(57)【要約】【解決手段】  本発明は、一の平面内に広がる平面状の基板上に形成される少なくとも２つのユニットセルを備える電気回路であって、ユニットセルはそれぞれ、異なる機能を持つコンタクトポイントを少なくとも２つ有しており、基板および／またはユニットセルの上に配設されている少なくとも１つの誘電層と、コンタクトポイントおよび／または基板の上方に、平面に対して平行に配設されている少なくとも２つのコンタクト面とを備え、同一の機能を持つコンタクトポイントは、誘電層を貫通している少なくとも１つの貫通コンタクト部を介して、同一の機能を持つコンタクトポイントの少なくとも一部のための少なくとも１つの共通のコンタクト面に電気的に接続されており、対応するコンタクト面を介して、外部と共通に接触する電気回路に関する。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一の平面内に広がる平面状の基板上に形成され、それぞれ、異なる機能を持つコンタクトポイントを少なくとも２つ有する少なくとも２つのユニットセルと、
前記基板および／または前記ユニットセルの上に配設されている少なくとも１つの誘電層と、
前記コンタクトポイントおよび／または前記基板の上方に、前記平面に対して平行に配設されている少なくとも２つのコンタクト面と
を備え、
同一の機能を持つコンタクトポイントは、前記誘電層を貫通している少なくとも１つの貫通コンタクト部を介して、前記同一の機能を持つコンタクトポイントの少なくとも一部のための少なくとも１つの共通のコンタクト面に電気的に接続されており、対応する前記コンタクト面を介して、外部と共通に接触する電気回路。
【請求項２】
前記少なくとも１つの誘電層は、少なくとも１つの開口を有しており、前記開口を介して前記コンタクトポイントの少なくとも一部が、前記コンタクトポイントに対する共通の接触を実現するための前記コンタクト面と電気的に接触している請求項１に記載の電気回路。
【請求項３】
前記少なくとも１つの誘電層の面のうち前記ユニットセルとは反対側の面に、前記貫通コンタクト部の一部として少なくとも１つの導電層が配設されており、
前記導電層は、前記ユニットセルとは反対側の面の少なくとも１つの領域に設けられており、前記誘電層の下に配設されている導電層または前記コンタクトポイントのうち少なくとも１つと電気的に接触するように、前記少なくとも１つの開口内に設けられている請求項２に記載の電気回路。
【請求項４】
前記ユニットセルは、ダイオードである請求項１から請求項３のうちいずれか一項に記載の電気回路。
【請求項５】
前記ユニットセルは、複数の異なる機能を持つ複数のコンタクトポイントとしてソースコンタクトポイント、ドレインコンタクトポイント、およびゲートコンタクトポイントを有するトランジスタであり、前記トランジスタは電界効果トランジスタであるのが好ましい請求項１から請求項４のうちいずれか一項に記載の電気回路。
【請求項６】
前記誘電層は、各コンタクトポイントの上方に少なくとも１つの開口を有し、
前記貫通コンタクト部の一部として設けられる第１の導電層の少なくとも１つの領域は、各機能に対応して前記誘電層上に配設されており、
前記貫通コンタクト部は、対応する機能の前記コンタクトポイントと電気的に接触するように前記開口内に延伸して設けられ、前記第１の導電層の複数の領域は、一の平面内に配設されていることが好ましく、複数の異なる機能に対応する複数の領域は、互いから電気的に分離されており、
前記第１の導電層上には、第２の誘電層が配設されており、
前記第２の誘電層は、少なくとも複数の領域において、前記第１の導電層の領域のうち複数の機能に対応する少なくとも２つの領域を被覆しており、前記第２の誘電層によって被覆されている前記第１の導電層の各領域に対して少なくとも１つの開口を有し、
前記第２の誘電層上に、前記貫通コンタクト部の一部として、少なくとも１つの第２の導電層が配設されており、前記第２の導電層は、前記第２の誘電層内に形成されている前記開口を介して、その下方に配置されている前記第１の導電層の領域のうち少なくとも１つの領域、少なくとも１つの領域と接触している請求項１から請求項５のうちいずれか一項に記載の電気回路。
【請求項７】
前記第２の導電層上には、第３の誘電層が配設されており、前記第３の誘電層は、前記第２の導電層のうち少なくとも１つに対する接触を実現する開口を少なくとも１つ有し、
前記第３の誘電層上には、少なくとも１つの第３の導電層または前記コンタクト面のうち少なくとも１つが配設されており、前記少なくとも１つの開口を介して、前記第２の導電層または前記複数の機能のうち１つの機能に対応する層と電気的に接触している請求項６に記載の電気回路。
【請求項８】
前記コンタクトポイントは、長尺状であって、および／または、互いに平行であり、および／または、環状に閉じており、前記基板と平行になるように前記基板上に配設されるのが好ましく、前記基板は特に、導電性を有するか、または、半導体であることが好ましい請求項１から請求項７のうちいずれか一項に記載の電気回路。
【請求項９】
前記誘電層のうち少なくとも１つの誘電層内に設けられる前記開口のうち１つ、一部、または全ての開口は、長尺状の形状を持ち、部分的に互いに平行であることが好ましい請求項１から請求項８のうちいずれか一項に記載の電気回路。
【請求項１０】
