JP2000216326A - 低分散容量性回路網を含む集積回路装置 - Google Patents
低分散容量性回路網を含む集積回路装置Info
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Abstract
た導電層1,2,...,6の系列を有し、導電層から
切り取られた導電層の積層により形成された容量性素子
CFを含む集積回路装置の提供を目的とする。 【解決手段】 本発明によれば、容量性素子CFは集積
回路装置に設けられた導電層の数とづ数の導電性極板に
より構成される。本発明によれば、各製造工程が容量性
素子CFの実際値に与える影響を最も著しく減少させる
ことができる。本発明の集積回路装置は無線電話機の受
信回路に適用できる。
Description
絶縁層と呼ばれる層によって2層に分離され、低抵抗材
料によって形成された導電層と呼ばれる層の系列により
構成された集積回路装置であって、上記導電層から切り
出された導電性極板の積層により形成され、上記層から
電気的に絶縁され、第1の端子と第2の端子の間に固定
値の容量を生ずる第1の容量性素子を含む集積回路装置
に関する。
絶縁層によって分離された2層の導電層により形成され
た容量性素子を含む集積回路が記載され、実施例は記載
されていないが、かかる容量性素子の容量の値を増加さ
せるため3層以上の導電層を使用する可能性について示
唆されている。
の解決を考慮している。上記のタイプの容量性素子を集
積回路装置の形で実現するためには、容量性素子に含ま
れる導電層の層数の関数である工程数からなる一連の製
造工程が必要である。各製造工程は集積回路に欠陥を導
入するので、 容量性素子の容量の実際値は公称値に対し
差が生ずる。
間で異なる値を有するオフセットを生じさせる。この差
の大きさは分散と呼ばれる。このような差は、大量生産
される集積回路に収容された容量性素子の容量の実際値
に不確かさを誘起し、容量の実際値は集積回路の間で非
常に変化する。この不確かさは、集積回路の保有する容
量の実際値が正確に既知であることが要求されるアプリ
ケーションにこの集積回路が使用される場合には非常に
重大である。
量の実際値を系統的に測定することは、繰り返し行うこ
とが困難、かつ、費用的に高価であるため非現実的であ
る。また、公称値に対し非常に大きいオフセットを検出
しても、生産の最終段で識別された集積回路は棄却する
しかないので、生産効率を低下させることになる。した
がって、集積回路の適当な設計を用いることにより予防
的な方法で分散を減少させることが望ましい。
できると共に、回路の各製造工程での別々の影響を受け
難い容量性素子を含む集積回路装置を提案することによ
って、 上記従来技術の問題点を解決することである。
め、 本発明により提供される集積回路装置は、絶縁材料
からなる絶縁層と呼ばれる層によって2層に分離され、
低抵抗材料によって形成された導電層と呼ばれる層の系
列により構成され、上記導電層から切り出された導電性
極板の積層により形成され、上記層から電気的に絶縁さ
れ、第1の端子と第2の端子の間に固定値の容量を生ず
る第1の容量性素子を含む集積回路装置であって、上記
第1の容量性素子は、集積回路装置を構成する導電層と
同数の導電性極板を含み、上記容量性素子の上記第1の
端子及び上記第2の端子は上記積層の両端を形成する上
記導電性極板に接続されていることを特徴とする。
第1の容量性素子の製作は、すべての導電層が上記第1
の容量性素子の中に存在するので、利用される最大数の
製造工程を必要とする。これは、このようにして生産さ
れた容量性素子の実際値に各製造工程によって与えられ
る相対的な影響が最大限に低減されることを意味する。
したがって、集積回路装置同志の間に生じる容量の実際
値と公称値のオフセットの差、すなわち、 分散の大きさ
は、非常に低減される。本発明による集積回路装置の集
合に含まれる容量性素子の容量の実際値は、従来よりも
狭い間隔に収まり、より簡単に予測されるようになる。
に重ねられたN層の絶縁層とN層の導電層の層の系列の
