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JPH07273292A - Semiconductor integrated circuit - Google Patents

Semiconductor integrated circuit

Info

Publication number
JPH07273292A
JPH07273292A JP6063337A JP6333794A JPH07273292A JP H07273292 A JPH07273292 A JP H07273292A JP 6063337 A JP6063337 A JP 6063337A JP 6333794 A JP6333794 A JP 6333794A JP H07273292 A JPH07273292 A JP H07273292A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
metal wiring
oxide film
integrated circuit
semiconductor substrate
semiconductor integrated
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP6063337A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Tetsuzo Ueda
哲三 上田
Takeshi Tanaka
毅 田中
Daisuke Ueda
大助 上田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electronics Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electronics Corp filed Critical Matsushita Electronics Corp
Priority to JP6063337A priority Critical patent/JPH07273292A/en
Publication of JPH07273292A publication Critical patent/JPH07273292A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Coils Or Transformers For Communication (AREA)
  • Semiconductor Integrated Circuits (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】大きなインダクタンス値で且つ小さな直列抵抗
値を持つインダクタを半導体基板上の小面積部分に形成
する。 【構成】半導体基板1上方に金属配線4を形成する。金
属配線4の下方、左側方、右側方および上方に、鉄を含
む酸化物膜3、5が直接に接して配置される。従って、
金属配線4に電流を流した場合の誘導起電力が大きくな
るので、酸化物膜3、5がない場合に比べて、インダク
タンス値を大きくできる。しかも、金属配線4の全長を
短く制限できるので、金属配線4の抵抗値を小さくでき
ると共に、半導体基板1上の小面積部分に形成できる。
(57) [Summary] [Objective] An inductor having a large inductance value and a small series resistance value is formed in a small area portion on a semiconductor substrate. [Structure] Metal wiring 4 is formed above a semiconductor substrate 1. Oxide films 3 and 5 containing iron are arranged directly below, below, on the left side, on the right side and above the metal wiring 4. Therefore,
Since the induced electromotive force increases when a current is applied to the metal wiring 4, the inductance value can be increased as compared with the case where the oxide films 3 and 5 are not provided. Moreover, since the total length of the metal wiring 4 can be limited to be short, the resistance value of the metal wiring 4 can be reduced and the metal wiring 4 can be formed in a small area portion on the semiconductor substrate 1.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、半導体基板上にインダ
クタ、又はそのインダクタを用いた交流トランスを集積
化した半導体集積回路の改良に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an improvement in a semiconductor integrated circuit in which an inductor or an AC transformer using the inductor is integrated on a semiconductor substrate.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、移動体通信機器の普及などに代表
される高周波通信機器の発展は目ざましいものがある。
これらの機器においては800MHz以上の周波数が用
いられるが、このような周波数で用いられる半導体装置
においては、寄生容量,インダクタンスを低減して特性
を向上させるために、高周波回路において用いられるキ
ャパシタやインダクタ等をトランジスタと共に半導体基
板上に集積化することが積極的に行われている。この半
導体集積回路において、インダクタは、金属配線を螺旋
状やS字型にパターンニングすることによって形成され
ることが一般的である。
2. Description of the Related Art In recent years, the development of high-frequency communication equipment represented by the spread of mobile communication equipment has been remarkable.
In these devices, a frequency of 800 MHz or higher is used. In a semiconductor device used at such a frequency, in order to reduce parasitic capacitance and inductance and improve the characteristics, capacitors and inductors used in high frequency circuits are used. Is being actively integrated with a transistor on a semiconductor substrate. In this semiconductor integrated circuit, the inductor is generally formed by patterning a metal wiring in a spiral shape or an S shape.

【0003】以下、従来の半導体基板上にインダクタを
集積化した半導体集積回路について説明する。
A conventional semiconductor integrated circuit in which an inductor is integrated on a semiconductor substrate will be described below.

【0004】図9は従来の半導体集積回路の構成図であ
り、同図aはその平面図、同図bは同図aのIX-IX 線断
面図である。同図において、1は半導体基板、2は前記
半導体基板1上の一部に形成された絶縁膜、4は前記絶
縁膜2上に一直線でない形状で形成された金属配線であ
る。
FIG. 9 is a block diagram of a conventional semiconductor integrated circuit, FIG. 9A is a plan view thereof, and FIG. 9B is a sectional view taken along line IX-IX of FIG. In the figure, 1 is a semiconductor substrate, 2 is an insulating film formed on a part of the semiconductor substrate 1, and 4 is a metal wiring formed on the insulating film 2 in a non-linear shape.

