(57)【要約】  半導体装置は、第１導電型の半導体基板（１０１）中に形成された積層領域（１０４）と、半導体基板上に層間絶縁膜（１０５）を介して形成され、積層領域の上方に配置された電極パッド（１０６）とを有している。積層領域は、第１の不純物拡散領域（１０２）と、第１の不純物拡散領域上に形成された第２の不純物拡散領域（１０３）と、第１の不純物拡散領域上に形成され第２の不純物拡散領域の周囲を覆う第３の不純物拡散領域（１０２ｘ）とを含む。第１の不純物拡散領域及び第３の不純物拡散領域の導電型は、第２導電型であり、第２の不純物拡散領域の導電型は、第１導電型である。第３の不純物拡散領域の不純物濃度は、第１の不純物拡散領域の不純物濃度よりも高く、第３の不純物拡散領域は、一定電位に固定された端子と電気的に接続されている。
2009107182.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１導電型の半導体基板中に形成された積層領域と、
前記半導体基板上に層間絶縁膜を介して形成され、前記積層領域の上方に配置された電極パッドとを備え、
前記積層領域は、
第１の不純物拡散領域と、
前記第１の不純物拡散領域上に形成された第２の不純物拡散領域と、
前記第１の不純物拡散領域上に形成され前記第２の不純物拡散領域の周囲を覆う第３の不純物拡散領域とを含み、
前記第１の不純物拡散領域及び前記第３の不純物拡散領域の導電型は、第２導電型であり、
前記第２の不純物拡散領域の導電型は、前記第１導電型であり、
前記第３の不純物拡散領域の不純物濃度は、前記第１の不純物拡散領域の不純物濃度よりも高く、
前記第３の不純物拡散領域は、一定電位に固定された端子と電気的に接続されていることを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
請求項１に記載の半導体装置において、
前記層間絶縁膜中に形成され、前記端子と電気的に接続する配線をさらに備え、
前記第３の不純物拡散領域は、前記配線と電気的に接続され、
前記配線は、前記電極パッドの形成領域よりも外側の領域に配置されていることを特徴とする半導体装置。
【請求項３】
請求項１に記載の半導体装置において、
前記半導体基板中に形成され、前記積層領域の周囲を囲う絶縁膜をさらに備えていることを特徴とする半導体装置。
【請求項４】
請求項１に記載の半導体装置において、
前記半導体基板中に形成され、前記積層領域の周囲を囲う導電膜をさらに備えていることを特徴とする半導体装置。
【請求項５】
請求項４に記載の半導体装置において、
前記導電膜は、一定電位に固定された導電膜用端子と電気的に接続されていることを特徴とする半導体装置。
【請求項６】
請求項５に記載の半導体装置において、
前記層間絶縁膜中に形成され、前記端子と電気的に接続する配線をさらに備え、
前記第３の不純物拡散領域は、前記配線と電気的に接続され、
前記配線は、前記電極パッドの形成領域よりも外側の領域に配置されていることを特徴とする半導体装置。
【請求項７】
請求項５に記載の半導体装置において、
前記第３の不純物拡散領域の電位は、第１の電位であり、
前記導電膜の電位は、前記第１の電位とは異なる第２の電位であることを特徴とする半導体装置。
【請求項８】
請求項７に記載の半導体装置において、
前記導電膜から漏れるノイズ信号を検出する検出手段と、
前記検出手段で検出されたノイズ信号に基づいて、前記第３の不純物拡散領域の電位を前記第１の電位に制御する制御手段と、
前記検出手段で検出されたノイズ信号に基づいて、前記導電膜の電位を前記第２の電位に制御する制御手段とをさらに備えていることを特徴とする半導体装置。
【請求項９】
請求項１〜８のうちいずれか１項に記載の半導体装置において、
前記電極パッドは、入力用電極パッド又は出力用電極パッドであることを特徴とする半導体装置。
【請求項１０】
請求項１〜９のうちいずれか１項に記載の半導体装置において、
デジタル的にスイッチングする回路と、
減衰回路とをさらに備え、
前記減衰回路は、前記デジタル的にスイッチングする回路の後段に接続され、
前記電極パッドは、前記減衰回路の後段に接続されていることを特徴とする半導体装置。
【請求項１１】
請求項１〜９のうちいずれか１項に記載の半導体装置において、
デジタル的にスイッチングする回路と、
増幅回路とをさらに備え、
前記増幅回路は、前記デジタル的にスイッチングする回路の後段に接続され、
前記電極パッドは、前記増幅回路の後段に接続されていることを特徴とする半導体装置。
【請求項１２】
請求項１０又は１１に記載の半導体装置と、
前記半導体装置に接続され、前記電極パッドからの信号が入力される増幅器と、
前記増幅器に接続され、前記増幅器からの信号を電波として外部に送信するアンテナとを備えていることを特徴とする無線回路装置。
【請求項１３】
第１導電型の半導体基板上に層間絶縁膜を介して形成された電極パッドであって、
前記電極パッドは、前記半導体基板中に形成された積層領域の上方に配置され、
前記積層領域は、第１の不純物拡散領域と、前記第１の不純物拡散領域上に形成された第２の不純物拡散領域と、前記第１の不純物拡散領域上に形成され前記第２の不純物拡散領域の周囲を覆う第３の不純物拡散領域とを含み、
前記第１の不純物拡散領域及び前記第３の不純物拡散領域の導電型は、第２導電型であり、
前記第２の不純物拡散領域の導電型は、前記第１導電型であり、
前記第３の不純物拡散領域の不純物濃度は、前記第１の不純物拡散領域の不純物濃度よりも高く、
前記第３の不純物拡散領域は、一定電位に固定された端子と電気的に接続されていることを特徴とする電極パッド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電極パッドを有する半導体装置及びこれを備えた無線回路装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
システムオンチップ（ＳＯＣ）のように、一つのＩＣチップ内にデジタル信号回路、アナログ信号回路、及び高周波信号回路等の複数種類の信号回路が集積化された半導体装置においては、これらの回路ブロック間の相互作用、及びこれらの回路ブロックと入力用（又は出力用）電極パッドとの相互作用によって、デバイス特性が劣化する。その中でも特に、デジタル的にスイッチングする回路からのスイッチングノイズ（「スイッチングノイズ」とは、電子回路がスイッチングを行う際に発生する高周波のノイズをいう）が、シリコンからなる半導体基板を介して、電極パッドに伝播されることによるデバイス特性の劣化が、大きな問題となっている。【０００３】
一例として、デジタル的にスイッチングする回路の後段に接続された減衰回路と、減衰回路の後段に接続された出力用電極パッドとを備えた半導体装置の場合、半導体装置に含まれる半導体基板を介して、デジタル的にスイッチングする回路からのスイッチングノイズが、出力用電極パッドに伝播し、出力用電極パッドから出力される信号の品質が低下する（減衰回路で得られた減衰量が損なわれる）という問題が生じる。【０００４】
さらに近年、半導体装置の微細化が進むに連れ、電極パッドと電極パッド下の素子との距離が短くなり、電極パッドと電極パッド下の素子との間の寄生容量が増大し、半導体基板を介して電極パッドに伝播するノイズの伝播量が増大している。【０００５】
半導体基板を介した電極パッドへのノイズの伝播を抑制する対策として、以下に示す技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。従来技術の半導体装置の構成について、図１２(a) 及び(b) を参照しながら説明する。図１２(a) 及び(b) は、従来技術の半導体装置の構成について示す図であり、具体的には、図１２(a) は平面図であり、図１２(b) は図１２(a) に示すXII-XII線における断面図である。【０００６】
図１２(a) 及び(b) に示すように、半導体基板８０１上の絶縁膜８０５上で素子（図示せず）のない領域の上に、電極パッド８０６が形成されている。電極パッド８０６下の絶縁膜８０５中には電極パッド８０６と同程度の面積を有する金属層（又はシリサイド層）８１５が形成されている。金属層（又はシリサイド層）８１５は、一定電位に固定された配線８０８と電気的に接続している。従来技術の半導体装置では、動作時に金属層（又はシリサイド層）８１５を一定電位に保つことで、半導体基板８０１を介した電極パッド８０６へのノイズの伝播の抑制を図る。
【特許文献１】特開２０００−２９９３１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、従来技術の半導体装置では、以下に示す問題がある。【０００８】
図１２(b) に示すように、半導体基板８０１と電極パッド８０６との間に、一定電位に固定された金属層（又はシリサイド層）８１５が設けられているため、金属層（又はシリサイド層）８１５と電極パッド８０６との間に寄生容量が発生し、発生した寄生容量の影響を受けて、本来通すべき高周波信号が減衰し、デバイス特性の劣化を招くという問題がある。【０００９】
このように、従来技術では、デバイス特性の劣化を招く。特に、従来技術の半導体装置を構成する電極パッドを、携帯電話等の移動体通信機器において使用される電極パッド、すなわち、ＧＨｚ帯以上の高周波信号を入力する（又は出力する）電極パッドに利用した場合、デバイス特性の著しい劣化を招く。【００１０】
前記に鑑み、本発明の目的は、デバイス特性の劣化を招くことなく、半導体基板を介した電極パッドへのノイズの伝播を抑制することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記の目的を達成するために、本発明に係る半導体装置は、第１導電型の半導体基板中に形成された積層領域と、半導体基板上に層間絶縁膜を介して形成され、積層領域の上方に配置された電極パッドとを備え、積層領域は、第１の不純物拡散領域と、第１の不純物拡散領域上に形成された第２の不純物拡散領域と、第１の不純物拡散領域上に形成され第２の不純物拡散領域の周囲を覆う第３の不純物拡散領域とを含み、第１の不純物拡散領域及び第３の不純物拡散領域の導電型は、第２導電型であり、第２の不純物拡散領域の導電型は、第１導電型であり、第３の不純物拡散領域の不純物濃度は、第１の不純物拡散領域の不純物濃度よりも高く、第３の不純物拡散領域は、一定電位に固定された端子と電気的に接続されている。【００１２】
本発明に係る半導体装置によると、半導体基板中の電極パッドの下方領域に積層領域を設けることにより、半導体基板と電極パッドとの間にｐｎ接合面を直列に形成することができる。これにより、半導体基板と電極パッドとの間に含まれる直列接続された寄生容量（言い換えれば、浮遊容量）の数を増やすことができるので、半導体基板と電極パッドとの間の合成容量を小さくして、半導体基板を介した電極パッドへのノイズの伝播を抑制できる。【００１３】
加えて、第３の不純物拡散領域を、一定電位に固定された端子と電気的に接続することにより、半導体基板を介して第３の不純物拡散領域に伝播したノイズを、一定電位に固定された端子に逃がすと共に、第１の不純物拡散領域を、第３の不純物拡散領域下に第３の不純物拡散領域と接して形成することにより、半導体基板を介して第１の不純物拡散領域に伝播したノイズを、第３の不純物拡散領域を通じて、一定電位に固定された端子に逃がすことができるため、半導体基板を介した電極パッドへのノイズの伝播をさらに抑制できる。【００１４】
さらに、第３の不純物拡散領域の不純物濃度を、第１の不純物拡散領域の不純物濃度よりも高くすることにより、半導体基板を介して第１の不純物拡散領域に伝播したノイズを、第１の不純物拡散領域よりも低いインピーダンスを有する第３の不純物拡散領域を通じて、一定電位に固定された端子に効果的に逃がすことができるため、半導体基板を介した電極パッドへのノイズの伝播をさらに抑制できる。【００１５】
従って、デバイス特性の劣化を防止できるので、高性能で且つ高信頼性の半導体装置を実現できる。【００１６】
本発明に係る半導体装置において、層間絶縁膜中に形成され、端子と電気的に接続する配線をさらに備え、第３の不純物拡散領域は、配線と電気的に接続され、配線は、電極パッドの形成領域よりも外側の領域に配置されていることが好ましい。【００１７】
このようにすると、半導体基板の主面に対して垂直な方向から見て、電極パッドと配線とが重なり合うことがないため、電極パッドと配線とが重なり合うことによる不要な寄生容量の発生を招くことなく、第３の不純物拡散領域に外部から電位を与えることができる。【００１８】
本発明に係る半導体装置において、半導体基板中に形成され、積層領域の周囲を囲う絶縁膜をさらに備えていることが好ましい。【００１９】
このようにすると、半導体基板と絶縁膜の外周面との界面に、新たに寄生容量を設けると共に、半導体基板と絶縁膜の内周面との界面に、新たに寄生容量を設けることができるため、半導体基板と電極パッドとの間に含まれる直列接続された寄生容量の数をさらに増やすことができる。そのため、半導体基板と電極パッドとの間の合成容量をさらに小さくすることができるので、半導体基板を介した電極パッドへのノイズの伝播をさらに抑制できる。【００２０】
本発明に係る半導体装置において、半導体基板中に形成され、積層領域の周囲を囲う導電膜をさらに備えていることが好ましい。【００２１】
このようにすると、半導体基板を介して伝播したノイズが、積層領域内に進入することを抑制できるので、半導体基板を介した電極パッドへのノイズの伝播をさらに抑制できる。【００２２】
本発明に係る半導体装置において、導電膜は、一定電位に固定された導電膜用端子と電気的に接続されていることが好ましい。【００２３】
このようにすると、半導体基板を介して導電膜に伝播したノイズを、導電膜用端子に逃がすことができるため、半導体基板を介した電極パッドへのノイズの伝播をさらに抑制できる。【００２４】
本発明に係る半導体装置において、層間絶縁膜中に形成され、端子と電気的に接続する配線をさらに備え、第３の不純物拡散領域は、配線と電気的に接続され、配線は、電極パッドの形成領域よりも外側の領域に配置されていることが好ましい。【００２５】
このようにすると、半導体基板の主面に対して垂直な方向から見て、電極パッドと配線とが重なり合うことがないため、電極パッドと配線とが重なり合うことによる不要な寄生容量の発生を招くことなく、第３の不純物拡散領域に外部から電位を与えることができる。【００２６】
本発明に係る半導体装置において、第３の不純物拡散領域の電位は、第１の電位であり、導電膜の電位は、第１の電位とは異なる第２の電位であることが好ましい。【００２７】
本発明に係る半導体装置において、導電膜から漏れるノイズ信号を検出する検出手段と、検出手段で検出されたノイズ信号に基づいて、第３の不純物拡散領域の電位を第１の電位に制御する制御手段と、検出手段で検出されたノイズ信号に基づいて、導電膜の電位を第２の電位に制御する制御手段とをさらに備えていることが好ましい。【００２８】
このようにすると、導電膜の電位と第３の不純物拡散領域の電位とをそれぞれ、個別に制御して、導電膜から漏れるノイズ信号と逆相のアンチ・ノイズ信号を、導電膜から第１，第３の不純物拡散領域に伝播したノイズ信号に足し合わせて、ノイズ信号及びアンチ・ノイズ信号の双方をキャンセルすることができるので、半導体基板を介した電極パッドへのノイズ信号の伝播をさらに抑制できる。【００２９】
本発明に係る半導体装置において、電極パッドは、入力用電極パッド又は出力用電極パッドであることが好ましい。【００３０】
本発明に係る半導体装置において、デジタル的にスイッチングする回路と、減衰回路とをさらに備え、減衰回路は、デジタル的にスイッチングする回路の後段に接続され、電極パッドは、減衰回路の後段に接続されていることが好ましい。【００３１】
このようにすると、デジタル的にスイッチングする回路からのスイッチングノイズが、半導体基板を介して、電極パッドに伝播することを抑制できる。そのため、電極パッドに伝播したスイッチングノイズ（ノイズ信号）が、電極パッドから出力される信号に干渉（又は重乗）して、信号品質を低下させることがなく、高い信号品質を確保できる。また、デジタル的にスイッチングする回路と電極パッドとのアイソレーションを充分に確保できるので、減衰回路の減衰量が損なわれることがない。【００３２】
本発明に係る半導体装置において、デジタル的にスイッチングする回路と、増幅回路とをさらに備え、増幅回路は、デジタル的にスイッチングする回路の後段に接続され、電極パッドは、増幅回路の後段に接続されていることが好ましい。【００３３】
このようにすると、デジタル的にスイッチングする回路からのスイッチングノイズが、半導体基板を介して、電極パッドに伝播することを抑制できる。そのため、電極パッドに伝播したスイッチングノイズ（ノイズ信号）が、電極パッドから出力される信号に干渉（又は重乗）して、信号品質を低下させることがなく、高い信号品質を確保できる。【００３４】
前記の目的を達成するために、本発明に係る無線回路装置は、本発明に係る半導体装置と、本発明に係る半導体装置に接続され、電極パッドからの信号が入力される増幅器と、増幅器に接続され、増幅器からの信号を電波として外部に送信するアンテナとを備えていることを特徴とする。【００３５】
本発明に係る無線回路装置によると、電極パッドから出力される信号は、信号品質が高いため、高信頼性の無線回路装置を提供できる。【００３６】
前記の目的を達成するために、本発明に係る電極パッドは、第１導電型の半導体基板上に層間絶縁膜を介して形成された電極パッドであって、電極パッドは、半導体基板中に形成された積層領域の上方に配置され、積層領域は、第１の不純物拡散領域と、第１の不純物拡散領域上に形成された第２の不純物拡散領域と、第１の不純物拡散領域上に形成され第２の不純物拡散領域の周囲を覆う第３の不純物拡散領域とを含み、第１の不純物拡散領域及び第３の不純物拡散領域の導電型は、第２導電型であり、第２の不純物拡散領域の導電型は、第１導電型であり、第３の不純物拡散領域の不純物濃度は、第１の不純物拡散領域の不純物濃度よりも高く、第３の不純物拡散領域は、一定電位に固定された端子と電気的に接続されていることを特徴とする。【００３７】
