JP2004031530A

JP2004031530A - 集積回路装置

Info

Publication number: JP2004031530A
Application number: JP2002183867A
Authority: JP
Inventors: Masahito Tsujii; 辻井　雅人; Hiroyasu Omori; 大森　寛康
Original assignee: Toppan Printing Co Ltd
Current assignee: Toppan Inc
Priority date: 2002-06-25
Filing date: 2002-06-25
Publication date: 2004-01-29

Abstract

【課題】高周波信号を使用する場合、信号を長距離間伝送させることができ、信頼性の高い集積回路装置を提供すること。
【解決手段】導体層（グランドプレーン）５上に絶縁体層６を介した第１の信号線７と、この第１の信号線７を絶縁層９及び１０を介して覆う第２の配線８及び１０並びに１２とを備えることを特徴とする集積回路装置。これにより、第２の配線に第１の信号線の差動信号を流す、もしくはグランドとして扱うことで、信号線１の高周波成分の減衰を抑えることができる。また、低周波信号を第１の信号線に伝送し、高周波信号を断面の周の長さが長い第２の配線に伝送させることで、高周波信号の減衰を抑えることもできる。
【選択図】図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、集積回路装置の配線に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＬＳＩ、ＩＣパッケージ、プリント配線板等の集積回路において使用されている周波数は年々高くなっている。高周波成分は低周波成分よりも減衰しやすいため、集積回路に高周波信号を伝送させると、信号の高周波成分の減衰が顕著に現れる。このため、必要な情報が正確に伝送されないことが考えられる。
【０００３】
これを防ぐために、図１に示すように、信号線３の下にグランドプレーン（導体層）１を設けて信号線３とグランドプレーン１の電磁的結合を強めたマイクロストリップラインが集積回路において用いられたり、信号線の下方にグランドプレーンを設けるだけでなく、信号線の両側にグランド線を設けることで伝送波をよりＴＥＭモード（電界と磁界が信号の伝送方向に対して変化がない安定した状態）に近づけたマイクロストリップラインのコプレナー化などによって、高周波成分の減衰を抑えようとしている。
【０００４】
【発明が解決しようとしている課題】
上記したマイクロストリップラインや、マイクロストリップラインのコプレナー化を行っても、信号線からの電磁放射を受け止める導体が回りを覆っていないため、伝送と共に高周波成分は減衰してしまい、高周波信号の長距離伝送ができない。
【０００５】
そこで、本発明は、高周波信号を使用する場合、信号を長距離間伝送させることができ、信頼性の高い集積回路装置を提供することを課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明において上記の課題を達成するために、まず請求項１の発明では、導体層（グランドプレーン）上に絶縁体層を介した第１の信号線と、この第１の信号線を絶縁層を介して覆う第２の配線とを備えることを特徴とする集積回路装置としたものである。
【０００７】
また請求項２の発明では、前記第２の配線の上に絶縁層を介して導体層（グランドプレーン）をさらに具備することを特徴とする請求項１に記載の集積回路装置としたものである。
【０００８】
また請求項３の発明では、第１の信号線と、この第１の信号線を絶縁層を介して覆う第２の配線とを備え、導体層（グランドプレーン）が無いことを特徴とする集積回路装置としたものである。
【０００９】
また請求項４の発明では、前記第２の配線が第１の信号線を完全に囲うことを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の集積回路装置としたものである。
【００１０】
また請求項５の発明では、前記第２の配線をグランド線が覆うことを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の集積回路装置としたものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明は、例えば、グランドプレーン（導体層）の上部に誘電体層を設け、その上部に第１の信号線を設けることでマイクロストリップラインを形成し、第１の信号線を囲うように第２の配線を形成するものである（図２参照）。
【００１２】
このようにグランドプレーン（導体層）の上部に誘電体層を設け、その上部に第１の信号線を設けることでマイクロストリップラインを形成し、第１の信号線を囲うように第２の配線を形成することにより、集積回路装置において、高周波信号を長く伝送させる必要があった場合、その信号の減衰を抑えることができるため、正確なデータの伝送が可能となる。
【００１３】
【実施例】
以下、本発明の実施例について図面を参照して説明することで、本発明の実施の形態を説明する。
【００１４】
図２及び３は、本発明にかかる集積回路の一実施例の概略を示すものである。図２に集積回路の断面素子構造を、図３に信号線の取り出し機構を示す。なお、図３の（ａ）は側面の断面図、（ｂ）はグランドプレーン５に水平で配線１２の高さでの断面図をそれぞれ示している。
【００１５】
すなわち、この集積回路は高周波信号を使用する半導体基板に形成されたグランドプレーン５、このグランドプレーン５の上に形成された誘電体層６、この誘電体層６の上に形成された第１の信号線７、この信号線７を絶縁層９、１１を介して覆うように形成されている第２の配線８、１０、１２、それらの上に形成された誘電体層１３からなっている。第２の配線８、１０、１２をグランド線で覆っても良い。
