[发明专利]半导体装置

说明书

技术领域

本发明涉及半导体装置，尤其涉及具有螺旋电感器和电磁波屏蔽层的半导体装置。

背景技术

虽然在模拟电路和RF(射频)电路中电感器是必需的部件，但最近，为了减少部件数目，大多以薄膜形式形成电感器，并混载在同一衬底上。

作为这样的薄膜电感器，有例如在任一个布线层上形成平面状的螺旋(涡卷)图形，或将多个布线层和各布线层间的导电插头相组合，形成立体的线圈等的情况。

其中，具有平面状的螺旋图形的所谓螺旋电感器，由于由一个布线层构成电感器部分，具有含有引出电极部的必需的布线层数少，结构简单，连接部分少，从而可减小电感器的电阻小等特点，所以广泛应用。

但是，另一方面，由于螺旋电感器在平面上形成回旋图形，必需有必较大的占有面积。所以，其它电路产生的电磁波等串扰信号容易流入，容易导致电路特性的误动作。尤其是，最近，模拟电路和数字电路在同一衬底上同时混载的场合增加，不能忽视数字电路等产生的电磁波的影响。于是，研究了同时有螺旋电感器时，为了阻止串扰信号的流入应具有何种电磁波屏蔽装置的结构。考虑了使用例如在螺旋电感器上方具有作为电磁波屏蔽层的导体层的简易结构。

图6(a)和6(b)展示了在半导体衬底100上形成的螺旋电感器和简单的电磁波屏蔽层结构的一例。

如图6(a)所示，螺旋电感器200具有例如矩形的涡卷图形，从最内侧的螺旋图形的起点和最外侧的螺旋图形的终点分别引出用于通电的电极。电磁波屏蔽层600接地，具有覆盖螺旋电感器200的电感器部分的充分的宽度，如图6(b)所示，夹着绝缘膜150位于电感器的上方。

希望作为电感器特性的Q值比较高。当自感(L)值高，电阻(R)低时，可得到高的Q值。

虽然电磁波屏蔽层600可发挥阻止来自其它电路的串扰信号的流入，但另一方面，存在以下说明的因电磁感应使螺旋电感器200的自感(L)降低，结果成为Q值劣化的主要原因的忧虑。

通常，若具有回旋图形的布线通电就会因圆电流而产生磁场。该磁场在圆中心部分具有最强的磁力线密度(磁场强度)。螺旋电感器200的情况也同样，若通电就会如图6(b)所示，在螺旋电感器的中央产生与螺旋面垂直的方向上的磁力线。该磁力线贯通位于上方的电磁波屏蔽层600。由于电磁波屏蔽层600是导体，当贯通的磁力线变化时就会因电磁感应有感应电流在电磁波屏蔽层600内的磁力线周围涡旋地流动。由于因电磁感应生成的该感应电流以阻挡磁场变化的方式生成，螺旋电感器200产生的磁力线密度降低，自感(L)减小，Q值劣化。

针对这个问题，美国专利公报No.5,969,590和5,831,331中公开了设置具有与螺旋电感器的主要圈的图形一致的图形的电磁波屏蔽层，来阻止感应电流的产生的方法。但是由于该结构在电磁波屏蔽层处设有大量空隙从而不能得到充分的电磁波屏蔽效果。

本发明正是鉴于上述问题而提出的，其目的在于在具有螺旋电感器和电磁波屏蔽层的半导体装置中，同时实现螺旋电感器的Q值不劣化和良好的电磁波屏蔽效果。

发明概述

本发明的第一方面提供一种半导体装置，其特征在于包括：以第一导电层形成的具有螺旋图形的螺旋电感器；和夹着绝缘膜在上述螺旋电感器的上方或下方配置的、接地或与恒压电源  连接的、由第二导电层构成的电磁波屏蔽层；上述电磁波屏蔽层，在通电时因上述螺旋电感器在上述螺旋图形的中央产生的磁力线通过的区域上具有开口部。

根据上述本发明的第一方面，由于螺旋电感器产生的磁力线的大多数通过电磁波屏蔽层内的开口部，通过是导体的电磁波屏蔽层中的磁力线数量减少。因此，可以抑制因电磁感应生成的回旋电流的发生，可以抑制螺旋电感器产生的磁力线密度的降低。由于该开口部设在电磁波屏蔽层的中央部分，电磁波屏蔽效果的牺牲也少。

本发明第二方面的半导体装置，其特征在于包括：以第一导电层形成的具有螺旋图形的螺旋电感器；和夹着绝缘膜在上述螺旋电感器的上方或下方配置的、接地或与恒压电源连接的、由第二导电层构成的电磁波屏蔽层；上述电磁波屏蔽层，具有以不形成回绕通电时因上述螺旋电感器在上述螺旋图形的中央产生的磁力线的周围的电流路径的方式，隔断该回绕路径的缝隙。

根据上述本发明的第二方面，由于上述缝隙隔断了围绕螺旋电感器产生的磁力线周围而闭合的电流路径，可以抑制因电磁感应在电磁波屏蔽层内生成的回绕电流。因此，可以抑制因该回绕电流产生的磁力线，防止螺旋电感器产生的磁力线密度的降低，同时，由于只在电磁波屏蔽层上形成了缝隙，可以维持良好的电磁波屏蔽效果。