【0005】図10は従来の半導体集積回路の他の構成
図であり、同図aはその平面図、同図bは同図aのX-
X線断面図である。同図において、1は半導体基板、1
8は前記半導体基板1上に形成された下層絶縁膜、19
は前記下層絶縁膜18上に形成された上層絶縁膜、7は
前記上層絶縁膜19の下方に形成された下層金属配線、
8は前記上層絶縁膜19の上方に形成された上層金属配
線である。前記上層絶縁膜19において、下層金属配線
7の端部の上方には開口20が形成され、前記上層金属
配線8端部が前記開口20を通じて下方に延設されて、
下層金属配線7と上層金属配線8とが電気的に1本に接
続されている。
FIG. 10 is another configuration diagram of a conventional semiconductor integrated circuit. FIG. 10A is a plan view thereof, and FIG.
It is an X-ray sectional view. In the figure, 1 is a semiconductor substrate, 1
Reference numeral 8 is a lower insulating film formed on the semiconductor substrate 1, 19
Is an upper layer insulating film formed on the lower layer insulating film 18, 7 is a lower layer metal wiring formed below the upper layer insulating film 19,
Reference numeral 8 is an upper metal wiring formed above the upper insulating film 19. An opening 20 is formed in the upper insulating film 19 above the end of the lower metal wiring 7, and an end of the upper metal wiring 8 extends downward through the opening 20.
The lower layer metal wiring 7 and the upper layer metal wiring 8 are electrically connected to each other.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記の
ような半導体集積回路の構造では、インダクタンスの値
は金属配線の長さによって決定される関係上、大きなイ
ンダクタンス値が要求される集積回路を実現するには、
金属配線長を長くする必要が生じ、その結果、インダク
タの直列抵抗値が大きくなってエネルギー損失が増すと
共に、金属配線の集積回路中に占める面積が大きくなっ
てチップ面積が大きくなり、集積化による高性能化には
限界があった。
However, in the structure of the semiconductor integrated circuit as described above, since the value of the inductance is determined by the length of the metal wiring, an integrated circuit requiring a large inductance value is realized. Has
It becomes necessary to increase the length of metal wiring, and as a result, the series resistance value of the inductor increases and energy loss increases, and the area occupied by the metal wiring in the integrated circuit increases and the chip area increases. There was a limit to improving performance.

【0007】本発明は前記の技術的課題に鑑み、その目
的は、大きなインダクタンス値で且つ小さな直列抵抗値
を持つインダクタを小面積部分に集積化して、チップ面
積が小さく高性能な半導体集積回路を実現することにあ
る。
The present invention has been made in view of the above technical problems, and an object thereof is to integrate a inductor having a large inductance value and a small series resistance value in a small area portion to provide a semiconductor integrated circuit having a small chip area and high performance. It is to be realized.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】前記の課題を解決するた
めに、本発明の半導体集積回路においては、金属配線の
周囲に透磁率の大きな物質、即ち鉄を含む酸化物膜を配
置し、この酸化物膜と金属配線との間に他の膜を介在せ
ずに直接接する構造として、金属配線に電流を流した場
合の磁束密度を高くする構成とする。
In order to solve the above-mentioned problems, in a semiconductor integrated circuit of the present invention, an oxide film containing a substance having a large magnetic permeability, that is, iron, is arranged around a metal wiring. As a structure in which the oxide film and the metal wiring are in direct contact with each other without interposing another film, the magnetic flux density is increased when a current is passed through the metal wiring.

【0009】すなわち、請求項1記載の発明の半導体集
積回路では、半導体基板上の少なくとも一部に形成され
る絶縁膜と、前記絶縁膜上に形成される金属配線と、前
記金属配線の上方、下方、左側方、右側方の少くとも一
方又はその全てに形成される鉄を含む酸化物膜とから成
り、前記金属配線は折線又は曲線の形状に形成されてい
て前記鉄を含む酸化物膜とは直接接している構成とす
る。
That is, in the semiconductor integrated circuit according to the first aspect of the present invention, an insulating film formed on at least a part of a semiconductor substrate, a metal wiring formed on the insulating film, and an upper portion of the metal wiring, An iron-containing oxide film formed on at least one or all of the lower side, the left side, and the right side, and the metal wiring is formed in a polygonal line or a curved shape, and the iron-containing oxide film is formed. Shall be in direct contact with each other.

【0010】また、請求項2記載の発明の半導体集積回
路では、半導体基板上の少なくとも一部に形成される絶
縁膜と、鉄を含む酸化物膜と、前記酸化物膜の上方及び
下方に形成された上層及び下層の金属配線とから成り、
前記上層及び下層の金属配線と前記鉄を含む酸化物膜と
は直接接し、前記上層の金属配線と下層の金属配線とは
電気的に1本に接続され、この一本に接続された金属配
線が折線又は曲線の形状に形成されている構成とする。
Further, in the semiconductor integrated circuit according to the present invention, an insulating film formed on at least a part of the semiconductor substrate, an oxide film containing iron, and an oxide film formed above and below the oxide film. Composed of upper and lower metal wiring,
The upper and lower metal wirings are in direct contact with the iron-containing oxide film, and the upper metal wiring and the lower metal wiring are electrically connected to one another, and the metal wiring connected to this one Is formed in the shape of a polygonal line or a curved line.

