JP2772642B2 - アナログスイッチ - Google Patents

アナログスイッチ

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JP2772642B2
JP2772642B2 JP63146573A JP14657388A JP2772642B2 JP 2772642 B2 JP2772642 B2 JP 2772642B2 JP 63146573 A JP63146573 A JP 63146573A JP 14657388 A JP14657388 A JP 14657388A JP 2772642 B2 JP2772642 B2 JP 2772642B2
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邦彦 後藤
三六 塚本
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Fujitsu Ltd
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【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明はS/H回路やチョッパ型コンパレータ等に用い
られるアナログスイッチに関する。
[従来の技術] 第4図に示すS/H回路において、アナログスイッチ1
のソースSにアナログ電圧を供給し、ゲートGの電位を
ロウレベルにしてアナログスイッチ1をオンにすると、
コンデンサ2の端子間電圧がソースSとアース間の入力
電圧に等しくなり、次にゲートGをハイレベルにする
と、このときの入力電圧がコンデンサ2に保持される。
図中、3はボルテージホロアである。
このアナログスイッチ1は例えば第5図に示す如く、
n型Si基板4の表面部にp+拡散領域からなるソース領域
Sとドレイン領域Dが互いに離間して形成され、ソース
領域Sとドレイン領域Dの間のn型Si基板4上にゲート
酸化膜5を介してゲートGが堆積されて構成されてい
る。図中、p+型拡散領域6は他の回路素子の一部であっ
て、ドレイン領域Dの近くに形成されている。
このn型Si基板4には+側電源電圧VDDが印加されて
いるが、ノイズ等によってp+型拡散領域6の電圧VがV
>VDDとなると、pn接合を通ってp+型拡散領域6から
n型Si基板4へ正電荷7が侵入する。この侵入正電荷7
はn型Si基板4中の電子と結合するが、侵入電荷量が多
くなるとアナログスイッチ1のドレイン領域Dまたはソ
ース領域Sで吸収され、コンデンサ2の保持電圧が変動
する。
次に、第6図に示すチョッパ型コンパレータでは、ア
ナログスイッチ1A、1B及び1CのゲートGの電位をロウレ
ベルにしてこれらをオン状態にし、アナログスイッチ1D
のゲートGの電位をハイレベルにしてこれをオフ状態に
すると、入力端子11に印加される電圧に比例した電荷が
コンデンサ12に蓄えられ、かつ、インバータ14、15の入
出力電位が等しくされてハイレベルとロウレベルとの中
間電位になり、次に生ずる僅かな電位変動に応答し易い
状態になる。すなわち、信号のみならずノイズの影響も
受けやすい状態になる。次いでアナログスイッチ1A、1B
及び1CのゲートGの電位をハイレベルにしてこれらをオ
フ状態にし、アナログスイッチ1DのゲートGをロウレベ
ルにしてこれをオン状態にすると、入力端子16に印加さ
れたサンプル電圧に応じてコンデンサ12の蓄電量が変化
し、これがインバータ14で増幅されてコンデンサ13の蓄
電量が変化し、さらにこれがインバータ15で増幅されて
比較結果が出力端子17に取り出される。
比較される基準電圧とサンプル電圧が略等しい場合に
は、上記侵入電荷7により、特にアナログスイッチ1B、
1CのソースSの電位が変化すると、それぞれインバータ
14、15により増幅されるので、出力端子17に得られる比
較結果に誤りが生ずることがある。
このような保持電位の変動を避けるため、従来では、
第5図に於いてアナログスイッチ1の外周かつn型Si基
板4の表面部にp+拡散領域からなるコンタクトを形成
し、これに外部からの侵入電荷7を吸収させていた。
しかし、アナログスイッチ1の外周にコンタクトを形
成するので、占有面積が広くなり、高集積化が妨げられ
ていた。
このような問題は、その程度が次のようにして低減さ
れる。すなわち、第5図において、第4図のアナログス
イッチ1並びに第6図のアナログスイッチ1A及び1Dの場
合にはいずれもドレインDの周りをソースSで囲み、ゲ
ートGも同様にドレインDの周りを囲むように構成する
