JPS61125068A - Semiconductor device - Google Patents

Semiconductor device

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JPS61125068A
JPS61125068A JP24601284A JP24601284A JPS61125068A JP S61125068 A JPS61125068 A JP S61125068A JP 24601284 A JP24601284 A JP 24601284A JP 24601284 A JP24601284 A JP 24601284A JP S61125068 A JPS61125068 A JP S61125068A
Authority
JP
Japan
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conductive layer
smoothing capacitor
semiconductor
semiconductor device
potential
Prior art date
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Pending
Application number
JP24601284A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Toru Kobayashi
徹 小林
Mitsuo Usami
光雄 宇佐美
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.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Filing date
Publication date
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Priority to JP24601284A priority Critical patent/JPS61125068A/en
Publication of JPS61125068A publication Critical patent/JPS61125068A/en
Pending legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/02Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having at least one potential-jump barrier or surface barrier; including integrated passive circuit elements with at least one potential-jump barrier or surface barrier
    • H01L27/04Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having at least one potential-jump barrier or surface barrier; including integrated passive circuit elements with at least one potential-jump barrier or surface barrier the substrate being a semiconductor body
    • H01L27/06Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having at least one potential-jump barrier or surface barrier; including integrated passive circuit elements with at least one potential-jump barrier or surface barrier the substrate being a semiconductor body including a plurality of individual components in a non-repetitive configuration
    • H01L27/0688Integrated circuits having a three-dimensional layout
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
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    • H01L27/02Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having at least one potential-jump barrier or surface barrier; including integrated passive circuit elements with at least one potential-jump barrier or surface barrier
    • H01L27/04Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having at least one potential-jump barrier or surface barrier; including integrated passive circuit elements with at least one potential-jump barrier or surface barrier the substrate being a semiconductor body
    • H01L27/10Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having at least one potential-jump barrier or surface barrier; including integrated passive circuit elements with at least one potential-jump barrier or surface barrier the substrate being a semiconductor body including a plurality of individual components in a repetitive configuration
    • H01L27/118Masterslice integrated circuits
    • H01L27/11801Masterslice integrated circuits using bipolar technology

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
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Abstract

PURPOSE:To improve mounting density, by using unused or used semiconductor elements, which are provided in a semiconductor device and unused region other than wirings, forming a smoothing capacitor for stabilizing a power source voltage, thereby reducing an area required for providing the smoothing capacitor. CONSTITUTION:A smoothing capacitor is formed by using extra semiconductor elements in a basic cell 8A. At this time, a junction capacity between an embedded layer 34 and a semiconductor substrate 5, a junction capacity between an epitaxial layer 35 and bases 11C and 14C and a junction capacity between emitters 11B and 14B and the bases 11C and 14C are used. The base regions 11C and 14C are electrically connected to a conducting layer 22 at a Vee potential through a connecting hole 19 by a conducting layer 18. Collector regions 11A and 14A and the emitter regions 11B and 14B are electrically connected to a conducting layer 23 at a Vcc potential through a connecting hole 21 by a conducting layer 20. The conducting layers 22 and 23 are the second conducting layers.

Description

【発明の詳細な説明】 [技術分野] 本発明は、!14導体装置に関するものであり、特に、
電源配線に重畳するノイズの低減に適用して有効な技術
に関するものである。
[Detailed Description of the Invention] [Technical Field] The present invention is! 14 conductor device, in particular:
The present invention relates to a technique that is effective when applied to reduce noise superimposed on power supply wiring.

[背景技術] ゛ト導体4A!R回路装置(rc)を実装基板に複数設
けて構成した電子装置では、ICの電気的動作に伴って
発生したノイズが電源配線に重畳して電源配線の電位が
変動する。電源配線の電位が変動すると1−ランジスタ
の出力およびしきい値電圧等の特、性が不安定となり、
論理回路等に誤動作を生じる。
[Background technology] 4A conductor! In an electronic device configured by providing a plurality of R circuit devices (rc) on a mounting board, noise generated due to the electrical operation of the IC is superimposed on the power supply wiring, causing the potential of the power supply wiring to fluctuate. If the potential of the power supply wiring fluctuates, the characteristics such as the output and threshold voltage of the transistor will become unstable.
This causes malfunctions in logic circuits, etc.

そこで、前記電子装置では電夢配線のノイズを低減する
ために、ICの間に平滑コンデンサを設けている。
Therefore, in the electronic device, a smoothing capacitor is provided between the ICs in order to reduce the noise of the electric wiring.

本発明者は、ICの実装密度の向上に伴ってIC間の距
離を縮少する必要があるので、実装基板上に平滑コンデ
ンサを設けることが困雅になるという問題点を見い出し
た。
The inventor of the present invention has discovered a problem in that as the packaging density of ICs increases, it becomes necessary to reduce the distance between ICs, making it difficult to provide a smoothing capacitor on a mounting board.

なお、実装基板内に複数層の金属層を設けることによっ
て、電源配線のノイズを低減するための平滑コンデンサ
を構成する技術が、例えば特願昭59−81765号の
明細書及び図面に記載されている。
Note that a technique for configuring a smoothing capacitor for reducing noise in power supply wiring by providing multiple metal layers in a mounting board is described, for example, in the specification and drawings of Japanese Patent Application No. 59-81765. There is.

[発明の目的] 本発明の目的は、電源配線に重畳するノイズを良好に低
減することが可能な技術を提供することにある。
[Object of the Invention] An object of the present invention is to provide a technique that can satisfactorily reduce noise superimposed on power supply wiring.

本発明の他の目的は、電源配線の電位変動を低減するた
めの平滑コンデンサを■c内に形成して実装密度を向上
させることが可能な技術を提供することにある。
Another object of the present invention is to provide a technique that can improve the packaging density by forming a smoothing capacitor in the circuit board (c) to reduce potential fluctuations in the power supply wiring.