【0011】更に、請求項3記載の発明の半導体集積回
路では、半導体基板上の少なくとも一部に形成される絶
縁膜と、鉄を含む酸化物膜と、前記酸化物膜の上方及び
下方に形成された各々複数本の上層の金属配線及び下層
の金属配線とから成り、前記上層及び下層の金属配線と
前記鉄を含む酸化物膜とは直接接し、前記上層の金属配
線と下層の金属配線とは、コイルを形成するように電気
的に1本に接続されている構成とする。
Further, in the semiconductor integrated circuit according to the invention of claim 3, an insulating film formed on at least a part of the semiconductor substrate, an oxide film containing iron, and formed above and below the oxide film. Each consisting of a plurality of upper layer metal wirings and lower layer metal wirings, the upper layer and lower layer metal wirings and the iron-containing oxide film are in direct contact with each other, and the upper layer metal wirings and the lower layer metal wirings Are electrically connected to each other so as to form a coil.

【0012】加えて、請求項4記載の発明の半導体集積
回路では、半導体基板上の少くとも一部に形成される絶
縁膜と、鉄を含む酸化物膜と、前記酸化物膜の上方及び
下方に形成された各々複数本の上層の金属配線及び下層
の金属配線とから成り、前記上層及び下層の金属配線と
前記鉄を含む酸化物膜とは直接接し、前記上層の金属配
線と下層の金属配線とは、相互に絶縁された複数個のコ
イルを形成するように電気的に1本に接続されていて、
交流トランスとして用いられる構成とする。
In addition, in the semiconductor integrated circuit according to the present invention, the insulating film formed on at least a part of the semiconductor substrate, the oxide film containing iron, and the upper and lower parts of the oxide film. A plurality of upper-layer metal wirings and a lower-layer metal wiring formed in each, the upper-layer and lower-layer metal wiring and the iron-containing oxide film are in direct contact, the upper-layer metal wiring and the lower-layer metal wiring The wiring is electrically connected to form one coil so as to form a plurality of coils insulated from each other.
The configuration is used as an AC transformer.

【0013】また、請求項5記載の発明の半導体集積回
路では、前記請求項1、請求項2、請求項3又は請求項
4記載の半導体集積回路において、半導体基板は半絶縁
性を有し、金属配線が、前記半導体基板上に形成される
能動素子の負荷の一部又は入出力インピーダンス整合回
路をVHF帯以上の周波数において形成する構成として
いる。
According to a fifth aspect of the present invention, in the semiconductor integrated circuit according to the first, second, third or fourth aspect, the semiconductor substrate has a semi-insulating property. The metal wiring forms a part of the load of the active element formed on the semiconductor substrate or the input / output impedance matching circuit at a frequency higher than the VHF band.

【0014】[0014]

【作用】以上の構成により、請求項1、請求項2、請求
項3、請求項4及び請求項5記載の発明の半導体集積回
路では、鉄を含む酸化物膜が金属配線と直接接した状態
でその周囲に配置されているので、金属配線に電流を流
した場合の誘導起電力が大きくなって、前記酸化物膜が
ない場合に比べてインダクタンス値が大きくなる。しか
も、金属配線の長さを比較的短く制限しつつ大きなイン
ダクタンス値を確保できるので、インダクタンスを構成
する金属配線が有する抵抗値が小さくなる。よって、チ
ップ面積が小さく、しかもインダクタンス値が大きくか
つ小さな直列抵抗値をもった高性能なインダクタや交流
トランスを内蔵した半導体集積回路を実現することがで
きる。
With the above structure, in the semiconductor integrated circuit according to the first, second, third, fourth and fifth inventions, the oxide film containing iron is in direct contact with the metal wiring. Since it is arranged around it, the induced electromotive force is large when a current is passed through the metal wiring, and the inductance value is larger than that when the oxide film is not provided. Moreover, since a large inductance value can be secured while limiting the length of the metal wiring relatively short, the resistance value of the metal wiring forming the inductance becomes small. Therefore, it is possible to realize a semiconductor integrated circuit having a small chip area, a large inductance value, and a high-performance inductor or AC transformer having a small series resistance value.

【0015】[0015]

【実施例】以下、本発明の一実施例について図面を参照
しながら説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0016】図1は、本発明の第1の実施例における半
導体集積回路を示す構成図であり、同図aはその平面
図、同図bは同図aのI- I線断面図である。同図にお
いて、1は半導体基板、2は前記半導体基板1上の少く
とも一部に形成された絶縁膜、3は前記絶縁膜3上に形
成された鉄を含む酸化物膜、4は前記酸化物膜3上で一
直線でない形状に形成された金属配線である。
FIG. 1 is a constitutional view showing a semiconductor integrated circuit in a first embodiment of the present invention, FIG. 1A is a plan view thereof, and FIG. 1B is a sectional view taken along the line I--I of FIG. . In the figure, 1 is a semiconductor substrate, 2 is an insulating film formed on at least a part of the semiconductor substrate 1, 3 is an oxide film containing iron formed on the insulating film 3, and 4 is an oxide film. The metal wiring is formed on the material film 3 in a non-linear shape.

