(57)【要約】【課題】半導体回路において、回路素子を静電破壊から保護するとともに高速信号を伝達する。【解決手段】半導体回路は、入力端子５０と、所定値以上の電圧が印加されるとその電圧を放電する保護回路５６と、回路素子を含むセル部１０とを含む。保護回路５６およびセル部１０は、分岐して入力端子５０に接続される。セル部１０が接続された配線１８ｃ上には、保護回路５６が接続された配線１８ｂよりも配線１８ｃにおける抵抗値が高くなるように、抵抗Ｒ２が配置されている。また、配線１８ｂ上には被切断部５４が形成されている。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回路素子に信号を伝達する信号伝達回路であって、
入力端子と、
所定値以上の電圧が印加されると当該電圧を放電する保護回路と、
前記入力端子と前記回路素子とを前記保護回路を経由して接続する第一の経路と、
前記入力端子と前記回路素子とを前記保護回路を経由することなく接続する第二の経路と、
を含み、
前記第二の経路は、前記第一の経路を切断することにより前記入力端子と前記回路素子とを電気的に接続するように構成されたことを特徴とする信号伝達回路。
【請求項２】
請求項１に記載の信号伝達回路において、
前記第二の経路上には、抵抗が設けられ、当該抵抗は、前記第二の経路における抵抗値が第一の経路における抵抗値よりも高くなるように構成されたことを特徴とする信号伝達回路。
【請求項３】
回路素子に信号を伝達する信号伝達回路であって、
入力端子と、
所定値以上の電圧が印加されると当該電圧を放電する保護回路と、
前記保護回路および前記回路素子とを分岐して前記入力端子に接続する接続手段と、
を含むことを特徴とする信号伝達回路。
【請求項４】
請求項３に記載の信号伝達回路において、
前記接続手段は、前記入力端子と前記保護回路とを接続する第一の分岐配線と、
前記入力端子と前記回路素子とを接続する第二の分岐配線と、を含み、
前記第二の分岐配線上には、抵抗が設けられ、当該抵抗は、第二の分岐配線における抵抗値が前記第一の分岐配線における抵抗値よりも高くなるように構成されたことを特徴とする信号伝達回路。
【請求項５】
請求項４に記載の信号伝達回路において、
前記第一の分岐配線を覆う絶縁膜をさらに含み、
前記絶縁膜には前記第一の分岐配線が露出する開口部が形成されたことを特徴とする信号伝達回路。
【請求項６】
基板上に形成された回路素子に信号を伝達する信号伝達回路の製造方法であって、
前記基板上に、所定値以上の電圧が印加されると当該電圧を放電する保護回路を形成する工程と、
前記基板上に、入力端子を形成する工程と、
前記基板上に、前記入力端子と前記保護回路とを接続する第一の分岐配線と、前記入力端子と前記回路素子とを接続する第二の分岐配線と、を含む接続手段を形成する工程と、
前記基板上に、前記第一の分岐配線を覆う絶縁膜を形成する工程と、
前記第一の分岐配線の一部が露出するように、前記絶縁膜に開口部を形成する工程と、
を含むことを特徴とする信号伝達回路の製造方法。
【請求項７】
請求項６に記載の信号伝達回路の製造方法において、
前記第一の分岐配線をアルミニウム、銅、銀、金、またはこれらの合金により構成し、前記開口部から露出した前記第一の分岐配線に酸を滴下することにより当該第一の分岐配線を切断することを特徴とする信号伝達回路の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、信号伝達回路およびその製造方法に関する。本発明は、とくに、所定の製造工程中には回路素子の静電破壊を防止するとともに、その製造工程終了後には回路素子への高速信号の伝達を可能とする信号伝達回路およびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体回路には、実装時や搬送時における静電破壊を防止するため、静電気に起因して回路素子に侵入する高電圧パルスを抑制するための保護回路が設けられている。たとえば、特許文献１には、静電対策としてトランジスタ型保護回路、および直列抵抗とを備えた半導体回路が開示されている。これにより、外部からの信号は、保護回路を介してして内部回路へ伝達されるため、静電破壊を防止することができるようになっている。
【０００３】
ところで、特許文献２には、冗長回路やテスト工程等の製造過程でのみ使用し、製品完成後に不要となる特殊回路をヒューズで切断する技術が開示されている。ここでは、入力端子は入力保護回路を介してヒューズに接続され、さらにヒューズを介して被分離回路と接続されている。ヒューズを切断することにより、被分離回路を入力端子から切り離すことができる。
【０００４】
【特許文献１】
特開平５−１０２４１１号公報
【特許文献２】