支持体として使用される基板を含む上記集積回路装置
は、上記層の系列に上記基板の方から順番に上昇順の番
号が付けられ、iが3≦i≦Nなる整数である場合に、
上記第1の容量性素子のi番目の導電性極板は上記第1
の容量性素子の(i−2)番目の導電性極板と接続さ
れ、 上記第1の容量性素子の上記第1の端子は1番目の
導電性極板と接続され、上記第2の端子はN番目の導電
性極板と接続されていることを特徴とする。
列結合で配置されたN−1個のコンデンサを含み、各コ
ンデンサは、誘電体として作用する絶縁層によって分離
された2層の導電層により形成される。本発明の具体的
な一実施例は、所定の導電性タイプを有する第1のバル
クが上記基板の内側に設けられているので、 上記第1の
容量性素子を形成する上記積層は上記第1のバルクの上
に重ねられ、 上記第1のバルクは上記第1のバルクと同
じ導電性タイプを有する領域を介して上記積層によって
覆われた上記基板の表面に接続されることを特徴とす
る。
が上記1番目の導電層と上記基板の表面を上記第1のバ
ルクに接続する上記領域との間に現れ、 これにより付加
的な導電層が形成され、 集積回路装置の製造プロセスに
別の製造工程が導入され、 各製造工程が上記第1の容量
性素子の容量の実際の値に与える影響が更に低減され
る。したがって、分散は更に低減される。
1のバルクは上記集積回路装置の接地を形成する基準端
子に接続される。このような本発明の一実施例によれ
ば、上記第1の導電層と上記基板との間に存在する容量
を制御することができるようになる。第1の容量性素子
は優れたクォリティファクタ(Q値)を示すようにな
る。
路装置は、第1の端子と第2の端子の間に上記第1の端
子に印加された調整電圧に依存した値を有する容量を発
生するよう構成された第2の容量性素子を更に含み、上
記第2の容量性素子の上記第2の端子は上記第1の容量
性素子の上記第1の端子と上記第2の端子の中の一方の
端子に接続されることを特徴とする。
ことが可能であり、集積回路装置を製造するため必要な
製造工程の数は更に増加される。実際上、第2の容量性
素子は、特有の拡散を必要とする能動素子である場合が
多い。本発明の好ましい一実施例によれば、上記の集積
回路装置は、上記第2の容量性素子が、上記基板の内側
に設けられた所定の導電性タイプを有する第2のバルク
の上に構成されたバラクターダイオードであり、上記バ
ラクターダイオードのカソードが上記第2の容量性素子
の上記第1の端子を形成し、アノードが上記第2の端子
を形成することを特徴とする。
置は、第1の端子が電源端子に接続され、第2の端子が
上記第1の容量性素子の上記第2の端子に接続され、上
記調整電圧の値に依存した周波数を有する出力信号を発
生させるための発振器の出力端子を形成する誘電性素子
を更に有することを特徴とする。このような集積回路装
置は、本発明によって分散が減少され得るので、上記調
整電圧の値の関数としての発振周波数の変化が容易に予
測可能である電圧制御型発振器を形成する。
量性素子を含むあらゆるタイプのアプリケーションに使
用される可能性がある場合に、本発明の特に有利な用途
は、無線信号を受信する受信側ループに使用することで
ある。したがって、本発明は、所定の周波数域の真ん中
で選択される無線周波数を有する無線信号を受信し、電
子信号の形の無線信号に変換することができるアンテナ
及びフィルタシステムと、上記無線信号と、調整可能で
ある発振周波数を有する局部発振器からの信号とを受信
し、上記無線周波数と上記発振周波数の差に一致する一
定周波数を有する出力信号を発生させるよう構成された
ミキサと、上記ミキサの出力信号を使用するよう構成さ
れた信号処理ユニットとを含む無線信号受信装置であっ
て、上記局部発振器が上記集積回路装置の形で実現され
ていることを特徴とする。
局面は、以下の実施例を参照して説明され、それらの例
に限定されることなく明瞭にされる。図1には、低抵抗
材料からなる導電層と呼ばれる6層の系列を含む集積回
路の一部分が断面図の形式で示されている。同図におい
て、6層の導電層は、導電層が堆積している基板SUB