【0017】従って、本実施例では、金属配線4の下方
に鉄を含む酸化物膜3が配置されているので、その酸化
物膜4が配置されいる分、金属配線4の全長を比較的短
く制限しつつ、金属配線4に電流を流した場合の誘導起
電力が大きくなって、インダクタンス値が大きくなると
共に、金属配線4の全長を比較的短く制限しつつ大きな
インダクタンスを確保できるので、その金属配線4の有
する抵抗値を小さくできる。
Therefore, in this embodiment, since the oxide film 3 containing iron is arranged below the metal wiring 4, the oxide film 4 is arranged, so that the total length of the metal wiring 4 is relatively short. While limiting, the induced electromotive force when a current is passed through the metal wiring 4 increases, the inductance value increases, and a large inductance can be secured while limiting the total length of the metal wiring 4 to a relatively short length. The resistance value of the wiring 4 can be reduced.

【0018】図2は、本発明の第2の実施例における半
導体集積回路を示す構成図であり、同図aはその平面
図、同図bは同図aのII−II線断面図である。同図にお
いては、絶縁膜2の上方に金属配線4を一直線でない形
状に形成し、その金属配線4の上方、左側方および右側
方に、各々、鉄を含む酸化物膜3を形成したものであ
る。その他の構成は前記第1の実施例と同一であるの
で、同一部分に同一符号を付してその説明を省略する。
FIG. 2 is a constitutional view showing a semiconductor integrated circuit in a second embodiment of the present invention, FIG. 2A is a plan view thereof, and FIG. 2B is a sectional view taken along the line II--II of FIG. . In the figure, the metal wiring 4 is formed above the insulating film 2 in a non-straight shape, and the oxide film 3 containing iron is formed above the metal wiring 4, on the left side and on the right side, respectively. is there. Since the other structure is the same as that of the first embodiment, the same reference numerals are given to the same portions and the description thereof will be omitted.

【0019】図3は、本発明の第3の実施例における半
導体集積回路を示す構成図であり、同図aはその平面
図、同図bは同図aのIII-III 線断面図である。同図に
おいては、前記第2の実施例の構成に加えて、更に、絶
縁膜2の上方に鉄を含む酸化物膜5を形成し、その酸化
物膜5の上方に金属配線4を形成することにより、金属
配線4の下方に位置する下層の酸化物膜5と、金属配線
4の上方、左側方および右側方を覆う上層の酸化物膜3
とで金属配線4の四方を囲ったものである。
FIG. 3 is a constitutional view showing a semiconductor integrated circuit according to a third embodiment of the present invention. FIG. 3A is a plan view thereof and FIG. 3B is a sectional view taken along the line III-III of FIG. . In the figure, in addition to the structure of the second embodiment, an oxide film 5 containing iron is further formed above the insulating film 2, and a metal wiring 4 is formed above the oxide film 5. As a result, the lower oxide film 5 located below the metal wiring 4 and the upper oxide film 3 covering the upper side, the left side, and the right side of the metal wiring 4.
And surround the metal wiring 4 on all sides.

【0020】図4は、本発明の第4の実施例における半
導体集積回路を示す構成図であり、同図aはその平面
図、同図bは同図aのIV−IV線断面図である。同図にお
いては、絶縁膜2の上方に鉄を含む酸化物膜3を形成
し、前記酸化物膜3の下方に下層金属配線7を形成する
と共に、前記酸化物膜3の上方に上層金属配線8を形成
し、前記下層金属配線7の端部位置において前記酸化物
膜3に開口20を形成して、前記上層金属配線8端部を
前記開口20を通じて下方に延設することにより、下層
金属配線7と上層金属配線8とを電気的に1本に接続し
たものである。
FIG. 4 is a constitutional view showing a semiconductor integrated circuit according to a fourth embodiment of the present invention. FIG. 4A is a plan view thereof and FIG. 4B is a sectional view taken along line IV-IV of FIG. . In the figure, an oxide film 3 containing iron is formed above the insulating film 2, a lower metal wiring 7 is formed below the oxide film 3, and an upper metal wiring is formed above the oxide film 3. 8 is formed, an opening 20 is formed in the oxide film 3 at an end position of the lower layer metal wiring 7, and an end section of the upper layer metal wiring 8 is extended downward through the opening 20. The wiring 7 and the upper metal wiring 8 are electrically connected to each other.