特開平７−８６５１６号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した特許文献１に記載の従来の保護回路を有する半導体回路においては、半導体回路の製造後においても、内部回路へは、保護回路を介して信号が伝達されるため、高速信号を入力する場合に内部回路へ入力される信号速度が低下するという問題があった。たとえば上述した特許文献２においても、入力保護回路は、入力端子とヒューズとの間に設けられており、ヒューズを切断することにより被分離回路を切り離した後も入力保護回路が入力端子に接続する構成となっている。
【０００６】
本発明は、上記事情に鑑みなされたものであり、その目的は、回路素子に入力される信号速度を低下させることなく、静電破壊を防止する技術を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、回路素子に信号を伝達する信号伝達回路が提供される。この信号伝達回路は、入力端子と、所定値以上の電圧が印加されると当該電圧を放電する保護回路と、入力端子と回路素子とを保護回路を経由して接続する第一の経路と、入力端子と回路素子とを保護回路を経由することなく接続する第二の経路と、を含み、第二の経路は、第一の経路を切断することにより入力端子と回路素子とを電気的に接続するように構成される。
【０００８】
このようにしておけば、第一の経路を切断するまでは第一の経路を介して入力端子と回路素子とが電気的に接続されるので、回路素子を保護回路により保護することができる。一方、第一の経路を切断することにより、第二の経路を介して入力端子と回路素子とが電気的に接続されるので、入力端子に入力された高速信号を遅滞なく回路素子に伝達することができる。
【０００９】
ここで、保護回路を経由して接続するとは、入力された信号に対して保護回路の機能が果たされるように接続されることをいう。第一の経路において、保護回路は、入力端子と回路素子とを接続する配線上に設けられていてもよく、入力端子と回路素子とを接続する配線から分岐した配線上に設けられていてもよい。
【００１０】
本発明の信号伝達回路において、第二の経路上には、抵抗が設けられてよく、当該抵抗は、第二の経路における抵抗値が第一の経路における抵抗値よりも高くなるように構成されてよい。
【００１１】
これにより、第一の経路を切断するまでは、入力端子に入力された信号は、第一の経路を介して回路素子に伝達される。そのため、入力端子に高電圧が印加された場合、保護回路において電圧が放電されるので、回路素子を保護することができる。第一の経路には、たとえばヒューズ回路を設けておくことができ、そのヒューズ回路に大電流を流すことにより切断することができる。また、ヒューズ回路近傍に発熱体を設けておき、発熱体を発熱させることにより、第一の経路を切断することもできる。さらに、第一の経路を酸やアルカリにより切断される材料で構成された配線とし、酸やアルカリを滴下することにより切断することもできる。また、レーザー光を照射することにより第一の経路を切断することもできる。
【００１２】
本発明によれば、回路素子に信号を伝達する信号伝達回路が提供される。この信号伝達回路は、入力端子と、所定値以上の電圧が印加されると当該電圧を放電する保護回路と、保護回路および回路素子とを分岐して入力端子に接続する接続手段と、を含む。
【００１３】
このようにしておけば、保護回路を切り離しても、入力端子と回路素子とを接続した状態とすることができる。
【００１４】
本発明の信号伝達回路において、接続手段は、入力端子と保護回路とを接続する第一の分岐配線と、入力端子と回路素子とを接続する第二の分岐配線と、を含むことができ、第二の分岐配線上には、抵抗が設けられてよく、当該抵抗は、第二の分岐配線における抵抗値が第一の分岐配線における抵抗値よりも高くなるように構成されてよい。
【００１５】
このようにすれば、入力端子から入力された信号は、第一の分岐配線に優先的に伝達され、保護回路を経由した後に第二の分岐配線に伝達されるので、高電圧が印加された場合に、回路素子を保護回路により保護することができる。保護回路が必要な工程が終了した後、第一の分岐配線を切断することにより、入力端子と回路素子とを保護回路を経由することなく接続することができ、入力端子から高速信号が入力された場合も、遅滞なく回路素子に伝達することができる。
【００１６】
本発明の信号伝達回路において、第一の分岐配線を覆う絶縁膜をさらに含んでよく、絶縁膜には第一の分岐配線が露出する開口部が形成されてよい。
【００１７】
このように構成された開口部に、たとえばレーザー光を照射したり、圧力を印加したり、酸を滴下することにより、第一の分岐配線を切断することができる。
【００１８】
本発明の信号伝達回路において、第一の分岐配線はアルミニウム、銅、銀、金のいずれか、またはこれらの合金により構成されてよく、第一の分岐配線は、開口部に酸を滴下することにより切断されてよい。また、第一の分岐配線をアルミニウムにより構成する場合、開口部にアルカリ性溶液を滴下することにより切断することもできる。
【００１９】