から昇順に(1)から(6)までの番号が付されてい
る。導電層1〜6は、絶縁材料からなる絶縁層と呼ばれ
る層によって対毎に分離されている。絶縁層は、同図で
は陰影付きの領域として表わされている。導電層1及び
2は、例えば、ポリシリコンにより実現され、導電層3
乃至6は、例えば、金属からなる。集積回路は第1の容
量性素子CFを含み、この容量性素子CFは、第1の端
子TC1と第2の端子TC2の間に公称的な固定値を有
するコンデンサを形成する。第1の容量性素子CFは、
導電層から切り出された導電層の積層により形成され、
導電層からは電気的に絶縁されている。第1の容量性素
子CFは、集積回路を構成する導電層と同数の導電性極
板を有し、上記第1の容量性素子CFの上記第1の端子
TC1及び上記第2の端子TC2は、上記積層の両端を
形成する導電性極板1及び6に接続される。
6なる整数を表わすとき、第1の容量性素子CFのi番
目の導電性極板は、上記第1の容量性素子CFの(i−
2)番目の導電性極板と接続され、上記第1の容量性素
子の第1の端子TC1及び第2の端子TC2は、それぞ
れ、1番目の導電性極板1及び6番目の導電性極板6に
接続される。図1には、1番目の導電性極板1、3番目
の導電性極板3、及び、5番目の導電性極板5と、第1
の容量性素子CFの第1の端子TC1とを接続する接点
だけが示され、2番目の導電性極板2、4番目の導電性
極板4、及び、6番目の導電性極板6を接続する接点は
同じ断面図中には示されていない。
性素子CFの容量の実際値と公称値との間に存在する差
は、この集積回路を実現するために必要な各製造工程に
よって誘起されるオフセットの合計と一致する。したが
って、製造工程の数が増加すると共に、各製造工程が容
量の実際値と公称値の差に与える相対的な影響は小さく
なる。本実施例の集積回路の場合、全ての導電層が第1
の容量性素子CFを形成するため使用されるので、導電
層からの切り出しと関連して起こり得る製造工程の数は
最も大きくなる。これらの工程が容量性素子の実際値に
与える相対的な影響は最小値まで低減され、分散を著し
く減少させることが可能である。
がN形である第1のバルクBN1は基板SUBの内側に
実装されるので、第1の容量性素子CFを形成する積層
は第1のバルクBN1の上に重ねられ、第1の容量性素
子CFは拡散Nを有する領域Nを介して積層によって被
覆された基板SUB1の表面に接続される。第1のバル
クBN1は、拡散Nを有する二つの領域DNを介して集
積回路の接地を形成する基準端子に接続され、二つの拡
散領域DNは、それぞれ、接点を介して3番目の導電層
3に接続され、本例の場合に、この3番目の導電層は集
積回路の接地面を形成する。
寄生容量が1番目の導電層1と基板SUBとの間に出現
する。寄生容量は第1の容量性素子CFとは別個であ
り、第1の容量性素子の品質因子(Q値)を低下させ
る。第1のバルクBN1を実装し、拡散Nを有する領域
を介して基板SUBの表面に廉潔することにより、以下
のような2重の利点が得られる。すなわち、集積回路の
製造プロセスに新しい製造工程が導入され、拡散を更に
低減することができ、かつ、第1の容量性素子CF内の
寄生容量を一体化し、第1のバルクBN1を集積回路の
接地に接続することにより寄生容量を制御することが可
能になり、第1の容量性素子CFのQ値が改善される。
回路は、第1の端子と第2の端子の間に、第1の単位に
印加された調整電圧に依存する値をもつ容量を発生させ
るよう構成され、第2の端子が第1の容量性素子CFの
第1の端子TC1に接続されている第2の容量性素子V
CDを更に有する。第2の容量性素子VCDはバラクタ
ーダイオードであり、このバラクターダイオードは、基
板SUBの内側に設けられ導電性タイプがN形である第
2のバルクBN2の上に実装され、カソードが第1の端
子を形成し、アノードが第2の端子を形成する。バラク
ターダイオードVCDはMOS技術を用いて実現され、
アノード及びカソードは、それぞれ、ウェルNWELL
の表面に設けられた拡散領域P+及びN+により形成さ
れ、ウェルNWELL自体は第2のバルクBN2の上に