【0021】図5は、本発明の第5の実施例における半
導体集積回路を示す構成図であり、同図aはその平面
図、同図bは同図aのV- V線断面図である。同図にお
いては、絶縁膜2の上方に鉄を含む酸化物膜3が形成さ
れ、前記酸化物膜3の下方および上方に各々下層金属配
線7および上層金属配線8が形成されている。前記下層
金属配線7は、電気的に接続されていない4つの部分に
分けられ、且つ酸化物膜3の図中縦幅より長く形成され
ている。一方、上層金属配線8も電気的に接続されてい
ない4つの部分に分けられ、これ等の各部分が酸化物膜
3を跨ぐ形で前記4部分の下層金属配線7の各々の両端
部に電気的に1本に接続されて、酸化物膜3の外周を周
回するコイル形状となっている。
FIG. 5 is a constitutional view showing a semiconductor integrated circuit according to a fifth embodiment of the present invention. FIG. 5A is a plan view thereof and FIG. 5B is a sectional view taken along line V--V of FIG. . In the figure, an oxide film 3 containing iron is formed above the insulating film 2, and a lower metal wiring 7 and an upper metal wiring 8 are formed below and above the oxide film 3, respectively. The lower layer metal wiring 7 is divided into four portions which are not electrically connected and is formed longer than the vertical width of the oxide film 3 in the figure. On the other hand, the upper-layer metal wiring 8 is also divided into four portions which are not electrically connected, and each of these portions is electrically connected to both ends of the lower-layer metal wiring 7 of the four portions so as to straddle the oxide film 3. Are connected to one, and have a coil shape that goes around the outer periphery of the oxide film 3.

【0022】図6は、本発明の第6の実施例における半
導体集積回路を示す構成図であり、同図aはその平面
図、同図bは同図aのVI-VI 線断面図である。同図にお
いて前記図5と異なる部分は、4部分に分けられた下層
金属配線7の長さが酸化物膜3の図中縦幅より短く形成
され、この各下層金属配線7の両端部において前記酸化
物膜3に開口20…を形成して、これ等の開口20…を
通じて各下層金属配線7と上層金属配線8との電気的接
続を行なったものである。
FIG. 6 is a constitutional view showing a semiconductor integrated circuit according to a sixth embodiment of the present invention. FIG. 6A is a plan view thereof and FIG. 6B is a sectional view taken along line VI-VI of FIG. . In the figure, a portion different from FIG. 5 is that the length of the lower layer metal wiring 7 divided into four portions is shorter than the vertical width of the oxide film 3 in the figure. The openings 20 are formed in the oxide film 3, and the lower layer metal wiring 7 and the upper layer metal wiring 8 are electrically connected through the openings 20.

【0023】以上、前記の6つの実施例に示すように、
電気的に1本に接続された金属配線の周囲に鉄を含む酸
化物膜が配置され、この金属配線と酸化物膜とが直接に
接しているので、前記酸化物膜がない場合に比べて、金
属配線に電流を流した場合の誘導起電力が大きくなっ
て、インダクタンス値が大きくなる。しかも、金属配線
の全長を短く制限しながらインダクタンス値を大きくで
きるので、金属配線の有する抵抗値を小さく制限でき
る。その結果、大きなインダクタンス値で且つ小さな直
列抵抗値を持つインダクタを半導体基板上の小面積部分
に形成できる。
As described above, as shown in the above six embodiments,
Since an oxide film containing iron is arranged around the metal wiring that is electrically connected to each other and the metal wiring and the oxide film are in direct contact with each other, compared with the case where the oxide film is not provided. The induced electromotive force increases when a current is applied to the metal wiring, and the inductance value increases. Moreover, since the inductance value can be increased while limiting the total length of the metal wiring to a short length, the resistance value of the metal wiring can be limited to a small value. As a result, an inductor having a large inductance value and a small series resistance value can be formed in a small area portion on the semiconductor substrate.

【0024】尚、前記第1、2、3の実施例において金
属配線4はS字型としたが、一直線形状以外の任意の形
状に形成できることは言うまでもない。また、第4の実
施例において上層金属配線8の形状を螺旋形状とした
が、他の任意の形状に適用できることも勿論である。更
に第5および第6の実施例において、下層金属配線7は
平行に等間隔で配置されているが、同一平面上で交わら
ない限り任意の形状に配置できる。
Although the metal wiring 4 is S-shaped in the first, second and third embodiments, it goes without saying that it can be formed in any shape other than the straight line shape. Further, in the fourth embodiment, the upper metal wiring 8 has a spiral shape, but it goes without saying that it can be applied to any other shape. Further, in the fifth and sixth embodiments, the lower layer metal wirings 7 are arranged in parallel at equal intervals, but they can be arranged in any shape as long as they do not intersect on the same plane.