前記ユニットセルは、円形状の基板上に配設されており、
前記コンタクトポイントは、少なくとも部分的に、円形状のリングの少なくとも一部分として形成されており、
前記コンタクト面は、前記基板と実質的に同一の寸法で、前記基板と平行に配設されている円形領域の扇形として形成され、前記円形領域の２分の１または３分の１となるのが好ましい請求項１から請求項９のうちいずれか一項に記載の電気回路。
【請求項１１】
各機能について正確に１つのコンタクト面が設けられている請求項１から請求項１０のうちいずれか一項に記載の電気回路。
【請求項１２】
前記コンタクト面のうち少なくとも１つは、ボンディングワイヤおよび／または少なくとも１つのボンディングワイヤを用いて前記電気回路を接触させるためのコンタクト面と接触する少なくとも１つのボンディング箇所を有し、前記ボンディング箇所および／または前記ボンディングワイヤは、対応する前記コンタクト面の前記ユニットセルとは反対側である上側に配設されていることが好ましい請求項１から請求項１１のうちいずれか一項に記載の電気回路。
【請求項１３】
ある機能のコンタクトポイントのうち少なくとも一部、好ましくは全てのコンタクトポイントに直接隣接させて、異なる機能のコンタクトポイントが少なくとも１つ配設されており、前記コンタクトポイントは、直接隣接するように配設されることが好ましく、絶縁体を介して隣接しているのが特に好ましい請求項１から請求項１２のうちいずれか一項に記載の電気回路。
【請求項１４】
前記電気回路は、動作時において、同時に電流が流れるコンタクトは、一部の機能、好ましくは一の機能に対応するコンタクトのみであるように構成されている請求項１３に記載の電気回路。
【請求項１５】
前記電気回路は、少なくとも２つのトランジスタを備える半Ｈブリッジであって、前記トランジスタのうち第１のトランジスタのソースコンタクトは、前記トランジスタのうち第２のトランジスタのドレインコンタクトと電気的に接触しており、直接電気的に接触しているのが好ましく、前記コンタクトポイントは、前記第１のトランジスタのドレイン、前記第２のトランジスタのソース、前記第１のトランジスタのゲート、前記第２のトランジスタのゲートとしての機能を持つ請求項１３または請求項１４に記載の電気回路。
【請求項１６】
隣接するように配設された前記コンタクトポイントは、前記第２のトランジスタのソースコンタクトおよび前記第１のトランジスタのドレインコンタクトである請求項１３から請求項１５のうちいずれか一項に記載の電気回路。
【請求項１７】
前記ユニットセルのうち少なくとも１つは、少なくとも１つの第ＩＩＩ主族元素の少なくとも１つの窒化物を含む半導体を含み、ＧａＮ、ＡｌＮ、ＩｎＮ、ＡｌＧａＮ、ＩｎＧａＮ、ＡｌＩｎＮ、および／または、ＡｌＧａＩｎＮを含むことが好ましい請求項１から請求項１６のうちいずれか一項に記載の電気回路。
【請求項１８】
請求項１から請求項１７のうちいずれか一項に記載の電気回路を備える半導体素子。
【請求項１９】
一の平面で広がる基板上に形成される少なくとも２つのユニットセルを備える電気回路を製造する方法であって、前記ユニットセルはそれぞれ、異なる機能を持つコンタクトポイントを少なくとも２つ有しており、開口を有する第１の誘電層が、前記コンタクトポイントおよび／または前記基板の上に、前記開口を介して前記コンタクトポイントに対する接触が実現されるように設けられており、
前記第１の誘電層上に、前記機能のうち少なくとも２つに対応して互いに電気的に分離された複数の領域を有する第１の導電層を少なくとも１つ形成して、前記第１の導電層を、前記複数の領域において、対応する機能の前記コンタクトポイントと接触させる方法。
【請求項２０】
少なくとも複数の領域において、前記第１の導電層上には、開口を有する第２の誘電層を形成して、前記第１の導電層の領域のうち前記第２の誘電層が被覆する領域に対する接触を、前記開口を介して実現し、
前記第２の誘電層上に、少なくとも１つの領域を有する第２の導電層を形成して、前記第２の導電層を、前記開口のうち少なくとも一部を介して、前記第１の導電層の領域のうち対応する機能の領域と、各領域において、電気的に接触させる請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
少なくとも複数の領域において、前記第２の導電層上に、開口を有する第３の誘電層を形成して、前記第２の導電層の領域のうち前記第３の誘電層が被覆している領域に対する接触を、前記開口を介して実現して、
前記第３の誘電層上には、少なくとも１つのコンタクト面を形成して、前記コンタクト面を、前記開口のうち少なくとも一部を介して、前記第２の導電層の領域のうち前記コンタクト面に対応する機能を持つ領域と電気的に接触させる請求項１９または請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
前記第１の導電層、および／または、前記第２の導電層、および／または、前記第３の導電層、および／または、前記コンタクト面の少なくとも１つの領域に、ボンディング用コンタクトを配設する請求項１９から請求項２１のうちいずれか一項に記載の方法。
【請求項２３】
前記導電層は、金属層である請求項１９から請求項２２のうちいずれか一項に記載の方法。
【請求項２４】
