(57)【要約】【課題】  半導体集積回路装置の面積の増大を抑制しながら、任意のノード間に必要な容量を実現することのできる半導体集積回路装置を提供する。【解決手段】  複数の電極パッドを備えた半導体集積回路において、複数の電極パッド１１〜１３の下方の配線層領域に、２層の金属配線層Ｍ１，Ｍ２と、該金属配線層間の層間絶縁膜Ｉ１とよりなる、該各電極パッドと同等の面積を有する配線間容量２１〜２３を形成し、形成した配線間容量２１〜２３を、該各配線間容量を構成する金属配線層により並列に接続するようにした。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の電極パッドを備える半導体集積回路装置において、
少なくとも１つの電極パッドの下方の配線層領域に、２層以上の金属配線層と、該金属配線層間の層間絶縁膜とよりなる、該電極パッドと同等の面積を有する配線間容量を備えた、
ことを特徴とする半導体集積回路装置。
【請求項２】
請求項１に記載の半導体集積回路装置において、
前記配線間容量は、前記電極パッドの下方にある活性領域、及び／または配線層領域に形成される回路の形状に応じて、その形状を変化させたものである、
ことを特徴とする半導体集積回路装置。
【請求項３】
請求項１に記載の半導体集積回路装置において、
複数の電極パッドの下方の配線層領域のそれぞれに前記配線間容量が形成され、
該複数の配線間容量は、当該配線間容量を構成する金属配線層により相互に接続されている、
ことを特徴とする半導体集積回路装置。
【請求項４】
請求項１に記載の半導体集積回路装置において、
前記配線間容量は、前記電極パッドに近い側の金属配線層が接地されている、
ことを特徴とする半導体集積回路装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体集積回路装置の容量の形成に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の半導体集積回路装置における容量の形成方法としては、電極パッド領域でない領域、即ち電極パッド領域の内側における拡散領域と配線層領域に、絶縁体を金属で挟んだ構造をした容量である平行平板型容量を形成する方法が知られている（例えば、特許文献１〜３）。
【０００３】
通常、拡散領域における容量は、絶縁体をポリシリコンで挟んだ構造、あるいは活性領域である絶縁体を、金属あるいはポリシリコンと、接地されている半導体である基板とで挟んだ構造となっている。また、配線層領域における容量は、層間絶縁膜（絶縁体）を配線（金属）で挟んだ構造となっている。
【特許文献１】特開平５−３１５５４５号公報
【特許文献２】特開２００２−３３４５６号公報
【特許文献３】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】
【０００４】
従来の半導体集積回路装置における容量は、回路動作上必須な要素、特に電源電圧、基準電圧の電圧値を変動させない、ノイズを低減するために必要な回路素子であるため、半導体集積回路装置の面積が増大するにも係わらず電極パッド領域の内側の拡散領域と配線層領域に配置していた。しかしながら、容量値をC、上下電極（配線層：金属）で挟まれた絶縁体の誘電率をε、素子面積をＳ、前述絶縁体の厚さをｄとすると、容量値C=εS/dとなり、その容量値は当該素子面積に比例することになり、半導体集積回路装置において当該素子の面積増大が回路全体の面積増大に直結するという課題があった。
【０００５】
上記特許文献のうち、特開平５−３１５５４５号公報には、電極パッド直下の活性領域に対基板（最低電位）に対する容量を形成することにより、電極パッド部の容量を増加させて電源ノイズを吸収し、電源電圧を安定させることのできる技術が開示されているが、この構造では、半導体集積回路装置全体の面積の十分な削減を行うことはできず、また外来ノイズを遮蔽することができなかった。
【０００６】
また、特開２００２−３３４５６号公報には、電源電圧の電圧値を変動させないための容量を、電源電圧が伝播する配線の直下に配線間容量を形成することにより、面積の増大を生じることなく、電圧値の変動を抑制することができるようにした技術が開示されているが、この構造では、半導体集積回路装置全体の面積の十分な削減を行うことはできなかった。
【０００７】
また、特開２０００−２９９３１９号公報には、電極パッド直下に金属膜（配線層）を形成して電極パッド、あるいは出力端子に伝播するノイズを低減する電極パッド構造が、すなわち電極パッド直下に伝播する外来性ノイズに対する遮蔽金属板を有する構造が記載されているが、この構造では、半導体集積回路装置全体の面積が増大してしまうという課題を解決することはできなかった。
【０００８】
本発明は、上記問題点を解消するためになされたものであり、半導体集積回路装置の面積増大を抑制しながら、任意のノード間に容量を実現する半導体集積回路装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明の請求項１に記載の半導体集積回路装置は、複数の電極パッドを備える半導体集積回路装置において、少なくとも１つの電極パッドの下方の配線層領域に、２層以上の金属配線層と、該金属配線層間の層間絶縁膜とよりなる、該電極パッドと同等の面積を有する配線間容量を備えたことを特徴とするものである。
【００１０】
また、本発明の請求項２に記載の半導体集積回路装置は、請求項１に記載の半導体集積回路装置において、前記配線間容量は、前記電極パッドの下方にある活性領域、及び／または配線層領域に形成される回路の形状に応じて、その形状を変化させたものであることを特徴とするものである。
【００１１】
また、本発明の請求項３に記載の半導体集積回路装置は、請求項１に記載の半導体集積回路装置において、複数の電極パッドの下方の配線層領域のそれぞれに前記配線間容量が形成され、該複数の配線間容量は、当該配線間容量を構成する金属配線層により相互に接続されていることを特徴とするものである。
【００１２】
また、本発明の請求項４に記載の半導体集積回路装置は、請求項１に記載の半導体集積回路装置において、前記配線間容量は、前記電極パッドに近い側の金属配線層が接地されていることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の請求項１に記載の半導体集積回路装置によれば、複数の電極パッドを備える半導体集積回路装置において、少なくとも１つの電極パッドの下方の配線層領域に、２層以上の金属配線層と、該金属配線層間の層間絶縁膜とよりなる、該電極パッドと同等の面積を有する配線間容量を備えたので、半導体集積回路装置の面積増大を抑制しながら、任意のノード間で容量を形成することができる。
【００１４】
また、本発明の請求項２に記載の半導体集積回路装置によれば、請求項１に記載の半導体集積回路装置において、前記配線間容量は、前記電極パッドの下方にある活性領域、及び／または配線層領域に形成される回路の形状に応じて、その形状を変化させたものであることより、電極パッドの下方領域を有効に利用しながら、任意のノード間で容量を形成することができる。
【００１５】
また、本発明の請求項３に記載の半導体集積回路装置によれば、請求項１に記載の半導体集積回路装置において、複数の電極パッドの下方の配線層領域のそれぞれに前記配線間容量が形成され、該複数の配線間容量は、当該配線間容量を構成する金属配線層により相互に接続されていることより、任意のノード間で容量を形成することができるとともに、該容量で必要な容量値を確保することができる。
【００１６】
また、本発明の請求項４に記載の半導体集積回路装置によれば、請求項１に記載の半導体集積回路装置において、前記配線間容量は、前記電極パッドに近い側の金属配線層が接地されていることより、電極パッド下方に伝播する外来ノイズを遮蔽することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
（実施の形態１）
本発明の実施の形態１による半導体集積回路装置は、少なくとも１つの電極パッドの下方の配線層領域に、２層以上の金属配線層と、該金属配線層間の層間絶縁膜とよりなる、該電極パッドと同等の面積を有する配線間容量を備えたことを特徴とするものである。
【００１８】
以下に、本実施の形態１の半導体集積回路装置における配線間容量について図１を用いて説明する。図１（ａ）は本発明の半導体集積回路装置の平面図、図１（ｂ）はＡＡ´断面図である。
【００１９】
図１（ａ）に示す半導体集積回路装置の電極パッド１１の下方の配線層領域に、図１（ｂ）に示すように、電極パッドと同等の面積を有する金属配線層Ｍ１を形成し、その上面に接するように、層間絶縁膜である絶縁体Ｉ１を形成し、さらにその上面に接するように、電極パッドと同等の面積を有する金属配線層Ｍ２を形成する。
【００２０】
このようにして、電極パッド１１の下方領域に、当該電極パッドと同等の面積を有する、平行平板型容量である配線間容量２１を形成し、任意のノード間に接続することにより、当該ノード間に必要な容量を形成する。
【００２１】
なお、配線間容量を構成する絶縁体、及び金属配線層の層の厚さは任意である。
また、ここでは、金属配線層が２層の場合の配線間容量を示しているが、金属配線層の層数は２層以上であれば良い。例えば、金属配線層が３層である場合の配線間容量３１は、図１（ｃ）に示すような構成となる。
【００２２】
このような本実施の形態１では、電極パッド１１の下方の配線層領域に、当該電極パッドと同等の面積を有する配線間容量２１を形成するようにしたので、半導体集積回路装置における任意のノード間で必要な容量を、電極パッドの下方領域に形成することができ、その結果、容量の形成による半導体集積回路装置の面積増大を防止することができる。
【００２３】
また、配線間容量を形成しようとする電極パッド下方の周囲の接続状況や要求される容量値に応じて、当該配線間容量の形状を任意に変化させるようにすれば、電極パッド下方領域をより有効に利用することができる。
【００２４】
（実施の形態２）
本発明の実施の形態２による半導体集積回路装置は、複数の電極パッドの下方の配線層領域に、複数の配線間容量を備えたことを特徴とするものである。
【００２５】
以下に、本実施の形態２の半導体集積回路装置における配線間容量について図２を用いて説明する。図２（ａ）は本実施の形態２の半導体集積回路装置の平面図、図２（ｂ）はＢＢ´断面図である。
【００２６】
図２（ａ）に示す複数の電極パッドを備えた半導体集積回路装置において、複数の、例えば、３つの電極パッド１１〜１３の各々の下方の配線層領域に、図２（ｂ）に示すように、層間絶縁膜である絶縁体Ｉ１と、当該絶縁体Ｉ１に隣接する金属配線層である上部電極Ｍ２及び下部電極Ｍ１とよりなる配線間容量２１〜２３を形成する。このとき、配線間容量２１〜２３はそれぞれ、各電極パッド１１〜１３と同等の面積を有するよう形成する。
【００２７】
そして、形成された配線間容量２１〜２３の全ての上部電極が同電位になるように、かつ全ての下部電極を同電位になるように、配線間容量を構成する金属配線層により相互に接続、すなわち、当該配線間容量２１〜２３を並列に接続する。ここでは、配線間容量２１と配線間容量２２との間は、配線間容量２１の上部電極Ｍ２と配線間容量２２の上部電極Ｍ２とを接続し、かつ配線間容量２１の下部電極Ｍ１と配線間容量２２の下部電極Ｍ１とを接続している。また、配線間容量２２と配線間容量２３との間も同様に、上部電極Ｍ２同士、下部電極Ｍ１同士を接続している。
【００２８】
このようにして、電極パッド１１〜１３の下方領域に、当該電極パッドと同等の面積を有する配線間容量２１〜２３を形成し、任意のノード間に接続することにより、当該ノード間に必要な容量を形成する。
【００２９】
なお、ここでは、配線間容量を構成する金属配線層の層数が２層である場合について説明したが、２層以上であれば良い。例えば、図３に示すように、電極パッド１１，１２の下方の配線層領域にはそれぞれ、金属配線層Ｍ１と絶縁体Ｉ１と金属配線層Ｍ２と絶縁体Ｉ２と金属配線層Ｍ３とよりなる配線間容量３１，３２を形成し、電極パッド１３の下方の配線層領域には、金属配線層Ｍ１と絶縁体Ｉ１と金属配線層Ｍ２とよりなる配線間容量２３を形成し、形成した配線間容量３１，３２，２３を並列に接続するようにしても良い。
【００３０】
また、形成した複数の配線間容量を並列に接続している場合について説明したが、直列に接続しても良い。
【００３１】
このような実施の形態２では、複数の電極パッド１１〜１３の下方の配線層領域に、当該電極パッドと同等の面積を有する配線間容量２１〜２３を形成し、形成した配線間容量２１〜２３を並列に接続するようにしたので、容量面積を大きくすることなく、電源電圧を安定させるために必要な容量値を増大させることができ、半導体集積回路装置における任意のノード間で必要な容量を、電極パッドの下方領域に形成することができる。
【００３２】
また、複数の配線間容量の接続方法や接続対象となる個数を、当該配線間容量の周囲の接続状況や要求される容量値に応じて任意に変化させるようにすれば、電極パッド下方領域をより有効に利用することができる。
【００３３】
（実施の形態３）
本発明の実施の形態３による半導体集積回路装置は、配線間容量を形成しようとする電極パッドの下方にある活性領域、及び／または配線層領域に既に形成されている回路の形状に応じて、その形状を変化させた配線間容量を備えたことを特徴とするものである。
【００３４】
以下に、本実施の形態３の半導体集積回路装置における配線間容量について図４を用いて説明する。図４は、図１（ａ）に示す半導体集積回路装置におけるＡＡ´断面図である。
【００３５】
電極パッド１１下方の活性層領域と配線層領域に、例えば、検査用の論理回路や出力バッファ用のロジック回路などの回路５０が、図４に示すように形成されている場合、この回路５０の上に、金属配線層Ｍ１と絶縁体Ｉ１と金属配線層Ｍ２とよりなる配線間容量４１を形成する。また、電極パッド１１の下方の配線層領域のうち、回路５０が配置されていない領域に、金属配線層Ｍ１と絶縁体Ｉ１と金属配線層Ｍ２と絶縁体Ｉ２と金属配線層Ｍ３とよりなる配線間容量４２を形成する。
【００３６】
そして、上記配線間容量４１の上部電極Ｍ２と上記配線間容量４２の上部電極Ｍ３とを接続するとともに、上記配線間容量４１の下部電極Ｍ１と上記配線間容量４２の下部電極Ｍ１とを接続する。
【００３７】
このようにして、電極パッド１１の下方領域に既に形成されている回路５０の形状に合わせた配線間容量４０を形成し、任意のノード間に接続することにより、当該ノード間に必要な容量を形成する。
【００３８】
なお、ここでは、回路５０の上に、金属配線層が２層である配線間容量４１を形成し、回路５０が形成されていない領域に、金属配線層が３層である配線間容量４２を形成する場合について説明したが、言うまでもなく他の形状の配線間容量を形成しても良い。
【００３９】
このような実施の形態３では、電極パッド１１下方に既に有る回路５０の接続状態、あるいは当該回路の形成に用いている配線層の構造に合わせて、配線間容量４０の形状を変化させて形成するようにしたので、電極パッド下方に既に回路が存在していても、半導体集積回路装置の面積の増大を抑制しながら配線間容量を形成することができ、電極パッド下方の配線層領域を有効に利用して半導体集積回路装置における任意のノード間で必要な容量を得ることができる。
【００４０】
（実施の形態４）
本発明の実施の形態４による半導体集積回路装置は、配線間容量を形成しようとする電極パッドの下方にある活性領域、及び／または配線層領域に既に形成されている回路の形状に応じて、その形状を変化させた配線間容量と、他の複数の電極パッドの下方に形成されている配線間容量とが接続されていることを特徴とするものである。
【００４１】
以下に、本実施の形態４の半導体集積回路装置における配線間容量について図５を用いて説明する。図５は、図２（ａ）の半導体集積回路装置におけるＢＢ´断面図である。
【００４２】
電極パッド１１の下方の配線層領域に回路５０が既に配置されている場合、実施の形態３で説明したように、配線間容量４０を形成する。
【００４３】
また、電極パッド１２，及び電極パッド１３の下方の配線層領域には、実施の形態２で説明したように、下部電極Ｍ１と絶縁体Ｉ１と上部電極Ｍ２とよりなる配線間容量２１，配線間容量２２，２３を形成する。
【００４４】
そして、形成された配線間容量４０，２２，２３を並列に接続する。すなわち、配線間容量４０と配線間容量２２との間は、配線間容量４０の上部電極Ｍ３と配線間容量２２の上部電極Ｍ２とを接続するとともに、配線間容量４０の下部電極Ｍ１と配線間容量２２の下部電極Ｍ１とを接続する。また配線間容量２２と配線間容量２３との間も同様に、各配線間容量の上部電極Ｍ２同士、下部電極Ｍ１同士を接続する。
【００４５】
このようにして、電極パッド１１〜１３の下方領域に配線間容量４０，２２，２３を形成し、任意のノード間に接続することにより、当該ノード間に必要な容量を形成する。
【００４６】
なお、ここでは、複数の配線間容量４０，２２，２３を並列に接続する場合について説明したが、直列に接続しても良い。
【００４７】
このような実施の形態４では、電極パッド１１下方に既に有る回路５０の接続状態、あるいは当該回路５０の形成に用いている配線層の構造に合わせて、配線間容量４０の形状を変化させて形成するとともに、電極パッド１２，１３の下方に、当該電極パッドと同等の面積を有する配線間容量２２，２３を形成し、形成した配線間容量４０，２２，２３を並列に接続するようにしたので、電極パッド下方に既に回路が存在していても、半導体集積回路装置の面積の増大を抑制しながら配線間容量を形成することができ、電極パッド下方の配線層領域を有効に利用することができる。
【００４８】
（実施の形態５）
本発明の実施の形態５による半導体集積回路装置は、電極パッドに伝播する外来ノイズを遮蔽することのできる配線間容量を備えたことを特徴とするものである。
【００４９】
以下に、本実施の形態５の半導体集積回路装置における配線間容量について図６を用いて説明する。図６は、図２（ａ）の半導体集積回路装置におけるＢＢ´断面図である。
【００５０】
図６に示すように、電極パッド１１〜１３の下方の配線層領域に、実施の形態２で説明したように、下部電極Ｍ１と絶縁体Ｉ１と上部電極Ｍ２とよりなる，当該電極パッドと同等の面積を有する配線間容量２１〜２３を形成し、形成した配線間容量２１〜２３を並列に接続する。
【００５１】
そして、配線間容量２１のノードに電源を接続し、配線間容量２３の電極パッドに近い側の金属配線層（ここでは、上部電極Ｍ２）をグランドに接続する。これにより、電極パッド１１〜１３に伝播する外来ノイズを遮蔽することができる。
【００５２】
このような実施の形態５では、電極パッド１１〜１３の下方の配線層領域に、当該電極パッドと同等の面積を有する配線間容量２１〜２３を形成し、これら配線間容量２１〜２３を並列に接続し、配線間容量２３の電極パッドに近い側の金属配線層を接地するようにしたので、半導体集積回路装置における任意のノード間で必要な容量を得ることができるとともに、電極パッド１１〜１３の領域に伝播する外来ノイズを遮蔽することができる。
【産業上の利用可能性】
【００５３】
本発明による半導体集積回路装置は、基準電圧源と電源電圧の安定化を図ることのできる半導体集積回路装置として有用である。現在半導体集積回路装置に求められるシステムは大規模化の一途と辿り、当該大規模化に応じようとすると面積増大無しに回路形成可能領域の増大、あるいは半導体集積回路装置の面積を効率的に利用することが不可欠であり、本発明は既存の半導体集積回路装置より有利である。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明の実施の形態１の半導体集積回路装置における、配線間容量の形成方法を説明するための図である。
【図２】本発明の実施の形態２の半導体集積回路装置における、配線間容量の形成方法を説明するための図である。
【図３】本発明の実施の形態３による半導体集積装置における、配線間容量の形成方法を説明するための図である。
【図４】本発明の実施の形態４による半導体集積装置における、配線間容量の形成方法を説明するための図である。
【図５】本発明の実施の形態５による半導体集積装置における、配線間容量の形成方法を説明するための図である。
【図６】本発明の実施の形態６による半導体集積装置における、配線間容量の形成方法を説明するための図である。
【符号の説明】
【００５５】
１１，１２，１３  電極パッド
２１，２２，２３，３１，３２，４０，４１，４２  配線間容量
５０  回路
Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３  金属配線層
Ｉ１，Ｉ２  絶縁体
【図１】
2006128319.tif 000003
【図２】
2006128319.tif 000004
【図３】
2006128319.tif 000005
【図４】
2006128319.tif 000006
【図５】
2006128319.tif 000007
【図６】
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