【0025】図7は、本発明の第7の実施例における半
導体集積回路を示す構成図であり、同図aはその平面
図、同図bは図7aのVII-VII 線断面図である。同図
は、前記図5とほぼ同様の構成を2組設けたものであ
り、下層金属配線7と上層金属配線8との接続が電気的
に2本となるように行い、これらが何れも相互に直流的
に絶縁された配線組となっている。鉄を含む酸化物3は
中央部分に開口21を有する形状に形成されて、2系統
の接続組で共通に使用される。
FIG. 7 is a constitutional view showing a semiconductor integrated circuit according to a seventh embodiment of the present invention. FIG. 7A is a plan view thereof and FIG. 7B is a sectional view taken along line VII-VII of FIG. 7A. In the figure, two sets of almost the same configuration as in FIG. 5 are provided, and the lower layer metal wiring 7 and the upper layer metal wiring 8 are electrically connected to each other, and both of them are mutually connected. It has a wiring set that is galvanically insulated. The oxide 3 containing iron is formed in a shape having an opening 21 in the central portion, and is commonly used in the two-system connection set.

【0026】したがって、前記第7の実施例によれば、
大きなインダクタンス値で且つ小さな直列抵抗値を持つ
交流トランスを半導体基板上に小スペースで形成でき
る。
Therefore, according to the seventh embodiment,
An AC transformer having a large inductance value and a small series resistance value can be formed on a semiconductor substrate in a small space.

【0027】尚、前記第7の実施例において、鉄を含む
酸化物膜3は開口21を有する形状に形成されている
が、交流トランスを形成する2組以上の金属配線組で共
通して使用される限り、任意の形状に適用できる。ま
た、前記第7の実施例では、図5に示す構成を2組使用
して交流トランスを形成したが、その他、図6に示す構
成を2組利用して交流トランスを形成してもよいのは言
うまでもない。
Although the iron-containing oxide film 3 is formed to have the opening 21 in the seventh embodiment, it is commonly used by two or more metal wiring groups forming an AC transformer. As long as it is applied, it can be applied to any shape. Further, in the seventh embodiment, the AC transformer is formed by using two sets shown in FIG. 5, but in addition, the AC transformer may be formed by using two sets shown in FIG. Needless to say.

【0028】図8は、本発明の第8の実施例における半
導体集積回路を示す回路図である。同図は、VHF帯以
上の周波数において使用される電界効果トランジスタの
ソース接地型増幅回路の入力部分および出力部分にイン
ピーダンス整合回路を設けた構成になっている。同図に
示す各素子は半絶縁性を有する半導体基板上に集積化さ
れている。同図において、9は電界効果トランジスタ、
10は入力側トランス、11は出力側トランスである。
また、12は前記電界効果トランジスタ9のソースに直
流バイアスを与えるための抵抗、13は前記抵抗12に
並列接続されて交流信号を通すバイパスキャパシタ、1
4は入力端子、15は出力端子である。更に、16は前
記電界効果トランジスタ9のゲートバイアス端子、17
は前記電界効果トランジスタ9のドレインバイアス端子
であって、直流バイアスがこれ等の端子16、17から
各々前記電界効果トランジスタ9のゲートおよびドレイ
ンに与えられる。
FIG. 8 is a circuit diagram showing a semiconductor integrated circuit according to the eighth embodiment of the present invention. The figure shows a configuration in which an impedance matching circuit is provided in the input portion and the output portion of the grounded-source amplifier circuit of the field-effect transistor used at frequencies higher than the VHF band. Each element shown in the figure is integrated on a semi-insulating semiconductor substrate. In the figure, 9 is a field effect transistor,
Reference numeral 10 is an input side transformer, and 11 is an output side transformer.
Further, 12 is a resistor for applying a DC bias to the source of the field effect transistor 9, 13 is a bypass capacitor connected in parallel with the resistor 12 for passing an AC signal, 1
Reference numeral 4 is an input terminal, and 15 is an output terminal. Further, 16 is a gate bias terminal of the field effect transistor 9, and 17
Is a drain bias terminal of the field effect transistor 9, and a DC bias is applied to the gate and drain of the field effect transistor 9 from these terminals 16 and 17, respectively.

【0029】ここで、前記入力側トランス10および出
力側トランス11は、前記第7の実施例における交流ト
ランスが用いられる。
Here, as the input side transformer 10 and the output side transformer 11, the AC transformer in the seventh embodiment is used.

【0030】したがって、本実施例においては、増幅回
路において電界効果トランジスタをソース接地回路で用
いる場合には、通常、入力インピーダンスが出力インピ
ーダンスに比べて高いために、多段増幅を行う場合には
前段の出力を次段にそのまま加えるとインピーダンスの
不整合により利得が低下するが、本実施例の図8の回路
構成によれば、電界効果トランジスタ9の前後に挿入さ
れた交流トランス10及び11によりインピーダンス変
換を行うことができるので、入出力のインピーダンスが
等しくなり、利得の低下を防止できる効果を奏する。
Therefore, in the present embodiment, when the field-effect transistor is used in the source grounded circuit in the amplifier circuit, the input impedance is usually higher than the output impedance, so that in the case where multi-stage amplification is performed, If the output is applied to the next stage as it is, the gain is lowered due to impedance mismatch, but according to the circuit configuration of this embodiment shown in FIG. 8, the impedance conversion is performed by the AC transformers 10 and 11 inserted before and after the field effect transistor 9. Therefore, the impedances of the input and output become equal, and the effect of preventing a decrease in gain is obtained.

