JP3265756B2 - converter - Google Patents

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JP3265756B2
JP3265756B2 JP25074693A JP25014693A JP3265756B2 JP 3265756 B2 JP3265756 B2 JP 3265756B2 JP 25074693 A JP25074693 A JP 25074693A JP 25014693 A JP25014693 A JP 25014693A JP 3265756 B2 JP3265756 B2 JP 3265756B2
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mos
mos transistors
transistors
transistor
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晴継 福本
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2291/00Indexing codes associated with group G01N29/00
    • G01N2291/04Wave modes and trajectories
    • G01N2291/044Internal reflections (echoes), e.g. on walls or defects

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は変換器に係り、例え
ば、フラッシュ型A/D変換器等に使用できる変換器に
関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a converter, for example, a converter which can be used for a flash A / D converter and the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、CMOSを用いたフラッシュ型イ
ンバータの閾値電圧Vtを変化させるために、トランジ
スタのL/Wを変化させることが行われていた(例え
ば、1992年電子情報通信学会春季大会、C−60
8.「CMOSインバータを基本構成要素とするADコ
ンバータ」)。
2. Description of the Related Art Conventionally, in order to change the threshold voltage Vt of a flash inverter using CMOS, the L / W of a transistor has been changed (for example, the 1992 IEICE Spring Conference, C-60
8. "AD converter using a CMOS inverter as a basic component").

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】ところが、同一基板内
にL/Wの異なったトランジスタを多数配置するために
は、レイアウト設計が複雑になってしまう。又、同一基
板内にL/Wの異なったトランジスタを多数配置するた
めには、最小のトランジスタを最小ルールに合わせる必
要があり、それ以上の大きさのトランジスタを配置する
ためにはチップ面積が大きくなるという問題があった。
However, arranging a large number of transistors having different L / W on the same substrate complicates the layout design. Further, in order to arrange a large number of transistors having different L / W on the same substrate, it is necessary to match a minimum transistor with a minimum rule. In order to arrange a transistor having a larger size, a large chip area is required. There was a problem of becoming.

【0004】そこで、この発明の目的は、レイアウト設
計が容易でチップ面積の小さな変換器を提供することに
ある。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a converter having a small chip area and easy layout design.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】請求項1の発明は、同一
基板に同一レイアウトの薄膜SOI構造を用いたMOS
トランジスタを複数配置するとともに、基板内における
前記各MOSトランジスタの下方に導電層を延設し、当
該導電層に所定の電圧を印加することにより各MOSト
ランジスタの閾値電圧を連続的に制御し、前記各MOS
トランジスタのゲート端子にアナログ信号を入力すると
ともに前記各MOSトランジスタのオン・オフ状態によ
りデジタル化するようにした変換器をその要旨とする。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a MOS transistor using a thin-film SOI structure having the same layout on the same substrate.
A plurality of transistors are arranged, a conductive layer is extended below the MOS transistors in the substrate, and a predetermined voltage is applied to the conductive layer to continuously control a threshold voltage of each MOS transistor. Each MOS
A gist of the present invention is to provide a converter in which an analog signal is input to a gate terminal of a transistor and digitized according to the on / off state of each MOS transistor.

【0006】請求項2の発明は、同一基板に同一レイア
ウトの薄膜SOI構造を用いたCMOSインバータ構造
のMOSトランジスタを複数組配置するとともに、基板
内における前記CMOSインバータ構造の各MOSトラ
ンジスタの下方に導電層を延設し、当該導電層に所定の
電圧を印加することにより前記CMOSインバータ構造
の各MOSトランジスタの閾値電圧を連続的に制御し、
前記各MOSトランジスタのゲート端子にアナログ信号
を入力するとともに前記各MOSトランジスタのオン・
オフ状態によりデジタル化するようにした変換器をその
要旨とする。
According to a second aspect of the present invention, a plurality of sets of MOS transistors having a CMOS inverter structure using a thin-film SOI structure having the same layout are arranged on the same substrate, and a conductive material is provided below each MOS transistor having the CMOS inverter structure in the substrate. A threshold voltage of each MOS transistor of the CMOS inverter structure is continuously controlled by extending a layer and applying a predetermined voltage to the conductive layer;
An analog signal is input to the gate terminal of each MOS transistor, and the ON / OFF state of each MOS transistor
A gist of the present invention is a converter that is digitized by an OFF state.