前記誘電層のうち少なくとも１つ、および／または、前記導電層のうち少なくとも１つ、および／または、前記コンタクトポイントのうち少なくとも１つ、および／または、前記コンタクト面のうち少なくとも１つは、リソグラフィー法を用いて形成され、および／または、前記開口のうち少なくとも１つは、前記誘電層のうち少なくとも１つにエッチングされる請求項１９から請求項２３のうちいずれか一項に記載の方法。
【請求項２５】
請求項１から請求項１８のうちいずれか一項に記載の電気回路が製造される請求項１９から請求項２４のうちいずれか一項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ユニットセル、例えば、トランジスタまたはダイオードを少なくとも２つ備える電気回路に関する。これら２つのユニットセルに対する接触は共に、当該ユニットセルが配設されていない平面内において実現されている。本発明はさらに、上述したような電気回路を備える半導体素子に関すると共に、少なくとも２つのユニットセルが上述したように接触する電気回路を製造する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電気回路は、２つ以上のユニットセルから構成され得る。このようなユニットセルは、例えば、ダイオード、トランジスタ等の電子部品であってよい。これらの部品は、共通の基板上に設けられるように構成されるとしてよい。多くの用途において、電気回路のユニットセルのうち一部または全てが外部と共通に接触できるようになっていると有利である。このため、例えば、複数のトランジスタを互いに接続して、より表面積が大きい一のトランジスタとして動作させる場合がある。このため、ソースコンタクト、ドレインコンタクト、およびゲートコンタクトには、外部から共通して接触することができる。同様に、複数のダイオードを並列に接続して、より表面積が大きい一のダイオードとして動作させることができる。尚、コンタクトは、共通の基板上のコンタクトポイントとして構成されるとしてよい。
【０００３】
現在の技術水準によると、同一機能を持つさまざまなユニットセルのコンタクトは、バスによって互いに接続され、これらのバスを介して外部から接触することができる。このためバスは、ボンディングワイヤが配設され得るボンディング箇所を有するとしてもよいし、または、そのようなボンディング箇所と接触しているとしてもよい。
【０００４】
現在の技術水準によると、これらのバスは、ユニットセルのコンタクトポイントが配設されている平面内に配設されており、この平面内で同一機能を持つ複数のコンタクトポイント全てに接続されている。外部との接触に用いられるボンディング箇所もまた、バスおよびコンタクトポイントが配設されている平面内に配設されている。
【０００５】
しかし、上述したような構成には、ユニットセルおよび電気回路が設けられている基板上で、バスおよびボンディング箇所が占める領域が大きすぎるという問題がある。この基板表面は、特に半導体産業において、非常に高価である。さらに、バスは内部抵抗を十分に低く抑えるべく基板上で所与の最低幅を必要とするので、ユニットセルの数が大きくなるにつれて、基板上で必要とする空間が大きくなる。このためバスの幅は、伝導すべき電流が大きくなるにつれて、増加する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記を鑑みて、本発明は、複数のユニットセルを備える電気回路であって、より低コストで製造することができると共に、電力損失の発生および基板上で必要とする空間の大幅な増加を回避しつつ、ユニットセルの数を大規模に任意の値まで大きくできるような電気回路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】
【０００７】
上記の目的は、請求項１に記載の電気回路、請求項１８に記載の半導体素子、および請求項１９に記載の電気回路製造方法によって実現される。当該電気回路および当該電気回路製造方法の有用な変形は、各従属項によって与えられる。
【０００８】
本発明は、少なくとも２つのユニットセルを備える電気回路を提供する。少なくとも２つのユニットセルはそれぞれ、少なくとも２つのコンタクトポイントを有し、コンタクトポイントはそれぞれが特定の１つの機能を持つ。ユニットセルは電子部品であると理解されたい。特に、ユニットセルとは、例えば半導体から製造され得る極小機能ユニットであってよい。ユニットセルは特に、半導体へテロ構造または半導体へテロ構造をベースとする部品であってもよい。例を挙げると、特に、ダイオード、トランジスタ、抵抗器、コンデンサ、およびインダクタンスであってよい。また、上述した部品および／またはその他の部品のうち、同じ部品を複数、または、異なる部品を複数互いに接続して、１つのユニットセルを形成するとしてもよい。
【０００９】
ユニットセルはそれぞれ、特定の機能のコンタクトポイントを少なくとも２つ有する。この機能は、対応する部品内でコンタクトポイントが実現する機能である。コンタクトの機能とは、例を挙げると、正極、負極、接地、ソース、ドレイン、ゲート、コレクタ、エミッタ、ベース、および、その他の部品の対応する機能であってよい。
【００１０】
