DE3933552A1 - Kompensierter kondensator fuer den eingang eines analog-/digitalwandlers mit geschaltetem kondensator - Google Patents

Kompensierter kondensator fuer den eingang eines analog-/digitalwandlers mit geschaltetem kondensator

Info

Publication number
DE3933552A1
DE3933552A1 DE3933552A DE3933552A DE3933552A1 DE 3933552 A1 DE3933552 A1 DE 3933552A1 DE 3933552 A DE3933552 A DE 3933552A DE 3933552 A DE3933552 A DE 3933552A DE 3933552 A1 DE3933552 A1 DE 3933552A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
capacitor
lower electrode
electrodes
delta
electrode
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.)
Granted
Application number
DE3933552A
Other languages
English (en)
Other versions
DE3933552C2 (de
Inventor
Adrian Bruce Early
Iii Baker Perkins Lee Scott
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.)
Crystal Semiconductor Corp
Original Assignee
Crystal Semiconductor 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 Crystal Semiconductor Corp filed Critical Crystal Semiconductor Corp
Publication of DE3933552A1 publication Critical patent/DE3933552A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE3933552C2 publication Critical patent/DE3933552C2/de
Granted legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/02Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers
    • H01L27/04Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being a semiconductor body
    • H01L27/08Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being a semiconductor body including only semiconductor components of a single kind
    • H01L27/0805Capacitors only
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L28/00Passive two-terminal components without a potential-jump or surface barrier for integrated circuits; Details thereof; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L28/40Capacitors
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03MCODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
    • H03M3/00Conversion of analogue values to or from differential modulation
    • H03M3/30Delta-sigma modulation
    • H03M3/322Continuously compensating for, or preventing, undesired influence of physical parameters
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03MCODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
    • H03M3/00Conversion of analogue values to or from differential modulation
    • H03M3/30Delta-sigma modulation
    • H03M3/458Analogue/digital converters using delta-sigma modulation as an intermediate step
    • H03M3/494Sampling or signal conditioning arrangements specially adapted for delta-sigma type analogue/digital conversion systems
    • H03M3/496Details of sampling arrangements or methods