(特開昭55−133572号公報)ことにより、第6図のアナ
ログスイッチ1B及び1Cの場合にはいずれも逆にソースS
の周りをドレインDで囲み、ゲートGも同様にソースS
の周りを囲むように構成することにより、内側を囲む外
側の領域で侵入電荷が吸収され易くなり、かつ、高集積
化が可能となる。
[発明が解決しようとする課題] しかし、内側の領域(ソースS又はドレインD)に接
続された配線が、その外側の領域(ゲートG、及び、ド
レインD又はソースS)の上方でこれらを横切って配置
されるので、この配線の電位が、その下方の該外側の領
域(ゲートG、及び、ドレインD又はソースS)の電位
変動の影響を受け、特に第6図のインバータ14及び15が
誤動作する虞があるという新たな問題が生ずる。
上記特開昭55−133572号公報では、内側のドレインD
の電位が外側のゲートGの電位変動から受ける影響を、
次のようにして相殺している。すなわち、MOSトランジ
スタのソース・ドレイン間を短絡した補正用キャパシタ
をアナログスイッチに直列接続し、このキャパシタの一
方の電極であるゲートに、アナログスイッチのゲートと
反対極性の信号を供給して、該影響を相殺している。
しかしながら、MOSトランジスタが2個必要になり且
つ補正用キャパシタのゲート電位も制御しなければなら
ないので構成が複雑になる。また、内側のドレインDに
接続され外側のソースSの上方を通る配線の電位が、こ
のソースSの電位変動から受ける影響を除去することが
できないので、この構成を例えば第4図のS/H回路のア
ナログスイッチ1に適用したとき、アナログスイッチ1
をオフにして入力電圧をコンデンサ2に保持させても、
S/H回路の入力電位の変動に応じてS/H回路の出力電位が
変動するという問題が生ずる。
本発明の目的は、上記問題点に鑑み、簡単な構成で、
内側の領域であるソース又はドレインに接続された配線
の電位が、その外側の領域であるゲート、及び、ドレイ
ン又はソースの電位変動の影響を受けるのを防止するこ
とができるアナログスイッチを提供することにある。
[課題を解決するための手段] この目的を達成するために、本発明では、一導電型基
板の表面部に、該導電型と反対の導電型の第1領域及び
第2領域が、互いに離間しかつ該第2領域が該第1領域
を囲むように環状に形成され、該第1領域と該第2領域
との間の該基板表面に第1絶縁層を介してゲート電極が
環状に形成されたアナログスイッチにおいて、 該ゲート電極上及び該第2領域上に第2絶縁層を介し
て、該第1領域及び該第2領域と接続されていない導電
性シールド薄膜が配設され、 該第1領域に接続された配線が、該導電性シールド薄
膜上に配設された第3絶縁層を介して、該ゲート電極上
及び該第2領域上を横切るように配設されている。
[作用] ゲート電極上及び第2領域上に第2絶縁層を介して、
第1領域及び該第2領域と接続されていない導電性シー
ルド薄膜が配設され、第1領域に接続された配線が、導
電性シールド薄膜上に配設された第3絶縁層を介して、
ゲート電極上及び第2領域上を横切るように配設されて
いるので、ゲート電極及び第2領域の電位変動により該
配線の電位が変動するのが防止される。
また、従来のように別のMOSトランジスタを使用した
りそのゲート電位を制御したりする必要がないので、構
成が簡単である。
[実施例] 図面に基づいて本発明の一実施例を説明する。第1図
は絶縁層を図示省略したp−MOS型アナログスイッチ1X
の平面図であり、第2図は第1図のアナログスイッチ1X
をII−II線で切断した一部断面斜視図であり、第3図は
第1図のIII−III線断面図である。
n型Si基板4の表面部にはp+型拡散領域20とp+型拡散
領域21とが互いに離間して形成され、両領域20と21との
間のn型Si基板4上には絶縁層22aを介してゲート電極2
3が形成されている。このp+型拡散領域20は、p+型拡散
領域21により囲まれている。ゲート電極23上には、絶縁
層22bを介し、ゲート電極23及びp+型拡散領域21を横切
るシールド24が配設されている。シールド24は導電性薄
膜であり、この上には更に、絶縁層22cを介して、シー
ルド24より幅の狭い配線25がシールド24の長手方向に配
設されている。配線25の一端部はp+型拡散領域20の中央
部上に位置し、p+型拡散領域20の中央部に堆積された柱
状コンタクト25aに連なっている。
上記の如く構成されたアナログスイッチ1Xを第4図に
示すようなS/H回路に用いる場合には、内側のp+型拡散
領域20をドレイン領域とし、外側のp+型拡散領域21をソ
