JPH01189137A - 半導体装置 - Google Patents

半導体装置

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Publication number
JPH01189137A
JPH01189137A JP63014967A JP1496788A JPH01189137A JP H01189137 A JPH01189137 A JP H01189137A JP 63014967 A JP63014967 A JP 63014967A JP 1496788 A JP1496788 A JP 1496788A JP H01189137 A JPH01189137 A JP H01189137A
Authority
JP
Japan
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wiring
wirings
register
terminal
pair
Prior art date
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Pending
Application number
JP63014967A
Other languages
English (en)
Inventor
Takeshi Hamamoto
武史 濱本
Toshifumi Kobayashi
小林 稔史
Michihiro Yamada
山田 通裕
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
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Publication of JPH01189137A publication Critical patent/JPH01189137A/ja
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  • Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
  • Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
  • Design And Manufacture Of Integrated Circuits (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、相補信号線対をもつ半導体集積回路の配線方
法に関するものである。
〔従来の技術〕
この種の配線方法の従来技術の例として、ここではシフ
トレジスタを取り上げ、以下それについて説明する。第
5図は半導体基板上に構成されたシフトレジスタにおけ
る相補信号線対の従来の配線方法の1例である。同図に
おいて、R1,R,、R3・・・Rnはレジスタであり
、各レジスタはデータ入力端子A、データ出力端子B、
レジスタの制御端子C,Cの4つの端子をもち、レジス
タR%(の入力端子Aは配線Nk−1によって前段のレ
ジスタRk−,の出力端子Bに接続され、レジスタRk
の出力端子Bは配線Nkによって次段のレジスタRko
tの入力端子Aに接続され、制御端子Cは配線し1に、
制御端子では配線し!に接続され、又特に最終段のレジ
スタRnの出力端子Bは配線N、を通して初段レジスタ
R1の人力端子Aに接続されている。以上の様にレジス
タの入出力端子がn個のレジスタR,,R,・・・Rn
を介してリング状に接続される事により、シフトレジス
タSがm或されている。
配’tM Ltと配線し2は、互いに逆の位相をもつ相
補信号φ、義の配線であり、配線N、とともに、図に示
す様に隣接して配線されている。配線N0は相補信号線
対(Ls 、Lx )と距離eにわたって隣接している
次に動作について、第6図を示す電圧波形のタイミング
図を参照にしながら説明する。同図において、φは配線
り、、 $は配線L2、VNOは配線N、、VNtは配
線N1、VNtは配線N2、VNn−1は配線Nn−。
の動作波形を示す。
図中のφとTはお互いに全く逆の位相をもった電圧波形
であり、時間to、t、、・・・un 、j f1+1
においてφはL′から1H′へ、Tは1H′から1L′
へ変化し、時間t; + t’l・・・t′n+ L 
’n+tにおいてφは1H′から1L′へ、1はS L
 aから4 Hzへ変化する。φは各レジスタの端子C
に、φは各レジスタの端子Cに入力されて、シフトレジ