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Analogue/Digital Conversion (AREA)
  • Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
  • Compression, Expansion, Code Conversion, And Decoders (AREA)
  • Filters That Use Time-Delay Elements (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft im allgemeinen Analog-/Digitalwandler, im folgenden AD-Wandler genannt, und insbesondere einen ge­ schalteten Kondensator am Eingang des AD-Wandlers.
Mit steigender Präzision der AD-Wandler steigen infolge der sehr kleinen Spannungsanteile, die erfaßt werden müssen, auch die Bearbeitungs- und Schaltkreis-Design-Probleme. Weiterhin wird die Linearität herkömmlicher AD-Wandler von den Verbrau­ chern sehr eng spezifiziert. Um diese Anforderungen zu erfül­ len, ist es notwendig, sowohl die Bearbeitung als auch das Schaltkreis-Design sehr fein abzustimmen, um die gewünschte Linearität zu erreichen.
Eine Komponente, die zu Nichtlinearitätsproblemen beiträgt, ist der Kondensator in einem Analog-Modulator mit geschalte­ tem Kondensator des AD-Wandlers. Typischerweise wird dieser Kondensator dazu verwendet, eine Eingangsspannung zu sammeln, indem der Kondensator bis zu der Eingangsspannung aufgeladen wird und diese Ladung an den Eingang eines Integrations- oder Vergleicherschaltkreises weiterleitet. Da sich die Spannung an der Eingangsseite ändert, ändert sich auch der Wert der Kapazität, woraus eine dem AD-Wandler eigene Nichtlinearität resultiert. Für Hochpräzisions-AD-Wandler kann dies ein Pro­ blem darstellen.
Bei einem Kondensator wird die Ladung an der Platten­ /Dielektrikumgrenzfläche durch die anliegende Spannung modu­ liert. Aufgrund des begrenzten Raumes und der Ladungsdichte kann in einigen Typen von Platten eine Verarmungsschicht in jeder oder in beiden Platten-/Dielektrikumgrenzflächen gebil­ det werden, deren Breite mit der Spannung verändert wird. Je nach für die Herstellung der Platte verwendetem Material kann diese Verarmungsschicht die Spannungscharakteristika des Kon­ densators erheblich beeinflussen. Beispielsweise kann in ei­ nem Doppel-Polykondensator, in welchem zwei polykristalline Silikonplatten mit einem Silikon-Dioxid-Dielektrikum versehen sind, die Kapazitätsabweichung wesentlich sein, wenn die Do­ tierung zwischen den Platten merklich unterschiedlich ist.
Bei Metalloxid-Silikon- (MOS-) oder Silikon-Oxid-Silikon- (SOS-)Kondensatoren, welche üblicherweise in integrierten Schaltkreisen verwendet werden, wird der Nennkapazitätswert und die Kapazitätsänderung über einige Spannungsintervalle zur Spezifizierung des Kondensators verwendet. Diese ist de­ finiert als der Spannungskoeffizient der Kapazität, der den Wert der partiellen Änderung der Kapazität für Einheitsspan­ nung bei bestimmter Gleichspannung darstellt. Bei einem MOS- oder SOS-Kondensator wird der Wert der Kapazität als eine Reihenkombination der Oxid- und Abstandsladungskapazitäten angegeben. Beispielsweise gibt es bei einem MOS-Grenzschicht­ kondensator infolge der im Silikon gebildeten Verarmungs­ schicht nur eine Abstandsladungskapazität. Demgegenüber gibt es bei einem Poly-Oxid-Poly-Kondensator (SOS) an beiden Sei­ ten des Oxids eine Verarmungsschicht, die sich beide als Funktion der Spannung verändern. Die Beziehung der Kapazi­ tätswerte zu den angelegten Spannungskoeffizienten für MOS- Kondensatoren ist beschrieben in J.L. McCreary "Matching Pro­ perties and Voltage and Temperature Dependence of MOS Capaci­ tors′, IEEE J. of Solid State Circuits, Vol. SC16, No. 6 (De­ zember 1981), Seiten 608 bis 615. Hier wird auch angegeben, daß es eine Teillöschung von Spannungskoeffizienten für Poly- Oxid-Poly- oder Poly-Oxid-Silikon-Kondensatoren gibt, bei denen die Dotierungskonzentrationen annähernd gleich sind.
In jedem Fall ist der Spannungskoeffizient für MOS-Kondensa­ toren mit einer Silikon-Grenzfläche oder SOS-Kondensatoren mit zwei Silikon-Grenzflächen mit ungleicher Dotierung in­ folge Herstellungstoleranzen sehr signifikant. Dies trifft auch für Poly-Oxid-Poly-Kondensatoren zu, bei denen Herstel­ lungstoleranzen zu unterschiedlichen Dotierunghöhen in den zwei Platten an den Silikon-Oxid-Grenzflächen führen können, und es kann Dotierungsabfälle geben, die in unterschiedlichen Dotierungshöhen an den Grenzflächen führen. Diese Dotierungs­ höhen beeinflussen erheblich die Größe der Verarmungsschicht, und somit des Spannungskoeffizienten. Bei der Herstellung von Kondensatoren für den geschalteten Eingang eines Delta-Sigma- Analog-Modulators kann dies ein Problem darstellen, indem die Löschung des Spannungskoeffizienten des ersten Grades des Kondensators nur realisiert wird, wenn die Dotierungsprofile an den zwei Platten des Poly-Oxid-Poly- oder Poly-Oxid-Sili­ kon-Kondensators im wesentlichen identisch sind. In jedem Fall ist die praktische Bearbeitung dieser Dotierungsprofile unterschiedlich.
Die Erfindung stellt einen MOS- oder SOS-Kondensator mit ei­ nem niedrigen Spannungskoeffizienten bereit.
Dieser Kondensator umfaßt eine erste untere Elektrode und eine zweite untere Elektrode, wobei eine erste obere Elek­ trode oberhalb der ersten unteren Elektrode und eine zweite obere Elektrode oberhalb der zweiten unteren Elektrode ange­ ordnet ist. Zwischen der ersten unteren Elektrode und der er­ sten oberen Elektrode ist eine erste Schicht eines Kondensa­ tor-Dielektrikums angeordnet, und eine zweite Schicht eines Kondensator-Dieelektrikums ist zwischen der zweiten oberen Elektrode und der zweiten unteren Elektrode angeordnet. We­ nigstens die erste und zweite untere Elektrode oder die erste und zweite obere Elektrode sind aus einem Halbleitermaterial hergestellt, beispielsweise aus polykristallinem Silikon. Die erste und zweite untere Elektrode sind im wesentlichen iden­ tisch, ebenso wie die erste und zweite obere Elektrode. Eine erste Verbindung zur Verbindung der ersten unteren Elektrode mit der zweiten oberen Elektrode und eine zweite Verbindung zur Verbindung der ersten oberen Elektrode mit der zweiten unteren Elektrode sind angeordnet. Damit wird eine Parallel­ kombination von Kondensatoren mit gegensätzlicher Polarität bereitgestellt. Dies wird eine antiparallele Verbindung ge­ nannt.
Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung können die zwei Kondensatoren in einer Reihenschaltung verbunden werden, wobei eine erste Verbindung zur Verbindung der ersten und zweiten oberen Elektrode und eine Verbindung zur Verbindung der ersten unteren Elektrode und der zweiten unteren Elek­ trode angeordnet werden, um die ersten und zweiten Anschlüsse des Kondensators zu bilden.
Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung sind die obere und untere Elektrode beide aus polykristallinem Silikon hergestellt, wobei die erste und zweite untere Elektrode aus einer gemeinsamen Schicht polykristallinen Silikons, und die erste und zweite oberen Elektrode aus einer gemeinsamen Schicht polykristallinem Silikons hergestellt sind. Weiterhin wird ein Silikonsubstrat angeordnet, auf welchem eine Schicht aus Isolationsoxid gebildet ist. Die erste und zweite untere Elektrode werden auf der oberen Oberfläche der Isolationsoxidschicht hergestellt.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird der MOS- oder SOS-Kondensator in dem Delta-Sigma-Modulator eines AD-Wandlers verwendet, wobei der Delta-Sigma-Modulator einen Schaltkondensatoreingang aufweist. Die Anschlüsse des Konden­ sators sind zwischen ersten und zweiten Schalt-Schaltkreisen angeordnet. Der erste Schalt-Schaltkreis ist betriebsmäßig zur Verbindung des ersten Anschlusses des MOS- oder SOS- Kondensators mit einer Eingangsspannung, und des zweiten An­ schlusses mit einer Referenzspannung während eines Lade­ zyklusses vorgesehen. Der zweite Schalt-Schaltkreis ist be­ triebsmäßig zur Verbindung des zweiten Anschlusses des Kon­ densators mit dem Eingang des Delta-Sigma-Modulators vorgese­ hen, und der erste Anschluß des MOS-Kondensators wird mit ei­ ner Referenzspannung während eines Entladezyklus verbunden. Ein Taktschaltkreis ist vorgesehen, um den Delta-Sigma-Modu­ lator zu steuern und Steuersignale für die ersten und zweiten Schalt-Schaltkreise zu erzeugen, um entweder im Lade- oder im Entladezyklus zu arbeiten.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand der beilie­ genden Zeichnungen beschrieben. Dabei zeigen:
Fig. 1 eine schematische Schnittansicht eines Poly-Oxid- Poly-Kondensators;
Fig. 2 ein Ersatzschaltbild für die antiparallele Schal­ tung des Kondensators;
Fig. 3 ein Ersatzschaltbild einer Reihenschaltung des Kondensators;
Fig. 4 eine schematische Schnittansicht der antiparal­ lelen Schaltung gemäß Fig. 2;
Fig. 5 Ladespannungskurve für unkompensierte und kompen­ sierte Kondensatoren;
Fig. 6 ein Blockdiagramm eines die Erfindung verwenden­ den AD-Wandlers,
Fig. 7 ein Blockdiagramm eines Analog-Modulators, der den geschalteten Kondensatoreingang verwendet;
Fig. 8 ein weiteres Ausführungsbeispiel des geschalteten Kondensatoreingangs, wobei nur ein einzelner Kon­ densator verwendet wird;
Fig. 9 ein weiteres Ausführungsbeispiel des Schalt- Schaltkreises des Eingangs des Analog-Modulators; und
Fig. 10a bis 10d alternative Ausführungsbeispiele, die einen Digi­ tal-/Analogwandler verwenden.
Für gleiche Teile werden gleiche Bezugszeichen in allen Figuren verwendet, und die Schnittdarstellungen sind nicht notwendi­ gerweise maßstabsgerecht dargestellt, um die wichtigen Merk­ male der Erfindung klar herauszustellen.
Fig. 1 zeigt die Schnittansicht eines SOS-Kondensators. Der Kondensator besteht aus einer oberen Platte 10 aus polykri­ stallinem Silikon und einer unteren Platte 12 aus polykri­ stallinem Silikon (im folgenden Poly genannt). Die Polyplat­ ten 10 und 12 sind durch eine Schicht Silikondioxid 14 von­ einander getrennt. Die untere Platte 12 ist oberhalb einer Feldoxidschicht 16 angeordnet, welche oberhalb eines Silikon­ substrats 18 gebildet ist.
Bei der Herstellung des SOS-Kondensators nach Fig. 1 wird zunächst die Feldoxidschicht 16 mittels herkömmlichen Techni­ ken auf dem Substrat aufgebaut. Anschließend wird eine kon­ forme Polyschicht auf dem Substrat angeordnet und dann ge­ ätzt, um die untere Platte 12 zu bilden. Diese Polyschicht wird entweder mit zusätzlicher Dotierung angeordnet, um die Leitfähigkeit zu erhöhen, oder nach der Anordnung entweder mit N-Typ- oder mit P-Typ-Verunreinigungen versehen, um die Leitfähigkeit zu erhöhen. Nach der Bildung der unteren Platte 12 wird eine dünne Schicht Silikonoxid auf dem Substrat ange­ ordnet oder aufgebaut, welche die kapazitive Oxidschicht 14 bildet. Danach wird eine zweite konforme Polyschicht auf dem Substrat ausgebildet und dann zur Bildung der oberen Platte 10 geätzt. Bei der Bildung der zweiten Polyschicht auf dem Substrat ist diese entweder bereits mit Dotierungsverunreini­ gungen versehen oder diese werden später eingebracht, um die Leitfähigkeit zu erhöhen.
Ein Verarmungsbereich wird an der Übergangsfläche 24 Silikon zu Oxid auf der unteren Oberfläche der oberen Platte 10 ge­ bildet, und der Verarmungsbereich 26 ist an der Übergangsflä­ che Silikon zu Oxid an der oberen Oberfläche der unteren Platte 12 gebildet. Wird über Anschlüsse 20 und 22 eine Span­ nung an die obere Platte 10 und die untere Platte 12 ange­ legt, wird entsprechend die Breite dieser Verarmungsbereiche durch die spannungsabhängige Plattenladung moduliert. Bei ei­ ner abgestimmten Dotierung der oberen und unteren Platte wird die Erhöhung der Breite des Verarmungsbereiches an einer Platte durch eine gleiche Verringerung der Breite des Verar­ mungsbereiches an der anderen Platte kompensiert. Obwohl die Dotierungshöhen einleitend gleich in der oberen Platte 10 und der unteren Platte 12 vorgesehen sind, treten verschiedene Variationen infolge der Bearbeitungsschritte auf. Beispiels­ weise kann der Schritt der Bildung der Oxidschicht 14 und der oberen Platte 10 bewirken, daß die Dotierung nahe der oberen Oberfläche der unteren Platte 12 sich relativ zu der Dotie­ rung an der unteren Oberfläche der oberen Platte 10 verän­ dert. Daraus resultieren unterschiedliche Verarmungsbereiche an den Übergangsflächen 24 und 26. Daraus können Spannungsko­ effizienten-Nichtlinearitäten resultieren, wie im folgenden beschrieben wird.