本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本
明細書の記述及び添付図面によって明らかになるであろ
う。
The above and other objects and novel features of the present invention will become apparent from the description of this specification and the accompanying drawings.

[発明の概要] 本願において開示される発明のうち1代表的なものの概
要を簡単に説明すれば、下記のとおりである。
[Summary of the Invention] A brief outline of one typical invention disclosed in this application is as follows.

半導体装置内に設けた未使用の半導体素子または使用半
導体素子および配線以外の未使用領域を用いて、電源電
圧安定用平滑コンデンサを構成することにより、平滑コ
ンデンサを設けるために必要な面積を低減して実装密度
を向上させたものである。
By configuring a smoothing capacitor for power supply voltage stabilization using an unused semiconductor element provided in a semiconductor device or an unused area other than used semiconductor elements and wiring, the area required for providing the smoothing capacitor can be reduced. This improves the packaging density.

以下、本発明の構成について、実施例とともに説明する
Hereinafter, the configuration of the present invention will be explained along with examples.

なお、実施例を説明するための全図において、同一機能
を有するものは同一符号を付け、そのくり返しの説明は
省略する。
In addition, in all the figures for explaining the embodiment, parts having the same functions are given the same reference numerals, and repeated explanations thereof will be omitted.

[実施例■] 実施例Iは、NANDゲート、NORゲート等の論理を
構成するためのトランジスタを予じめ列状に配置し、後
に顧客の要求に従って論理を構成するマスタースライス
方式のICに本発明を適用したものである。
[Embodiment ■] In Embodiment I, transistors for configuring logic such as NAND gates and NOR gates are arranged in advance in a row, and the transistors are later assembled into a master slice type IC to configure logic according to customer requirements. This is an application of the invention.

第1図乃至第7図は、本発明の実施例■を説明するため
の図であり、第1図は、複数のICを実装基板に塔載し
て構成した電子装置の斜視図、第2図は、マスタースラ
イス方式のチップの構成の概略を示す平面図、第3図は
、第2図におけるセル列の要部の平面図、第4図は、第
3図における基本セルに構成された論理回路の等価回路
図、第5図は、基本セルに設けられている半導体素子の
レイアウト図、第6図は、第3図のVl−VI切断線に
おける断面図、第7図は、第3図の■−■切断線におけ
る断面図である。
1 to 7 are diagrams for explaining embodiment (2) of the present invention, in which FIG. 1 is a perspective view of an electronic device configured by mounting a plurality of ICs on a mounting board, and FIG. The figure is a plan view showing the outline of the configuration of a master slice type chip, FIG. 3 is a plan view of the main part of the cell array in FIG. 2, and FIG. 4 is a plan view showing the basic cell arrangement in FIG. FIG. 5 is an equivalent circuit diagram of a logic circuit, FIG. 5 is a layout diagram of a semiconductor element provided in a basic cell, FIG. 6 is a sectional view taken along the Vl-VI cutting line in FIG. 3, and FIG. It is a sectional view taken along the section line ■-■ in the figure.

なお、第1図と第3図は、構成を見易くするために層間
絶縁膜を図示していない。
Note that in FIGS. 1 and 3, the interlayer insulating film is not shown in order to make the structure easier to see.

第1図乃至第7図において、■は実装基板であり1周囲
に複数の電極2が設けてあり、上面に配置した複数のI
C3を配線4によって相互に電気的に接続して電子装置
を構成している。
In FIGS. 1 to 7, ■ is a mounting board, on which a plurality of electrodes 2 are provided around one periphery, and a plurality of I
C3 are electrically connected to each other by wiring 4 to form an electronic device.

5はP−型単結晶シリコンからなる半導体基板であり、
ポンディングパッド6、入出力回路7、セル列8が第2
図に示めすようなレイアウトで設うけである。セル列8
は、NANDゲート、N。
5 is a semiconductor substrate made of P-type single crystal silicon;
The bonding pad 6, input/output circuit 7, and cell row 8 are the second
The layout is as shown in the figure. cell column 8
is a NAND gate, N.

Rゲート等の論理回路を構成するための複数の半導体素
子を備えた基本セル8Aを列状に配列したものである。
Basic cells 8A each having a plurality of semiconductor elements for configuring a logic circuit such as an R gate are arranged in a column.

基本セル8Aは、第3図および第5図に示めすように、
半導体領域からなる抵抗素子9,12.13.16、と
npn型バイポーラトランジスタ10.11.14.1
5とを備えている。前記トランジスタは、それぞれの番
号に符号Aを付した領域がコレクタ領域、符号Bを付し
た領域がエミッタ領域、符号Cを付した領域がベース領
域である。トランジスタ11は2個のトランジスタから
なり、コレクタ領域11Aを2個一体に構成しである。
The basic cell 8A, as shown in FIGS. 3 and 5,
Resistance elements 9, 12, 13, 16 consisting of semiconductor regions, and npn type bipolar transistors 10, 11, 14, 1
5. In the transistor, the region with the symbol A attached to each number is the collector region, the region with the symbol B is the emitter region, and the region with the symbol C is the base region. The transistor 11 is made up of two transistors, and has a collector region 11A formed of two transistors.

第3図の上部における基本セル8Aは、前記抵抗素子9
.12.13.16およびトランジスタ10.11.1
4.15を第1層目の導電層17によって接続して、第
4図に示めすようにNOR回路を構成している。抵抗素
子9,12.13゜16およびトランジスタio、ii
、14.15と導電層17との接続部分は、X印で示し
である。
The basic cell 8A in the upper part of FIG.
.. 12.13.16 and transistor 10.11.1
4.15 are connected by the first conductive layer 17 to form a NOR circuit as shown in FIG. Resistance element 9, 12.13°16 and transistor io, ii
, 14.15 and the conductive layer 17 are indicated by X marks.

