JP2007288028A - Signal delay structure - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えば、半導体集積回路における信号のタイミングを調整するのに好適な信号遅延構造に関するものである。 The present invention relates to a signal delay structure suitable for adjusting the timing of a signal in a semiconductor integrated circuit, for example.
従来、半導体集積回路において、デジタル回路又はリミッタ増幅回路等の信号のタイミングを合わせるために信号遅延回路が必要とされる場合がある。 Conventionally, in a semiconductor integrated circuit, a signal delay circuit may be required to synchronize the timing of a signal such as a digital circuit or a limiter amplifier circuit.
信号を遅延させるには、例えば、ゲート遅延を利用するものと静電容量を用いるものとがある。その中でも、大きな信号遅延を実現するには主に容量を用いることが一般的である。 In order to delay the signal, for example, there are one using a gate delay and one using a capacitance. Among them, it is common to use a capacitor mainly to realize a large signal delay.
図6に、容量を用いた信号遅延回路素子の構造を示す(後記の特許文献1を参照)。 FIG. 6 shows a structure of a signal delay circuit element using a capacitor (see Patent Document 1 described later).
この素子構造は、図6(A)の等価回路に示すように、IN(入力側)から信号線53に入力した信号が、トランジスタTrのオン抵抗54と容量56とからなる遅延回路素子(CR複合素子)52によって、その抵抗(R)×容量(C)=時定数に比例した遅延量の信号としてOUT(出力)側に出力されるように構成されている。
In this element structure, as shown in the equivalent circuit of FIG. 6A, a signal input from the IN (input side) to the
図6(B)に示す信号遅延回路素子(CR複合素子)52は、所定のゲート幅のゲート電極84と、半導体基板78上に位置し、ゲート電極84の幅方向の両端近傍に設けられた拡散領域としてのソース79及びドレイン80と、ソース79及びドレイン80に電気的にそれぞれ接続された入力側電極82及び出力側電極83と、半導体基板78とゲート電極84との間に形成されたゲート酸化膜85とにより構成され、ゲート電極84に電圧を印加することによりソース79とドレイン80との間にチャネル81が形成される。
The signal delay circuit element (CR composite element) 52 shown in FIG. 6B is located on the gate electrode 84 having a predetermined gate width and the
この構造において、ゲート電極84に電圧が印加された際にゲート電圧の大きさに対応してその下部に形成されるチャネル81の抵抗54、及び、ゲート電極84とチャネル81との間に形成される容量56とが分布定数的に形成される。これによって、抵抗(R)×容量(C)に比例する信号遅延量を生じる遅延素子が形成される。
In this structure, when a voltage is applied to the gate electrode 84, it is formed between the
図7には、容量を用いた別の遅延回路素子を示す(後記の特許文献2を参照)。
FIG. 7 shows another delay circuit element using a capacitor (see
この従来例では、半導体基板98のエピタキシャル層90内に形成される拡散層94の抵抗を用いると共に、両層94−90間のPN接合を逆バイアスして発生させた空乏層の容量を用いる。即ち、エピタキシャル層90に拡散層93及び電極92を介してつながる電源の電圧を変化させて抵抗素子のPN接合の逆バイアス電圧を制御することにより、空乏層容量を制御し、上記の拡散抵抗と共に遅延回路を構成して入出力信号の遅延時間を調整することができる。
In this conventional example, the resistance of the diffusion layer 94 formed in the
図8及び図9には、更に別の遅延回路素子を示す。ここでは、図8(A)に示すように、INから信号線53に入力した信号は、バッファ60Aと容量56とからなる遅延回路素子(CR複合素子)52及びバッファ(波形整形用)60Bを順次通過し、遅延回路素子52によって遅延した信号がOUTに出力される。
8 and 9 show still another delay circuit element. Here, as shown in FIG. 8A, a signal input from IN to a