Ungeachtet des Grundes des Spannungskoeffizienten für eine gegebene Kapazität kann dieser immer in Form einer Taylor- Reihe ausgedrückt werden:
C=C₀+α V+β V²+. . (1)
Wie zu sehen ist, gibt es verschiedene Koeffizienten erster Ordnung, zweiter Ordnung, dritter Ordnung usw., wobei der Ko­ effizient erster Ordnung α üblicherweise der dominante Koef­ fizient ist. Um einen linearen Kondensator zu erhalten, ist es notwendig, diese Koeffizienten auf 0 zu bringen bzw. zu löschen.
In Anlehnung an einen Aspekt der vorliegenden Erfindung wer­ den die Koeffizienten ungerader Ordnung, insbesondere die er­ ster Ordnung, gelöscht. Die Gleichung zeigt, daß, wenn zwei Kondensatoren parallel geschaltet werden, wobei einer mit ei­ ner negativen und einer mit einer positiven Spannung versorgt ist, die Koeffizenten ungerader Ordnung, die den Nichtli­ nearitäten ungerader Ordnung entsprechen, gelöscht werden. Dieser Zustand ist in Fig. 2 gezeigt. Gemäß Fig. 2 ist ein erster Kondensator 28 mit einer oberen Platte und einer unte­ ren Platte sowie ein zweiter Kondensator 30, ebenfalls mit einer oberen und einer unteren Platte, angeordnet. Die obere Platte des Kondensators 28 ist mit der unteren Platte des Kondensators 30 mittels Knoten 32, und die untere Platte des Kondensators 28 mit der oberen Platte des Kondensators 30 mittels Knoten 34 verbunden. Beide Kondensatoren 28 und 30 haben den Wert X/2. Daraus resultiert eine Gesamtkapazität von x. In diesem Zustand ist die Summe der zwei Kapazitäten und ihrer Spannungsnichtlinearitäten wie folgt:
Es ist zu sehen, daß die Nichtlinearitäten ungerader Ordnung gelöscht sind, womit auch die dominante Nichtlinearität, näm­ lich die Nichtlinearität erster Ordnung gelöscht ist, so daß nur noch Nichtlineariäten gerader Ordnung verbleiben.
Fig. 3 zeigt eine weitere Konfiguration, bei der ein erster Kondensator 36 und ein zweiter Kondensator 38 in Reihe ge­ schaltet sind. Sie sind so in Reihe geschaltet, daß die obere Platte des Kondensators 36 mit der oberen Platte des Konden­ sators 38 verbunden ist, wobei beide Kondensatoren einen Wert von 2X aufweisen. Daraus resultiert als Gesamtwert für die Kapazität X. Die Beziehung ist wie folgt:
so daß wiederum nur die geraden Terme wirksam sind. Alterna­ tiv kann die gesamte reziproke Kapazität als Losung der Summe der erweiterten Taylor-Reihe für Reziprok-Kapazitäten zweier in Reihe geschalteter Kondensatoren erhalten werden:
Hierbei sind die Widerstände ungerader Ordnung gelöscht (wenn nach Leitwerten gegenübergestellt). Es ist zu sehen, daß diese Ausdrücke erheblich reduziert Nichtlinearitäten aus den unkompensierten Werten ergeben, wenn alle Fehlerwerte klein sind.
In Fig. 4 ist ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel gezeigt, bei welchem parallele Kondensatoren verwendet werden. Die Kondensatoren sind auf einem Substrat 40 hergestellt, auf welchem eine Feldoxidschicht 42 gewachsen ist. Die erste Po­ lyschicht wird auf dem Substrat angeordnet und zwei untere Elektroden 44 und 46 gebildet. Eine einzelne Schicht Sili­ konoxid ist auf dem Substrat angeordnet oder gewachsen, woraus zwei kapazitive dielektrische Strukturen 48 und 50 je­ weils über den unteren Elektroden 44 und 46 resultieren. Die Strukturen 48 und 50 können aus Silikonnitrid oder einem Sandwichaufbau aus Silikondioxid und Silikonnitrid bestehen. Es ist anzumerken, daß, obwohl die kapazitiven dielektrischen Strukturen 48 und 50 als voneinander getrennt gezeigt sind, diese gleichzeitig gebildet und somit im wesentlichen iden­ tisch sind. Nach der Bildung der kapazitiven Oxidstrukturen 48 und 50 wird eine zweite Polyschicht auf dem Substrat ange­ ordnet und die oberen Elektroden 52 und 54 jeweils über den kapazitiven Oxidstrukturen 48 und 50 gebildet. Wie oben unter Hinweis auf Fig. 1 beschrieben, weisen die unteren Elektroden 44 und 46 im wesentlichen das gleiche Dotierungsprofil auf, wie auch die oberen Elektroden 52 und 54 in der zweiten Poly­ schicht im wesentlichen das gleiche Dotierungspofil aufwei­ sen. Jedoch können geeignete Unterschiede zwischen den Dotie­ rungsprofilen in der ersten Polyschicht im Vergleich zu der zweiten Polyschicht Nichtlinearitäten bewirken. Dies ist ein herkömmliches Problem und nur eine exakte Bearbeitung würde identische Dotierungsprofile ergeben.
Nach der Herstellung des SOS-Kondensators wird eine Oxidzwi­ schenschicht auf dem Substrat gebildet (nicht gezeigt), wo­ raufhin Verbindungsfenster geöffnet werden und dann eine Schicht aus Metall oder einem anderen Verbindungsmaterial auf dem Substrat angeordnet wird, um die darunterliegenden Schichten miteinander zu verbinden. Ein Kontakt 56 ist an der unteren Elektrode 44 und ein Kontakt 58 an der oberen Elek­ trode 54 des anderen Kondensators angeordnet. Diese zwei Kon­ takte 56 und 58 werden über ein Metall oder ein anderes leit­ fähiges Material 60 miteinander verbunden, was als elektri­ sche Verbindung gezeigt ist. In jedem Fall wird diese Verbin­ dung in einer separaten Schicht gebildet.
Ein Kontakt 62 ist an der unteren Elektrode 46 und ein Kon­ takt 64 an der oberen Elektrode 52 des anderen Kondensators angeordnet. Diese Kontakte 62 und 64 werden, ähnlich wie die Verbindung 60, über die Verbindung 66 miteinander verbunden. Die Verbindungen 60 und 66 sind in der gleichen oberen Me­ tallschicht ausgebildet. Dies entspricht der in Fig. 2 ge­ zeigten elektrischen Schaltung, wobei die Nichtlinearitäten ungerader Ordnung kompensiert sind. Dies deshalb, da die Do­ tierungsprofile der unteren Elektrode 44 und der unteren Elektrode 46 im wesentlichen identisch sind, wie auch die Do­ tierungsprofile der oberen Elektroden 52 und 54. Damit werden die Spannungsnichtlinearitäten ungerader Ordnung im wesentli­ chen gleich und damit gelöscht. Weiterhin ist nur eine mini­ male Erhöhung der Flächen erfolgt, da beide Kondensatoren Kondensatoren halber Größe sind.
In Fig. 5 ist der Verlauf der Ladungsumkehrspannung gezeigt, die die QV-Charakteristika eines MOS- oder SOS-Kondensators repräsentiert. Unter idealen Bedingungen würde der Kondensa­ tor 0 Nichtlinearitäten aufweisen, und die Ladung würde einer idealen Kurve 68 folgen, die mit einer gestrichelten Linie gezeigt ist. Die einzelnen MOS- oder SOS-Kondensatoren weisen jedoch infolge ihrer leichten Variationen der Dotierungspro­ file auf den Platten eine QV-Kurve 70 auf, welche von der idealen Kurve 68 abgesetzt ist. Werden die Kondensatoren in antiparalleler Schaltung mit den gekreuzten Elektroden, wie in Fig. 2 und 4 gezeigt, miteinander verbunden, resultiert die Kurve 72. Die Kurve 72 entspricht angenähert einer Kurve dritter Ordnung, da die Kapazitäten der zweiten Ordnung β V 2 mit der Spannung multipliziert wird, woraus ein Ausdruck dritter Ordnung resultiert. Dies ist zu erwarten. Die Nicht­ linearität der Kurve 72 ist gegenüber der Kurve 70 erheblich reduziert.
Fig. 6 zeigt das Blockdiagramm eines Analog-/Digitalwandlers. Der AD-Wandler umfaßt einen Analog-Modulator 74 vom Delta- Sigma-Typ, welcher im Betrieb in der Lage ist, eine analoge Eingangsspannung V IN zu empfangen und in ein Impulsausgangs­ signal zu wandeln, die über die Zeit eine der analogen Ein­ gangsspannung proportionalen Durchschnittsamplitude aufweist. Der Ausgang des Analog-Modulators 74 liegt am Eingang eines Digitalfilters 76, um ungewünschte Signale und Geräusche her­ auszufiltern und einen gefilterten Ausgang an den Digital-Bus 78 anzulegen. Der Analog-Modulator 74 hat eine Summenverbin­ dung 80 zum Empfang der analogen Eingangsspannung V IN und zum Summieren derselben mit einem Rückkopplungssignal einer Rück­ kopplungsverbindung 82. Der Ausgang der Summenverbindung 80 wird an einen Integrator 84 angelegt. Der Ausgang des Inte­ grators ist an den Eingang eines AD-Wandlers (ADC) 86 ange­ legt, dessen Ausgang ein digitales Impulsausgangssignal be­ reitstellt. Der Ausgang des ADC 86 ist mit dem Eingang eines Digital-/Analog-Wandlers (DAC) 88 verbunden, dessen Ausgang die Rückkopplungsverbindung 82 umfaßt. Der Integrator 84, der ADC 86 und der DAC 88 weisen Takteingänge auf, die mit dem Ausgang eines Abtasttaktschaltkreises 90 verbunden sind, der im Betrieb mit einer Abtastfrequenz F S läuft.
Der Analog-Modulator 74 ist in der Lage, den Analog-Eingang abzutasten und einen Digital-Ausgang niedriger Auflösung zu produzieren. Typischerweise ist die Auflösung des ADC 86 und des DAC 88 ein Bit, wobei der ADC 86 mit einem Vergleicher realisiert ist, und der DAC 88 nur eine der Plus- oder Minus- Spannungsbannbreite rückkoppeln. Mit nur zwei Ausgangsebenen ist der DAC 88 spezifisch linear. Die Gesamtlinearität des Modulators ist in erster Linie durch einen nicht idealen In­ tegrator 84 und die Linearität der Summenverbindung 80 be­ grenzt, welche den Abtastkondensator und geeignete Schalt­ kreise umfaßt.
Fig. 7 zeigt ein detailliertes Blockdiagramm des in Fig. 6 verwendeten Analog-Modulators 74. Der Integrator umfaßt einen Differenzialverstärker 92 mit einem Rückkopplungskondensator 94 (C FB) der zwischen den Ausgang desselben und den Inver­ sionseingang geschaltet ist. Der nicht-invertierende Eingang ist mit einer Referenzspannung verbunden, die der Einfachheit halber geerdet ist. Weiterhin umfaßt der Integrator 84 einen Abtast- und Halteschaltkreis, der einen geschalteten Konden­ sator 86 aufweist. Der geschaltete Kondensator 96 ist inner­ halb einer gestrichelten Linie mit einem Kondensatorsymbol gezeigt. Dieser Kondensator kann einen wie in Fig. 2 oder Fig. 3 gezeigten Aufbau aufweisen. Der geschaltete Kondensa­ tor 96 ist mit einer Seite mit einem Schalter 98 und mit der anderen Seite mit einem Schalter 100 verbunden. Der Schalter 98 ist in der Lage, die Eingangsseite des Kondensators 96 mit dem V IN analogen Eingangssignal, und der Schalter 100 ist in der Lage, die Verstärkerseite des Kondensators 96 mit dem In­ versionseingang des Differenzialverstärkers 92 zu verbinden. Die Eingangsseite des Kondensators 96 ist mit einem Schalter 102 verbunden, der in der Lage ist, die analoge Eingangsseite des Kondensators 96 wahlweise zu erden. Die Verstärkerseite des Kondensators 96 ist mit einem Schalter 104 verbunden, der in der Lage ist, die Verstärkerseite des Kondensators 96 zu erden.
Die Schalter 98 und 104 werden so betrieben, daß sie infolge eines Abtasttaktsignales Φ 1 schließen, und die Schalter 102 und 100 sind so geschaltet, daß sie infolge der Erzeugung ei­ nes Abtastsignals Φ 2 schließen. Wird im Betrieb Φ 1 erzeugt, schließt der Schalter 104 und verbindet die Verstärkerseite des Kondensators 96 mit der Erde, und der Schalter 98 schließt und verbindet die analoge Eingangsspannung mit der analogen Eingangsseite des Kondensators 96. Daraus resultiert die Abtastung der analogen Spannung über den Kondensator 96 in einem Abtastbetrieb. Anschließend werden die Schalter 98 und 104 geöffnet und, während Φ 2 gültig ist, schließen die Schalter 100 und 102, um die analoge Eingangsspannung an den Inversionseingang des Differenzialverstärkers 92 in Span­ nungsumverteilungsbetrieb anzulegen. Somit wird der Kondensa­ tor 96 geschaltet, um einen Abtastbetrieb zu ermöglichen, dem ein Ladespannungsumverteilungsbetrieb folgt.
Fig. 8 zeigt ein alternatives Auführungsbeispiel des geschal­ teten Kondensators 96 auf der Eingangsseite des Differenzial­ verstärkers 92. Ein einzelner geschalteter Kondensator 106 ist schaltbar mit der Eingangsspannung V IN über einen Schal­ ter 108 bzw. schaltbar mit dem Inversionseingang des Diffe­ renzialverstärkers 92 über einen Schalter 110 verbunden. In einer ähnlichen Weise ist die andere Seite des Kondensators 106 schaltbar mit dem Inversionseingang des Verstärkers 92 über einen Schalter 112 bzw. mit der Spannung V IN über einen Schalter 114 verbunden. Die eine Seite des Kondensators 106 ist mit den Schaltern 108 und 110 schaltbar mit der Erde über einen Schalter 116 verbunden, und die andere Seite des Kon­ densators 106 ist über einen Schalter 118 schaltbar mit der Erde verbunden.