【0031】尚、前記第8の実施例においては、入力側
および出力側の各交流トランス10、11として前記第
7の実施例の図7の構成を用いて集積化した入出力のイ
ンピーダンス整合回路を構成したが、その他、図1、図
2、図3、図4、図5、図6および図7の各構成のイン
ダクタまたは交流トランスを使用して、VHF帯以上の
周波数において能動素子の負荷および入出力のインピー
ダンス整合回路を構成してもよいのは言うまでもない。
また、前記第8の実施例においては、電界効果トランジ
スタはバイポーラトランジスタであっても同様に適用で
きることは勿論である。
In the eighth embodiment, the input / output impedance matching circuit integrated by using the configuration of FIG. 7 of the seventh embodiment as the AC transformers 10 and 11 on the input side and the output side, respectively. In addition, by using the inductors or AC transformers of the respective configurations of FIGS. 1, 2, 3, 4, 5, 6, and 7, the load of the active element at a frequency higher than the VHF band is configured. Needless to say, an input / output impedance matching circuit may be configured.
Further, in the eighth embodiment, it is needless to say that the field effect transistor can be similarly applied even if it is a bipolar transistor.

【0032】[0032]

【発明の効果】以上説明したように、本発明の半導体集
積回路によれば、金属配線の周囲に鉄を含む酸化物を直
接に接して配置する構成とすることにより、大きなイン
ダクタンス値で且つ小さな直列抵抗値を有するインダク
タおよび交流トランスを半導体基板上の小面積部分に形
成でき、トランジスタヤキャパシタと共に集積化できる
ので、前記鉄を含む酸化物膜を用いずに集積化する場合
に比べて、チップ面積を縮小できると共に、エネルギー
損失を小さく抑制でき、合せて寄生容量,インダクタン
スを減少させて、高周波回路の特性の向上が実現できる
効果を奏する。
As described above, according to the semiconductor integrated circuit of the present invention, the oxide containing iron is arranged in direct contact with the periphery of the metal wiring, so that a large inductance value and a small inductance value can be obtained. Since an inductor and an AC transformer having a series resistance value can be formed in a small area portion on a semiconductor substrate and can be integrated with a transistor and a capacitor, compared to a case where the oxide film containing iron is not used, the chip The effect is that the area can be reduced, the energy loss can be suppressed to be small, the parasitic capacitance and the inductance can be reduced, and the characteristics of the high frequency circuit can be improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 本発明の第1の実施例の半導体集積回路を示
す構成図である。
FIG. 1 is a configuration diagram showing a semiconductor integrated circuit according to a first embodiment of the present invention.

【図2】 本発明の第2の実施例の半導体集積回路を示
す構成図である。
FIG. 2 is a configuration diagram showing a semiconductor integrated circuit according to a second embodiment of the present invention.

【図3】 本発明の第3の実施例の半導体集積回路を示
す構成図である。
FIG. 3 is a configuration diagram showing a semiconductor integrated circuit according to a third embodiment of the present invention.

【図4】 本発明の第4の実施例の半導体集積回路を示
す構成図である。
FIG. 4 is a configuration diagram showing a semiconductor integrated circuit according to a fourth embodiment of the present invention.

【図5】 本発明の第5の実施例の半導体集積回路を示
す構成図である。
FIG. 5 is a configuration diagram showing a semiconductor integrated circuit according to a fifth embodiment of the present invention.

【図6】 本発明の第6の実施例の半導体集積回路を示
す構成図である。
FIG. 6 is a configuration diagram showing a semiconductor integrated circuit according to a sixth embodiment of the present invention.

【図7】 本発明の第7の実施例の半導体集積回路を示
す構成図である。
FIG. 7 is a configuration diagram showing a semiconductor integrated circuit according to a seventh embodiment of the present invention.

【図8】 本発明の第8の実施例の半導体集積回路を示
す構成図である。
FIG. 8 is a configuration diagram showing a semiconductor integrated circuit according to an eighth embodiment of the present invention.

【図9】 従来の半導体集積回路を示す構成図である。FIG. 9 is a configuration diagram showing a conventional semiconductor integrated circuit.

