JPS6334974A - Semiconductor device - Google Patents
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- JPS6334974A JPS6334974A JP17951686A JP17951686A JPS6334974A JP S6334974 A JPS6334974 A JP S6334974A JP 17951686 A JP17951686 A JP 17951686A JP 17951686 A JP17951686 A JP 17951686A JP S6334974 A JPS6334974 A JP S6334974A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、半導体装置に関し、特にバイアホールとM
IMキャパシタを有する半導体集積回路に関するもので
ある。[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention relates to semiconductor devices, and particularly relates to via holes and M
The present invention relates to a semiconductor integrated circuit having an IM capacitor.
第2図および第3図は従来の半導体装置の構造の一例を
示す主要部分の断面図で、以下これらを用いて従来の半
導体装置について説明する。FIGS. 2 and 3 are cross-sectional views of main parts showing an example of the structure of a conventional semiconductor device, and the conventional semiconductor device will be explained below using these figures.
第2図および第3図において、1はG aA s基板、
1aは第1ホール、lbfよ第2ホール、2(、f第1
金属層、22ば第2金属層、222は第3金属層、3は
絶縁体層をそれぞれ示している。ただし、第1ホール1
aとはGaAs基板1の表面側から形成した穴、第2ホ
ール1bとはGaAs基板1の裏面側から形成した穴と
してその名称を定義した。In FIGS. 2 and 3, 1 is a GaAs substrate;
1a is the first hole, lbf is the second hole, 2(, f is the first hole
22 is a second metal layer, 222 is a third metal layer, and 3 is an insulator layer. However, the first hole 1
The name a is defined as a hole formed from the front side of the GaAs substrate 1, and the second hole 1b is defined as a hole formed from the back side of the GaAs substrate 1.
第2図に示17た従来の半導体装置において、バイアホ
ール(GaAs基板1の表面から裏面に貫通する穴)は
GaAs基板1に形成されtコ第1士−ル1a、第2ホ
ールlb、およびそれらの凹部に形成された第1金属層
2.第2金属層22で構成されている。tな、第1ホー
ル1 aの開1」部に隣接する位置に第1金属層2.絶
縁体層3.第3金属j呵222で構成されたM I M
(金萬−絶縁体−金属構造)キヤバンクが配置されて
いる。In the conventional semiconductor device shown in FIG. 2, via holes (holes penetrating from the front surface to the back surface of the GaAs substrate 1) are formed in the GaAs substrate 1, and include a first hole 1a, a second hole lb, and a second hole lb. A first metal layer 2 formed in those recesses. It is composed of a second metal layer 22. The first metal layer 2.t is located adjacent to the opening 1'' of the first hole 1a. Insulator layer 3. M I M composed of the third metal part 222
(Kinman-insulator-metal structure) A carrier bank is arranged.
一方、第3図に示した従来の半導体装置は、バイアホー
A上に蓋をするような形でMIMキャバンク(第1金属
層2.絶縁体層3.第3金属層222で構成されている
)を配置することにより、チップ上のスペースを有効利
用し高集積化を図ったもので、バイアホールはGaAs
基板1の裏面側からのエツチングで形成された第2ホー
ル1bおよびその凹部に形成された第2金属層22で構
成されている。On the other hand, the conventional semiconductor device shown in FIG. 3 has an MIM cavity (consisting of a first metal layer 2, an insulator layer 3, and a third metal layer 222) that covers the via hole A. By arranging the
It consists of a second hole 1b formed by etching from the back side of the substrate 1 and a second metal layer 22 formed in the recessed portion thereof.
これら第2図および第3図に示した半導体装置の等価回
路を示すと第4図のようになる。第4図において、4は
コンデンサ、5は接地部分をそれぞれ示し、バイアホー
ルは接地部分5に、MIMキャパシタはコンデンサ4に
それぞれ相当する。FIG. 4 shows an equivalent circuit of the semiconductor device shown in FIGS. 2 and 3. In FIG. 4, 4 indicates a capacitor and 5 indicates a grounding portion, the via hole corresponds to the grounding portion 5, and the MIM capacitor corresponds to the capacitor 4.
