分になる。このことにより、電源回路をも含め
た、集積回路システム全体のコストを低減させることが
できる。また、集積回路に流れるピーク電流は、電源線
、アース線、あるいは信号線に電圧降下によるノイズ、
電磁誘導によるノイズを生じさせ、機器の誤動作の原因
となるが、本発明により、ピーク電流の発生を減少させ
れば、ノイズ発生を減少させることができ、機器全体の
誤動作を減少させることができる。
また集積回路内部においても、電源線にピーク電流が流
れることによるエレクトロマイグレーション効果により
、金属配線が切断されるということもなくなる。
〔発明の実施例〕
本発明の一実施例を以下に説明する。第1図は一実施例
の集積回路テップ平面図である。即ち、lが集積回路チ
ップであって複数の素子および配線からなる内部回路2
が形成され、外周部にポンディングパッドA、〜A、、
B、〜B4が配設されている。このようなチップ上の電
源端子となるバンドA1とA2の間に、バンドA2  
以外のパッドを内側に囲むように、一層の導体膜をらせ
ん状にバターニングしたインダクタンス素子3を形成し
ている。このようにすることにより各パッドから内部回
路への配線を妨けることな(インダクタンス素子を形成
でき、かつその大きさを十分なものとすることができる
第2図(a) * (b>は別の実施例のチップ平面図
と模式的断面図である。この実施例ではインダクタンス
素子3′は、一層の導体配線ではなく多層の導体配線を
用いる。即ち第2図(b)に示すように、各層の導体配
線3.’、3□/、33/  によりそれぞれ1巻のコ
イルを形成し、層間絶縁膜を介して各コイルを直列接続
して多数巻のインダクタンス素子3′を完成する。
このようなインダクタンス素子を形成した集積回路チッ
プを金属製の台座に電気的接触を得るように固定する場
合、インダクタンス素子の発生する磁界が、この台座に
渦電流を発生し、電力損失を起さないようにすることが
必要である。そのためには第3図に示すように、チップ
台座4にはスリット5を入れておくことが好ましい。
集積回路チップの大きさを5yu+X10mnとし、イ
ンダクタンス素子用の配線材料なAJとし、その抵抗を
無視してインダクタンスを計算してみる。第4図に示す
ような、2辺の長さがそれぞれa、bで、中径rの導線
からなる長方形回路の自己インダクタンスは L=” (−a log、ca+s/a:+b” ) 
b Jog(b+V’a”+b’) 十π で表わされる。a=5鮎、b=10w、r=2μmとす
ると、L=45nHとなる。したがって第1図の1巻き
のコイルは約45nHであることがわかる。らせん状に
10回巻きとし、この時の巻き幅がチップの大きさに比
べて十分小さいとすると、チップのインダクタンスは巻
数の2米に比例するので、このときのインダクタンスは
約4.5μHとなる。
コイルのインダクタンスを更に増加させるには、第5図
に示すように、集積回路チップのパッケージを工夫する
ことで達成させる。このパッケージは、フェライトなど
の尚透磁率の材料を用いE字型ボットコア状に形成した
上部パッケージコア6□と下部パッケージコア62によ
りチップlを上下からはさみこむことにより、磁気回路
を構成している。これは通常の集積回路のパッケージで
ある1)IPをコアとして磁気回路を構成する一例であ
る。第5図(a)は一部切開した斜視図、同図(b) 
、 (C)はそれぞれ(a)の7面、X面の断面図を示
している。第5図(C)の斜線領域71.7□は上下の
パッケージコア6、 、62が接触スる面を示している
。このように、チップ外に高透磁率(μ0〜tooo)
 の材料で磁気回路を構成すればチップ厚み分だけギャ
ップが生じ磁気抵抗が入ることを考慮しても、約loO
倍程度のインダクタンスの増加を可能にすることができ
る。
したがって、上述の10回巻のコイルの場合450μH
となる。
64 k bitダイ・ナミック階調の場合、電源電流
のピーク波形はピーク値100mAで電流パルス幅は2
0ntIec程度である。したがって、ピーク電流が流
れる時の回路等価的なインピーダンスは1電源電圧を5
vとすると、几= 5 V/100mA=50Ωとなる
。この50Ωに十分電流を供給できる平滑用コンデンサ
としては、この抵抗とのCRの時定数が20nsより十
分大きいものを選べばよい。  CR> 20 nsで
、R=50Ωとすると、C>400PFとなる。
このような平滑用コンデンサを上述のインダクタンス素
子と共にチップ上に形成した実施例を説明する。平滑用
コンデンサは、200^のゲート酸化膜を介した電極と
基板間のMOSキャパシタを使用し、かつインダクタン
ス素子形成領域下の50μm幅の面積を使用する。この
ときキャパシタンスは = 2500 (P上゛) となって、十分な大きさとなる。そしてこのMOSキャ
パシタとインダクタンス素子とで第6図にニー示すよみ
に低域通過フィルタを形成すれば、そのカットオフ周波
数は したがって、この実施例によれは20μ式以下の急激な
ピーク電流を効果的に防止することが可能である。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例の集積回路チップ平面図、第
2図(a) M (b)は別の実施例の集積回路チップ
平面図と模式的断面図、第3図はチップ台座を示す図、
第4図は上記実施例のインダクタンス値を求めるための
等測長方形回路を示す図、第5図(a)〜(C)はパッ
ケージにより磁気回路を構成した本発明の実施例の集積
回路を示す図、第6図は電源線に低域通過フィルタを挿
入した本発明の実施例の要部等価回路図である。 l・・・集積回路チップ、2・・・内部回路、3.3′
・・・インダクタンス素子、A1〜A、、B1〜B4・
・・yyンディングパッド、6□、62・・・パッケー
ジコア。 出願人代理人 弁理士  鈴 江 武 彦第1図 第2図 第4図 第6図 第5図