上述したコンタクトポイントは、少なくとも一部分が共通平面内に配設されている。本発明によると、部品の機能のうち少なくとも２つについて、複数の異なるユニットセルのコンタクトポイントのうち同一機能のコンタクトポイントは、外部から共通に接触することができる。同一機能を持つ複数のコンタクトポイントに対して外部から共通に接触するには、当該コンタクトポイントがその内部に配設されている平面に対して平行且つ上方に配置されている、少なくとも１つのコンタクト面を用いる。それぞれのコンタクト面によって、複数の異なるユニットセル、好ましくは複数の同様のユニットセルの複数のコンタクトポイントに対して、外部から共通に接触することができるようになる。このため、本発明に係る回路は、異なる機能に対応する、または、２つの異なる機能のコンタクトポイントに対応する少なくとも２つのコンタクト面を備える。コンタクト面は、少なくとも１つの貫通コンタクト部によって、対応するコンタクトポイントに電気的に接続されている。貫通コンタクト部とは、電気接触を実現する任意の構成であると理解されたい。具体的には、貫通コンタクト部を構成する構成要素は、本明細書において詳細に後述するが、導電層である。
【００１１】
電気回路が備えるコンタクトポイントは全て、１つの平面内に配設されているのがよい。または、ユニットセルのうち少なくとも一種類のユニットセルのコンタクトポイントは少なくとも全て、１つの平面内に配設されているのがよい。特に好ましい実施形態によると、コンタクトポイントは基板上で長尺状の構成を持つ。長尺状のコンタクトポイントは、少なくとも２つの異なる機能について、互いに平行に配設されるのが好ましい。さらに別の機能のコンタクトポイントも同様に、これらのコンタクトポイントに対して平行に配設されるとしてよい。基板は、導電性または半導電性であることが好ましい。
【００１２】
特に好ましい実施形態によると、少なくとも１つの機能のコンタクトポイントは、長尺状に構成されており、環状に閉じている。長尺状のコンタクトポイントとは、あるラインに沿って延伸するコンタクトポイントであって、当該ラインの全長にわたって、このラインに対して垂直な１つまたは２つの方向における幅が実質的に一定またはわずかに変動するのみであるコンタクトポイントであると理解されたい。好ましい実施形態によると、コンタクトポイントは、長手方向において閉じている。これは、電極があるラインに沿って延伸する場合に、当該ラインが閉じていることを意味する。尚、「閉じている」とは、ラインまたはコンタクトポイントが長手方向に沿って１つに結合されている様子、つまり、始点および終点がない様子を意味する。コンタクトポイントは、コンタクトポイントの面が自由領域を取り囲むように構成されるとしてよい。ここで、自由領域とは、対応するコンタクトポイントによって被覆されていない領域である。コンタクトポイントは、上述したように、環状に、円状に、楕円状に、矩形状に、正方形状に、三角形状に、多角形状に、または、別の形状で閉じているとしてよい。コンタクトポイントは、対応する形状の端縁に沿って延伸しており、基板の平面に対して平行に延伸しているのが好ましい。
【００１３】
コンタクトポイントは、長手方向において、基板に対して平行、および／または、互いに平行になるように配設されるのが好ましい。また、互いに異なる機能のコンタクトポイントは、互いから離間されているか、または、電気的に互いから絶縁されていることが好ましい。「平行である」とは、互いに平行である物体同士の間の相対的な最短間隙が、一定および／または全長にわたって同じであることを意味する。
【００１４】
コンタクトポイントは、電極と呼ばれるとしてもよいし、電極であってもよい。コンタクトポイントは、基板に対して障壁がないように、つまりオーミック接合として構成されるとしてもよいし、または、基板に対して障壁を形成するように、つまりショットキ接合として構成されるとしてもよい。
【００１５】
半導体材料としては、特に、第ＩＩＩ主族元素の少なくとも１つの窒化物を含むものが好ましい。このような材料は、ＧａＮ、ＡｌＮ、ＩｎＮ、ＧａＡｌＮ、ＧａＩｎＮ、ＡｌＩｎＮ、および／または、ＡｌＩｎＧａＮであってよい。このような材料は特に、高温に対して高い耐性を持つ回路を製造することができるという利点を持つ。高温とは、摂氏１００度以上、特に好ましくは摂氏３００度以上、特に好ましくは摂氏５００度以上、特に好ましくは摂氏７００度以上の温度である。
【００１６】
ユニットセルとコンタクト面のうち少なくとも１つのコンタクト面との間に、少なくとも１つの誘電層を配設して、当該誘電層には少なくとも１つの開口が設けられ、当該開口を介して、複数のコンタクトポイントのうち少なくとも一部と、当該コンタクトポイントに対して共通に接触することを可能とするコンタクト面とが電気的に接触するような電気回路を製造することが好ましい。誘電層は、コンタクトポイントが配設されている平面に対して平行に配設されていることが好ましい。具体的には、誘電層は、コンタクトポイントおよび／またはユニットセルの上に直接配設されることが好ましい。上述した開口は、誘電層の平面内に配設されるのが好ましい。つまり、誘電層の面のうちコンタクト面側の面から、コンタクト面とは反対側であってユニットセル側にある上側の面まで、延伸していることが好ましい。このような開口を介して、コンタクトポイントのうち少なくとも一部、好ましくは全てのコンタクトポイントが、対応する機能を持つコンタクトポイントを互いに接続するコンタクト面であって、このようなコンタクトポイントに対して外部から共通に接触することを可能とするコンタクト面と、電気的に接触している。対応するコンタクト面は、上述した開口の上に直接配設されるとしてよく、当該開口の下方に配置されているコンタクトポイントに接触するように開口内に入り込んで設けられるとしてよい。しかし、上述した誘電層とコンタクト面との間に、コンタクトポイントとコンタクト面との間に電気接触を生成または実現する別の構造を設けることも可能である。