図8(B)には、この遅延回路素子の等価回路を示すが、INから信号線53に入力した信号は、バッファ60AのトランジスタTrのオン抵抗54Aと容量56とからなる遅延回路素子(CR複合素子)52によって遅延した信号が出力される。容量56は、2つのバッファ60A及び60B間の信号線53に接続された一方の電極と、接地された他方の電極と、これら両電極間の誘電体膜とからなるいわゆるMIM(Metal−Insulator−Metal)構造によって形成される。
FIG. 8B shows an equivalent circuit of this delay circuit element. A signal inputted from IN to the
図8(C)には、信号遅延のタイミングチャートを示すが、INから信号線53に入力したa部の矩形波信号が、バッファ60Aのオン抵抗及び容量56によって立ち上り波形及び立ち下り波形を鈍らせ、b部での論理しきい値レベルをクロスするタイミング86が時間的にそれぞれ後ろにずれる(遅くなる)。こうして立ち上り波形及び立ち下り波形がずれて鈍った波形は、後段のバッファ60B(波形整形用)で波形整形され、a部と同様の立ち上り波形及び立ち下り波形の矩形波信号としてc部にてOUTへ出力される。矩形波aとcの波形を比較して見ると、論理しきい値をクロスするタイミングが後ろへずれた分(遅延量)87だけ信号が遅延する。
FIG. 8C shows a timing chart of signal delay. A rectangular wave signal of part a input from IN to the
このように容量56を用いた遅延回路素子52は時定数τ(=C×R)を用いたものであり、抵抗はバッファ60Aを構成するTrのオン抵抗54Aとなる。即ち、ノード80を充電する場合には、バッファ60Aを形成するpチャネルのTrのオン抵抗が、またノード80を放電する場合には、nチャネルのTrのオン抵抗がそれぞれ時定数τに関与することになる。容量Cは、誘電体膜の誘電率εと対向電極の面積Sとの積を誘電体膜の膜厚dで除して求められる(C=εS/d)ので、容量素子を作りこんだ後は一定の値となり、電極の電位(V)、即ち信号電圧の大きさによって変化することはない。
As described above, the
図9には、この容量を形成するために、下部電極62、誘電体膜59及び上部電極58が積層されたほぼ正方形のMIM構造の容量部56を示す。上部電極58は、層間絶縁膜57のスルーホール内のコンタクト63Aを介して信号線53に接続され、この接続箇所が上部のノードとなる一方、下部電極62はコンタクト61B及び接地線61を介して接地されている。また、信号線53は、例えば幅0.1μmであり、この信号線53に信号が入力されている時だけ容量部6は容量として機能する。
FIG. 9 shows a substantially square MIM
図6に示した特許文献1の遅延回路素子52においては、ゲート電極84に印加される電圧に応じて形成されるチャネルを用いて、チャネル抵抗(R)とゲート−チャネル間の容量(C)とによって信号遅延を実現している。しかしながら、ゲート電圧の変化によってチャネルの状態(特に深さ)が変化し易いため、チャネル抵抗の変化によって時定数、即ち信号遅延量が変化し、この結果、精度良く安定した信号遅延量を得るのが難しい。
In the
図7に示した特許文献2の遅延回路素子では、抵抗は拡散抵抗として一定ではあるが、容量成分は逆バイアス電圧による空乏層容量を用いているために、電源電圧の変動によって空乏層容量が変化し易く、時定数が変化し、精度良く信号遅延量を得ることができない。
In the delay circuit element of
こうした問題は、図9に示した遅延回路素子52では、少なくとも容量については生じることがない。即ち、容量部56は、上部電極58−誘電体膜59−下部電極62によるMIM構造からなっているので、上述した理由から容量値は常に一定に保持される(但し、抵抗成分はTrのオン抵抗であるが、これはトランジスタの設計によってほぼ一定にはできる)。
Such a problem does not occur at least in the capacitance in the
しかしながら、例えば680psecの時定数τを、1.7kΩ(0.7mA、1.2V)のTrのオン抵抗54Aと、上部電極58のシート抵抗が23Ω/μm2である1fF/μm2のMIM(Metal−Insulator−Metal)容量とで実現しようとすると、容量部の面積は680/1.7=400(μm2)となり、一辺が20μmの正方形に相当する領域が必要となる。これは、半導体集積回路においてTrが増々集積化される中で、そのような容量部面積の大きさは無視できないレベルであり、集積度の向上の妨げとなっている。
However, for example, the time constant τ of 680 psec is set to 1.7 kΩ (0.7 mA, 1.2 V) Tr on-resistance 54A, and the
本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであって、その目的は、精度良く安定した信号遅延量を得、容量部の面積を小さくして集積度を向上させること(更には、抵抗の変化も少ないこと)が可能な信号遅延構造を提供することにある。 The present invention has been made in view of such a situation, and an object of the present invention is to obtain a stable signal delay amount with high accuracy and to reduce the area of the capacitor portion to improve the degree of integration (further, It is an object to provide a signal delay structure capable of reducing a change in resistance.