Die Schalter sind in einem Vorwärts- und in einem Umkehrmodus betreibbar. In dem Vorwärtsmodus wird der geschaltete Konden­ sator 106 betrieben, wobei eine Seite die getaktete Eingangs­ spannung empfängt und die andere Seite die Ladung an den In­ versiongeingang des Differentialverstärkers 92 umverteilt. In dem Ümkehrmodus sind die Anschlüsse des Kondensators 106 um­ gekehrt, so daß der andere Anschluß des Kondensators die Ein­ gangsspannung V IN empfängt, und die Ladung von dem gegenüber­ liegenden Anschluß umverteilt wird. Auf diese Weise wird je­ dem Fehler im Vorwärtsmodus ein gleicher oder entgegengesetz­ ter Fehler im Umkehrmodus entgegengesetzt, wobei der Integra­ tor 84 einen Zeitmittelausgang bereitstellt, welcher im we­ sentlichen jegliche Spannungsnichtlinearität ungerader Ord­ nung entfernt.
Der Abtasttaktschaltkreis 90 gibt zwei Taktsignale Φ 1 und Φ 2 im Vorwärtsmodus, sowie zwei Taktsignale Φ 1S und Φ 2S im Um­ kehrmodus ab. Im Vorwärtsmodus steuert Φ 1 die Schalter 108 und 118 und Φ 2 die Schalter 112 und 116. Somit sind die Schalter 108 und 118 im Abtastmodus geschlossen, um den Kon­ densator zu laden und die Schalter 112 und 116 sind im La­ dungsumverteilungsmodus geschlossen, um die Ladung zum Inver­ sionseingang des Differentialverstärkers 92 zu leiten. Im Umkehrmodus liegt Φ 1S an den Schaltern 114 und 116 für den Abtast- oder Ladebetrieb an, und der Takt Φ 2S steuert die Schalter 110 und 118 im Ladungsumverteilungsbetrieb. Somit sind im Ladebetrieb die Schalter 114 und 116 geschlossen, und im Ladungsumverteilungsbetrieb sind die Schalter 110 und 118 geschlossen.
Fig. 9 zeigt ein alternatives Ausführungsbeispiel des ge­ schalteten Schaltkreises am Eingang des Differentialverstär­ kers 92. Der geschaltete Schaltkreis umfaßt zwei geschaltete Kondensatoren, einen Kondensator 120 mit einem Wert MC 0, so­ wie einen Kondensator 122 mit einem Wert N C 0. Jeder der Kon­ densatoren 120 und 122 weist eine Polarität auf, die durch ein "+" angezeigt wird, was bedeutet, daß sie von umgekehrter Polarität sind. Die Polarität bezeichnet die unteren und obe­ ren Platten, wobei das "+" die obere Platte des Kondensator anzeigt. Der Kondensator 122 hat die "+"-Seite schaltbar über den Schalter 124 mit der Spannung V IN verbunden, wobei der Schalter 124 durch ein Φ 1-Taktsignal gesteuert wird. Die "+"- Seite des Kondensators 122 ist ebenso über einen Schalter 126 mit der Erde verbunden, wobei der Schalter 126 durch Φ 2-Takt­ signal gestewert wird. Die negative Platte des Kondensators 122 ist schaltbar über einen Schalter 128 mit dem Eingang des Inversionseinganges des Differentialverstärkers 92 verbunden, wobei der Schalter 128 durch das Taktsignal Φ 2 gesteuert wird. Die negative Platte des Kondensators 122 ist über einen Schalter 130 mit der Erde verbunden, wobei der Schalter 130 durch das Taktsignal Φ 1 gesteuert wird. Während des Ladebe­ triebes sind die Schalter 124 und 130 geschlossen, da das Φ 1- Signal erzeugt wird. Im Ladungsumverteilungsbetrieb sind die Schalter 124 und 130 geöffnet und die Schalter 126 und 128 geschlossen, da das Φ 2-Taktsignal erzeugt wird.
Die negative Platte des Kondensators 120 ist über einen Schalter 132 schaltbar mit VIN verbunden, wobei der Schalter 132 durch ein Φ 3-Taktsignal gesteuert wird. Die negative Platte des Kondensators 120 ist weiterhin über einen Schalter 134 mit der Erde verbunden, wobei der Schalter 134 durch ein Φ 4-Taktsignal gesteuert wird. Die positive Platte des Konden­ sators 120 ist schaltbar mit dem Inversionseingang des Diffe­ rentialverstärkers 92 über einen Schalter 136 verbunden, der durch das Φ 4-Taktsignal gesteuert wird. Die positive Platte des Kondensators 120 ist weiterhin schaltbar mit der Erde über einen Schalter 138 verbunden, der durch das Φ 3-Taktsig­ nal gesteuert wird.
Während des Ladebetriebes sind die Schalter 132 und 138 in­ folge der Erzeugung des Φ 3-Taktsignals geschlossen. Im Umver­ teilungsbetrieb sind die Schalter 132 und 138 geöffnet und die Schalter 134 und 136 infolge der Erzeugung des Φ 4-Takt­ signals geschlossen.
Die Φ 1- und Φ 2-Taktsignale werden während eines Lade-umver­ teilungszyklusses erzeugt, und dann, im folgenden Lade-umver­ teilungszyklus, werden die Φ 3- und Φ 4-Taktsignale erzeugt, wobei alle Φ 1-, Φ 2-, Φ 3- und Φ 4-Taktsignale durch den F S - Taktschaltkreis 90 erzeugt werden. Der Lade-umverteilungszy­ klus der Φ 1-/Φ 2-Taktsignale wird M-mal während jedes N-zyklus der Φ 3-/Φ 4-Ladeumverteilungszyklen betrieben. Dies bewirkt, daß die nominale Durchschnittsladung über die Zeit, die an den zwei Kondensatoren abgetastet wird, gleich ist, wodurch die Koeffizientenlöschung ungerader Ordnung wie oben be­ schrieben zugelassen wird. Dieser Pflichtzyklus erlaubt die Löschung der Spannungskoeffizienten ungerader Ordnung in dem Kondensator 120 durch die Spannungskoeffizienten ungerader Ordnung in dem Kondensator 122.
Fig. 10a bis 10d zeigen ein alternatives Ausführungsbeispiel der Verwendung des geschalteten Kondensators in einem Digi­ tal-/Analog-Wandler (DAC). Dieses Ausführungsbeispiel ist in erster Linie zur Kompensation eines großen Bereiches der Spannungskoeffizienten der Kapazität in einem geschalteten Kondensator gerichtet, wobei die Ausgangsspannung erhalten wird, indem gewichtete Kondensatoren auf eine von zwei Refe­ renzen (wobei eine Erde sein kann) geschaltet werden, um zu erreichen, daß die gesamte Ladung auf einem Rückkopplungskon­ densator, der um einen Ausgangsverstärker angeordnet ist, plaziert wird. Dieser Rückkopplungskondensator kann entweder ein separater Kondensator eines Eingangsfeldes sein, oder es kann das Ladungserfassungsfeld sein, jedoch zu einer unter­ schiedlichen (Ladungsumverteilungs-) Zeit verwendet werden.
Gemäß Fig. 10a ist der Kondensator-Digital-/Analogwandler (CDAC) durch den Block 144 repräsentiert, dessen Eingang mit einer Referenzspannung und der Erde verbunden ist. Der Aus­ gang des CDAC 144 ist eine Summenverbindung 146, welche mit dem Inversionseingang eines Differentialverstärkers 148 ver­ bunden ist. Der positive Eingang desselben ist geerdet. Der Ausgang ist mit einem Ausgangsknoten 150 verbunden. Zwei Kon­ densatoren 152 und 154 sind in der Rückkopplung um den Diffe­ rentialverstärker 148 zwischen den Knoten 146 und 150 in ei­ ner antiparallelen Konfiguration mit umgekehrten Polaritäten angeordnet. Dieses repräsentiert den separaten Kondensator gegenüber dem Eingangsfeld CDAC 144. Ein Schalter 156 ist zwischen den Knoten 146 und 150 angeordnet und durch ein Taktsignal Φ I gesteuert. Im Betrieb ist der Schalter 156 wäh­ rend der Ansammlung oder Abtastzeit geschlossen, um die Sum­ menverbindung 146 mit dem Ausgangsknoten 150 kurzzuschließen. Die inneren Kondensatoren für den CDAC 144 werden durch eine Referenzspannung während der Abtastzeit getriggert. Während einer Ladungsumverteilungszeit ist der Schalter 156 geöffnet und die internen Kondensatoren weiterhin in dem CDAC 144 ge­ triggert.
Fig. 10b zeigt die andere Möglichkeit, wobei das CDAC-Feld zur Sammlung der Ladung und zur Bereitstellung des Umvertei­ lungskondensators während des Umverteilungsmodus verwendet wird. In dieser Konfiguration sind die Kondensatoren 152 und 154 weggelassen, und der Ausgangsknoten 150 ist der Eingang zu einer Seite eines Paares von Schaltern 158 und 160. Der Schalter 158 ist mit der anderen Seite mit einem der Refe­ renzeingänge des CDAC 144, und die andere Seite des Schalters 160 ist mit dem anderen der Eingänge des CDAC 144 verbunden. Die Schalter 158 und 160 werden durch ein Taktsignal Φ T ge­ steuert, welches während des Ladungsumverteilungsbetriebes erzeugt wird. Die Schalter 159 und 161 sind zwischen den zwei Referenzeingängen und den Referenzspannungen geschaltet und werden durch den Takt Φ I während der Abtastzeit gesteuert.
Fig. 10c zeigt schematisch das kapazitive Feld 144. Das Feld besteht aus einer Mehrzahl von Kondensatoren unterschiedli­ cher Größe, deren eine Platte mit der Summenverbindung 146 verbunden ist. Die Kondensatoren sind gewichtete Kondensato­ ren, wobei ein Blindkondensator (dummy) 160 mit einem Wert C verwendet wird, wobei einer der gewichteten Kondensatoren ebenfalls einen Wert C aufweist und mit dem Bezugszeichen 162 bezeichnet ist. Die verbleibenden Kondensatoren haben binär­ gewichtete Werte. Die andere Platte der Kondensatoren ist mit einer Seite eines Schalters 164 verbunden, welcher in der Lage ist, die andere Seite der Kondensatoren entweder mit der Referenzspannung V REF oder der Erde zu verbinden. Die Platten der Kondensatoren in dem CDAC-Feld 144 sind einleitend entwe­ der mit V REF am einen Eingangs-Referenzspannungsanschluß oder mit der Erde auf dem anderen Eingangs-Referenzanschluß ver­ bunden. Die digitalen Eingangswerte zu dem CDAC 144 bestimmen die Eingangsstellung während der Abtastzeit. Die Platten wer­ den während der Ladungsumverteilungszeit mit der anderen Re­ ferenzspannung verbunden.
Der kritische Kondensator, welcher hinsichtlich der Span­ nungskoeffizienten in dem in Fig. 10a gezeigten Ausführungs­ beispiel kompensiert werden muß, ist der Rückkopplungskonden­ sator. In diesem Beispiel werden nur zwei Punkte der Ladungs­ spannungskurve für jeden Kondensator in dem CDAC-Feld verwen­ det. Somit führen Nichtlinearitäten der Spannungskoeffizien­ ten dieser Kondensatoren nicht zu wesentlichen Nichtlineari­ täten der Übertragungsfunktion in dem Schaltkreis. Wenn je­ doch eine gegebene inkrementale Ladung auf dem Rückkopplungs­ kondensator eine Spannungsänderung, die von der Spannung selbst abhängig ist, erzeugt, resultiert dies in einer inte­ gralen Nichtlinearität. Die ungeraden Terme der erweiterten Taylor-Reihe dieser Nichtlinearitäten können durch die Bil­ dung des Rückkopplungskondensators in einer antiparallelen Kombination zweier halbgroßer Kondensatoren oder der Serien­ kombination zweier doppelt großer Kondensatoren mit umgekehr­ ter Polarität kompensiert werden. Bei dem in Fig. 10 gezeig­ ten Beispiel erzeugen die Spannungskoeffizienten in den CDAC- Kondensatoren einen Linearitätsfehler während der Ladungsum­ verteilungsphase. Das bevorzugte Ausführungsbeispiel zur Kom­ pensation dieses Fehlers von Termen ungerader Ordnung ist, antiparallele Kondensatoren für jeden einzelnen Kondensator in dem Feld zu verwenden.
Ein weiteres Verfahren zum Erhalten einer Spannungs-Ausgangs- DAC ist in Fig. 10d gezeigt. Bei diesem Beispiel ist eine Mehrzahl von Schaltkondensatorschaltkreisen 168 zwischen der Summenverbindung 146 und einer Referenzspannung geschaltet. Der Schaltkondensator wird zwischen einer von zwei Referenz­ spannungen V REF und Erde geschaltet, wobei ein oder mehr Schaltkondensatorschaltkreise zwischen diesen zwei Referenzen geschaltet werden. Die Ladung von diesen Schaltvorgängen wird durch einen Integrator mit geschalteten Kondensatoren inte­ griert. Die Ausgangsspannung des Integrators ist dann abhän­ gig von der Größe und der verwendeten Frequenz der Schaltkon­ densatoren über eine gegebene Periode. Die Spannungskoeffizi­ enten der Schaltkondensatoren spielen keine Rolle, wenn diese immer zwischen den zwei gleichen Referenzen hin- und herge­ schaltet werden. Allerdings hat der Integrationskondensator eine Ausgangsspannungsänderung in Abhängigkeit der Eingangs­ kodierung, die infolge der Spannungskoeffizienten Nichtli­ nearitäten aufweist. Dieser Integrationskondensator ist zur Minimierung der Nichtlinearitäten antiparallel oder antiseri­ ell ausgestaltet (antiseriell: Serienverbindung zweier dop­ pelt großer Kondensatoren umgekehrter Polarität). Wenn der Eingangs-CDAC ein Multiplikations-DAC ist, wo die Referenz­ spannungen sich wie ein Eingangssignal zum DAC ändern, sind die Spannungskoeffizienten der Schaltkondensatoren wichtig und sollten ebenso kompensiert werden.
Zusammenfassend wurde ein AD-Wandler mit einem geschalteten Kondensator-Modulator des Delta-Sigma-Typs beschrieben. Der geschaltete Kondensator in dem Modulator ist ein kompensier­ ter Kondensator, der Nichtlinearitäten kompensiert. Der Kon­ densator wird unter Verwendung eines MOS- oder SOS-Kondensa­ tors hergestellt, bei dem wenigstens eine Platte aus einem Halbleitermaterial hergestellt ist. In dem bevorzugten Aus­ führungsbeispiel werden zwei Kondensatoren verwendet, die beide Kondensatoren halber Größe sind, wobei beide Kondensa­ toren antiparallel verbunden sind. Die Kondensatoren sind so gebildet, daß die obere Platte des einen Kondensators mit der unteren Platte des parallelen Kondensators verbunden ist. Dieses stellt eine effektive Löschung der Nichtlinearitäten ungerader Ordnung dar.

