JP2002353320A - 半導体集積回路装置 - Google Patents
半導体集積回路装置Info
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- Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
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Abstract
表層部を通過しようとするノイズを阻止し、かつ電源ラ
インからの静電サージや電源電圧のリップル等の影響を
回避して両領域間を通過する基板ノイズを有効に遮断す
ることができる分離領域を有する半導体集積回路装置を
提供する。 【解決手段】アナログ回路領域10とデジタル回路領域
20との間の分離領域30は、高不純物濃度のP+ 型の
不純物領域4と、不純物領域4から離間して間にP- 型
基板領域1の部分を有して形成されたN型の拡散層2と
を具備して構成されている。
Description
に係り、特にアナログ回路とデジタル回路とを混在させ
て同一の半導体基板に形成したLSIにおいて、ノイズ
対策を行った半導体集積回路装置に関する。
では、デジタル回路領域で発生する電気的ノイズがアナ
ログ回路領域に影響を与えないようにすることが重要な
要素の一つとなっている。
に、デジタル回路領域20とアナログ回路領域10との
間に分離領域50としてGND電極51を通して接地電
位に維持したP+ 型不純物領域4を形成して、これによ
りデジタル回路領域20で発生した電気的ノイズがアナ
ログ回路領域10に入り込むのを遮断する技術が用いら
れていた。
−A部の断面図であるが、図6では図面が煩雑となるの
を避けるために、両回路領域内の素子および主面上の絶
縁膜、電極等の図示を省略している。
ガードリングとしてアナログ回路領域10およびデジタ
ル回路領域20をそれぞれ取り囲んでいる。また、図7
に示すように、P- 型基板領域(サブ領域)1にP+ 型
不純物領域4が形成され、その両側にウェル11,1
2、例えばP型ウエル11,21が素子を形成するため
に設けられている。
ル11には、ソース、ドレイン12,12、それらの電
極14,14及びゲート絶縁膜上のゲート電極13を具
備した絶縁ゲート電界効果トランジスタが形成され、こ
のトランジスタを有してアナログ回路を構成している。
ェル21には、ソース、ドレイン22,22、それらの
電極24,24及びゲート絶縁膜上のゲート電極23を
具備した絶縁ゲート電界効果トランジスタが形成され、
このトランジスタを有してデジタル回路を構成してい
る。
からのノイズを有効に遮断することができない。すなわ
ち、一方の領域にからの基板ノイズを他方の領域に通過
することを阻止することができないから不都合を生じ
る。
うな構造が提案された。図8は平面図であり、図9は図
8のA−A部の断面図であるが、図8では図面が煩雑と
なるのを避けるために、両回路領域内の素子および主面
上の絶縁膜、電極等の図示を省略している。
と同一もしくは類似の箇所は同じ符号を付してあるか
ら、重複する説明は省略する。
20とアナログ回路部領域10との間の分離領域60と
して、P+ 型不純物領域4とPN接合を形成するN+ 型
拡散層63を形成している。このような構成により、P
+ 型不純物領域4とN+ 型拡散層63とのPN接合によ
るダイオードが形成されているから、基板からのノイズ
をこのダイオードで吸収することが可能になる。さら
に、P+ 型不純物領域4が形成されているので両回路部
領域間の基板表層部を通過しようとする電気的ノイズも
遮断することができる。
純物濃度のP+ 型不純物領域4とここに形成されること
により高不純物濃度となるN+ 型拡散層63とが接触し
ているからPN接合容量が大きくなり、このためにデジ
タル回路領域20とアナログ回路領域10との間の結合
容量が大きくなり、両領域間の等価回路のインピーダン
スが小さくなる。
生するノイズが十分に減衰せず、アナログ回路領域10
に対するノイズの影響を低減することに関し、十分とは
言えない。
ログ・デジタル回路領域間のインピーダンスは更に小さ
くなり、高周波ノイズは更にカットしにくいという問題
を発生する。
域4をGND電極61を通して接地し、N+ 型拡散層6
3にVcc電極62を通して高電源電圧Vccを印加す
ることによりPN接合を逆バイアス状態にすることによ
りPN接合容量を小の状態で動作させようとすると、今
度は電源ラインから分離領域60のN+ 型拡散層63に
静電サージやVccのリップル等のノイズが入り込みデ
ジタル回路およびアナログ回路の安定動作に支障を生じ
る。
は、例えば特開平7−29972号公報に開示されてい
る。
図6及び図7に示すよ従来技術では、基板ノイズを遮断
することができないという問題を有する。
アナログ・デジタル回路領域間のインピーダンスが小さ
くなり、高周波ノイズをカットしにくくなるという問題
を発生する。また、図8及び図9に示す従来技術におい
て、分離領域のPN接合を逆バイアス状態にしようとし
て外部から電源電圧を分離領域に印加すると、外部から
電源ラインを通して分離領域のN+ 型拡散層に入力する