【0007】[0007]

【作用】請求項1の発明は、導電層に所定の電圧を印加
することにより基板電位を連続的に制御して各MOSト
ランジスタの閾値電圧が連続的に制御される。そして、
各MOSトランジスタのゲート端子にアナログ信号を入
力して各MOSトランジスタのオン・オフ状態によりデ
ジタル化される。よって、同一基板に同一レイアウトの
MOSトランジスタが配置できるので、レイアウト設計
が容易となるとともに、同一レイアウトのMOSトラン
ジスタを最小ルールに合わせることができチップ面積も
小さくてすむ。
According to the first aspect of the present invention, the threshold voltage of each MOS transistor is continuously controlled by continuously controlling the substrate potential by applying a predetermined voltage to the conductive layer. And
An analog signal is input to the gate terminal of each MOS transistor and digitized according to the ON / OFF state of each MOS transistor. Therefore, since MOS transistors having the same layout can be arranged on the same substrate, layout design becomes easy, and MOS transistors having the same layout can be matched to the minimum rule, and the chip area can be reduced.

【0008】請求項2の発明は、導電層に所定の電圧を
印加することにより基板電位を連続的に制御してCMO
Sインバータ構造の各MOSトランジスタの閾値電圧が
連続的に制御される。そして、各MOSトランジスタの
ゲート端子にアナログ信号を入力して各MOSトランジ
スタのオン・オフ状態によりデジタル化される。よっ
て、同一基板上に同一レイアウトのMOSトランジスタ
が配置できるので、レイアウト設計が容易となるととも
に、同一レイアウトのMOSトランジスタを最小ルール
に合わせることができチップ面積も小さくてすむ。
According to a second aspect of the present invention, a substrate voltage is continuously controlled by applying a predetermined voltage to
The threshold voltage of each MOS transistor having the S inverter structure is continuously controlled. Then, an analog signal is input to the gate terminal of each MOS transistor and digitized according to the ON / OFF state of each MOS transistor. Therefore, since MOS transistors having the same layout can be arranged on the same substrate, layout design is facilitated, and MOS transistors having the same layout can be adjusted to the minimum rule, so that the chip area can be reduced.

【0009】[0009]

【実施例】(第1実施例)以下、この発明を具体化した
第1実施例を図面に従って説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS (First Embodiment) A first embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0010】薄膜SOI構造を用いたMOSトランジス
タにおいて、2ビットのアナログデジタル変換器に適用
した例を以下に示す。図1には電気的構成を示し、図2
には基板の平面図を示し、図3には図2のA−A断面図
を示す。
An example in which a MOS transistor using a thin film SOI structure is applied to a 2-bit analog-to-digital converter will be described below. FIG. 1 shows the electrical configuration, and FIG.
2 shows a plan view of the substrate, and FIG. 3 shows a cross-sectional view taken along line AA of FIG.

【0011】図3に示すように、基板1には同一レイア
ウトの4つのNMOSトランジスタ2,3,4,5が横
一列に配置されている。即ち、基板1の表面に4つの薄
膜シリコン層(薄膜SOI)6,7,8,9が配置され
るとともに、その薄膜シリコン層6,7,8,9上にゲ
ート酸化膜10,11,12,13を介して各トランジ
スタ共通の共通ゲート電極14が延設されている。又、
各NMOSトランジスタ2,3,4,5は等間隔で配置
されている。
As shown in FIG. 3, on a substrate 1, four NMOS transistors 2, 3, 4, and 5 having the same layout are arranged in a horizontal row. That is, four thin-film silicon layers (thin-film SOI) 6, 7, 8, 9 are arranged on the surface of the substrate 1, and gate oxide films 10, 11, 12, 12 are formed on the thin-film silicon layers 6, 7, 8, 9, respectively. , 13 extend a common gate electrode 14 common to the transistors. or,
The NMOS transistors 2, 3, 4, and 5 are arranged at equal intervals.