Claims (52)

1. Halbleiterkondensator mit einem niedrigen Spannungsko­ effizienten, gekennzeichnet durch
  • - eine erste untere Elektrode;
  • - eine zweite untere Elektrode;
  • - eine erste obere Elektrode, die über der ersten unte­ ren Elektrode angeordnet ist,;
  • - eine zweite obere Elektrode, die über der zweiten un­ teren Elektrode angeordnet ist;
  • - eine erste Schicht eines Kondensatordielektrikums, die zwischen der ersten unteren Elektrode und der er­ sten oberen Elektrode angeordnet ist;
  • - eine zweite Schicht eines Kondensatordielektrikums, die zwischen der zweiten oberen Elektrode und der zwei­ ten unteren Elektrode angeordnet ist;
  • - wenigstens die erste und zweite untere Elektrode oder die erste und zweite obere Elektrode ist jeweils aus einem Halbleitermaterial hergestellt;
  • - die erste und zweite untere Elektrode sind im wesent­ lichen identisch;
  • - die erste und zweite obere Elektrode sind im wesent­ lichen identisch;
  • - eine erste Anschlußvorrichtung zur Verbindung der er­ sten unteren Elektrode mit der zweiten oberen Elek­ trode; und
  • - eine zweite Anschlußvorrichtung zur Verbindung der zweiten unteren Elektrode mit der ersten oberen Elek­ trode.
2. Kondensator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beide erste und zweite unteren sowie erste und zweite oberen Elektroden aus einem Halbleitermaterial bestehen.
3. Kondensator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Halbleitermaterial polykristallines Silikon ist, welches mit Verunreinigung dotiert ist, um die Leitfähigkeit desselben zu erhöhen.
4. Kondensator nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch
  • - ein Silikon-Substrat; und
  • - eine Schicht eines Isolationsoxides, welches auf der Oberfläche des Silikonsubstrates angeordnet ist;
  • - die erste und zweite untere Elektrode ist jeweils aus einem polykristallinen Silikon gebildet und auf der oberen Oberfläche der Isolationsoxidschicht angeordnet;
  • - die erste und zweite untere Elektrode ist jeweils aus einer gemeinsamen Schicht polykristallinen Silikons ge­ bildet und weist einen hohen Grad von eingebrachten Verunreinigungen auf, um die Leitfähigkeit derselben zu erhöhen, so daß die erste und zweite untere Elektrode identische Parameter aufweist.
5. Kondensator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und zweite Kondensatordielektrikumschicht jeweils Silikondioxid aufweist.
6. Kondensator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und zweite Kondensatordielektrikumschicht jeweils wenigstens einen Silikonnitrid aufweisenden Be­ reich aufweist.
7. Delta-Sigma-Modulator für einen Analog-/Digitalwandler, wobei der Delta-Sigma-Modulator wenigstens eine Inte­ grationsstufe und einen Eingangs-Abtastschaltkreis mit einem geschalteten Kondensator umfaßt, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Eingangs-Abtastschaltkreis mit dem geschalteten Kondensator folgende Komponenten auf­ weist:
  • - einen geschalteten Kondensator mit ersten und zwei­ ten Anschlüssen;
  • - einen ersten Schalt-Schaltkreis zum Verbinden des er­ sten Anschlusses des geschalteten Kondensators mit ei­ ner Eingangsspannung und des zweiten Anschlusses des­ selben mit einer Referenzspannung während eines Ladezy­ klus;
  • - einen zweiten Schalt-Schaltkreis zum Verbinden des zweiten Anschlusses des geschalteten Kondensators mit dem Eingang des Delta-Sigma-Modulators am Eingang der wenigstens einen Integrationsstufe, und des ersten Anschlusses des geschalteten Kondensators mit einer Re­ ferenzspannung während eines Ladungsumverteilungszy­ klus;
  • - eine Taktvorrichtung zum Steuern des Delta-Sigma-Mo­ dulators und zum Erzeugen eines Steuersignals für den ersten und zweiten Schalt-Schaltkreis, um entweder im Ladezyklus oder im Ladungsverteilungszyklusbetrieb zu sein; wobei der geschaltete Kondensator folgende Ele­ mente umfaßt:
  • - eine erste untere Elektrode;
  • - eine zweite untere Elektrode;
  • - eine erste obere Elektrode, die über der ersten unte­ ren Elektrode angeordnet ist;
  • - eine zweite obere Elektrode, die über der zweiten un­ teren Elektrode angeordnet ist;
  • - eine erste Schicht eines Kondensatordielektrikums, die zwischen der ersten unteren Elektrode und der er­ sten oberen Elektrode angeordnet ist;
  • - eine zweite Schicht eines Kondensatordielektrikums, die zwischen der zweiten oberen Elektrode und der zwei­ ten unteren Elektrode angeordnet ist;
  • - wenigstens die erste und zweite untere Elektrode oder die erste und zweite obere Elektrode ist jeweils aus einem Halbleitermaterial hergestellt;
  • - die erste und zweite untere Elektrode sind im wesent­ lichen identisch;
  • - die erste und zweite obere Elektrode sind im wesent­ lichen identisch;
  • - erste Anschlußvorrichtung mit dem ersten Anschluß zur Verbindung der ersten unteren Elektrode mit der zweiten oberen Elektrode; und
  • - zweite Anschlußvorrichtung mit dem zweiten Anschluß zur Verbindung der ersten oberen Elektrode mit der zweiten unteren Elektrode.
8. Delta-Sigma-Modulator nach Anspruch 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß beide erste und zweite unteren sowie er­ ste und zweite oberen Elektroden aus einem Halbleiter­ material bestehen.
9. Delta-Sigma-Modulator nach Anspruch 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Halbleitermaterial polykristallines Silikon ist, welches mit Verunreinigung dotiert ist, um die Leitfähigkeit desselben zu erhöhen.
10. Delta-Sigma-Modulator nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch
  • - ein Silikon-Substrat; und
  • - eine Schicht eines Isolationsoxides, welches auf der Oberfläche des Silikonsubstrates angeordnet ist;
  • - die erste und zweite untere Elektrode ist jeweils aus einem polykristallinen Silikon gebildet und auf der oberen Oberfläche der Isolationsoxidschicht angeordnet;
  • - die erste und zweite untere Elektrode ist jeweils aus einer gemeinsamen Schicht polykristallinen Silikons ge­ bildet und weist einen hohen Grad von eingebrachten Verunreinigungen auf, um die Leitfähigkeit derselben zu erhöhen, so daß die erste und zweite untere Elektrode jeweils identische Parameter aufweist.
11. Delta-Sigma-Modulator nach Anspruch 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die erste und zweite Kondensatordielek­ trikumschicht jeweils Silikondioxid aufweist.
12. Delta-Sigma-Modulator nach Anspruch 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die erste und zweite Kondensatordielektrikumschicht jeweils wenigstens einen Silikonnitrid aufweisenden Bereich aufweist.
13. Halbleiterkondensator mit einem niedrigen Spannungsko­ effizienten, gekennzeichnet durch
  • - eine erste untere Elektrode;
  • - eine zweite untere Elektrode;
  • - eine erste obere Elektrode, die über der ersten unte­ ren Elektrode angeordnet ist;
  • - eine zweite obere Elektrode, die über der zweiten un­ teren Elektrode angeordnet ist;
  • - eine erste Schicht eines Kondensatordielektrikums, die zwischen der ersten unteren Elektrode und der er­ sten oberen Elektrode angeordnet ist;
  • - eine zweite Schicht eines Kondensatordielektrikums, die zwischen der zweiten oberen Elektrode und der zwei­ ten unteren Elektrode angeordnet ist;
  • - wenigstens die erste und zweite untere Elektrode oder die erste und zweite obere Elektrode ist jeweils aus einem Halbleitermaterial hergestellt;
  • - die erste und zweite untere Elektrode sind im wesent­ lichen identisch;
  • - die erste und zweite obere Elektrode sind im wesent­ lichen identisch;
  • - eine erste leitfähige Verbindungsvorrichtung zur Ver­ bindung der ersten und zweiten oberen Elektrode;
  • - eine erste Anschlußvorrichtung zum Anschluß an die rste untere Elektrode; und
  • - eine zweite Anschlußvorrichtung zum Anschluß an die zweite untere Elektrode.
14. Kondensator nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß beide erste und zweite unteren sowie erste und zweite oberen Elektroden aus einem auf Silikon basie­ renden Material hergestellt sind.
15. Kondensator nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Halbleitermaterial polykristallines Silikon ist, welches mit Verunreinigung dotiert ist, um die Leitfähigkeit desselben zu erhöhen.
16. Kondensator nach Anspruch 13, gekennzeichnet durch
  • - ein Silikon-Substrat; und
  • - eine Schicht eines Isolationsoxides, welches auf der Oberfläche des Silikonsubstrates angeordnet ist;
  • - die erste und zweite untere Elektrode ist jeweils aus einem polykristallinen Silikon gebildet und auf der oberen Oberfläche der Isolationsoxidschicht angeordnet;
  • - die erste und zweite untere Elektrode ist jeweils aus einer gemeinsamen Schicht polykristallinen Silikons ge­ bildet und weist einen hohen Grad von eingebrachten Verunreinigungen auf, um die Leitfähigkeit derselben zu erhöhen, so daß die erste und zweite untere Elektrode identische Parameter aufweist.
17. Kondensator nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet daß die erste und zweite Kondensatordielektrikumschicht jeweils Silikondioxid aufweist.
18. Kondensator nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und zweite Kondensatordielektrikumschicht jeweils wenigstens einen Silikonnitrid aufweisenden Be­ reich aufweist.
19. Delta-Sigma-Modulator für einen Analog-/Digitalwandler, wobei der Delta-Sigma-Modulator wenigstens eine Inte­ grationsstufe und einen Eingangs-Abtastschaltkreis mit einem geschalteten Kondensator umfaßt, gekennzeichnet durch
  • - einen ersten Ladeumverteilungsschaltkreis, der wäh­ rend eines ersten Ladeumverteilungszyklus arbeitet und einen ersten geschalteten Kondensator mit der Kapazität MX und mit ersten und zweiten Anschlüssen, die in einer ersten Polarität ausgerichtet sind, aufweist;
  • - einen zweiten Ladeumverteilungsschaltkreis, der wäh­ rend eines zweiten Ladeumverteilungszyklus arbeitet und einen zweiten geschalteten Kondensator mit der Kapazi­ tät NX und mit ersten und zweiten Anschlüssen, die in einer zweiten, zur ersten entgegengesetzten Polarität ausgerichtet sind, aufweist; wobei jeder der ersten und zweiten Lade-umverteilungs­ schaltkreise folgende Komponenten aufweist:
  • - einen ersten Schalt-Schaltkreis zum Verbinden des er­ sten Anschlusses des jeweiligen ersten oder zweiten ge­ schalteten Kondensators mit einer Eingangsspannung und des zweiten Anschlusses desselben mit einer Referenz­ spannung während eines Ladezyklus innerhalb des jewei­ ligen Ladeumverteilungszyklus; und
  • - einen zweiten Schalt-Schaltkreis zum Verbinden des zweiten Anschlusses des jeweiligen ersten oder zweiten geschalteten Kondensators mit dem Eingang des Delta- Sigma-Modulators am Eingang der wenigstens einen Inte­ grationsstufe, und des ersten Anschlusses des jeweili­ gen geschalteten Kondensators mit einer Referenzspan­ nung während eines Ladungsumverteilungszyklus;
  • - eine Taktvorrichtung zum Steuern des Delta-Sigma-Mo­ dulators und zum Erzeugen eines Steuersignals für den ersten und zweiten Schalt-Schaltkreis in dem jeweiligen Ladeumverteilungsschaltkreis, so daß der Lade-umvertei­ lungszyklus für den ersten Lade-umverteilungsschalt­ kreis N-mal in der gleichen zeit stattfindet, in der der zweite Ladeumverteilungszyklus M-mal abtastet; wo­ bei jeder der ersten und zweiten geschalteten Kondensa­ toren folgende Elemente umfaßt:
  • - eine untere Elektrode,
  • - eine obere Elektrode, die über der unteren Elektrode angeordnet ist;
  • - wenigstens eine der unteren Elektrode oder oberen Elektrode ist aus einem Halbleitermaterial hergestellt;
  • - die unteren Elektroden der ersten und zweiten ge­ schalteten Kondensatoren sind im wesentlichen iden­ tisch;
  • - die oberen Elektroden der ersten und zweiten geschal­ teten Kondensatoren sind im wesentlichen identisch;
  • - die Polarität der ersten und zweiten geschalteten Kondensatoren wird dadurch vorbestimmt, ob die obere Elektrode oder die untere Elektrode mit der Eingangs­ spannung während des Ladezyklus verbunden ist.
20. Delta-Sigma-Modulator nach Anspruch 19, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die unteren sowie die oberen Elektroden aus einem Halbleitermaterial bestehen.
21. Delta-Sigma-Modulator nach Anspruch 19, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Halbleitermaterial polykristallines Silikon ist, welches mit Verunreinigung dotiert ist, um die Leitfähigkeit desselben zu erhöhen.
22. Delta-Sigma-Modulator nach Anspruch 19, gekennzeichnet durch
  • - ein Silikon-Substrat; und
  • - eine Schicht eines Isolationsoxides, welches auf der Oberfläche des Silikonsubstrates angeordnet ist;
  • - die unteren Elektroden der ersten und zweiten ge­ schalteten Kondensatoren sind jeweils aus einem poly­ kristallinen Silikon gebildet und auf der oberen Ober­ fläche der Isolationsoxidschicht angeordnet;
  • - die unteren Elektroden der ersten und zweiten ge­ schalteten Kondensatoren sind jeweils aus einer gemein­ samen Schicht polykristallinen Silikons gebildet und weist einen hohen Grad von eingebrachten Verunreinigun­ gen auf, um die Leitfähigkeit derselben zu erhöhen, so daß die unteren Elektroden identische Parameter aufwei­ sen.
23. Delta-Sigma-Modulator nach Anspruch 19, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Kondensatordielektrikumschicht der ersten und zweiten geschalteten Kondensatoren jeweils Silikondioxid aufweist.
24. Delta-Sigma-Modulator nach Anspruch 19, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Kondensatordielektrikumschicht der ersten und zweiten geschalteten Kondensatoren jeweils wenigstens einen Silikonnitrid aufweisenden Bereich aufweist.
25. Delta-Sigma-Modulator für einen Analog-/Digitalwandler, wobei der Delta-Sigma-Modulator wenigstens eine Inte­ grationsstufe und einen Eingangs-Abtastschaltkreis mit einem geschalteten Kondensator umfaßt, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Eingangs-Abtastschaltkreis mit dem geschalteten Kondensator folgende Komponenten aufweist:
  • - einen geschalteten Kondensator mit ersten und zweiten Anschlüssen;
  • - einen ersten Schalt-Schaltkreis zum Verbinden des er­ sten Anschlusses des geschalteten Kondensators mit ei­ ner Eingangsspannung und des zweiten Anschlusses des­ selben mit einer Referenzspannung während eines Ladezy­ klus;