【００１７】
特に、コンタクト面が誘電層の上に直接配設されていない場合、誘電層の面のうちユニットセルとは反対側の面には、少なくとも１つの導電層を配設するのが好ましい。当該導電層は、誘電層の面のうち少なくとも１つの領域に設けられ、誘電層の下方に配設されている導電層、または、コンタクトポイントのうち少なくとも１つ、好ましくは特定の機能を持つコンタクトポイントと電気的に接触するように、誘電層内に設けられた少なくとも１つの開口内に入り込むように設けられる。この導電層は、誘電層の上に直接塗布されるとしてよいが、その間に別の層を設けることも可能である。当該導電層は、開口内に入り込んで、開口を完全にまたは部分的に充填するとしてよい。しかし、これに代えて、導電層は、開口の壁面にのみ設けられ、開口の下方に配置されている材料の表面に設けられるとしてもよい。このように、導電層は、誘電層の表面、開口の壁面、および、誘電層の下方に配置されている層のうち開口の下方に配置されている部分に沿って配される。
【００１８】
開口を介して電気的接触を実現するべく、複数の別個のビアコンタクトを設けるとしてよい。このようなビアコンタクトは、誘電層の下方で、そこに配設されている導電層あるいはコンタクトポイントと電気的に接触しているか、または、導電層あるいはコンタクトポイントと接触しつつ、誘電層の上側において第１の導電層と接触している。
【００１９】
上述した一連の層は、少なくとも１つの誘電層および少なくとも１つの導電層を含んでおり、複数のセットを繰り返して設けるとしてよい。例えば、第２および第３の誘電層および／または第２または第３の導電層を設けるとしてよい。このような構成によって、２つ、３つ、４つ、またはそれ以上の数の異なる機能を持つ多数の個別のセルのコンタクトポイントに対して、機能の数に対応する複数のコンタクト面を介して共通に接触することができる。これらのコンタクト面は、一の共通の平面内において、連続的に設けるとしてよく、具体的には電気回路の表面を被覆するとしてよい。特に、コンタクト面は、ユニットセルとは反対側にある回路の上面を出来る限り全面にわたって被覆することが好ましい。しかし、コンタクト面同士の間には、電気的絶縁を実現するべく所与の間隙を設けるとしてよい。当該間隙は、誘電材料で充填されるとしてよい。電気回路の形状は、その下方に設けられる基板の形状に対応していることが好ましい。当該基板の上に、または、当該基板からユニットセルが形成されるのが好ましい。電気回路および／または基板は、例えば、正方形、矩形、または、円形であってよい。電気回路の形状が矩形であれば、コンタクト面は同様に矩形とするのが好ましい。電気回路の形状が円形であれば、コンタクト面は電気回路が画定する円形の表面領域を構成する扇形として設けられるとしてよい。
【００２０】
特にダイオードおよび／またはトランジスタの場合、一実施形態に係る電気回路では、複数の異なる機能のコンタクトポイントが一の平面内に配設されていることが好ましい。各コンタクトポイントの上方に少なくとも１つの開口を有する第１の誘電層が、コンタクトポイントの上方に配設されるのが好ましい。第１の導電層は、第１の誘電層の上に配設され、複数の異なる機能のそれぞれについて少なくとも１つの領域を持つことが好ましい。第１の導電層の複数の異なる領域は互いから電気的に絶縁されている。第１の導電層は、それぞれの領域において開口内に入り込み、対応する機能のコンタクトポイントと電気的に接触する。上述したように開口を介して接触を実現するとしてよい。開口を介して電気的接触を実現するべく、複数の別個のビアコンタクトを設けるとしてよい。このようなビアコンタクトは、誘電層の下方で、導電層あるいはそこに配設されているコンタクトポイントと電気的に接触しているか、または、導電層あるいはコンタクトポイントと接触しつつ、誘電層の上側において第１の導電層と接触している。
【００２１】
導電層の複数の領域は、一の平面内に設けられるのが好ましい。第１の導電層上には、少なくとも複数の領域において、第１の導電層の領域のうちさまざまな機能に対応する少なくとも２つの領域を被覆する第２の誘電層が配設されることが好ましい。第２の誘電層は、被覆している第１の導電層の複数の領域に対して少なくとも１つの開口を有し、この開口によって、第１の導電層に、第１の導電層とは反対側に設けられている第２の誘電層の面から接触することができる。第２の誘電層上に、複数の別個の領域を有する少なくとも１つの第２の導電層を、配設することが好ましい。第２の導電層は、第２の誘電層内に設けられている開口を介して、その下方に配置されている第１の導電層の複数の領域のそれぞれと電気的に接触する。第２の導電層および第１の導電層は互いに、直接接触しているとしてもよいし、ビアコンタクトを介して接触するとしてもよい。
【００２２】