入力端子は第3図に示した4電層17A、17Bであり
、出力端子は導電層17Cである。
The input terminals are the four conductive layers 17A and 17B shown in FIG. 3, and the output terminal is the conductive layer 17C.

第3図の中央部における基本セル8Aは、顧客の要求す
る論理回路を構成するうえでは余分となったものである
。したがって1本来ならば使用されないままとなる。
The basic cell 8A in the center of FIG. 3 is redundant for configuring the logic circuit required by the customer. Therefore, if it was originally 1, it would remain unused.

この余分となった基本セル8Aの半導体素子を積極的に
用いて平滑コンデンサを構成することに本発明の一つの
特徴がある。
One of the features of the present invention is that a smoothing capacitor is constructed by actively using the semiconductor element of the redundant basic cell 8A.

前記平滑コンデンサは、例えばトランジスタ11.14
のベース領域iic、14C、コレクタ領域11A、1
4A、エミッタ領域11B、14Bのそれぞれを逆バイ
アスにしたときの接合容量を用いる。具体的には、埋め
込み層34と半導体基板5との間の接合容量、エピタキ
シャル層35とベースIIG、14Gとの間の接合容量
、さらにエミッタIIB、14BとベースIIG、14
Cとの間の接合容量を用いる。
The smoothing capacitor is, for example, a transistor 11.14.
base area iic, 14C, collector area 11A, 1
4A, and the junction capacitance when each of the emitter regions 11B and 14B is reverse biased. Specifically, the junction capacitance between the buried layer 34 and the semiconductor substrate 5, the junction capacitance between the epitaxial layer 35 and the base IIG, 14G, and the junction capacitance between the emitter IIB, 14B and the base IIG, 14
The junction capacitance between C and C is used.

ベース領域iic、14Gは、導電層18によって接続
孔19を通してVee電位(例えば−3゜0 [V] 
)の導電層22に電気的に接続する。コレクタ領域IL
A、14Aおよびエミッタ領域lIB、14Bは、導電
層20によって接続孔21を通してVcc電位(例えば
0 [V] )の導電層23に電気的に接続する。前記
導電層22.23は第2層目の導電層である。
The base region IIC, 14G is connected to a Vee potential (for example, -3°0 [V] through the contact hole 19 by the conductive layer 18
) is electrically connected to the conductive layer 22 of ). Collector area IL
A, 14A and emitter regions IIB, 14B are electrically connected to a conductive layer 23 at Vcc potential (for example, 0 [V]) through a contact hole 21 by a conductive layer 20. The conductive layers 22 and 23 are the second conductive layers.

このように、チップ内に平滑コンデンサを構成できるの
で1回路を構成する半導体素子、特にトランジスタio
、11.14.15の近傍に平滑コンデンサを設けるこ
とができる。よって、平滑コンデンサと半導体製・子と
の間の配線長が縮少され、配線抵抗が減少する。これら
のことから、導電層22.23等の電源配線に重畳する
ノイズを前記平滑コンデンサによって良好に吸収できる
In this way, since a smoothing capacitor can be configured within a chip, semiconductor elements that constitute one circuit, especially transistor io
, 11.14.15, a smoothing capacitor can be provided in the vicinity of . Therefore, the wiring length between the smoothing capacitor and the semiconductor component is reduced, and the wiring resistance is reduced. For these reasons, noise superimposed on the power supply wiring such as the conductive layers 22 and 23 can be well absorbed by the smoothing capacitor.

したがって、半導体素子に不要に流入するノイズを低減
することができるので、ノイズによるトランジスタの誤
動作を防止することができる。
Therefore, noise that unnecessarily flows into the semiconductor element can be reduced, and malfunction of the transistor due to noise can be prevented.

本実施例では抵抗素子9.12.13.16およびトラ
ンジスタ10.15を平滑コンデンサの構成要素として
用いていない。しかし、前記と同様にそれら抵抗素子9
.12.13.16およびトランジスタ15.10を電
気的に逆バイアスにすることによって、平滑コンデンサ
を構成することができる。
In this embodiment, resistive elements 9, 12, 13, 16 and transistors 10, 15 are not used as components of the smoothing capacitor. However, as above, these resistive elements 9
.. By electrically reverse biasing transistors 12, 13, 16 and 15, 10, a smoothing capacitor can be formed.

抵抗素子9.12.13.16およびトランジスタ10
.15を平滑コンデンサの構成要素とすることによって
、平滑コンデンサの容量値を増大させることができる。
Resistance element 9.12.13.16 and transistor 10
.. By using 15 as a component of the smoothing capacitor, the capacitance value of the smoothing capacitor can be increased.

抵抗素子9.12.13.16は、それがn型半導体領
域からなれば、Vcc電位の導電層23に接続し、p型
半導体領域からなれば、Vee電位の導電層22に接続
する。トランジスタl0515は、コレクタ領域10A
、15Δおよびエミッタ領域10B、15Bを導電層2
3に接続し。
The resistive element 9.12.13.16 is connected to the conductive layer 23 at Vcc potential if it consists of an n-type semiconductor region, and to the conductive layer 22 at Vee potential if it consists of a p-type semiconductor region. The transistor l0515 has a collector region 10A.
, 15Δ and the emitter regions 10B, 15B as the conductive layer 2
Connect to 3.

ベース頭1dtoc、tscを導電層22に接続する。Connect the base head 1dtoc, tsc to the conductive layer 22.

