CN111726082A - 电路装置、振荡器、电子设备以及移动体 - Google Patents
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Abstract
提供电路装置、振荡器、电子设备以及移动体,能够有效利用连接布线的布线区域来配置MIM构造的电容器,从而实现电路面积的缩小化等。电路装置包含:第1端子,其与振子的一端电连接;第2端子,其与振子的另一端电连接;第1连接布线,其与第1端子电连接;第2连接布线,其与第2端子电连接;振荡电路,其具有经由第1连接布线和第2连接布线对振子进行驱动的驱动电路,使振子进行振荡;以及MIM构造的第1电容器,其一个电极与第1连接布线电连接。在与形成有电路元件的基板垂直的方向上俯视观察时,第1连接布线与MIM构造的第1电容器重叠。
Description
技术领域
本发明涉及电路装置、振荡器、电子设备以及移动体等。
背景技术
以往,公知有具有使石英振子等振子振荡的振荡电路的电路装置。在专利文献1中,公开了这样的电路装置的布局配置。在专利文献1中,公开了与振子连接的端子、供给电源的端子、电源线的布局配置方法。
专利文献1:日本特开2018-98428号公报
将与振子连接的端子和振荡电路的驱动电路连接起来的连接布线为了防止由布线电阻引起的信号衰减,优选尽量使其布线宽度变粗。另一方面,在振荡电路中,需要用于调整负载电容等的电容器,为了以较少的配置面积得到更大的电容,作为该电容器,优选使用MIM(Metal-Insulator-Metal:金属-绝缘体-金属)构造的电容器。在这种情况下,存在如何高效地对MIM构造的电容器进行布局配置的课题。
发明内容
本发明的一个方式涉及电路装置,该电路装置包含:第1端子,其与振子的一端电连接;第2端子,其与所述振子的另一端电连接;第1连接布线,其与所述第1端子电连接;第2连接布线,其与所述第2端子电连接;振荡电路,其具有经由所述第1连接布线和所述第2连接布线对所述振子进行驱动的驱动电路,通过所述驱动电路的驱动而使所述振子进行振荡;以及MIM构造的第1电容器,其一个电极与所述第1连接布线电连接,在与形成有电路元件的基板垂直的方向上俯视观察时,所述第1连接布线与所述MIM构造的所述第1电容器重叠。
附图说明
图1是本实施方式的电路装置的结构例。
图2是本实施方式的电路装置的详细结构例。
图3是振荡电路、输出电路的结构例。
图4是设置有具有可变电容元件的可变电容电路的振荡电路的结构例。
图5是可变电容电路的电压电容特性的例子。
图6是电路装置的第1布局配置例。
图7是电路装置的第2布局配置例。
图8是电路装置的第3布局配置例。
图9是示出MIM电容器的剖面结构例的图。
图10是示出MIM电容器的剖面结构例的图。
图11是示出MIM电容器的剖面结构例的图。
图12是示出MIM电容器的剖面结构例的图。
图13是示出MIM电容器的剖面结构例的图。
图14是示出MIM电容器的剖面结构例的图。
图15是针对与负载电容大小对应的频率可变灵敏度变化的说明图。
图16是振荡电路的详细的第1结构例。
图17是振荡电路的详细的第2结构例。
图18是振荡器的第1构造例。
图19是振荡器的第2构造例
图20是电子设备的结构例。
图21是移动体的结构例。
标号说明
T1、T2、T3、T4、T5、T6:端子;L1、L2、L3:连接布线;TE3、TE4、TE5:外部端子;CK:时钟信号;CA1、CA2、CC1~CCi、CD1~CDj、CQ:电容器;C2、C31~C3n、C4、C51~C5n:电容器;CE1~CEn:可变电容元件;TR1~TRn:晶体管;C11~C13、C21~C23、C31~C33:电容器;L11~L16、L21~L26、L31~L36:布线;V01~V03、V11~V14、V31~V33、V3:通路插塞;AL1、AL2、AL3:金属层;ALM、ALM1、ALM2:MIM金属层;VR1~VRn、VG1~VGn:基准电压;CP1~CP7:电容;IN:外部输入信号;VCP:电容控制电压;CK:时钟信号;VREG:调节电压;CK:时钟信号;IS:电流源;BP:双极晶体管;RB、RC1、RC2:电阻;NI:输入节点;NQ:输出节点;OSI、OSQ:振荡信号;4:振荡器;5:封装;6:基座;7:盖;8、9:外部端子;10:振子;12:电路部件;14:振荡器;15:封装;16:基座;17:盖;18、19:外部端子;20、21:电路装置;22:调节器;24:第2开关电路;29:输出电路;30:振荡电路;32:驱动电路;34:基准电压供给电路;36、37、38、39:可变电容电路;40:开关电路;50:控制电路;206:汽车;207:车体;208:控制装置;209:车轮;220:处理装置;500:电子设备;510:通信接口;520:处理装置;530:操作界面;540:显示部;550:存储器。
具体实施方式
以下,对实施方式进行说明。另外,以下说明的实施方式并非不合理地限定权利要求书所记载的内容。另外,本实施方式所说明的结构并非全部都是必需的构成要件。
1.电路装置
在图1中示出了本实施方式的电路装置20的结构例。本实施方式的电路装置20包含端子T1、T2、连接布线L1、L2以及振荡电路30。另外,如后所述,包含MIM(Metal-Insulator-Metal)构造的电容器。另外,本实施方式的振荡器4包含振子10和电路装置20。振子10与电路装置20电连接。例如,使用收纳振子10和电路装置20的封装的内部布线、接合线或金属凸块等将振子10与电路装置20电连接。
振子10是通过电信号产生机械振动的元件。振子10例如能够通过石英振动片等振动片来实现。例如,振子10能够通过切角为AT切或SC切等的进行厚度剪切振动的石英振动片等来实现。例如,振子10可以是SPXO(Simple Packaged Crystal Oscillator:简单封装晶体振荡器)振子。或者,振子10也可以是内置在具有恒温槽的恒温槽型石英振荡器(OCXO)中的振子,还可以是内置在不具有恒温槽的温度补偿型石英振荡器(TCXO)中的振子。另外,本实施方式的振子10例如能够通过厚度剪切振动型以外的振动片、由石英以外的材料形成的压电振动片等各种振动片来实现。例如,作为振子10,也可以采用SAW(Surface AcousticWave:表面声波)谐振器、使用硅基板形成的作为硅制振子的MEMS(Micro ElectroMechanical Systems:微机电系统)振子等。
电路装置20是被称为IC(Integrated Circuit:集成电路)的集成电路装置。例如,电路装置20是通过半导体工艺制造的IC,是在半导体基板上形成有电路元件的半导体芯片。
电路装置20包含端子T1、T2、连接布线L1、L2以及振荡电路30。电路装置20还可以包含端子T4、T5以及控制电路50。端子T1、T2、T4、T5、T6分别是第1端子、第2端子、第4端子、第5端子、第6端子。端子T1、T2、T4、T5、T6是电路装置20的例如焊盘。连接布线L1是第1连接布线,连接布线L2是第2连接布线。
端子T1与振子10的一端电连接,端子T2与振子10的另一端电连接。例如使用收纳振子10和电路装置20的封装的内部布线、接合线或金属凸块等将振子10与电路装置20的端子T1、T2电连接。端子T4是输入电源电压VDD的端子,端子T5是输入地电压GND的端子。GND也可以称为VSS,地电压例如是接地电位。端子T6是输出由电路装置20生成的时钟信号CK的端子。另外,如图1所示,端子T4、T5、T6分别与振荡器4的外部连接用的外部端子TE4、TE5、TE6电连接。例如使用封装的内部布线、接合线或金属凸块等将端子T4~T6与外部端子TE4~TE6电连接。而且,振荡器4的外部端子TE4~TE6与外部设备电连接。
连接布线L1与端子T1电连接。连接布线L2与端子T2电连接。连接布线L1、L2例如由金属层形成。并且,振荡电路30的驱动电路32与连接布线L1、L2电连接。由此,驱动电路32经由连接布线L1、L2而与端子T1、T2电连接。在这种情况下,驱动电路32和连接布线L1、L2可以直接连接,也可以经由后述的DC截止用电容器而连接。
振荡电路30是使振子10进行振荡的电路。例如,振荡电路30具有经由连接布线L1和连接布线L2对振子10进行驱动的驱动电路32,通过驱动电路32的驱动而使振子10振荡。即,振荡电路30包含设置在作为振子连接用端子的端子T1与端子T2之间的振荡用的驱动电路32。驱动电路32经由端子T1、T2、连接布线L1、L2而与振子10电连接,通过对振子10进行电流驱动或电压驱动而使振子10进行振荡。该驱动电路32是振荡电路30的核心电路,能够通过双极晶体管等晶体管或电流源等实现。或者,也可以通过设置在端子T1与端子T2之间的反相器的电路来实现驱动电路32。振荡电路30由驱动电路32和电容器或电阻等有源元件构成。作为振荡电路30,例如可以使用皮尔斯型、考毕兹型、反相器型、哈特利型等各种类型的振荡电路。即,作为驱动电路32,可以使用皮尔斯型、考毕兹型、反相器型、哈特利型的驱动电路。另外,本实施方式中的连接是电连接。电连接是指以能够传递电信号的方式连接,是能够通过电信号来传递信息的连接。电连接可以是经由有源元件等的连接。
控制电路50进行各种控制处理。例如控制电路50进行电路装置20的整体控制。例如对电路装置20的动作顺序进行控制。另外,控制电路50进行用于控制振荡电路30的各种处理。例如,控制电路50对振荡电路30输出用于控制后述的可变电容电路的电容的电容控制电压VCP。