スタの制御信号として働く。
図中のVNOはtoから【、までの時間、最終段のレジ
スタRnの端子Bから配線N、に出力される電圧波形で
あり、初段レジスタR1の端子Aに入力される。
レジスタR1は時間巾こおいて端子AよりVNoの電位
レベル″H′を入力し、tlからt2までの時間端子B
カラ配mNtへ’H’ヲ出力する(第6図VNO、VN
I)。
又、レジスタR2は時間ttにおいて端子AよりVN□
の電位レベル4 Hzを入力し、t2からt3までの時
間、端子Bから配線N2へ′″H′を出力する(第6図
VNI−VN、 )。以下同様に、各レジスタは端子で
の電位レベルが1L′から%H′へ変化した時、端子A
の信号を入力し、端子Cの電位レベルが′″L′からH
′へ変化した時、端子Bから信号を出力する。この動作
が繰り返される事によってレジスタにラッチされている
信号は、制御信号φ9番に同期して後段のレジスタへと
シフトされてゆく。従ってレジスタRn−1は時間【n
−1から111の間、配線Nn−tへ’H’を出力し、
(第6図、■Nn−1)レジスタRnは時間t’n−t
に端子AよりVNn−tの電位レベル゛H″を入力し、
1nから【n−1の開端子Bから配線Noへ1H′を出
力しく第6図VNo )、この信号は時間t′7におい
て再びレジスタR1に入力される。以上の様に、各レジ
スタにラッチされている信号は、制御信号φ。
正に同期してシフトレジスタ内を循環する。
ここで各々の動作波形の電位レベル1H′はVcc(v
)を表わし、電位レベル5L′は0(v)を表わす。
〔発明が解決しようとする課題〕
従来の半導体装置は以上の様に構成されているので、第
8図のVfioの波形を示す様に、配線し1と配線N0
の容量結合のために、φの電位変動によってvnoが雑
音△Vを受けるという問題があった。これを第7図と第
8図を参照しながら説明する。
第7図は、第5図と全く同一の半導体装置の構成図であ
るが、各々の配線には、図中に点線で示す様に、必ず寄
生容量が伴なっている。すなわち、配線L1とL2は容
量CAI□なる容量結合を、配線し、とNoは容量CA
 1Gなる容量結合をしており、又配線14+L、、N
、は、基板を介して接地電圧に対してそれぞれCB+ 
 、CB2 、CBoなる容量を有する。
第7図のφとiは、前記の配線L1.L!の波形で、互
いに全く逆の位相をもち、供に時間τ0.τ、/、τ1
゜r;・・・において、Vcc (V)の振幅で電位が
変動している。同図の■凱は、配線Noが雑音を全く受
けないと仮定した時の波形で、レジスタRnは、時間τ
2以前は0(v)を、τ鵞以降はVcc(V)を出力し
ている。同図のvNoは、配線N、が線間結合容量によ
る雑音を受ける時の波形で、配線し1の波形φの電位変
化により、結合容量CAl0を介して、電位変動を受け
ている。図に示す様に、VNoは時間r。、τ1.τ2
・・・において正の変動を、r≦ 、;、r;・・・に
おいては負の変動を受けるが、その変動量はどちらの場
合も同じ値を示し、その値をΔVとすると、 で表わされる。
式(1)から明らかな様に、線間結合容量CAI。が容
t Cnoに比べて無視できなくなると、ΔVの値もV
CCに比べて無視できなくなってくる。すなわちシフト
レジスタ初段のレジスタR1のしきい値電圧Vth(V
th≦TVCC)である時、ΔV>Vthとなると、時
間TO”lにおいて、R8の入力端子AにはVth以上
の電圧がかかり、同様にR,のしきい値電圧がVth 
−Vcc−Vth (Vth≦z Vcc ) テhる
時、Δv〉vthとなると、時間、;、r;において、
R1の入力端子Aにはvth以下の電位がかかる。従っ
てこのレジスタR1はiの立ち上がりにおいて信号を入
力するので、時間r;、、′3において、R3は誤動作
する。
以上の様に、半導体集積回路の耳集積化が進んで、各配
線の線間間隔が減少してくると、配線し。
とNOの線間結合容量CAl0が増大し、故に電位波形
VNOの変動t△Vも増大するので、シフトレジスタが
誤動作しやすくなるという問題を生ずる。
なおここでは、シフトレジスタにおける相補信号線対の
従来の配線方法の例を取りあげて説明したが、相補信号
線対と、それに隣接する別の配線をもつ半導体装置にも
同様の問題が生ずる。
この発明は上記の様な問題点を解消するためになされた
もので、対をなす2本の相補信号線のうちの1本によっ
て、それに隣接する配線が受ける容量結合雑音を完全に
除去し、誤動作をおこさない半導体装置を得る事を目的
きする。
〔課題を解決するための手段〕
この発明に係る半導体装置は、相補信号線対上のll所