配置されている。
より、以下の二つの利点が得られる。第1に、直列結合
された第1の容量性素子CF及び第2の容量性素子VC
Dにより形成された組立体の容量値を変更することが可
能であり、第2に、新しい製造工程を必要とするので、
分散が減少する。その上、固定の容量値を有する第1の
容量性素子CFと、第2の容量性素子との直列結合は、
このように形成された組立体の容量の値に調整電圧の値
に依存した直線的な変化を生じさせる。
OSタイプのダイオードによって実現された場合、この
ようなダイオードをバイポーラ技術を用いて実現するこ
とができると共に、上記の利点は維持される。図2に
は、上記の集積回路の一部分の等価的な電気系統図が示
されている。第1の容量性素子CFは、連続した2層の
導電層iと導電層(i+1)との間に生じるコンデンサ
Ci(i=1,2,..,5)の並列結合として表現さ
れ、導電層を分離する絶縁層は誘電体として作用する。
上記の説明の通り、第1の容量性素子CFは、第1の導
電層1と第1のバルクBN1との間にコンデンサC6を
更に有し、第1のバルクBN1は回路の接地に接続され
ている。バラクターダイオードの形で表現された第2の
容量性素子VCDは、第1の容量性素子CFと直列結合
した形で配置され、第1の容量性素子と第2の容量性素
子の組立体は、第1の端子T1及び第2の端子T2を有
する容量性分路を形成する。第2の容量性素子VCD
は、第1の端子T1に印加された調整電圧Vtunに依
存した値を有する容量を発生させるよう構成されてい
る。
であり、第2の容量性素子VCDを形成するバラクター
ダイオードのカソードは、できるだけ小さい交流信号が
考慮される回路の接地に接続され、これは第1のバルク
BN1と第2のバルクBN2の間の接続と等価的であ
る。図2に点線で示された仮想的な接続は、第1の容量
性分路のクォリティファクタを改善する。
路の電気系統図が示されている。同図に示された回路に
は、上記の容量性分路と並列結合された誘導性素子Lを
含み、誘導性素子Lの第1の端子は電源端子VCCに接
続され、第2の端子は第1の容量性素子CFの第2の端
子T2に接続される。かくして構成された組立体は、電
圧制御型発振器VCOを形成し、その端子T2は出力端
子であり、調整電圧Vtunの値に依存した周波数を有
する出力信号Vloを発生することが意図されている。
MOSタイプのバラクターダイオードの形で実現されて
いる。しかし、固定容量値を有する別の容量性素子CF
と、バイポーラ技術によって実現され調整電圧Vtun
を用いてバイアスされた別のバラクターダイオードとの
直列組立体により形成された第2の容量性分路を上記の
容量性分路と並列結合させて配置することが考えられ
る。このような実施例は、図面には示されていないが、
集積回路の製造プロセスに新しい製造工程を導入し、分
散を更に減少させる。
固定容量値を有する容量性素子CFと、選択電圧Vse
l1によって切り替えることができるコンデンサCm1
の直列組立体により形成される。この切り替え可能なコ
ンデンサCm1は、帯域選択をすることができる。その
上、NMOSトランジスタの形式で実現された場合に
は、切り替え可能なコンデンサCm1は、集積回路の製
造プロセスに新しい製造工程を導入し、分散を更に減少
させる。或いは、精細な帯域選択を行うため、このよう
複数の並列した容量性分路を第1の容量性分路に接続し
てもよい。
による集積回路を利用する無線電話機のような無線信号
受信装置の簡単な機能的な構成図である。この無線信号
受信装置は、所定の周波数域から選択された無線周波数
FRを有する無線信号を受信し、無線信号と呼ばれる電
子信号Vfrに変換することができるアンテナ及びフィ
ルタシステムAFとを含む。この装置は、無線信号Vf
rと、発振周波数FLOが調整可能である局部発振器V
COからの信号Vloとを受信し、無線周波数FRと発
振周波数FLOの差に一致する一定周波数FIを有する
出力信号Vfiを発生するよう構成されたミキサMIX
を更に有する。無線信号受信装置は、ミキサMIXの出
力信号Vfiを使用するよう構成された信号処理ユニッ