本発明に係る電極パッドによると、半導体基板を介してノイズが伝播されることが抑制されるため、高信頼性の電極パッドを実現できる。
【発明の効果】
【００３８】
以上説明したように、本発明によれば、半導体基板中の電極パッドの下方領域に積層領域を設けることにより、半導体基板と電極パッドとの間にｐｎ接合面を直列に形成することができる。これにより、半導体基板と電極パッドとの間に含まれる直列接続された寄生容量（言い換えれば、浮遊容量）の数を増やすことができるので、半導体基板と電極パッドとの間の合成容量を小さくして、半導体基板を介した電極パッドへのノイズの伝播を抑制できる。加えて、第３の不純物拡散領域を、一定電位に固定された端子と電気的に接続することにより、半導体基板を介して第３の不純物拡散領域に伝播したノイズを、一定電位に固定された端子に逃がすと共に、第１の不純物拡散領域を、第３の不純物拡散領域下に第３の不純物拡散領域と接して形成することにより、半導体基板を介して第１の不純物拡散領域に伝播したノイズを、第３の不純物拡散領域を通じて、一定電位に固定された端子に逃がすことができるため、半導体基板を介した電極パッドへのノイズの伝播をさらに抑制できる。さらに、第３の不純物拡散領域の不純物濃度を、第１の不純物拡散領域の不純物濃度よりも高くすることにより、半導体基板を介して第１の不純物拡散領域に伝播したノイズを、第１の不純物拡散領域よりも低いインピーダンスを有する第３の不純物拡散領域を通じて、一定電位に固定された端子に効果的に逃がすことができるため、半導体基板を介した電極パッドへのノイズの伝播をさらに抑制できる。従って、デバイス特性の劣化を防止できるので、高性能で且つ高信頼性の半導体装置を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】図１(a) 及び図１(b) は、本発明の第１の実施形態に係る半導体装置の構成について示す図である。
【図２】図２(a) は、本発明の第１の実施形態に係る半導体装置に発生する寄生容量及び抵抗について示す図であり、図２(b) は、本発明の第１の実施形態に係る半導体装置構造の等価回路について示す図である。
【図３】図３(a) は、比較例に係る半導体装置に発生する寄生容量及び抵抗について示す図であり、図３(b) は、比較例に係る半導体装置構造の等価回路について示す図である。
【図４】図４(a) 及び図４(b) は、本発明の第１の実施形態の変形例に係る半導体装置の構成について示す図である。
【図５】図５(a) 及び図５(b) は、本発明の第２の実施形態に係る半導体装置の構成について示す図である。
【図６】図６(a) は、本発明の第２の実施形態に係る半導体装置に発生する寄生容量及び抵抗等について示す図であり、図６(b) は、本発明の第２の実施形態に係る半導体装置構造の等価回路について示す図である。
【図７】図７(a) 及び図７(b) は、本発明の第３の実施形態に係る半導体装置の構成について示す図である。
【図８】図８(a) は、本発明の第３の実施形態に係る半導体装置に発生する寄生容量及び抵抗等について示す図であり、図８(b) は、本発明の第３の実施形態に係る半導体装置構造の等価回路について示す図である。
【図９】図９は、半導体基板を介して電極パッドに伝播した信号の伝播量における周波数特性について示すグラフである。
【図１０】図１０(a) 及び図１０(b) は、本発明の第４の実施形態に係る半導体装置の構成について示す図である。
【図１１】図１１は、本発明の第５の実施形態に係る無線回路装置について示すブロック図である。
【図１２】図１２(a) 及び図１２(b) は、従来技術の半導体装置の構成について示す図である。
【符号の説明】
【００４０】
１００  半導体装置
１０１  半導体基板
１０２  第１の不純物拡散領域
１０３  第２の不純物拡散領域
１０２ｘ  第３の不純物拡散領域
１０４  積層領域
１０５  層間絶縁膜
１０６  電極パッド
１０７  コンタクトプラグ
１０８  配線
２００  半導体装置
２０１  半導体基板
２０２  第１の不純物拡散領域
２０３  第２の不純物拡散領域
２０２ｘ  第３の不純物拡散領域
２０４  積層領域
３００  半導体装置
３０９  絶縁膜
３０９ｔ  トレンチ
４００  半導体装置
４１０  導電膜
４１０ｔ  トレンチ
４１１  コンタクトプラグ
４１２  配線
５００  半導体装置
５１３  配線
５１４  配線
６０１  局部発振器
６０２  分周器
６０３  可変減衰回路
６０４  ドライバアンプ
６０５  電極パッド
６０６  高周波集積回路
６０７  高周波増幅器
６０８  アンテナ
７００  半導体装置
７０１  半導体基板
７０３  不純物拡散領域
７０５  層間絶縁膜
７０６  電極パッド
Ｓａ，Ｓｂ  ｐｎ接合面
Ｉｘ，Ｉｙ，Ｉｖ，Ｉｗ  界面
Ｒｖ101，Ｒｈ101，Ｒｈ102，Ｒｈ103，Ｒｖ102，Ｒｈ102x  抵抗
Ｐｃａ，Ｐｃｂ  ｐｎ接合面に発生する寄生容量
Ｐｃ105  層間絶縁膜の寄生容量
Ｐｃ309  界面に発生する寄生容量
Ｐｒ309  寄生抵抗
Ｃｒ410  界面に発生する接触抵抗
Ｐｒ410  寄生抵抗
Ｒｖ701，Ｒｈ701，Ｒｈ703  抵抗
Ｐｃ705  層間絶縁膜の寄生容量
【発明を実施するための最良の形態】
【００４１】
以下に、本発明の各実施形態について図面を参照しながら説明する。【００４２】
（第１の実施形態） 
以下に、本発明の第１の実施形態に係る半導体装置について、図１(a) 及び(b) 並びに図２(a) 及び(b) を参照しながら説明する。【００４３】
以下に、本発明の第１の実施形態に係る半導体装置の構成について、図１(a) 及び(b) を参照しながら説明する。図１(a) 及び(b) は、本発明の第１の実施形態に係る半導体装置の構成について示す図であり、具体的には、図１(a) は平面図であり、図１(b) は図１(a) に示すIb-Ib線における断面図である。【００４４】
図１(a) 及び(b) に示すように、本実施形態に係る半導体装置１００は、主要な構成要素として、シリコンからなるｐ型（第１導電型）の半導体基板１０１と、半導体基板１０１中に形成され、ｎ型（第２導電型）の第１の不純物拡散領域１０２、ｐ型の第２の不純物拡散領域１０３、及びｎ型の第３の不純物拡散領域１０２ｘを含む積層領域１０４と、半導体基板１０１上に層間絶縁膜１０５を介して形成され、積層領域１０４の上方に配置された導電膜からなる電極パッド１０６と、層間絶縁膜１０５中に形成され、下端が第３の不純物拡散領域１０２ｘの上面と接続するコンタクトプラグ１０７と、層間絶縁膜１０５中に形成され、下面がコンタクトプラグ１０７の上端と接続すると共に接地端子（図示せず）と電気的に接続する配線１０８とを備えている。【００４５】
詳細には、積層領域１０４は、図１(b) に示すように、第１の不純物拡散領域１０２と、第１の不純物拡散領域１０２上に形成された第２の不純物拡散領域１０３と、第１の不純物拡散領域１０２上に形成され、第２の不純物拡散領域１０３の周囲を第２の不純物拡散領域１０３に接して覆い、且つ第１の不純物拡散領域１０２よりも高い不純物濃度を有する第３の不純物拡散領域１０２ｘとを含む。【００４６】
このように、第２の不純物拡散領域１０３の下面が第１の不純物拡散領域１０２で覆われ、第２の不純物拡散領域１０３の側面が第３の不純物拡散領域１０２ｘで覆われることにより、積層領域１０４を構成する第２の不純物拡散領域１０３と半導体基板１０１とは、互いに分離されている。【００４７】
また、半導体基板１０１中の電極パッド１０６の下方領域に、積層領域１０４を設けることにより、ｐ型の半導体基板１０１とｎ型の第１の不純物拡散領域１０２との間にｐｎ接合面Ｓａが形成されると共に、ｎ型の第１の不純物拡散領域１０２とｐ型の第２の不純物拡散領域１０３との間にｐｎ接合面Ｓｂが形成され、半導体基板１０１と電極パッド１０６との間に、２個のｐｎ接合面Ｓａ，Ｓｂが直列に形成される。すなわち、半導体基板１０１と電極パッド１０６との間に、２個の寄生容量（言い換えれば、浮遊容量：ストレキャパシタンス）が直列に配置される。【００４８】
また、第３の不純物拡散領域１０２ｘが、コンタクトプラグ１０７を介して、接地端子と電気的に接続する配線１０８と接続することにより、第３の不純物拡散領域１０２ｘは、接地端子と電気的に接続している。【００４９】
また、第１の不純物拡散領域１０２が、接地端子と電気的に接続する第３の不純物拡散領域１０２ｘ下に第３の不純物拡散領域１０２ｘと接して形成されることにより、第１の不純物拡散領域１０２は、接地端子と電気的に接続している。【００５０】
また、第３の不純物拡散領域１０２ｘの不純物濃度を、第１の不純物拡散領域１０２の不純物濃度よりも高くすることにより、第３の不純物拡散領域１０２ｘのインピーダンスを、第１の不純物拡散領域１０２のインピーダンスよりも低くする。【００５１】
以下に、本発明の第１の実施形態に係る半導体装置１００構造の等価回路について、図２(a) 及び(b) を参照しながら説明する。図２(a) は、本発明の第１の実施形態に係る半導体装置内に発生する寄生容量及び抵抗について示す図であり、図２(b) は、本発明の第１の実施形態に係る半導体装置構造の等価回路について示す図である。【００５２】
本実施形態に係る半導体装置１００構造の等価回路は、図２(b) に示すように、基板側からパッド側に向かって順に、半導体基板１０１の横方向の抵抗Ｒｖ101、抵抗Ｒｖ101間に接続された半導体基板１０１の縦方向の抵抗Ｒｈ101、半導体基板１０１と第１の不純物拡散領域１０２との間に形成されたｐｎ接合面Ｓａに発生する寄生容量Ｐｃａ、第１の不純物拡散領域１０２の縦方向の抵抗Ｒｈ102、第１の不純物拡散領域１０２と第２の不純物拡散領域１０３との間に形成されたｐｎ接合面Ｓｂに発生する寄生容量Ｐｃｂ、第２の不純物拡散領域１０３の縦方向の抵抗Ｒｈ103、及び層間絶縁膜１０５の寄生容量Ｐｃ105を含む。そして、抵抗Ｒｈ102間に接続された第１の不純物拡散領域１０２の横方向の抵抗Ｒｖ102、第３の不純物拡散領域１０２ｘの縦方向の抵抗Ｒｈ102x、及び抵抗Ｒｈ102xと接続する接地端子を含む。なお、本明細書中に登場する「縦方向」とは半導体基板１０１の主面に対して垂直方向に伸びる方向であり、「横方向」とは半導体基板１０１の主面に対して水平方向に伸びる方向である。【００５３】
このように、本実施形態に係る半導体装置１００構造の等価回路は、半導体基板１０１と電極パッド１０６との間に、直列接続された３個の寄生容量Ｐｃａ，Ｐｃｂ，Ｐｃ105を含む。【００５４】
ここで、寄生容量（言い換えれば、浮遊容量：ストレキャパシタンス）が直列接続された場合の合成容量は、下記に示す式[数１]により算出される。【００５５】
【数１】
2009107182.tif 000003
【００５６】
但し、[数１]において、Ｃ：合成容量，Ｃｉ：各寄生容量の容量，ｎ：寄生容量の数である。【００５７】
具体的には例えば、本実施形態に係る半導体装置１００構造の等価回路において、寄生容量Ｐｃａの容量をＣａ，寄生容量Ｐｃｂの容量をＣｂ，寄生容量Ｐｃ105の容量をＣ105とすると、直列接続された３個の寄生容量Ｐｃａ，Ｐｃｂ，Ｐｃ105の合成容量Ｃｘ、言い換えれば、半導体基板１０１と電極パッド１０６との間の合成容量Ｃｘは、下記に示す式[数２]で表される。【００５８】
【数２】
2009107182.tif 000004
【００５９】
ここで、本実施形態の効果を有効に説明するために、半導体基板と電極パッドとの間の合成容量の大小関係について、本実施形態に係る半導体装置の場合と、比較例に係る半導体装置の場合とで比較する。【００６０】
なお、比較例に係る半導体装置の構成は、次の通りである。比較例に係る半導体装置７００は、図３(a) に示すように、シリコンからなるｐ型の半導体基板７０１と、半導体基板７０１中に形成されたｐ型の不純物拡散領域７０３と、半導体基板７０１上に層間絶縁膜７０５を介して形成され、不純物拡散領域７０３の上方に配置された電極パッド７０６とを備えている。そして、半導体装置７００構造の等価回路は、図３(b) に示すように、基板側からパッド側に向かって順に、半導体基板７０１の横方向の抵抗Ｒｖ701、抵抗Ｒｖ701間に接続された半導体基板７０１の縦方向の抵抗Ｒｈ701、不純物拡散領域７０３の縦方向の抵抗Ｒｈ703、及び層間絶縁膜７０５の寄生容量Ｐｃ705を含む。【００６１】
比較例に係る半導体装置７００構造の等価回路において、寄生容量Ｐｃ705の容量をＣ705とすると、半導体基板７０１と電極パッド７０６との間の合成容量Ｃｙは、下記に示す式[数３]で表される。【００６２】
【数３】
2009107182.tif 000005
【００６３】
仮に例えば、寄生容量Ｐｃａの容量Ｃａを５６２．５ｆＦ，寄生容量Ｐｃｂの容量Ｃｂを５６２．５ｆＦ，寄生容量Ｐｃ105，Ｐｃ705の容量Ｃ105，Ｃ705を３８．７ｆＦとすると、本実施形態における合成容量Ｃｘ（Ｃｘ＝３４．０）は、比較例における合成容量Ｃｙ（Ｃｙ＝３８．７）に比べて小さくなる。【００６４】
このように、半導体基板１０１と電極パッド１０６との間に含まれる直列接続された寄生容量の数を増やすことにより、半導体基板１０１と電極パッド１０６との間の合成容量を小さくすることができる。【００６５】
本実施形態によると、半導体基板１０１と電極パッド１０６との間にｐｎ接合面（図１(b)：Ｓａ，Ｓｂ参照）を設けて、半導体基板１０１と電極パッド１０６との間に含まれる寄生容量（図２(b)：Ｐｃａ，Ｐｃｂ参照）の数を増やすことにより、半導体基板１０１と電極パッド１０６との間の合成容量を小さくして、半導体基板１０１を介した電極パッド１０６へのノイズの伝播を抑制できる。【００６６】
加えて、図１(b) に示すように、第３の不純物拡散領域１０２ｘを、接地端子と電気的に接続する（言い換えれば、図２(b) に示すように、抵抗Ｒｈ102xを、接地端子と接続する）ことにより、半導体基板１０１を介して第３の不純物拡散領域１０２ｘに伝播したノイズを、接地端子に逃がすと共に、図１(b) に示すように、第１の不純物拡散領域１０２を、第３の不純物拡散領域１０２ｘ下に第３の不純物拡散領域１０２ｘと接して形成する（言い換えれば、図２(b) に示すように、抵抗Ｒｈ102間の抵抗Ｒｖ102を、抵抗Ｒｈ102xと接続する）ことにより、半導体基板１０１を介して第１の不純物拡散領域１０２に伝播したノイズを、第３の不純物拡散領域１０２ｘを通じて、接地端子に逃がすことができるため、半導体基板１０１を介した電極パッド１０６へのノイズの伝播をさらに抑制できる。【００６７】
さらに、第３の不純物拡散領域１０２ｘの不純物濃度を、第１の不純物拡散領域１０２の不純物濃度よりも高くすることにより、半導体基板１０１を介して第１の不純物拡散領域１０２に伝播したノイズを、第１の不純物拡散領域１０２よりも低いインピーダンスを有する第３の不純物拡散領域１０２ｘを通じて、接地端子に効果的に逃がすことができるため、半導体基板１０１を介した電極パッド１０６へのノイズの伝播をさらに抑制できる。【００６８】
また、図１(a) 及び(b) に示すように、配線１０８が、電極パッド１０６の形成領域よりも外側の領域に配置されることにより、図１(a) に示すように、半導体基板１０１の主面に対して垂直な方向から見て、電極パッド１０６と配線１０８とが重なり合うことがないため、電極パッド１０６と配線１０８とが重なり合うことによる不要な寄生容量の発生を招くことなく、第３の不純物拡散領域１０２ｘに外部から電位を与えることができる。【００６９】
以上のように、本実施形態では、半導体基板１０１を介した電極パッド１０６へのノイズの伝播を効果的に抑制できる。そのため、例えば、本実施形態に係る半導体装置１００が種々の信号回路を含む場合においても、種々の信号回路のうちある信号回路（例えば、デジタル的にスイッチングする回路）からのノイズが、半導体基板１０１を介して、電極パッド１０６に伝播することを効果的に抑制できるため、デバイス特性の劣化を防止できるので、高性能で且つ高信頼性の半導体装置を実現できる。そのため、本実施形態における電極パッド１０６を、携帯電話等の移動体通信機器において使用される電極パッド、すなわち、ＧＨｚ帯以上の高周波信号を入力する（又は出力する）電極パッドに好適に利用することができる。【００７０】
＜第１の実施形態の変形例＞
第１の実施形態では、半導体基板１０１の導電型としてｐ型（第１導電型）を採用し、半導体基板１０１中の電極パッド１０６の下方領域に、半導体基板１０１の導電型と異なる導電型、即ちｎ型（第２導電型）の第１の不純物拡散領域１０２、ｐ型の第２の不純物拡散領域１０３、及びｎ型の第３の不純物拡散領域１０２ｘを含む積層領域１０４を設けて、半導体基板１０１中の電極パッド１０６の下方領域にｐｎ接合面Ｓａ，Ｓｂを設ける場合を具体例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、半導体基板の導電型としてｎ型を採用してもよい。【００７１】
ここで、半導体基板の導電型としてｎ型が採用された半導体装置の構成について、図４(a) 及び(b) を参照しながら説明する。図４(a) 及び(b) は、本発明の第１の実施形態の変形例に係る半導体装置の構成について示す図であり、具体的には、図４(a) は平面図であり、図４(b) は図４(a) に示すIVb-IVb線における断面図である。なお、図４(a) 及び(b) において、第１の実施形態における構成要素と同一の構成要素には、第１の実施形態における図１(a) 及び(b) に示す符号と同一の符号を付す。【００７２】