【0012】さらに、基板1内におけるNMOSトラン
ジスタ2,3,4,5の下方には、導電層としての多結
晶シリコン層15が延設されている。この多結晶シリコ
ン層15の一端は、薄膜シリコン層(薄膜SOI)16
と接続されるとともに、他端は薄膜シリコン層(薄膜S
OI)17と接続されている。又、薄膜シリコン層16
はアルミ電極18と、薄膜シリコン層17はアルミ電極
19とそれぞれ接続されている。
Further, below the NMOS transistors 2, 3, 4, and 5 in the substrate 1, a polycrystalline silicon layer 15 as a conductive layer extends. One end of the polycrystalline silicon layer 15 is connected to a thin film silicon layer (thin film SOI) 16.
And the other end is a thin film silicon layer (thin film S
OI) 17. The thin silicon layer 16
Is connected to the aluminum electrode 18, and the thin film silicon layer 17 is connected to the aluminum electrode 19.

【0013】又、基板1の表面はBPSG膜20で覆わ
れている。アルミ電極18,19には、NMOSトラン
ジスタ2,3,4,5の基板電位を固定するために、ア
ルミ電極18がグランド電位とされ、アルミ電極19が
バイアス電源21(図1参照)と接続されている。本実
施例では、バイアス電源21には、−6ボルトの定電源
が用いられている。
The surface of the substrate 1 is covered with a BPSG film 20. The aluminum electrodes 18 and 19 are connected to a ground potential, and the aluminum electrode 19 is connected to a bias power supply 21 (see FIG. 1) to fix the substrate potentials of the NMOS transistors 2, 3, 4 and 5 to the aluminum electrodes 18 and 19, respectively. ing. In this embodiment, a constant power supply of -6 volts is used as the bias power supply 21.

【0014】そして、各NMOSトランジスタ2,3,
4,5の基板電位は、図4に示すように、距離に比例し
た電位に固定される。一方、各NMOSトランジスタ
2,3,4,5の閾値電圧Vtは、図5に示すように、
基板電位に対しリニアに変化する。この時、隣合うトラ
ンジスタの距離が等しくなるようにトランジスタが配置
されており、隣合うトランジスタの閾値電圧Vtの差は
等しくなっている。この状態で、各NMOSトランジス
タ2,3,4,5の共通ゲート電極14にアナログ信号
を印加すると、各NMOSトランジスタ2,3,4,5
は表1に示すように、各NMOSトランジスタ2,3,
4,5の閾値電圧Vtと入力電圧Vinに従い随時オン
し、入力信号に対するデジタル値を出力する。
Then, each of the NMOS transistors 2, 3,
As shown in FIG. 4, the substrate potentials 4 and 5 are fixed to potentials proportional to the distance. On the other hand, the threshold voltage Vt of each of the NMOS transistors 2, 3, 4, and 5 is as shown in FIG.
It changes linearly with the substrate potential. At this time, the transistors are arranged so that the distance between the adjacent transistors is equal, and the difference between the threshold voltages Vt of the adjacent transistors is equal. In this state, when an analog signal is applied to the common gate electrode 14 of each of the NMOS transistors 2, 3, 4, 5, 5, the respective NMOS transistors 2, 3, 4, 5,
Is, as shown in Table 1, the respective NMOS transistors 2, 3,
It is turned on as needed according to the threshold voltages Vt of 4 and 5 and the input voltage Vin, and outputs a digital value corresponding to the input signal.