特に、ユニットセルが３つ以上の異なる機能を持つ場合、第３の誘電層が第２の導電層上に配設されて、当該第３の誘電層が少なくとも１つの開口を有し、当該開口を介して第２の導電層の領域のうち少なくとも１つに接触することが特に好ましい。第３の誘電層上には、第３の導電層または少なくとも１つのコンタクト面が配設されるとしてよく、少なくとも１つの領域において、第３の誘電層内に設けられた少なくとも１つの開口を介して第２の導電層の領域のうち少なくとも１つの領域に接触する。上述したように配列することによって、２つまたは３つの異なる機能のコンタクトを有する多数の好ましくは同様のユニットセルに対して、数を限定することなく、各機能について１つのコンタクト面を介して、共通に接触するという非常に有用な効果を奏することができるようになる。
【００２３】
上述したそれぞれの誘電層が有する開口は、構造が異なるとしてよい。開口は、対応する誘電層の上側と下側において、断面が円形、矩形、またはその他の形状である円柱状であってよい。しかし、特に長尺状のコンタクトポイントまたは長尺状の電極の場合は、コンタクトポイントまたは電極と平行な部分においては少なくとも、長手方向に延伸する長尺状の開口が特に好ましい。
【００２４】
特に好ましい実施形態では、基板および電気回路の形状が円形である。コンタクトポイントのうち少なくとも一部は、形状が円形のリング状であるか、または、円形のリングの一部分として形成され、互いに平行に配設されていることが特に好ましい。上述した誘電層が有する開口も同様に、円形のリングの一部分として形成され、コンタクトポイントに平行に延伸するように配設されるのが好ましい。コンタクト面は、回路の円形の表面の扇形として形成されるのが好ましい。
【００２５】
コンタクト面のうち１以上はそれぞれ、少なくとも１つのボンディングワイヤが配設されるのが特に好ましい少なくとも１つのボンディング箇所を持つことが好ましい。
【００２６】
上述した誘電層および／または導電層および／またはコンタクト面は、コーティング法によって形成され得るように平面状に形成されていることが好ましい。このため、下方に配置される面または層のコーティングとして形成されるのが好ましいとしてよい。
【００２７】
本発明はさらに、上述した電気回路を備える半導体素子を提供する。電気回路もまた半導体素子であってよい。
【００２８】
本発明はさらに、１以上の上述した特徴を持っていることが好ましい電気回路を製造する方法を提供する。
【００２９】
本発明によると、少なくとも２つのユニットセルを備える電気回路が製造される。当該ユニットセルはそれぞれ、少なくとも２つのコンタクトポイントを有する。コンタクトポイントはそれぞれ１つの特定の機能を持つ。
【００３０】
開口が設けられている第１の誘電層が、基板の表面上、および／または、コンタクトポイント上に、開口を介してコンタクトポイントに対して電気的接触が実現されるように設けられる。第１の誘電層上には、少なくとも１つの第１の導電層が設けられ、第１の導電層は、複数の機能のうち少なくとも２つに対応する、互いに電気的に分離された複数の領域を有する。第１の導電層は、当該領域において、対応する機能のコンタクトポイントと接触する。
【００３１】
第１の導電層上には、少なくとも一部の領域において、開口が設けられている第２の誘電層が塗布されるのが好ましい。ここで、第２の誘電層によって被覆されている第１の導電層の領域は、開口を介して接触することができる。第２の誘電層上には、開口のうち少なくとも一部を介して、対応する機能を持つ第１の導電層の領域と各領域において電気的に接触する領域を少なくとも１つ有する第２の導電層を設けるのが好ましい。この手順を同様に繰り返して、第３の誘電層および第３の導電層またはコンタクト面をその上に配設することによって、複数の個別のセル、その上に配設される第１の誘電層、その上に配設される第１の導電層、第１の導電層の上に配設される第２の誘電層、および、第２の誘電層の上に配設される第２の導電層、第２の導電層の上に配設される第３の誘電層を備える電気回路を、最上面にコンタクト面を有するように、製造するとしてよい。最上導電層またはコンタクト面には、つまり、ユニットセルから最も遠く離れた面には、少なくとも１つのボンディング箇所および／または少なくとも１つのボンディングワイヤが配設されるのが好ましく、これらボンディング箇所および／またはボンディングワイヤによって電気回路に外部から接触するとしてよい。
【００３２】
特に利便性の高い実施形態によると、電気回路は、複数の異なる機能に対応するコンタクトを備えるとしてよい。当該コンタクトは、ある機能のコンタクトには、常に、または、繰り返し、別の機能のコンタクトが隣接するように、互いに隣接させて配設される。このような回路の一例を挙げると、半Ｈブリッジまたは完全Ｈブリッジであってよい。半Ｈブリッジは、直列に接続された２つのトランジスタを有し、完全Ｈブリッジは、電力消費物を介して互いに接続された２つの半Ｈブリッジを有し、当該電力消費物は、Ｈブリッジにおいて他方のトランジスタとそれぞれ接続されているコンタクトと接続されている。
【００３３】
誘電層、導電層、および／またはコンタクト面は、半導体技術では普通に行われているように、コーティング法によって形成されるのが好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
以下では、図面を参照しつつ本発明の一例を説明する。図面は以下の通りである。
【００３５】