〔発明が解決しようとする問題点〕
第2図に示すような従来の半導体装置では、GaAs基
板1など化合物半導体基板上に形成した集積回路チップ
において、バイアホール開口部を含む金属パッド(第2
図では第1金属層2)とMIMキャパシタが大きな面積
を占めているため、回路の高集積化にとっては不利であ
った。加えてMIMキャパシタの構造が平面的であるた
め、回路上でコンデンサ4の電極用のスペースとして使
用可能な範囲が設計上の制約を受は易く、コンデンサ4
の大容量化にとっても不利であるという問題点があった
。[Problems to be Solved by the Invention] In a conventional semiconductor device as shown in FIG. 2, in an integrated circuit chip formed on a compound semiconductor substrate such as a GaAs substrate 1, metal pads (second
In the figure, the first metal layer 2) and the MIM capacitor occupy a large area, which is disadvantageous for high integration of the circuit. In addition, since the structure of the MIM capacitor is planar, the area that can be used as the space for the electrode of capacitor 4 on the circuit is easily subject to design restrictions, and
There was a problem in that it was also disadvantageous for increasing the capacity.
一方、第3図に示すような従来の半導体装置におけろバ
イアホール(第2ホール1b)の形式は、第2図に示し
たものと異なり、GaAs基板1の裏面側からの1回の
エツチングで形成されている。On the other hand, the via hole (second hole 1b) in the conventional semiconductor device shown in FIG. It is formed of.
通常、バイアホールのエツチングに用いられている湿式
エツチングによると、サイドエッヂジグが大きく、はぼ
等方的にエツチングが進み第2図に示した半導体装置の
形式のバイアホールに比へ、その仕上り幅は約2倍近く
にもなる(特開昭60−7440号公報参照)。上記湿
式エツチングを用いた時、バイアホール上にMIMキャ
バシクを形成しtこときの回路チップの強度を前庭する
と、回路チップを上面から見tコ時、上記MIMキャパ
シタをh〜!成する接地側の電極となるべき金属バッド
(第1金属層2)の面積は少なくともGaAs基板]裏
面における第2ホール1bの開口部の面積程度にする必
要があり、したがって、回路の高集積化にはやはり不利
である。また、MIMキャバシクの構造が平面的である
ため、第2図に示した従来の半導体装置と同様に、コン
デンサ3の大容量化にとっても不利であるという問題点
があった。According to wet etching, which is normally used for etching via holes, the side edge jig is large, and the etching progresses almost isotropically, resulting in a finish that is different from that of the via hole in the semiconductor device format shown in Figure 2. The width is almost twice as large (see Japanese Patent Laid-Open No. 60-7440). When using the above wet etching method, forming a MIM capacitor on the via hole and evaluating the strength of the circuit chip, when looking at the circuit chip from above, the MIM capacitor is The area of the metal pad (first metal layer 2) which is to become the ground-side electrode of the GaAs substrate must be at least as large as the area of the opening of the second hole 1b on the back surface of the GaAs substrate. It is still disadvantageous. Further, since the structure of the MIM cabassic is planar, there is a problem in that it is disadvantageous in increasing the capacitance of the capacitor 3, similar to the conventional semiconductor device shown in FIG.
この発明は、上記のような問題点を解消するためになさ
れたもので、回路の高集積化とM I Mキャパシタの
容量を大きくとることを可能にした半導体装置を得ろこ
とを目的とする。The present invention was made in order to solve the above-mentioned problems, and aims to provide a semiconductor device that allows for highly integrated circuits and a large capacity MIM capacitor.
この発明に係る半導体装置(よ、半導体基板に形成され
た第1ホール凹部にMIMキヤバンクを形成したもので
ある。A semiconductor device according to the present invention has an MIM carrier bank formed in a first hole recess formed in a semiconductor substrate.
この発明においては、第1ホール凹部にMfMキャバン
クを形成することから、回路チップ上でバイアホールお
よびMIMキャパシタの占めろ面積を小さく抑又るとと
もに、MIMキャバンクを立体的構造にてき、かつMI
Mキャパシタの電極面積を限られtニスペース内でも大
きくとれろ。In this invention, since the MfM cavity is formed in the first hole recess, the area occupied by the via hole and the MIM capacitor on the circuit chip can be kept small, the MIM cavity can be made into a three-dimensional structure, and the MfM cavity can be formed in a three-dimensional structure.