【0015】[0015]

【表1】 [Table 1]

【0016】このように本構成を用いれば、フラッシュ
型A/D変換器として用いることができる。次に、この
ように構成したアナログデジタル変換器の製造方法を説
明する。本実施例のアナログデジタル変換器は、貼合わ
せ法を用いて製造されている。尚、製造工程の説明は、
図3のBで示した領域について行うものとする。
With this configuration, it can be used as a flash A / D converter. Next, a method of manufacturing the analog-to-digital converter configured as described above will be described. The analog-to-digital converter according to the present embodiment is manufactured using a bonding method. The description of the manufacturing process
This is performed for the area indicated by B in FIG.

【0017】まず、図6に示すように単結晶シリコン基
板24を用意し、その表面の全面にパッド酸化膜25を
形成する。さらに、パッド酸化膜25上の全面に窒化膜
26を形成する。そして、窒化膜26を後で形成される
素子のシリコン領域(SOI領域)27のミラー反転パ
ターンでパターニングし、フィールド部となる領域28
の窒化膜を除去する。
First, as shown in FIG. 6, a single crystal silicon substrate 24 is prepared, and a pad oxide film 25 is formed on the entire surface thereof. Further, a nitride film 26 is formed on the entire surface of the pad oxide film 25. Then, the nitride film 26 is patterned by a mirror inversion pattern of a silicon region (SOI region) 27 of an element to be formed later, and a region 28 serving as a field portion is formed.
Is removed.

【0018】そして、図7に示すように、LOCOS法
によってフィールド部28の酸化膜29の膜厚が、例え
ば約600nmになるよう熱酸化する。次に、図8に示
すように、窒化膜26、パッド酸化膜25を除去した後
に、全面を熱酸化してシリコン領域(SOI領域)27
上に、例えば約300nmの酸化膜30を形成する。
Then, as shown in FIG. 7, thermal oxidation is performed by the LOCOS method so that the thickness of the oxide film 29 of the field portion 28 becomes, for example, about 600 nm. Next, as shown in FIG. 8, after removing the nitride film 26 and the pad oxide film 25, the entire surface is thermally oxidized to form a silicon region (SOI region) 27.
An oxide film 30 of, for example, about 300 nm is formed thereon.

【0019】さらに、図9に示すように、酸化膜30に
対しコンタクトホール形成のためのパターニングを行っ
た後、例えば反応性イオンエッチング法によりエッチン
グしてコンタクトホール31を形成する。
Furthermore, as shown in FIG. 9, after the patterning for forming contact holes with respect to oxide film 30, to form a contact hole 31 is etched by, for example, reactive ion etching method.

【0020】次に、図10に示すように、シリコン基板
24上に多結晶シリコン32を全面にデポする。この多
結晶シリコン32はノンドーブあるいはN- とする。そ
して、図11に示すように、多結晶シリコン32を所望
の領域にパターニングしてエッチングした後、多結晶シ
リコン32の表面に、例えば熱酸化法により膜厚が約1
00nmの酸化膜33を形成する。さらに、図12に示
すように、厚膜多結晶シリコン34をシリコン基板24
上に約5μm堆積し、図13に示すように厚膜多結晶シ
リコン層34の表面を平坦化研磨する。
Next, as shown in FIG. 10, a polycrystalline silicon 32 is deposited on the entire surface of the silicon substrate 24. The polycrystalline silicon 32 is Nondobu or N - and. Then, as shown in FIG. 11, after the polycrystalline silicon 32 is patterned into a desired region and etched, a film thickness of about 1 is formed on the surface of the polycrystalline silicon 32 by, for example, a thermal oxidation method.
An oxide film 33 of 00 nm is formed. Further, as shown in FIG.
Then, the surface of the thick polycrystalline silicon layer 34 is flattened and polished as shown in FIG.