 第3図に示した導電M24はVtt電位(例えば−2
,0[Vコ)、導電層25はvbb電位(例えば−r、
t [V] )、導電M26はVcs電位(例えば−1
,8[V] )の信号線である。導電層24.25.2
6は第2層目の導電層である。
The conductive M24 shown in FIG.
, 0[V], the conductive layer 25 has a vbb potential (e.g. -r,
t [V]), conductive M26 is at Vcs potential (for example -1
, 8 [V]) signal line. Conductive layer 24.25.2
6 is a second conductive layer.

27乃至31は第3層目の導電層であり、導電層27は
Vcc電位、導電層28はVtt電位、導電層29はV
 e e電位、導電層30はvbb電位、導電層31は
Vcs電位をそれぞれ供給するための電源配線である。
27 to 31 are third conductive layers, the conductive layer 27 is at Vcc potential, the conductive layer 28 is at Vtt potential, and the conductive layer 29 is at Vtt potential.
ee potential, the conductive layer 30 is a power supply wiring for supplying a Vbb potential, and the conductive layer 31 is a power supply wiring for supplying a Vcs potential.

なお、導電M2B、30.31はVcc電位を供給する
導電層27およびVee電位を供給する導電層29と比
較して、流れる電流量が少ない。
Note that the amount of current flowing through the conductive layer M2B, 30.31 is smaller than that of the conductive layer 27 that supplies the Vcc potential and the conductive layer 29 that supplies the Vee potential.

これより、導電層28.30.31はIC動作に伴う電
位変動が小さいので、平滑コンデンサを接続していない
From this, the smoothing capacitor is not connected to the conductive layers 28, 30, and 31 because the potential fluctuation caused by IC operation is small.

32はフィールド絶縁膜であり、半導体基板5の上面に
設けられ、p+型チャネルストッパ領域33と共に半導
体素子間を電気的に分離している。
A field insulating film 32 is provided on the upper surface of the semiconductor substrate 5, and together with the p+ type channel stopper region 33, electrically isolates the semiconductor elements.

第6図および第7図において、36はフィールド絶縁膜
32上に設けられた絶縁膜であり、主にエミッタ領域1
0B、IIB、14B、15Bを形成する際の不純物導
入のためのマスクとして用いる。37.38はそれぞれ
層間絶縁膜である。
6 and 7, 36 is an insulating film provided on the field insulating film 32, and is mainly used in the emitter region 1.
It is used as a mask for introducing impurities when forming 0B, IIB, 14B, and 15B. 37 and 38 are interlayer insulating films, respectively.

なお、第6図、第7図は、第3層目の導電層27乃至3
1および保護膜を図示していない。
Note that FIGS. 6 and 7 show the third conductive layers 27 to 3.
1 and a protective film are not shown.

また、バイポーラトランジスタを用いたICでは、通常
、導電層としてアルミニュウム層を用いる。アルミニュ
ウム層はシリコン中に拡散しやすく、エミッタ領域10
B、IIB、14B、15Bとベース領域10C:、I
IG、14C115Gとの接合を破壊する恐れがある。
Further, in ICs using bipolar transistors, an aluminum layer is usually used as a conductive layer. The aluminum layer easily diffuses into the silicon, forming the emitter region 10.
B, IIB, 14B, 15B and base region 10C:, I
There is a risk of destroying the bond with IG and 14C115G.

これは、本実施例では設けていないが、エミッタ領域1
0B、IIB、14B、15Bと、それに接続した導電
層17.20との間に、例えば多結晶シリコン層を介在
させることによって防止することができる。
Although this is not provided in this embodiment, the emitter region 1
This can be prevented by interposing, for example, a polycrystalline silicon layer between 0B, IIB, 14B, and 15B and the conductive layer 17.20 connected thereto.

マスクスライス方式のICの製造方法には、顧客の要求
がある以前に予しめトランジスタのコレクタ領域10A
、IIA、14A、15A、ベース領域10G、IIC
:、14G、15G、エミッタ領域10B、IIB、1
4B、15Bを形成しておく方式と、予じめ形成するの
はコレクタ領域10A、11A、14A、15Aとベー
ス領域10C1IIG、140.15Gのみとし、エミ
ッタ領域10B、IIB、14B、15Bは顧客の要求
があってから形成する方式とがある。後者の方式では論
理を構成しない基本セル8A内にエミッタ領域10B、
IIB、14B、15Bが設けられることはない。した
がって、エミッタ領域10B、lIB、14B、15B
とベース領域lOc、iic、14C:、15Gとの間
の接合容量を平滑コンデンサとして用いることができな
い。しかし、エミッタ領域10B、IIB、14B、1
5Bとベース領域10C,IIG、14c、15Gとの
接合容量は、ベース領域10C,IIG、14G、15
C,とコレクタ領域10A、11A。
In the mask slicing IC manufacturing method, the collector region 10A of the transistor is prepared in advance before the customer requests.
, IIA, 14A, 15A, base region 10G, IIC
:, 14G, 15G, emitter region 10B, IIB, 1
4B, 15B, and only the collector regions 10A, 11A, 14A, 15A and the base regions 10C1IIG, 140.15G are formed in advance, and the emitter regions 10B, IIB, 14B, 15B are formed in advance by the customer. There is a method in which it is formed after a request is received. In the latter method, an emitter region 10B is provided in the basic cell 8A that does not constitute logic.
IIB, 14B, and 15B are never provided. Therefore, emitter regions 10B, lIB, 14B, 15B
The junction capacitance between the base region lOc, iic, 14C:, 15G cannot be used as a smoothing capacitor. However, emitter regions 10B, IIB, 14B, 1
5B and the base regions 10C, IIG, 14c, 15G are the junction capacitances of the base regions 10C, IIG, 14G, 15
C, and collector regions 10A and 11A.