、又は複数箇所に交差部分を設ける事により、前記信号
線対に隣接する別の配線が、前記信号線対の各々から受
ける結合容量を、全く等しくして、それによってその配
線にのる容量結合雑音を除去したものである。
〔作用〕
この発明における半導体装置は、相補信号線対に適当な
交差部分を設け1こため、信号線対の電位の変化によっ
て、それに隣接する他の配線が、前記信号線対から全く
大きさの等しい逆位相の容量結合雑音を受けるため、雑
音が互いに打ち消し合って除去される。
〔実施例〕
以下、この発明の実施例として、ここではシフトレジス
タを取り上げ、以下それについて説明する。
第1図は半導体基板上に構成されたシフトレジスタにお
ける相補信号線対の配線方法についての、この発明の一
実施例である。第1図において、Sはシフトレジスタで
あり、R1+ R2+ R3・・・R8の8個のレジス
タから成り、その構成は従来の技術で取り上げたシフト
レジスタ(第5図、S参照)に等しい。
第1図の半導体装置において従来技術と異なる所は、相
補信号φ、iをもつ配線対(Lx 、Lx )が。
共にe/2の長さの2等分の区分a、bに分かれ、この
等分点CPの一箇所で、配線し1とR2が交差して配線
されている事である。
次に作用について第1図と第2図を参照しながら説明す
る。第1図の半導体装置の構成図において、配線り、、
L、、N、は、図中に点線で示す様な寄生容量を伴なっ
ている。すなわち、3区分においては、配線L1とR2
はCAs2mなる容量結合を、配線L1とN。はCA1
Gm なる容量結合をしており、1区分においても同様
に、配線り、とり、はcA□、bなる容量結合を、配線
し2とNoはcAzobなる容量結合をしている。又、
配線L1.L、、N、は基板を介して接地電圧に対して
それぞれCBI I CBI 、CBOなる容量を有す
る。
シフトレジスタSは従来の技術で取りアケたシフトレジ
スタと同じ動作をしく第6図参照〕、従って各レジスタ
R,,R,・・・R8の制御端子C1でには、全く逆の
位相をもつ相補信号クロックφ、Tが入力し、最終段レ
ジスタ島は波形φの立ち上がり時に端子Cより信号電位
を出力し、初段レジスタR1は波形7の立ち上がり時に
端子Aより信号電位を入力する。
第2図において、φと1はそれぞれ配線し1とり。
の電圧波形であり、互いに全く逆の位相をもっている。
同図のVNOsは、配線NOが区分aにおいてのみ容量
結合雑音をうけると仮定した時の波形で、配線し1の波
形φの電位変化により、結合容量CA+oaを介して電
位変動を受ける。図に示す様に、VNn aは時間ro
、 r、 、 r2・・・において正の変動を、τ;、
r′1τ;・・・において負の変動を受け、その変動量
は正。
負倶に等しくその値をΔVaとすると、で表わされる。
又、同図のVNobは、配線Noが区分すにおいてのみ
容量結合雑音をうけると仮定した時の波形で、配線し2
の波形1の電位変化により、結合容tcAzobを介し
て、時間r(Isτ1.r2・・・において負の電位変
動を、T≦、τ;、r;・・・において正の電位変動を
受け、その変動量は正、負倶に等しく、その値をΔvb
とすると、 で表わされる。
同図のVNOa bは、区分aと区分すの両刀において
、配線N、が容量結合雑音を受けた時の波形を示す。区
分aと区分すはどちらも同じ長さe/2であるので、配
線N6 、Ll + Llが区分aとbにおいて対称的
にレイアウトされたならば、各配線間の結合容量につい
て以下の式が成立する(第1図参照]。
CAl0a″CAzo b           −(
4)CA12a ” CA12b          
 ・・・(5)ここで式(41を式(2)9式(3)に
代入するとΔVa厘Δvb            ・
・・(6)が得られる。波形VNOiとVNo bにの
る雑音ΔVaとΔvbは、第2図のVNOaとVNOb
に示す様に、同時に互いに打ち消しあう方向に電位が変
動する。従って式(6)より、配線N、上には、電位変
動ΔVaとΔvbが完全に打ち消し合う事によって容量
結合による雑音はのらず、第2図のVNo A bの波
形が得られる。
この様に本実施例では配線N。が配線L1とLlから受
ける結合容量が全く等しい事によって、配線し8とLl
の信号、φと1が完全に相補的であるならば、配線N。
は容量結合雑音を全くうけない。従ってシフトレジスタ
の初段のレジスタR1の誤動作を防ぐ事が出来る。
第3図は本発明の第2の実施例を示す。本実施例が第1
図の実施例と異なるのは、相補信号線対し、、Llが、