【0021】次に、図14に示すように、単結晶シリコ
ン基板35の鏡面35aと多結晶シリコン34の研磨面
34aとを接触させ、例えば窒素雰囲気中で1100
℃、1時間の熱処理を行い2枚の基板を直接接合し一体
化する。そして、図15に示すように、単結晶シリコン
基板24の裏面側からフィールド酸化膜29部を研磨の
ストッパーとして選択研磨し薄膜シリコン層(薄膜SO
I領域)36を形成する。最後に、SOI膜厚調整後、
図3に示すように通常のMOSICプロセスによって薄
膜シリコン層(薄膜SOI領域)36上にゲート電極の
形成、ソース・ドレイン領域の形成、及び層間絶縁膜・
金属電極の形成を行って素子が完成する。
Next, as shown in FIG. 14, the mirror surface 35a of the single crystal silicon substrate 35 is brought into contact with the polished surface 34a of the polycrystalline silicon 34, for example, in a nitrogen atmosphere.
A heat treatment is performed at a temperature of 1 ° C. for one hour to directly bond and integrate the two substrates. Then, as shown in FIG. 15, the portion of the field oxide film 29 is selectively polished from the back surface side of the single crystal silicon substrate 24 as a polishing stopper, and the thin film silicon layer (thin film SO) is formed.
I region 36 is formed. Finally, after adjusting the SOI film thickness,
As shown in FIG. 3, a gate electrode is formed on the thin film silicon layer (thin film SOI region) 36 by a normal MOSIC process, a source / drain region is formed, and an interlayer insulating film is formed.
An element is completed by forming a metal electrode.

【0022】このように本実施例では、図1〜図3に示
すように、同一基板1に同一レイアウトの薄膜SOI構
造を用いた4つのMOSトランジスタ2,3,4,5を
配置するとともに、基板1内における各MOSトランジ
スタ2,3,4,5の下方に多結晶シリコン層15(導
電層)を延設し、多結晶シリコン層15に所定の電圧を
印加することにより各MOSトランジスタ2,3,4,
5の閾値電圧Vtを連続的に制御し、各MOSトランジ
スタ2,3,4,5のゲート端子にアナログ信号を入力
するとともに各MOSトランジスタ2,3,4,5のオ
ン・オフ状態によりデジタル化するようにした。
As described above, in this embodiment, as shown in FIGS. 1 to 3, a thin film SOI structure having the same layout is formed on the same substrate 1.
Four MOS transistors 2, 3, 4, and 5 using the structure are arranged, and a polycrystalline silicon layer 15 (conductive layer) is extended below each of the MOS transistors 2, 3, 4, and 5 in the substrate 1. , By applying a predetermined voltage to the polycrystalline silicon layer 15, the MOS transistors 2, 3, 4,
5 is continuously controlled, an analog signal is input to the gate terminals of the MOS transistors 2, 3, 4, 5 and digitized by the on / off states of the MOS transistors 2, 3, 4, 5 I did it.

【0023】よって、従来のトランジスタのL/Wを変
えることにより閾値電圧Vtを変化させる場合には、同
一基板内にL/Wの異なったトランジスタを多数配置さ
せようとするとレイアウト設計が複雑になったり、最小
のトランジスタを最小ルールに合わせる必要があり、そ
れ以上の大きさのトランジスタを配置するためにはチッ
プ面積が大きくなるという問題があった。しかしなが
ら、本実施例においては、同一基板1に同一レイアウト
薄膜SOI構造を用いたMOSトランジスタ2,3,
4,5が配置できるので、レイアウト設計が容易となる
とともに、同一レイアウトのMOSトランジスタ2,
3,4,5を最小ルールに合わせることができチップ面
積も小さくてすむ。 (第2実施例)次に、第2実施例を第1実施例との相違
点を中心に説明する。
Therefore, when the threshold voltage Vt is changed by changing the L / W of the conventional transistor, the layout design becomes complicated when a large number of transistors having different L / W are arranged on the same substrate. In addition, there is a problem that the minimum transistor must be adjusted to the minimum rule, and a chip area becomes large in order to arrange a transistor having a larger size. However, in this embodiment, the MOS transistors 2 and 3 using the thin-film SOI structure having the same layout on the same substrate 1 are used.
4 and 5 can be arranged, so that the layout design becomes easy and the MOS transistors 2 and 2 having the same layout are arranged.
3, 4, and 5 can be matched to the minimum rule, and the chip area can be small. (Second Embodiment) Next, a second embodiment will be described focusing on differences from the first embodiment.