L4A、15Aとの接合容量およびコレクタ領域10A
、IIA、14A、15Aあるいは埋め込みM34と半
導体基板1との接合容量に比べて小さいので影響はない
Junction capacitance with L4A, 15A and collector area 10A
, IIA, 14A, 15A or the junction capacitance between the buried M34 and the semiconductor substrate 1, so there is no influence.

以上の説明かられかるように1本実施例■によれば、マ
スタスライス方式のチップ内に未使用の半導体素子を用
いた平滑コンデンサを設けることにより、実装基板1上
に設けられる入き平滑コンデンサの面積を不要にするこ
とができる。したがって、平滑コンデンサを設けるため
に要する面積が低減されるので、実装基板l上のEC3
の実装密度を向上することができる。
As can be seen from the above description, according to the present embodiment (2), by providing a smoothing capacitor using an unused semiconductor element in a master slice type chip, a smoothing capacitor can be provided on the mounting board 1. area can be made unnecessary. Therefore, since the area required to provide the smoothing capacitor is reduced, the EC3 on the mounting board l
The packaging density can be improved.

[実施例■] 実施例■は、第1図に示めした入出力回路7を構成する
ための基本セル(符号を付していない)の内、未使用の
基本セルを用いて平滑コンデンサを構成したものである
[Example ■] In Example ■, a smoothing capacitor was constructed using an unused basic cell (not numbered) for configuring the input/output circuit 7 shown in FIG. It is composed of

第8図乃至第1I図は、実施例■を説明するための図で
あり、第8図は、入出力回路7を構成するための基本セ
ル内に設けられた半導体素子のレイアウト図、第9図は
、前記基本セル内に構成した平滑コンデンサを説明する
ための平面図、第1O図は、第9図のX−X切断線にお
ける断面図、第11図は、第9図のx t −x r切
断線における断面図である。
8 to 1I are diagrams for explaining the embodiment (2), and FIG. 8 is a layout diagram of a semiconductor element provided in a basic cell for configuring the input/output circuit 7, The figure is a plan view for explaining the smoothing capacitor configured in the basic cell, FIG. 1O is a cross-sectional view taken along the line XX in FIG. 9, and FIG. It is a sectional view taken along the xr cutting line.

まず、第9図を用いて入出力回路を構成するための半導
体素子のレイアラ1−を説明する。
First, a layerer 1- of semiconductor elements for configuring an input/output circuit will be explained using FIG.

第9図において、Q!、Q2 、Qs 、Q4はバイポ
ーラトランジスタであり、n型コレクタ領域39、pM
ベース領域40.n+型エミッタ領域41からなってい
る。コレクタ領vA39の表面には、導電147との、
接続抵抗を低減するために。
In Figure 9, Q! , Q2, Qs, Q4 are bipolar transistors, with n-type collector regions 39, pM
Base region 40. It consists of an n+ type emitter region 41. On the surface of the collector area vA39, a conductive layer 147 is formed.
To reduce connection resistance.

n+型半導体領域39Aが設けである。コレクタ領域3
9.ベース領域4()、エミッタ領域41のそれぞれの
上面には、半導体基板5内に拡散しにくい金属1例えば
タングステン、あるいは多結晶シリコンからなる引出し
電極42が設けである。
An n+ type semiconductor region 39A is provided. Collector area 3
9. On the upper surface of each of the base region 4 ( ) and the emitter region 41 , an extraction electrode 42 made of a metal 1 that is difficult to diffuse into the semiconductor substrate 5 , such as tungsten or polycrystalline silicon, is provided.

この引出し電極42は、配線として用いるアルミニュウ
ムが半導体基板5内に拡散して9例えばエミッタ領域4
1とベース領域40との電気的絶縁を破壊するのを防止
するために設けたものである。
The lead electrode 42 is formed by diffusing aluminum used as wiring into the semiconductor substrate 5, for example, in the emitter region 4.
This is provided to prevent electrical insulation between the base region 40 and the base region 40 from being destroyed.

R+ 、R2、R3はp型中4体領域からなる抵抗素子
であり、負荷抵抗として用いるものである。
R+, R2, and R3 are resistance elements consisting of p-type medium 4-body regions, and are used as load resistances.

抵抗素子R1、R2、R3はベース領域40を形成する
工程と同一工程によって形成したものである。抵抗素子
R1、R2、R3の所定上面にも引出し電極42が設け
である。
Resistance elements R1, R2, and R3 are formed in the same process as that for forming base region 40. Extracting electrodes 42 are also provided on predetermined upper surfaces of the resistive elements R1, R2, and R3.

43.44.45.46はそれぞれ第2層目の導電層で
あり、導電層43はVcc電位(例えば0 [V] )
、導電層44はVee電位(例えば−3,0[V])、
導電層45はVcs電位(例えば−1,8[V] )、
導電層46はvbb電位(例えば−1,1[V])を供
給するための電源配線である。
43, 44, 45, and 46 are the second conductive layers, respectively, and the conductive layer 43 has a Vcc potential (for example, 0 [V]).
, the conductive layer 44 has a Vee potential (for example, -3.0 [V]),
The conductive layer 45 has a Vcs potential (for example, -1.8 [V]),
The conductive layer 46 is a power supply wiring for supplying a vbb potential (for example, −1.1 [V]).

前記トランジスタQ 1.Q2 、Q3 、Q4および
抵抗素子R1、R2、R3によって入出力回路を構成す
るのであるが、具体的な回路例の説明は省略する。
The transistor Q1. Q2, Q3, Q4 and resistance elements R1, R2, R3 constitute an input/output circuit, but a detailed description of the circuit example will be omitted.

次に、前記基本セル内に構成した平滑コンデンサの一例
を第9図乃至第11図を用いて説明する。
Next, an example of a smoothing capacitor configured in the basic cell will be explained using FIGS. 9 to 11.