这里,电容控制电压VCP是振荡电路30的振荡频率的温度补偿用的电压。例如,控制电路50进行温度补偿处理,根据温度补偿处理的结果来生成电容控制电压VCP,并输出到振荡电路30的可变电容电路。由此,能够实现使用了可变电容电路的温度补偿。具体而言,控制电路50进行用于通过多项式近似来补偿振子10的频率温度特性的函数的生成处理。例如,控制电路50基于从未图示的非易失性存储器读出的0次分量用、1次分量用、2次分量用、3次分量用、高次分量用的系数信息,生成对振子10的频率温度特性的0次分量、1次分量、2次分量、3次分量、高次分量进行近似的0次分量信号、1次分量信号、2次分量信号、3次分量信号、高次分量信号。然后,控制电路50通过进行0次分量信号、1次分量信号、2次分量信号、3次分量信号、高次分量信号的相加处理,生成振子10的频率温度特性的补偿用的电容控制电压VCP。基于该电容控制电压VCP来控制振荡电路30的可变电容电路的电容,由此实现时钟信号CK的频率的温度补偿处理。另外,作为由控制电路50生成的信号,例如也可以省略2次分量信号或4次分量信号。
另外,振荡器4也可以是不进行温度补偿处理的SPXO。在这种情况下,电容控制电压VCP被使用在用于将振子10的振荡频率设定为标称频率的可变电容电路的电容控制中。例如在制造时或出厂时测量时钟信号CK的频率,根据频率的测量结果来设定可变电容电路的电容。例如将通过测量而求出的电容调整值写入到非易失性存储器中。然后,在振荡器4的实际动作时,控制电路50从非易失性存储器读出该电容控制值,根据所读出的电容控制值来设定电容控制电压VCP。
在图2中示出了电路装置20的详细结构例。在图2中,除了图1的结构之外,还设置有开关电路40、第2开关电路24、输出电路29、端子T3。
调节器22基于来自端子T4的电源电压VDD来进行调节动作,生成调节电压VREG。振荡电路30例如将调节电压VREG作为电源电压来进行动作。
端子T3是输入外部输入信号IN的端子。端子T3是第3端子。端子T3是电路装置20的例如焊盘,与振荡器4的外部端子TE3电连接。例如,端子T3是能够输入外部输入信号IN的端子,在第1模式或第2模式下输入外部输入信号IN。第1模式例如是正常工作模式,第2模式例如是测试模式。测试模式也可以说是检查模式。
开关电路40设置在将端子T1和振荡电路30连接起来的连接布线L1与端子T3之间。开关电路40具有P型的晶体管TP1。例如,开关电路40的一端与连接布线L1连接。例如与节点N1连接,节点N1是与连接布线L1连接的连接节点。开关电路40的另一端与端子T3连接。并且,通过控制电路50来控制开关电路40的接通、断开。例如,通过使开关电路40接通,端子T3和端子T1电连接。由此,能够将外部输入信号IN输入到振子10一端。
例如,在正常工作模式下,经由端子T3输入来频率控制信号、输出使能信号或待机信号作为外部输入信号IN。此时,开关电路40断开。然后,作为频率控制信号、输出使能信号或待机信号的外部输入信号IN经由信号输入用的连接布线LIN而输入到控制电路50。控制电路50基于经由连接布线LIN输入的频率控制信号、输出使能信号或待机信号来进行频率控制、输出使能控制或待机控制的处理。
另一方面,在测试模式下,经由端子T3输入过驱动用的信号等测试模式用的信号作为外部输入信号IN。然后,测试模式用的信号经由接通的开关电路40而输入到振子10的一端。测试模式是通过过驱动将振子10的异物除去、或者进行DLD(Drive LevelDependence:激励电平相关性)的特性检查等各种测试、检查的模式。DLD特性是表示振子10的激励电平与振荡频率的关系的特性。在振荡器4作为产品而进行动作的实际动作时,电路装置20被设定为第1模式。在对振荡器4进行过驱动、DLD用的测试、检查时,电路装置20被设定为第2模式。
另外,控制电路50在正常工作模式下输出调节电压VREG作为开关电路40的P型晶体管TP1的衬底电压。由此,能够防止电源电压VDD的变动经由晶体管TP1的结电容等传递到连接布线L2而使振荡频率发生变动的情况。另一方面,控制电路50在测试模式下输出电源电压VDD作为晶体管TP1的衬底电压。
第2开关电路24设置在将端子T2和振荡电路30连接起来的连接布线L2与端子T5之间。例如,第2开关电路24的一端与连接布线L2连接。例如与节点N2连接,节点N2是与连接布线L2连接的连接节点。第2开关电路24的另一端与端子T5连接。并且,第2开关电路24在开关电路40接通时接通。例如,第2开关电路24与作为第1开关电路的开关电路40同样,被控制电路50控制接通、断开。然后,在开关电路40接通时,第2开关电路24也接通,从而将端子T2和端子T5电连接。由此,能够将振子10的另一端设定为GND,能够通过图2的A1、A2所示的路径来进行振子10的过驱动的测试等。
输出电路29经由连接布线L3而与振荡电路30电连接。然后,对来自振荡电路30的振荡信号OSC进行缓冲而输出时钟信号CK。在这种情况下,输出电路29能够以各种信号形式将时钟信号CK向外部输出。例如,输出电路29以LVDS(Low Voltage DifferentialSignaling:低电压差分信号)、PECL(Positive Emitter Coupled Logic:正射极偶合逻辑)、HCSL(High Speed Current Steering Logic:高速电流控制逻辑)或差动CMOS(Complementary MOS:互补金属氧化物半导体)等信号形式将时钟信号CK向外部输出。例如,输出电路29可以是能够以LVDS、PECL、HCSL及差动CMOS中的至少两种信号形式输出时钟信号CK的电路。在这种情况下,输出电路29以由控制电路50设定的信号形式输出时钟信号CK。另外,输出电路29所输出的时钟信号CK的信号形式不限于差动的信号形式,例如也可以是单端CMOS或限幅正弦波等不是差动的信号形式。
2.MIM构造的电容器
在本实施方式中,在振荡电路30等中使用MIM构造的电容器。在图3、图4中示出使用这样的MIM构造的电容器的振荡电路30和输出电路29的结构例。
在图3中,驱动电路32包含电流源IS、双极晶体管BP以及电阻RB。电流源IS设置在VREG的电源节点与双极晶体管BP之间,向双极晶体管BP供给恒定电流。双极晶体管BP是对振子10进行驱动的晶体管,基极节点为驱动电路32的输入节点NI,集电极节点为驱动电路32的输出节点NQ。电阻RB设置在双极晶体管BP的集电极节点与基极节点之间。并且,驱动电路32与连接于端子T1、T2的连接布线L1、L2电连接。具体而言,驱动电路32经由DC截止用的电容器CA1、CA2而与连接布线L1、L2电连接。
基准电压供给电路34生成包含偏置电压设定用的基准电压VRB1、VRB2的多个基准电压。然后,将基准电压VRB1供给到连接布线L1,将基准电压VRB2供给到连接布线L2。通过基准电压VRB1来设定连接布线L1中的振荡信号的中心振幅电压,通过基准电压VRB2来设定连接布线L2中的振荡信号的中心振幅电压。基准电压供给电路34例如具有串联设置在电源节点与GND节点之间的多个电阻,生成由该多个电阻形成的分割电压来作为多个基准电压并输出。在这种情况下,电源节点也可以是图2的调节电压VREG。
可变电容电路38、39是用于调整振荡电路30的负载电容的电路。可变电容电路38包含设置在连接布线L1与GND节点之间的电容器CC1~CCi和开关SX1~SXi。i是2以上的整数。电容器CC1~CCi的一端与连接布线L1连接,电容器CC1~CCi的另一端与开关SX1~SXi的一端连接。开关SX1~SXi的另一端与GND节点连接。另外,可变电容电路39包含设置在连接布线L2与GND节点之间的电容器CD1~CDj和开关SY1~SYj。j是2以上整数。电容器CD1~CDj的一端与连接布线L2连接,电容器CD1~CDj的另一端与开关SY1~SYj的一端连接。开关SY1~SYj的另一端与GND节点连接。并且,通过图1、图2的控制电路50对开关SX1~SXi、SY1~SYj的接通、断开进行控制,从而控制可变电容电路38、39的电容,调整连接布线L1、L2中的负载电容。例如,通过控制可变电容电路38、39的电容来实现将振子10的振荡频率设定为标称频率的初始调整。
输出电路29经由连接布线L3而与振荡电路30电连接。连接布线L3是第3连接布线。例如,输出电路29经由连接布线L3和电容器CQ而与振荡电路30电连接。具体而言,连接布线L3的一端例如与将端子T1和驱动电路32连接起来的连接布线L1连接。即,连接布线L3的一端与供振子10的一端连接的端子T1电连接。并且,在连接布线L3的另一端与输出电路29的输入节点之间设置有DC截止用的电容器CQ。并且,输出电路29对从振荡电路30输入并截止了DC成分的振荡信号OSC进行缓冲,输出时钟信号CK。例如,输出电路29包含缓冲电路BF。然后,缓冲电路BF进行来自振荡电路30的振荡信号OSC的缓冲动作,例如进行振荡信号OSC的波形整形等。缓冲电路BF例如包含反相器IVB和设置在反相器IVB的输出端子与输入端子之间的反馈用的电阻RQ。
这样,在图3中,振荡电路30包含对振荡电路30的负载电容进行调整的可变电容电路38、39。并且,在本实施方式中,作为构成可变电容电路38、39的电容器CC1~CCi、CD1~CDj,使用MIM构造的电容器。MIM构造的电容器例如是第1电容器。这样,通过使用MIM构造的电容器来作为构成可变电容电路38、39的电容器CC1~CCi、CD1~CDj,能够使可变电容电路38、39的电容在较大的可变范围内变化,能够进行负载电容的适当调整。
另外,在图3中,作为设置在连接布线L1与驱动电路32的输入节点NI之间的DC截止用的电容器CA1,使用MIM构造的电容器。另外,作为设置在连接布线L2与驱动电路32的输出节点NQ之间的DC截止用的电容器CA2,使用MIM构造的电容器。另外,在图3中,在连接布线L1与输入节点NI之间、连接布线L2与输出节点NQ之间的双方中设置有DC截止用的电容器CA1、CA2,但也可以仅在它们中的任意一方设置DC截止用的电容器。即,也可以是不设置电容器CA1、CA2中的一方的结构。