【0024】前記第1実施例では2枚の基板の貼合わせ
法により薄膜SOI構造としたが、本実施例では、図1
6に示すように、SIMOXによる絶縁層埋込法により
薄膜SOI構造としている。
In the first embodiment, a thin film SOI structure is formed by a method of laminating two substrates.
As shown in FIG. 6, a thin film SOI structure is formed by an insulating layer embedding method using SIMOX.

【0025】以下に、製造方法を説明する。図17に示
すように、約10〜50μmのN- (1016cm-3
下)エピ層37を有するP+ (1013cm-3)エピタキ
シャル基板38を用意し、図18に示すように、素子分
離P+ 領域を形成する部分にボロンを150keV、1
×10 16cm-2でレジスト39をマスクとしてイオン注
入する。
Hereinafter, the manufacturing method will be described. As shown in FIG.
As described above, about 10 to 50 μm N-(1016cm-3Less than
Bottom) P with epilayer 37+(1013cm-3) Epitaki
A substrate 38 is prepared, and as shown in FIG.
Release P+Boron is applied at 150 keV, 1
× 10 16cm-2Injection using resist 39 as a mask
Enter.

【0026】次に、図19に示すように、酸化膜の分離
層を形成するためにウェハ全面に150KeV、1.3
×1018cm-2で酸素イオン注入する。その後、図20
に示すように、素子分離層を活性化するために1300
℃で6時間でアニーリングする。その結果、素子分離用
+ 拡散層40、SiO2 層41、薄膜シリコン層42
が形成される。この段階で、基板電極部分の形成が完了
する。
Next, as shown in FIG. 19, 150 KeV, 1.3 is applied over the entire surface of the wafer to form an oxide separation layer.
Oxygen ions are implanted at × 10 18 cm -2 . Then, FIG.
As shown in FIG.
Anneal at 6 ° C for 6 hours. As a result, the device isolation P + diffusion layer 40, the SiO 2 layer 41, the thin silicon layer 42
Is formed. At this stage, the formation of the substrate electrode portion is completed.

【0027】以下は、図21に示すように、通常のMO
Sプロセスを行うことにより、LOCOS分離を行うと
ともにゲート酸化膜43を形成し、さらに、ゲートポリ
シリコン電極44を形成する。最後に、図22に示すよ
うに、基板電極形成用のスルーホール45をLOCOS
による酸化膜に形成した後、ソース・ドレイン領域にイ
オン注入を行うとともに、層間絶縁膜を形成し、さら
に、スルーホール45にアルミを蒸着にて形成する。
Hereinafter, as shown in FIG.
By performing the S process, LOCOS isolation is performed, a gate oxide film 43 is formed, and further, a gate polysilicon electrode 44 is formed. Finally, as shown in FIG. 22, a through-hole 45 for forming a substrate electrode is
Then, ion implantation is performed on the source / drain regions, an interlayer insulating film is formed, and aluminum is formed in the through holes 45 by vapor deposition.

【0028】その結果、図16に示すように、アルミ電
極46,47がN+拡散層48,49を介して導電層と
してのN-エピ層37と電気的に接続される。ここで、
N+拡散層48,49はソース・ドレインイオン注入時
に同時に形成されるものである
As a result, as shown in FIG. 16, aluminum electrodes 46 and 47 are electrically connected to N-epi layer 37 as a conductive layer via N + diffusion layers 48 and 49. here,
The N + diffusion layers 48 and 49 are formed at the same time as source / drain ion implantation .