本変形例に係る半導体装置２００は、図４(a) 及び(b) に示すように、ｎ型（第１導電型）の半導体基板２０１と、半導体基板２０１中に形成され、ｐ型（第２導電型）の第１の不純物拡散領域２０２、ｎ型の第２の不純物拡散領域２０３、及びｐ型の第３の不純物拡散領域２０２ｘを含む積層領域２０４と、半導体基板２０１上に層間絶縁膜１０５を介して形成され、積層領域２０４の上方に配置された電極パッド１０６と、層間絶縁膜１０５中に形成され、下端が第３の不純物拡散領域２０２ｘの上面と接続するコンタクトプラグ１０７と、層間絶縁膜１０５中に形成され、下面がコンタクトプラグ１０７の上端と接続すると共に接地端子（図示せず）と電気的に接続する配線１０８とを備えている。【００７３】
詳細には、積層領域２０４は、図４(b) に示すように、第１の不純物拡散領域２０２と、第１の不純物拡散領域２０２上に形成された第２の不純物拡散領域２０３と、第１の不純物拡散領域２０２上に形成され、第２の不純物拡散領域２０３の周囲を第２の不純物拡散領域２０３に接して覆い、且つ第１の不純物拡散領域２０２よりも高い不純物濃度を有する第３の不純物拡散領域２０２ｘとを含む。【００７４】
このように、ｎ型の半導体基板２０１中の電極パッド１０６の下方領域に、ｐ型の第１の不純物拡散領域２０２、ｎ型の第２の不純物拡散領域２０３、及びｐ型の第３の不純物拡散領域２０２ｘを含む積層領域２０４を設けて、半導体基板２０１中の電極パッド１０６の下方領域に２個のｐｎ接合面を設けてもよい。【００７５】
（第２の実施形態）
以下に、本発明の第２の実施形態に係る半導体装置について、図５(a) 及び(b) 並びに図６(a) 及び(b) を参照しながら説明する。【００７６】
以下に、本発明の第２の実施形態に係る半導体装置の構成について、図５(a) 及び(b) を参照しながら説明する。図５(a) 及び(b) は、本発明の第２の実施形態に係る半導体装置の構成について示す図であり、具体的には、図５(a) は平面図であり、図５(b) は図５(a) に示すVb-Vb線における断面図である。なお、図５(a) 及び(b) において、第１の実施形態における構成要素と同一の構成要素には、第１の実施形態における図１(a) 及び(b) に示す符号と同一の符号を付すことにより、第１の実施形態と重複する説明を省略する。【００７７】
図５(a) 及び(b) に示すように、本実施形態に係る半導体装置３００は、第１の実施形態と同様に、半導体基板１０１と、第１の不純物拡散領域１０２、第２の不純物拡散領域１０３、及び第３の不純物拡散領域１０２ｘを含む積層領域１０４と、電極パッド１０６と、接地端子（図示せず）と電気的に接続する配線１０８と、第３の不純物拡散領域１０２ｘと配線１０８とを接続するコンタクトプラグ１０７とを備えている。そして、新たな構成要素として、半導体基板１０１中に形成され、積層領域１０４の周囲を積層領域１０４から離れて囲うリング状の絶縁膜（トレンチ３０９ｔ内に埋め込まれた絶縁膜）３０９を備えている。【００７８】
ここで、絶縁膜３０９は、例えばトレンチアイソレーション法により、半導体基板１０１にトレンチ３０９ｔを形成し、トレンチ３０９ｔ内に、例えばシリコン酸化膜からなる絶縁体を埋め込んで形成される。【００７９】
このように、積層領域１０４の周囲を囲う絶縁膜３０９により、積層領域１０４と半導体基板１０１とは、互いに電気的に分離されている。【００８０】
半導体基板１０１中に絶縁膜３０９を設けることにより、半導体基板１０１と絶縁膜３０９の外周面との界面Ｉｘに寄生容量が設けられると共に、半導体基板１０１と絶縁膜３０９の内周面との界面Ｉｙに寄生容量が設けられ、半導体基板１０１と電極パッド１０６との間に、２個の寄生容量（言い換えれば、浮遊容量：ストレキャパシタンス）が直列に配置される。【００８１】
以下に、本発明の第２の実施形態に係る半導体装置３００構造の等価回路について、図６(a) 及び(b) を参照しながら説明する。図６(a) は、本発明の第２の実施形態に係る半導体装置に発生する寄生容量、寄生抵抗、及び抵抗について示す図であり、図６(b) は、本発明の第２の実施形態に係る半導体装置構造の等価回路について示す図である。【００８２】
本実施形態に係る半導体装置３００構造の等価回路は、図６(b) に示すように、基板側からパッド側に向かって順に、半導体基板１０１と絶縁膜３０９との界面Ｉｘに発生する寄生容量Ｐｃ309、絶縁膜３０９の横方向の寄生抵抗Ｐｒ309、及び半導体基板１０１と絶縁膜３０９との界面Ｉｙに発生する寄生容量Ｐｃ309を新たに含む。そして、第１の実施形態と同様に、抵抗Ｒｖ101、抵抗Ｒｈ101、寄生容量Ｐｃａ、抵抗Ｒｈ102、寄生容量Ｐｃｂ、抵抗Ｒｈ103、寄生容量Ｐｃ105、抵抗Ｒｖ102、及び抵抗Ｒｈ102xを含む。【００８３】
このように、本実施形態に係る半導体装置３００構造の等価回路は、第１の実施形態と同様に、半導体基板１０１と電極パッド１０６との間に、直列接続された３個の寄生容量Ｐｃａ，Ｐｃｂ，Ｐｃ105を含む。加えて、半導体基板１０１と電極パッド１０６との間に、直列接続された２個の寄生容量Ｐｃ309をさらに含む。【００８４】
本実施形態によると、第１の実施形態と同様に、半導体基板１０１と第１の不純物拡散領域１０２との間にｐｎ接合面Ｓａ（言い換えれば、寄生容量Ｐｃａ）を設けると共に、第１の不純物拡散領域１０２と第２の不純物拡散領域１０３との間にｐｎ接合面Ｓｂ（言い換えれば、寄生容量Ｐｃｂ）を設けることができる。加えて、半導体基板１０１と絶縁膜３０９の外周面との界面Ｉｘに寄生容量Ｐｃ309を設けると共に、半導体基板１０１と絶縁膜３０９の内周面との界面Ｉｙに寄生容量Ｐｃ309を設けることができる。そのため、半導体基板１０１と電極パッド１０６との間に含まれる直列接続された寄生容量の数を、第１の実施形態よりも増やすことができるため、半導体基板１０１と電極パッド１０６との間の合成容量を、第１の実施形態よりも小さくすることができるので、第１の実施形態に比べて、半導体基板１０１を介した電極パッド１０６へのノイズの伝播をさらに抑制できる。【００８５】
加えて、第１の実施形態と同様に、図５(b) に示すように、第３の不純物拡散領域１０２ｘを、接地端子と電気的に接続することにより、半導体基板１０１を介して第３の不純物拡散領域１０２ｘに伝播したノイズを、接地端子に逃がすと共に、図５(b) に示すように、第１の不純物拡散領域１０２を、第３の不純物拡散領域１０２ｘ下に第３の不純物拡散領域１０２ｘと接して形成することにより、半導体基板１０１を介して第１の不純物拡散領域１０２に伝播したノイズを、第３の不純物拡散領域１０２ｘを通じて、接地端子に逃がすことができるため、半導体基板１０１を介した電極パッド１０６へのノイズの伝播をさらに抑制できる。【００８６】
さらに、第１の実施形態と同様に、第３の不純物拡散領域１０２ｘの不純物濃度を、第１の不純物拡散領域１０２の不純物濃度よりも高くすることにより、半導体基板１０１を介して第１の不純物拡散領域１０２に伝播したノイズを、第１の不純物拡散領域１０２よりも低いインピーダンスを有する第３の不純物拡散領域１０２ｘを通じて、接地端子に効果的に逃がすことができるため、半導体基板１０１を介した電極パッド１０６へのノイズの伝播をさらに抑制できる。【００８７】
また、第１の実施形態と同様に、図５(a) 及び(b) に示すように、配線１０８が、電極パッド１０６の形成領域よりも外側の領域に配置されることにより、図５(a) に示すように、半導体基板１０１の主面に対して垂直な方向から見て、電極パッド１０６と配線１０８とが重なり合うことがないため、電極パッド１０６と配線１０８とが重なり合うことによる不要な寄生容量の発生を招くことなく、第３の不純物拡散領域１０２ｘに外部から電位を与えることができる。【００８８】
（第３の実施形態）
以下に、本発明の第３の実施形態に係る半導体装置について、図７(a) 及び(b)並びに図８(a) 及び(b) を参照しながら説明する。【００８９】
以下に、本発明の第３の実施形態に係る半導体装置の構成について、図７(a) 及び(b) を参照しながら説明する。図７(a) 及び(b) は、本発明の第３の実施形態に係る半導体装置の構成について示す図であり、具体的には、図７(a) は平面図であり、図７(b) は図７(a) に示すVIIb-VIIb線における断面図である。なお、図７(a) 及び(b) において、第１の実施形態における構成要素と同一の構成要素には、第１の実施形態における図１(a) 及び(b) に示す符号と同一の符号を付すことにより、第１の実施形態と重複する説明を省略する。【００９０】
図７(a) 及び(b) に示すように、本実施形態に係る半導体装置４００は、第１の実施形態と同様に、半導体基板１０１と、第１の不純物拡散領域１０２、第２の不純物拡散領域１０３、及び第３の不純物拡散領域１０２ｘを含む積層領域１０４と、電極パッド１０６と、接地端子（図示せず）と電気的に接続する配線１０８と、第３の不純物拡散領域１０２ｘと配線１０８とを接続するコンタクトプラグ１０７とを備えている。そして、新たな構成要素として、半導体基板１０１中に形成され、積層領域１０４の周囲を積層領域１０４から離れて囲うリング状の導電膜（トレンチ４１０ｔ内に埋め込まれた導電膜）４１０と、層間絶縁膜１０５中に形成され、下端が導電膜４１０の上面と接続するコンタクトプラグ４１１と、層間絶縁膜１０５中に形成され、下面がコンタクトプラグ４１１の上端と接続すると共に導電膜用接地端子（図示せず）と電気的に接続する配線４１２とを備えている。【００９１】
ここで、導電膜４１０は、例えばトレンチアイソレーション法により、半導体基板１０１にトレンチ４１０ｔを形成し、トレンチ４１０ｔ内に、例えばアルミニウム又は銅等の金属からなる導電体を埋め込んで形成される。【００９２】
このように、積層領域１０４の周囲を囲う導電膜４１０が、コンタクトプラグ４１１を介して、導電膜用接地端子と電気的に接続する配線４１２と接続することにより、導電膜４１０は導電膜用接地端子と電気的に接続している。【００９３】
また、積層領域１０４の周囲を囲う導電膜４１０により、積層領域１０４と半導体基板１０１とは分離されている。【００９４】
以下に、本発明の第３の実施形態に係る半導体装置４００構造の等価回路について、図８(a) 及び(b) を参照しながら説明する。図８(a) は、本発明の第３の実施形態に係る半導体装置に発生する寄生容量、接触抵抗、寄生抵抗、及び抵抗について示す図であり、図８(b) は、本発明の第３の実施形態に係る半導体装置構造の等価回路について示す図である。【００９５】
本実施形態に係る半導体装置４００構造の等価回路は、図８(b) に示すように、基板側からパッド側に向かって順に、半導体基板１０１と導電膜４１０の外周面との界面Ｉｖに発生するオーム性接触抵抗Ｃｒ410、半導体基板１０１と導電膜４１０の内周面との界面Ｉｗに発生するオーム性接触抵抗Ｃｒ410、接触抵抗Ｃｒ410間に接続された導電膜４１０の縦方向の寄生抵抗Ｐｒ410、及び寄生抵抗Ｐｒ410と接続する導電膜用接地端子を新たに含む。そして、第１の実施形態と同様に、抵抗Ｒｖ101、抵抗Ｒｈ101、寄生容量Ｐｃａ、抵抗Ｒｈ102、寄生容量Ｐｃｂ、抵抗Ｒｈ103、寄生容量Ｐｃ105、抵抗Ｒｖ102、及び抵抗Ｒｈ102xを含む。【００９６】
このように、本実施形態に係る半導体装置４００構造の等価回路は、第１の実施形態と同様に、半導体基板１０１と電極パッド１０６との間に、直列接続された３個の寄生容量Ｐｃａ，Ｐｃｂ，Ｐｃ105を含む。【００９７】
本実施形態によると、第１の実施形態と同様に、半導体基板１０１と電極パッド１０６との間にｐｎ接合面（図７(b)：Ｓａ，Ｓｂ参照）を設けて、半導体基板１０１と電極パッド１０６との間に含まれる寄生容量（図８(b)：Ｐｃａ，Ｐｃｂ参照）の数を増やすことにより、半導体基板１０１と電極パッド１０６との間の合成容量を小さくして、半導体基板１０１を介した電極パッド１０６へのノイズの伝播を抑制できる。【００９８】
加えて、第１の実施形態と同様に、図７(b) に示すように、第３の不純物拡散領域１０２ｘを、接地端子と電気的に接続することにより、半導体基板１０１を介して第３の不純物拡散領域１０２ｘに伝播したノイズを、接地端子に逃がすと共に、図７(b) に示すように、第１の不純物拡散領域１０２を、第３の不純物拡散領域１０２ｘ下に第３の不純物拡散領域１０２ｘと接して形成することにより、半導体基板１０１を介して第１の不純物拡散領域１０２に伝播したノイズを、第３の不純物拡散領域１０２ｘを通じて、接地端子に逃がすことができるため、半導体基板１０１を介した電極パッド１０６へのノイズの伝播をさらに抑制できる。【００９９】
さらに、第１の実施形態と同様に、第３の不純物拡散領域１０２ｘの不純物濃度を、第１の不純物拡散領域１０２の不純物濃度よりも高くすることにより、半導体基板１０１を介して第１の不純物拡散領域１０２に伝播したノイズを、第１の不純物拡散領域１０２よりも低いインピーダンスを有する第３の不純物拡散領域１０２ｘを通じて、接地端子に効果的に逃がすことができるため、半導体基板１０１を介した電極パッド１０６へのノイズの伝播をさらに抑制できる。【０１００】
さらに、図７(b) に示すように、積層領域１０４の周囲を囲う導電膜４１０を、導電膜用接地端子と電気的に接続する（言い換えれば、図８(b) に示すように、接触抵抗Ｃｒ410間の寄生抵抗Ｐｒ410を導電膜用接地端子と接続する）ことにより、半導体基板１０１を介して導電膜４１０に伝播したノイズを、導電膜用接地端子に逃がすことができるため、半導体基板１０１を介した電極パッド１０６へのノイズの伝播をさらに抑制できる。【０１０１】
また、第１の実施形態と同様に、図７(a) 及び(b) に示すように、配線１０８が、電極パッド１０６の形成領域よりも外側の領域に配置されることにより、図７(a) に示すように、半導体基板１０１の主面に対して垂直な方向から見て、電極パッド１０６と配線１０８とが重なり合うことがないため、電極パッド１０６と配線１０８とが重なり合うことによる不要な寄生容量の発生を招くことなく、第３の不純物拡散領域１０２ｘに外部から電位を与えることができる。【０１０２】
なお、第３の実施形態では、第３の不純物拡散領域１０２ｘを接地端子と電気的に接続すると共に、導電膜４１０を導電膜用接地端子と電気的に接続することにより、第３の不純物拡散領域１０２ｘの電位と導電膜４１０の電位とが、互いに同じ電位の場合を具体例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、互いに異なる電位の場合においても、本実施形態と同様の効果を得ることができる。但し、この場合においても、第３の不純物拡散領域の電位及び導電膜の電位は、一定電位に固定される必要がある。【０１０３】
＜シミュレーション結果＞
第１，第２，第３の実施形態に係る半導体装置１００，３００，４００の効果について、より有効に説明するために、半導体装置１００，３００，４００、及び比較例に係る半導体装置７００に対して、シミュレーションを行った。そして、半導体装置１００，３００，４００におけるシミュレーション結果と、半導体装置７００におけるシミュレーション結果とを比較する。【０１０４】
まず、シミュレーションに用いた半導体装置１００，３００，４００、及び半導体装置７００を構成する各構成要素（詳細には、半導体基板，積層領域，電極パッド，層間絶縁膜）の構成について、以下に説明する。【０１０５】
−半導体基板−
半導体装置１００，３００，４００における半導体基板１０１の抵抗率と、半導体装置７００における半導体基板７０１の抵抗率とは同一である。【０１０６】
−積層領域−
半導体装置１００，３００，４００における第２の不純物拡散領域１０３の抵抗率と、半導体装置７００における不純物拡散領域７０３の抵抗率とは同一である。また、半導体基板１０１の上面から第２の不純物拡散領域１０３の下面までの距離と、半導体基板７０１の上面から不純物拡散領域７０３の下面までの距離とは同一である。半導体装置１００，３００，４００において、第３の不純物拡散領域１０２ｘの抵抗率は、第１の不純物拡散領域１０２の抵抗率よりも低い。ここで、本明細書中に登場する「抵抗率」とは、単位長当たりのインピーダンスをいう。【０１０７】
−電極パッド−
半導体装置１００，３００，４００における電極パッド１０６と、半導体装置７００における電極パッド７０６とは、同一のサイズを有し、且つ電極パッド１０６と同一の材料（具体的には例えばアルミニウム）からなる。【０１０８】
−層間絶縁膜−
半導体装置１００，３００，４００における層間絶縁膜１０５と、半導体装置７００における層間絶縁膜７０５とは、同一の膜厚を有し、且つ同一の材料からなる。【０１０９】
上記に示す各構成要素を備えた第１，第２，第３の実施形態に係る半導体装置１００，３００，４００の場合、半導体装置１００，３００，４００構造の等価回路に含まれる寄生容量，抵抗等の数値は、下記に示す通りとなる。【０１１０】
層間絶縁膜１０５の寄生容量Ｐｃ105＝３８．７ｆＦ
第２の不純物拡散領域１０３の縦方向の抵抗Ｒｈ103＝０．１８Ω
ｐｎ接合面Ｓｂに発生する寄生容量Ｐｃｂ＝５６２．５ｆＦ
第１の不純物拡散領域１０２の縦方向の抵抗Ｒｈ102＝０．１Ω
第１の不純物拡散領域１０２の横方向の抵抗Ｒｖ102＝９．６Ω
第３の不純物拡散領域１０２ｘの縦方向の抵抗Ｒｈ102x＝０．３７Ω
ｐｎ接合面Ｓａに発生する寄生容量Ｐｃａ＝５６２．５ｆＦ
半導体基板１０１の縦方向の抵抗Ｒｈ101＝１４２Ω
半導体基板１０１の横方向の抵抗Ｒｖ101＝８２６Ω
界面Ｉｘ，Ｉｙに発生する寄生容量Ｐｃ309＝２９８ｆＦ
絶縁膜３０９の横方向の寄生抵抗Ｐｒ309＝０．５Ω
界面Ｉｖ，Ｉｗに発生する接触抵抗Ｃｒ410＝０．１Ω
導電膜４１０の縦方向の寄生抵抗Ｐｒ410＝０．１Ω
また、上記に示す各構成要素を備えた比較例に係る半導体装置７００の場合、半導体装置７００構造の等価回路に含まれる寄生容量，抵抗の数値は、下記に示す通りとなる。【０１１１】
層間絶縁膜７０５の寄生容量Ｐｃ705＝３８．７ｆＦ（＝Ｐｃ105）
不純物拡散領域７０３の縦方向の抵抗Ｒｈ703＝０．１８Ω（＝Ｒｈ103）
