JPH05283611A - 半導体装置 - Google Patents

半導体装置

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JPH05283611A
JPH05283611A JP4075025A JP7502592A JPH05283611A JP H05283611 A JPH05283611 A JP H05283611A JP 4075025 A JP4075025 A JP 4075025A JP 7502592 A JP7502592 A JP 7502592A JP H05283611 A JPH05283611 A JP H05283611A
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JP
Japan
Prior art keywords
layer wiring
semiconductor chip
wiring
insulating film
bypass capacitor
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Withdrawn
Application number
JP4075025A
Other languages
English (en)
Inventor
Masahiro Niimori
正洋 新森
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.)
NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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Publication date
Application filed by NEC Corp filed Critical NEC Corp
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    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10WGENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10W44/00Electrical arrangements for controlling or matching impedance
    • H10W44/601Capacitive arrangements

Landscapes

  • Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
  • Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
  • Semiconductor Memories (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】内部回路から発生する電源ノイズを低減するた
めのバイパスコンデンサを、半導体チップ内部に形成し
てシステムの小型化およびノイズ低減能力の向上を図
る。 【構成】多層配線構造の半導体チップの外周に沿って、
層間絶縁膜4の一部に薄い層間絶縁膜4aを設けて、対
向する下層配線3と上層配線6とをそれぞれ電源配線と
接地電位配線として、バイパスキャパシタとする。 【効果】半導体チップの面積を増加することなく、電源
ノイズを低減するための大きな容量値をもつバイパスキ
ャパシタを形成することができる。従来半導体チップの
外部に実装していたキャパシタを削減して、システムを
小型化することができる。半導体チップ内部にバイパス
コンデンサを形成することにより、電源ノイズ低減効果
が向上するとともに、EMI(電波雑音干渉)発生の低
減を図ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は多層配線構造の半導体集
積回路における容量素子に関するものである。
【0002】
【従来の技術】半導体チップをプリント基板に実装する
とき、半導体チップに隣接してキャパシタ(コンデン
サ)が実装される。半導体チップ内部で発生したノイズ
が誤動作を引き起こすのを防ぐためである。これはバイ
パスキャパシタと呼ばれている。
【0003】C−MOSスィッチに用いられるバイパス
キャパシタについて、図4(a)〜(c)を参照して説
明する。
【0004】図4(a)および(b)に示すように入力
信号VINがローレベルからハイレベルに変化する瞬間
に、PチャネルFETQ1 およびNチャネルFETQ2
が同時に導通する。電源VDDとGNDとの間に、FET
1 ,Q2 のソース−ドレイン電流が流れる。この電流
が電源ラインに流れ込んで、電源ラインのインピーダン
スによって電圧変動が生じる。これが内部回路で生じる
スィッチングノイズである。特に高速動作のときにノイ
ズ発生が大きく、半導体集積回路の誤動作の原因にな
る。
【0005】そのため半導体チップをプリント基板に実
装するとき、図4(c)に示すように半導体チップIC
1 ,IC2 のそれぞれに隣接して、容量0.01〜1μ
FのバイパスキャパシタC1 ,C2 を電源VDDとGND
との間に実装して電源ノイズを抑制する。高周波電流が
電源ラインをバイパスしてキャパシタC1 ,C2 の充放
電によって供給される。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】バイパスキャパシタを
半導体チップに隣接して実装しても、半導体チップから
の電源ラインのインピーダンスよりもバイパスキャパシ
タのインピーダンスを小さくしなければならない。バイ
パス効果が得られないと、ノイズを低減することができ
ないので、3cm以下の配線で接続しなければならな
い。
【0007】そのため、1個のバイパスキャパシタで複
数の半導体チップのノイズを低減することはできない。
充分にノイズを低減するには、半導体チップ1個毎に3
cm以内のところに実装する必要がある。特に高速動作
を行なうシステムにおいては、バイパスコンデンサによ
って構成部品数が増加して、システムの小型化が困難に
なっている。
【0008】その対策として、半導体チップの内部に
0.01〜1μFという大容量のバイパスキャパシタを