ース領域とする。ゲート電極23に負パルスを印加しp+
拡散領域21と20との間を一時的に導通状態にして、p+
拡散領域21に供給された電圧によりコンデンサ2を充電
し、この電圧を保持する。ノイズ等により他の素子から
侵入電荷7がアナログスイッチ1Aへ流れ込んだ場合に
は、外側のp+型拡散領域21により吸収される。
したがって、内側のp+型拡散領域20は侵入電荷7に影
響されず、コンデンサ2の保持電圧をほぼ一定に保つこ
とができる。また、ゲート電極23やソース領域の電圧が
変動してもその影響は配線25に伝達されず、コンデンサ
2の電位を更に一定に保つことができる。
アナログスイッチ1Xを第6図に示すチョッパ型コンパ
レータに用いる場合には、アナログスイッチ1B、1Cにつ
いてはインバータ14、15がソースS側の電位を増幅する
ので、内側のp+型拡散領域20をソース領域とし外側のp+
型拡散領域21をドレイン領域とすることにより侵入電荷
7がソースS領域に注入されてこれがインバータ14、15
により増幅されるのを避ける。アナログスイッチ1A、1D
については、侵入電荷7の侵入によるコンデンサ12側の
電位の変動を避けるために、内側のp+型拡散領域20をド
レイン領域とし外側のp+型拡散領域21をソース領域とす
る。
このような構成により、ゲート電極23やp+型拡散領域
21の電位変動により、p+型拡散領域20に接続された配線
25の電位が変動するのが防止され、特に第6図のインバ
ータ14又は15の誤動作が防止される。また、従来のよう
に別のMOSトランジスタを使用したりそのゲート電位を
制御したりする必要がないので、構成が簡単である。
[発明の効果] 以上説明した如く、本発明に係るアナログスイッチに
よれば、ゲート電極上及び第2領域上に第2絶縁層を介
して、第1領域及び該第2領域と接続されていない導電
性シールド薄膜が配設され、第1領域に接続された配線
が、導電性シールド薄膜上に配設された第3絶縁層を介
して、ゲート電極上及び第2領域上を横切るように配設
されているので、ゲート電極及び第2領域の電位変動に
より該配線の電位が変動するのが防止されるという効果
を奏し、アナログスイッチの動作の信頼性向上に寄与す
るところが大きい。また、導電性シールド薄膜を上記の
ように配設すればよく、従来のように別のMOSトランジ
スタを使用したりそのゲート電位を制御したりする必要
がないので、構成が簡単であるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例に係り、絶縁層を図示省略し
たアナログスイッチの平面図、 第2図は第1図のアナログスイッチをII−II線で切断し
た一部断面斜視図、 第3図は第1図のIII−III線断面図、 第4図はアナログスイッチが適用されたS/H回路図、 第5図は従来のアナログスイッチの構成を示す断面図、 第6図はアナログスイッチが適用されたチョッパ型コン
パレータの回路図である。 図中、 1、1A〜1D、1Xはアナログスイッチ 3はボルテージホロア 21はp+型拡散領域 22a〜22cは絶縁層 23はゲート電極 24はシールド 25は配線 Sはソース Dはドレイン Gはゲート
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭55−133572(JP,A) 特開 昭62−9645(JP,A) 実開 昭61−254(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H01L 21/336 H01L 29/76 H01L 29/772 H01L 29/78

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】一導電型基板の表面部に、該導電型と反対
    の導電型の第1領域及び第2領域が、互いに離間しかつ
    該第2領域が該第1領域を囲むように環状に形成され、
    該第1領域と該第2領域との間の該基板表面に第1絶縁
    層を介してゲート電極が環状に形成されたアナログスイ
    ッチにおいて、 該ゲート電極上及び該第2領域上に第2絶縁層を介し
    て、該第1領域及び該第2領域と接続されていない導電
    性シールド薄膜が配設され、 該第1領域に接続された配線が、該導電性シールド薄膜
    上に配設された第3絶縁層を介して、該ゲート電極上及
    び該第2領域上を横切るように配設されている、 ことを特徴とするアナログスイッチ。
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