Make the electrode area of the M capacitor large even within the limited space.
第1図はこの発明の一実施例を示す半導体装置の主要部
分の断面図で、この図において、第2図。FIG. 1 is a cross-sectional view of the main parts of a semiconductor device showing an embodiment of the present invention, and FIG.
第3図と同一符号は同一構成部分を示している。The same reference numerals as in FIG. 3 indicate the same components.
第1図において、第1ホール1aの凹部および開口部に
おいて、第1金属層2.絶縁体層3.第3金属層222
の3層は立体的なMIM構造をなし、また、第1金属層
2が第2金属層22との接合部分を有することによって
、GaAs基板1の裏面側への接地がなされている。し
たがって、第1図に示したこの発明による半導体装置の
等価回路は、第2図および第3図に示した従来の半導体
装置の等価回路と同様に、第4図のようになる。なお、
MIMキヤバンクの電極の面積(表面積)は、第1ボー
ル1aの凹部の表面積、すなわち第1ホール1aのエツ
チング量に依存するので、MIMキャパシタの容量は第
1ホールi aの工・リヂシグ量を調節してやることに
よって制御できろ。In FIG. 1, in the recess and opening of the first hole 1a, the first metal layer 2. Insulator layer 3. Third metal layer 222
The three layers form a three-dimensional MIM structure, and the first metal layer 2 has a joint portion with the second metal layer 22, so that it is grounded to the back side of the GaAs substrate 1. Therefore, the equivalent circuit of the semiconductor device according to the present invention shown in FIG. 1 is as shown in FIG. 4, similar to the equivalent circuit of the conventional semiconductor device shown in FIGS. 2 and 3. In addition,
Since the area (surface area) of the electrode of the MIM capacitor depends on the surface area of the concave portion of the first ball 1a, that is, the amount of etching of the first hole 1a, the capacitance of the MIM capacitor is adjusted by the amount of etching and re-sizing of the first hole ia. You can control it by doing what you do.
この発明は以上説明したとおり、半導体基板に形成され
た第1ホールの四部にMIMキヤバンクを形成17たの
で、半導体装置の高集積化ができ、かつ限られたスペー
ス内に容量の大きいM[Mキャバンクを形成することが
できるという効果がある。As explained above, this invention forms an MIM carrier bank in the four parts of the first hole formed in a semiconductor substrate, so that it is possible to highly integrate a semiconductor device, and to obtain a large capacity M[M] in a limited space. This has the effect of forming a cavanck.
第1図はこの発明の一実施例を示す半導体装置の主要部
分の断面図、第2図および第3図は従来の半導体装置の
構造の一例を示す主要部分の断面図、第4図は第1図な
いし第3図に示した半導体装置の等価回路図である。
図において、1はGaAs基板、1aは第1ホーyt、
、lbは第2ホール、2は第1金属層、3ば絶縁層、2
2は第2金属層、222は第3金属層である。
なお、各図中の同一符号は同一または相当部分を示す。
代理人 大 岩 増 雄 (外2名)第3図
2イ2
第4図
一/4
−牢′
手続補正書く自発)
1.事件の表示 特願昭61−179516号2、
発明の名称 半導体装置
3、補正をする者
事件との関係 特許出願人
住 所 東京都千代田区丸の内二丁目2番3号。
名 称 (601)三菱電機株式会社代表者志岐守哉
4、代理人
住 所 東京都千代田区丸の内二丁目2番3号5
、補正の対象
明細書の発明の詳細な説明の欄2図面の簡単な説明の欄
および図面
6、補正の内容
(1) 明細書第5頁6行の[コンデンサ3−1を、
[コンデンサ4−1と補正する。
(2) 同じく第7頁15〜16行の「3は絶縁層i
を、[3ば絶縁体層Iと補正する。
(3) 第1図、第3図を別紙のように補正する。
以 上FIG. 1 is a cross-sectional view of the main parts of a semiconductor device showing an embodiment of the present invention, FIGS. 2 and 3 are cross-sectional views of the main parts showing an example of the structure of a conventional semiconductor device, and FIG. FIG. 4 is an equivalent circuit diagram of the semiconductor device shown in FIGS. 1 to 3. FIG. In the figure, 1 is a GaAs substrate, 1a is a first hole,
, lb is the second hole, 2 is the first metal layer, 3 is the insulating layer, 2
2 is a second metal layer, and 222 is a third metal layer. Note that the same reference numerals in each figure indicate the same or corresponding parts. Agent Masuo Oiwa (2 others) Figure 3 2-2 Figure 4 1/4 - Jail' Voluntary to write amendments to the procedure) 1. Indication of the incident: Patent Application No. 179516/1986 2,