  • - einen zweiten Schalt-Schaltkreis zum Verbinden des zweiten Anschlusses des geschalteten Kondensators mit dem Eingang des Delta-Sigma-Modulators am Eingang der wenigstens einen Integrationsstufe, und des ersten Anschlusses des geschalteten Kondensators mit einer Re­ ferenzspannung während eines Ladungsumverteilungszy­ klus;
  • - eine Taktvorrichtung zum Steuern des Delta-Sigma-Mo­ dulators und zum Erzeugen eines Steuersignals für den ersten und zweiten Schalt-Schaltkreis, um entweder im Ladezyklus oder im Ladungsverteilungszyklusbetrieb zu sein; wobei der geschaltete Kondensator folgende Ele­ mente umfaßt.
  • - eine erste untere Elektrode;
  • - eine zweite untere Elektrode;
  • - eine erste obere Elektrode, die über der ersten unte­ ren Elektrode angeordnet ist;
  • - eine zweite obere Elektrode, die über der zweiten un­ teren Elektrode angeordnet ist;
  • - eine erste Schicht eines Kondensatordielektrikums, die zwischen der ersten unteren Elektrode und der er­ sten oberen Elektrode angeordnet ist;
  • - eine zweite Schicht eines Kondensatordielektrikums, die zwischen der zweiten oberen Elektrode und der zwei­ ten unteren Elektrode angeordnet ist;
  • - wenigstens die erste und zweite untere Elektrode oder die erste und zweite obere Elektrode ist jeweils aus einem Halbleitermaterial hergestellt;
  • - die erste und zweite untere Elektrode sind im wesent­ lichen identisch;
  • - die erste und zweite obere Elektrode sind im wesent­ lichen identisch;
  • - erste leitfähige Verbindungsvorrichtung zur Verbin­ dung der ersten oberen Elektrode mit der zweiten oberen Elektrode;
  • - eine erste Anschlußvorrichtung, die den ersten An­ schluß aufweist, zum Anschluß an die erste untere Elek­ trode; und
  • - eine zweite Anschlußvorrichtung, die den zweiten An­ schluß aufweist, zum Anschluß an die zweite untere Elektrode.
26. Delta-Sigma-Modulator nach Anspruch 25, dadurch gekenn­ zeichnet, daß beide erste und zweite unteren sowie er­ ste und zweite oberen Elektroden aus einem Halbleiter­ material bestehen.
27. Delta-Sigma-Modulator nach Anspruch 25, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Halbleitermaterial polykristallines Silikon ist, welches mit Verunreinigung dotiert ist, um die Leitfähigkeit desselben zu erhöhen.
28. Delta-Sigma-Modulator nach Anspruch 25, gekennzeichnet durch
  • - ein Silikon-Substrat; und
  • - eine Schicht eines Isolationsoxides, welches auf der Oberfläche des Silikonsubstrates angeordnet ist;
  • - die erste und zweite untere Elektrode ist jeweils aus einem polykristallinen Silikon gebildet und auf der oberen Oberfläche der Isolationsoxidschicht angeordnet;
  • - die erste und zweite untere Elektrode ist jeweils aus einer gemeinsamen Schicht polykristallinen Silikons ge­ bildet und weist einen hohen Grad von eingebrachten Verunreinigungen auf, um die Leitfähigkeit derselben zu erhöhen, so daß die erste und zweite untere Elektrode jeweils identische Parameter aufweist.
29. Delta-Sigma-Modulator nach Anspruch 25, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die erste und zweite Kondensatordielek­ trikumschicht jeweils Silikondioxid aufweist.
30. Delta-Sigma-Modulator nach Anspruch 25, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die erste und zweite Kondensatordielektrikumschicht jeweils wenigstens einen Silikonnitrid aufweisenden Bereich aufweist.
31. Digital/Analog-Wandler mit wenigstens einem geschalte­ ten Kondensator zum Empfangen einer zu einem digitalen Eingangscode proportionalen Ladung, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der geschaltete Kondensator folgende Ele­ mente umfaßt:
  • - eine erste untere Elektrode;
  • - eine zweite untere Elektrode;
  • - eine erste obere Elektrode, die über der ersten unte­ ren Elektrode angeordnet ist,
  • - eine zweite obere Elektrode, die über der zweiten un­ teren Elektrode angeordnet ist,
  • - eine erste Schicht eines Kondensatordielektrikums, die zwischen der ersten unteren Elektrode und der er­ sten oberen Elektrode angeordnet ist;
  • - eine zweite Schicht eines Kondensatordielektrikums, die zwischen der zweiten oberen Elektrode und der zwei­ ten unteren Elektrode angeordnet ist;
  • - wenigstens die erste und zweite untere Elektrode oder die erste und zweite obere Elektrode ist jeweils aus einem Halbleitermaterial hergestellt;
  • - die erste und zweite untere Elektrode sind im wesent­ lichen identisch;
  • - die erste und zweite obere Elektrode sind im wesent­ lichen identisch;
  • - erste Anschlußvorrichtung mit dem ersten Anschluß zur Verbindung der ersten unteren Elektrode mit der zweiten oberen Elektrode; und
  • - zweite Anschlußvorrichtung mit dem zweiten Anschluß zur Verbindung der ersten oberen Elektrode mit der zweiten unteren Elektrode.
32. Digital/Analog-Wandler nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, daß beide erste und zweite unteren so­ wie erste und zweite oberen Elektroden aus einem Halb­ leitermaterial bestehen.
33. Digital/Analog-Wandler nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, daß das Halbleitermaterial polykristal­ lines Silikon ist, welches mit Verunreinigung dotiert ist, um die Leitfähigkeit desselben zu erhöhen.
34. Digital/Analog-Wandler nach Anspruch 31, gekennzeichnet durch
  • - ein Silikon-Substrat; und
  • - eine Schicht eines Isolationsoxides, welches auf der Oberfläche des Silikonsubstrates angeordnet ist;
  • - die erste und zweite untere Elektrode ist jeweils aus einem polykristallinen Silikon gebildet und auf der oberen Oberfläche der Isolationsoxidschicht angeordnet;
  • - die erste und zweite untere Elektrode ist jeweils aus einer gemeinsamen Schicht polykristallinen Silikons ge­ bildet und weist einen hohen Grad von eingebrachten Verunreinigungen auf, um die Leitfähigkeit derselben zu erhöhen, so daß die erste und zweite untere Elektrode jeweils identische Parameter aufweist.
35. Digital/Analog-Wandler nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und zweite Kondensatordielektrikumschicht jeweils Silikondioxid aufweist.
36. Digital/Analog-Wandler nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und zweite Kondensatordielektrikumschicht jeweils Wenigstens einen Silikonnitrid aufweisenden Bereich aufweist.
37. Digital/Analog-Wandler nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, daß die Ladung von wenigstens einem Kondensator während wenigstens einer Ansammlungszeit gesammelt und während wenigstens einer Ladungsumvertei­ lungszeit an den geschalteten Kondensator übertragen wird, der die Ladung aufnimmt.
38. Digital/Analog-Wandler nach Anspruch 37, dadurch gekennzeichnet, daß der die Ladung empfangende Konden­ sator ebenso die Ladung in einem oder mehreren Ansamm­ lungs- oder Abtastzyklen ansammelt.
39. Digital/Analog-Wandler nach Anspruch 37, dadurch gekennzeichnet, daß der die Ladung empfangende Konden­ sator von dem die Ladung sammelnden Kondensator beab­ standet ist.
40. Digital/Analog-Wandler mit wenigstens einem geschalte­ ten Kondensator zum Empfangen einer zu einem digitalen Eingangscode proportionalen Ladung, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der geschaltete Kondensator folgende Ele­ mente umfaßt:
  • - eine erste untere Elektrode;
  • - eine zweite untere Elektrode;
  • - eine erste obere Elektrode, die über der ersten unte­ ren Elektrode angeordnet ist;
  • - eine zweite obere Elektrode, die über der zweiten un­ teren Elektrode angeordnet ist;
  • - eine erste Schicht eines Kondensatordielektrikums, die zwischen der ersten unteren Elektrode und der er­ sten oberen Elektrode angeordnet ist;
  • - eine zweite Schicht eines Kondensatordielektrikums, die zwischen der zweiten oberen Elektrode und der zwei­ ten unteren Elektrode angeordnet ist;
  • - wenigstens die erste und zweite untere Elektrode oder die erste und zweite obere Elektrode ist jeweils aus einem Halbleitermaterial hergestellt;
  • - die erste und zweite untere Elektrode sind im wesent­ lichen identisch;
  • - die erste und zweite obere Elektrode sind im wesent­ lichen identisch;
  • - erste leitfähige Verbindungsvorrichtung zur Verbin­ dung der ersten oberen Elektrode mit der zweiten oberen Elektrode;
  • - erste Anschlußvorrichtung mit dem ersten Anschluß zur Verbindung der ersten unteren Elektrode mit der zweiten oberen Elektrode; und
  • - zweite Anschlußvorrichtung mit dem zweiten Anschluß zur Verbindung der ersten oberen Elektrode mit der zweiten unteren Elektrode.
41. Digital/Analog-Wandler nach Anspruch 40, dadurch gekennzeichnet, daß beide erste und zweite unteren so­ wie erste und zweite oberen Elektroden aus einem Halb­ leitermaterial bestehen.
42. Digital/Analog-Wandler nach Anspruch 40, dadurch gekennzeichnet, daß das Halbleitermaterial polykristal­ lines Silikon ist, welches mit Verunreinigung dotiert ist, um die Leitfähigkeit desselben zu erhöhen.
43. Digital/Analog-Wandler nach Anspruch 40, gekennzeichnet durchox - ein Silikon-Substrat; und
  • - eine Schicht eines Isolationsliides, welches auf der Oberfläche des Silikonsubstrates angeordnet ist;
  • - die erste und zweite untere Elektrode ist jeweils aus einem polykristallinen Silikon gebildet und auf der oberen Oberfläche der Isolationsoxidschicht angeordnet;
  • - die erste und zweite untere Elektrode ist jeweils aus einer gemeinsamen Schicht polykristallinen Silikons ge­ bildet und weist einen hohen Grad von eingebrachten Verunreinigungen auf, um die Leitfähigkeit derselben zu erhöhen, so daß die erste und zweite untere Elektrode jeweils identische Parameter aufweist.
44. Digital/Analog-Wandler nach Anspruch 40, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und zweite Kondensatordielektrikumschicht jeweils Silikondioxid aufweist.
45. Digital/Analog-Wandler nach Anspruch 40, dadurch gekennzeichnet, daß die Ladung von wenigstens einem Kondensator während wenigstens einer Ansammlungszeit gesammelt und während wenigstens einer Ladungsumvertei­ lungszeit an den geschalteten Kondensator übertragen wird, der die Ladung aufnimmt.
46. Digital/Analog-Wandler nach Anspruch 45, dadurch gekennzeichnet, daß der die Ladung empfangende Konden­ sator ebenso die Ladung in einem oder mehreren Ansamm­ lungs- oder Abtastzyklen ansammelt.
47. Digital/Analog-Wandler nach Anspruch 45, dadurch gekennzeichnet, daß der die Ladung empfangende Konden­ sator von dem die Ladung sammelnden Kondensator beab­ standet ist.
48. Delta-Sigma-Modulator für einen Analog-/Digitalwandler, wobei der Delta-Sigma-Modulator wenigstens eine Inte­ grationsstufe und einen Eingangs-Abtastschaltkreis mit einem geschalteten Kondensator umfaßt, dadurch gekenn­ zeichnet, deß der Eingangs-Abtastschaltkreis mit dem geschalteten Kondensator folgende Komponenten aufweist:
  • - einen geschalteten Kondensator mit ersten und zweiten Anschlüssen und einer Polarisation in Abhängigkeit ei­ ner angelegten Spannung;
  • - erste und zweite Schalt-Schaltkreise, welche die er­ ste Hälfte eines Laufzyklus in Betrieb sind;
  • - den ersten Schalt-Schaltkreis zum Verbinden des er­ sten Anschlusses des geschalteten Kondensators mit ei­ ner Eingangsspannung und des zweiten Anschlusses des­ selben mit einer Referenzspannung während eines Ladezy­ klus;
  • - den zweiten Schalt-Schaltkreis zum Verbinden des zweiten Anschlusses des geschalteten Kondensators mit dem Eingang des Delta-Sigma-Modulators am Eingang der wenigstens einen Integrationsstufe, und des ersten Anschlusses des geschalteten Kondensators mit einer Referenzspannung während eines Ladungsumverteilungszy­ klus;
  • - dritte und vierte Schalt-Schaltkreise, welche die zweite Hälfte eines Laufzyklus in Betrieb sind;
  • - den dritten Schalt-Schaltkreis zum Verbinden des zweiten Anschlusses des geschalteten Kondensators mit einer Eingangsspannung und des ersten Anschlusses des­ selben mit einer Referenzspannung während eines Ladezy­ klus;
  • - den vierten Schalt-Schaltkreis zum Verbinden des er­ sten Anschlusses des geschalteten Kondensators mit dem Eingang des Delta-Sigma-Modulators am Eingang der wenigstens einen Integrationsstufe, und des zweiten Anschlusses des geschalteten Kondensators mit einer Re­ ferenzspannung während eines Ladungsumverteilungszy­ klus;
  • - eine Taktvorrichtung zum Steuern des Delta-Sigma-Mo­ dulators und zum Erzeugen eines Steuersignals für den ersten und zweiten Schalt-Schaltkreis, um entweder im Ladezyklus oder im Ladungsverteilungszyklusbetrieb in der ersten Hälfte eines Laufzyklus zu sein, und zum Er­ zeugen eines Steuersignals für den dritten und vierten Schalt-Schaltkreis, um entweder im Ladezyklus oder im Ladungsverteilungszyklusbetrieb in der zweiten Hälfte eines Laufzyklus zu sein; wobei der geschaltete Konden­ sator folgende Elemente umfaßt:
  • - eine untere Elektrode;
  • - eine obere Elektrode, die über der unteren Elektrode angeordnet ist;
  • - eine Schicht eines Kondensatordielektrikums, die zwi­ schen der unteren Elektrode und der oberen Elektrode angeordnet ist;
  • - wenigstens eine der unteren Elektrode oder oberen Elektrode ist aus einem Halbleitermaterial hergestellt;
49. Delta-Sigma-Modulator nach Anspruch 48, dadurch gekenn­ zeichnet, daß beide der unteren sowie oberen Elektrode aus einem Halbleitermaterial bestehen.
50. Delta-Sigma-Modulator nach Anspruch 48, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Halbleitermaterial polykristallines Silikon ist, welches mit Verunreinigung dotiert ist, um die Leitfähigkeit desselben zu erhöhen.
51. Delta-Sigma-Modulator nach Anspruch 48, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Kondensatordielektrikumschicht Sili­ kondioxid aufweist.
52. Delta-Sigma-Modulator nach Anspruch 48, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Kondensatordielektrikumschicht wenig­ stens einen Silikonnitrid aufweisenden Bereich auf­ weist.
DE3933552A 1988-10-13 1989-10-07 Kompensierter kondensator fuer den eingang eines analog-/digitalwandlers mit geschaltetem kondensator Granted DE3933552A1 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US07/257,477 US4918454A (en) 1988-10-13 1988-10-13 Compensated capacitors for switched capacitor input of an analog-to-digital converter