半導体基板７０１の縦方向の抵抗Ｒｈ701＝１４２Ω（＝Ｒｈ101）
半導体基板７０１の横方向の抵抗Ｒｖ701＝８２６Ω（＝Ｒｖ101）
上記に示す各構成要素を備えた半導体装置１００，３００，４００，７００に対して、シミュレーションを行い、半導体基板を介して電極パッドに伝播した信号の伝播量における周波数特性について調べた。シミュレーション結果について、図９及び表１を参照しながら説明する。図９は、半導体基板を介して電極パッドに伝播した信号の伝播量における周波数特性について示すグラフである。【０１１２】
図９に示す横軸は、半導体基板を介して電極パッドに伝播した信号の周波数について示し、縦軸は、信号の伝播量について示す。図９における曲線Ａは半導体装置１００について示し、曲線Ｂは半導体装置３００について示し、曲線Ｃは半導体装置４００について示し、曲線Ｄは半導体装置７００について示す。なお、横軸に示す「１．０Ｅ−０２」とは、１．０×１０-2を意味する。【０１１３】
図９に示すように、横軸に示す周波数の全範囲に亘って、第１，第２，第３の実施形態に係る半導体装置１００，３００，４００の伝播量は、比較例に係る半導体装置７００の伝播量に比べて少ない。半導体装置４００の伝播量が最も少なく、その次に半導体装置３００の伝播量が少なく、その次に半導体装置１００の伝播量が少ない。このことから、ノイズ伝播の抑制の効果は、半導体装置４００が最も高く、その次に半導体装置３００が高く、その次に半導体装置１００が高いことが判る。【０１１４】
第１，第２，第３の実施形態に係る半導体装置１００，３００，４００の減衰特性について調べるために、次に示す評価を行った。例えば、２ＧＨｚの周波数を持つ信号について、半導体装置７００における伝播量から、半導体装置１００，３００，４００における伝播量を差し引いて、差分を算出した。差分について、以下に示す表１に記す。【０１１５】
【表１】
2009107182.tif 000006
【０１１６】
表１に示すように、差分は、第３の実施形態に係る半導体装置４００が最も大きく、その次に第２の実施形態に係る半導体装置３００が大きく、その次に第１の実施形態に係る半導体装置１００が大きい。このことから、例えば２ＧＨｚでの減衰特性は、半導体装置４００が最も高く、その次に半導体装置３００が高く、その次に半導体装置１００が高いことが判る。【０１１７】
なお、第１〜第３の実施形態では、第１の不純物拡散領域１０２上に第１の不純物拡散領域１０２と接して形成された第３の不純物拡散領域１０２ｘを、コンタクトプラグ１０７を介して、接地端子と電気的に接続する配線１０８と接続することにより、第１の不純物拡散領域１０２を接地端子と電気的に接続する場合を具体例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、第３の不純物拡散領域を設けずに、第１の不純物拡散領域を接地端子と電気的に接続してもよい。【０１１８】
また、第１〜第３の実施形態では、第３の不純物拡散領域１０２ｘの電位を接地電位に固定する場合を具体例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、第３の不純物拡散領域の電位を一定電位に固定すればよい。【０１１９】
（第４の実施形態）
以下に、本発明の第４の実施形態に係る半導体装置について、図１０(a) 及び(b) を参照しながら説明する。【０１２０】
以下に、本発明の第４の実施形態に係る半導体装置の構成について、図１０(a) 及び(b) を参照しながら説明する。図１０(a) 及び(b) は、本発明の第４の実施形態に係る半導体装置の構成について示す図であり、具体的には、図１０(a) は平面図であり、図１０(b) は図１０(a) に示すXb-Xb線における断面図である。なお、図１０(a) 及び(b) において、第３の実施形態における構成要素と同一の構成要素には、第３の実施形態における図７(a) 及び(b) に示す符号と同一の符号を付すことにより、第３の実施形態と重複する説明を省略する。【０１２１】
図１０(a) 及び(b) に示すように、本実施形態に係る半導体装置５００は、第３の実施形態と同様に、半導体基板１０１中に形成され、第１の不純物拡散領域１０２、第２の不純物拡散領域１０３、及び第３の不純物拡散領域１０２ｘを含む積層領域１０４と、電極パッド１０６とを備えている。【０１２２】
加えて、層間絶縁膜１０５中に形成され、下端が第３の不純物拡散領域１０２ｘの上面と接続するコンタクトプラグ１０７と、層間絶縁膜１０５中に形成され、下面がコンタクトプラグ１０７の上端と接続すると共に第１の電位に固定された第１の端子（図示せず）と電気的に接続する配線５１３とを備えている。このように、本実施形態では、第３の実施形態における接地電位に固定された配線１０８の代わりに、第１の電位に固定された配線５１３を備えている。【０１２３】
さらに、半導体基板１０１中に形成され、積層領域１０４の周囲を積層領域１０４から離れて囲うリング状の導電膜４１０と、層間絶縁膜１０５中に形成され、下端が導電膜４１０の上面と接続するコンタクトプラグ４１１と、層間絶縁膜１０５中に形成され、下面がコンタクトプラグ４１１の上端と接続すると共に第２の電位に固定された第２の端子（図示せず，但し、第２の電位は第１の電位と異なる）と電気的に接続する配線５１４とを備えている。このように、本実施形態では、第３の実施形態における接地電位に固定された配線４１２の代わりに、第２の電位に固定された配線５１４を備えている。【０１２４】
さらに、導電膜４１０から漏れるノイズ信号の成分を検出する検出手段（図示せず）と、検出手段で検出されたノイズ信号の成分に基づいて、第３の不純物拡散領域１０２ｘの電位を第１の電位に制御する制御手段（図示せず）と、検出手段で検出されたノイズ信号の成分に基づいて、導電膜４１０の電位を第２の電位に制御する制御手段（図示せず）とをさらに備えている。【０１２５】
ここで、本実施形態と第３の実施形態との相違点について、以下に説明する。【０１２６】
第３の実施形態では、図７(b) に示すように、第３の不純物拡散領域１０２ｘを、接地端子と電気的に接続すると共に、導電膜４１０を、導電膜用接地端子と電気的に接続する点に対し、本実施形態では、図１０(b) に示すように、第３の不純物拡散領域１０２ｘを、第１の電位に固定された第１の端子と電気的に接続する一方、導電膜４１０を、第２の電位に固定された第２の端子と電気的に接続する。【０１２７】
本実施形態によると、第３の実施形態と同様に、半導体基板１０１と電極パッド１０６との間にｐｎ接合面（図１０(b)：Ｓａ，Ｓｂ参照）を設けて、半導体基板１０１と電極パッド１０６との間に含まれる寄生容量の数を増やすことにより、半導体基板１０１と電極パッド１０６との間の合成容量を小さくして、半導体基板１０１を介した電極パッド１０６へのノイズの伝播を抑制できる。【０１２８】
加えて、図１０(b) に示すように、第３の不純物拡散領域１０２ｘを、第１の端子と電気的に接続することにより、半導体基板１０１を介して第３の不純物拡散領域１０２ｘに伝播したノイズを、第１の端子に逃がすと共に、図１０(b) に示すように、第１の不純物拡散領域１０２を、第３の不純物拡散領域１０２ｘ下に第３の不純物拡散領域１０２ｘと接して形成することにより、半導体基板１０１を介して第１の不純物拡散領域１０２に伝播したノイズを、第３の不純物拡散領域１０２ｘを通じて、第１の端子に逃がすことができるため、半導体基板１０１を介した電極パッド１０６へのノイズの伝播をさらに抑制できる。【０１２９】
さらに、第３の不純物拡散領域１０２ｘの不純物濃度を、第１の不純物拡散領域１０２の不純物濃度よりも高くすることにより、半導体基板１０１を介して第１の不純物拡散領域１０２に伝播したノイズを、第１の不純物拡散領域１０２よりも低いインピーダンスを有する第３の不純物拡散領域１０２ｘを通じて、第１の端子に効果的に逃がすことができるため、半導体基板１０１を介した電極パッド１０６へのノイズの伝播をさらに抑制できる。【０１３０】
さらに、図１０(b) に示すように、積層領域１０４の周囲を囲う導電膜４１０を、第２の端子と電気的に接続することにより、半導体基板１０１を介して導電膜４１０に伝播したノイズを、第２の端子に逃がすことができるため、半導体基板１０１を介した電極パッド１０６へのノイズの伝播をさらに抑制できる。【０１３１】
さらに、導電膜４１０の電位と第３の不純物拡散領域１０２ｘの電位とをそれぞれ、個別に制御することにより、導電膜４１０から漏れるノイズ信号と逆相のアンチ・ノイズ信号を、導電膜４１０から第１，第３の不純物拡散領域１０２，１０２ｘに伝播したノイズ信号に足し合わせて、ノイズ信号及びアンチ・ノイズ信号の双方をキャンセルすることができるので、第３の実施形態に比べて、半導体基板１０１を介した電極パッド１０６へのノイズ信号の伝播をさらに抑制できる。【０１３２】
また、図１０(a) 及び(b) に示すように、配線５１３が、電極パッド１０６の形成領域よりも外側の領域に配置されることにより、図１０(a) に示すように、半導体基板１０１の主面に対して垂直な方向から見て、電極パッド１０６と配線５１３とが重なり合うことがないため、電極パッド１０６と配線５１３とが重なり合うことによる不要な寄生容量の発生を招くことなく、第３の不純物拡散領域１０２ｘに外部から電位を与えることができる。【０１３３】
なお、第４の実施形態では、第１の不純物拡散領域１０２上に第１の不純物拡散領域１０２と接して形成された第３の不純物拡散領域１０２ｘを、コンタクトプラグ１０７を介して、第１の端子と電気的に接続する配線５１３と接続することにより、第１の不純物拡散領域１０２を第１の端子と電気的に接続する場合を具体例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、第３の不純物拡散領域を設けずに、第１の不純物拡散領域を第１の端子と電気的に接続してもよい。【０１３４】
また、第２〜第４の実施形態では、半導体基板と電極パッドとの間に２個のｐｎ接合面を直列に設けることを目的に、導電型がｐ型の半導体基板を用いて、半導体基板１０１中の電極パッド１０６の下方領域に、ｎ型の第１の不純物拡散領域１０２、ｐ型の第２の不純物拡散領域１０３、及びｎ型の第３の不純物拡散領域１０２ｘを含む積層領域１０４を設ける場合を具体例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、第１の実施形態の変形例のように、導電型がｎ型の半導体基板を用いて、半導体基板中の電極パッドの下方領域に、ｐ型の第１の不純物拡散領域、ｎ型の第２の不純物拡散領域、及びｐ型の第３の不純物拡散領域を含む積層領域を設けてもよい。この場合においても、半導体基板と電極パッドとの間に２個のｐｎ接合面を直列に設けることができる。【０１３５】
また、第３〜第４の実施形態では、積層領域１０４の周囲の全てが導電膜４１０に囲まれている場合を具体例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、積層領域の周囲の一部が導電膜に囲まれていてもよい。【０１３６】
（第５の実施形態）
以下に、本発明の第５の実施形態に係る無線回路装置について、図１１を参照しながら説明する。図１１は、本発明の第５の実施形態に係る無線回路装置について示すブロック図である。なお、本発明の第５の実施形態に係る無線回路装置は、本発明に係る半導体装置を備えた無線回路装置である。【０１３７】
本実施形態に係る無線回路装置は、図１１に示すように、高周波集積回路（ＲＦＩＣ）６０６を含む半導体装置と、半導体装置からの信号が入力される高周波増幅器（ＰＡ）６０７と、高周波増幅器６０７からの信号を電波として外部に送信するアンテナ６０８とを備えている。半導体装置に含まれる高周波集積回路６０６は、図１１に示すように、局部発振器（ＶＣＯ）６０１と、局部発振器６０１からの信号を分周する分周器（Ｄivider）６０２と、分周器６０２からの信号を減衰する可変減衰回路（Ｖariable Attenuator）６０３と、可変減衰回路６０３からの信号を増幅するドライバアンプ（Ｄriver）６０４と、ドライバアンプ６０４からの信号を高周波増幅器６０７に出力する電極パッド６０５とを含む。【０１３８】
ここで、半導体装置に含まれる電極パッド６０５としては、例えば、第１の実施形態における電極パッド１０６が用いられる。また、分周器６０２は、デジタル的にスイッチングする回路を含む。【０１３９】
本実施形態によると、第１の実施形態と同様に、半導体基板を介した電極パッド６０５へのノイズの伝播を抑制できる。すなわち、デジタル的にスイッチングする回路を含む分周器６０２からのスイッチングノイズが、半導体装置に含まれる半導体基板を介して、電極パッド６０５に伝播することを抑制できる。そのため、電極パッド６０５に伝播したスイッチングノイズ（ノイズ信号）が、電極パッド６０５から出力される信号に干渉（又は重乗）して、信号品質を低下させることがなく、高い信号品質を確保できる。また、分周器６０２と電極パッド６０５とのアイソレーションを充分に確保できるので、可変減衰回路６０３の減衰量が損なわれることがない。【０１４０】
さらに、電極パッド６０５から出力される信号は、信号品質が高いため、高信頼性の無線回路装置を提供できる。【０１４１】
以上のように、本実施形態では、半導体装置が種々の信号回路を含む場合においても、種々の信号回路のうちある信号回路（例えば、デジタル的にスイッチングする回路）からのノイズが、半導体装置に含まれる半導体基板を介して、電極パッドに伝播することを抑制できる。【０１４２】
なお、第５の実施形態では、電極パッド６０５として、第１の実施形態における電極パッド１０６を用いる場合を具体例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、第２の実施形態における電極パッド、第３の実施形態における電極パッド、又は第４の実施形態における電極パッドを用いてもよい。【０１４３】
また、第５の実施形態では、半導体装置が、局部発振器６０１と、デジタル的にスイッチングする回路を含む分周器６０２と、可変減衰回路６０３と、ドライバアンプ６０４と、電極パッド６０５とを含む場合を具体例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、半導体装置は、デジタル的にスイッチングする回路と、減衰回路及び増幅回路のうちの少なくとも一方と、電極パッドとを含む半導体装置であればよい。【０１４４】
また、第５の実施形態では、電極パッド６０５として、出力用電極パッドを具体例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、入力用電極パッドでもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１４５】
以上説明したように、本発明は、半導体基板を介した電極パッドへのノイズの伝播を抑制できるため、デジタル信号回路、アナログ信号回路、高周波信号回路等が集積化された半導体装置に有用である。
【図１】
2009107182.tif 000007
【図２】
2009107182.tif 000008
【図３】
2009107182.tif 000009
【図４】
2009107182.tif 000010
【図５】
2009107182.tif 000011
【図６】
2009107182.tif 000012
【図７】
2009107182.tif 000013
【図８】
2009107182.tif 000014
【図９】
2009107182.tif 000015
【図１０】
2009107182.tif 000016
【図１１】
2009107182.tif 000017
【図１２】
2009107182.tif 000018
【手続補正書】
【提出日】平成21年5月15日(2009.5.15)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１導電型の半導体基板中に形成された積層領域と、
前記半導体基板上に層間絶縁膜を介して形成され、前記積層領域の上方に配置された電極パッドと、
前記半導体基板中に形成され、前記積層領域の周囲を囲う導電膜とを備え、
前記積層領域は、
第１の不純物拡散領域と、
前記第１の不純物拡散領域上に形成された第２の不純物拡散領域と、
前記第１の不純物拡散領域上に形成され前記第２の不純物拡散領域の周囲を覆う第３の不純物拡散領域とを含み、
前記第１の不純物拡散領域及び前記第３の不純物拡散領域の導電型は、第２導電型であり、
前記第２の不純物拡散領域の導電型は、前記第１導電型であり、
前記第３の不純物拡散領域の不純物濃度は、前記第１の不純物拡散領域の不純物濃度よりも高く、
前記第３の不純物拡散領域は、一定電位に固定された端子と電気的に接続されていることを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
請求項１に記載の半導体装置において、
前記層間絶縁膜中に形成され、前記端子と電気的に接続する配線をさらに備え、
前記第３の不純物拡散領域は、前記配線と電気的に接続され、
前記配線は、前記電極パッドの形成領域よりも外側の領域に配置されていることを特徴とする半導体装置。
【請求項３】
第１導電型の半導体基板中に形成された積層領域と、
前記半導体基板上に層間絶縁膜を介して形成され、前記積層領域の上方に配置された電極パッドと、
前記半導体基板中に形成され、前記積層領域の周囲を囲う絶縁膜とを備え、
前記積層領域は、
第１の不純物拡散領域と、
前記第１の不純物拡散領域上に形成された第２の不純物拡散領域と、
前記第１の不純物拡散領域上に形成され前記第２の不純物拡散領域の周囲を覆う第３の不純物拡散領域とを含み、
前記第１の不純物拡散領域及び前記第３の不純物拡散領域の導電型は、第２導電型であり、
前記第２の不純物拡散領域の導電型は、前記第１導電型であり、