静電サージや電源電圧のリップル等のノイズによりデジ
タル回路およびアナログ回路の安定動作に支障を生じ
る。
間の基板表層部を通過しようとするノイズを阻止し、か
つ電源ラインからの静電サージや電源電圧のリップル等
の影響を回避して基板ノイズを有効に遮断することがで
きる分離領域を有する半導体集積回路装置を提供するこ
とである。
発生した基板ノイズを、電源ラインからのノイズの影響
を受けることなく、有効に遮断しアナログ回路領域に影
響を与えなくした半導体集積回路装置を提供することに
ある。
物濃度の一導電型、例えばP- 型の基板領域と、前記基
板領域の主面に設けられた第1及び第2の回路領域、例
えばアナログ回路を形成するアナログ回路領域及びデジ
タル回路を形成するデジタル回路領域と、前記第1の回
路領域と第2の回路領域との間に設けられた分離領域と
を具備した半導体集積回路装置において、前記分離領域
は、前記基板領域よりも高不純物濃度の一導電型、例え
ばP+ 型の不純物領域と、前記不純物領域から離間して
間に前記基板領域の部分を有して形成された逆導電型、
例えばN型の拡散層とを有して構成された半導体集積回
路装置にある。ここで、前記拡散層は電気的に直接バイ
アスされずに電気的にフローティングされていることが
好ましい。また、前記主面側の前記拡散層の全上面は絶
縁膜により被覆されていることが好ましい。
域との間に、単数の前記拡散層が形成されていることが
できる。あるいは、前記第1の回路領域と第2の回路領
域との間に、複数の前記拡散層が前記基板領域の部分を
挟んで配列していることができる。
第2の回路領域のそれぞれを取り囲んで形成されている
ことが好ましい。この場合、前記分離領域は、前記第1
及び第2の回路領域のそれぞれを取り囲んで形成されて
いることができる。
明する。図1は本発明の第1の実施の形態を示す平面図
であり、図2は図1のA−A部の断面図である。また、
図1では図面が煩雑となるのを避けるために、両回路領
域内の素子および主面上の絶縁膜、電極等の図示を省略
している。
ガードリングとしてアナログ回路領域10およびデジタ
ル回路領域20をそれぞれ取り囲んでいる。また、図2
に示すように、P- 型基板領域(サブ領域)1にP+ 型
不純物領域4が形成され、その両側にウェル11,12
が素子を形成するために設けられている。
がP型ウエルの場合は、ソース、ドレイン12,12は
N型であり、それらの電極14,14及びゲート絶縁膜
上のゲート電極13とともにNチャネル型絶縁ゲート電
界効果トランジスタが構成され、ウェル11がN型ウエ
ルの場合は、ソース、ドレイン12,12はP型であ
り、それらの電極14,14及びゲート絶縁膜上のゲー
ト電極13とともにPチャネル型絶縁ゲート電界効果ト
ランジスタが構成され、このようなトランジスタを有し
てアナログ回路を構成している。
ェル21がP型ウエルの場合は、ソース、ドレイン2
2,22はN型であり、それらの電極24,24及びゲ
ート絶縁膜上のゲート電極23とともにNチャネル型絶
縁ゲート電界効果トランジスタが構成され、ウェル21
がN型ウエルの場合は、ソース、ドレイン22,22は
P型であり、それらの電極24,24及びゲート絶縁膜
上のゲート電極23とともにPチャネル型絶縁ゲート電
界効果トランジスタが構成され、このようなトランジス
タを有してデジタル回路を構成している。
域4により、デジタル回路領域20で発生した電気的ノ
イズが表層を沿ってアナログ回路領域10に入り込むの
を遮断する。
m〜20μmの実質的にノンドープのP- 型サブ領域
(P- 型基板領域)1が存在し、その内側にP+ 型不純
物領域4から離間して幅W2が幅2〜3μmのN型拡散
層2が形成されている。
域(P- 型基板領域)とは不純物濃度が1×1015/c
m3 以下のP- 型サブ領域(P- 型基板領域)のことで
ある。また、P+ 型不純物領域の範囲は、使用するP-
型サブ領域(P- 型基板領域)の不純物濃度よりも2桁
以上高いP型の領域のことを示す。
物領域4から離間して低不純物濃度のP- 型サブ領域
(P- 型基板領域)1とPN接合を形成し、かつ、低不
純物濃度のP- 型サブ領域(P- 型基板領域)1に形成
するN型拡散層2自体も低不純物濃度にすることができ
るから、図3に示すこのPN接合の容量Cは小にするこ
とができ、図3におけるデジタル回路領域20とアナロ
グ回路領域10との間の結合容量が小さくなり、両領域
間の等価回路のインピーダンスが大きくなる。
生するノイズが十分に減衰して、アナログ回路領域10
に対するノイズの影響を低減することができる。
けるPN接合容量は小にすることが出来るから、外部か
ら逆バイアスを印加する必要がない。
ばシリコン酸化膜による絶縁膜3により被覆されてお
り、N型拡散層2は電気的に直接バイアスされずに電気
的にフローティングされている。
電サージや電源電圧のリップル等のノイズがN型拡散層
2に印加されてデジタル回路およびアナログ回路の安定
動作に支障を生じるという問題は生じない。
物領域4から離間することによりその効果が得られ、特
別の工程の追加を必要とせずに、P+ 型不純物領域4を
形成するレチクルの変更のみで製造が可能となる。
ルド酸化膜を形成した後、P- 型サブ領域(P- 型基板