【図10】 従来の他の半導体集積回路を示す構成図で
ある。
FIG. 10 is a configuration diagram showing another conventional semiconductor integrated circuit.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 半導体基板 2 絶縁膜 3 鉄を含む酸化物膜 4 金属配線 5 金属配線下層の鉄を含む酸化物膜 6 金属配線上層の鉄を含む酸化物膜 7 下層金属配線 8 上層金属配線 9 電界効果トランジスタ 10 入力側トランス 11 出力側トランス 12 抵抗 13 キャパシタ 14 入力端子 15 出力端子 16 ゲートバイアス端子 17 ドレインバイアス端子 18 下層絶縁膜 19 上層絶縁膜 20、21 開口 1 Semiconductor Substrate 2 Insulating Film 3 Oxide Film Containing Iron 4 Metal Wiring 5 Metal Wiring 5 Oxide Film Containing Iron in Lower Layer 6 Metal Wiring Oxide Film Containing Iron in Upper Layer 7 Lower Metal Wiring 8 Upper Metal Wiring 9 Field Effect Transistor 10 Input side transformer 11 Output side transformer 12 Resistance 13 Capacitor 14 Input terminal 15 Output terminal 16 Gate bias terminal 17 Drain bias terminal 18 Lower layer insulating film 19 Upper layer insulating film 20, 21 Opening

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 半導体基板上の少なくとも一部に形成さ
れる絶縁膜と、前記絶縁膜上に形成される金属配線と、
前記金属配線の上方、下方、左側方、右側方の少くとも
一方又はその全てに形成される鉄を含む酸化物膜とから
成り、前記金属配線は折線又は曲線の形状に形成されて
いて前記鉄を含む酸化物膜とは直接接していることを特
徴とする半導体集積回路。
1. An insulating film formed on at least a part of a semiconductor substrate, and metal wiring formed on the insulating film,
An oxide film containing iron formed on at least one or all of the upper, lower, left and right sides of the metal wiring, wherein the metal wiring is formed into a polygonal line or a curved shape. A semiconductor integrated circuit, which is in direct contact with an oxide film containing
【請求項2】 半導体基板上の少なくとも一部に形成さ
れる絶縁膜と、鉄を含む酸化物膜と、前記酸化物膜の上
方及び下方に形成された上層及び下層の金属配線とから
成り、前記上層及び下層の金属配線と前記鉄を含む酸化
物膜とは直接接し、前記上層の金属配線と下層の金属配
線とは電気的に1本に接続され、この一本に接続された
金属配線が折線又は曲線の形状に形成されていることを
特徴とする半導体集積回路。
2. An insulating film formed on at least a part of a semiconductor substrate, an oxide film containing iron, and upper and lower metal wirings formed above and below the oxide film, The upper and lower metal wirings are in direct contact with the iron-containing oxide film, and the upper metal wiring and the lower metal wiring are electrically connected to one another, and the metal wiring connected to this one Is formed in a polygonal line or a curved shape.
【請求項3】 半導体基板上の少なくとも一部に形成さ
れる絶縁膜と、鉄を含む酸化物膜と、前記酸化物膜の上
方及び下方に形成された各々複数本の上層の金属配線及
び下層の金属配線とから成り、前記上層及び下層の金属
配線と前記鉄を含む酸化物膜とは直接接し、前記上層の
金属配線と下層の金属配線とは、コイルを形成するよう
に電気的に1本に接続されていることを特徴とする半導
体集積回路。
3. An insulating film formed on at least a part of a semiconductor substrate, an oxide film containing iron, and a plurality of upper metal wirings and lower layers formed above and below the oxide film, respectively. The upper and lower metal wirings are in direct contact with the iron-containing oxide film, and the upper metal wiring and the lower metal wiring are electrically connected to form a coil. A semiconductor integrated circuit which is connected to a book.
【請求項4】 半導体基板上の少くとも一部に形成され
る絶縁膜と、鉄を含む酸化物膜と、前記酸化物膜の上方
及び下方に形成された各々複数本の上層の金属配線及び
下層の金属配線とから成り、前記上層及び下層の金属配
線と前記鉄を含む酸化物膜とは直接接し、前記上層の金
属配線と下層の金属配線とは、相互に絶縁された複数個
のコイルを形成するように電気的に1本に接続されてい
て、交流トランスとして用いられることを特徴とする半
導体集積回路。
4. An insulating film formed on at least a part of a semiconductor substrate, an iron-containing oxide film, and a plurality of upper metal wirings formed above and below the oxide film, respectively. A plurality of coils each composed of a lower metal wiring, wherein the upper and lower metal wirings are in direct contact with the iron-containing oxide film, and the upper metal wiring and the lower metal wiring are mutually insulated. A semiconductor integrated circuit, which is electrically connected to form one and is used as an AC transformer.
【請求項5】 半導体基板は半絶縁性を有し、金属配線
は、前記半導体基板上に形成される能動素子の負荷の一
部又は入出力インピーダンス整合回路をVHF帯以上の
周波数において形成されるものであることを特徴とする
請求項1、請求項2、請求項3又は請求項4記載の半導
体集積回路。
5. The semiconductor substrate has a semi-insulating property, and the metal wiring is formed at a frequency of a VHF band or higher in a part of a load of an active element formed on the semiconductor substrate or an input / output impedance matching circuit. 5. The semiconductor integrated circuit according to claim 1, claim 2, claim 3, or claim 4.
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