前記第３の不純物拡散領域の不純物濃度は、前記第１の不純物拡散領域の不純物濃度よりも高く、
前記第３の不純物拡散領域は、一定電位に固定された端子と電気的に接続されていることを特徴とする半導体装置。
【請求項４】
（削除）
【請求項５】
請求項１に記載の半導体装置において、
前記導電膜は、一定電位に固定された導電膜用端子と電気的に接続されていることを特徴とする半導体装置。
【請求項６】
請求項５に記載の半導体装置において、
前記層間絶縁膜中に形成され、前記導電膜用端子と電気的に接続する配線をさらに備え、
前記導電膜は、前記配線と電気的に接続され、
前記配線は、前記電極パッドの形成領域よりも外側の領域に配置されていることを特徴とする半導体装置。
【請求項７】
請求項５に記載の半導体装置において、
前記第３の不純物拡散領域の電位は、第１の電位であり、
前記導電膜の電位は、前記第１の電位とは異なる第２の電位であることを特徴とする半導体装置。
【請求項８】
請求項７に記載の半導体装置において、
前記導電膜から漏れるノイズ信号を検出する検出手段と、
前記検出手段で検出されたノイズ信号に基づいて、前記第３の不純物拡散領域の電位を前記第１の電位に制御する制御手段と、
前記検出手段で検出されたノイズ信号に基づいて、前記導電膜の電位を前記第２の電位に制御する制御手段とをさらに備えていることを特徴とする半導体装置。
【請求項９】
請求項１〜８のうちいずれか１項に記載の半導体装置において、
前記電極パッドは、入力用電極パッド又は出力用電極パッドであることを特徴とする半導体装置。
【請求項１０】
請求項１〜９のうちいずれか１項に記載の半導体装置において、
デジタル的にスイッチングする回路と、
減衰回路とをさらに備え、
前記減衰回路は、前記デジタル的にスイッチングする回路の後段に接続され、
前記電極パッドは、前記減衰回路の後段に接続されていることを特徴とする半導体装置。
【請求項１１】
請求項１〜９のうちいずれか１項に記載の半導体装置において、
デジタル的にスイッチングする回路と、
増幅回路とをさらに備え、
前記増幅回路は、前記デジタル的にスイッチングする回路の後段に接続され、
前記電極パッドは、前記増幅回路の後段に接続されていることを特徴とする半導体装置。
【請求項１２】
請求項１０又は１１に記載の半導体装置と、
前記半導体装置に接続され、前記電極パッドからの信号が入力される増幅器と、
前記増幅器に接続され、前記増幅器からの信号を電波として外部に送信するアンテナとを備えていることを特徴とする無線回路装置。
【請求項１３】
（削除）
【手続補正書】
【提出日】平成21年6月9日(2009.6.9)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電極パッドを有する半導体装置及びこれを備えた無線回路装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
システムオンチップ（ＳＯＣ）のように、一つのＩＣチップ内にデジタル信号回路、アナログ信号回路、及び高周波信号回路等の複数種類の信号回路が集積化された半導体装置においては、これらの回路ブロック間の相互作用、及びこれらの回路ブロックと入力用（又は出力用）電極パッドとの相互作用によって、デバイス特性が劣化する。その中でも特に、デジタル的にスイッチングする回路からのスイッチングノイズ（「スイッチングノイズ」とは、電子回路がスイッチングを行う際に発生する高周波のノイズをいう）が、シリコンからなる半導体基板を介して、電極パッドに伝播されることによるデバイス特性の劣化が、大きな問題となっている。
【０００３】
一例として、デジタル的にスイッチングする回路の後段に接続された減衰回路と、減衰回路の後段に接続された出力用電極パッドとを備えた半導体装置の場合、半導体装置に含まれる半導体基板を介して、デジタル的にスイッチングする回路からのスイッチングノイズが、出力用電極パッドに伝播し、出力用電極パッドから出力される信号の品質が低下する（減衰回路で得られた減衰量が損なわれる）という問題が生じる。
【０００４】
さらに近年、半導体装置の微細化が進むに連れ、電極パッドと電極パッド下の素子との距離が短くなり、電極パッドと電極パッド下の素子との間の寄生容量が増大し、半導体基板を介して電極パッドに伝播するノイズの伝播量が増大している。
【０００５】
半導体基板を介した電極パッドへのノイズの伝播を抑制する対策として、以下に示す技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。従来技術の半導体装置の構成について、図１２(a) 及び(b) を参照しながら説明する。図１２(a) 及び(b) は、従来技術の半導体装置の構成について示す図であり、具体的には、図１２(a) は平面図であり、図１２(b) は図１２(a) に示すXII-XII線における断面図である。
【０００６】
図１２(a) 及び(b) に示すように、半導体基板８０１上の絶縁膜８０５上で素子（図示せず）のない領域の上に、電極パッド８０６が形成されている。電極パッド８０６下の絶縁膜８０５中には電極パッド８０６と同程度の面積を有する金属層（又はシリサイド層）８１５が形成されている。金属層（又はシリサイド層）８１５は、一定電位に固定された配線８０８と電気的に接続している。従来技術の半導体装置では、動作時に金属層（又はシリサイド層）８１５を一定電位に保つことで、半導体基板８０１を介した電極パッド８０６へのノイズの伝播の抑制を図る。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０００−２９９３１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、従来技術の半導体装置では、以下に示す問題がある。
【０００９】
図１２(b) に示すように、半導体基板８０１と電極パッド８０６との間に、一定電位に固定された金属層（又はシリサイド層）８１５が設けられているため、金属層（又はシリサイド層）８１５と電極パッド８０６との間に寄生容量が発生し、発生した寄生容量の影響を受けて、本来通すべき高周波信号が減衰し、デバイス特性の劣化を招くという問題がある。
【００１０】
このように、従来技術では、デバイス特性の劣化を招く。特に、従来技術の半導体装置を構成する電極パッドを、携帯電話等の移動体通信機器において使用される電極パッド、すなわち、ＧＨｚ帯以上の高周波信号を入力する（又は出力する）電極パッドに利用した場合、デバイス特性の著しい劣化を招く。
【００１１】
前記に鑑み、本発明の目的は、デバイス特性の劣化を招くことなく、半導体基板を介した電極パッドへのノイズの伝播を抑制することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
前記の目的を達成するために、本発明に係る半導体装置は、第１導電型の半導体基板中に形成された積層領域と、半導体基板上に層間絶縁膜を介して形成され、積層領域の上方に配置された電極パッドとを備え、積層領域は、第１の不純物拡散領域と、第１の不純物拡散領域上に形成された第２の不純物拡散領域と、第１の不純物拡散領域上に形成され第２の不純物拡散領域の周囲を覆う第３の不純物拡散領域とを含み、第１の不純物拡散領域及び第３の不純物拡散領域の導電型は、第２導電型であり、第２の不純物拡散領域の導電型は、第１導電型であり、第３の不純物拡散領域の不純物濃度は、第１の不純物拡散領域の不純物濃度よりも高く、第３の不純物拡散領域は、一定電位に固定された端子と電気的に接続されている。
【００１３】
本発明に係る半導体装置によると、半導体基板中の電極パッドの下方領域に積層領域を設けることにより、半導体基板と電極パッドとの間にｐｎ接合面を直列に形成することができる。これにより、半導体基板と電極パッドとの間に含まれる直列接続された寄生容量（言い換えれば、浮遊容量）の数を増やすことができるので、半導体基板と電極パッドとの間の合成容量を小さくして、半導体基板を介した電極パッドへのノイズの伝播を抑制できる。
【００１４】
加えて、第３の不純物拡散領域を、一定電位に固定された端子と電気的に接続することにより、半導体基板を介して第３の不純物拡散領域に伝播したノイズを、一定電位に固定された端子に逃がすと共に、第１の不純物拡散領域を、第３の不純物拡散領域下に第３の不純物拡散領域と接して形成することにより、半導体基板を介して第１の不純物拡散領域に伝播したノイズを、第３の不純物拡散領域を通じて、一定電位に固定された端子に逃がすことができるため、半導体基板を介した電極パッドへのノイズの伝播をさらに抑制できる。
【００１５】
さらに、第３の不純物拡散領域の不純物濃度を、第１の不純物拡散領域の不純物濃度よりも高くすることにより、半導体基板を介して第１の不純物拡散領域に伝播したノイズを、第１の不純物拡散領域よりも低いインピーダンスを有する第３の不純物拡散領域を通じて、一定電位に固定された端子に効果的に逃がすことができるため、半導体基板を介した電極パッドへのノイズの伝播をさらに抑制できる。
【００１６】
従って、デバイス特性の劣化を防止できるので、高性能で且つ高信頼性の半導体装置を実現できる。
【００１７】
本発明に係る半導体装置において、層間絶縁膜中に形成され、端子と電気的に接続する配線をさらに備え、第３の不純物拡散領域は、配線と電気的に接続され、配線は、電極パッドの形成領域よりも外側の領域に配置されていることが好ましい。
【００１８】
このようにすると、半導体基板の主面に対して垂直な方向から見て、電極パッドと配線とが重なり合うことがないため、電極パッドと配線とが重なり合うことによる不要な寄生容量の発生を招くことなく、第３の不純物拡散領域に外部から電位を与えることができる。
【００１９】
本発明に係る半導体装置において、半導体基板中に形成され、積層領域の周囲を囲う絶縁膜をさらに備えていることが好ましい。
【００２０】
このようにすると、半導体基板と絶縁膜の外周面との界面に、新たに寄生容量を設けると共に、半導体基板と絶縁膜の内周面との界面に、新たに寄生容量を設けることができるため、半導体基板と電極パッドとの間に含まれる直列接続された寄生容量の数をさらに増やすことができる。そのため、半導体基板と電極パッドとの間の合成容量をさらに小さくすることができるので、半導体基板を介した電極パッドへのノイズの伝播をさらに抑制できる。
【００２１】
本発明に係る半導体装置において、半導体基板中に形成され、積層領域の周囲を囲う導電膜をさらに備えていることが好ましい。
【００２２】
このようにすると、半導体基板を介して伝播したノイズが、積層領域内に進入することを抑制できるので、半導体基板を介した電極パッドへのノイズの伝播をさらに抑制できる。
【００２３】
本発明に係る半導体装置において、導電膜は、一定電位に固定された導電膜用端子と電気的に接続されていることが好ましい。
【００２４】
このようにすると、半導体基板を介して導電膜に伝播したノイズを、導電膜用端子に逃がすことができるため、半導体基板を介した電極パッドへのノイズの伝播をさらに抑制できる。
【００２５】
本発明に係る半導体装置において、層間絶縁膜中に形成され、端子と電気的に接続する配線をさらに備え、第３の不純物拡散領域は、配線と電気的に接続され、配線は、電極パッドの形成領域よりも外側の領域に配置されていることが好ましい。
【００２６】
このようにすると、半導体基板の主面に対して垂直な方向から見て、電極パッドと配線とが重なり合うことがないため、電極パッドと配線とが重なり合うことによる不要な寄生容量の発生を招くことなく、第３の不純物拡散領域に外部から電位を与えることができる。
【００２７】
本発明に係る半導体装置において、第３の不純物拡散領域の電位は、第１の電位であり、導電膜の電位は、第１の電位とは異なる第２の電位であることが好ましい。
【００２８】
本発明に係る半導体装置において、導電膜から漏れるノイズ信号を検出する検出手段と、検出手段で検出されたノイズ信号に基づいて、第３の不純物拡散領域の電位を第１の電位に制御する制御手段と、検出手段で検出されたノイズ信号に基づいて、導電膜の電位を第２の電位に制御する制御手段とをさらに備えていることが好ましい。
【００２９】
このようにすると、導電膜の電位と第３の不純物拡散領域の電位とをそれぞれ、個別に制御して、導電膜から漏れるノイズ信号と逆相のアンチ・ノイズ信号を、導電膜から第１，第３の不純物拡散領域に伝播したノイズ信号に足し合わせて、ノイズ信号及びアンチ・ノイズ信号の双方をキャンセルすることができるので、半導体基板を介した電極パッドへのノイズ信号の伝播をさらに抑制できる。
【００３０】
本発明に係る半導体装置において、電極パッドは、入力用電極パッド又は出力用電極パッドであることが好ましい。
【００３１】
本発明に係る半導体装置において、デジタル的にスイッチングする回路と、減衰回路とをさらに備え、減衰回路は、デジタル的にスイッチングする回路の後段に接続され、電極パッドは、減衰回路の後段に接続されていることが好ましい。
【００３２】
このようにすると、デジタル的にスイッチングする回路からのスイッチングノイズが、半導体基板を介して、電極パッドに伝播することを抑制できる。そのため、電極パッドに伝播したスイッチングノイズ（ノイズ信号）が、電極パッドから出力される信号に干渉（又は重乗）して、信号品質を低下させることがなく、高い信号品質を確保できる。また、デジタル的にスイッチングする回路と電極パッドとのアイソレーションを充分に確保できるので、減衰回路の減衰量が損なわれることがない。
【００３３】
本発明に係る半導体装置において、デジタル的にスイッチングする回路と、増幅回路とをさらに備え、増幅回路は、デジタル的にスイッチングする回路の後段に接続され、電極パッドは、増幅回路の後段に接続されていることが好ましい。
【００３４】
このようにすると、デジタル的にスイッチングする回路からのスイッチングノイズが、半導体基板を介して、電極パッドに伝播することを抑制できる。そのため、電極パッドに伝播したスイッチングノイズ（ノイズ信号）が、電極パッドから出力される信号に干渉（又は重乗）して、信号品質を低下させることがなく、高い信号品質を確保できる。
【００３５】
前記の目的を達成するために、本発明に係る無線回路装置は、本発明に係る半導体装置と、本発明に係る半導体装置に接続され、電極パッドからの信号が入力される増幅器と、増幅器に接続され、増幅器からの信号を電波として外部に送信するアンテナとを備えていることを特徴とする。
【００３６】
本発明に係る無線回路装置によると、電極パッドから出力される信号は、信号品質が高いため、高信頼性の無線回路装置を提供できる。
【００３７】
前記の目的を達成するために、本発明に係る電極パッドは、第１導電型の半導体基板上に層間絶縁膜を介して形成された電極パッドであって、電極パッドは、半導体基板中に形成された積層領域の上方に配置され、積層領域は、第１の不純物拡散領域と、第１の不純物拡散領域上に形成された第２の不純物拡散領域と、第１の不純物拡散領域上に形成され第２の不純物拡散領域の周囲を覆う第３の不純物拡散領域とを含み、第１の不純物拡散領域及び第３の不純物拡散領域の導電型は、第２導電型であり、第２の不純物拡散領域の導電型は、第１導電型であり、第３の不純物拡散領域の不純物濃度は、第１の不純物拡散領域の不純物濃度よりも高く、第３の不純物拡散領域は、一定電位に固定された端子と電気的に接続されていることを特徴とする。
【００３８】
本発明に係る電極パッドによると、半導体基板を介してノイズが伝播されることが抑制されるため、高信頼性の電極パッドを実現できる。
【発明の効果】
【００３９】
以上説明したように、本発明によれば、半導体基板中の電極パッドの下方領域に積層領域を設けることにより、半導体基板と電極パッドとの間にｐｎ接合面を直列に形成することができる。これにより、半導体基板と電極パッドとの間に含まれる直列接続された寄生容量（言い換えれば、浮遊容量）の数を増やすことができるので、半導体基板と電極パッドとの間の合成容量を小さくして、半導体基板を介した電極パッドへのノイズの伝播を抑制できる。加えて、第３の不純物拡散領域を、一定電位に固定された端子と電気的に接続することにより、半導体基板を介して第３の不純物拡散領域に伝播したノイズを、一定電位に固定された端子に逃がすと共に、第１の不純物拡散領域を、第３の不純物拡散領域下に第３の不純物拡散領域と接して形成することにより、半導体基板を介して第１の不純物拡散領域に伝播したノイズを、第３の不純物拡散領域を通じて、一定電位に固定された端子に逃がすことができるため、半導体基板を介した電極パッドへのノイズの伝播をさらに抑制できる。さらに、第３の不純物拡散領域の不純物濃度を、第１の不純物拡散領域の不純物濃度よりも高くすることにより、半導体基板を介して第１の不純物拡散領域に伝播したノイズを、第１の不純物拡散領域よりも低いインピーダンスを有する第３の不純物拡散領域を通じて、一定電位に固定された端子に効果的に逃がすことができるため、半導体基板を介した電極パッドへのノイズの伝播をさらに抑制できる。従って、デバイス特性の劣化を防止できるので、高性能で且つ高信頼性の半導体装置を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】(a) 及び(b) は、本発明の第１の実施形態に係る半導体装置の構成について示す図である。
【図２】(a) は、本発明の第１の実施形態に係る半導体装置に発生する寄生容量及び抵抗について示す図であり、(b) は、本発明の第１の実施形態に係る半導体装置構造の等価回路について示す図である。
【図３】(a) は、比較例に係る半導体装置に発生する寄生容量及び抵抗について示す図であり、(b) は、比較例に係る半導体装置構造の等価回路について示す図である。
【図４】(a) 及び(b) は、本発明の第１の実施形態の変形例に係る半導体装置の構成について示す図である。
【図５】(a) 及び(b) は、本発明の第２の実施形態に係る半導体装置の構成について示す図である。