通过如图3那样设置DC截止用的电容器CA1、CA2,连接布线L1、L2中的振荡信号的DC成分被截止,振荡信号的AC成分被传递到驱动电路32。由此,能够进行基于驱动电路32的振荡信号的适当的放大动作。然后,基准电压供给电路34供给基准电压VRB1、VRB2作为连接布线L1、L2的偏置电压,由此,能够将连接布线L1、L2中的振荡信号的振幅中心电压设定为任意的电压,能够进行振荡电路30的适当的振荡动作。
另外,在图3中,作为设置在来自振荡电路30的连接布线L3与输出电路29之间的DC截止用的电容器CQ,使用MIM构造的电容器。这样,使用电容器CQ将振荡电路30的振荡信号OSC的DC成分截止,从而能够通过输出电路29的缓冲电路BF对振荡信号的AC成分进行放大并缓冲,能够进行振荡信号OSC的适当的缓冲动作。
在图4的振荡电路30中,设置有驱动电路32、基准电压供给电路34、可变电容电路36、电容器C2、电容器C31~C3n。并且,在图4中,可变电容电路36经由DC截止用的电容器C2而与将振子10的一端和振荡电路30连接起来的连接布线L1电连接。
例如,在图4中,可变电容电路36包含n个可变电容元件CE1~CEn,可变电容元件CE1~CEn由晶体管TR1~TRn构成。这里,n为2以上的整数。并且,向晶体管TR1~TRn的栅极供给基准电压VR1~VRn。这些基准电压VR1~VRn由基准电压供给电路34供给。另外,在基准电压VR1~VRn的供给节点NR1~NRn与GND节点之间设置有电容器C31~C3n。即在晶体管TR1~TRn的栅极节点与GND节点之间设置电容器C31~C3n。并且,使TR1~TRn的各晶体管的源极和漏极短路,对被短路的源极和漏极供给电容控制电压VCP。例如,图1、图2的控制电路50经由电阻RC向可变电容电路36中的电容控制电压VCP的供给节点NS供给电容控制电压VCP。供给节点NS与晶体管TR1~TRn的源极和漏极的节点连接。并且,电容器C2设置在连接布线L1与供给节点NS之间。即,电容器C2的一端与作为和连接布线L1连接的连接节点的节点N1连接,另一端与电容控制电压VCP的供给节点NS连接。电容器C2是DC截止用的电容器,电容器C2的电容为与可变电容电路36的电容相比足够大的电容。
例如,在图4中,n=7,可变电容电路36由可变电容元件CE1~CE7构成。在该情况下,在图5中示出了由晶体管TR1~TR7构成的可变电容元件CE1~CE7的电容CP1~CP7的电压电容特性、和可变电容电路36的总电容CTOT的电压电容特性。例如,如果将表示相对于电容控制电压VCP的频率变化的灵敏度设为SVC,则图5的电容CP1~CP7的电压电容特性中的斜率与灵敏度SVC对应。并且,在图4、图5中,在电容控制电压VCP变小、负载电容CL变大时,提高例如对可变电容元件CE1的灵敏度SVC,增大电容CP1的电压电容特性中的斜率。具体而言,通过增大构成可变电容元件CE1的晶体管TR1的沟道宽度或沟道长度来增大晶体管尺寸,从而提高灵敏度SVC。由此,如图5所示,电容CP1的电压电容特性的斜率变大,确保了总电容CTOT的直线性。即,在图5中,电容CP7的电压电容特性的斜率最大,电容CP1的电压电容特性的斜率最小。通过这样调整电容CP7~CP1的电压电容特性的斜率,确保了可变电容电路36的电容CTOT的直线性。即,能够在较大的电容控制电压VCP的电压范围内确保电容CTOT的电容变化的直线性。
如上所述,在图4中,振荡电路30包含对振荡电路30的负载电容进行调整的可变电容电路36。该可变电容电路36包含可变电容元件CE1~CEn,该可变电容元件CE1~CEn由晶体管TR1~TRn构成,向被短路的源极和漏极供给电容控制电压VCP,向栅极供给基准电压VR1~VRn。并且,作为设置在连接布线L1与可变电容电路36之间的DC截止用的电容器C2,使用MIM构造的电容器。通过经由这样的DC截止用的电容器C2将可变电容电路36与连接布线L1连接起来,能够使用可变电容电路36来适当地调整振荡电路30的负载电容。另外,连接布线L1可以是驱动电路32的输入节点侧的布线,也可以是输出节点侧的布线。另外,作为图4的电容器C31~C3n,也可以使用MIM构造的电容器。
3.MIM构造的电容器的配置
如上所述,在本实施方式的电路装置20中,在振荡电路30等中使用多个MIM构造的电容器。因此,存在如何高效地对这些MIM构造的电容器进行布局配置的问题。
另一方面,将端子T1、T2与振荡电路30的驱动电路32连接起来的连接布线L1、L2为了防止由布线电阻引起的信号衰减,优选尽量加粗其布线宽度。在这种情况下,如果不对布局配置进行任何研究便使连接布线L1、L2的布线宽度变粗,则连接布线L1、L2的布线区域成为死区,电路面积会增加。另外,如果使连接布线L1、L2的布线宽度变粗,则连接布线L1、L2的寄生电容增大,产生负电阻的劣化、振荡振幅的减小等问题。
因此,在本实施方式中,在与形成有电路元件的基板垂直的方向上俯视观察时,例如使连接布线L1与MIM构造的电容器重叠。例如,将一个电极与连接布线L1电连接的MIM构造的电容器配置成在俯视观察时与连接布线L1重叠。或者,将一个电极与连接布线L2电连接的MIM构造的电容器配置成在俯视观察时与连接布线L2重叠。或者,将一个电极与连接布线L3电连接的MIM构造的电容器配置成在俯视观察时与连接布线L3重叠。MIM构造的电容器例如是第1电容器、第2电容器或第3电容器。形成有电路元件的基板是电路装置20的基板,例如是半导体基板。在电路装置20的基板上形成有晶体管等有源元件、电阻、电容器等无源元件作为电路元件。MIM构造的电容器被配置成在以与该电路装置20的基板垂直的方向为视线方向的俯视观察时与连接布线L1、L2或L3重叠。例如以至少一部分与连接布线L1、L2或L3重叠的方式配置MIM构造的电容器。例如以电容器的整体面积的至少一半以上与连接布线L1、L2或L3重叠的方式配置电容器。例如在该俯视观察时,在连接布线L1、L2或L3的布线路径上配置MIM构造的电容器。布线路径是作为连接布线L1、L2或L3的布线区域的路径。
例如在图6中示出本实施方式的电路装置20的第1布局配置例。在图6中,将从电路装置20的边SD1朝向与边SD1相对的边SD3的方向设为DR1。另外,将从与边SD1交叉的边SD2朝向与边SD2相对的边SD4的方向设为DR2。这里,交叉例如是垂直。另外,将与方向DR1和方向DR2垂直的方向设为DR3。边SD1、边SD2、边SD3、边SD4分别是电路装置20的第1边、第2边、第3边、第4边。方向DR1、方向DR2、方向DR3分别是第1方向、第2方向、第3方向。与电路装置20的基板垂直的方向是方向DR3。图6是该方向DR3的俯视观察下的俯视图。
如图6所示,电路装置20包含:端子T1,其与振子10的一端电连接;端子T2,其与振子10的另一端电连接;连接布线L1,其与端子T1电连接;以及连接布线L2,其与端子T2电连接。另外,电路装置20包含振荡电路30,该振荡电路30具有经由连接布线L1和连接布线L2对振子10进行驱动的驱动电路32,通过驱动电路32的驱动而使振子10进行振荡。另外,电路装置20包含一个电极与连接布线L1电连接的MIM构造的电容器C11、C12、C13。驱动电路32例如布局配置在端子T1与端子T2之间。例如,端子T1、T2沿着方向DR2配置。另外,驱动电路32是端子T1、T2之间的区域,在从端子T1观察时沿方向DR2配置。而且,在与形成有电路元件的基板垂直的方向DR3上俯视观察时,连接布线L1与MIM构造的电容器C11、C12、C13重叠。例如在将端子T1和驱动电路32电连接的连接布线L1的布线路径中,以沿着该布线路径的方式设置有MIM构造的电容器C11、C12、C13。在图6中,连接布线L1从端子T1沿着方向DR1布线,接着沿着方向DR2布线,然后沿着方向DR1的相反方向布线,这样布线成“コ”字状。
这里,电容器C11、C12、C13中的一个是第1电容器。例如,作为电容器C11、C12、C13的一端的一个电极与连接布线L1连接。作为电容器C11、C12、C13的另一端的另一个电极例如与不同的电路节点连接。例如,该另一个电极被设定为相互不同的电压。或者,在电容器C11、C12、C13中,也可以存在另一端的电极与相同的电路节点连接或者设定为相同电压的电容器。作为一例,电容器C11、C12、C13中的一个电容器是图3、图4的电容器CA1、CC1~CCi、C2中的一个电容器。电容器C11、C12、C13中的另一个电容器是图3、图4的电容器CA1、CC1~CCi、C2中的另一个电容器。
例如,在图6的连接布线L1的布线路径中,实线表示连接布线L1,虚线表示MIM构造的电容器C11、C12、C13。作为一例,在连接布线L1的下方配置有电容器C11、C12、C13。或者,如后所述,电容器C11、C12、C13也可以位于连接布线L1的上方。例如电容器C11、C12、C13中的至少绝缘层位于连接布线L1的上方。在该情况下,能够将连接布线L1的一部分布线用作电容器C11、C12、C13的一个电极。这里,下方是指从电路装置20的电路元件朝向基板的方向,上方是指其相反方向。连接布线L1由作为连接布线L1的布线部分的布线L11、L12、L13、L14、L15、L16构成。布线L12、L14、L16的布线宽度比布线L11、L13、L15的布线宽度粗。而且,在布线宽度粗的布线L12的下方或上方设置有电容器C11。同样,在布线宽度粗的布线L14、L16的下方或上方分别设置有电容器C12、C13。这样,能够有效利用连接布线L1的布线区域来配置振荡电路30等所需的MIM构造的电容器C11、C12、C13。另外,在布线L12、L14、L16的上方设置电容器C11、C12、C13的情况下,例如布线L12、L14、L16兼作电容器C11、C12、C13的一个电极。另外,在图6中,示出了C11、C12、C13的各电容器在俯视观察时全部与连接布线L1重叠的情况,但也可以使各电容器的一部分在俯视观察时不与连接布线L1重叠。例如只要在俯视观察时各电容器的例如50%以上的部分与连接布线L1重叠即可。