【0029】[0029]

【0030】[0030]

【0031】[0031]

【0032】[0032]

【0033】[0033]

【0034】実施例)次に、第実施例を説明す
る。
( Third Embodiment) Next, a third embodiment will be described.

【0035】前記各実施例ではNMOS単体のみを記し
ているが、CMOS構成のインバータにおいても同様に
実施できる。つまり、同一基板に同一レイアウトの薄膜
SOI構造を用いたCMOSインバータ構造のMOSト
ランジスタを複数組配置するとともに、基板内における
CMOSインバータ構造の各MOSトランジスタの下方
に導電層を延設し、この導電層に所定の電圧を印加する
ことによりCMOSインバータ構造の各MOSトランジ
スタの閾値電圧を連続的に制御し、各MOSトランジス
タのゲート端子にアナログ信号を入力するとともに各M
OSトランジスタのオン・オフ状態によりデジタル化す
るようにしてもよい。
In each of the above embodiments, only the NMOS is described. However, the present invention can be similarly applied to a CMOS inverter. In other words, thin films with the same layout on the same substrate
By arranging a plurality of sets of MOS transistors having the CMOS inverter structure using the SOI structure, extending a conductive layer below each MOS transistor having the CMOS inverter structure in the substrate, and applying a predetermined voltage to the conductive layer. The threshold voltage of each MOS transistor having a CMOS inverter structure is continuously controlled, an analog signal is input to the gate terminal of each MOS transistor, and each M
Digitalization may be performed according to the ON / OFF state of the OS transistor.

【0036】この場合においては、導電層に所定の電圧
を印加することにより基板電位を連続的に制御してCM
OSインバータ構造の各MOSトランジスタの閾値電圧
が連続的に制御される。そして、各MOSトランジスタ
のゲート端子にアナログ信号を入力して各MOSトラン
ジスタのオン・オフ状態によりデジタル化される。よっ
て、同一基板上に同一レイアウトのMOSトランジスタ
が配置できるので、レイアウト設計が容易となるととも
に、同一レイアウトのMOSトランジスタを最小ルール
に合わせることができチップ面積も小さくてすむ。
In this case, by applying a predetermined voltage to the conductive layer, the substrate potential is continuously controlled to control the CM.
The threshold voltage of each MOS transistor having the OS inverter structure is continuously controlled. Then, an analog signal is input to the gate terminal of each MOS transistor and digitized according to the ON / OFF state of each MOS transistor. Therefore, since MOS transistors having the same layout can be arranged on the same substrate, layout design is facilitated, and MOS transistors having the same layout can be adjusted to the minimum rule, so that the chip area can be reduced.

【0037】[0037]

【発明の効果】以上詳述したようにこの発明によれば、
レイアウト設計が容易でチップ面積を小さくできる優れ
た効果を発揮する。
As described in detail above, according to the present invention,
It offers an excellent effect of easy layout design and small chip area.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】第1実施例の電気的構成を示す電気回路図であ
る。
FIG. 1 is an electric circuit diagram showing an electric configuration of a first embodiment.

【図2】第1実施例の基板の平面図である。FIG. 2 is a plan view of the substrate of the first embodiment.

【図3】図2のA−A断面図である。FIG. 3 is a sectional view taken along line AA of FIG. 2;

【図4】トランジスタの位置と基板電位との関係を示す
特性図である。
FIG. 4 is a characteristic diagram showing a relationship between a transistor position and a substrate potential.

【図5】基板電位と閾値電圧との関係を示す特性図であ
る。
FIG. 5 is a characteristic diagram showing a relationship between a substrate potential and a threshold voltage.

【図6】第1実施例の製造工程を示す断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the first embodiment.

【図7】第1実施例の製造工程を示す断面図である。FIG. 7 is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the first embodiment.

【図8】第1実施例の製造工程を示す断面図である。FIG. 8 is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the first embodiment.

【図9】第1実施例の製造工程を示す断面図である。FIG. 9 is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the first embodiment.