【００１６】
ここで、上述した集積回路の製造方法について説明する。
まず、通常の工程、例えばスパッタ法などによりＣｕ（銅）を堆積してグランドプレーン５を形成する。次いで、ＣＶＤ法などを用いて誘電体層６を形成する。さらにスパッタ法などによりＣｕを堆積する。そして、これをパターニングして、上記信号線７、８を形成する。
【００１７】
また、プリプレグ材（誘電体層の両面にＣｕを堆積させた板）をパタ−ニングして信号線７、８を形成する方法でもよい。
【００１８】
このとき、信号線７の両サイドに、信号線７と並列するように信号線８が配置されている。
次いで、誘電体層９をＣＶＤ法などにより形成する。その後、スパッタ法などによりＣｕを堆積する。そして、これをパターニングして、上記配線１０を形成する。誘電体層９と同様にして、誘電体層１１を形成する。次いで、スルーホール１４をＰＥＰ技術などを用いて形成する。
【００１９】
また、信号線７、８の上に誘電体層９、１１をＣＶＤ法などにより堆積させ、レーザなどを用いて配線１０、スルーホール１４を形成させてもよい。
【００２０】
信号線７と同様にして配線１２、入力用ランド１５を形成する。次いで、誘電体層１３をＣＶＤ法などにより形成し、スルーホール１６、１７をＰＥＰ技術などを用いて形成する。
このとき、信号線７は配線８、１０、１２に覆われるようにする。
【００２１】
信号線７の入力もしくは出力は，図３のように、配線８、１０、１２もしくはグランドプレーン５に、スルーホールなどを設けて形成する。また、配線８、１１０、１２も信号線７と同様にスルーホールなどを設けて形成する。
【００２２】
すなわち、この集積回路においては、主信号を扱う信号線７の上部ならびに両サイドが配線８、１０、１２で覆われており、信号線７の下部にグランドプレーン５によって囲まれた構成となっている。
【００２３】
したがって、このような構造、つまり主信号を扱う信号線７とその差動信号を扱う配線８、１０、１２の下部にグランドプレーン５を設けることで、主信号を扱う信号線７とその差動信号を扱う配線８、１０、１２を伝送する信号の減衰を抑え、かつ主信号７が差動信号で覆われているため、主信号の減衰をさらに抑える働きがある。
【００２４】
この結果、高周波信号の減衰を抑えるため、この集積回路を用いることで、正確なデータを伝送する情報技術機器の開発が可能である。
【００２５】
なお、上記実施例において、配線の原料をＣｕに限定しているが、Ａｌなどでもよい。
【００２６】
また、グランドプレーン５を信号線７の下部に設けた場合について説明したが、信号線７の下部だけでなく上部にも設け、グランドプレーン５で、２線（信号線７と配線８、１０、１２）を上下からはさむ形でもよい。この構造は、具体例として説明した図２の集積回路を重ねたときにもできる（図４参照）。
【００２７】
また、図２のグランドプレーン５がなく、信号線７を、配線８、１０、１２が覆っているものでもよい（図示せず）。
【００２８】
また、信号線７を、図５のように、配線８、１０、１２、１９、２０で完全に隙間無く囲った形状であっても良い。
また、信号線７を、配線８、１０、１２、１９、２０で完全に隙間無く囲い、この配線８、１０、１２、１９、２０の上下にグランドプレーン５があるものでも（図示せず）、上部にも下部にもグランドプレーン５がないものでも良い（図示せず）。
さらに、配線８、１０、１２、１９、２０をグランド線で覆っても良い。
【００２９】
【発明の効果】
本発明は、第２の配線に第１の信号線の差動信号を流す、もしくはグランドとして扱うことで、信号線１の高周波成分の減衰を抑えることができる。また、低周波信号を第１の信号線に伝送し、高周波信号を断面の周の長さが長い第２の配線に伝送させることで、高周波信号の減衰を抑えることもできる構成となっている。
【００３０】
以上より、本発明は、高周波信号を用いる集積回路において、高周波信号の減衰を抑えることができるため、信頼性の高い半導体集積回路装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来技術とその問題点を説明するために示した集積回路の断面図。
【図２】本発明の一実施例である集積回路を概略的に示した断面図。
【図３】（ａ）は、図２に実施例を示した集積回路で、信号の入出力部を説明する側面断面図。
（ｂ）は、図２に実施例を示した集積回路で、信号の入出力部を説明する水平断面図。
【図４】本発明の一実施例である集積回路を簡略的に示した断面図。
【図５】本発明の一実施例である集積回路を簡略的に示した断面図。
【符号の説明】
１、５…グランドプレーン
２、４、６、９、１１、１３、１８、２１…誘電体層
３、７…信号線
８、１０、１２、１９、２０…配線（信号線、グランド線、電源線）
１４、１６、１７…入出力用スルーホール（ビア）
１５…入出力用ランド

Claims

導体層（グランドプレーン）上に絶縁体層を介した第１の信号線と、この第１の信号線を絶縁層を介して覆う第２の配線とを備えることを特徴とする集積回路装置。
前記第２の配線の上に絶縁層を介して導体層（グランドプレーン）をさらに具備することを特徴とする請求項１に記載の集積回路装置。
第１の信号線と、この第１の信号線を絶縁層を介して覆う第２の配線とを備え、導体層（グランドプレーン）が無いことを特徴とする集積回路装置。
前記第２の配線が第１の信号線を完全に囲うことを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の集積回路装置。
前記第２の配線をグランド線が覆うことを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の集積回路装置。