JP2017076829A - 容量素子、容量アレイおよびa/d変換器 - Google Patents
容量素子、容量アレイおよびa/d変換器 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2017076829A JP2017076829A JP2017020694A JP2017020694A JP2017076829A JP 2017076829 A JP2017076829 A JP 2017076829A JP 2017020694 A JP2017020694 A JP 2017020694A JP 2017020694 A JP2017020694 A JP 2017020694A JP 2017076829 A JP2017076829 A JP 2017076829A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electrode
- wiring layer
- capacitor
- wiring
- capacitive element
- 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
Links
Images
Landscapes
- Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
- Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
Abstract
【解決手段】第1端子と、第2端子と、基板1上に設けられた複数の配線層METAL1〜METAL3において、同心状で交互に配置され、それぞれ閉ループ形状を有する第1電極NAおよび第2電極NBと、を有し、第1電極および第2電極は、複数の配線層において対応する位置に、銅配線プロセスで形成され、第1電極および第2電極は、複数の配線層の第1配線層において第1端子および第2端子の一方に共通接続され、第1配線層は、複数の配線層の基板側の最下層の配線層METAL1であり、第1電極および第2電極は、複数の配線層の第2配線層METAL2において第1端子および第2端子の各々に接続され、各第1電極、および、各第1電極に隣接する第2電極の対応する1つは、第2配線層において、静電結合されてキャパシタを形成する。
【選択図】図8
Description
まず、逐次比較A/D変換器を説明する。逐次比較A/D変換器は、内部のD/A変換器(Digital-to-Analog Converter:容量DAC)と比較器、並びに、逐次比較制御のためのデジタル回路を含む。
次に、デルタシグマA/D変換器を説明する。デルタシグマA/D変換器は、デルタシグマ変調器と信号処理を担うデジタル回路を含む。
比較的分解能の高いA/D変換器に用いる容量素子の構造には、並行平板構造と櫛形構造がある。電極間の電界は、ウェハー断面から見て、並行平板構造では縦方向で、櫛形構造では横方向になる。
まず、櫛形容量には、PIP容量やMIM容量に比べて相対精度が劣るという課題がある。すなわち、PIP容量やMIM容量は並行平板で構造が単純なため、比較的均一に製造することができるが、櫛形容量は構造が複雑で不均一が生じやすいため、相対精度が劣ることになる。
次に、櫛形容量には、基板を突き抜ける電界が基板の電位分布を変化させ、それが容量の電圧依存性として現れるという課題もある。ここで、容量素子の電圧依存性は、A/D変換器の直線性に影響し、歪みを生じる原因になる。
さらに、A/D変換器に適用する容量素子の配置に関する要件を説明し、従来の櫛形構造容量を配置した場合の課題を示す。図5は、逐次比較A/D変換器の一例を示すブロック図である。
(付記1)
基板上に設けられた少なくとも1つの配線層において、同心状で交互に配置され、それぞれ閉ループ形状を有する第1電極および第2電極を有する、ことを特徴とする容量素子。
前記第1電極および前記第2電極は、複数の配線層の対応する位置に形成される、
ことを特徴とする付記1に記載の容量素子。
前記複数の配線層において、基板側の最下層の配線層における前記第1および第2電極に対して、同じ固定電位を印加する、
ことを特徴とする付記1または付記2に記載の容量素子。
さらに、
基板側の最下層の配線層と前記基板の間に形成され、前記基板に形成されたトランジスタのゲート電極として使用するポリシリコン層を有し、
前記ポリシリコン層に対して固定電位を印加する、
ことを特徴とする付記1または付記2に記載の容量素子。
前記固定電位を印加するポリシリコン層は、前記同心状で交互に配置された第1電極および第2電極に対応する同心形状とされている、
ことを特徴とする付記4に記載の容量素子。
さらに、
前記基板側の最下層の配線層の下側の前記基板の間に形成された不純物領域を有し、
前記不純物領域は、シリサイド化された領域を含み、
前記シリサイド化された領域に対して固定電位を印加する、
ことを特徴とする付記1または付記2に記載の容量素子。
前記同心状で交互に配置された第1電極および第2電極の内、少なくとも最外周の電極に対して固定電位を印加する、
ことを特徴とする付記1乃至付記6のいずれか1項に記載の容量素子。
前記同心状は、同心円状、または、同心多角形状である、
ことを特徴とする付記1乃至付記7のいずれか1項に記載の容量素子。
前記第1および第2電極は、銅配線プロセスで形成される、
ことを特徴とする付記1乃至付記8のいずれか1項に記載の容量素子。
前記第1電極および第2電極は、それぞれ端部を有しない、
ことを特徴とする付記1乃至付記9のいずれか1項に記載の容量素子。
アレイ状に配列された複数の単位容量を有し、複数の容量素子の容量値の相対的な比率に従って、前記各容量素子として使用する前記単位容量の数を規定する容量アレイであって、
前記複数の容量素子に共通する電極の配線を行う第1配線層と、