トPUを更に有する。居部発振器VCOは上記の集積回
路の形で実現され、選択電圧Vtunと選択信号Vse
l1とを受信するよう構成され、選択電圧Vtun及び
選択信号Vsel1の値は、発振周波数FLOの値を定
め、選択された無線信号の無線周波数FRの値を定め
る。
の部分断面図である。
の部分的な電気系統図である。
的な電気系統図である。
する無線信号受信装置を説明する部分的な機能構成図で
ある。
Claims (8)
- 【請求項1】 絶縁材料からなる絶縁層によって2層に
分離され、低抵抗材料によって形成された導電層の系列
により構成され、上記導電層から切り出された導電性極
板の積層により形成され、上記導電層から電気的に絶縁
され、第1の端子と第2の端子の間に固定値の容量を生
ずる第1の容量性素子を含む集積回路装置であって、 上記第1の容量性素子は、集積回路装置を構成する導電
層と同数の導電性極板を含み、上記容量性素子の上記第
1の端子及び上記第2の端子は上記積層の両端を形成す
る上記導電性極板に接続されていることを特徴とする集
積回路装置。 - 【請求項2】 交互に重ねられたN層の絶縁層とN層の
導電層の層の系列の支持体として使用される基板を更に
有し、 上記層の系列に上記基板の方から昇順の番号が付けら
れ、iが3≦i≦Nなる整数である場合に、上記第1の
容量性素子のi番目の導電性極板は上記第1の容量性素
子の(i−2)番目の導電性極板と接続され、 上記第1
の容量性素子の上記第1の端子は1番目の導電性極板と
接続され、上記第2の端子はN番目の導電性極板と接続
されていることを特徴とする、請求項1記載の集積回路
装置。 - 【請求項3】 所定の導電性タイプを有する第1のバル
クが上記基板の内側に設けられ、 上記第1の容量性素子
を形成する上記積層は上記第1のバルクの上に重ねら
れ、 上記第1のバルクは上記第1のバルクと同じ導電性
タイプを有する領域を介して上記積層によって覆われた
上記基板の表面に接続されていることを特徴とする、請
求項2記載の集積回路装置。 - 【請求項4】 上記第1のバルクは上記集積回路装置の
接地を形成する基準端子に接続されていることを特徴と
する、請求項3記載の集積回路装置。 - 【請求項5】 第1の端子と第2の端子の間に上記第1
の端子に印加された調整電圧に依存した値を有する容量
を発生するよう構成された第2の容量性素子を更に含
み、上記第2の容量性素子の上記第2の端子は上記第1
の容量性素子の上記第1の端子と上記第2の端子の中の
一方の端子に接続されるていることを特徴とする、請求
項4記載の集積回路装置。 - 【請求項6】 上記第2の容量性素子が、上記基板の内
側に設けられた所定の導電性タイプを有する第2のバル
クの上に構成されたバラクターダイオードであり、上記
バラクターダイオードのカソードが上記第2の容量性素
子の上記第1の端子を形成し、アノードが上記第2の端
子を形成することを特徴とする、請求項5記載の集積回
路装置。 - 【請求項7】 第1の端子が電源端子に接続され、第2
の端子が上記第1の容量性素子の上記第2の端子に接続
され、上記調整電圧の値に依存した周波数を有する出力
信号を発生させる発振器の出力端子を形成する誘電性素
子を更に有することを特徴とする、請求項6記載の集積
回路装置。 - 【請求項8】 所定の周波数域の真ん中で選択される無
線周波数を有する無線信号を受信し、電子信号の形の無
線信号に変換することができるアンテナ及びフィルタシ
ステムと、 上記電子信号の形の無線信号と、調整可能である発振周
波数を有する局部発振器からの信号とを受信し、上記無
線周波数と上記発振周波数の差に一致する一定周波数を
有する出力信号を発生させるよう構成されたミキサと、 上記ミキサの出力信号を使用するよう構成された信号処
理ユニットとを含む無線信号受信装置であって、 上記局部発振器は請求項7に記載された集積回路装置の
形で実現されていることを特徴とする、無線信号受信装
置。
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