なお、第9図は、第8図において半導体素子のレイアウ
トを既に説明しであるので、構成を見易くするために半
導体素子に符号を付していない。
Note that in FIG. 9, the layout of the semiconductor elements has already been explained in FIG. 8, so the semiconductor elements are not labeled with reference numerals in order to make the configuration easier to see.

マスクスライス方式のICでは1人出回路7も子じめ各
セル内に半導体素子を形成しておき、顧客の要求があっ
た後に、配線工程によって回路を構成する。ところが、
顧客のどのような要求にも対応するために、セル数およ
び素子数は充分に設けである。したがって、基本セルの
内には半導体素子を備えてはいるが、未使用の基本セル
が存在する。この未使用の基本セルを用いて平滑コンデ
ンサを構成するのが、本実施例の特徴である。
In the mask slicing type IC, semiconductor elements are initially formed in each cell for the single circuit 7, and the circuit is constructed by a wiring process after a customer's request is received. However,
The number of cells and elements is sufficient to meet any customer requirements. Therefore, some basic cells are unused although they are equipped with semiconductor elements. The feature of this embodiment is that the smoothing capacitor is constructed using this unused basic cell.

第9図乃至第11図において、47は第1層目の電層で
あり、基本セル内の略全域に設けである。
In FIGS. 9 to 11, reference numeral 47 denotes a first electrical layer, which is provided over substantially the entire area within the basic cell.

隣接する基本セルも未使用であれば、導電層47は第9
図と同様のパターンで2つの基本セルに連続して設ける
If the adjacent basic cell is also unused, the conductive layer 47
Two basic cells are provided consecutively in the same pattern as shown in the figure.

導電層47はP型半導体領域、すなわちベース領域40
および抵抗素子R1、R2、R3を逆バイアスにするた
めに、それらを導電層44に接続するものである。導電
層44と導電層47との接続は、接続孔48を通して行
なわれる。また、前記ベース領域40および抵抗素子R
1、R2、R3と導電層47との接続部は、X印で示し
てあり、符号は付していない。
The conductive layer 47 is a P-type semiconductor region, that is, the base region 40
And in order to reverse bias the resistance elements R1, R2, and R3, they are connected to the conductive layer 44. The conductive layer 44 and the conductive layer 47 are connected through the connection hole 48 . Furthermore, the base region 40 and the resistance element R
The connection portions between 1, R2, and R3 and the conductive layer 47 are indicated by X marks and are not numbered.

ベース領域40および抵抗素子R+ 、R2,R3を逆
バイアスにすることによって、エピタキシャルHI35
との間に接合容量を得ることができる。
By reverse biasing the base region 40 and the resistive elements R+, R2, and R3, the epitaxial HI 35
Junction capacitance can be obtained between

また、第9図を見ると判るように、導電層43がセル上
に占める比率が、他の導電層44.45゜46より大き
い。このことから、絶81!A37を誘電体として導1
1!層43と導電層47とでコンデンサを構成すること
ができる。
Further, as can be seen from FIG. 9, the proportion of the conductive layer 43 on the cell is larger than that of the other conductive layers 44.45°46. From this, Zetsu 81! Conductor 1 with A37 as dielectric
1! Layer 43 and conductive layer 47 can form a capacitor.

このように、第1IrJgのV e e電位の導電層4
7を中央の電極とし、前記半導体領域および第2層目の
V c c電位の導電層43とで並列コンデンサを構成
するのが、本実施例の最大の特徴である。
In this way, the conductive layer 4 at the V e potential of the first IrJg
The most distinctive feature of this embodiment is that 7 is the central electrode, and the semiconductor region and the second layer conductive layer 43 at Vcc potential form a parallel capacitor.

49.51.53はそれぞれ第1層口の導′1!層であ
る。導電層49は、トランジスタQ+のコレクタ領域3
9およびエミッタ領域41を導電層43Aに接続し、導
電層51は、1−ランジスタQ3、Q4のコレクタ領域
39およびエミッタ9Jf域41を導電FIJ43Bに
接続し、導1!層53は、I−ランジスタQ2のコレク
タ領域39およびエミッタ領域41を導電層43Bに接
続している。導電層49は接続孔50を通して導電WI
43Aに接続され、導電層51は接続孔52を通して導
電M43Bに接続され、導電ff153は接続孔54を
通して導電層43Bに接続されている。
49, 51, and 53 are the leads '1' of the first layer mouth, respectively! It is a layer. The conductive layer 49 is located in the collector region 3 of the transistor Q+.
9 and emitter region 41 to conductive layer 43A, conductive layer 51 connects collector region 39 of 1-transistor Q3, Q4 and emitter 9Jf region 41 to conductive FIJ 43B, and conductive layer 51 connects conductor 1! Layer 53 connects collector region 39 and emitter region 41 of I-transistor Q2 to conductive layer 43B. The conductive layer 49 is conductive through the connection hole 50.
43A, the conductive layer 51 is connected to the conductive layer 43B through the connection hole 52, and the conductive layer ff153 is connected to the conductive layer 43B through the connection hole 54.

なお、導電層49.51.53とコレクタ領域39、エ
ミッタ領域41とのそれぞれの接続部はX印で示めし、
符号は付していない。
Note that the respective connections between the conductive layers 49, 51, 53, the collector region 39, and the emitter region 41 are indicated by X marks.
No code is given.

前記コレクタ領域39、エミッタ領域41は。The collector region 39 and emitter region 41 are as follows.

それらを逆バイアスにすることによって、実施例Iと同
様に、刈Iめ込みR34との開、あるいはベース領域4
0との間に平滑コンデンサを構成するものである。
By reverse biasing them, similar to Embodiment I, the opening with the cutting I inset R34 or the base area 4
0 and constitutes a smoothing capacitor.