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)複数の素子を集積形成してなる半導体チップ上に
    5その外周に設けられる複数のポンディングパッドを取
    り囲むように配設した導体膜配線によりインダクタンス
    素子を構成したことを特徴とする半導体集積回路。
  2. (2)インダクタンス素子は、半導体チップ上に配設し
    た一層の導体膜をらせん状にパターニングしたものであ
    る特許請求の範囲第1項記載の半導体集積回路。
  3. (3)  インダクタンス素子は、半導体チップ上に複
    数層にわたって積層配設した導体膜配線を直列接続して
    複数巻きとじ〆ものである特許請求の範囲第1項記載の
    半導体集積回路。
  4. (4)複数の素子を集積形成してなる半導体チップ上に
    、その外周に設けられる複数のボンデイイングバツドを
    取り囲むように配設した導体膜配線によりインダクタン
    ス素子を構成し、かつ前記半導体チップを収容するパッ
    ケージの少くとも一部を高透磁率材料により構成して、
    前記インダクタンス素子とパッケージにより磁気回路を
    形成したことを特徴とする半導体集積回路。
  5. (5)複数の素子を集積形成してなる半導体チップ上に
    、その外周に設けられる複数のポンディングパッドを取
    り囲むように配設した導体膜配線によりインダクタンス
    素子を構成すると共に、これと前記半導体チップ上に形
    成したキャパシタを組合せて電源電流平滑用の低域通過
    フィルタを構成したことを特徴とする半導体集積回路。
JP5356883A 1983-03-31 1983-03-31 半導体集積回路 Granted JPS59181046A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP5356883A JPS59181046A (ja) 1983-03-31 1983-03-31 半導体集積回路

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP5356883A JPS59181046A (ja) 1983-03-31 1983-03-31 半導体集積回路

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS59181046A true JPS59181046A (ja) 1984-10-15
JPH0114713B2 JPH0114713B2 (ja) 1989-03-14

Family

ID=12946427

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP5356883A Granted JPS59181046A (ja) 1983-03-31 1983-03-31 半導体集積回路

