JPS63114247A - 半導体装置 - Google Patents

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〕 この発明は、金属膜／高誘電体膜／金属膜の組合せから
なる。いわゆるエム　アイ　エム（Ｍｌに。

Ｍｅｔａｌ−Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ−Ｍｅｔａｌ）容量を
備えた半導体装置に関し、さらに詳しくは、半導体基板
上に積層形成されるＨＩＭ容量の一方の電極を、基板貫
通孔を埋める接地金属層によりグランドに接地させるよ
うにした半導体装置において、回路構造の小型化のため
の改良に係るものである。

〔従来の技術〕

従来例によるこの種のＨＩＭ容量を備えた半導体装置の
概要構成を第２図に示す。

すなわち、この第２図において、符号ｌは半導体基板、
１ａはこの半導体基板ｌに表面側と裏面側とを貫通して
穿設された貫通孔である。また、２゜３、および４は前
記半導体基板１上に順次に形成された下地金属膜、高誘
電体膜、および上地金属膜であり、これらの下地、上地
両金属膜２．４間に静電容量が形成されている。さらに
、５は前記半導体基板ｌの裏面全面から貫通孔ｌａ内を
埋めて表面一部に被着形成され、前記下地金属膜２に電
気的に接続された接地金属層であって、グランドに接地
されている。

しかして、前記容量は、概括的に第３図構成となって、
マイクロ波集積回路のスタブ回路に良く利用される。つ
まり、一般にこの種のショートスタブは、マイクロスト
リップ線路の末端に周波数に適合した比較的容量の大き
なＸＩ）Ｉ容量を設け、かつこれをグランドに接地させ
て構成するのである。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、一方で、前記のように構成されるＭＩＭ
容量を備えた半導体装置の場合、ショートスタブを比較
的多く用いるマイクロ波回路においては、　ＭＩＸ容量
の占める面積が大きくなり、かつまた数ＧＨｚ程度のマ
イクロ波回路においては、そのショートスタブのにＩＮ
容量として、数十ｐＦという大きな容量を用いなければ
ならず、これに適合するＭＩＸ容量を形成するのには、
より一層大きな面積が必要になるなどの問題点を有する
ものであった。

従って、この発明の目的とするところは、従来例装置で
のこのような問題点に鑑み、にＩＮ容量構造を可及的に
小型化し得るようにした。この種の半導体装置を提供す
ることである。

〔問題点を解決するための手段〕

前記目的を達成させるために、この発明に係る半導体装
置は、半導体基板に穿設される貫通孔の裏面側の一部を
グランドとの接地金属層によって埋め込み、かつ表面側
の貫通孔内部を利用して必要とされるＨＩＭ容量を形成
させるようにしたものである。

〔作　　　用〕

すなわち、この発明においては、このように半導体基板
に穿設される貫通孔の裏面側の一部をグランドとの接地
金属層によって埋め込むと共に、表面側の貫通孔内部に
ＸＩに容量を形成させることで、半導体基板面に大きな
面積を占めていたＭｌに容量を、比較的面積範囲の小さ
い貫通孔内を含んで形成できることになり、これによっ
て、回路構成の大幅な小型化を達成し得るのである。

〔実　施　例〕

以下、この発明に係るＭＩ１４容量を備えた半導体装置
の一実施例につき、第１図を参照して詳細に説明する。

第１図はこの実施例構造を適用したＨＩＭ容量の概要構
成を模式的に示す断面図である。

すなわち、この第１図に示す実施例構造おいても、符号
１１は半導体基板、ｌｌａはこの半導体基板ＩＩに表面
側と裏面側とを貫通して穿設された貫通孔である。

しかして、前記半導体基板１１には、その裏面全面から
貫通孔１１ａ内の裏面側一部、こ−では裏面側のお＼よ
そ半分を埋めて接地金属層１２が被着形成されており、
この接地金属層１２はグランドに接地されている。

また、前記半導体基板１１の一部表面１表面側のお−よ
そ半分を占める貫通孔１１ａの内面、および貫通孔１１
ａ内での接地金属層１２の表面を、一連の下地金属膜１
３により被覆して、これらの接地金属層１２と下地金Ｐ
Ａ膜１３とを接続させ、また、この下地金属膜１３上を
半導体基板１１の一部表面にかけて高誘電体膜１４によ
り被覆し、さらに、この高誘電体膜１４上を同様に半導
体基板１１の一部表面にかけて上地金属膜１５により被
覆して、これらの下地金属ｌ１９１３．高誘電体１１９
１４．および上地金属膜１５により　［Ｍ容量を構成し
たものである。

従って、この実施例構造によるＨＩＭ容量では、その所
要面積の大部分が半導体基板の貫通孔内にあるように形
成するために、半導体基板面で１４１に容量の占める平
面的な面積を低減し得られ、結果的に回路構成の大幅な
小型化を達成できるのである。

〔発明の効果〕

以上詳述したように、この発明によれば、半導体基板に
形成された表面側と裏面側とを貫通する貫通孔に対し、
この貫通孔の少なくとも一部を、基板裏面に被着した接
地金属層により埋め込んだ一部で、半導体基板の一部表
面１貫通孔の内面、および貫通孔内の接地金属層表面を
一連の下地金属膜により、かつこの下地金属膜上を高誘
電体膜により、さらにこの高誘電体膜上を下地金属膜に
よりそれぞれに被覆することで、主に貫通孔内部を利用
し、これらの下地金属膜、高誘電体膜、および上地金属
膜によりＨＩＭ容量を構成させたので。

従来例の場合、半導体基板の表面部に所定面積を占めて
形成されていた容量構造を、その所要面積の大部分が半
導体基板の貫通孔内にあるように形成でき、半導体基板
面でＭＩＸ容量の占める平面的な面積を、効果的かつ十
分に低減し得られ、これによって半導体基板面での平面
的な面積を増加させずに、実効的な容量面積を□広くで
き、結果的に装置構成の高集積化２回路構成の大幅な小
型化が可能になり、しかも構造的にも比較的簡単であっ
て、容易に実施できるなどの優れた特長を有するもので
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に係る半導体装置の一実施例を適用し
たにＩＭ容量の概要構成を模式的に示す要部断面図であ
り、また第２図は従来例による同上ＭＩＭ容量の概要構
成を模式的に示す要部断面図、第３図は同上ＸＩＮ容量
を用いたショートスタブ回路の一例を示す平面説明図で
あ、る。 １１・・・・半導体基板、　ｌｌａ・・・・基板貫通孔
、１２・・・・接地金属層、１３・・・・下地金属膜、
１４・・・・高誘電体膜、１５・・・・上地金属膜。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 半導体基板の表面側と裏面側とを貫通する貫通孔を有し
   、この貫通孔の少なくとも一部を基板裏面に被着した接
   地金属層により埋め込むと共に、前記半導体基板の一部
   表面、貫通孔の内面、および貫通孔内の金属層表面を一
   連の下地金属膜により被覆し、またこの下地金属膜上を
   高誘電体膜により被覆し、さらにこの高誘電体膜上を上
   地金属膜により被覆し、これらの下地金属膜、高誘電体
   膜、および上地金属膜によつて容量を構成したことを特
   徴とする半導体装置。