即ち、本発明は、一対の電極間に誘電体膜を有する容量部と、前記一対の電極のうちいずれか一方に複数のコンタクトを介して接続された信号線とを有し、前記複数のコンタクト間において前記一方の電極が抵抗部として機能するように構成された信号遅延構造に係わるものである。 That is, the present invention includes a capacitor having a dielectric film between a pair of electrodes, and a signal line connected to one of the pair of electrodes via a plurality of contacts, and the plurality of contacts In the meantime, the one electrode is related to a signal delay structure configured to function as a resistance portion.
本発明によれば、容量部が一対の電極間に誘電体膜を有する構造であるために、その容量値CはC=εS/d(εは誘電体膜の誘電率、dはその膜厚、Sは対向電極又は誘電体膜の面積)で一義的に規定される一定した値に設定でき、従って、印加される電圧の変動等の影響を受け難い安定した容量値を得ることができる。 According to the present invention, since the capacitor portion has a structure having a dielectric film between a pair of electrodes, the capacitance value C is C = εS / d (ε is the dielectric constant of the dielectric film, and d is the film thickness thereof. , S can be set to a constant value that is uniquely defined by the area of the counter electrode or the dielectric film), and thus a stable capacitance value that is hardly affected by fluctuations in applied voltage or the like can be obtained.
また、前記複数のコンタクト間において前記一方の電極が抵抗部として機能するように構成されているために、この抵抗値も電極の設計によって一定した値に設定できる。従って、上記した一定の容量値と共に時定数、即ち信号遅延量を常に精度良く安定に得ることができる。しかも、前記抵抗部と前記容量部とを前記容量部の占める面積内に収めることができ、小さい面積で前記信号遅延構造を形成し、集積度を向上させることが可能となる。 In addition, since the one electrode functions as a resistance portion between the plurality of contacts, the resistance value can also be set to a constant value depending on the design of the electrode. Therefore, it is possible to always obtain the time constant, that is, the signal delay amount, together with the above-described constant capacitance value with high accuracy and stability. In addition, the resistance portion and the capacitance portion can be accommodated within the area occupied by the capacitance portion, and the signal delay structure can be formed with a small area to improve the degree of integration.
本発明においては、所定の容量値を得るべく一対の電極のうち信号線に対向した他方の電極が接地されているか、或いは、前記信号線と並行した別の信号線の一部をなしているのが望ましい。 In the present invention, the other electrode of the pair of electrodes facing the signal line is grounded to obtain a predetermined capacitance value, or forms a part of another signal line parallel to the signal line. Is desirable.
この場合に、前記複数のコンタクトが3箇所又はそれ以上設けられ、少なくとも、第1及び第2のコンタクト間と、第2及び第3のコンタクト間とにおける各抵抗部が直列に接続されているのが望ましい。この構造によれば、少なくとも第2及び第3のコンタクトから遅延量の異なる出力信号を得ることができる。 In this case, the plurality of contacts are provided at three or more locations, and at least the resistance portions between the first and second contacts and between the second and third contacts are connected in series. Is desirable. According to this structure, output signals having different delay amounts can be obtained from at least the second and third contacts.
また、前記一対の電極が金属、或いは導電性高分子半導体材料又はその合金からなるのが望ましい。 Further, it is desirable that the pair of electrodes is made of a metal, a conductive polymer semiconductor material, or an alloy thereof.
以下、本発明の好ましい実施の形態を図面参照下に詳細に説明する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
第1の実施の形態
図1は、本発明の第1の実施の形態を示すものである。
First Embodiment FIG. 1 shows a first embodiment of the present invention.
図1(A)の平面図〜図1(B)のA−A’線断面図及びB−B’線断面図に示すように、本実施の形態による信号遅延回路素子(CR複合素子)2は、下部電極12、誘電体膜9及び上部電極8(抵抗部5)からなる容量部6と、抵抗部5を兼ねる上部電極8とによって構成されている。上部電極8は、信号線の一部として、層間絶縁膜7に形成された各スルーホールに設けられた一方のコンタクト13B及び他方のコンタクト13Cを介して、バッファ10Aを有するIN(入力側)の信号線3とバッファ10Bを有するOUT(出力側)の信号線3とにそれぞれ電気的に接続されると共に、下部電極12は、上記と同様のコンタクト13A及び接地線11を介して接地されている。
A signal delay circuit element (CR composite element) 2 according to the present embodiment as shown in the plan view of FIG. 1A to the AA ′ line cross-sectional view and the BB ′ line cross-sectional view of FIG. Is composed of a
例えば、抵抗部5(上部電極8)を含む容量部6が細長い形状パターンに形成される(この例では、上部電極8の幅1μm、コンタクト13B−13C間の長さ140μmとする)と、一定距離だけ離れて設けられたコンタクト13B−13C間の距離と、上部電極8(抵抗部5)の面積とから、INとOUTとの間における抵抗部5の抵抗値と容量部6の容量値とが一義的に安定に求まる。
For example, when the
即ち、図9に示した従来例の遅延回路素子52と同様の時定数(680psec)になるように上部電極8の長さを求めると、バッファ10AのトランジスタTrのオン抵抗4Aは1.7kΩ、抵抗部5(シート抵抗23Ω/μm2)(上部電極8)の抵抗が3.22kΩとすると総抵抗が4.92kΩとなる。従って、目的とする時定数(680psec)を得るには、容量値は680/4.92=138.21138=約140(fF)となる。この容量値を得る上で、1μm2当たり1fFであるから、上部電極8の長さは約140/1=約140(μm)でよいことになる。
That is, when the length of the
このように、上部電極8の面積(約140μm2)は、図9のそれ(400μm2)と比較して、約35%の面積となり、約65%も上部電極8の面積を縮小することができる。
Thus, the area of the upper electrode 8 (about 140 μm 2 ) is about 35% of that of FIG. 9 (400 μm 2 ), and the area of the
ここで、容量部6は、MIM(Metal−Insulator−Metal)容量又はPIP(Poly−Insulator−Poly)容量とするのが望ましい。
Here, it is desirable that the
上部電極8及び下部電極12の材質は、TiN、Ta及びTiTa等からなる群より選択された少なくとも1種の金属又はその積層体からなるか、或いは、p型又はn型不純物をドープしたドープドポリSi、タングステンシリサイド等のポリサイドからなる群より選択された1種の導電性高分子半導体材料又はその合金からなるのが望ましい。また、誘電体膜9は、SiO2、SiON、SiN、HfO2、HfSiON及びAl2O3等からなる群より選択された少なくとも1種又はその積層体からなるのが望ましい。
The material of the
また、所定の容量値を得る上で、誘電体膜9の誘電率は3.9〜数10、膜厚は数10nmであることが望ましく、また所定の抵抗値を得る上で、上部電極8の膜厚、幅及び長さはそれぞれ数10nm、数10μm以下、数100μm以下であるのが望ましい。
In order to obtain a predetermined capacitance value, it is desirable that the dielectric constant of the dielectric film 9 is 3.9 to several tens and the film thickness is several tens of nm. Further, in order to obtain a predetermined resistance value, the
図1(C)の遅延回路素子2の等価回路図、及びその容量部6のより詳細な等価回路図に示すように、遅延回路素子(CR複合素子)2は、バッファ10Aを形成するTrのオン抵抗4A及び抵抗部5(上部電極8)による抵抗成分と、上部電極8−誘電体膜9−下部電極12による容量成分とを有している。なお、容量部6は、図示した多数の抵抗5a、5b、5c…と容量6a、6b、6c…との各組が接続された分布定数回路と等価である。
As shown in an equivalent circuit diagram of the
なお、この遅延回路素子2による信号遅延のタイミングチャートや波形は、基本的には、図8に示したものと同様であるので、ここではその説明を省略する。
The timing chart and waveform of signal delay by the
本実施の形態によれば、上記したように、容量部6が上部電極8及び下部電極12間に誘電体膜9を有する構造であるために、印加される電圧の変動等の影響を受け難い安定した容量値を得ることができる。
According to the present embodiment, as described above, since the
また、コンタクト13B及び13C間において、上部電極8が抵抗部5として機能するように構成されているために、この抵抗値も電極の設計によって一定した値に設定できる。従って、上記した一定の容量値と共に時定数、即ち信号遅延量を常に精度良く安定に得ることができる。しかも、抵抗部5と容量部6とを容量部6の占める面積内に収めることができ、小さい面積で信号遅延回路素子2を形成し、集積度を向上させることが可能となる。
Further, since the
また、従来例と同様の時定数τ(680pec)を本実施の形態によって実現しようとする場合に、Trのオン抵抗4Aに加えて抵抗部5の抵抗値が加わって総抵抗値が増加するため、この総抵抗値の増加に反比例して容量値を減少させることができる。従って、同等の時定数を実現する上で、従来よりはるかに小さい面積で上部電極8を形成できる(65%の面積縮小が可能となる)ので、信号遅延素子2を含む素子の集積度を高めることができる。
In addition, in the case where the same time constant τ (680 pec) as in the conventional example is to be realized by the present embodiment, the total resistance value is increased by adding the resistance value of the
第2の実施の形態
図2〜図3は、本発明の第2の実施の形態を示すものである。
Second Embodiment FIGS. 2 to 3 show a second embodiment of the present invention.