【図10】第1実施例の製造工程を示す断面図である。FIG. 10 is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the first embodiment.

【図11】第1実施例の製造工程を示す断面図である。FIG. 11 is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the first embodiment.

【図12】第1実施例の製造工程を示す断面図である。FIG. 12 is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the first embodiment.

【図13】第1実施例の製造工程を示す断面図である。FIG. 13 is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the first embodiment.

【図14】第1実施例の製造工程を示す断面図である。FIG. 14 is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the first embodiment.

【図15】第1実施例の製造工程を示す断面図である。FIG. 15 is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the first embodiment.

【図16】第2実施例の断面図である。FIG. 16 is a sectional view of the second embodiment.

【図17】第2実施例の製造工程を示す断面図である。FIG. 17 is a cross-sectional view showing a manufacturing step of the second embodiment.

【図18】第2実施例の製造工程を示す断面図である。FIG. 18 is a cross-sectional view showing a manufacturing step of the second embodiment.

【図19】第2実施例の製造工程を示す断面図である。FIG. 19 is a cross-sectional view showing a manufacturing step of the second embodiment.

【図20】第2実施例の製造工程を示す断面図である。FIG. 20 is a cross-sectional view showing a manufacturing step of the second embodiment.

【図21】第2実施例の製造工程を示す断面図である。FIG. 21 is a cross-sectional view showing a manufacturing step of the second embodiment.

【図22】第2実施例の製造工程を示す断面図である。FIG. 22 is a cross-sectional view showing a manufacturing step of the second embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 基板 2,3,4,5 NMOSトランジスタ 15 導電層としての多結晶シリコン層 Reference Signs List 1 substrate 2, 3, 4, 5 NMOS transistor 15 polycrystalline silicon layer as conductive layer

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H03M 1/00 - 1/88 H01L 21/8234 H01L 27/088 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) H03M 1/00-1/88 H01L 21/8234 H01L 27/088

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 同一基板に同一レイアウトの薄膜SOI
構造を用いたMOSトランジスタを複数配置するととも
に、基板内における前記各MOSトランジスタの下方に
導電層を延設し、当該導電層に所定の電圧を印加するこ
とにより各MOSトランジスタの閾値電圧を連続的に制
御し、前記各MOSトランジスタのゲート端子にアナロ
グ信号を入力するとともに前記各MOSトランジスタの
オン・オフ状態によりデジタル化するようにしたことを
特徴とする変換器。
1. A thin film SOI having the same layout on the same substrate
A plurality of MOS transistors using the structure are arranged, a conductive layer is extended below the MOS transistors in the substrate, and a predetermined voltage is applied to the conductive layer to continuously set a threshold voltage of each MOS transistor. Wherein the analog signal is input to the gate terminal of each of the MOS transistors and digitized according to the on / off state of each of the MOS transistors.
【請求項2】 同一基板に同一レイアウトの薄膜SOI
構造を用いたCMOSインバータ構造のMOSトランジ
スタを複数組配置するとともに、基板内における前記C
MOSインバータ構造の各MOSトランジスタの下方に
導電層を延設し、当該導電層に所定の電圧を印加するこ
とにより前記CMOSインバータ構造の各MOSトラン
ジスタの閾値電圧を連続的に制御し、前記各MOSトラ
ンジスタのゲート端子にアナログ信号を入力するととも
に前記各MOSトランジスタのオン・オフ状態によりデ
ジタル化するようにしたことを特徴とする変換器。
2. A thin film SOI having the same layout on the same substrate.
A plurality of sets of MOS transistors having a CMOS inverter structure using a CMOS structure are arranged, and the C
A conductive layer is extended below each MOS transistor having a MOS inverter structure, and a predetermined voltage is applied to the conductive layer to continuously control a threshold voltage of each MOS transistor having the CMOS inverter structure. A converter characterized in that an analog signal is input to a gate terminal of a transistor and digitized according to an on / off state of each of the MOS transistors.
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