本発明によれば、基板上に形成された回路素子に信号を伝達する信号伝達回路の製造方法が提供される。この信号伝達回路の製造方法は、基板上に、所定値以上の電圧が印加されると当該電圧を放電する保護回路を形成する工程と、基板上に、入力端子を形成する工程と、基板上に、入力端子と保護回路とを接続する第一の分岐配線と、入力端子と回路素子とを接続する第二の分岐配線と、を含む接続手段を形成する工程と、基板上に、第一の分岐配線を覆う絶縁膜を形成する工程と、第一の分岐配線の一部が露出するように、絶縁膜に開口部を形成する工程と、を含む。
【００２０】
このように構成された開口部に、たとえばレーザー光を照射したり、圧力を印加したり、酸を滴下することにより、第一の分岐配線を切断することができる。
【００２１】
本発明の信号伝達回路の製造方法において、第一の分岐配線をアルミニウム、銅、銀、金のいずれか、またはこれらの合金により構成することができ、開口部から露出した第一の分岐配線に酸を滴下することにより当該第一の分岐配線を切断することができる。第一の分岐配線を金により構成する場合、開口部に王水を滴下することにより切断することができる。また、第一の分岐配線をアルミニウムにより構成する場合、開口部にアルカリ性溶液を滴下することにより切断することもできる。
【００２２】
本発明によれば、回路素子と、入力端子と、所定値以上の電圧が印加されると当該電圧を放電する保護回路と、入力端子と回路素子とを保護回路を経由して接続する第一の経路と、入力端子と回路素子とを保護回路を経由することなく接続する第二の経路と、を含み、第二の経路は、第一の経路を切断することにより入力端子と回路素子とを電気的に接続するように構成されたことを特徴とする半導体回路が提供される。
【００２３】
本発明によれば、回路素子と、入力端子と、所定値以上の電圧が印加されると当該電圧を放電する保護回路と、保護回路および回路素子とを分岐して入力端子に接続する接続手段と、を含むことを特徴とする半導体回路が提供される。
【００２４】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の実施の形態における半導体回路を概念的に示す図である。
本実施の形態において、半導体回路は、セル部１０と、入力端子５０と、保護回路５６と、これらを電気的に接続する配線１８を含む。この半導体回路は、入力端子５０とセル部１０とを保護回路５６を経由して接続する第一の経路と、入力端子５０とセル部１０とを保護回路５６を経由することなく接続する第二の経路とを含む。半導体回路は、入力端子５０からの信号が第一の経路または第二の経路のいずれを通じてセル部１０に入力されるかを選択する接続手段５３をさらに含む。
【００２５】
セル部１０には、たとえば、トランジスタ、ダイオード、ＩＣチップ等の半導体素子、またはチップコンデンサ、チップ抵抗等の受動素子等の回路素子が設けられる。保護回路５６は、入力端子５０から過剰電圧や静電気による高電圧が印加されたときに、高電圧を放電する。これにより、セル部１０が静電破壊されるのを防ぐ。接続手段５３は、半導体回路の所定の製造工程中、たとえば前工程、搬送、ダイシング、およびリードフレームへのマウント作業等の静電破壊が起こりやすい工程においては、第一の経路を通じて信号が入力されるよう選択し、その後の工程においては第二の経路を通じて信号が入力されるよう選択する。これにより、前工程終了後には保護回路を経由することなく入力端子５０とセル部１０を接続するので、入力端子５０に入力された信号を遅滞なくセル部１０に伝達することができる。
【００２６】
図２は、本実施の形態における半導体回路を具体的に示す模式図である。ここで、半導体回路は、入力端子５０に接続された配線１８ａと、保護回路５６に接続された配線１８ｂと、セル部１０に接続された配線１８ｃとを含む。接続手段５３は、配線１８ａ上に形成された第一の抵抗Ｒ１と、配線１８ｃ上に形成された第二の抵抗Ｒ２と、配線１８ｂ上に形成された被切断部５４とを含む。ここで被切断部５４の抵抗をＲ３とする。被切断部５４は、たとえばヒューズ回路である。配線１８ｃ上には内部保護回路５２が設けられている。内部保護回路５２は、保護回路５６と同様、セル部１０を保護する機能を有するが、保護回路５６に比べて能力が小さく、信号の遅滞の影響がない程度のものである。
【００２７】
本実施の形態の半導体回路において、被切断部５４の抵抗Ｒ３の抵抗値は、第二の抵抗Ｒ２の抵抗値よりも低くなるように構成される。このように構成することにより、配線１８ｂおよび配線１８ｃがともに配線１８ａに接続した状態では、入力端子５０から入力した信号は保護回路５６を経由してセル部１０に伝達される。そのため、入力端子５０に過剰電圧や静電気の影響による電圧が印加された場合、保護回路５６においてこれらの電圧が放電される。これにより、過剰電圧や静電気からセル部１０を保護することができる。
【００２８】
一方、被切断部５４を切断することにより、入力端子５０に入力した信号が保護回路５６を経由することなくセル部１０に伝達されるようにすることができる。
【００２９】
次に、被切断部５４を切断する方法を説明する。被切断部５４は、種々の方法で切断することができるが、たとえば配線１８ｂの一部を細く形成しておき、配線１８ｂに大電流を流したり、熱を加えることにより切断することができる。また、配線１８ｂを酸やアルカリの滴下、レーザー光の照射、圧力の印加等で切断することもできる。
【００３０】
図３は、被切断部５４の構成の一例を示す図である。ここで、被切断部５４は、配線１８ｂの一部を細く形成した細線である。半導体回路は、被切断部５４に接続された入力端子５８をさらに有する。入力端子５８は、絶縁膜により覆われた構成としておくことが好ましい。このようにすれば、入力端子５０から電圧が印加されても配線１８ｂには大電流が流れず、半導体回路の所定の製造工程中に被切断部５４が切断されてしまうのを防ぐことができる。所定の製造工程が終了した後、入力端子５８を覆う絶縁膜にプローブを刺し、プローブを入力端子５８に電気的に接続して入力端子５８から配線１８ｂに大電流を流すことにより被切断部５４において配線１８ｂを切断することができる。ここで、第一の抵抗Ｒ１の抵抗値は第二の抵抗Ｒ２の抵抗値よりも低くなるように構成される。このようにしておけば、配線１８ｂを流れる大電流は、配線１８ｃへ流れることなく、配線１８ａを介して入力端子５０へ導かれる。これにより、セル部１０を保護しつつ、配線１８ｂに大電流を流して被切断部５４を切断することができる。被切断部５４を切断することにより、その後の工程では入力端子５０に入力した信号を保護回路５６を経由することなくセル部１０に伝達することができ、高速信号を遅延なくセル部１０に伝達することができる。
【００３１】
図４は、被切断部５４の構成の他の例を示す図である。ここでも、被切断部５４は、配線１８ｂの一部を細く形成した細線である。半導体回路は、配線１８ｂの細線部分の近傍に設けられた発熱手段６０を含む。発熱手段は、電圧の印加により発熱する抵抗とすることができる。また、半導体回路は、発熱手段６０に電圧を印加するための入力端子５８を含む。このように構成すると、入力端子５８に電圧を印加することにより発熱手段６０を発熱させて被切断部５４を切断することができる。
【００３２】
図５は、本実施の形態の半導体回路の他の例を示す図である。図５（ａ）は半導体回路の上面図である。ここで、保護回路５６およびセル部１０は絶縁層２２で覆われており、記載を省略している。絶縁層２２には配線１８ｂが露出する開口部６０が形成されている。
【００３３】
図４（ｂ）は図４（ａ）のＡ−Ａ’断面図である。半導体回路は、基板２０を有し、セル部１０および保護回路５６は基板２０上に形成される。セル部１０、保護回路５６、抵抗Ｒ２、配線１８ａ、配線１８ｂ、および配線１８ｃは絶縁層２２で覆われている。配線１８ａ〜配線１８ｃは、アルミニウム、銅、銀、または金など比較的低抵抗の金属、あるいはこれらの合金により構成される。開口部６０は、たとえばレーザー等で形成することができる。このように構成された半導体回路において、開口部６０に酸を滴下することにより、被切断部５４において、配線１８ｂを切断することができる。また、開口部６０からレーザー光を照射することにより、配線１８ｂを切断することもできる。
【００３４】
本実施の形態における半導体回路によれば、被切断部５４を切断する前は、保護回路５６を経由して各種信号がセル部１０に伝達されるため、過剰電圧や静電気による高電圧が印加された場合でもセル部１０を静電破壊から保護することができる。一方、被切断部５４を切断した後は、各種信号は保護回路５６を経由することなくセル部１０に伝達されるので、高速信号を遅延なくセル部１０に伝達することができる。
【００３５】
このような回路は、とくに限定されないが、たとえば同一のインタポーザ上の異なる回路素子どうしを接続するのに好ましく用いられる。同一のインタポーザ上にある回路素子は、電位差が生じないので、過剰電圧の印加のおそれがないからである。
【００３６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、半導体回路の製造工程において回路素子を静電破壊から保護するとともに所定の工程終了後は回路素子へ高速信号を伝達することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態における半導体回路を概念的に示す図である。
【図２】本発明の実施の形態における半導体回路を具体的に示す模式図である。
【図３】図２に示した被切断部の構成の一例を示す図である。
【図４】図２に示した被切断部の構成の他の例を示す図である。
【図５】図２に示した被切断部の構成の他の例を示す図である。
【符号の説明】
１０  セル部、  １８、１８ａ、１８ｂ、１８ｃ  配線、  ２０  基板、  ２２絶縁層、  ５０  入力端子、  ５２  内部保護回路、  ５３  接続手段、  ５４  被切断部、  ５６  保護回路、  ５８  入力端子、  ６０  開口部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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