MIM构造的电容器C11、C12、C13如在图3、图4中说明的那样可以用作驱动电路32的DC截止用的电容器CA1、构成可变电容电路38的电容器CC1~CCi、可变电容电路36的DC截止用的电容器C2。这样,能够使用有效利用连接布线L1的布线区域而配置的MIM构造的电容器C11、C12、C13来实现驱动电路32的DC截止用的电容器CA1、构成可变电容电路38的电容器CC1~CCi、可变电容电路36的DC截止用的电容器C2。另外,在图6中示意性地示出了在连接布线L1的布线路径上设置有3个电容器C11、C12、C13的情况,但设置在布线路径上的MIM构造的电容器的个数是任意的,可以设置电路装置20所需的个数的MIM构造的电容器。
另外,在图7中,在连接布线L2的路径上还设置有MIM构造的电容器C21、C22、C23。即,在与基板垂直的方向DR3上俯视观察时,连接布线L2与MIM构造的电容器C21、C22、C23重叠。例如在将端子T2与驱动电路32电连接的连接布线L2的布线路径中,以沿着该布线路径的方式设置有MIM构造的电容器C21、C22、C23。例如,连接布线L2由作为连接布线L2的布线部分的布线L21、L22、L23、L24、L25、L26构成。布线L22、L24、L26的布线宽度比布线L21、L23、L25的布线宽度粗。而且,在布线宽度粗的布线L22、L24、L26的下方或上方分别设置有电容器C21、C22、C23。
例如,作为电容器C21、C22、C23的一端的一个电极与连接布线L2连接。作为电容器C21、C22、C23的另一端的另一个电极例如与不同的电路节点连接。例如,该另一方电极被设定为相互不同的电压。或者,在电容器C21、C22、C23中,也可以存在另一端的电极与相同的电路节点连接或者设定为相同电压的电容器。作为一例,电容器C21、C22、C23中的一个电容器是图3、图4的电容器CA2、CD1~CDj中的一个电容器。电容器C21、C22、C23中的另一个电容器是图3、图4的电容器CA2、CD1~CCj中的另一个电容器。
即,MIM构造的电容器C21、C22、C23如在图3、图4中说明的那样可以用作驱动电路32的DC截止用的电容器CA2、构成可变电容电路38的电容器CD1~CDj。这样,能够使用有效利用连接布线L2的布线区域而配置的MIM构造的电容器C21、C22、C23来实现驱动电路32的DC截止用的电容器CA2、构成可变电容电路38的电容器CD1~CDj。另外,在图7中示意性地示出了在连接布线L2的布线路径上设置有3个电容器C21、C22、C23的情况,但设置在布线路径上的MIM构造的电容器的个数是任意的。另外,不一定需要具有上述全部的电容器,例如也可以省略DC截止用的电容器CA1和CA2。
如果采用图7那样的配置,则能够有效利用连接布线L2的布线区域来配置振荡电路30等所需的MIM构造的电容器C21、C22、C23。另外,在布线L22、L24、L26的上方设置电容器C21、C22、C23的情况下,例如布线L22、L24、L26兼作电容器C21、C22、C23的一个电极。另外,在图7中,也可以使C21、C22、C23的各电容器的一部分在俯视观察时不与连接布线L2重叠。例如只要在俯视观察时各电容器的例如50%以上的部分与连接布线L2重叠即可。
另外,在图8中,电路装置20包含输出电路29,该输出电路29经由连接布线L3而与振荡电路30电连接。输出电路29例如对来自振荡电路30的振荡信号OSC进行缓冲并输出时钟信号CK。例如在图3中,连接布线L3经由连接布线L1而与连接振子10的端子T1电连接。而且,如图8所示,在方向DR3的俯视观察时,连接布线L3与MIM构造的电容器C31、C32、C33重叠。例如在连接布线L3的布线路径中,以沿着该布线路径的方式设置有MIM构造的电容器C31、C32、C33。另外,在如图3那样连接布线L3与连接布线L1连接的情况下,连接布线L3的一部分布线路径也可以是连接布线L1的布线路径。
这里,电容器C31、C32、C33中的一个是第3电容器。例如,作为电容器C31、C32、C33一端的一个电极与连接布线L3连接。作为电容器C31、C32、C33的另一端的另一个电极例如与不同的电路节点连接。例如,该另一个电极被设定为相互不同的电压。或者,在电容器C31、C32、C33中,也可以存在另一端的电极与相同的电路节点连接或者设定为相同电压的电容器。作为一例,电容器C31、C32、C33中的一个电容器是图3的电容器CQ。或者,电容器C31、C32、C33中的2个以上的电容器也可以是电容器CQ。另外,电容器C31、C32、C33中的另一个电容器也可以是图3、图4的电容器CA1、CC1~CCi、C2。
例如,连接布线L3由布线L31、L32、L33、L34、L35、L36构成。布线L32、L34、L36的布线宽度比布线L31、L33、L35的布线宽度粗。而且,在布线宽度粗的布线L32、L34、L36的下方或上方分别设置有电容器C31、C32、C33。而且,设置在连接布线L3的路径上的MIM构造的电容器C31、C32、C33中的至少一个例如被用作在图3中设置于输出电路29的前级的DC截止用的电容器CQ等。
这样,能够有效利用连接布线L3的布线区域来配置MIM构造的电容器C31、C32、C33。并且,能够使用有效利用连接布线L3的布线区域而配置的MIM构造的电容器C31、C32、C33来实现输出电路29的DC截止用的电容器CQ等。另外,在布线L32、L34、L36的下方设置电容器C31、C32、C33的情况下,例如布线L32、L34、L36兼作电容器C31、C32、C33的一个电极。另外,在图8中,也可以使C31、C32、C33的各电容器的一部分在俯视观察时不与连接布线L3重叠。例如只要在俯视观察时各电容器的例如50%以上的部分与连接布线L3重叠即可。
接着,对MIM电容器的剖面构造的例子进行说明。图9、图10、图11是连接布线L1中的MIM构造的电容器C11的剖面构造例。在图9、图10、图11中,连接布线L1由构成电容器C11的MIM金属层ALM的上层的金属层AL3或下层的金属层AL2构成。另外,以下主要以俯视观察时与连接布线L1重叠的电容器的剖面构造为例进行说明,但俯视观察时与连接布线L2或连接布线L3重叠的电容器也可以采用与以下说明的剖面结构相同的剖面结构。
具体而言,在图9中,MIM构造的电容器C11由MIM金属层ALM、金属层AL2、设置在这些金属层之间的绝缘层构成。并且,MIM金属层ALM为电容器C11的一个电极,金属层AL2为电容器C11的另一个电极。并且,通过在该一个电极与另一个电极之间设置绝缘层,构成MIM构造的电容器C11。
另外,连接布线L1由金属层AL3构成。通过该连接布线L1,端子T1与驱动电路32电连接。而且,由金属层AL3构成的连接布线L1和MIM金属层ALM经由通路插塞(via plug)V11、V12、V13而电连接。这里,MIM金属层ALM是为了构成MIM构造的电容器的电极而在两个金属层AL2、AL3之间形成的金属层。金属层AL3是金属层AL2的上层的金属层。这些金属层AL2、AL3、MIM金属层ALM例如由铝或铝合金等形成。
这样,在图9中,连接布线L1由构成电容器C11的MIM金属层ALM的上层的金属层AL3构成。而且,连接布线L1与作为电容器C11的一个电极的MIM金属层ALM例如经由通路插塞V11、V12、V13而电连接。由此,能够将MIM构造的电容器C11的一个电极与连接布线L1电连接。而且,例如在图3、图4中,在连接布线L1上连接有一个电极的DC截止用的电容器CA1、CQ、C2、在连接布线L1上连接有一个电极的可变电容电路38的电容器CC1~CCi能够通过MIM构造的电容器来实现。
另外,在图10中,MIM构造的电容器C11由MIM金属层ALM、金属层AL2、设置在这些金属层之间的绝缘层构成。而且,MIM金属层ALM经由通路插塞V11、V12、V13而与上层的金属层AL3电连接。另外,连接布线L1由金属层AL2构成。而且,端子T1经由通路插塞V01、V02和V03而与由金属层AL2构成的连接布线L1电连接。由此,端子T1和驱动电路32经由连接布线L1而电连接。
这样,在图10中,连接布线L1由构成电容器C11的MIM金属层ALM的下层的金属层AL2构成。而且,连接布线L1中的位于电容器C11位置处的布线L12为电容器C11的一个电极。即,连接布线L1的布线L12兼作电容器C1的一个电极。另外,MIM金属层ALM为电容器C11的另一个电极。而且,通过在该一个电极与另一个电极之间设置绝缘层来构成MIM构造的电容器C11。即,连接布线L1由布线L11、L12、L13构成。如在图6等中说明的那样,布线L12的布线宽度比布线L11、L13的布线宽度粗。而且,连接布线L1中的布线宽度粗的布线L12兼作MIM构造的电容器C11的一个电极。即,连接布线L1中的电容器C11的位置处的布线部分即布线L12被用作电容器C11的一个电极。由此,能够将MIM构造的电容器C11的一个电极与连接布线L1电连接。而且,在图3、图4中,在连接布线L1上连接有一个电极的DC截止用的电容器CA1、CQ、C2、在连接布线L1上连接有一个电极的电容器CC1~CCi能够通过MIM构造的电容器来实现。