【図１】ユニットセルとして多数のトランジスタを備える半導体素子の一部分を示す図である。
【００３６】
【図２】開口を有する誘電層が配設されている、図１に示す半導体素子を備える電気回路を示す図である。
【００３７】
【図３】誘電層の上に導電層が配設されている、図２に対応する構造を示す図である。
【００３８】
【図４】多数の開口を有する第２の誘電層が最上部に塗布されている、図３に対応する構造を示す図である。
【００３９】
【図５】第２の導電層が最上部に塗布されている、図４に対応する構造を示す図である。
【００４０】
【図６】多数の開口を有する第３の誘電層が配設されている、図５に対応する構造を示す図である。
【００４１】
【図７】２つのコンタクト面を備える、図６に対応する構造を示す図である。
【００４２】
【図８】図１から図７に一部を示した構造の全体を示す図である。
【００４３】
【図９】図８に示す構造を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００４４】
図１は、多数のユニットセル２を備える基板１を示す図である。ユニットセル２は、基板１上に配設されており、本実施形態ではトランジスタである。図１は、図８に示す、正方形の形状を持つ素子の角に位置する部分８１に対応する。これらのトランジスタはそれぞれ、１つのソースコンタクト３と、１つのドレインコンタクト４、ならびに、２つのゲートコンタクト５ａおよび５ｂを有する。ゲートコンタクト５ａおよび５ｂは、共通コンタクト６またはバス６を介して接続されている。
【００４５】
ゲートコンタクト（バス）６はさらに、ストリップ状コンタクトと直接接触しているとしてよい。しかし、平坦性を考慮して、その他のコンタクトと同様に、別に設けられるコンタクト面を利用することによってバス６に対する接触を実現することが好ましい。このため、ゲートのコンタクト面もまた、基板を大型化することなく大きくすることができる。
【００４６】
互いに隣接する２つのトランジスタはそれぞれ、１つのソースコンタクト３を共有している。ソースコンタクト３、ドレインコンタクト４、ならびに、ゲートコンタクト５ａおよび５ｂは、本実施形態によると長尺状で、互いに平行になるように配設されている。ソースコンタクト３とドレインコンタクト４との互いに対する相対的な間隙は、同一である。ゲートコンタクト５ａおよび５ｂは、ソースコンタクトの近傍に配設されている。コンタクトポイント２、３、および４は、本実施形態では、共通の平面内に配設されている。
【００４７】
図２は、第１の誘電層７が配設された、図１に示した構造を示す図である。誘電層７は、コンタクトポイント３、４、５ａ、５ｂの上方に位置する開口８ａ、８ｂ、８ｃを持つ。これらの開口８ａ、８ｂ、８ｃを介して、コンタクトポイント３、４、５ａ、５ｂは、例えば第１のビアコンタクト部または貫通コンタクト部と電気的に接触するとしてよい。誘電層７は、図示した例では、基板およびコンタクトポイント３、４、５ａ、５ｂの上に直接配設されており、基板１の表面と平行に設けられている。
【００４８】
図３は、第１の導電層９または第１のメタライゼーション９が基板１とは反対側の表面上に配設されている、図２に対応する構造を示す図である。この導電層９は、複数の異なる機能に対応する領域を持つ。本実施形態によると、領域９ａは、開口８ａを介して、ソースコンタクトポイント３と導通するように接続される。領域９ｂ（同じ機能の部分領域９ｂが多数設けられる）は、ドレインコンタクトポイント８ｂと導通するように接続されており、領域９ａから電気的に分離されている。最後に、領域９ｃは、ゲートコンタクトポイント８ｃと導通するように接続されている。領域９ｃもまた、領域９および領域９ｂから電気的に分離されている。
【００４９】
図４は、第２の誘電層１０が第１の導電層９の上に配設されている、図３に対応する構造を示す図である。誘電層１０は、多数の開口１１ａ、１１ｂ、１１ｃを有し、当該開口１１ａ、１１ｂ、１１ｃを介して、その下方に配置されている第１の導電金属層９の領域９ａ、９ｂ、または９ｃに対する接触が実現される。
【００５０】
図５は、２つの領域１２ａ、１２ｂを有する第２の導電層１２が第２の誘電層１０の一部に塗布されている、図４に対応する構造を示す図である。導電層１２の領域１２ａは、本実施形態では、開口１１ｂを介して第１の電気層９の領域９ｂに接触する。このため、領域１２ａは、ドレインコンタクト８ｂに割り当てられるか、または、ドレインコンタクト８ｂに電気的に接続される。第２の導電層１２の領域１２ｂは、開口１１ａを介して第１の導電層９の領域９ａと接触しているので、ソースコンタクト８ａと電気的に接触している。
【００５１】
領域１２ｂは、多数の部分領域１２ｂであり、互いから電気的に分離されていて、同一機能のコンタクトと接触する。これらは、導電層９によって互いに電気的に接続されている。
【００５２】
図３に示す導電領域９ｃは、開口１１ｃを介して、導電層１２の領域１２ｃと接触している。領域１２ｃもまた、本実施形態によると、部分領域であって、互いから電気的に分離されており、機能が同一である。本実施形態では、ゲート機能を持つ。
【００５３】
図６は、さらに誘電層１３が塗布されている、図５に対応する構造を示す図である。誘電層１３は、多数の開口１４ａ、１４ｃを有しており、開口１４ａ、１４ｃを介して、その下方に配置されている導電領域１２ｂ、１２ｃに対する電気的接触が、例えば貫通コンタクト部またはビアコンタクト部を用いて、実現される。