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE3933552A1 true DE3933552A1 (de) 1990-04-19
DE3933552C2 DE3933552C2 (de) 1993-07-29

Family

ID=22976459

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE3933552A Granted DE3933552A1 (de) 1988-10-13 1989-10-07 Kompensierter kondensator fuer den eingang eines analog-/digitalwandlers mit geschaltetem kondensator

Country Status (4)

Country Link
US (1) US4918454A (de)
JP (1) JPH0756942B2 (de)
DE (1) DE3933552A1 (de)
GB (1) GB2223879B (de)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4225113A1 (de) * 1992-07-30 1994-02-03 Erhardt & Leimer Gmbh Vorrichtung zur Überwachung einer laufenden Warenbahn
DE4302184A1 (de) * 1993-01-27 1994-07-28 Teves Gmbh Alfred Schaltung zur Verstärkung des Ausgangssignals eines Sensors
DE10207739A1 (de) * 2002-02-22 2003-09-11 Infineon Technologies Ag Integrierte Halbleiterschaltung mit einer Parallelschaltung gekoppelter Kapazitäten
DE10330490B4 (de) * 2002-07-19 2008-12-04 Samsung Electronics Co., Ltd., Suwon Integrierte MIM-Kondensatorstruktur
US7924029B2 (en) 2005-12-22 2011-04-12 Synaptics Incorporated Half-bridge for capacitive sensing
US8681474B2 (en) 2007-12-05 2014-03-25 Rohde & Schwartz Gmbh & Co. Kg Electrical circuit arrangement with concentrated elements in multi-layer substrates
US9240296B2 (en) 2012-08-06 2016-01-19 Synaptics Incorporated Keyboard construction having a sensing layer below a chassis layer

Families Citing this family (45)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4918454A (en) 1988-10-13 1990-04-17 Crystal Semiconductor Corporation Compensated capacitors for switched capacitor input of an analog-to-digital converter
US5208597A (en) * 1988-10-13 1993-05-04 Crystal Semiconductor Compensated capacitors for switched capacitor input of an analog-to-digital converter
DE58906716D1 (de) * 1989-05-08 1994-02-24 Siemens Ag Integrierbarer Sigma-Delta-Modulator in Switched-Capacitor-Technik.
US5012245A (en) * 1989-10-04 1991-04-30 At&T Bell Laboratories Integral switched capacitor FIR filter/digital-to-analog converter for sigma-delta encoded digital audio
US5245343A (en) * 1990-08-03 1993-09-14 Honeywell Inc. Enhanced accuracy delta-sigma A/D converter
US5589847A (en) * 1991-09-23 1996-12-31 Xerox Corporation Switched capacitor analog circuits using polysilicon thin film technology
US5305004A (en) * 1992-09-29 1994-04-19 Texas Instruments Incorporated Digital to analog converter for sigma delta modulator
US5376936A (en) * 1993-06-16 1994-12-27 Crystal Semiconductor Corporation One-bit switched-capacitor D/A circuit with continuous time linearity
GB2284317B (en) * 1993-11-11 1997-12-24 Motorola Inc A differential switched capacitor circuit
JPH07235616A (ja) * 1993-12-28 1995-09-05 Matsushita Electric Ind Co Ltd 半導体装置および半導体装置の製造方法
KR0136994B1 (ko) * 1994-10-27 1998-04-24 김주용 반도체 소자의 캐패시터 구조 및 그 제조방법
US5598157A (en) * 1994-10-28 1997-01-28 Harris Corporation Sigma Delta analog to digital converter with three point calibration apparatus and method
US5621675A (en) * 1994-11-02 1997-04-15 Advanced Micro Devices, Inc. Digital decimation and compensation filter system
US5646621A (en) * 1994-11-02 1997-07-08 Advanced Micro Devices, Inc. Delta-sigma ADC with multi-stage decimation filter and gain compensation filter
US5638072A (en) * 1994-12-07 1997-06-10 Sipex Corporation Multiple channel analog to digital converter
US5648779A (en) * 1994-12-09 1997-07-15 Advanced Micro Devices, Inc. Sigma-delta modulator having reduced delay from input to output
US5751615A (en) * 1995-11-14 1998-05-12 Advanced Micro Devices, Inc. Implementation of a digital decimation filter and method
US5732004A (en) * 1995-11-14 1998-03-24 Advanced Micro Devices, Inc. DSP architecture for a FIR-type filter and method
JP3199004B2 (ja) * 1997-11-10 2001-08-13 日本電気株式会社 半導体装置およびその製造方法
US6194946B1 (en) 1998-05-07 2001-02-27 Burr-Brown Corporation Method and circuit for compensating the non-linearity of capacitors
US6404376B1 (en) 1999-07-01 2002-06-11 Texas Instruments Incorporated Capacitor array having reduced voltage coefficient induced non-linearities
JP3795338B2 (ja) 2001-02-27 2006-07-12 旭化成マイクロシステム株式会社 全差動型サンプリング回路及びデルタシグマ型変調器
WO2003009383A1 (en) * 2001-07-17 2003-01-30 Nokia Corporation Capacitor arrangement and method for producing such a capacitor arrangement
US6515612B1 (en) * 2001-10-23 2003-02-04 Agere Systems, Inc. Method and system to reduce signal-dependent charge drawn from reference voltage in switched capacitor circuits
TW200403872A (en) * 2002-08-30 2004-03-01 Matsushita Electric Ind Co Ltd MIM capacitor
US6919233B2 (en) * 2002-12-31 2005-07-19 Texas Instruments Incorporated MIM capacitors and methods for fabricating same
US7388247B1 (en) 2003-05-28 2008-06-17 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy High precision microelectromechanical capacitor with programmable voltage source
US20050263813A1 (en) * 2004-06-01 2005-12-01 Ching-Huei Tsai Capacitor on the semiconductor wafer
JP2006128468A (ja) * 2004-10-29 2006-05-18 Seiko Epson Corp 半導体装置
US8169014B2 (en) * 2006-01-09 2012-05-01 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Interdigitated capacitive structure for an integrated circuit
JP2007294848A (ja) * 2006-03-30 2007-11-08 Eudyna Devices Inc キャパシタおよび電子回路
US20070267733A1 (en) * 2006-05-18 2007-11-22 International Business Machines Corporation Symmetrical MIMCAP capacitor design
WO2011036428A1 (en) 2009-09-23 2011-03-31 X-Fab Semiconductor Foundries Ag Ultra-low voltage coefficient capacitors
US8143941B2 (en) * 2009-11-12 2012-03-27 Qualcomm, Incorporated Active analog filter having a MOS capacitor device with improved linearity
DE102010001377A1 (de) * 2010-01-29 2011-08-04 E.G.O. Elektro-Gerätebau GmbH, 75038 Schaltungsanordnung zum Bestimmen einer Kapazität einer Anzahl von kapazitiven Sensorelementen
JP5517898B2 (ja) * 2010-11-26 2014-06-11 株式会社日立製作所 アナログデジタル変換器
JP5871691B2 (ja) * 2012-03-29 2016-03-01 キヤノン株式会社 増幅回路、光電変換装置、および撮像システム
US9570222B2 (en) * 2013-05-28 2017-02-14 Tdk Corporation Vector inductor having multiple mutually coupled metalization layers providing high quality factor
US9086709B2 (en) 2013-05-28 2015-07-21 Newlans, Inc. Apparatus and methods for variable capacitor arrays
US9716188B2 (en) * 2013-08-30 2017-07-25 Qualcomm Incorporated Metal oxide semiconductor (MOS) capacitor with improved linearity
JP2015142156A (ja) * 2014-01-27 2015-08-03 新日本無線株式会社 Δσadc回路
US10382002B2 (en) 2015-03-27 2019-08-13 Tdk Corporation Apparatus and methods for tunable phase networks
US10042376B2 (en) 2015-03-30 2018-08-07 Tdk Corporation MOS capacitors for variable capacitor arrays and methods of forming the same
US10073482B2 (en) 2015-03-30 2018-09-11 Tdk Corporation Apparatus and methods for MOS capacitor structures for variable capacitor arrays
US9973155B2 (en) 2015-07-09 2018-05-15 Tdk Corporation Apparatus and methods for tunable power amplifiers