【図６】(a) は、本発明の第２の実施形態に係る半導体装置に発生する寄生容量及び抵抗等について示す図であり、(b) は、本発明の第２の実施形態に係る半導体装置構造の等価回路について示す図である。
【図７】(a) 及び(b) は、本発明の第３の実施形態に係る半導体装置の構成について示す図である。
【図８】(a) は、本発明の第３の実施形態に係る半導体装置に発生する寄生容量及び抵抗等について示す図であり、(b) は、本発明の第３の実施形態に係る半導体装置構造の等価回路について示す図である。
【図９】半導体基板を介して電極パッドに伝播した信号の伝播量における周波数特性について示すグラフである。
【図１０】(a) 及び(b) は、本発明の第４の実施形態に係る半導体装置の構成について示す図である。
【図１１】本発明の第５の実施形態に係る無線回路装置について示すブロック図である。
【図１２】(a) 及び(b) は、従来技術の半導体装置の構成について示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００４１】
以下に、本発明の各実施形態について図面を参照しながら説明する。
【００４２】
（第１の実施形態） 
以下に、本発明の第１の実施形態に係る半導体装置について、図１(a) 及び(b) 並びに図２(a) 及び(b) を参照しながら説明する。
【００４３】
以下に、本発明の第１の実施形態に係る半導体装置の構成について、図１(a) 及び(b) を参照しながら説明する。図１(a) 及び(b) は、本発明の第１の実施形態に係る半導体装置の構成について示す図であり、具体的には、図１(a) は平面図であり、図１(b) は図１(a) に示すIb-Ib線における断面図である。
【００４４】
図１(a) 及び(b) に示すように、本実施形態に係る半導体装置１００は、主要な構成要素として、シリコンからなるｐ型（第１導電型）の半導体基板１０１と、半導体基板１０１中に形成され、ｎ型（第２導電型）の第１の不純物拡散領域１０２、ｐ型の第２の不純物拡散領域１０３、及びｎ型の第３の不純物拡散領域１０２ｘを含む積層領域１０４と、半導体基板１０１上に層間絶縁膜１０５を介して形成され、積層領域１０４の上方に配置された導電膜からなる電極パッド１０６と、層間絶縁膜１０５中に形成され、下端が第３の不純物拡散領域１０２ｘの上面と接続するコンタクトプラグ１０７と、層間絶縁膜１０５中に形成され、下面がコンタクトプラグ１０７の上端と接続すると共に接地端子（図示せず）と電気的に接続する配線１０８とを備えている。
【００４５】
詳細には、積層領域１０４は、図１(b) に示すように、第１の不純物拡散領域１０２と、第１の不純物拡散領域１０２上に形成された第２の不純物拡散領域１０３と、第１の不純物拡散領域１０２上に形成され、第２の不純物拡散領域１０３の周囲を第２の不純物拡散領域１０３に接して覆い、且つ第１の不純物拡散領域１０２よりも高い不純物濃度を有する第３の不純物拡散領域１０２ｘとを含む。
【００４６】
このように、第２の不純物拡散領域１０３の下面が第１の不純物拡散領域１０２で覆われ、第２の不純物拡散領域１０３の側面が第３の不純物拡散領域１０２ｘで覆われることにより、積層領域１０４を構成する第２の不純物拡散領域１０３と半導体基板１０１とは、互いに分離されている。
【００４７】
また、半導体基板１０１中の電極パッド１０６の下方領域に、積層領域１０４を設けることにより、ｐ型の半導体基板１０１とｎ型の第１の不純物拡散領域１０２との間にｐｎ接合面Ｓａが形成されると共に、ｎ型の第１の不純物拡散領域１０２とｐ型の第２の不純物拡散領域１０３との間にｐｎ接合面Ｓｂが形成され、半導体基板１０１と電極パッド１０６との間に、２個のｐｎ接合面Ｓａ，Ｓｂが直列に形成される。すなわち、半導体基板１０１と電極パッド１０６との間に、２個の寄生容量（言い換えれば、浮遊容量：ストレキャパシタンス）が直列に配置される。
【００４８】
また、第３の不純物拡散領域１０２ｘが、コンタクトプラグ１０７を介して、接地端子と電気的に接続する配線１０８と接続することにより、第３の不純物拡散領域１０２ｘは、接地端子と電気的に接続している。
【００４９】
また、第１の不純物拡散領域１０２が、接地端子と電気的に接続する第３の不純物拡散領域１０２ｘ下に第３の不純物拡散領域１０２ｘと接して形成されることにより、第１の不純物拡散領域１０２は、接地端子と電気的に接続している。
【００５０】
また、第３の不純物拡散領域１０２ｘの不純物濃度を、第１の不純物拡散領域１０２の不純物濃度よりも高くすることにより、第３の不純物拡散領域１０２ｘのインピーダンスを、第１の不純物拡散領域１０２のインピーダンスよりも低くする。
【００５１】
以下に、本発明の第１の実施形態に係る半導体装置１００構造の等価回路について、図２(a) 及び(b) を参照しながら説明する。図２(a) は、本発明の第１の実施形態に係る半導体装置内に発生する寄生容量及び抵抗について示す図であり、図２(b) は、本発明の第１の実施形態に係る半導体装置構造の等価回路について示す図である。
【００５２】
本実施形態に係る半導体装置１００構造の等価回路は、図２(b) に示すように、基板側からパッド側に向かって順に、半導体基板１０１の横方向の抵抗Ｒｖ101、抵抗Ｒｖ101間に接続された半導体基板１０１の縦方向の抵抗Ｒｈ101、半導体基板１０１と第１の不純物拡散領域１０２との間に形成されたｐｎ接合面Ｓａに発生する寄生容量Ｐｃａ、第１の不純物拡散領域１０２の縦方向の抵抗Ｒｈ102、第１の不純物拡散領域１０２と第２の不純物拡散領域１０３との間に形成されたｐｎ接合面Ｓｂに発生する寄生容量Ｐｃｂ、第２の不純物拡散領域１０３の縦方向の抵抗Ｒｈ103、及び層間絶縁膜１０５の寄生容量Ｐｃ105を含む。そして、抵抗Ｒｈ102間に接続された第１の不純物拡散領域１０２の横方向の抵抗Ｒｖ102、第３の不純物拡散領域１０２ｘの縦方向の抵抗Ｒｈ102x、及び抵抗Ｒｈ102xと接続する接地端子を含む。なお、本明細書中に登場する「縦方向」とは半導体基板１０１の主面に対して垂直方向に伸びる方向であり、「横方向」とは半導体基板１０１の主面に対して水平方向に伸びる方向である。
【００５３】
このように、本実施形態に係る半導体装置１００構造の等価回路は、半導体基板１０１と電極パッド１０６との間に、直列接続された３個の寄生容量Ｐｃａ，Ｐｃｂ，Ｐｃ105を含む。
【００５４】
ここで、寄生容量（言い換えれば、浮遊容量：ストレキャパシタンス）が直列接続された場合の合成容量は、下記に示す式[数１]により算出される。
【００５５】
【数１】
2009107182.tif 000019
【００５６】
但し、[数１]において、Ｃ：合成容量，Ｃｉ：各寄生容量の容量，ｎ：寄生容量の数である。
【００５７】
具体的には例えば、本実施形態に係る半導体装置１００構造の等価回路において、寄生容量Ｐｃａの容量をＣａ，寄生容量Ｐｃｂの容量をＣｂ，寄生容量Ｐｃ105の容量をＣ105とすると、直列接続された３個の寄生容量Ｐｃａ，Ｐｃｂ，Ｐｃ105の合成容量Ｃｘ、言い換えれば、半導体基板１０１と電極パッド１０６との間の合成容量Ｃｘは、下記に示す式[数２]で表される。
【００５８】
【数２】
2009107182.tif 000020
【００５９】
ここで、本実施形態の効果を有効に説明するために、半導体基板と電極パッドとの間の合成容量の大小関係について、本実施形態に係る半導体装置の場合と、比較例に係る半導体装置の場合とで比較する。
【００６０】
なお、比較例に係る半導体装置の構成は、次の通りである。比較例に係る半導体装置７００は、図３(a) に示すように、シリコンからなるｐ型の半導体基板７０１と、半導体基板７０１中に形成されたｐ型の不純物拡散領域７０３と、半導体基板７０１上に層間絶縁膜７０５を介して形成され、不純物拡散領域７０３の上方に配置された電極パッド７０６とを備えている。そして、半導体装置７００構造の等価回路は、図３(b) に示すように、基板側からパッド側に向かって順に、半導体基板７０１の横方向の抵抗Ｒｖ701、抵抗Ｒｖ701間に接続された半導体基板７０１の縦方向の抵抗Ｒｈ701、不純物拡散領域７０３の縦方向の抵抗Ｒｈ703、及び層間絶縁膜７０５の寄生容量Ｐｃ705を含む。
【００６１】
比較例に係る半導体装置７００構造の等価回路において、寄生容量Ｐｃ705の容量をＣ705とすると、半導体基板７０１と電極パッド７０６との間の合成容量Ｃｙは、下記に示す式[数３]で表される。
【００６２】
【数３】
2009107182.tif 000021
【００６３】
仮に例えば、寄生容量Ｐｃａの容量Ｃａを５６２．５ｆＦ，寄生容量Ｐｃｂの容量Ｃｂを５６２．５ｆＦ，寄生容量Ｐｃ105，Ｐｃ705の容量Ｃ105，Ｃ705を３８．７ｆＦとすると、本実施形態における合成容量Ｃｘ（Ｃｘ＝３４．０）は、比較例における合成容量Ｃｙ（Ｃｙ＝３８．７）に比べて小さくなる。
【００６４】
このように、半導体基板１０１と電極パッド１０６との間に含まれる直列接続された寄生容量の数を増やすことにより、半導体基板１０１と電極パッド１０６との間の合成容量を小さくすることができる。
【００６５】
本実施形態によると、半導体基板１０１と電極パッド１０６との間にｐｎ接合面（図１(b)：Ｓａ，Ｓｂ参照）を設けて、半導体基板１０１と電極パッド１０６との間に含まれる寄生容量（図２(b)：Ｐｃａ，Ｐｃｂ参照）の数を増やすことにより、半導体基板１０１と電極パッド１０６との間の合成容量を小さくして、半導体基板１０１を介した電極パッド１０６へのノイズの伝播を抑制できる。
【００６６】
加えて、図１(b) に示すように、第３の不純物拡散領域１０２ｘを、接地端子と電気的に接続する（言い換えれば、図２(b) に示すように、抵抗Ｒｈ102xを、接地端子と接続する）ことにより、半導体基板１０１を介して第３の不純物拡散領域１０２ｘに伝播したノイズを、接地端子に逃がすと共に、図１(b) に示すように、第１の不純物拡散領域１０２を、第３の不純物拡散領域１０２ｘ下に第３の不純物拡散領域１０２ｘと接して形成する（言い換えれば、図２(b) に示すように、抵抗Ｒｈ102間の抵抗Ｒｖ102を、抵抗Ｒｈ102xと接続する）ことにより、半導体基板１０１を介して第１の不純物拡散領域１０２に伝播したノイズを、第３の不純物拡散領域１０２ｘを通じて、接地端子に逃がすことができるため、半導体基板１０１を介した電極パッド１０６へのノイズの伝播をさらに抑制できる。
【００６７】
さらに、第３の不純物拡散領域１０２ｘの不純物濃度を、第１の不純物拡散領域１０２の不純物濃度よりも高くすることにより、半導体基板１０１を介して第１の不純物拡散領域１０２に伝播したノイズを、第１の不純物拡散領域１０２よりも低いインピーダンスを有する第３の不純物拡散領域１０２ｘを通じて、接地端子に効果的に逃がすことができるため、半導体基板１０１を介した電極パッド１０６へのノイズの伝播をさらに抑制できる。
【００６８】
また、図１(a) 及び(b) に示すように、配線１０８が、電極パッド１０６の形成領域よりも外側の領域に配置されることにより、図１(a) に示すように、半導体基板１０１の主面に対して垂直な方向から見て、電極パッド１０６と配線１０８とが重なり合うことがないため、電極パッド１０６と配線１０８とが重なり合うことによる不要な寄生容量の発生を招くことなく、第３の不純物拡散領域１０２ｘに外部から電位を与えることができる。
【００６９】
以上のように、本実施形態では、半導体基板１０１を介した電極パッド１０６へのノイズの伝播を効果的に抑制できる。そのため、例えば、本実施形態に係る半導体装置１００が種々の信号回路を含む場合においても、種々の信号回路のうちある信号回路（例えば、デジタル的にスイッチングする回路）からのノイズが、半導体基板１０１を介して、電極パッド１０６に伝播することを効果的に抑制できるため、デバイス特性の劣化を防止できるので、高性能で且つ高信頼性の半導体装置を実現できる。そのため、本実施形態における電極パッド１０６を、携帯電話等の移動体通信機器において使用される電極パッド、すなわち、ＧＨｚ帯以上の高周波信号を入力する（又は出力する）電極パッドに好適に利用することができる。
【００７０】
＜第１の実施形態の変形例＞
第１の実施形態では、半導体基板１０１の導電型としてｐ型（第１導電型）を採用し、半導体基板１０１中の電極パッド１０６の下方領域に、半導体基板１０１の導電型と異なる導電型、即ちｎ型（第２導電型）の第１の不純物拡散領域１０２、ｐ型の第２の不純物拡散領域１０３、及びｎ型の第３の不純物拡散領域１０２ｘを含む積層領域１０４を設けて、半導体基板１０１中の電極パッド１０６の下方領域にｐｎ接合面Ｓａ，Ｓｂを設ける場合を具体例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、半導体基板の導電型としてｎ型を採用してもよい。
【００７１】
ここで、半導体基板の導電型としてｎ型が採用された半導体装置の構成について、図４(a) 及び(b) を参照しながら説明する。図４(a) 及び(b) は、本発明の第１の実施形態の変形例に係る半導体装置の構成について示す図であり、具体的には、図４(a) は平面図であり、図４(b) は図４(a) に示すIVb-IVb線における断面図である。なお、図４(a) 及び(b) において、第１の実施形態における構成要素と同一の構成要素には、第１の実施形態における図１(a) 及び(b) に示す符号と同一の符号を付す。
【００７２】
本変形例に係る半導体装置２００は、図４(a) 及び(b) に示すように、ｎ型（第１導電型）の半導体基板２０１と、半導体基板２０１中に形成され、ｐ型（第２導電型）の第１の不純物拡散領域２０２、ｎ型の第２の不純物拡散領域２０３、及びｐ型の第３の不純物拡散領域２０２ｘを含む積層領域２０４と、半導体基板２０１上に層間絶縁膜１０５を介して形成され、積層領域２０４の上方に配置された電極パッド１０６と、層間絶縁膜１０５中に形成され、下端が第３の不純物拡散領域２０２ｘの上面と接続するコンタクトプラグ１０７と、層間絶縁膜１０５中に形成され、下面がコンタクトプラグ１０７の上端と接続すると共に接地端子（図示せず）と電気的に接続する配線１０８とを備えている。
【００７３】
詳細には、積層領域２０４は、図４(b) に示すように、第１の不純物拡散領域２０２と、第１の不純物拡散領域２０２上に形成された第２の不純物拡散領域２０３と、第１の不純物拡散領域２０２上に形成され、第２の不純物拡散領域２０３の周囲を第２の不純物拡散領域２０３に接して覆い、且つ第１の不純物拡散領域２０２よりも高い不純物濃度を有する第３の不純物拡散領域２０２ｘとを含む。
【００７４】
このように、ｎ型の半導体基板２０１中の電極パッド１０６の下方領域に、ｐ型の第１の不純物拡散領域２０２、ｎ型の第２の不純物拡散領域２０３、及びｐ型の第３の不純物拡散領域２０２ｘを含む積層領域２０４を設けて、半導体基板２０１中の電極パッド１０６の下方領域に２個のｐｎ接合面を設けてもよい。
【００７５】
（第２の実施形態）
以下に、本発明の第２の実施形態に係る半導体装置について、図５(a) 及び(b) 並びに図６(a) 及び(b) を参照しながら説明する。
【００７６】
以下に、本発明の第２の実施形態に係る半導体装置の構成について、図５(a) 及び(b) を参照しながら説明する。図５(a) 及び(b) は、本発明の第２の実施形態に係る半導体装置の構成について示す図であり、具体的には、図５(a) は平面図であり、図５(b) は図５(a) に示すVb-Vb線における断面図である。なお、図５(a) 及び(b) において、第１の実施形態における構成要素と同一の構成要素には、第１の実施形態における図１(a) 及び(b) に示す符号と同一の符号を付すことにより、第１の実施形態と重複する説明を省略する。
【００７７】
図５(a) 及び(b) に示すように、本実施形態に係る半導体装置３００は、第１の実施形態と同様に、半導体基板１０１と、第１の不純物拡散領域１０２、第２の不純物拡散領域１０３、及び第３の不純物拡散領域１０２ｘを含む積層領域１０４と、電極パッド１０６と、接地端子（図示せず）と電気的に接続する配線１０８と、第３の不純物拡散領域１０２ｘと配線１０８とを接続するコンタクトプラグ１０７とを備えている。そして、新たな構成要素として、半導体基板１０１中に形成され、積層領域１０４の周囲を積層領域１０４から離れて囲うリング状の絶縁膜（トレンチ３０９ｔ内に埋め込まれた絶縁膜）３０９を備えている。
【００７８】
ここで、絶縁膜３０９は、例えばトレンチアイソレーション法により、半導体基板１０１にトレンチ３０９ｔを形成し、トレンチ３０９ｔ内に、例えばシリコン酸化膜からなる絶縁体を埋め込んで形成される。
【００７９】
このように、積層領域１０４の周囲を囲う絶縁膜３０９により、積層領域１０４と半導体基板１０１とは、互いに電気的に分離されている。
【００８０】
半導体基板１０１中に絶縁膜３０９を設けることにより、半導体基板１０１と絶縁膜３０９の外周面との界面Ｉｘに寄生容量が設けられると共に、半導体基板１０１と絶縁膜３０９の内周面との界面Ｉｙに寄生容量が設けられ、半導体基板１０１と電極パッド１０６との間に、２個の寄生容量（言い換えれば、浮遊容量：ストレキャパシタンス）が直列に配置される。
【００８１】
以下に、本発明の第２の実施形態に係る半導体装置３００構造の等価回路について、図６(a) 及び(b) を参照しながら説明する。図６(a) は、本発明の第２の実施形態に係る半導体装置に発生する寄生容量、寄生抵抗、及び抵抗について示す図であり、図６(b) は、本発明の第２の実施形態に係る半導体装置構造の等価回路について示す図である。
【００８２】
本実施形態に係る半導体装置３００構造の等価回路は、図６(b) に示すように、基板側からパッド側に向かって順に、半導体基板１０１と絶縁膜３０９との界面Ｉｘに発生する寄生容量Ｐｃ309、絶縁膜３０９の横方向の寄生抵抗Ｐｒ309、及び半導体基板１０１と絶縁膜３０９との界面Ｉｙに発生する寄生容量Ｐｃ309を新たに含む。そして、第１の実施形態と同様に、抵抗Ｒｖ101、抵抗Ｒｈ101、寄生容量Ｐｃａ、抵抗Ｒｈ102、寄生容量Ｐｃｂ、抵抗Ｒｈ103、寄生容量Ｐｃ105、抵抗Ｒｖ102、及び抵抗Ｒｈ102xを含む。