2箇所の交差CP、、 CP2をもち、その交差点によ
って配線は区分31区分b、区分Cの3つの区分に分か
れる。ここで区分aは長さe/4、区分すは長さg/2
、区分Cは長さe/4であって、第1図の実施例と同様
に、配線し1とN、の間の線間結合容量は、配線し2と
N。の間の線間結合容量と全く等しい。
第4図は、この第3図の実施例における相補信号線Lt
 、Llの交点CP、とCP、のレイアウト図の1例で
ある。図中のCPlとCP!は、それぞれ第3図のCP
、とCP2に対応する交差であり、Llは配線L1゜L
lは配線L!を表わす。又、11はアルミ配線、Po1
yはポリSi配線、CはアルミとポリSiのコンタクト
である。本発明で設ける交差は、いずれもこれらを配線
対について完全に対称にレイアウトする事は不可能であ
る。しかし、図に示す様に、2箇所の交差を設けて、C
P、では配線し1をアルミ、LlをポリSiでレイアウ
トし、 cp、では配線し、をポリSi、Llをアルミ
でレイアウトしたならば、配線対し1とLlの抵抗値と
寄生容量のアンバランスを避ける事が出来る。従ってこ
の実施例では第1図の実施例に比べて、より雑音の少な
い状態を実現できる。
〔発明の効果〕
以上の様に、この発明に係る半導体装置によれば、相補
信号の配線の対の各々と、その信号線対に隣接する配線
との間の線間結合容量が全く等しくなる様に、相補信号
の配線対に一箇所又は複数箇所の交差部分を設けたので
、上記の隣接する配線は容量結合による電位の変動を受
けなくなり、半導体装置の誤動作を減少させる効果があ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例による半導体装置を示す構成
図、第2図はその電圧波形図、第3図は本発明の第二の
実施例による半導体装置を示す構成図、第4図は第二の
実施例のレイアウト図の一部、第5図は従来のこの種の
半導体装置の構成図、第6図は従来の半導体装置におけ
るシフトレジスタの動作を示す電圧波形図、第7図は第
5図と同じ半導体装置の構成図、第8図はその電圧波形
図である。 Llは第1配線、Llは第2配線、N、は第3配線、φ
は第1配線し1の動作波形、蜜は第2配線し2の動作波
形、VNo l VNOab第3配線Noの動作波形、
CP。 CP、 、 CP、は第1配線L1と@2配線L!の交
差部分、CA10a * CA凰2暑1CAzob *
 cA12b l CBo l CBt e CB2は
各配線の寄生容倉、R,、R,・・・はレジスタ、Sは
シフトレジスタを示す。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1.  配線が形成される半導体の面上において、互いに逆位
    相の電位波形をもつ第1および第2配線の対と、その配
    線対に隣接して配置される第3配線とを有し、その第3
    配線が前記第1および第2配線の各々から受ける線間結
    合容量が等しくなる様に、第1および第2配線対の一箇
    所あるいは複数箇所に交差部分が設けられている事を特
    徴とする半導体装置。
JP63014967A 1988-01-25 1988-01-25 半導体装置 Pending JPH01189137A (ja)

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JP63014967A JPH01189137A (ja) 1988-01-25 1988-01-25 半導体装置

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JP (1) JPH01189137A (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02158165A (ja) * 1988-12-12 1990-06-18 Hitachi Ltd 一体形複数信号処理回路
JPH0349698U (ja) * 1989-09-18 1991-05-15
JP2009043331A (ja) * 2007-08-08 2009-02-26 Rohm Co Ltd シフトレジスタ

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JP2009043331A (ja) * 2007-08-08 2009-02-26 Rohm Co Ltd シフトレジスタ

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