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2138207A (en) * 1983-04-15 1984-10-17 Hitachi Ltd A semiconductor memory device and a method of manufacture thereof
EP0145606A2 (de) * 1983-12-13 1985-06-19 Fujitsu Limited Halbleiterspeichervorrichtung
EP0159824A2 (de) * 1984-03-30 1985-10-30 Kabushiki Kaisha Toshiba Halbleiterbauelement mit versenktem Kondensator
EP0190694A2 (de) * 1985-02-04 1986-08-13 Nippon Telegraph And Telephone Corporation Konverter mit Überabtastung
US4626881A (en) * 1983-10-17 1986-12-02 Sanyo Electric Co., Ltd. Capacitor produced of a layer combination of metal, insulator and semiconductor
US4706066A (en) * 1985-07-02 1987-11-10 U.S. Philips Corporation Switch capacitor D/A converter having a distortion reducing capacitor
EP0263287A2 (de) * 1986-09-29 1988-04-13 International Business Machines Corporation Herstellung eines Kondensators in einer integrierten Schaltung

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2602315C3 (de) * 1976-01-22 1981-10-01 Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München Schaltungsanordnung und Betriebsverfahren zur Umwandlung eines Analog-Signals in ein Digitalsignal
US4194187A (en) * 1978-08-07 1980-03-18 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army Analog-to-digital conversion by charge coupled device
FR2533382B1 (fr) * 1982-09-21 1988-01-22 Senn Patrice Codeur de type delta-sigma, a double integration et applications de ce codeur a une voie de transmission de type mic et a la mesure de tensions continues
JPS6033739A (ja) * 1983-08-04 1985-02-21 Nec Corp デルタ・シグマ変調器
JPH0665225B2 (ja) * 1984-01-13 1994-08-22 株式会社東芝 半導体記憶装置の製造方法
KR900000170B1 (ko) * 1984-06-05 1990-01-23 가부시끼가이샤 도오시바 다이내믹형 메모리셀과 그 제조방법
FR2566538B1 (fr) * 1984-06-26 1986-11-14 Thomson Csf Comparateur analogique a transfert de charge et dispositifs utilisant un tel comparateur
JPS61166159A (ja) * 1985-01-18 1986-07-26 Mitsubishi Electric Corp 半導体装置
JPS61224350A (ja) * 1985-03-29 1986-10-06 Toshiba Corp 半導体記憶装置
JPH0682783B2 (ja) * 1985-03-29 1994-10-19 三菱電機株式会社 容量およびその製造方法
US4758873A (en) * 1986-05-16 1988-07-19 National Semiconductor Corporation Balanced MOS capacitor with low stray capacitance and high ESD survival
US4746899A (en) * 1986-10-07 1988-05-24 Crystal Semiconductor Corporation Method for reducing effects of electrical noise in an analog-to-digital converter
US4731696A (en) * 1987-05-26 1988-03-15 National Semiconductor Corporation Three plate integrated circuit capacitor
EP0324036A1 (de) * 1988-01-09 1989-07-19 Signal Processing Technologies, Inc. Kapazitätsstabilisierung für A/D- und D/A-Wandler
JPH01204528A (ja) * 1988-02-10 1989-08-17 Fujitsu Ltd A/d変換器
US4918454A (en) 1988-10-13 1990-04-17 Crystal Semiconductor Corporation Compensated capacitors for switched capacitor input of an analog-to-digital converter

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2138207A (en) * 1983-04-15 1984-10-17 Hitachi Ltd A semiconductor memory device and a method of manufacture thereof
US4626881A (en) * 1983-10-17 1986-12-02 Sanyo Electric Co., Ltd. Capacitor produced of a layer combination of metal, insulator and semiconductor
EP0145606A2 (de) * 1983-12-13 1985-06-19 Fujitsu Limited Halbleiterspeichervorrichtung
EP0159824A2 (de) * 1984-03-30 1985-10-30 Kabushiki Kaisha Toshiba Halbleiterbauelement mit versenktem Kondensator
EP0190694A2 (de) * 1985-02-04 1986-08-13 Nippon Telegraph And Telephone Corporation Konverter mit Überabtastung
US4706066A (en) * 1985-07-02 1987-11-10 U.S. Philips Corporation Switch capacitor D/A converter having a distortion reducing capacitor
EP0263287A2 (de) * 1986-09-29 1988-04-13 International Business Machines Corporation Herstellung eines Kondensators in einer integrierten Schaltung

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
DE-B.: K. Leucht, "Kondensatorenkunde für Elektroniker", München, 1981, Franzis-Verlag, S. 23-25 *
JP-Z: Jpn. J. Appl. Phys., Vol. 25, No. 4, 1986, S. 590-594 *
US-Z.: IEEE Electron Device Lett., Vol. 9, No. 6, 1988, S. 296-299 *
US-Z.: IEEE J. Solid-State Circuits, Vol. SC-16, No. 6, 1981, S. 608-615 *

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4225113A1 (de) * 1992-07-30 1994-02-03 Erhardt & Leimer Gmbh Vorrichtung zur Überwachung einer laufenden Warenbahn
DE4302184A1 (de) * 1993-01-27 1994-07-28 Teves Gmbh Alfred Schaltung zur Verstärkung des Ausgangssignals eines Sensors
DE10207739A1 (de) * 2002-02-22 2003-09-11 Infineon Technologies Ag Integrierte Halbleiterschaltung mit einer Parallelschaltung gekoppelter Kapazitäten
DE10330490B4 (de) * 2002-07-19 2008-12-04 Samsung Electronics Co., Ltd., Suwon Integrierte MIM-Kondensatorstruktur
US7924029B2 (en) 2005-12-22 2011-04-12 Synaptics Incorporated Half-bridge for capacitive sensing
US8681474B2 (en) 2007-12-05 2014-03-25 Rohde & Schwartz Gmbh & Co. Kg Electrical circuit arrangement with concentrated elements in multi-layer substrates
US8860531B2 (en) 2007-12-05 2014-10-14 Rohde & Schwarz Gmbh & Co. Kg Filter having electrical circuit arrangement with concentrated elements in multi-layer substrates
US9240296B2 (en) 2012-08-06 2016-01-19 Synaptics Incorporated Keyboard construction having a sensing layer below a chassis layer

Also Published As

Publication number Publication date
US4918454B1 (de) 1994-02-22
US4918454A (en) 1990-04-17
GB2223879A (en) 1990-04-18
GB8922827D0 (en) 1989-11-22
JPH0756942B2 (ja) 1995-06-14
DE3933552C2 (de) 1993-07-29
JPH02210859A (ja) 1990-08-22
GB2223879B (en) 1993-03-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE3933552C2 (de)
DE4300519C2 (de) Kondensatorstruktur
DE69727809T2 (de) Mehrschichtenfilmkondensatoranordnungen und verfahren zur herstellung
DE4200738C2 (de) Digital/Analog-Wandler mit Filter hoher Ordnung
DE602005004343T2 (de) Schaltung mit geschalteten Kapazitäten und Pipeline-Analog-Digital-Wandler
DE69928875T2 (de) Delta-Sigma Modulator mit verbesserter Spitzenwertgenauigkeit
DE3836805A1 (de) Isolationsverstaerker mit genauem spannungs/arbeitszyklus-konverter, niedriger brummspannung, grosser bandbreite und ladungsabgeglichenem demodulator
DE102008059160B4 (de) Digital-Analog-Wandler und Integrator mit Doppelabtastung
DE3908314A1 (de) Analog-digital-wandler mit delta-sigma-modulation
DE102009051830B3 (de) Kapazitiver Spannungsteiler
DE3441476A1 (de) Integrierte halbleiterschaltung
DE4127096A1 (de) Gleichspannungs-kalibriereinrichtung fuer einen digital/analog-wandler
DE4003758A1 (de) Verfahren und vorrichtung zum umformen von analog/digital-nichtlinearitaeten in statisches rauschen
DE2326875A1 (de) Transversalfrequenzfilteer
DE2653688A1 (de) Betriebsschaltung fuer ladungstraegergekoppelte halbleiterbauelemente
DE2248423C3 (de) Ladungsübertragungssystem
DE2415098C3 (de) Amplitudendetektorschaltung
DE3888331T2 (de) Geschaltetes Kapazitätsnetzwerk.
DE2333777C2 (de) Anordnung zum Erzeugen einer Vorspannung für das Substrat eines integrierten Schaltkreises
DE19938045C2 (de) Erweiterter Gleichtakt-Eingangsbereich für einen Delta-Sigma-Modulator
DE3140433C2 (de) Vorrichtung zum Erzeugen einer Reihe binär gewichteter Werte einer elektrischen Größe
DE2836948A1 (de) Mos-analog/digital-umsetzer
DE3511688C2 (de)
DE3843366C2 (de)
DE2630085C3 (de) CCD-Transversalfilter

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
8172 Supplementary division/partition in:

Ref document number: 3943622

Country of ref document: DE

Q171 Divided out to:

Ref document number: 3943622

Country of ref document: DE

8172 Supplementary division/partition in:

Ref document number: 3943621

Country of ref document: DE

Q171 Divided out to:

Ref document number: 3943621

Country of ref document: DE

8125 Change of the main classification

Ipc: H03M 3/02

D2 Grant after examination
8364 No opposition during term of opposition
8328 Change in the person/name/address of the agent

Representative=s name: GROSSE, BOCKHORNI, SCHUMACHER, 81476 MUENCHEN

8328 Change in the person/name/address of the agent

Representative=s name: GROSSE, SCHUMACHER, KNAUER, VON HIRSCHHAUSEN, 8033