另外,在图11中,连接布线L1由下层的金属层AL2构成。即,在图9中,连接布线L1由上层的金属层AL3构成。与此相对,在图11中,端子T1经由通路插塞V01、V02、V03而与由金属层AL2构成的连接布线L1电连接。而且,在这样由金属层AL2构成的连接布线L1的下方配置有由MIM金属层ALM和金属层AL1构成的MIM构造的电容器C11。金属层AL1是金属层AL2的下层的金属层,MIM金属层ALM是在这些金属层AL2和金属层AL1之间形成的金属层。
图12是在将端子T1和驱动电路32电连接的连接布线L1的布线路径上设置有多个MIM构造的电容器C11、C12的例子。连接布线L1由上层的金属层AL3构成。
MIM构造的电容器C11设置在连接布线L1的布线L12的下方,由MIM金属层ALM、金属层AL2、设置在这些金属层之间的绝缘层构成。而且,MIM金属层ALM为电容器C11的一个电极,金属层AL2为电容器C11的另一个电极。金属层AL2是构成连接布线L1的金属层AL3的下层的金属层。连接布线L1与作为电容器C11的一个电极的MIM金属层ALM经由通路插塞V11、V12而电连接。
另外,MIM构造的电容器C12设置在连接布线L1的布线L14的下方,由MIM金属层ALM、金属层AL2、设置在这些金属层之间的绝缘层构成。而且,MIM金属层ALM为电容器C12的一个电极,金属层AL2为电容器C12的另一个电极。连接布线L1与作为电容器C12的一个电极的MIM金属层ALM经由通路插塞V13、V14而电连接。这样,电容器C11、C12分别设置在布线L12、L14的下方,如在图7中说明的那样,布线L12、L14的布线宽度比构成连接布线L1的其他布线L11、L13、L15的布线宽度粗。
图13是MIM层叠构造的电容器Cab的例子。图13的MIM层叠构造的电容器Cab由设置在连接布线L1的下方的电容器C11a和设置在连接布线L1的上方的电容器C11b构成。
电容器C11a设置在连接布线L1的布线L12的下方,由MIM金属层ALM1、金属层AL1、设置在这些金属层之间的绝缘层构成。而且,MIM金属层ALM1为电容器C11a的一个电极,金属层AL1为电容器C11a的另一个电极。金属层AL1是构成连接布线L1的金属层AL2的下层的金属层。而且,MIM金属层ALM1是形成在金属层AL2与金属层AL1之间的金属层。MIM金属层ALM1经由通路插塞V11a、V12a而与连接布线L1电连接。
在电容器C11b中,连接布线L1中的位于电容器C11b的位置处的布线L12为电容器C11b的一个电极。即,连接布线L1的布线L12兼作电容器C11b的一个电极。另外,MIM金属层ALM2为电容器C11b的另一个电极。而且,通过在该一个电极与另一个电极之间设置绝缘层来构成电容器C11b。MIM金属层ALM2经由通路插塞V11b、V12b而与金属层AL2的上层的金属层AL3电连接。这样,MIM金属层ALM2是形成在金属层AL3与金属层AL2之间的金属层。
而且,作为电容器C11a的另一个电极的金属层AL1、和作为电容器C11b的另一个电极的与MIM金属层ALM2连接的金属层AL3经由通路插塞Vab而电连接。由此,MIM层叠构造的电容器Cab是由设置在连接布线L1的下方的电容器C11a和设置在连接布线L1的上方的电容器C11b并联连接而成的电容器。即,MIM层叠构造的电容器Cab是由图9的构造的电容器C11和图10的构造的电容器C11层叠而成的构造的电容器。即,在与基板垂直的方向DR3上层叠有电容器C11b和电容器C11a。这样,能够以较少的配置面积实现电容为图9、图10的电容器C11的2倍的电容器Cab。
图14是形成在将振荡电路30和输出电路29电连接的连接布线L3的路径上的电容器C33的例子。在图14中,MIM构造的电容器C33由MIM金属层ALM、金属层AL2、设置在这些金属层之间的绝缘层构成。而且,MIM金属层ALM为电容器C33的一个电极,金属层AL2为电容器C33的另一个电极。而且,通过在该一个电极与另一个电极之间设置绝缘层来构成MIM构造的电容器C33。另外,电容器C33可以如图10那样设置在连接布线L3的上方,也可以是图13那样的MIM层叠构造的电容器。
另外,连接布线L3由金属层AL3构成。而且,金属层AL3与MIM金属层ALM经由通路插塞V31、V32、V33而电连接。作为电容器C33的另一个电极的金属层AL2例如经由通路插塞V3而与输出电路29的输入节点电连接。
如上所述,在本实施方式中,在与基板垂直的方向上俯视观察时,以与连接布线重叠的方式设置MIM构造的电容器。连接布线是连接布线L1、L2、L3等,MIM构造的电容器是电容器C11~C13、C21~C23、C31~C33等。这样,能够有效利用连接布线的布线区域来配置MIM构造的电容器。由此,在如图3、图4所示那样需要许多MIM构造的电容器的情况下,也可以利用连接布线的布线区域来有效地配置这些MIM构造的电容器。
另外,将连接振子10的端子T1、端子T2与振荡电路30的驱动电路32连接起来的连接布线L1、L2以及将振荡电路30与输出电路29连接起来的连接布线L3为了防止由布线电阻引起的信号衰减,优选尽量加粗其布线宽度。
但是,当这样使连接布线的布线宽度变粗时,连接布线的布线区域成为死区,电路面积增加,导致电路装置20大规模化。关于这点,根据本实施方式,有效利用连接布线L1、L2、L3的布线区域来配置MIM构造的电容器。因此,在该布线区域配置连接布线L1、L2、L3和MIM构造的电容器的双方,连接布线L1、L2、L3的布线区域不会成为死区,因此能够防止电路面积的增加,能够实现电路装置20的小规模化。
另外,当使连接布线L1、L2的布线宽度变粗时,寄生电容增大,产生负电阻的劣化或振荡振幅的衰减等问题。另外,当负载电容增大时,振荡电路30的负载电容增大,产生例如在图4中说明的可变电容电路36的频率可变灵敏度下降的问题。
例如,在图15中示出对可变电容电路36的频率可变灵敏度进行说明的电压电容特性的例子。如图15所示,在振荡电路30的负载电容CL小的情况下,使负载电容CL变化了ΔCL1时的频率f的变化为Δf1,能够提高表示相对于负载电容CL变化的频率变化的频率可变灵敏度。但是,在负载电容CL大的情况下,使负载电容CL变化了ΔCL2=ΔCL1时的频率f的变化为Δf2<Δf1,与负载电容CL小的情况相比,频率可变灵敏度下降。为了抑制这样的频率可变灵敏度的下降,需要增大图4的晶体管TR1~TRn的尺寸以便能够通过可变电容电路36使负载电容CL较大地发生变化。因此,可变电容电路36的电路面积增加,妨碍到电路装置20的小型化。
关于这点,在本实施方式中,通过在连接布线的布线区域配置MIM构造的电容器,能够防止产生无用的寄生电容。例如,在图9中,在连接布线L1的布线L12的下方配置MIM构造的电容器C11。此时,例如在未配置电容器C11的情况下,在布线L12与基板等之间产生寄生电容。与此相对,在本实施方式中,由于在布线L12的下方配置电容器C11,所以能够防止在布线L12与基板等之间产生寄生电容。在图11~图14中也同样如此。因此,根据本实施方式,能够防止对振荡电路30的负载电容附加无用的寄生电容。由此,能够有效地抑制由于负载电容增大而产生的负电阻的劣化、振荡振幅的衰减、频率可变灵敏度的下降。另外,在图13那样的MIM层叠构造的电容器Cab的情况下,存在如下的优点:能够通过配置在布线L12的下方的电容器C11a来抑制寄生电容的产生,并且通过在布线L12的上方配置电容器C11b,也能够增大电容器Cab的电容。
另外,在本实施方式中,如图9~图14中说明的那样,连接布线由构成MIM构造的电容器的MIM金属层的上层的金属层或下层的金属层构成。例如,在图9中,连接布线L1由构成MIM构造的电容器C11的MIM金属层ALM的上层的金属层AL3构成。在图10中,连接布线L1由构成MIM构造的电容器C11的MIM金属层ALM的下层的金属层AL2构成。这样,能够在MIM构造的电容器C11的上方或下方布置连接布线L1而将该电容器C11的一个电极与连接布线L1电连接。
例如,在图9中,连接布线L1由MIM金属层ALM的上层的金属层AL3构成。而且,连接布线L1与作为电容器C11的一个电极的MIM金属层ALM电连接。例如连接布线L1与MIM金属层ALM经由通路插塞V11、V12、V13而电连接。这样,能够将电容器C11的一个电极与由构成该一个电极的MIM金属层ALM的上层的金属层AL3构成的连接布线L1电连接。另外,通过在连接布线L1的下方配置MIM构造的电容器C11,能够防止对连接布线L1附加无用的寄生电容。
另外,在图10中,连接布线L1由MIM金属层ALM的下层的金属层AL2构成。而且,连接布线L1中的位于电容器C11的位置处的布线L12为电容器C11的一个电极。这样,将连接布线中的位于电容器C11的位置处的布线L12兼作电容器C11的一个电极,从而能够将电容器C11的一个电极与连接布线L1电连接。
另外,在本实施方式中,如在图6、图9、图10等中说明的那样,连接布线L1包含布线L11、与布线L11连接且布线宽度比布线L11粗的布线L12、以及与布线L12连接且布线宽度比布线L12细的布线L13。布线L11是第1布线,布线L12是第2布线,布线L13是第3布线。而且,在与基板垂直的方向的俯视观察时,以布线L12与电容器C11重叠的方式配置电容器C11。例如在构成连接布线L1的布线L11、L12、L13中的布线宽度较粗的布线L12的下方配置电容器C11。这样,能够防止布线L12与基板等之间的寄生电容附加给连接布线L1的负载电容。而且,布线L11、L13的布线宽度细。因此,即使在布线L11、L13的下方没有配置MIM构造的电容器,由于布线宽度细的布线L11、L13与基板等之间的寄生电容小,所以连接布线L1的负载电容不会增加那么多。这样,通过使连接布线L1的布线宽度局部地变粗或变细,能够对连接布线L1和MIM构造的电容器C11进行有效的布局配置,并且能够抑制寄生电容的产生,能够降低由于寄生电容被附加到连接布线L1的负载电容而产生的不良影响。