形成するのは、現状では極めて実現性に乏しかった。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明の半導体集積回路
は、半導体基板の一主面上の外周部に沿って形成された
接地電位配線および電源配線となる下層配線および上層
配線が、薄い絶縁膜または高誘電率膜からなる層間絶縁
膜を挟んで対向して容量素子を構成しているものであ
る。
【0010】
【実施例】本発明の第1の実施例について、図1(a)
および(b)の平面図および、図1(a)のA−B断面
図である図1(c)を参照して説明する。
【0011】半導体チップのコーナー部を模式的に示す
図1(a)において、半導体基板1の周辺部にはボンデ
ィングパッドCが形成され、その内側に下層配線と上層
配線とがオーバーラップしたキャパシタ部Dが形成され
ている。このキャパシタ部Dは図1(b)に示すよう
に、半導体チップである半導体基板1の外周に沿って形
成されている。
【0012】図1(c)において半導体基板1の外周か
ら順にボンディングパッドC、キャパシタ部D、内部の
上下層配線分離部Eが形成されている。ここで下層配線
3と上層配線6とに挟まれた層間絶縁膜4は、キャパシ
タ部Dで薄くなっている。キャパシタ部Dでは、薄い層
間絶縁膜4aを容量絶縁膜とし、下層配線3および上層
配線6はそれぞれ電源配線および接地電位配線となっ
て、バイパスコンデンサを構成している。
【0013】このバイパスコンデンサの形成方法につい
て、図2(a)〜(c)を参照して説明する。
【0014】はじめに図2(a)に示すように、拡散層
形成済みの半導体基板1上に形成された酸化膜2上に例
えば厚さ1μmのAl(アルミニウム)をスパッタして
から、レジスト(図示せず)をマスクとして選択エッチ
ングすることにより、下層配線3を形成する。下層配線
3によって拡散層(図示せず)との間の接続が行なわれ
ている。つぎにCVD法により厚さ1μmの酸化膜から
なる層間絶縁膜を堆積してから、レジスト5をパターニ
ングする。
【0015】つぎに図2(b)に示すように、レジスト
5をマスクとして層間絶縁膜4をエッチングしたのち、
CVD法により厚さ15nmの酸化シリコン膜からなる
容量絶縁膜4bを堆積する。
【0016】つぎに図2(c)に示すように、厚さ1μ
mのアルミニウムからなる上層配線6を形成したのち、
厚さ1μmの表面保護膜7を形成する。このとき半導体
基板1上の能動素子に接続された下層配線3に対して、
上層配線6の接続が行なわれている。
【0017】本実施例において、例えば11mm角の半
導体チップの周辺において、4辺に長さ10mmのキャ
パシタを形成する。幅450μmにわたって、厚さ15
nmの薄い酸化シリコン膜を形成すると、容量値が0.
04μFの実用に耐えるバイパスキャパシタが得られ
る。しかも半導体チップ面積はほとんど増加しない。
【0018】通常、電源配線および接地電位配線は半導
体チップの外周に沿って、それぞれ幅200μm、間隔
50μmの同一配線層で形成されている。合計200μ
m×2本+50μm=450μmの幅をもっている。本
実施例ではこの幅でバイパスキャパシタを形成すること
ができるので、半導体チップ面積の拡大を伴なうことな
く、効果的なノイズ低減を行なうことができる。
【0019】つぎに第2の実施例について、図3(a)
を参照して説明する。
【0020】本実施例においては、下層配線3にスリッ
トを形成したのち、容量絶縁膜4bおよび表面保護膜7
を形成した。下層配線3の側壁も容量となるので、例え
ば厚さ1μmの下層配線3に幅1μmのスリットを形成
することにより、約30%大きな容量をもつバイパスキ
ャパシタを得ることができる。容量絶縁膜の膜厚と誘電
率、そして長さと幅とを設定することにより、0.1μ
F以下の任意の容量値を得ることができる。
【0021】つぎに本発明の第3の実施例について、図
3(b)を参照して説明する。
【0022】本実施例においては、下層配線3と上層配
線6との間に選択的に高誘電率膜4cを形成して容量絶
縁膜とする。例えば窒化シリコン膜を用いると、酸化シ
リコン膜の比誘電率3.9に対して、窒化シリコン膜の
比誘電率は7.5と約1.9倍の容量値を得ることがで
きる。また容量部のみに選択的に高誘電率膜を形成する
ことにより、厚い層間絶縁膜4で分離された領域には高
周波特性などに影響を与えることがない。
【0023】
【発明の効果】下層配線および上層配線が層間絶縁膜を
挟んで対向して容量素子を構成している。半導体チップ
の外周に沿って、電源配線および接地電位配線となる下
層配線および上層配線を対向させる。層間絶縁膜を局部
的に薄くするか、高誘電率膜とすることによりノイズ低
減のためのバイパスキャパシタを構成する。
【0024】従来半導体チップに隣接して実装してい
た、0.01〜1μFの大容量のキャパシタを半導体チ
ップの内部に形成することができる。プリント基板上の
構成部品数を減らして、システムの小型化を図ることが
できる。
【0025】バイパス効果を上げるには、可能な限りノ
イズ発生源である半導体チップ内の回路に近づける必要
がある。半導体チップの面積を増加させることなく内部
にキャパシタを形成して、理想的なバイパス効果を得る
ことができる。
【0026】さらに電源配線と接地電位配線とを対向さ
せることにより電流ループを作ることなく、最も効率的
にEMI(electromagnetic inte
rference)を低減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a),(b)は本発明の第1の実施例を示す
平面図である。(c)は(a)のA−B断面図である。
【図2】本発明の第1の実施例を工程順に示す断面図で
ある。
【図3】(a)は本発明の第2の実施例を示す断面図で
ある。(b)は本発明の第3の実施例を示す断面図であ
る。
【図4】(a)はCMOSスィッチの回路図である。
(b)はCMOSスィッチの波形を示すグラフである。
(c)は従来の半導体チップをプリント基板に実装した
半導体集積回路を示す模式図である。
【符号の説明】
1 半導体基板 2 酸化膜 3 下層配線 4 層間絶縁膜 4a 容量絶縁膜 4b 高誘電率膜 5 レジスト 6 上層配線 7 表面保護膜 8 プリント基板 C ボンディングパッド D キャパシタ部 E 上・下層配線分離部 VDD 電源 VIN 入力信号 VOUT 出力信号 Q1 PチャネルFET Q2 NチャネルFET C1 ,C2 バイパスキャパシタ IC1 ,IC2 半導体チップ