以上説明したことかられかるように1本実施例Hによれ
ば、入出力回路を構成するセル内の使用半導体素子およ
び配線以外の未使用領域に、第1層目の導電層と第2層
目の導電層とで平滑コンデンサを構成することにより、
実装基板上に設けられるべき平滑コンデンサを不要にす
ることができる。したがって、実装基板上のICの実装
密度を向上することができる。
As can be seen from the above explanation, according to Example H, the first conductive layer and the second conductive layer are placed in the unused area other than the used semiconductor elements and wiring in the cell constituting the input/output circuit. By forming a smoothing capacitor with the conductive layer,
It is possible to eliminate the need for a smoothing capacitor to be provided on the mounting board. Therefore, the mounting density of ICs on the mounting board can be improved.

未使用の半導体素子を用いて第1平滑コンデンサを構成
し、第1層目の導電層と第2層目の導電層とで第2平滑
コンデンサを構成して、それらを並列に接続したことに
より、平滑コンデンサの容量値を増加することができる
By constructing the first smoothing capacitor using an unused semiconductor element, constructing the second smoothing capacitor by constructing the first conductive layer and the second conductive layer, and connecting them in parallel. , the capacitance value of the smoothing capacitor can be increased.

[効果] 本願によって開示された新規な技術によれば、以下、の
効果を得ることができる。
[Effects] According to the new technology disclosed in the present application, the following effects can be obtained.

(1)。チップ内の未使用の半導体素子を逆バイアスに
することによって、接合容景からなる平滑コンデンサを
構成したので、半導体素子、特にトランジスタの近傍に
平滑コンデンサを設けることができる。
(1). Since the smoothing capacitor made of a junction capacitor is constructed by reverse biasing the unused semiconductor elements in the chip, the smoothing capacitor can be provided near the semiconductor elements, especially the transistors.

(2)。入出力回路を構成するセル内の使用半導体素子
および配線以外の未使用領域に、第1層目の導電層と第
2層目の導電層とで平滑コンデンサを構成することによ
り、実装基板上に設けられるべき平滑コンデンサを不要
にすることができる。
(2). By configuring a smoothing capacitor with the first conductive layer and the second conductive layer in an unused area other than the used semiconductor elements and wiring in the cell that constitutes the input/output circuit, it is possible to It is possible to eliminate the need for a smoothing capacitor to be provided.

(3)。前記(1)および(2)により、平滑コンデン
サと半導体素子との間の配線長を低減することができる
ので、それらの間の配線抵抗が減少し、平滑コンデンサ
によって良好にノイズを吸収することができる。
(3). According to (1) and (2) above, the wiring length between the smoothing capacitor and the semiconductor element can be reduced, so the wiring resistance between them is reduced, and noise can be well absorbed by the smoothing capacitor. can.

(4)、前記(3)により、tt電源配線重畳するノイ
ズを半導体素子の近傍において吸収することができるの
で、前記半導体素子に流入するノイズを低減することが
できる。
(4) According to (3) above, the noise superimposed on the tt power supply wiring can be absorbed in the vicinity of the semiconductor element, so that the noise flowing into the semiconductor element can be reduced.

(5)。前記(4)により、ICの信頼性を向上するこ
と力(できる。
(5). By (4) above, it is possible to improve the reliability of the IC.

イ (6)(−前記(1)および(2)により、実装基板上
に設けられるべき平滑コンデンサを不要にすることがで
きる。
B (6) (- According to (1) and (2) above, it is possible to eliminate the need for a smoothing capacitor to be provided on the mounting board.

(7)、前記(6)により、実装基板上のICの実装密
度を向上することができる。
(7) According to (6) above, it is possible to improve the mounting density of ICs on the mounting board.

(8)、未使用の半導体素子を用いて第1平滑コンデン
サを構成し、第1層目の導電層と第2層目の導電層とで
第2平滑コンデンサを構成して、それらを並列に接続し
たことにより、平滑コンデンサの容量値を増加すること
ができる。
(8) Construct a first smoothing capacitor using an unused semiconductor element, configure a second smoothing capacitor with a first conductive layer and a second conductive layer, and connect them in parallel. By connecting them, the capacitance value of the smoothing capacitor can be increased.

以上、本発明者によってなされた発明を実施例にもとず
き具体的に説明したが、本発明は前記実施例に限定され
るものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種
々変形可能であることは言うまでもない。
As above, the invention made by the present inventor has been specifically explained based on examples, but the present invention is not limited to the above-mentioned examples, and can be modified in various ways without departing from the gist thereof. Needless to say.

例えば1本発明は、バイポーラトランジスタを備えたI
Cばかりでなく、MISFETを偉えたIC1例えばゲ
ートアレイにも適用できる。MISFETを構成するた
めの半導体領域がn型であれば、この半導体領域は半導
体基板よりも高電位の電源配線に接続し、p型であれば
半導体基板と同電位、あるいは半導体基板よりも低電位
の電源配線に接続する。
For example, one aspect of the present invention provides an I
It can be applied not only to ICs but also to IC1s that are superior to MISFETs, such as gate arrays. If the semiconductor region for configuring the MISFET is n-type, this semiconductor region is connected to a power supply wiring with a higher potential than the semiconductor substrate, and if it is p-type, it is connected to the same potential as the semiconductor substrate or lower potential than the semiconductor substrate. Connect to the power supply wiring.