另外,在本实施方式中,如图6、图12所示,设置有一个电极与连接布线L1电连接的MIM构造的电容器C11、和一个电极与连接布线L1电连接的MIM构造的电容器C12。在这种情况下,电容器C11为第1电容器,电容器C12为第2电容器。另外,也可以是,例如图6的电容器C12为第1电容器,电容器C13为第2电容器。
而且,连接布线L1包含与布线L13连接且布线宽度比布线L13粗的布线L14。布线L13是第3布线,布线L14是第4布线。而且,如图6、图12所示,在与基板垂直的俯视观察时,以布线L14与电容器C12重叠的方式配置电容器C12。例如如图12所示,在布线宽度粗的布线L12的下方配置电容器C11,并且在布线宽度粗的布线L14的下方配置电容器C12。这样,能够在连接布线L1的布线路径上有效地配置多个MIM构造的电容器C11、C12。而且,连接布线L1中的与电容器C11、C12的位置对应的布线即布线L12、L14在其下方配置电容器C11、C12。因此,即使在布线L12、L14的布线宽度粗的情况下,也能够抑制在这些布线L12、L14与基板等之间产生寄生电容,能够降低由于寄生电容被附加到连接布线L1的负载电容而产生的不良影响。
4.振荡电路
图16示出振荡电路30的详细的第1结构例。图16的振荡电路30包含驱动电路32、DC截止用的电容器CA1、基准电压供给电路34、DC截止用的电容器C2以及可变电容电路36。另外,振荡电路30还可以包含DC截止用的电容器C4和可变电容电路37。可变电容电路37的结构是与可变电容电路36相同结构的电路,从而省略详细的说明。另外,电容器C4和可变电容电路37不是必需的构成要素,也可以实施不设置它们的变形。另外,在可变电容电路36和可变电容电路37与GND节点之间设置有电容器C31~C3n。
驱动电路32是对振子10进行驱动而使其振荡的电路。在图16中,驱动电路32包含电流源IS、双极晶体管BP以及电阻RB。DC截止用的电容器CA1设置在驱动电路32的输入节点NI与连接布线L1之间。例如,电容器CA1的一端与驱动电路32的输入节点NI连接,另一端与连接布线L1连接。连接布线L1是与端子T1连接的第1连接布线。通过设置这样的电容器CA1,振荡信号OSI的DC成分被截止,仅AC成分被传递到驱动电路32的输入节点NI,能够使双极晶体管BP适当地进行动作。另外,如后述的图17所示,DC截止用的电容器CA1也可以设置在驱动电路32的输出节点NQ与连接布线L1之间。
基准电压供给电路34向可变电容电路36和可变电容电路37供给基准电压VR1~VRn。基准电压供给电路34例如包含串联设置在VREG的节点与GND的节点之间的多个电阻,将对VREG的电压进行分割而得的电压作为基准电压VR1~VRn来输出。在这种情况下,在多个电阻的电阻间的连接节点与基准电压VR1~VRn的输出节点之间设置电阻。由此,能够通过进行电阻分离来供给基准电压VR1~VRn。
另外,基准电压供给电路34向连接布线L1供给偏置电压设定用的基准电压VRB。基准电压供给电路34例如能够通过向连接布线L1供给VRB=0.75V的基准电压而将连接布线L1中的振荡信号OSI的振幅中心电压设定为0.75V。另外,作为连接布线L2中的振荡信号OSQ的振幅中心电压的1.37V例如是基于双极晶体管BP的基极/发射极间电压VBE、和流过电阻RB的基极电流IB来设定的。例如,振荡信号OSQ的振幅中心电压被设定为VBE+IB×RB的电压。
DC截止用的电容器C2的一端与连接布线L1电连接,另一端与电容控制电压VCP的供给节点NS1电连接。电容控制电压VCP经由电阻RC1而被供给到供给节点NS1。电容控制电压VCP例如在0.2V~1.3V的电压范围内被可变地控制。可变电容电路36的一端与供给节点NS1电连接而被供给电容控制电压VCP。另外,基准电压供给电路34向可变电容电路36的另一端的供给节点NR1~NRn供给基准电压VR1~VRn。并且,在基准电压VR1~VRn的供给节点NR1~NRn与GND节点之间设置电容器C31~C3n。
DC截止用的电容器C4的一端与连接布线L2电连接,另一端与电容控制电压VCP的供给节点NS2电连接。电容控制电压VCP经由电阻RC2而被供给到供给节点NS2。可变电容电路37的一端与供给节点NS2电连接而被供给电容控制电压VCP。另外,基准电压供给电路34向可变电容电路37的另一端的供给节点NR1~NRn供给基准电压VR1~VRn。
另外,在图16中,在端子T3与连接布线L1之间设置有开关电路40。在开关电路40与连接布线L1的节点N1之间设置有电阻RP。开关电路40例如能够通过由P型晶体管TP1和N型晶体管TN1构成的传输门等来实现。并且,在测试模式下,开关电路40接通,经由端子T3而输入的测试用的外部输入信号IN经由开关电路40、连接布线L1、端子T1而输入到振子10的一端。由此,能够进行过驱动或DLD等的测试、检查。
在以这种方式设置有用于测试模式的开关电路40的情况下,在开关电路40的N型晶体管TN1中有可能产生漏电流,从而产生因该漏电流而导致振荡频率不稳定的问题。例如当连接布线L1中的振荡信号OSI的振荡振幅大幅摆动到负电压侧时,开关电路40的N型晶体管TN1成为弱导通状态,漏电流会流向端子T3侧。
另一方面,在正常工作模式下,向端子T3输入频率控制信号、输出使能信号或待机信号等外部输入信号IN,该外部输入信号IN的电压电平进行各种变化。因此,当外部输入信号IN的电压电平发生变化时,流过N型晶体管TN1的漏电流的大小也发生变化,振荡电路30的振荡频率变得不稳定。
关于这点,在图16的结构例中,在与振子10的端子T1连接的连接布线L1与振荡电路30的驱动电路32的输入节点NI之间设置有DC截止用的电容器CA1。通过设置这样的DC截止用的电容器CA1,能够对连接布线L1供给任意的电压电平的基准电压VRB。另外,输入节点NI的DC的电压电平被设定为双极晶体管BP的基极/发射极间电压VBE。
然后,基准电压供给电路34向连接布线L1供给基准电压VRB,该基准电压VRB使振荡信号OSI的电压电平不向负电压侧大幅摆动。例如将使得不会因晶体管TN1的PN结的正向偏置而产生漏电流的电压电平的基准电压VRB供给到连接布线L1。在图16中,基准电压供给电路34向连接布线L1供给基准电压VRB=0.75V。由此,振荡信号OSI的电压电平不会向负电压侧大幅摆动,能够防止在开关电路40N的型晶体管TN1中产生负电压所引起的漏电流。而且,在连接布线L1与电容控制电压VCP的供给节点NS1之间设置DC截止用的电容器C2,使得供给到该连接布线L1的基准电压VRB不会对可变电容电路36的电容带来影响。由此,即使将供给到连接布线L1的基准电压VRB的电压电平设定为0.75V等比较高的电压电平,也能够防止对可变电容电路36的电容带来影响。可变电容电路37也同样如此。另外,关于连接布线L2中的振荡信号OSQ的振幅中心电压,例如根据双极晶体管BP的基极/发射极间电压VBE和流过电阻RB的基极电流IB来设定。例如,振荡信号OSQ的振幅中心电压被设定为VBE+IB×RB的电压电平,在图16中例如被设定为1.37V。
图17示出振荡电路30的详细的第2结构例。在图16中,DC截止用的电容器CA1设置在振荡电路30的驱动电路32的输入节点NI与连接布线L1之间,但在图17中,DC截止用的电容器CA1设置在驱动电路32的输出节点NQ与连接布线L1之间。换言之,在图16中,端子T1为驱动电路32的输入节点NI侧的端子,但在图17中,端子T1为驱动电路32的输出节点NQ侧的端子。并且,开关电路40的一端与连接布线L1连接,基准电压供给电路34对连接布线L1供给基准电压VRB=0.75V。例如开关电路40的P型晶体管TP1的衬底在正常工作模式下被设定为调节电压VREG=1.5V。这样在晶体管TP1的衬底被设定为调节电压VREG=1.5V时,如果振荡信号OSQ的振幅的电压大幅超过1.5V,则有可能在晶体管TP1中产生漏电流。关于这点,在图17中,通过基准电压供给电路34向连接布线L1供给基准电压VRB=0.75V,振荡信号OSQ的振幅中心电压被设定为0.75V,从而以振荡信号OSQ的振幅电压不会大幅超过1.5V的方式进行动作。由此,能够防止在晶体管TP1中产生漏电流,防止了振荡频率因漏电流而发生变动的情况。
另外,在图16中,基准电压供给电路34向可变电容电路36和可变电容电路37供给共同的基准电压VR1~VRn,但在图17中,基准电压供给电路34向可变电容电路36供给基准电压VR1~VRn,向可变电容电路37供给基准电压VG1~VGn。基准电压VR1~VRn和基准电压VG1~VGn例如是电压电平相同的基准电压。另外,也可以使两者的电压电平不同。
基准电压供给电路34例如包含串联设置在VREG的节点与GND的节点之间的多个电阻,将对VREG的电压进行分割而得的电压作为基准电压VR1~VRn、VG1~VGn来输出。在这种情况下,在多个电阻的电阻间的连接节点与基准电压VR1~VRn的输出节点之间设置电阻,在多个电阻的电阻间的连接节点与基准电压VG1~VGn的输出节点之间也设置电阻。由此,能够通过进行电阻分离来供给基准电压VR1~VRn和基准电压VG1~VGn。
可变电容电路37的一端与供给节点NS2电连接而被供给电容控制电压VCP。另外,基准电压供给电路34向可变电容电路37的另一端的供给节点NG1~NGn供给基准电压VG1~VGn。并且,在基准电压VG1~VGn的供给节点NG1~NGn与GND节点之间设置有电容器C51~C5n。
而且,在本实施方式中,作为图16、图17的电容器CA1、C2、C4等,使用MIM构造的电容器。
5.振荡器