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS59181046A (ja)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1996042110A1 (fr) * 1995-06-08 1996-12-27 Niigata Seimitsu Co., Ltd. Dispositif a semi-conducteurs
US5633785A (en) * 1994-12-30 1997-05-27 University Of Southern California Integrated circuit component package with integral passive component
EP0862214A1 (en) * 1997-02-28 1998-09-02 TELEFONAKTIEBOLAGET L M ERICSSON (publ) An integrated circuit having a planar inductor
FR2819953A1 (fr) * 2001-01-24 2002-07-26 St Microelectronics Sa Commutateur de puissance a asservissement en di/dt
WO2006085363A1 (ja) * 2005-02-09 2006-08-17 Renesas Technology Corp. 半導体装置及び電子回路
JP2014064015A (ja) * 2013-11-06 2014-04-10 Renesas Electronics Corp 半導体装置
JP2017191814A (ja) * 2016-04-11 2017-10-19 株式会社東海理化電機製作所 半導体集積回路

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5633785A (en) * 1994-12-30 1997-05-27 University Of Southern California Integrated circuit component package with integral passive component
WO1996042110A1 (fr) * 1995-06-08 1996-12-27 Niigata Seimitsu Co., Ltd. Dispositif a semi-conducteurs
EP0862214A1 (en) * 1997-02-28 1998-09-02 TELEFONAKTIEBOLAGET L M ERICSSON (publ) An integrated circuit having a planar inductor
WO1998038679A1 (en) * 1997-02-28 1998-09-03 Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ) An integrated circuit having a planar inductor
FR2819953A1 (fr) * 2001-01-24 2002-07-26 St Microelectronics Sa Commutateur de puissance a asservissement en di/dt
WO2002059971A1 (fr) * 2001-01-24 2002-08-01 Stmicroelectronics S.A. Commutateur de puissance a asservissement en di/dt
WO2006085363A1 (ja) * 2005-02-09 2006-08-17 Renesas Technology Corp. 半導体装置及び電子回路
JP2014064015A (ja) * 2013-11-06 2014-04-10 Renesas Electronics Corp 半導体装置
JP2017191814A (ja) * 2016-04-11 2017-10-19 株式会社東海理化電機製作所 半導体集積回路

Also Published As

Publication number Publication date
JPH0114713B2 (ja) 1989-03-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6002593A (en) Reducing electromagnetic noise radiated from a printed board
JP2877132B2 (ja) 多層プリント基板とその製造方法
JP5354949B2 (ja) プリント回路板
JP2734447B2 (ja) 多層プリント基板
US6111479A (en) Laminate printed circuit board with a magnetic layer
US7342477B2 (en) Inductor
JP2015019105A (ja) 3次元インダクタ及び変圧器
KR20050047541A (ko) 전자 변환/유도 장치 및 이의 제조방법
JPH1140915A (ja) プリント配線板
JP2005509300A (ja) 集積されたバランおよび変成器構造
US20080238602A1 (en) Components with on-die magnetic cores
US6970064B2 (en) Center-tap transformers in integrated circuits
JP3753928B2 (ja) プリント回路基板及びそれを用いた電源
EP0393644B1 (en) LC noise filter
US7538653B2 (en) Grounding of magnetic cores
JPS59181046A (ja) 半導体集積回路
JP2017147321A (ja) コイル部品、コイル部品を内蔵した回路基板、並びに、コイル部品を備える電源回路
JPS60136363A (ja) 半導体装置
JPS62139395A (ja) 多機能回路基板
JP3114392B2 (ja) 薄膜形磁気誘導素子
JPS59114807A (ja) プリント多層コイル
JP3048593B2 (ja) 混成集積回路部品
CN114284237B (zh) 具有电源管理功能的金属布线层结构及其制备方法
WO2023032732A1 (ja) スイッチング電源装置
JP2769346B2 (ja) 筒型lcノイズフィルタおよびその製造方法