【００８３】
このように、本実施形態に係る半導体装置３００構造の等価回路は、第１の実施形態と同様に、半導体基板１０１と電極パッド１０６との間に、直列接続された３個の寄生容量Ｐｃａ，Ｐｃｂ，Ｐｃ105を含む。加えて、半導体基板１０１と電極パッド１０６との間に、直列接続された２個の寄生容量Ｐｃ309をさらに含む。
【００８４】
本実施形態によると、第１の実施形態と同様に、半導体基板１０１と第１の不純物拡散領域１０２との間にｐｎ接合面Ｓａ（言い換えれば、寄生容量Ｐｃａ）を設けると共に、第１の不純物拡散領域１０２と第２の不純物拡散領域１０３との間にｐｎ接合面Ｓｂ（言い換えれば、寄生容量Ｐｃｂ）を設けることができる。加えて、半導体基板１０１と絶縁膜３０９の外周面との界面Ｉｘに寄生容量Ｐｃ309を設けると共に、半導体基板１０１と絶縁膜３０９の内周面との界面Ｉｙに寄生容量Ｐｃ309を設けることができる。そのため、半導体基板１０１と電極パッド１０６との間に含まれる直列接続された寄生容量の数を、第１の実施形態よりも増やすことができるため、半導体基板１０１と電極パッド１０６との間の合成容量を、第１の実施形態よりも小さくすることができるので、第１の実施形態に比べて、半導体基板１０１を介した電極パッド１０６へのノイズの伝播をさらに抑制できる。
【００８５】
加えて、第１の実施形態と同様に、図５(b) に示すように、第３の不純物拡散領域１０２ｘを、接地端子と電気的に接続することにより、半導体基板１０１を介して第３の不純物拡散領域１０２ｘに伝播したノイズを、接地端子に逃がすと共に、図５(b) に示すように、第１の不純物拡散領域１０２を、第３の不純物拡散領域１０２ｘ下に第３の不純物拡散領域１０２ｘと接して形成することにより、半導体基板１０１を介して第１の不純物拡散領域１０２に伝播したノイズを、第３の不純物拡散領域１０２ｘを通じて、接地端子に逃がすことができるため、半導体基板１０１を介した電極パッド１０６へのノイズの伝播をさらに抑制できる。
【００８６】
さらに、第１の実施形態と同様に、第３の不純物拡散領域１０２ｘの不純物濃度を、第１の不純物拡散領域１０２の不純物濃度よりも高くすることにより、半導体基板１０１を介して第１の不純物拡散領域１０２に伝播したノイズを、第１の不純物拡散領域１０２よりも低いインピーダンスを有する第３の不純物拡散領域１０２ｘを通じて、接地端子に効果的に逃がすことができるため、半導体基板１０１を介した電極パッド１０６へのノイズの伝播をさらに抑制できる。
【００８７】
また、第１の実施形態と同様に、図５(a) 及び(b) に示すように、配線１０８が、電極パッド１０６の形成領域よりも外側の領域に配置されることにより、図５(a) に示すように、半導体基板１０１の主面に対して垂直な方向から見て、電極パッド１０６と配線１０８とが重なり合うことがないため、電極パッド１０６と配線１０８とが重なり合うことによる不要な寄生容量の発生を招くことなく、第３の不純物拡散領域１０２ｘに外部から電位を与えることができる。
【００８８】
（第３の実施形態）
以下に、本発明の第３の実施形態に係る半導体装置について、図７(a) 及び(b)並びに図８(a) 及び(b) を参照しながら説明する。
【００８９】
以下に、本発明の第３の実施形態に係る半導体装置の構成について、図７(a) 及び(b) を参照しながら説明する。図７(a) 及び(b) は、本発明の第３の実施形態に係る半導体装置の構成について示す図であり、具体的には、図７(a) は平面図であり、図７(b) は図７(a) に示すVIIb-VIIb線における断面図である。なお、図７(a) 及び(b) において、第１の実施形態における構成要素と同一の構成要素には、第１の実施形態における図１(a) 及び(b) に示す符号と同一の符号を付すことにより、第１の実施形態と重複する説明を省略する。
【００９０】
図７(a) 及び(b) に示すように、本実施形態に係る半導体装置４００は、第１の実施形態と同様に、半導体基板１０１と、第１の不純物拡散領域１０２、第２の不純物拡散領域１０３、及び第３の不純物拡散領域１０２ｘを含む積層領域１０４と、電極パッド１０６と、接地端子（図示せず）と電気的に接続する配線１０８と、第３の不純物拡散領域１０２ｘと配線１０８とを接続するコンタクトプラグ１０７とを備えている。そして、新たな構成要素として、半導体基板１０１中に形成され、積層領域１０４の周囲を積層領域１０４から離れて囲うリング状の導電膜（トレンチ４１０ｔ内に埋め込まれた導電膜）４１０と、層間絶縁膜１０５中に形成され、下端が導電膜４１０の上面と接続するコンタクトプラグ４１１と、層間絶縁膜１０５中に形成され、下面がコンタクトプラグ４１１の上端と接続すると共に導電膜用接地端子（図示せず）と電気的に接続する配線４１２とを備えている。
【００９１】
ここで、導電膜４１０は、例えばトレンチアイソレーション法により、半導体基板１０１にトレンチ４１０ｔを形成し、トレンチ４１０ｔ内に、例えばアルミニウム又は銅等の金属からなる導電体を埋め込んで形成される。
【００９２】
このように、積層領域１０４の周囲を囲う導電膜４１０が、コンタクトプラグ４１１を介して、導電膜用接地端子と電気的に接続する配線４１２と接続することにより、導電膜４１０は導電膜用接地端子と電気的に接続している。
【００９３】
また、積層領域１０４の周囲を囲う導電膜４１０により、積層領域１０４と半導体基板１０１とは分離されている。
【００９４】
以下に、本発明の第３の実施形態に係る半導体装置４００構造の等価回路について、図８(a) 及び(b) を参照しながら説明する。図８(a) は、本発明の第３の実施形態に係る半導体装置に発生する寄生容量、接触抵抗、寄生抵抗、及び抵抗について示す図であり、図８(b) は、本発明の第３の実施形態に係る半導体装置構造の等価回路について示す図である。
【００９５】
本実施形態に係る半導体装置４００構造の等価回路は、図８(b) に示すように、基板側からパッド側に向かって順に、半導体基板１０１と導電膜４１０の外周面との界面Ｉｖに発生するオーム性接触抵抗Ｃｒ410、半導体基板１０１と導電膜４１０の内周面との界面Ｉｗに発生するオーム性接触抵抗Ｃｒ410、接触抵抗Ｃｒ410間に接続された導電膜４１０の縦方向の寄生抵抗Ｐｒ410、及び寄生抵抗Ｐｒ410と接続する導電膜用接地端子を新たに含む。そして、第１の実施形態と同様に、抵抗Ｒｖ101、抵抗Ｒｈ101、寄生容量Ｐｃａ、抵抗Ｒｈ102、寄生容量Ｐｃｂ、抵抗Ｒｈ103、寄生容量Ｐｃ105、抵抗Ｒｖ102、及び抵抗Ｒｈ102xを含む。
【００９６】
このように、本実施形態に係る半導体装置４００構造の等価回路は、第１の実施形態と同様に、半導体基板１０１と電極パッド１０６との間に、直列接続された３個の寄生容量Ｐｃａ，Ｐｃｂ，Ｐｃ105を含む。
【００９７】
本実施形態によると、第１の実施形態と同様に、半導体基板１０１と電極パッド１０６との間にｐｎ接合面（図７(b)：Ｓａ，Ｓｂ参照）を設けて、半導体基板１０１と電極パッド１０６との間に含まれる寄生容量（図８(b)：Ｐｃａ，Ｐｃｂ参照）の数を増やすことにより、半導体基板１０１と電極パッド１０６との間の合成容量を小さくして、半導体基板１０１を介した電極パッド１０６へのノイズの伝播を抑制できる。
【００９８】
加えて、第１の実施形態と同様に、図７(b) に示すように、第３の不純物拡散領域１０２ｘを、接地端子と電気的に接続することにより、半導体基板１０１を介して第３の不純物拡散領域１０２ｘに伝播したノイズを、接地端子に逃がすと共に、図７(b) に示すように、第１の不純物拡散領域１０２を、第３の不純物拡散領域１０２ｘ下に第３の不純物拡散領域１０２ｘと接して形成することにより、半導体基板１０１を介して第１の不純物拡散領域１０２に伝播したノイズを、第３の不純物拡散領域１０２ｘを通じて、接地端子に逃がすことができるため、半導体基板１０１を介した電極パッド１０６へのノイズの伝播をさらに抑制できる。
【００９９】
さらに、第１の実施形態と同様に、第３の不純物拡散領域１０２ｘの不純物濃度を、第１の不純物拡散領域１０２の不純物濃度よりも高くすることにより、半導体基板１０１を介して第１の不純物拡散領域１０２に伝播したノイズを、第１の不純物拡散領域１０２よりも低いインピーダンスを有する第３の不純物拡散領域１０２ｘを通じて、接地端子に効果的に逃がすことができるため、半導体基板１０１を介した電極パッド１０６へのノイズの伝播をさらに抑制できる。
【０１００】
さらに、図７(b) に示すように、積層領域１０４の周囲を囲う導電膜４１０を、導電膜用接地端子と電気的に接続する（言い換えれば、図８(b) に示すように、接触抵抗Ｃｒ410間の寄生抵抗Ｐｒ410を導電膜用接地端子と接続する）ことにより、半導体基板１０１を介して導電膜４１０に伝播したノイズを、導電膜用接地端子に逃がすことができるため、半導体基板１０１を介した電極パッド１０６へのノイズの伝播をさらに抑制できる。
【０１０１】
また、第１の実施形態と同様に、図７(a) 及び(b) に示すように、配線１０８が、電極パッド１０６の形成領域よりも外側の領域に配置されることにより、図７(a) に示すように、半導体基板１０１の主面に対して垂直な方向から見て、電極パッド１０６と配線１０８とが重なり合うことがないため、電極パッド１０６と配線１０８とが重なり合うことによる不要な寄生容量の発生を招くことなく、第３の不純物拡散領域１０２ｘに外部から電位を与えることができる。
【０１０２】
なお、第３の実施形態では、第３の不純物拡散領域１０２ｘを接地端子と電気的に接続すると共に、導電膜４１０を導電膜用接地端子と電気的に接続することにより、第３の不純物拡散領域１０２ｘの電位と導電膜４１０の電位とが、互いに同じ電位の場合を具体例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、互いに異なる電位の場合においても、本実施形態と同様の効果を得ることができる。但し、この場合においても、第３の不純物拡散領域の電位及び導電膜の電位は、一定電位に固定される必要がある。
【０１０３】
＜シミュレーション結果＞
第１，第２，第３の実施形態に係る半導体装置１００，３００，４００の効果について、より有効に説明するために、半導体装置１００，３００，４００、及び比較例に係る半導体装置７００に対して、シミュレーションを行った。そして、半導体装置１００，３００，４００におけるシミュレーション結果と、半導体装置７００におけるシミュレーション結果とを比較する。
【０１０４】
まず、シミュレーションに用いた半導体装置１００，３００，４００、及び半導体装置７００を構成する各構成要素（詳細には、半導体基板，積層領域，電極パッド，層間絶縁膜）の構成について、以下に説明する。
【０１０５】
−半導体基板−
半導体装置１００，３００，４００における半導体基板１０１の抵抗率と、半導体装置７００における半導体基板７０１の抵抗率とは同一である。
【０１０６】
−積層領域−
半導体装置１００，３００，４００における第２の不純物拡散領域１０３の抵抗率と、半導体装置７００における不純物拡散領域７０３の抵抗率とは同一である。また、半導体基板１０１の上面から第２の不純物拡散領域１０３の下面までの距離と、半導体基板７０１の上面から不純物拡散領域７０３の下面までの距離とは同一である。半導体装置１００，３００，４００において、第３の不純物拡散領域１０２ｘの抵抗率は、第１の不純物拡散領域１０２の抵抗率よりも低い。ここで、本明細書中に登場する「抵抗率」とは、単位長当たりのインピーダンスをいう。
【０１０７】
−電極パッド−
半導体装置１００，３００，４００における電極パッド１０６と、半導体装置７００における電極パッド７０６とは、同一のサイズを有し、且つ電極パッド１０６と同一の材料（具体的には例えばアルミニウム）からなる。
【０１０８】
−層間絶縁膜−
半導体装置１００，３００，４００における層間絶縁膜１０５と、半導体装置７００における層間絶縁膜７０５とは、同一の膜厚を有し、且つ同一の材料からなる。
【０１０９】
上記に示す各構成要素を備えた第１，第２，第３の実施形態に係る半導体装置１００，３００，４００の場合、半導体装置１００，３００，４００構造の等価回路に含まれる寄生容量，抵抗等の数値は、下記に示す通りとなる。
【０１１０】
層間絶縁膜１０５の寄生容量Ｐｃ105＝３８．７ｆＦ
第２の不純物拡散領域１０３の縦方向の抵抗Ｒｈ103＝０．１８Ω
ｐｎ接合面Ｓｂに発生する寄生容量Ｐｃｂ＝５６２．５ｆＦ
第１の不純物拡散領域１０２の縦方向の抵抗Ｒｈ102＝０．１Ω
第１の不純物拡散領域１０２の横方向の抵抗Ｒｖ102＝９．６Ω
第３の不純物拡散領域１０２ｘの縦方向の抵抗Ｒｈ102x＝０．３７Ω
ｐｎ接合面Ｓａに発生する寄生容量Ｐｃａ＝５６２．５ｆＦ
半導体基板１０１の縦方向の抵抗Ｒｈ101＝１４２Ω
半導体基板１０１の横方向の抵抗Ｒｖ101＝８２６Ω
界面Ｉｘ，Ｉｙに発生する寄生容量Ｐｃ309＝２９８ｆＦ
絶縁膜３０９の横方向の寄生抵抗Ｐｒ309＝０．５Ω
界面Ｉｖ，Ｉｗに発生する接触抵抗Ｃｒ410＝０．１Ω
導電膜４１０の縦方向の寄生抵抗Ｐｒ410＝０．１Ω
また、上記に示す各構成要素を備えた比較例に係る半導体装置７００の場合、半導体装置７００構造の等価回路に含まれる寄生容量，抵抗の数値は、下記に示す通りとなる。
【０１１１】
層間絶縁膜７０５の寄生容量Ｐｃ705＝３８．７ｆＦ（＝Ｐｃ105）
不純物拡散領域７０３の縦方向の抵抗Ｒｈ703＝０．１８Ω（＝Ｒｈ103）
半導体基板７０１の縦方向の抵抗Ｒｈ701＝１４２Ω（＝Ｒｈ101）
半導体基板７０１の横方向の抵抗Ｒｖ701＝８２６Ω（＝Ｒｖ101）
上記に示す各構成要素を備えた半導体装置１００，３００，４００，７００に対して、シミュレーションを行い、半導体基板を介して電極パッドに伝播した信号の伝播量における周波数特性について調べた。シミュレーション結果について、図９及び表１を参照しながら説明する。図９は、半導体基板を介して電極パッドに伝播した信号の伝播量における周波数特性について示すグラフである。
【０１１２】
図９に示す横軸は、半導体基板を介して電極パッドに伝播した信号の周波数について示し、縦軸は、信号の伝播量について示す。図９における曲線Ａは半導体装置１００について示し、曲線Ｂは半導体装置３００について示し、曲線Ｃは半導体装置４００について示し、曲線Ｄは半導体装置７００について示す。なお、横軸に示す「１．０Ｅ−０２」とは、１．０×１０-2を意味する。
【０１１３】
図９に示すように、横軸に示す周波数の全範囲に亘って、第１，第２，第３の実施形態に係る半導体装置１００，３００，４００の伝播量は、比較例に係る半導体装置７００の伝播量に比べて少ない。半導体装置４００の伝播量が最も少なく、その次に半導体装置３００の伝播量が少なく、その次に半導体装置１００の伝播量が少ない。このことから、ノイズ伝播の抑制の効果は、半導体装置４００が最も高く、その次に半導体装置３００が高く、その次に半導体装置１００が高いことが判る。
【０１１４】
第１，第２，第３の実施形態に係る半導体装置１００，３００，４００の減衰特性について調べるために、次に示す評価を行った。例えば、２ＧＨｚの周波数を持つ信号について、半導体装置７００における伝播量から、半導体装置１００，３００，４００における伝播量を差し引いて、差分を算出した。差分について、以下に示す表１に記す。
【０１１５】
【表１】
2009107182.tif 000022
【０１１６】
表１に示すように、差分は、第３の実施形態に係る半導体装置４００が最も大きく、その次に第２の実施形態に係る半導体装置３００が大きく、その次に第１の実施形態に係る半導体装置１００が大きい。このことから、例えば２ＧＨｚでの減衰特性は、半導体装置４００が最も高く、その次に半導体装置３００が高く、その次に半導体装置１００が高いことが判る。
【０１１７】
なお、第１〜第３の実施形態では、第１の不純物拡散領域１０２上に第１の不純物拡散領域１０２と接して形成された第３の不純物拡散領域１０２ｘを、コンタクトプラグ１０７を介して、接地端子と電気的に接続する配線１０８と接続することにより、第１の不純物拡散領域１０２を接地端子と電気的に接続する場合を具体例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、第３の不純物拡散領域を設けずに、第１の不純物拡散領域を接地端子と電気的に接続してもよい。
【０１１８】
また、第１〜第３の実施形態では、第３の不純物拡散領域１０２ｘの電位を接地電位に固定する場合を具体例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、第３の不純物拡散領域の電位を一定電位に固定すればよい。
【０１１９】
（第４の実施形態）
以下に、本発明の第４の実施形態に係る半導体装置について、図１０(a) 及び(b) を参照しながら説明する。
【０１２０】
以下に、本発明の第４の実施形態に係る半導体装置の構成について、図１０(a) 及び(b) を参照しながら説明する。図１０(a) 及び(b) は、本発明の第４の実施形態に係る半導体装置の構成について示す図であり、具体的には、図１０(a) は平面図であり、図１０(b) は図１０(a) に示すXb-Xb線における断面図である。なお、図１０(a) 及び(b) において、第３の実施形態における構成要素と同一の構成要素には、第３の実施形態における図７(a) 及び(b) に示す符号と同一の符号を付すことにより、第３の実施形態と重複する説明を省略する。
【０１２１】
図１０(a) 及び(b) に示すように、本実施形態に係る半導体装置５００は、第３の実施形態と同様に、半導体基板１０１中に形成され、第１の不純物拡散領域１０２、第２の不純物拡散領域１０３、及び第３の不純物拡散領域１０２ｘを含む積層領域１０４と、電極パッド１０６とを備えている。