前記複数の容量素子のそれぞれに対する前記単位容量の接続を行う第2配線層と、
を有し、
前記複数の単位容量の各々は、
基板上に設けられた少なくとも1つの配線層において、同心状で交互に配置され、それぞれ閉ループ形状を有する第1電極および第2電極を有する、
ことを特徴とする容量アレイ。
前記容量アレイの最外周に配置された前記単位容量は、前記複数の容量素子に使用する単位容量として使用しないダミー容量とする、
ことを特徴とする付記11に記載の容量アレイ。
前記複数の容量素子に使用する単位容量は、前記容量アレイにおいて分散した位置の単位容量が選択される、
ことを特徴とする付記11または付記12に記載の容量アレイ。
前記第1配線層は、基板側の最下層の配線層であり、
前記第2配線層は、基板上の最上層の配線層である、
ことを特徴とする付記11至付記13のいずれか1項に記載の容量アレイ。
前記複数の単位容量の各々は、それぞれ付記2乃至付記10のいずれか1項に記載の容量素子である、
ことを特徴とする付記11乃至付記14のいずれか1項に記載の容量アレイ。
付記11乃至付記15のいずれか1項に記載の容量アレイと、
前記容量アレイの周辺部に配置され、前記複数の容量素子に対応して設けられた複数のスイッチと、
前記容量アレイの周辺部に配置され、前記複数のスイッチで選択された容量素子による電圧と、入力電圧を比較するコンパレータと、を有し、
前記入力電圧のアナログ・デジタル変換を行うことを特徴とするA/D変換器。
1C,2C,4C,8C 容量値
2 素子間分離用酸化膜(STI:酸化膜)
C0',C0〜C3 容量素子
CMP コンパレータ
Cp 寄生容量
G,GND 接地電位(接地ノード)
METAL1〜METAL6 配線層(金属配線層)
NA 第1電極(第1ノード)
NB 第2電極(第2ノード)
NC 最外周の電極
SAR 逐次比較制御回路
SW,S0',S0〜S3 スイッチ
TOP トッププレート
VIN 入力アナログ電圧(入力ノード)
VREF 基準電圧(基準ノード)
Claims (13)
- 第1端子と、
第2端子と、
基板上に設けられた複数の配線層において、同心状で交互に配置され、それぞれ閉ループ形状を有する第1電極および第2電極と、を有し、
前記第1電極および前記第2電極は、前記複数の配線層において対応する位置に、銅配線プロセスで形成され、
前記第1電極および前記第2電極は、前記複数の配線層の第1配線層において前記第1端子および前記第2端子の一方に共通接続され、前記第1配線層は、前記複数の配線層の基板側の最下層の配線層であり、
前記第1電極および前記第2電極は、前記複数の配線層の第2配線層において前記第1端子および前記第2端子の各々に接続され、前記各第1電極、および、前記各第1電極に隣接する前記第2電極の対応する1つは、前記第2配線層において、静電結合されてキャパシタを形成する、
ことを特徴とする容量素子。 - 前記第1配線層は、前記基板上に形成され、前記基板に形成されたトランジスタのポリシリコン電極は、前記第1配線層において前記第1電極および前記第2電極として使用される、
ことを特徴とする請求項1に記載の容量素子。 - さらに、
前記第1配線層の下の前記基板に形成され、前記第1電極および前記第2電極の一方が接続されたシリサイド化された領域を含む不純物領域を有する、
ことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の容量素子。 - 固定電位が、前記同心状で交互に配置された前記第1電極および前記第2電極の内、少なくとも最外周の電極に対して印加される、
ことを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載の容量素子。 - 前記第1電極および前記第2電極は、それぞれ端部を有しない、
ことを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれか1項に記載の容量素子。 - アレイ状に配列された複数の単位容量を有し、複数の容量素子の容量値の相対的な比率に従って、前記各容量素子として使用する前記単位容量の数の規定する容量アレイであって、
前記複数の容量素子に共通する電極の配線を行う第1配線層と、
前記複数の容量素子のそれぞれに対する前記単位容量の接続を行う第2配線層と、
を有し、
前記複数の単位容量の各々は、
第1端子と、
第2端子と、
基板上に設けられた複数の配線層において、同心状で交互に配置され、それぞれ閉ループ形状を有する第1電極および第2電極と、を有し、
前記第1電極および前記第2電極は、前記複数の配線層において対応する位置に、銅配線プロセスで形成され、
前記第1電極および前記第2電極は、前記複数の配線層の第3配線層において前記第1端子および前記第2端子の一方に共通接続され、前記第3配線層は、前記複数の配線層の基板側の最下層の配線層であり、
前記第1電極および前記第2電極は、前記複数の配線層の第4配線層において前記第1端子および前記第2端子の各々に接続され、前記各第1電極、および、前記各第1電極に隣接する前記第2電極の対応する1つは、前記第4配線層において、静電結合されてキャパシタを形成する、ことを特徴とする容量アレイ。 - 前記第1配線層は、基板側の最下層の配線層であり、
前記第2配線層は、基板上の最上層の配線層である、
ことを特徴とする請求項6に記載の容量アレイ。 - 前記複数の単位容量の各々は、それぞれ請求項1乃至請求項5のいずれか1項に記載の容量素子である、
ことを特徴とする請求項6に記載の容量アレイ。 - 請求項6乃至請求項8のいずれか1項に記載の容量アレイと、
前記容量アレイの周辺部に配置され、前記複数の容量素子に対応して設けられた複数のスイッチと、
前記容量アレイの周辺部に配置され、前記複数のスイッチで選択された容量素子による電圧と、入力電圧を比較するコンパレータと、を有し、