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

第1図乃至第7図は1本発明の実施例■を説明するため
の図であり、 第1図は、複数のICを実装基板に塔載して構成した電
子装置の斜視図。 第2図は、マスタースライス方式のチップの構成の概略
を示す平面図、 第3図は、第2図におけるセル列の要部の平面図。 第4図は、第3図における基本セルに構成された論理回
路の等価回路図、 第5図は、基本セルに設けられている半導体素子のレイ
アウト図、 第6図は、第3図のVl−Vl切断線における断面図、 第7図は、第3図の■−■切断線における断面図である
6 第8図乃至第11図は、実施例■を説明するための図で
あり、 第8図は、入出力回路を構成するための基本セル内に設
けられた半導体素子のレイアウトi、第9図は、前記基
本セル内に構成した平滑コンデンサを説明するための平
面図、 第10図は、第9図のX−X切断線における断面図、 第11図は、第9図のxr−xt切断線における断面図
である。 1・・・実装基板、2・・・電極、3・・・IC14・
・・配線、5・・・半導体基板、6・・・ボンディング
パソト、7・・入出力回路、8.8A・・・セル列、9
.12.13、IG、R+ 、R2、R3・・・負荷抵
抗、17.18゜20.22.23.24.25.26
.27.28.29.30.31.42.43.43Δ
、43B、44.45.4G、47.49.51.53
・・・導電層、19.21.4B、50.54・・・接
続孔、32・・・フィールド絶縁膜、33・・・チャネ
ルストッパ領域、34・・・埋め込み層、35・・・エ
ピタキシャル層、36.37.38・・絶縁膜。 第  2  図 第  3  図 第  8  図 第  9  図
1 to 7 are diagrams for explaining Embodiment 1 of the present invention. FIG. 1 is a perspective view of an electronic device configured by mounting a plurality of ICs on a mounting board. FIG. 2 is a plan view schematically showing the configuration of a master slice type chip, and FIG. 3 is a plan view of the main part of the cell array in FIG. 2. 4 is an equivalent circuit diagram of the logic circuit configured in the basic cell in FIG. 3, FIG. 5 is a layout diagram of a semiconductor element provided in the basic cell, and FIG. 6 is a Vl diagram in FIG. 7 is a sectional view taken along the -Vl cutting line; FIG. 7 is a sectional view taken along the ■-■ cutting line in FIG. 3; FIG. 8 to FIG. FIG. 8 is a layout of semiconductor elements provided in a basic cell for configuring an input/output circuit, FIG. 9 is a plan view for explaining a smoothing capacitor configured in the basic cell, and FIG. 10 is a sectional view taken along the line XX in FIG. 9, and FIG. 11 is a sectional view taken along the line xr-xt in FIG. 9. 1... Mounting board, 2... Electrode, 3... IC14.
... Wiring, 5... Semiconductor substrate, 6... Bonding PC, 7... Input/output circuit, 8.8A... Cell row, 9
.. 12.13, IG, R+, R2, R3...Load resistance, 17.18°20.22.23.24.25.26
.. 27.28.29.30.31.42.43.43Δ
, 43B, 44.45.4G, 47.49.51.53
...Conductive layer, 19.21.4B, 50.54... Connection hole, 32... Field insulating film, 33... Channel stopper region, 34... Buried layer, 35... Epitaxial layer , 36.37.38...Insulating film. Figure 2 Figure 3 Figure 8 Figure 9

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、電源電圧安定用コンデンサを備えたマスタスライス
型半導体装置であって、半導体装置内に設けた未使用の
半導体素子または使用半導体素子および配線以外の領域
を用いて、前記電源電圧安定用平滑コンデンサを構成し
たことを特徴とする半導体装置。 2、前記平滑コンデンサは、NANDゲート、NORゲ
ート等の論理回路を構成するための半導体素子を列方向
に複数配置して構成したセル列内の未使用半導体素子に
、逆バイアスになるように電源配線を接続して、半導体
基板と半導体素子との間の接合容量によって構成された
ことを特徴とする特許請求範囲第1項記載の半導体装置
。 3、前記半導体素子は、バイポーラトランジスタである
ことを特徴とする特許請求の範囲第1項または第2項記
載の半導体装置。 4、前記平滑コンデンサは、半導体装置の周辺回路の内
で使用されない入出力回路の半導体素子の間の未使用領
域に、第1の電位に接続された第1の導電層と、該第1
の導電層上に絶縁膜を介して設けられ、かつ第2の電位
に接続された第2導電層とで構成したことを特徴とする
特許請求の範囲第1項記載の半導体装置。 5、前記第2導電層は、入出力回路上を延在する電源配
線であることを特徴とする特許請求の範囲第4項記載の
半導体装置。
[Claims] 1. A master slice type semiconductor device equipped with a power supply voltage stabilizing capacitor, in which an area other than unused semiconductor elements or used semiconductor elements and wiring provided in the semiconductor device is used to A semiconductor device comprising a smoothing capacitor for stabilizing power supply voltage. 2. The smoothing capacitor is configured by applying a power supply to the unused semiconductor elements in the cell column, which is constructed by arranging a plurality of semiconductor elements in the column direction to constitute logic circuits such as NAND gates and NOR gates, so as to provide a reverse bias. 2. The semiconductor device according to claim 1, wherein the semiconductor device is configured by a junction capacitance between a semiconductor substrate and a semiconductor element by connecting wiring. 3. The semiconductor device according to claim 1 or 2, wherein the semiconductor element is a bipolar transistor. 4. The smoothing capacitor includes a first conductive layer connected to a first potential in an unused area between semiconductor elements of an input/output circuit that is not used in a peripheral circuit of a semiconductor device;
2. The semiconductor device according to claim 1, further comprising a second conductive layer provided on the conductive layer via an insulating film and connected to a second potential. 5. The semiconductor device according to claim 4, wherein the second conductive layer is a power supply wiring extending over an input/output circuit.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2000065650A1 (en) * 1999-04-22 2000-11-02 Hitachi, Ltd. Semiconductor device and method of manufacture

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WO2000065650A1 (en) * 1999-04-22 2000-11-02 Hitachi, Ltd. Semiconductor device and method of manufacture

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