本実施の形態は、図3〜図4に示すように、上部電極8及び下部電極12がそれぞれ信号線として、IN(入力側)とOUT(出力側)とを有する信号線23A及び23Bにそれぞれ接続されていること以外は、上述した第1の実施の形態と同様である。
In the present embodiment, as shown in FIGS. 3 to 4, the
図2(A)の平面図〜図2(B)のA−A’線断面図及びB−B’線断面図に示すように、本実施の形態による遅延回路素子(CR複合素子)2は、下部電極12、誘電体膜9及び上部電極8からなる容量部6を有しており、上部電極8(抵抗部5B)が、上部電極8上の層間絶縁膜7に形成されたコンタクト13B及びコンタクト13Cを介して、IN2(入力側)の信号線23B及びOUT2(出力側)の信号線23Bにそれぞれ電気的に接続され、また下部電極12(抵抗部5A)も、コンタクト13A及びコンタクト13Dを介して、IN1(入力側)の信号線23A及びOUT1(出力側)の信号線23Aにそれぞれ電気的に接続されている。
As shown in the plan view of FIG. 2A to the AA ′ line cross-sectional view and the BB ′ line cross-sectional view of FIG. 2B, the delay circuit element (CR composite element) 2 according to the present embodiment is , A
従って、上部電極8及び下部電極12は共に、隣接して並行して設けられた信号線の一部であるだけでなく、容量部の抵抗成分としても機能するので、本実施の形態による遅延回路素子2は図2(C)で示される等価回路で表される。
Therefore, both the
図3について、本実施の形態を適用可能な特開2000−269793号公報に開示された半導体装置16を説明する。 A semiconductor device 16 disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2000-269793 to which this embodiment can be applied will be described with reference to FIG.
この公知の半導体装置16は、セレクト信号φS、リバース信号φR、ディレイ回路21、信号線23A及び23B、浮遊容量Cs、半導体スイッチ26A及び26B、インバータ24A、24B及び24C、NAND素子25A、25B及び25C、並びにバッファ20A及び20B等からなる。
This known semiconductor device 16 includes a select signal φ S , a reverse signal φ R , a delay circuit 21, signal lines 23A and 23B, a floating capacitor Cs, semiconductor switches 26A and 26B,
セレクト信号φSは、回路群のオン及びオフの切り替えを担い、信号遅延量の調節を実行する場合には、“H”の状態とされる。リバース信号φRは、信号遅延量を増加させる場合には、“H”の状態とされ、信号遅延量を減少させる場合には、“L”の状態とされる。ここで、セレクト信号φSが“H”の状態である場合において、リバース信号φRが“H”の状態とされると、ディレイ回路21から出力された信号はインバータ24A、24B及び24C、並びに、NAND素子25A、25B及び25Cによって反転されてバッファ20Bに出力される。
The select signal φ S is responsible for switching on and off the circuit group, and is in the “H” state when adjusting the signal delay amount. The reverse signal φ R is in the “H” state when the signal delay amount is increased, and is in the “L” state when the signal delay amount is decreased. When the select signal φ S is in the “H” state and the reverse signal φ R is in the “H” state, the signal output from the delay circuit 21 is the
その結果、ダミー信号線である信号線23Aと信号線23Bとに印加される信号がそれぞれ逆相の関係を有することになるので、これらの間の浮遊容量Csがミラー効果によって2倍になり、遅延量が増加する。また、リバース信号φRが“L”の状態である場合には、バッファ20Bから同相の信号が印加され、その結果、浮遊容量Csが等価的に存在し難くなるので、遅延量が減少する。 As a result, the signals applied to the signal line 23A and the signal line 23B, which are dummy signal lines, have a reversed phase relationship, so that the stray capacitance Cs between them is doubled by the mirror effect, Increases the amount of delay. When the reverse signal φ R is in the “L” state, a signal having the same phase is applied from the buffer 20B, and as a result, the stray capacitance Cs does not easily exist equivalently, so that the delay amount is reduced.
即ち、図3のD部において、それ自身の同相波形又は反転波形をゲート回路により生成し、これを信号線23Bに隣接して並行する信号線23Aに走らせることにより、例えば、同相波形を走らせる場合には、信号線23Aと23Bとの配線間浮遊容量Csをほぼ0と見なして小さいディレイ(信号遅延)を実現できる。また、反転波形を走らせる場合には、信号線23Aと23Bとの配線間浮遊容量Csがミラー容量として2倍の容量として効いてくるので、大きいディレイ(信号遅延)を発生させることができる。このようにして、信号のディレイをD部の回路内で調整することができる。 That is, in the D part of FIG. 3, its own in-phase waveform or inverted waveform is generated by the gate circuit, and this is run on the signal line 23A adjacent to and parallel to the signal line 23B. In this case, a small delay (signal delay) can be realized by regarding the inter-wiring stray capacitance Cs between the signal lines 23A and 23B as almost zero. Further, when the inversion waveform is run, the inter-wiring stray capacitance Cs between the signal lines 23A and 23B works as a double capacitance as a mirror capacitance, so that a large delay (signal delay) can be generated. In this way, the signal delay can be adjusted in the circuit of the D section.
しかしながら、この構造においては、信号線23Aと23Bとの配線間浮遊容量Csを用いているために、信号遅延に必要かつ十分な容量を発生させたくても、隣接して走らせる信号線の距離がある程度長い場合、例えば、バスラインのような場合にしか有効でない。 However, in this structure, since the inter-wiring stray capacitance Cs between the signal lines 23A and 23B is used, even if it is desired to generate a necessary and sufficient capacitance for signal delay, the distance between the signal lines that run adjacent to each other is desired. This is effective only when it is long to some extent, for example, in the case of a bus line.
そこで、本実施の形態では、D部に、図2に示した構造の4端子パターンの容量部6を配線間浮遊容量Csの替わりに用いることによって、容量部6の上下の各電極8及び12を抵抗部5B、5Aとしてそれぞれ設けることができ、信号遅延に必要かつ十分な抵抗値及び容量値が得られることになる。この結果、並行する電極8及び12が信号線の一部として、従来のものよりずっと短い距離であっても同等の信号遅延量が得られるので、バスラインのみならず、もっと短い信号線23A及び23Bにも適用できるようになる。しかも、容量部6は上述したMIM又はPIP容量であるため、信号遅延量を精度良く確実に得ることができる。
Therefore, in the present embodiment, the upper and
その他、本実施の形態においては、上述した第1の実施の形態で述べたのと同様の作用及び効果が得られる。 In addition, in the present embodiment, the same operations and effects as described in the first embodiment described above can be obtained.
第3の実施の形態
図4は、本発明の第3の実施の形態を示すものである。
Third Embodiment FIG. 4 shows a third embodiment of the present invention.
本実施の形態は、図4(A)に示すように、入力した信号から、直接接続された遅延回路素子2A、2B及び2Cを介して3種類の遅延した信号を形成し、セレクタ15で所望の遅延量の信号を選択して出力すること以外は、基本的には、上述した第1の実施の形態と同様である。 In the present embodiment, as shown in FIG. 4A, three types of delayed signals are formed from input signals via directly connected delay circuit elements 2A, 2B, and 2C, and the selector 15 selects desired signals. This is basically the same as the first embodiment described above, except that a signal having a delay amount of 2 is selected and output.
即ち、図4(A)に示すように、図1に示した遅延回路素子2が複数個分(ここでは3個分)直列接続され、実際には、接地側のコンタクト13Aを含めてコンタクトが9つ設けられており、下部電極12は各素子に共用されている。なお、コンタクト13Aは、接地側として用いることに限定されることなく、上述した第2の実施の形態のように下部電極も信号線として用いてもよい。
That is, as shown in FIG. 4A, a plurality (three in this case) of
この構造によれば、IN(入力側)から信号線3に入力した信号の一部は、バッファ10A、遅延回路素子2A及びバッファ10Dを順次通過して所定量遅延した第1遅延信号(出力信号)としてセレクタ15に入力される。また、遅延回路素子2Aに後続のバッファ10B、遅延回路素子2B及びバッファ10Eを順次通過して遅延量がより大きい第2遅延信号(出力信号)としてセレクタ15に入力される。更に、遅延回路素子2Bに後続のバッファ10C、遅延回路素子2C及びバッファ10Fを順次通過して遅延量が更に大きい第3遅延信号(出力信号)としてセレクタ15に入力される。
According to this structure, a part of the signal input from the IN (input side) to the
セレクタ15に入力された第1、第2及び第3遅延信号はそれぞれ遅延量が異なっており、セレクタ15を介して所望の遅延信号を選択的にOUTに出力することができる。 The first, second, and third delay signals input to the selector 15 have different delay amounts, and a desired delay signal can be selectively output to OUT via the selector 15.
図4(B)に明示するように、コンタクト13Bとコンタクト13Cとの間の上部電極8A(抵抗部5A)、コンタクト13Cとコンタクト13Dとの間の上部電極8B(抵抗部5B)、及び、コンタクト13Dとコンタクト13Eとの間の上部電極8C(抵抗部5C)が直列に接続されているので、上述した第1、第2及び第3遅延信号の各遅延量は、各容量部6A、6B、6Cを通過する際の各コンタクト間の上部電極の長さによって決定される。
As clearly shown in FIG. 4B, the upper electrode 8A (resistor 5A) between the contact 13B and the
即ち、バッファ10A及びコンタクト13Bを介して信号が容量部6Aに入力した後に、第1の遅延信号は、コンタクト13Cを介してバッファ10D側に出力される。そして、この第1の遅延信号の遅延量を保持しつつ、第2の遅延信号は、より遅延量の大きい状態でコンタクト13Dを介してバッファ10Eに出力される。更に、この第2の遅延信号の遅延量を保持しつつ、第3の遅延信号は、更に大きな遅延量でコンタクト13Eを介してバッファ10Fに出力される。
That is, after a signal is input to the capacitor 6A via the
これに比較して、図5に示す構造は、図9に示した従来構造の遅延回路素子を3つ配置したものであり、各容量部56A、56B及び56Cの各上部電極58が各コンタクト63A、63B及び63Cをそれぞれ介して信号線3と接続されている。なお、各下部電極62は各コンタクト61Bを介してそれぞれ接地されている。
Compared to this, the structure shown in FIG. 5 has three delay circuit elements of the conventional structure shown in FIG. 9, and each
即ち、IN(入力側)から信号線53に入力した信号の一部は、バッファ60A、遅延回路素子52A及びバッファ60Dを順次通過して所定量遅延した第1遅延信号としてセレクタ88に入力される。また、遅延回路素子52Aに後続のバッファ60B、遅延回路素子52B及びバッファ60Eを順次通過して遅延量がより大きい第2遅延信号としてセレクタ88に入力される。更に、遅延回路素子52Bに後続のバッファ60C、遅延回路素子52C及びバッファ60Fを順次通過して更に遅延した第3遅延信号としてセレクタ88に入力される。従って、図4の例と同様に、セレクタ88に入力した第1、第2及び第3遅延信号は、選択的にOUTに出力でき、信号遅延量の異なる信号を出力する際の選択の幅を広めることができる。
That is, a part of the signal input from the IN (input side) to the
しかしながら、図5の構成によると、図9において述べたように、大きな面積(400μm2)の容量部56A、56B及び56Cを3個(総面積1200μm2)使わなければならない。これに対し、本実施の形態によれば、従来例より小さい面積(140μm2)の容量部6A、6B、6Cを用いて、図1に示した遅延回路素子2を3個(総面積420μm2)配置するだけで済み、上述した第1の実施の形態で述べたのと同様の作用及び効果が得られる。
However, according to the configuration of FIG. 5, as described in FIG. 9, a large area capacitors portion 56A of the (400 [mu]
以上、本発明を実施の形態に基づいて説明したが、本発明はこれらの例に何ら限定されるものではなく、発明の主旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能であることは言うまでもない。 As mentioned above, although this invention was demonstrated based on embodiment, it cannot be overemphasized that this invention is not limited to these examples at all, and can be suitably changed in the range which does not deviate from the main point of invention.