前記入力電圧のアナログ・デジタル変換を行うことを特徴とするA/D変換器。 - 固定電位が、前記同心状で交互に配置された前記第1電極および前記第2電極の内、少なくとも最外周の電極に対して印加される、
ことを特徴とする請求項9に記載のA/D変換器。 - 前記容量アレイの最外周に配置された前記単位容量は、前記複数の容量素子に使用する単位容量として使用しないダミー容量とする、
ことを特徴とする請求項9または請求項10に記載のA/D変換器。 - 前記第1配線層は、基板側の最下層の配線層であり、
前記第2配線層は、基板上の最上層の配線層である、
ことを特徴とする請求項9乃至請求項11のいずれか1項に記載のA/D変換器。 - 請求項9乃至請求項12のいずれか1項に記載のA/D変換器を有する、ことを特徴とする集積回路。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017020694A JP6384553B2 (ja) | 2017-02-07 | 2017-02-07 | 容量素子、容量アレイおよびa/d変換器 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017020694A JP6384553B2 (ja) | 2017-02-07 | 2017-02-07 | 容量素子、容量アレイおよびa/d変換器 |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2012274747A Division JP2014120615A (ja) | 2012-12-17 | 2012-12-17 | 容量素子、容量アレイおよびa/d変換器 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2017076829A true JP2017076829A (ja) | 2017-04-20 |
JP6384553B2 JP6384553B2 (ja) | 2018-09-05 |
Family
ID=58549697
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2017020694A Active JP6384553B2 (ja) | 2017-02-07 | 2017-02-07 | 容量素子、容量アレイおよびa/d変換器 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6384553B2 (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110323334A (zh) * | 2019-07-09 | 2019-10-11 | 四川中微芯成科技有限公司 | 一种用寄生电容做adc电容的结构及方法 |
CN111262585A (zh) * | 2020-02-14 | 2020-06-09 | 深圳市紫光同创电子有限公司 | 一种电容器及模拟数字转换器芯片 |
CN116094523A (zh) * | 2023-03-06 | 2023-05-09 | 电子科技大学 | 一种适用于二进制电容式dac的紧凑型电容排布方法 |
Citations (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003017575A (ja) * | 2001-07-04 | 2003-01-17 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 半導体集積回路装置ならびにd/a変換装置およびa/d変換装置 |
US20030081371A1 (en) * | 2001-10-30 | 2003-05-01 | Fujitsu Limited | Capacitor and method for fabricating the same |
JP2003530715A (ja) * | 2000-04-10 | 2003-10-14 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | ディープ・サブミクロンcmos用の交互に接続された同心ラインを備えた多層キャパシタ構造体 |
JP2003536271A (ja) * | 2000-06-19 | 2003-12-02 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | ディープ・サブミクロンcmos用の積層ピラーアレイコンデンサ構造体 |
JP2004208011A (ja) * | 2002-12-25 | 2004-07-22 | Denso Corp | D/a変換器およびa/d変換器 |
US20050030699A1 (en) * | 2002-03-11 | 2005-02-10 | Paul Susanne A. | Shielded capacitor structure |
JP2005108874A (ja) * | 2003-09-26 | 2005-04-21 | Toshiba Corp | 容量素子を含む電子回路装置 |
JP2005136055A (ja) * | 2003-10-29 | 2005-05-26 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 半導体集積回路装置およびデルタ・シグマad変換装置 |
JP2006303220A (ja) * | 2005-04-21 | 2006-11-02 | Nec Electronics Corp | 半導体装置 |
JP2009038372A (ja) * | 2007-07-31 | 2009-02-19 | Internatl Business Mach Corp <Ibm> | 多層キャパシタ構造及びこれの製造方法(方向に依存しない多層beolキャパシタ) |