【０１２２】
加えて、層間絶縁膜１０５中に形成され、下端が第３の不純物拡散領域１０２ｘの上面と接続するコンタクトプラグ１０７と、層間絶縁膜１０５中に形成され、下面がコンタクトプラグ１０７の上端と接続すると共に第１の電位に固定された第１の端子（図示せず）と電気的に接続する配線５１３とを備えている。このように、本実施形態では、第３の実施形態における接地電位に固定された配線１０８の代わりに、第１の電位に固定された配線５１３を備えている。
【０１２３】
さらに、半導体基板１０１中に形成され、積層領域１０４の周囲を積層領域１０４から離れて囲うリング状の導電膜４１０と、層間絶縁膜１０５中に形成され、下端が導電膜４１０の上面と接続するコンタクトプラグ４１１と、層間絶縁膜１０５中に形成され、下面がコンタクトプラグ４１１の上端と接続すると共に第２の電位に固定された第２の端子（図示せず，但し、第２の電位は第１の電位と異なる）と電気的に接続する配線５１４とを備えている。このように、本実施形態では、第３の実施形態における接地電位に固定された配線４１２の代わりに、第２の電位に固定された配線５１４を備えている。
【０１２４】
さらに、導電膜４１０から漏れるノイズ信号の成分を検出する検出手段（図示せず）と、検出手段で検出されたノイズ信号の成分に基づいて、第３の不純物拡散領域１０２ｘの電位を第１の電位に制御する制御手段（図示せず）と、検出手段で検出されたノイズ信号の成分に基づいて、導電膜４１０の電位を第２の電位に制御する制御手段（図示せず）とをさらに備えている。
【０１２５】
ここで、本実施形態と第３の実施形態との相違点について、以下に説明する。
【０１２６】
第３の実施形態では、図７(b) に示すように、第３の不純物拡散領域１０２ｘを、接地端子と電気的に接続すると共に、導電膜４１０を、導電膜用接地端子と電気的に接続する点に対し、本実施形態では、図１０(b) に示すように、第３の不純物拡散領域１０２ｘを、第１の電位に固定された第１の端子と電気的に接続する一方、導電膜４１０を、第２の電位に固定された第２の端子と電気的に接続する。
【０１２７】
本実施形態によると、第３の実施形態と同様に、半導体基板１０１と電極パッド１０６との間にｐｎ接合面（図１０(b)：Ｓａ，Ｓｂ参照）を設けて、半導体基板１０１と電極パッド１０６との間に含まれる寄生容量の数を増やすことにより、半導体基板１０１と電極パッド１０６との間の合成容量を小さくして、半導体基板１０１を介した電極パッド１０６へのノイズの伝播を抑制できる。
【０１２８】
加えて、図１０(b) に示すように、第３の不純物拡散領域１０２ｘを、第１の端子と電気的に接続することにより、半導体基板１０１を介して第３の不純物拡散領域１０２ｘに伝播したノイズを、第１の端子に逃がすと共に、図１０(b) に示すように、第１の不純物拡散領域１０２を、第３の不純物拡散領域１０２ｘ下に第３の不純物拡散領域１０２ｘと接して形成することにより、半導体基板１０１を介して第１の不純物拡散領域１０２に伝播したノイズを、第３の不純物拡散領域１０２ｘを通じて、第１の端子に逃がすことができるため、半導体基板１０１を介した電極パッド１０６へのノイズの伝播をさらに抑制できる。
【０１２９】
さらに、第３の不純物拡散領域１０２ｘの不純物濃度を、第１の不純物拡散領域１０２の不純物濃度よりも高くすることにより、半導体基板１０１を介して第１の不純物拡散領域１０２に伝播したノイズを、第１の不純物拡散領域１０２よりも低いインピーダンスを有する第３の不純物拡散領域１０２ｘを通じて、第１の端子に効果的に逃がすことができるため、半導体基板１０１を介した電極パッド１０６へのノイズの伝播をさらに抑制できる。
【０１３０】
さらに、図１０(b) に示すように、積層領域１０４の周囲を囲う導電膜４１０を、第２の端子と電気的に接続することにより、半導体基板１０１を介して導電膜４１０に伝播したノイズを、第２の端子に逃がすことができるため、半導体基板１０１を介した電極パッド１０６へのノイズの伝播をさらに抑制できる。
【０１３１】
さらに、導電膜４１０の電位と第３の不純物拡散領域１０２ｘの電位とをそれぞれ、個別に制御することにより、導電膜４１０から漏れるノイズ信号と逆相のアンチ・ノイズ信号を、導電膜４１０から第１，第３の不純物拡散領域１０２，１０２ｘに伝播したノイズ信号に足し合わせて、ノイズ信号及びアンチ・ノイズ信号の双方をキャンセルすることができるので、第３の実施形態に比べて、半導体基板１０１を介した電極パッド１０６へのノイズ信号の伝播をさらに抑制できる。
【０１３２】
また、図１０(a) 及び(b) に示すように、配線５１３が、電極パッド１０６の形成領域よりも外側の領域に配置されることにより、図１０(a) に示すように、半導体基板１０１の主面に対して垂直な方向から見て、電極パッド１０６と配線５１３とが重なり合うことがないため、電極パッド１０６と配線５１３とが重なり合うことによる不要な寄生容量の発生を招くことなく、第３の不純物拡散領域１０２ｘに外部から電位を与えることができる。
【０１３３】
なお、第４の実施形態では、第１の不純物拡散領域１０２上に第１の不純物拡散領域１０２と接して形成された第３の不純物拡散領域１０２ｘを、コンタクトプラグ１０７を介して、第１の端子と電気的に接続する配線５１３と接続することにより、第１の不純物拡散領域１０２を第１の端子と電気的に接続する場合を具体例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、第３の不純物拡散領域を設けずに、第１の不純物拡散領域を第１の端子と電気的に接続してもよい。
【０１３４】
また、第２〜第４の実施形態では、半導体基板と電極パッドとの間に２個のｐｎ接合面を直列に設けることを目的に、導電型がｐ型の半導体基板を用いて、半導体基板１０１中の電極パッド１０６の下方領域に、ｎ型の第１の不純物拡散領域１０２、ｐ型の第２の不純物拡散領域１０３、及びｎ型の第３の不純物拡散領域１０２ｘを含む積層領域１０４を設ける場合を具体例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、第１の実施形態の変形例のように、導電型がｎ型の半導体基板を用いて、半導体基板中の電極パッドの下方領域に、ｐ型の第１の不純物拡散領域、ｎ型の第２の不純物拡散領域、及びｐ型の第３の不純物拡散領域を含む積層領域を設けてもよい。この場合においても、半導体基板と電極パッドとの間に２個のｐｎ接合面を直列に設けることができる。
【０１３５】
また、第３〜第４の実施形態では、積層領域１０４の周囲の全てが導電膜４１０に囲まれている場合を具体例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、積層領域の周囲の一部が導電膜に囲まれていてもよい。
【０１３６】
（第５の実施形態）
以下に、本発明の第５の実施形態に係る無線回路装置について、図１１を参照しながら説明する。図１１は、本発明の第５の実施形態に係る無線回路装置について示すブロック図である。なお、本発明の第５の実施形態に係る無線回路装置は、本発明に係る半導体装置を備えた無線回路装置である。
【０１３７】
本実施形態に係る無線回路装置は、図１１に示すように、高周波集積回路（ＲＦＩＣ）６０６を含む半導体装置と、半導体装置からの信号が入力される高周波増幅器（ＰＡ）６０７と、高周波増幅器６０７からの信号を電波として外部に送信するアンテナ６０８とを備えている。半導体装置に含まれる高周波集積回路６０６は、図１１に示すように、局部発振器（ＶＣＯ）６０１と、局部発振器６０１からの信号を分周する分周器（Ｄivider）６０２と、分周器６０２からの信号を減衰する可変減衰回路（Ｖariable Attenuator）６０３と、可変減衰回路６０３からの信号を増幅するドライバアンプ（Ｄriver）６０４と、ドライバアンプ６０４からの信号を高周波増幅器６０７に出力する電極パッド６０５とを含む。
【０１３８】
ここで、半導体装置に含まれる電極パッド６０５としては、例えば、第１の実施形態における電極パッド１０６が用いられる。また、分周器６０２は、デジタル的にスイッチングする回路を含む。
【０１３９】
本実施形態によると、第１の実施形態と同様に、半導体基板を介した電極パッド６０５へのノイズの伝播を抑制できる。すなわち、デジタル的にスイッチングする回路を含む分周器６０２からのスイッチングノイズが、半導体装置に含まれる半導体基板を介して、電極パッド６０５に伝播することを抑制できる。そのため、電極パッド６０５に伝播したスイッチングノイズ（ノイズ信号）が、電極パッド６０５から出力される信号に干渉（又は重乗）して、信号品質を低下させることがなく、高い信号品質を確保できる。また、分周器６０２と電極パッド６０５とのアイソレーションを充分に確保できるので、可変減衰回路６０３の減衰量が損なわれることがない。
【０１４０】
さらに、電極パッド６０５から出力される信号は、信号品質が高いため、高信頼性の無線回路装置を提供できる。
【０１４１】
以上のように、本実施形態では、半導体装置が種々の信号回路を含む場合においても、種々の信号回路のうちある信号回路（例えば、デジタル的にスイッチングする回路）からのノイズが、半導体装置に含まれる半導体基板を介して、電極パッドに伝播することを抑制できる。
【０１４２】
なお、第５の実施形態では、電極パッド６０５として、第１の実施形態における電極パッド１０６を用いる場合を具体例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、第２の実施形態における電極パッド、第３の実施形態における電極パッド、又は第４の実施形態における電極パッドを用いてもよい。
【０１４３】
また、第５の実施形態では、半導体装置が、局部発振器６０１と、デジタル的にスイッチングする回路を含む分周器６０２と、可変減衰回路６０３と、ドライバアンプ６０４と、電極パッド６０５とを含む場合を具体例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、半導体装置は、デジタル的にスイッチングする回路と、減衰回路及び増幅回路のうちの少なくとも一方と、電極パッドとを含む半導体装置であればよい。
【０１４４】
また、第５の実施形態では、電極パッド６０５として、出力用電極パッドを具体例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、入力用電極パッドでもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１４５】
以上説明したように、本発明は、半導体基板を介した電極パッドへのノイズの伝播を抑制できるため、デジタル信号回路、アナログ信号回路、高周波信号回路等が集積化された半導体装置に有用である。
【符号の説明】
【０１４６】
１００  半導体装置
１０１  半導体基板
１０２  第１の不純物拡散領域
１０３  第２の不純物拡散領域
１０２ｘ  第３の不純物拡散領域
１０４  積層領域
１０５  層間絶縁膜
１０６  電極パッド
１０７  コンタクトプラグ
１０８  配線
２００  半導体装置
２０１  半導体基板
２０２  第１の不純物拡散領域
２０３  第２の不純物拡散領域
２０２ｘ  第３の不純物拡散領域
２０４  積層領域
３００  半導体装置
３０９  絶縁膜
３０９ｔ  トレンチ
４００  半導体装置
４１０  導電膜
４１０ｔ  トレンチ
４１１  コンタクトプラグ
４１２  配線
５００  半導体装置
５１３  配線
５１４  配線
６０１  局部発振器
６０２  分周器
６０３  可変減衰回路
６０４  ドライバアンプ
６０５  電極パッド
６０６  高周波集積回路
６０７  高周波増幅器
６０８  アンテナ
７００  半導体装置
７０１  半導体基板
７０３  不純物拡散領域
７０５  層間絶縁膜
７０６  電極パッド
Ｓａ，Ｓｂ  ｐｎ接合面
Ｉｘ，Ｉｙ，Ｉｖ，Ｉｗ  界面
Ｒｖ101，Ｒｈ101，Ｒｈ102，Ｒｈ103，Ｒｖ102，Ｒｈ102x  抵抗
Ｐｃａ，Ｐｃｂ  ｐｎ接合面に発生する寄生容量
Ｐｃ105  層間絶縁膜の寄生容量
Ｐｃ309  界面に発生する寄生容量
Ｐｒ309  寄生抵抗
Ｃｒ410  界面に発生する接触抵抗
Ｐｒ410  寄生抵抗
Ｒｖ701，Ｒｈ701，Ｒｈ703  抵抗
Ｐｃ705  層間絶縁膜の寄生容量
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１導電型の半導体基板中に形成された積層領域と、
前記半導体基板上に層間絶縁膜を介して形成され、前記積層領域の上方に配置された電極パッドと、
前記半導体基板中に形成され、前記積層領域の周囲を囲う導電膜とを備え、
前記積層領域は、
第１の不純物拡散領域と、
前記第１の不純物拡散領域上に形成された第２の不純物拡散領域と、
前記第１の不純物拡散領域上に形成され前記第２の不純物拡散領域の周囲を覆う第３の不純物拡散領域とを含み、
前記第１の不純物拡散領域及び前記第３の不純物拡散領域の導電型は、第２導電型であり、
前記第２の不純物拡散領域の導電型は、前記第１導電型であり、
前記第３の不純物拡散領域の不純物濃度は、前記第１の不純物拡散領域の不純物濃度よりも高く、
前記第３の不純物拡散領域は、一定電位に固定された端子と電気的に接続されていることを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
請求項１に記載の半導体装置において、
前記層間絶縁膜中に形成され、前記端子と電気的に接続する配線をさらに備え、
前記第３の不純物拡散領域は、前記配線と電気的に接続され、
前記配線は、前記電極パッドの形成領域よりも外側の領域に配置されていることを特徴とする半導体装置。
【請求項３】
第１導電型の半導体基板中に形成された積層領域と、
前記半導体基板上に層間絶縁膜を介して形成され、前記積層領域の上方に配置された電極パッドと、
前記半導体基板中に形成され、前記積層領域の周囲を囲う絶縁膜とを備え、
前記積層領域は、
第１の不純物拡散領域と、
前記第１の不純物拡散領域上に形成された第２の不純物拡散領域と、
前記第１の不純物拡散領域上に形成され前記第２の不純物拡散領域の周囲を覆う第３の不純物拡散領域とを含み、
前記第１の不純物拡散領域及び前記第３の不純物拡散領域の導電型は、第２導電型であり、
前記第２の不純物拡散領域の導電型は、前記第１導電型であり、
前記第３の不純物拡散領域の不純物濃度は、前記第１の不純物拡散領域の不純物濃度よりも高く、
前記第３の不純物拡散領域は、一定電位に固定された端子と電気的に接続されていることを特徴とする半導体装置。
【請求項４】
請求項１に記載の半導体装置において、
前記導電膜は、一定電位に固定された導電膜用端子と電気的に接続されていることを特徴とする半導体装置。
【請求項５】
請求項４に記載の半導体装置において、
前記層間絶縁膜中に形成され、前記導電膜用端子と電気的に接続する配線をさらに備え、
前記導電膜は、前記配線と電気的に接続され、
前記配線は、前記電極パッドの形成領域よりも外側の領域に配置されていることを特徴とする半導体装置。
【請求項６】
請求項４に記載の半導体装置において、
前記第３の不純物拡散領域の電位は、第１の電位であり、
前記導電膜の電位は、前記第１の電位とは異なる第２の電位であることを特徴とする半導体装置。
【請求項７】
請求項６に記載の半導体装置において、
前記導電膜から漏れるノイズ信号を検出する検出手段と、
前記検出手段で検出されたノイズ信号に基づいて、前記第３の不純物拡散領域の電位を前記第１の電位に制御する制御手段と、
前記検出手段で検出されたノイズ信号に基づいて、前記導電膜の電位を前記第２の電位に制御する制御手段とをさらに備えていることを特徴とする半導体装置。
【請求項８】
請求項１〜７のうちいずれか１項に記載の半導体装置において、
前記電極パッドは、入力用電極パッド又は出力用電極パッドであることを特徴とする半導体装置。
【請求項９】
請求項１〜８のうちいずれか１項に記載の半導体装置において、
デジタル的にスイッチングする回路と、
減衰回路とをさらに備え、
前記減衰回路は、前記デジタル的にスイッチングする回路の後段に接続され、
前記電極パッドは、前記減衰回路の後段に接続されていることを特徴とする半導体装置。
【請求項１０】
請求項１〜８のうちいずれか１項に記載の半導体装置において、
デジタル的にスイッチングする回路と、
増幅回路とをさらに備え、
前記増幅回路は、前記デジタル的にスイッチングする回路の後段に接続され、
前記電極パッドは、前記増幅回路の後段に接続されていることを特徴とする半導体装置。
【請求項１１】
請求項９又は１０に記載の半導体装置と、
前記半導体装置に接続され、前記電極パッドからの信号が入力される増幅器と、
前記増幅器に接続され、前記増幅器からの信号を電波として外部に送信するアンテナとを備えていることを特徴とする無線回路装置。
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
2009107182.tif 000023
【図２】
2009107182.tif 000024
【図３】
2009107182.tif 000025
【図４】
2009107182.tif 000026
【図５】
2009107182.tif 000027
【図６】
2009107182.tif 000028
【図７】
2009107182.tif 000029
【図８】
2009107182.tif 000030
【図９】
2009107182.tif 000031
【図１０】
2009107182.tif 000032
【図１１】
2009107182.tif 000033
【図１２】
2009107182.tif 000034
【国際調査報告】
2009107182.tif 000035
2009107182.tif 000036