例えば、上述のTrのオン抵抗4Aを用いる代わりに、抵抗であれば、それ以外の構造の抵抗を用いることが可能であるし、或いはそうした抵抗を用いないで容量部の上部電極の抵抗だけでも差し支えない。その他、上述の容量素子の形状、パターン、サイズは様々に変更できる。また、上述した上部及び下部電極の機能を上述したものとは逆にしてもよい。その他、上述した容量素子の形状、パターン、サイズは様々に変更できる。 For example, instead of using the above-mentioned Tr on-resistance 4A, it is possible to use a resistor having any other structure as long as it is a resistor, or it is possible to use only the resistance of the upper electrode of the capacitor without using such a resistor. There is no problem. In addition, the shape, pattern, and size of the capacitor element described above can be variously changed. The functions of the upper and lower electrodes described above may be reversed from those described above. In addition, the shape, pattern, and size of the capacitor element described above can be variously changed.
また、上述の遅延回路素子2等は、半導体プロセスで他の素子と同時に回路内に組み込まれる構造であるのがよいが、別途作製した個別の部品として組み込むことのできるものであってもよい。
The
本発明の信号遅延構造は、デジタル信号を扱う各種の半導体集積回路等に適用することができる。 The signal delay structure of the present invention can be applied to various semiconductor integrated circuits that handle digital signals.
2、2A、2B、2C…遅延回路素子、3、23A、23B…信号線、
4A…Trのオン抵抗、5、5A、5B、5C…抵抗部、
6、6A、6B、6C…容量部、7…層間絶縁膜、8、8A、8B、8C…上部電極、
9…誘電体膜、
10A、10B、10C、10D、10E、10F、20A、20B…バッファ、
11…接地線、12…下部電極、
13A、13B、13C、13D、13E…コンタクト、15…セレクタ
2, 2A, 2B, 2C ... delay circuit elements, 3, 23A, 23B ... signal lines,
4A: Tr on-resistance, 5, 5A, 5B, 5C ... resistance section,
6, 6A, 6B, 6C ... capacitor part, 7 ... interlayer insulating film, 8, 8A, 8B, 8C ... upper electrode,
9: Dielectric film,
10A, 10B, 10C, 10D, 10E, 10F, 20A, 20B ... buffer,
11 ... ground wire, 12 ... lower electrode,
13A, 13B, 13C, 13D, 13E ... contact, 15 ... selector
Claims (6)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006115346A JP2007288028A (en) | 2006-04-19 | 2006-04-19 | Signal delay structure |
Applications Claiming Priority (1)
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JP2006115346A JP2007288028A (en) | 2006-04-19 | 2006-04-19 | Signal delay structure |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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ID=38759489
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JP2006115346A Pending JP2007288028A (en) | 2006-04-19 | 2006-04-19 | Signal delay structure |
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010093637A (en) * | 2008-10-09 | 2010-04-22 | Nec Electronics Corp | Delay circuit |
WO2015083289A1 (en) * | 2013-12-06 | 2015-06-11 | ルネサスエレクトロニクス株式会社 | Semiconductor device |
WO2015083281A1 (en) * | 2013-12-06 | 2015-06-11 | ルネサスエレクトロニクス株式会社 | Semiconductor device |
-
2006
- 2006-04-19 JP JP2006115346A patent/JP2007288028A/en active Pending
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JP2010093637A (en) * | 2008-10-09 | 2010-04-22 | Nec Electronics Corp | Delay circuit |
WO2015083289A1 (en) * | 2013-12-06 | 2015-06-11 | ルネサスエレクトロニクス株式会社 | Semiconductor device |
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