US20090288869A1 (en) * | 2008-05-24 | 2009-11-26 | International Business Machines Corporation | Curvilinear wiring structure to reduce areas of high field density in an integrated circuit |
JP2011205230A (ja) * | 2010-03-24 | 2011-10-13 | Fujitsu Semiconductor Ltd | A/d変換器 |
JP2011228396A (ja) * | 2010-04-16 | 2011-11-10 | Fujitsu Semiconductor Ltd | 半導体集積回路装置およびその製造方法 |
JP2012509594A (ja) * | 2008-11-21 | 2012-04-19 | ザイリンクス インコーポレイテッド | 集積キャパシタのためのシールド |
-
2017
- 2017-02-07 JP JP2017020694A patent/JP6384553B2/ja active Active
Patent Citations (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003530715A (ja) * | 2000-04-10 | 2003-10-14 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | ディープ・サブミクロンcmos用の交互に接続された同心ラインを備えた多層キャパシタ構造体 |
JP2003536271A (ja) * | 2000-06-19 | 2003-12-02 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | ディープ・サブミクロンcmos用の積層ピラーアレイコンデンサ構造体 |
JP2003017575A (ja) * | 2001-07-04 | 2003-01-17 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 半導体集積回路装置ならびにd/a変換装置およびa/d変換装置 |
US20030081371A1 (en) * | 2001-10-30 | 2003-05-01 | Fujitsu Limited | Capacitor and method for fabricating the same |
US20050030699A1 (en) * | 2002-03-11 | 2005-02-10 | Paul Susanne A. | Shielded capacitor structure |
JP2004208011A (ja) * | 2002-12-25 | 2004-07-22 | Denso Corp | D/a変換器およびa/d変換器 |
JP2005108874A (ja) * | 2003-09-26 | 2005-04-21 | Toshiba Corp | 容量素子を含む電子回路装置 |
JP2005136055A (ja) * | 2003-10-29 | 2005-05-26 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 半導体集積回路装置およびデルタ・シグマad変換装置 |
JP2006303220A (ja) * | 2005-04-21 | 2006-11-02 | Nec Electronics Corp | 半導体装置 |
JP2009038372A (ja) * | 2007-07-31 | 2009-02-19 | Internatl Business Mach Corp <Ibm> | 多層キャパシタ構造及びこれの製造方法(方向に依存しない多層beolキャパシタ) |
US20090288869A1 (en) * | 2008-05-24 | 2009-11-26 | International Business Machines Corporation | Curvilinear wiring structure to reduce areas of high field density in an integrated circuit |
JP2012509594A (ja) * | 2008-11-21 | 2012-04-19 | ザイリンクス インコーポレイテッド | 集積キャパシタのためのシールド |
JP2011205230A (ja) * | 2010-03-24 | 2011-10-13 | Fujitsu Semiconductor Ltd | A/d変換器 |
JP2011228396A (ja) * | 2010-04-16 | 2011-11-10 | Fujitsu Semiconductor Ltd | 半導体集積回路装置およびその製造方法 |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110323334A (zh) * | 2019-07-09 | 2019-10-11 | 四川中微芯成科技有限公司 | 一种用寄生电容做adc电容的结构及方法 |
CN110323334B (zh) * | 2019-07-09 | 2023-03-24 | 四川中微芯成科技有限公司 | 一种用寄生电容做adc电容的结构及方法 |
CN111262585A (zh) * | 2020-02-14 | 2020-06-09 | 深圳市紫光同创电子有限公司 | 一种电容器及模拟数字转换器芯片 |
CN111262585B (zh) * | 2020-02-14 | 2023-03-28 | 深圳市紫光同创电子有限公司 | 一种电容器及模拟数字转换器芯片 |