領域)1内にN型拡散層2を形成し、N型拡散層2から
離間した箇所にP+ 型不純物領域4を従来技術と比較し
てマスクパターン形成用のレチクルの変更のみで形成
し、必要に応じて素子形成領域に所定のウエル11,1
2を形成する。
0の一方の側(図で右側)のみに設けているが、同一の
半導体基板に複数のアナログ回路領域10および複数の
デジタル回路領域20が分布して設けられている場合
は、アナログ回路領域10およびデジタル回路領域20
のそれぞれをN型拡散層2を有する分離領域30で取り
囲んだ構成にすることが好ましい。
面図であり、第1の実施の形態の図2に相当する。図5
の本発明の第2の実施の形態の等価回路図である。
と同一もしくは類似の箇所は同じ符号を付してあるか
ら、重複する説明は省略する。
は、図1のW1 に相当する箇所の寸法が50μm〜10
0μmであり、そこに幅(図1のW2 に相当)が2μm
〜3μmで電気的にフローティングされている複数のN
型拡散層2が互いの間にP- 型サブ領域(P- 型基板領
域)1の部分を挟んで配列している。
実施の形態の分離領域30よりも広い面積を必要とする
が、図5に示すように、多くのPN接合容量Cが直列接
続された態様となるから、アナログ回路領域10とデジ
タル回路領域20との結合容量がさらに小となり両者間
のインピーダンスがさらに高くなり、これによりデジタ
ル回路領域20から発生するノイズがさらに十分に減衰
して、アナログ回路領域10に対するノイズの影響をさ
らに低減することができる。
実施の形態の分離領域40も、第1の実施の形態の分離
領域30と同様に、アナログ回路領域10およびデジタ
ル回路領域20のそれぞれを取り囲んだ構成にすること
ができる。
型基板上に形成されたアナログ回路領域とデジタル回路
領域の間には実質的にノンドープのP- 型サブ領域を存
在させ、その中にデジタルノイズ対策用に電気的にフロ
ーティングのN型拡散層を形成したから、デジタル回路
領域からアナログ回路領域に回り込むノイズを4〜10
db程度低減することを実現することが出来、さらに、
電源から静電サージ等のノイズがN型拡散層に入り込ま
ないから、両回路領域における安定動作が可能となる。
る。
る。
る。
の本発明による分離領域 50、60 アナログ回路領域とデジタル回路領域間
の従来技術による分離領域 51 GND電極 61 GND電極 62 Vcc電極 63 N+ 型拡散層
Claims (9)
- 【請求項1】 低不純物濃度の一導電型の基板領域と、
前記基板領域の主面に設けられた第1及び第2の回路領
域と、前記第1の回路領域と第2の回路領域との間に設
けられた分離領域とを具備した半導体集積回路装置にお
いて、前記分離領域は、前記基板領域よりも高不純物濃
度の一導電型の不純物領域と、前記不純物領域から離間
して間に前記基板領域の部分を有して形成された逆導電
型の拡散層とを有して構成されたことを特徴とする半導
体集積回路装置。 - 【請求項2】 前記拡散層は電気的に直接バイアスされ
ずに電気的にフローティングされていることを特徴とす
る請求項1に記載の半導体集積回路装置。 - 【請求項3】 前記主面側の前記拡散層の全上面は絶縁
膜により被覆されていることを特徴とする請求項1に記
載の半導体集積回路装置。 - 【請求項4】 前記第1の回路領域と前記第2の回路領
域との間に単数の前記拡散層が形成されていることを特
徴とする請求項1に記載の半導体集積回路装置。 - 【請求項5】 前記第1の回路領域と前記第2の回路領
域との間に複数の前記拡散層が互いの間に前記基板領域
の部分を挟んで配列していることを特徴とする請求項1
に記載の半導体集積回路装置。 - 【請求項6】 前記不純物領域は前記第1及び第2の回
路領域のそれぞれを取り囲んで形成されていることを特
徴とする請求項1乃至請求項5いずれかに記載の半導体
集積回路装置。 - 【請求項7】 前記分離領域は前記第1及び第2の回路
領域のそれぞれを取り囲んで形成されていることを特徴
とする請求項6に記載の半導体集積回路装置。 - 【請求項8】 前記一導電型はP型であり、前記逆導電
型はN型であることを特徴とする請求項1乃至請求項7
いずれかに記載の半導体集積回路装置。 - 【請求項9】 前記第1の回路領域はアナログ回路を形
成するアナログ回路領域であり、前記第2の回路領域は
デジタル回路を形成するデジタル回路領域であることを
特徴とする請求項1乃至請求項8いずれかに記載の半導
体集積回路装置。
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JP2014090187A (ja) * | 2013-12-09 | 2014-05-15 | Renesas Electronics Corp | 半導体集積回路およびそのパターンレイアウト方法 |
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2001
- 2001-05-22 JP JP2001152181A patent/JP3834212B2/ja not_active Expired - Fee Related
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