接着,对本实施方式的振荡器4的构造例进行说明。图18示出振荡器4的第1构造例。振荡器4具有振子10、电路装置20以及收纳振子10和电路装置20的封装15。封装15例如由陶瓷等形成,在其内侧具有收纳空间,在该收纳空间中收纳有振子10和电路装置20。收纳空间被气密密封,优选成为接近真空的状态即减压状态。通过封装15,能够适当地保护振子10和电路装置20不受冲击、尘埃、热、湿气等的影响。
封装15具有基座16和盖17。具体而言,封装15由基座16和盖17构成,该基座16支承振子10和电路装置20,该盖17以在盖17与基座16之间形成收纳空间的方式与基座16的上表面接合。并且,振子10经由端子电极而被支承于设置在基座16的内侧的台阶部。另外,电路装置20配置在基座16的内侧底面。具体而言,电路装置20以有源面朝向基座16的内侧底面的方式配置。有源面是电路装置20的形成有电路元件的面。另外,在电路装置20的作为焊盘的端子上形成有凸块BMP。而且,电路装置20经由导电性的凸块BMP支承于基座16的内侧底面。导电性的凸块BMP例如是金属凸块,经由该凸块BMP、封装15的内部布线、端子电极等将振子10与电路装置20电连接。另外,电路装置20经由凸块BMP、封装15的内部布线而与振荡器4的外部端子18、19电连接。外部端子18、19形成在封装15的外侧底面上。外部端子18、19经由外部布线而与外部设备连接。外部布线例如是在安装有外部设备的电路基板上形成的布线等。由此,能够对外部设备输出时钟信号等。
另外,在图18中,以电路装置20的有源面朝向下方的方式倒装安装电路装置20,但本实施方式并不限定于这样的安装。例如,可以以电路装置20的有源面朝向上方的方式安装电路装置20。即,以有源面与振子10对置的方式安装电路装置20。
图19示出振荡器4的第2构造例。图19的振荡器4包含振子10、电路装置20以及电路装置21。另外,振荡器4还包含收纳振子10和电路装置20的封装15、以及收纳封装15和电路装置21的封装5。封装15、封装5分别是第1封装、第2封装。第1封装、第2封装也可以称为第1容器、第2容器。
并且,在本实施方式中,收纳在封装15中的电路装置20进行第1温度补偿处理,收纳在封装5中的电路装置21进行第2温度补偿处理。例如,通过将振子10和电路装置20收纳在封装15中,例如构成了进行模拟方式的第1温度补偿处理的温度补偿型的振荡器14。而且,通过将进行模拟方式的第1温度补偿处理的振荡器14和进行数字方式的第2温度补偿处理的电路装置21收纳在封装5中,构成了生成高精度的时钟信号的振荡器4。电路装置21也可以称为以数字方式进行微调的第2温度补偿处理的校正IC。
具体而言,封装5例如由陶瓷等形成,在其内侧具有收纳空间。在该收纳空间中收纳有振荡器14和电路装置21,该振荡器14在封装15中收纳有振子10和电路装置20。收纳空间被气密密封,优选成为接近真空的状态即减压状态。通过封装5,能够适当地保护电路装置21和振荡器14不受冲击、尘埃、热、湿气等的影响。
封装5具有基座6和盖7。具体而言,封装5由基座6和盖7构成,该基座6支承振荡器14和电路装置21,该盖7以在盖7与基座6之间形成收纳空间的方式与基座6的上表面接合。基座6在其内侧具有在上表面开口的第1凹部和在第1凹部的底面开口的第2凹部。电路装置21支承在第1凹部的底面上。例如,电路装置21经由端子电极而支承在底面的台阶部上。另外,振荡器14支承在第2凹部的底面上。例如,振荡器14经由端子电极而支承在底面的台阶部上。另外,基座6具有在第2凹部的底面开口的第3凹部,在该第3凹部中配置电路部件12。作为配置的电路部件12,例如可以想到电容器、温度传感器等。
电路装置21例如经由接合线BW、形成于台阶部的端子电极、封装5的内部布线而与振荡器14的端子电连接。由此,能够将来自振荡器14的时钟信号、温度检测信号输入到电路装置21。另外,电路装置21经由接合线BW、形成于台阶部的端子电极、封装5的内部布线而与振荡器4的外部端子8、9电连接。外部端子8、9形成在封装5的外侧底面上。外部端子8、9经由外部布线而与外部设备连接。外部布线例如是在安装有外部设备的电路基板上形成的布线等。由此,能够对外部设备输出时钟信号等。另外,也可以将振荡器14的端子与外部端子8、9电连接。
另外,在图19中,在振荡器14的上方配置电路装置21,但也可以在振荡器14的下方配置电路装置21。这里,上方是从封装5的底面朝向盖7的方向,下方是其相反方向。另外,也可以在振荡器14的侧方设置电路装置21。即,在振荡器4的俯视观察时,振荡器14和电路装置21以并排的方式配置。
接着,对电路装置21进行说明。电路装置21包含时钟信号生成电路,该时钟信号生成电路输入由振荡器14生成的时钟信号即第1时钟信号作为基准时钟信号。然后,将由时钟信号生成电路生成的时钟信号作为振荡器4的输出时钟信号输出到外部。例如,电路装置21的时钟信号生成电路由分数-N型的PLL电路构成,该PLL电路输入来自振荡器14的第1时钟信号作为基准时钟信号。该PLL电路对作为第1时钟信号的基准时钟信号、和通过分频电路对PLL电路的输出时钟信号进行分频而得到的反馈时钟信号进行相位比较。然后,使用Δ-Σ调制电路来设定小数的分频比,由此实现分数-N型的PLL电路。另外,电路装置21所包含的控制电路基于温度补偿数据来进行在PLL电路中设定的分频比数据的校正处理,由此实现第2温度补偿处理。另外,在振荡器14中进行的第1温度补偿处理例如是通过由图1、图2的控制电路50进行的多项式近似的温度补偿处理来实现的。另外,时钟信号生成电路也可以由直接数字合成器构成。在这种情况下,对以第1时钟信号为基准时钟信号来进行动作的直接数字合成器输入利用温度补偿数据校正后的频率控制数据,从而实现第2温度补偿处理。
根据图19的振荡器4,使振子10进行振荡的电路装置20进行第1温度补偿处理,从而能够减小从作为第1电路装置的电路装置20输出的第1时钟信号的频率温度特性下的频率变动量。并且,作为第2电路装置的电路装置21在基于来自电路装置20的第1时钟信号生成时钟信号时,进行第2温度补偿处理。这样,在由电路装置20进行了第1温度补偿处理之后,由电路装置21进行第2温度补偿处理,由此,能够减小由于温度计测结果的波动等而导致的频率的微跳等,从而能够实现振荡器4的时钟频率的高精度化等。另外,在图19的振荡器4中,也可以使用设置于电路装置20的温度传感器来进行第1温度补偿处理,并且该温度传感器的温度检测信号从电路装置20输出并输入到电路装置21。然后,电路装置21可以根据输入的温度检测信号来进行第2温度补偿处理。这样,由于能够根据来自相同温度传感器的温度检测信号来进行电路装置20中的第1温度补偿处理和电路装置21中的第2温度补偿处理,所以能够实现更适当的温度补偿处理。在该情况下,内置于电路装置20的温度传感器与振子10之间的距离比该温度传感器与电路装置21之间的距离短。因此,能够拉开由于进行数字方式的温度补偿处理而发热量多的电路装置21与振子10之间的距离,能够降低电路装置21的发热对温度传感器的温度检测结果带来的不良影响。因此,能够使用内置于电路装置20的温度传感器来更准确地计测振子10的温度。
6.电子设备、移动体
图20示出包含本实施方式的电路装置20的电子设备500的结构例。电子设备500包含本实施方式的电路装置20和处理装置520,该处理装置520通过基于电路装置20的振荡电路30的振荡信号的时钟信号来进行动作。具体而言,电子设备500包含具有本实施方式的电路装置20的振荡器4,处理装置520基于来自振荡器4的时钟信号来进行动作。另外,电子设备500还能够包含天线ANT、通信接口510、操作界面530、显示部540以及存储器550。另外,电子设备500不限于图20的结构,能够实施省略它们的一部分结构要素、或追加其他结构要素等各种变形。
电子设备500例如可以是基站或路由器等网络相关设备、测量距离、时间、流速或流量等物理量的高精度的测量设备、测量生物体信息的生物体信息测量设备或车载设备等。生物体信息测量设备例如是超声波测量装置、脉搏计或血压测量装置等。车载设备是自动驾驶用的设备等。并且,电子设备500也可以是头部佩戴型显示装置或时钟相关设备等可穿戴设备、机器人、打印装置、投影装置、智能手机等便携信息终端、发布内容的内容提供设备、或者数码照相机或摄像机等影像设备等。
另外,作为电子设备500,存在用于5G等下一代移动通信系统的设备。例如,可以在下一代移动通信系统的基站、射频拉远头(RRH:Remote Radio Head)或便携通信终端等各种设备中使用本实施方式的电路装置20。在下一代移动通信系统中,为了时刻同步等而要求高精度的时钟频率,适合作为能够生成高精度的时钟信号的本实施方式的电路装置20的应用例。
通信接口510进行经由天线ANT从外部接收数据或向外部发送数据的处理。作为处理器的处理装置520进行电子设备500的控制处理、经由通信接口510收发的数据的各种数字处理等。处理装置520的功能例如能够通过微型计算机等处理器实现。操作界面530用于供用户进行输入操作,能够通过操作按钮或触摸板显示器等实现。显示部540显示各种信息,能够通过液晶或有机EL等显示器实现。存储器550存储数据,其功能能够通过RAM或ROM等半导体存储器实现。
图21示出包含本实施方式的电路装置20的移动体的例子。移动体包含本实施方式的电路装置20和处理装置220,该处理装置220通过基于电路装置20的振荡电路30的振荡信号的时钟信号来进行动作。具体而言,移动体包含具有本实施方式的电路装置20的振荡器4,处理装置220根据来自振荡器4的时钟信号来进行动作。本实施方式的电路装置20例如能够组装到车、飞机、摩托车、自行车或船舶等各种移动体中。移动体例如是具有发动机或电动机等驱动机构、方向盘或舵等转向机构、各种电子设备并在地面上、天空或海上移动的设备/装置。