CN116094523A (zh) * | 2023-03-06 | 2023-05-09 | 电子科技大学 | 一种适用于二进制电容式dac的紧凑型电容排布方法 |
CN116094523B (zh) * | 2023-03-06 | 2023-06-09 | 电子科技大学 | 一种适用于二进制电容式dac的紧凑型电容排布方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP6384553B2 (ja) | 2018-09-05 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2014120615A (ja) | 容量素子、容量アレイおよびa/d変換器 | |
US10892099B2 (en) | Fringe capacitor for high resolution ADC | |
US7161516B2 (en) | Layout of dummy and active cells forming capacitor array in integrated circuit | |
JP6384553B2 (ja) | 容量素子、容量アレイおよびa/d変換器 | |
US10453791B2 (en) | Metal-on-metal capacitors | |
US6198123B1 (en) | Shielded integrated circuit capacitor connected to a lateral transistor | |
JP4777668B2 (ja) | Mim型容量素子 | |
JP6244967B2 (ja) | キャパシタアレイおよびad変換器 | |
JP2010278450A (ja) | アナログディジタル変換器 | |
JP2010278450A5 (ja) | ||
US7473955B1 (en) | Fabricated cylinder capacitor for a digital-to-analog converter | |
JP3549499B2 (ja) | 半導体集積回路装置ならびにd/a変換装置およびa/d変換装置 | |
Karmokar et al. | Constructive common-centroid placement and routing for binary-weighted capacitor arrays | |
JP2006128468A (ja) | 半導体装置 | |
US20180337688A1 (en) | Capacitor layout of digital-to-analog conversion integrated circuit | |
US20230395348A1 (en) | Mems relay architecture with frequency isolation | |
JP4463528B2 (ja) | 半導体集積回路装置およびデルタ・シグマad変換装置 | |
JP2010272800A (ja) | デジタル−アナログ変換器及びこれを用いたアナログ−デジタル変換器 | |
US11728336B2 (en) | Compensated alternating polarity capacitive structures | |
EP0892437A2 (en) | Precision capacitor ladder using differential equal-perimeter pairs | |
WO2021000111A1 (zh) | 一种交指电容以及乘法数模转换电路 | |
US20080284495A1 (en) | Mos capacitor with large constant value | |
JP2004214692A (ja) | 半導体集積回路装置ならびにd/a変換装置およびa/d変換装置 | |
US20240021662A1 (en) | Polysilicon resistors, methods for manufacturing the same, and successive approximation register analog-to-digital converter | |
Vancura et al. | A Capacitor DAC for Charge Redistribution Analog |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20170207 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20171213 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20171219 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20180208 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20180327 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20180523 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20180710 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20180723 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6384553 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |