JPS6184048A - 集積回路装置 - Google Patents

集積回路装置

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JPS6184048A
JPS6184048A JP59206542A JP20654284A JPS6184048A JP S6184048 A JPS6184048 A JP S6184048A JP 59206542 A JP59206542 A JP 59206542A JP 20654284 A JP20654284 A JP 20654284A JP S6184048 A JPS6184048 A JP S6184048A
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JP
Japan
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electrode
capacitance
type
insulating film
semiconductor substrate
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Pending
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JP59206542A
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English (en)
Inventor
Soichi Ito
伊藤 荘一
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NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10DINORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
    • H10D84/00Integrated devices formed in or on semiconductor substrates that comprise only semiconducting layers, e.g. on Si wafers or on GaAs-on-Si wafers
    • H10D84/201Integrated devices formed in or on semiconductor substrates that comprise only semiconducting layers, e.g. on Si wafers or on GaAs-on-Si wafers characterised by the integration of only components covered by H10D1/00 or H10D8/00, e.g. RLC circuits
    • H10D84/204Integrated devices formed in or on semiconductor substrates that comprise only semiconducting layers, e.g. on Si wafers or on GaAs-on-Si wafers characterised by the integration of only components covered by H10D1/00 or H10D8/00, e.g. RLC circuits of combinations of diodes or capacitors or resistors
    • H10D84/212Integrated devices formed in or on semiconductor substrates that comprise only semiconducting layers, e.g. on Si wafers or on GaAs-on-Si wafers characterised by the integration of only components covered by H10D1/00 or H10D8/00, e.g. RLC circuits of combinations of diodes or capacitors or resistors of only capacitors

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  • 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】 (産業上の利用分野) 本発明は集積回路装置に関し、特に容量素子を含む集積
回路装置に関する。
(従来の技術) 従来より、集積回路装置には、電位安定化の九めに容量
素子が広く用いら几ている。こ九には、PN接合を逆バ
イアス状態で用いる接合容量形のものと、チップ面上に
2NfIVC積上げた電極の間に薄い絶縁膜を挾み込ん
だものとがあり、更にチップ面上の占積効率を良くする
ために、前記のものを複合し九タイプのものも用いられ
ている。これらの容量素子は、一般に、その電極部に寄
生容量を伴う。
第7図(a) 、 (blは半導体装置の容量素子の一
例の模式的断面図及びその等価回路図である。
P型半導体基板11cN型埋込み層2.N型領域3、P
型分離層4.P型領域5.N型領域6.絶縁膜7.端子
9,10.11を設けたとき、図示するように、端子9
,10間で並列接続する接合容量C1,C2が得られ、
端子10と端子11との間には接合容量C3が得られる
、接合容量C3が寄生容量である。
通常、基板には、そのチップの回路の最低電位が与えら
几、従って寄生容量C3は、最低電位との間に形成され
る容量である。従って、回路上、最低電位との間に容量
を挿入したい時は、端子9゜11を最低電位とし、端子
10との間の容tit利用すルば、容tc11c2.C
3の並列接続になるので、面積効率の良い容量素子が得
られる。そして、従来より、電位安定化のために用いら
れてきた容量素子では、前述の如く容量素子に寄生する
容量Czf並列に加えることによって面積効率を良くし
てきている。
しかしながら、−万では、寄生容量C3が付加すること
が逆に好ましくない場合もある。例えば、第8図に示す
T2L回路では、工〈知られているように、容tC<f
スピードアンプコンデンサトシて用いるが、この場合、
寄生容量C5は、入力容量と等価であり、動作速度を遅
くする方向に作用し、まに寄生容量C6は、出力トラン
ジスタQ1のベース電位v1の電位変化を妨げ、こ几も
また動作速度を遅くする。
これら動作速[1−遅くする方向に作用する寄生容量の
大きさは、トラ/ラスタ等に伴われる寄生容量値に比し
て十分に小さければもとより大した問題はなく、従来の
、消費電力が犬きく、従って駆動イ/ピーダ/スが小さ
いTL回路に於ては特に入力容量と等価である寄生容@
C5をさほど問題にはしなかった。
(発明が解決しようとする問題点) しかし、トラ/2スタ等の素子の小形化による低電力、
高速化に伴い、スピードアップコ/デ/すの容量値をさ
ほど犬きくしなくてもスピードアップの効果が得らnる
工うになる反面、寄生容量を相応に小さく抑えないと、
低電力化されているために駆動インビーダノスが高く、
その効果が得ら九ないという問題が起る。
本発明の目的は、上記欠点を除去し、寄生容量が小さい
容量素子を有する集積回路装置を提供することにある。
(問題点を解決するための手段〉 本発明の集積回路装置は、−導電型半導体基板に少くと
も一つの反対導電型領域を設けて形成される容量素子を
有する集積回路装置において、前記容量素子の電極対の
少くとも一方の電極と前記半導体基板との間に、導電系
の接続による電位が印加されない領域が配置されている
ことを特徴として構成嘔れる。
(実施例) 次に、本発明の実施例について図面を用いて説明する。
第1図は本発明の第1の実施例の模式的断面図である。
P型半導体基板1にN型領域3.P型分離層4゜P型領
域5.N型領域6.絶縁膜7.上層の電極8を設ける。
N型領域6と電極8との間の絶縁膜13によって容量C
9を形成する。N型領域6は電極12に引出される。こ
の時、外部から強制的に電位が加えられていないP型領
域5とN型領域3、及び回路上の最低電位が与えられる
P型半導体基板1の存在によII)、N型領域6とP型
領域5との間に空乏層による容量C8が形成され、また
N型領域3とP型半導体基板1との間にも空乏層による
容量C7が形成され、こ几らはN型領域3とP型半導体
基板1との間に直列に形成さルるのでその間の容量値、
すなわち電極12と回路上の最低電位間に寄生する容量
値を低減することができる。尚、P型半導体基板1と電
極12との間に電圧が印加された時のP型領域5及びN
型領域3の電位は、印加電圧の容量分割によって定まる
が、その容1c7.e11の値は″1友印加電圧に依存
する空乏層の大きさによって決まるので当該電圧値を求
めるのは一般に複雑である。また、P型領域5とN型領
域3との間にはPN接合ダイオードDが形成されており
、両領域の電位差に依存するイノビーダンスで相互に導
通している。
第2図は本発明の第2の実施例の模式的断面図である。
第2の実施例は、電極8の上に絶縁膜14を設けて容量
媒体とし、その上に電極15を設けて、電極8と電極1
5との間に容量C1Oを形成したものである。その他は
第1の実施例とほぼ同じである。
この第2の実施例において、電極8とP型半導体基板1
との間の寄生容量は、接合容量C7,C[1と、絶縁膜
7が形成する容量C9との直列接続によって低減される
第3図は本発明の第3の実施例の模式的断面図である。
この実施例は、第1の実施例におけるN型領域6とP型
領域5とを持たない構造である。容量C9と07とが直
列接続されるので電極12と半導体基板lとの間の寄生
容量は低減逼れる。上記第2゜第3の実施例の両方にお
いて、N型領域3,6゜P型領域5は外部から強制的に
電位が加えられていない領域であることは言うまでもな
い。尚、第2図の第2の実施例のダイオードDは第1図
のダイオードDで説明したのと同様である。
第4図は本発明の第4の実施例の模式的断面図である。
この実施例は、アイソプレーナ構造の場合を示すもので
、電極26と電極28との間の絶縁膜27を容量媒体と
して容flc1sを形成し、電極26は電極29に引出
される。この構造において、絶縁膜25は第1図、第2
図に示した絶縁膜13,7エりも通常厚く、従って同郷
が形成する寄生容量成分014はかなり不妊い。このた
めその下のN型領域22及びP型半導体基板21との間
に形成される接合容t013との直列接続で決まる、電
極29とP型半導体基板21との間の寄生容量は、大幅
に小さくすることができる。尚、この実施例に於てもN
型領域22は、外部から強制的に電位が加えらnでおら
ず、まt同領域はその両側に示すN型領域24と同一工
程で形成されるものである。
更に、上述した如く絶縁膜25は厚いので、特にN型領
域22を省き、同領域がP型半導体基板21そのもので
あっても電極29とP型半導体基板21との間の寄生容
量削減効果は大きい。
第5図は本発明の第5の実施例の模式的断面図である。
この実施例は、第4図の絶縁膜25とほぼ同等の厚さの
絶縁膜45t−有するものであるが、絶縁膜45の形成
方法が異なっており、またN型領域42はエピタキシャ
ル層であり、それに隣接するN型領域44はN型領域4
2エリも高7塁度のN型不純物を有する領域である。そ
れ以外の本発明に係わる本質的な機能は第4図のものと
同等である。
すなわち第5図の41.46,47,48.49は、そ
れぞnそ几から20を引いた第4図の21゜26.27
,28.29に対応し、第4図の実施例と同様、電極4
9とP型半導体基板41間に形成される寄生8W’rを
大幅に小さくすることができる。
尚、以上の第2図〜第5図に於て説明した、外部から強
制的1c電位が加えられない領域の電位は、いづ扛も詳
生容惜として作用するとき、その寄生容量両端の電圧の
容量分割にて定まることは言うまでもない。
さて、以上では、本発明による容lを形成する′r11
mの一端と対半導体基板間に形成される寄生容度低減効
果を諸実流側で述べてキ友が、本発明のもう一つの特徴
は、もう−万〇省極とその上層配線との間に形成される
寄生容量削減のための方法を同時に提供することである
。すなわち多層配線で形成される集積回路テップに於て
、第1図の電極8,12.第2図の電極15,12.第
4図の電極28,29.第5図の電極48.49の上部
に、当該電極と同電位でない配線を設置しないか、又は
設置する場合、当該各電極の上層配線層のうち、1層を
隔てfc2層目以上の配線層にてそれを行うことにより
、上層配線との間に形成さnる寄生容量を低減すること
ができる。
第6図は本発明の第6の実施例の模式的断面図である。
この実施例は第4図に示す第4の実施例の構造に上述の
寄生容量低減の構造を加えたものである。
電極28′を電極28と同一層に同じ材料で形成し、そ
の上に絶縁膜35を形成する。絶縁膜35に開孔を設け
て、上層第1層目配線36f!:設け、電極28.28
’と接続する。更に、その上に絶縁膜37を設けて開孔
し、上層第2層目配線38゜38′を形成する。配線3
8′は上層第1層目配線36と接続する。−万、配線3
8は、容量を形成する電極28の上部’に!い、従って
、そnらの間に寄生容量C16が伴わルるが、同容歇の
媒体は層間絶縁膜35.及び37の2層!S造になって
おり、従って蚕生容黴C16を小ぜく抑えている。同媒
体部絶縁膜層が、更に上層間絶縁膜t?積むことで厚く
なれば更にそれだけ寄生容量が不埒くなることは明白で
あり、又、上層第2層目配線38゜あるいは更にその上
層の配線が電極28.29上を覆っていなければ、実質
的に容量C16が消滅することも明らかである。
(発明の効果) 以上説明したように、本発明によれば、寄生容量の小路
い容量素子が得られ、集積回路に於て従来以上に容量素
子の適用範囲を広めることができる効果が得らnる。
【図面の簡単な説明】
第1図乃至第6図は本発明の第1乃至第6の実施例の模
式的断面図、第7図(a) 、 fb)は従来の半導体
装置の容量素子の一例の模式的断面図及びその等価回路
図、第8図は従来のTL 回路の一例の回路図である。 1・・・・・・P型半導体基板、2・・・・・・N型埋
込み層、3・・・・・・N型領域、4・・・・・・P型
分離層、5・・・・・・P型領域へ 6・・・・・・N
型領域、7・・・・・・絶縁膜、8・・・・・・電極、
9,10.11・・・・・・端子、12・・・・・・電
極、13゜14・・・・・・絶縁膜、15・・・・・・
電極、21・・・・・・P型半導体基板、22・・・・
・・N型領域、24・・・・・・N型領域、25・・・
・・・絶縁膜、26・・・・・・電極、27・・・・・
・絶縁膜、28.28’  、29・・・・・・電極、
35.36・・・・・・上層第1層目配線、37・・・
・・・絶縁膜、38.38’・・・・・・上層第2層目
配線、41・・・・・・P型半導体基板、42・・・・
・・N型領域、44・・・・・・N型領域、45・・・
・・・絶縁膜、46・・・・・・電極、47・・・・・
・絶縁膜、48゜49・・・・・・電極、01〜C16
・・・・・・容量、D・・・・・・ダイオード。 第1図 竿zTif 年3田 ¥4図 栢左旧 卆 2 列

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)一導通型半導体基板に少くとも一つの反対導電型
    領域を設けて形成される容量素子を有する集積回路装置
    において、前記容量素子の電極対の少くとも一方の電極
    と前記半導体基板との間に、導電系の接続による電位が
    印加されない領域が配置されていることを特徴とする集
    積回路装置。
  2. (2)容量素子の電極の上層に該電極の上層第1層目配
    線が存在しない特許請求の範囲第(1)項記載の集積回
    路装置。
JP59206542A 1984-10-02 1984-10-02 集積回路装置 Pending JPS6184048A (ja)

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JP59206542A JPS6184048A (ja) 1984-10-02 1984-10-02 集積回路装置

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7557428B2 (en) 2005-01-18 2009-07-07 Kawasaki Microelectronics, Inc. Semiconductor integrated circuit having a reduced parasitic capacitance and short start-up time
CN101866919A (zh) * 2009-04-15 2010-10-20 中国台湾积体电路制造股份有限公司 集成电路结构
JP2013546237A (ja) * 2010-10-15 2013-12-26 ザイリンクス インコーポレイテッド 集積回路における同調可能な共振回路

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US7557428B2 (en) 2005-01-18 2009-07-07 Kawasaki Microelectronics, Inc. Semiconductor integrated circuit having a reduced parasitic capacitance and short start-up time
CN101866919A (zh) * 2009-04-15 2010-10-20 中国台湾积体电路制造股份有限公司 集成电路结构
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