图21概略地示出作为移动体的具体例的汽车206。在汽车206中组装有本实施方式的电路装置20。具体而言,作为移动体的汽车206包含控制装置208,控制装置208包含:振荡器4,其包含本实施方式的电路装置20;以及处理装置220,其根据由振荡器4生成的时钟信号来进行动作。控制装置208例如根据车体207的姿态对悬架的软硬进行控制、或者对各个车轮209的制动进行控制。例如,可以利用控制装置208实现汽车206的自动驾驶。另外,组装有本实施方式的电路装置20的设备并不限于这样的控制装置208,也能够组装到在汽车206等移动体中设置的仪表面板设备或导航设备等各种车载设备中。
如以上说明的那样,本实施方式的电路装置包含:第1端子,其与振子的一端电连接;第2端子,其与振子的另一端电连接;第1连接布线,其与第1端子电连接;第2连接布线,其与第2端子电连接;以及振荡电路,其具有经由第1连接布线和第2连接布线对振子进行驱动的驱动电路,使振子进行振荡。并且,电路装置还包含MIM构造的第1电容器,该第1电容器的一个电极与第1连接布线电连接。而且,在与形成有电路元件的基板垂直的方向上俯视观察时,第1连接布线与第1电容器重叠。
根据本实施方式,振荡电路通过驱动电路经由第1连接布线和第2连接布线而对振子进行驱动,从而使振子进行振荡。另外,第1连接布线与MIM构造的第1电容器的一个电极电连接。而且,在与基板垂直的方向上俯视观察时,第1连接布线与第1电容器重叠。这样,在需要一个电极与第1连接布线电连接的MIM构造的第1电容器的情况下,能够有效利用第1连接布线的布线区域来配置该MIM构造的第1电容器。而且,通过以这种方式有效利用第1连接布线的布线区域来配置MIM构造的电容器,能够实现电路面积的缩小化,从而实现电路装置的小规模化等。
另外,在本实施方式中,也可以是,第1连接布线由第1电容器的MIM金属层的上层的金属层或下层的金属层构成。
这样,能够在MIM构造的第1电容器的上方或下方布置第1连接布线而使第1电容器的一个电极与第1连接布线电连接。
另外,在本实施方式中,也可以是,第1连接布线由MIM金属层的上层的金属层构成,第1连接布线与作为第1电容器的一个电极的MIM金属层电连接。
这样,能够使第1电容器的一个电极与由构成该一个电极的MIM金属层的上层的金属层构成的第1连接布线电连接。
另外,在本实施方式中,也可以是,第1连接布线由MIM金属层的下层的金属层构成,第1连接布线中的位于第1电容器的位置处的布线是第1电容器的一个电极。
这样,能够将连接布线中的位于第1电容器的位置处的布线兼作第1电容器的一个电极,从而将第1电容器的一个电极与第1连接布线电连接。
另外,在本实施方式中,也可以是,第1连接布线包含:第1布线;第2布线,其与第1布线连接且布线宽度比第1布线粗;以及第3布线,其与第2布线连接且布线宽度比第2布线细,在俯视观察时,第2布线与第1电容器重叠。
这样,能够有效利用构成第1连接布线的第1布线、第2布线、第3布线中的布线宽度粗的第2布线的布线区域来配置第1电容器,能够对第1连接布线和MIM构造的第1电容器有效地进行布局配置。
另外,在本实施方式中,也可以是,包含MIM构造的第2电容器,该MIM构造的第2电容器的一个电极与第1连接布线电连接,第1连接布线包含第4布线,该第4布线与第3布线连接且布线宽度比第3布线粗,在俯视观察时,第4布线与第2电容器重叠。
这样,能够有效利用构成第1连接布线的第1布线、第2布线、第3布线、第4布线中的布线宽度粗的第2布线、第4布线的布线区域来配置第1电容器、第2电容器,能够对第1连接布线和MIM构造的第1电容器、第2电容器有效地进行布局配置。
另外,在本实施方式中,也可以是,包含:输出电路,其经由第3连接布线而与振荡电路电连接,对来自振荡电路的振荡信号进行缓冲而输出时钟信号;以及MIM构造的第3电容器,在俯视观察时,第3连接布线与第3电容器重叠。
这样,能够有效利用第3连接布线的布线区域来配置MIM构造的第3电容器。
另外,在本实施方式中,也可以是,第3电容器是设置在第3连接布线与输出电路之间的DC截止用的电容器。
这样,能够使用有效利用第3连接布线的布线区域而配置的MIM构造的第3电容器来截止振荡信号的DC成分,并输入到输出电路。
另外,在本实施方式中,也可以是,振荡电路包含可变电容电路,该可变电容电路对振荡电路的负载电容进行调整,第1电容器是构成可变电容电路的电容器。
这样,通过使用MIM构造的电容器来作为构成可变电容电路的电容器,能够增大可变电容电路的电容的调整范围等,从而能够适当地调整负载电容。
另外,在本实施方式中,振荡电路包含可变电容电路,该可变电容电路对振荡电路的负载电容进行调整,第1电容器是设置在第1连接布线与可变电容电路之间的DC截止用的电容器。
这样,通过经由DC截止用的电容器将可变电容电路与第1连接布线电连接,能够使用可变电容电路来适当地调整振荡电路的负载电容。
另外,在本实施方式中,也可以是,第1电容器是设置在第1连接布线与驱动电路的输入节点或输出节点之间的DC截止用的电容器。
这样,能够有效利用第1连接布线的布线区域来配置DC截止用的电容器。而且,能够使用该DC截止用的电容器将第1连接布线中的振荡信号的DC成分截止而传递到驱动电路。
另外,本实施方式涉及振荡器,该振荡器包含以上记载的电路装置和振子。
另外,本实施方式涉及电子设备,该电子设备包含以上记载的电路装置、和通过基于振荡电路的振荡信号的时钟信号而进行动作的处理装置。
另外,本实施方式涉及移动体,该移动体包含以上记载的电路装置、和通过基于振荡电路的振荡信号的时钟信号而进行动作的处理装置。
另外,如上述那样对本实施方式进行了详细说明,但本领域技术人员可以容易地理解,能够实现实质上不脱离本公开的新事项和效果的多种变形。因此,所有这样的变形例都包含在本公开的范围内。例如,在说明书或附图中至少一次与更广义或同义的不同用语一起记载的用语在说明书或附图的任何位置处都可置换为该不同的用语。另外,本实施方式和变形例的全部组合也包含在本公开的范围内。另外,电路装置、振荡器、电子设备、移动体的结构、动作等也不限于在本实施方式中说明的结构、动作等,能够实施各种变形。
Claims (14)
1.一种电路装置,其特征在于,该电路装置包含:
第1端子,其与振子的一端电连接;
第2端子,其与所述振子的另一端电连接;
第1连接布线,其与所述第1端子电连接;
第2连接布线,其与所述第2端子电连接;
振荡电路,其具有经由所述第1连接布线和所述第2连接布线对所述振子进行驱动的驱动电路,使所述振子进行振荡;以及
MIM构造的第1电容器,其一个电极与所述第1连接布线电连接,所述MIM构造是金属-绝缘体-金属构造,
在与形成有电路元件的基板垂直的方向上俯视观察时,所述第1连接布线与所述MIM构造的所述第1电容器重叠。
2.根据权利要求1所述的电路装置,其特征在于,
所述第1连接布线由所述第1电容器的MIM金属层的上层的金属层或下层的金属层构成。
3.根据权利要求2所述的电路装置,其特征在于,
所述第1连接布线由所述MIM金属层的所述上层的金属层构成,
所述第1连接布线与作为所述第1电容器的所述一个电极的所述MIM金属层电连接。
4.根据权利要求2所述的电路装置,其特征在于,
所述第1连接布线由所述MIM金属层的所述下层的金属层构成,
所述第1连接布线中的位于所述第1电容器的位置处的布线是所述第1电容器的所述一个电极。
5.根据权利要求1~4中的任意一项所述的电路装置,其特征在于,
所述第1连接布线包含:第1布线;第2布线,其与所述第1布线连接且布线宽度比所述第1布线粗;以及第3布线,其与所述第2布线连接且布线宽度比所述第2布线细,
在所述俯视观察时,所述第2布线与所述第1电容器重叠。
6.根据权利要求5所述的电路装置,其特征在于,
该电路装置包含MIM构造的第2电容器,该MIM构造的第2电容器的一个电极与所述第1连接布线电连接,
所述第1连接布线包含第4布线,该第4布线与所述第3布线连接且布线宽度比所述第3布线粗,
在所述俯视观察时,所述第4布线与所述第2电容器重叠。
7.根据权利要求1所述的电路装置,其特征在于,
该电路装置包含:
输出电路,其经由第3连接布线而与所述振荡电路电连接,对来自所述振荡电路的振荡信号进行缓冲而输出时钟信号;以及
MIM构造的第3电容器,
在所述俯视观察时,所述第3连接布线与所述第3电容器重叠。
8.根据权利要求7所述的电路装置,其特征在于,
所述第3电容器是设置在所述第3连接布线与所述输出电路之间的DC截止用的电容器。
9.根据权利要求1所述的电路装置,其特征在于,
所述振荡电路包含可变电容电路,该可变电容电路对所述振荡电路的负载电容进行调整,
所述第1电容器是构成所述可变电容电路的电容器。
10.根据权利要求1所述的电路装置,其特征在于,
所述振荡电路包含可变电容电路,该可变电容电路对所述振荡电路的负载电容进行调整,
所述第1电容器是设置在所述第1连接布线与所述可变电容电路之间的DC截止用的电容器。
11.根据权利要求1所述的电路装置,其特征在于,
所述第1电容器是设置在所述第1连接布线与所述驱动电路的输入节点或输出节点之间的DC截止用的电容器。
12.一种振荡器,其特征在于,该振荡器包含:
权利要求1~11中的任意一项所述的电路装置;以及
所述振子。
13.一种电子设备,其特征在于,该电子设备包含:
权利要求1~11中的任意一项所述的电路装置;以及
处理装置,其通过基于所述振荡电路的振荡信号的时钟信号来进行动作。
14.一种移动体,其特征在于,该移动体包含:
权利要求1~11中的任意一项所述的电路装置;以及
处理装置,其通过基于所述振荡电路的振荡信号的时钟信号来进行动作。
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GR01 | Patent grant | ||
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