JPH11145388A - 半導体装置とその抵抗配置方法 - Google Patents

半導体装置とその抵抗配置方法

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JPH11145388A
JPH11145388A JP30878697A JP30878697A JPH11145388A JP H11145388 A JPH11145388 A JP H11145388A JP 30878697 A JP30878697 A JP 30878697A JP 30878697 A JP30878697 A JP 30878697A JP H11145388 A JPH11145388 A JP H11145388A
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resistor
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浩史 中村
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 同一工程同一サイズにて形成された複数の単
位抵抗を接続して所定の抵抗値を得る際に、抵抗の寄生
容量による影響を軽減し、高域での周波数特性を改善す
ることのできる抵抗配置方法を実現する。 【解決手段】 同一工程同一サイズにて形成された複数
の単位抵抗を接続して所定の抵抗値を得る半導体装置に
おいて、前記単位抵抗間に配置された前記単位抵抗と同
一工程同一サイズにて形成されたダミー抵抗と、前記ダ
ミー抵抗の電位を均一とする第1の電圧印加手段と、前
記単位抵抗およびダミー抵抗を取り囲むように搭載する
基板と、前記基板の電位を均一とする第2の電圧印加手
段とを有する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は複数の単位抵抗を接
続して所定の抵抗値を得る半導体装置の抵抗素子配置方
法および該方法による半導体装置に関する。
【0002】
【従来の技術】半導体集積回路の特徴として、近接する
素子の形状を揃えることにより、同等の特性の素子が作
製可能であることが挙げられる。この特徴を利用し、均
等な特性の抵抗を作製する従来例として図6に示す方法
がある。
【0003】図6に示す従来例において、同一工程で作
製された同一サイズの単位抵抗R1,R2を平行に並べ
て配置し、各単位抵抗R1,R2の一端部に設けられた
コンタクト603,604を接続することにより、各単
位抵抗R1,R2の反コンタクト603,604側の端
部A点とB点との間の抵抗値を各単位抵抗R1,R2の
合成抵抗値としている。
【0004】上記のように配置される抵抗R1とR2は
同等な精度であるが、このような配置とすると、A点と
B点の間の抵抗R1とR2には寄生容量Cd1とCd2
ができるため、回路によっては高域での周波数特性を劣
化させる。この隣り合う抵抗R1,R2間の寄生容量C
d1と抵抗−基板間の寄生容量Cd2は図7に示すよう
に表すことができる。
【0005】寄生容量Cd1は平行平板で考えることが
でき、抵抗の断面積をS1、抵抗間の距離をd1、各抵
抗間の物質の誘電率をεとすれば、Cd1=ε×(S1
/d1)で表せる。また、寄生容量Cd2は抵抗の底面
積をS2、xを抵抗の基板に対する単位画積当たりの容
量値とすると、Cd2=S2×xで表せる。
【0006】図8はオペアンプ801を用いた2次のロ
ーパスフィルタを上記の抵抗により構成し、図7に示し
た寄生容量を付加して表わした等価回路である。ここ
で、CdはR1、R2の寄生容量Cd1、Cd2の合成
容量である。
【0007】アクティブフィルタ回路の伝達関数は
【0008】
【数1】 で表されるが、寄生容量Cdが付加されることにより、
伝達関数は下記のようになる。
【0009】
【数2】 (2)式の伝達関数からも明らかなように、周波数が高
くなると(S→∞)、Vout/Vin=Cd/C2とな
り、有限値をとってしまうため、高域での周波数特性が
劣化する。
【0010】図9は図8に示したローパスフィルタの周
波数特性のシミュレーション結果を示す図であり、
(a)は、図8の等価回路でCd1=0.1pF、Cd
2=0.1pFとした場合(Cd=0.15pF)を示
している。この結果からも明らかなように、わずかな寄
生容量がA点とB点の間にできると高域での利得が劣化
することが分かる。
【0011】上記の、複数の抵抗を用いてローパスフィ
ルタを構成する際に、高域での周波数特性が劣化するこ
とは、上述した2次のフィルタ以外の3次のローパスフ
ィルタおよび1次のローパスフィルタのいずれにおいて
も発生する。
【0012】図10(a)は1次のローパスフィルタの
理想的な回路図、図10(b)は1次のローパスフィル
タを上記の抵抗により構成し、図7に示した寄生容量を
付加して表わした等価回路である。
【0013】ここで、VinとVout間の寄生容量Cdを
考えた伝達関数は以下に示すものとなる。
【0014】Vout/Vin=(SCd+R0)/(S2
CdC0R0SCd+R0) 周波数が高くなると(S→∞)、Vout/Vin=Cd/