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 半導体基板の一主面上に形成された下層
    配線および上層配線が層間絶縁膜を挟んで対向して容量
    素子を構成している半導体装置。
  2. 【請求項2】 層間絶縁膜が薄くなった領域を挟んで下
    層配線および上層配線が容量素子を構成している請求項
    1記載の半導体装置。
  3. 【請求項3】 層間絶縁膜の一部が高誘電率膜からな
    り、前記高誘電率膜が下層配線および上層配線に挟まれ
    て容量素子を構成している請求項1記載の半導体装置。
  4. 【請求項4】 容量素子を構成している下層配線および
    上層配線が、電源配線および接地配線になっている請求
    項1記載の半導体装置。
  5. 【請求項5】 容量素子を構成している下層配線および
    上層配線が半導体基板の一主面の外周に形成されている
    請求項1記載の半導体装置。
JP4075025A 1992-03-31 1992-03-31 半導体装置 Withdrawn JPH05283611A (ja)

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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0993045A1 (en) * 1998-10-07 2000-04-12 Hewlett-Packard Company Integrated circuit die with directly coupled noise suppression
US6121645A (en) * 1996-06-26 2000-09-19 Oki Electric Ind Co Ltd Noise-reducing circuit
US6417533B2 (en) 2000-03-24 2002-07-09 Nec Corporation Semiconductor device having capacitor which assures sufficient capacity without requiring large space and method of producing the same
US7030030B2 (en) 1999-04-30 2006-04-18 Renasas Technology Corp. Method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device having a plurality of wiring layers and mask-pattern generation method
JP2014157970A (ja) * 2013-02-18 2014-08-28 Denso Corp 半導体集積回路
WO2025023044A1 (ja) * 2023-07-24 2025-01-30 ローム株式会社 半導体装置、電源装置及び車両

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6121645A (en) * 1996-06-26 2000-09-19 Oki Electric Ind Co Ltd Noise-reducing circuit
EP0993045A1 (en) * 1998-10-07 2000-04-12 Hewlett-Packard Company Integrated circuit die with directly coupled noise suppression
SG73610A1 (en) * 1998-10-07 2002-01-15 Agilent Technologies Inc Integrated circuit die with directly coupled noise suppression and/or other device
US7030030B2 (en) 1999-04-30 2006-04-18 Renasas Technology Corp. Method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device having a plurality of wiring layers and mask-pattern generation method
US6417533B2 (en) 2000-03-24 2002-07-09 Nec Corporation Semiconductor device having capacitor which assures sufficient capacity without requiring large space and method of producing the same
JP2014157970A (ja) * 2013-02-18 2014-08-28 Denso Corp 半導体集積回路
WO2025023044A1 (ja) * 2023-07-24 2025-01-30 ローム株式会社 半導体装置、電源装置及び車両

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A300 Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 19990608