Title of the invention: Semiconductor device 3, relationship to the amended case Patent applicant address: 2-2-3 Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo. Name (601) Mitsubishi Electric Corporation Representative Moriya Shiki 4, Agent Address 2-2-3-5 Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo
, Column 2 of Detailed Description of the Invention of the Specification Subject to Amendment 2 Column of Brief Description of Drawings and Drawing 6 Contents of Amendment (1) [Condenser 3-1] on page 5, line 6 of the specification
[Correct with capacitor 4-1. (2) Also on page 7, lines 15-16, “3 is the insulating layer i.
is corrected as [3: insulator layer I]. (3) Revise Figures 1 and 3 as shown in the attached sheet. that's all
Claims (1)
/2程度の深さの第1ホールを形成し、この第1ホール
の凹部に形成した第1金属層、この第1金属層上に形成
した絶縁体層、この絶縁体層上に形成した第3金属層に
よりMIMキャパシタを形成し、前記第1ホールの穴あ
け位置に軸合わされ、前記第1ホールとの貫通部分を有
する形で前記化合物半導体基板裏面から第2ホールを形
成し、この第2ホールの凹部に前記第1金属層の少なく
とも一部との接触部分を有するように第2金属層を形成
したことを特徴とする半導体装置。1 of the thickness of the compound semiconductor substrate from the surface of the compound semiconductor substrate
A first hole with a depth of about A MIM capacitor is formed by three metal layers, and a second hole is formed from the back surface of the compound semiconductor substrate so as to be axially aligned with the drilling position of the first hole and have a penetrating portion with the first hole. A semiconductor device characterized in that a second metal layer is formed in the recessed portion of the semiconductor device so as to have a contact portion with at least a portion of the first metal layer.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP17951686A JPS6334974A (en) | 1986-07-29 | 1986-07-29 | Semiconductor device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP17951686A JPS6334974A (en) | 1986-07-29 | 1986-07-29 | Semiconductor device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6334974A true JPS6334974A (en) | 1988-02-15 |
Family
ID=16067152
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP17951686A Pending JPS6334974A (en) | 1986-07-29 | 1986-07-29 | Semiconductor device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6334974A (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH02140969A (en) * | 1988-11-22 | 1990-05-30 | Nec Corp | Semiconductor integrated circuit device |
US7005721B2 (en) | 2000-08-15 | 2006-02-28 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | RF passive circuit and RF amplifier with via-holes |
JP2009515356A (en) * | 2005-11-08 | 2009-04-09 | エヌエックスピー ビー ヴィ | Trench capacitor device suitable for separating applications in high frequency operation |
CN105280727A (en) * | 2015-11-06 | 2016-01-27 | 中国电子科技集团公司第十三研究所 | Microwave internal matching power transistor matching capacitor and manufacturing method thereof |
-
1986
- 1986-07-29 JP JP17951686A patent/JPS6334974A/en active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH02140969A (en) * | 1988-11-22 | 1990-05-30 | Nec Corp | Semiconductor integrated circuit device |
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JP2009515356A (en) * | 2005-11-08 | 2009-04-09 | エヌエックスピー ビー ヴィ | Trench capacitor device suitable for separating applications in high frequency operation |
CN105280727A (en) * | 2015-11-06 | 2016-01-27 | 中国电子科技集团公司第十三研究所 | Microwave internal matching power transistor matching capacitor and manufacturing method thereof |
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