【００５４】
コンタクト面１５および１６が、図７に図示されているように、図６に示す構造に塗布されており、誘電層１３内に設けられている開口１４ａ、１４ｃを介して、導電層１２の領域１２ｂ、１２ｃと接触する。開口１４ｃはゲートコンタクトの上方にのみ配設されていて、コンタクト面１６は開口１４ｃの上方にのみ設けられているので、コンタクト面１６はゲートコンタクトとして機能する。一方、コンタクト面１５は、導電層１２の領域１２ｂにのみ接触するように開口１４ａの上方にのみ設けられている。領域１２ｂはソースコンタクトとして機能するので、コンタクト面１５もまたソースコンタクトとして機能する。コンタクト面１５および１６は、互いから電気的に分離されている。
【００５５】
図８は、図１から図７に示した層毎の構造を部分８１として有する素子の全体を示す図である。本実施形態では、矩形のコンタクト面１５、１６、および１７が設けられているが、コンタクト面１５はソースコンタクトとして機能し、コンタクト面１６はゲートコンタクトとして機能する。コンタクト面１７は、図８では図示されていないが、基板上に形成されている半導体素子のドレインコンタクトポイント４と接触しているので、ドレインコンタクトとして機能する。同図では、コンタクト面１５、１６，１７によって、その下に設けられている素子の７０個の個別セルが被覆されている。それぞれのコンタクト同士の間に設けられている間隙は、ソースコンタクト−ドレインコンタクト間よりも、ゲートコンタクト−ソースコンタクト間の方が小さい。尚、本例によると、コンタクト面１５、１６、および１７はそれぞれ、コンタクト３、４、５ａ、５ｂのうち対応するコンタクト全てと共通に接触している。コンタクト３、４、５ａ、５ｂはそれぞれ、１つの機能を持つ。
【００５６】
図１から図７で考慮されているのが単に開口またはビアコンタクトである場合、開口またはビアコンタクトは、平面図では、所定の間隙で互いにオフセットされている。これは、処理において高さのバラツキが大きくならないようにするためである。
【００５７】
図９は、図１から図８に示す半導体素子の図１から図８の紙面に対して垂直な面に沿った断面を示す図である。底面には、ソースコンタクトポイント３が配設されている半導体基板１がある。その上に、開口８ａが設けられている第１の絶縁層７が配設されている。絶縁層７の上には、第１の導電層またはメタライゼーション９が塗布されており、絶縁層の上に設けられていると共に開口８ａ内にも設けられ、ソースコンタクト３と電気的に接触している。
【００５８】
導電層９の上には、開口１１ａを持つ第２の誘電層１０が配設されている。誘電層１０の上には、第２の導電層１２が塗布されており、第２の導電層１２の領域１２ｂは開口１１ａ内にも設けられ、領域１２ｂは導電層９と電気的に接続されている。図示されている例の場合、開口１１ａの領域内の導電層１２または領域１２ｂは、層９の上に堆積されている。開口１４ａを持つ第３の誘電層１３が、第２の導電層１２の上に配設されている。第３の誘電層１３の上には、コンタクト面１５が形成されており、開口１４ａを介して導電層１２または導電層１２の領域１２ｂと電気的に接触している。このようにして、誘電層７、１０、および１３ならびに導電層９、１２、および１５を堆積させることによって、ソースコンタクト３と接触しているコンタクト１５の面積を大きくすることができる。この断面図は、ドレインコンタクトおよびゲートコンタクトについても同様である。
【００５９】
図示されている電気回路は、例えば、ダイオードを備えるものとしても同様に製造され得る。図示されている電気回路および当該電気回路が備える基板は、この場合、矩形である。また、この場合、コンタクト面も矩形である。これに代えて、基板および電気回路は、例えば、円形であるとしてもよく、コンタクト面も対応して円形領域の扇形として形成され得る。基板１は、例えば、第ＩＩＩ主族の窒化物を含むとしてよい。導電層は、例えば、金属層であるとしてよい。図示されているコンタクトポイント３、４、５ａ、５ｂは、本実施形態では、長尺状の形状を持ち、互いに平行で且つまっすぐに伸びている。しかし、コンタクトポイントを、例えば、環状に閉じた形状とすることも可能である。絶縁層は、標準的な誘電体であってよく、例えば、ＳｉＯ２またはＳｉＮであってもよいが、適切なポリマー化合物、例えば、ＢＣＢ（ベンゾシクロブテン）であってよい。誘電層７、１０、導電層９、１２、および／または、コンタクト面はそれぞれ、その下方に配置されている層の上に、コーティング法を用いてコーティングされ得る。誘電層内に設けられている開口は、エッチングによって形成されるとしてもよいし、または、構造的に形成するとしてもよい。導電層を形成するべく、開口を構造的に形成して、大きな面積にわたってメタライゼーションを施すとしてよい。
【図１】
2010530619.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2010530619.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【国際調査報告】
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