(C0+Cd)となり、有限値をとってしまうため、高
域での周波数特性が劣化する。
【0015】図11は図10に示したローパスフィルタ
の周波数特性のシミュレーション結果を示す図であり、
(a)は、図10(a)に示した理想的な回路図、
(b)は図10(b)に示した回路図におけるにおける
8の等価回路でCd=1pF、C0=0.1μF、R1
とR2の合成抵抗をR0を100Kとした場合を示して
いる。この結果からも明らかなように、わずかな寄生容
量ができると高域での利得が劣化することが分かる。
【0016】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の抵抗配
置では、抵抗に寄生する容量によってカップリングが生
じ、高域での周波数特性が劣化してしまうため、これを
用いた回路は抑圧量が不足し、高域で動作不良が発生す
るという問題点がある。
【0017】本発明は上述したような従来の技術が有す
る問題点に鑑みてなされたものであって、同一工程同一
サイズにて形成された複数の単位抵抗を接続して所定の
抵抗値を得る際に、抵抗の寄生容量による影響を軽減
し、高域での周波数特性を改善することのできる抵抗配
置方法を実現することを目的とする。
【0018】
【課題を解決するための手段】本発明による半導体装置
は、同一工程同一サイズにて形成された複数の単位抵抗
を接続して所定の抵抗値を得る半導体装置において、前
記単位抵抗間に配置された前記単位抵抗と同一工程同一
サイズにて形成されたダミー抵抗と、前記ダミー抵抗の
電位を均一とする第1の電圧印加手段と、前記単位抵抗
およびダミー抵抗を取り囲むように搭載する基板と、前
記基板の電位を均一とする第2の電圧印加手段とを有す
ることを特徴とする。
【0019】本発明による半導体装置の抵抗配置方法
は、同一工程同一サイズにて形成された複数の単位抵抗
を接続して所定の抵抗値を得る半導体装置の抵抗配置方
法において、前記単位抵抗間に前記単位抵抗と同一工程
同一サイズにて形成されたダミー抵抗を配し、前記ダミ
ー抵抗の電位を均一とし、前記単位抵抗およびダミー抵
抗を取り囲む周囲の電位を均一とすることを特徴とす
る。
【0020】「作用」上記のように構成される本発明に
おいては、単位抵抗の間に設けられて同電位に保たれる
ダミー抵抗により、各単位抵抗ごとにシールドされるこ
ととなり、各単位抵抗にカップリングが生じることがな
くなるので、高周波特性が劣化することがない。
【0021】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施例について図
面を参照して説明する。
【0022】図1は本発明による一実施例の構成を示す
図である。
【0023】本実施例は、同一工程にて作製された同一
サイズの2つの単位抵抗R1,R2は、各抵抗R1,R
2と同一工程にて作製された同一サイズのダミー抵抗1
01〜103で挟み込まれるように抵抗R1,R2とダ
ミー抵抗101〜103が交互に配置されている。ダミ
ー抵抗101〜103は、配線106で結ばれて均一な
所定の電位Vb1に置かれ、単位抵抗R1,R2および
ダミー抵抗101〜103が載置される基板104は電
位が均一な所定の電位Vb2に置かれている。単位抵抗
R1,R2の一端同士は配線105により接続されてお
り、これにより単位抵抗R1,R2の他端A点,B点間
の抵抗値は単位抵抗R1,R2の合成値とされている。
【0024】なお、本実施例ではダミー抵抗101〜1
03を均一な電位で、低インピーダンスとするためにコ
ンタクト(不図示)を多数配置し、さらにアルミニウム
の配線106でそれぞれのコンタクトを接続している。
【0025】図2は本実施例の断面構造を示す図であ
る。上記のような配置を行うことで抵抗R1−R2間は
ダミー抵抗102とダミー抵抗102上の配線106で
シールドされ、さらに均一な電源Vb1に接続された領
域でシールドされることとなるため、寄生容量Cd1は
抵抗R1−ダミー抵抗102(電源Vb1)間と抵抗R
2−ダミー抵抗102(電源Vb1)間にでき、寄生容
量Cd2は各抵抗R1,R2の周囲を囲んでいる領域
(電源Vb2)との間にでき、抵抗R1−R2間のカッ
プリングをなくすことが可能である。
【0026】また、この配置をローパスフィルタ回路に
用いると、図3の等価回路に示すものとなる。寄生容量
Cd1、Cd2は入力Vin及びOP−AMPの仮想接地
にできる。入力Vin及びオペアンプ301の仮想接地点
の容量は伝達関数には関係しないため、伝達関数は
(1)式で与えられ、高域での周波数特性の劣化は生じ
なくなる。
【0027】ここで、この等価回路でCd1=0.1p
F、Cd2=0.1pFとした場合のシミュレーション
結果を図9中の(b)に示す。この結果からも明らかな
ように、理想状態と同等であり、対電源間(Vb1,V
b2)に寄生容量Cd1、Cd2が付加された場合での
高域の特性劣化は生じない。
【0028】また、抵抗R1,R2および各ダミー抵抗
101〜103は図4(b)に示すように複数の抵抗素
子からなり、各ダミー抵抗101〜103の抵抗素子間
の寄生抵抗Rd1と基板−Vb2間の寄生抵抗Rd2が
無視できない場合(例えば、Rd1=Rd2=500
Ω)、これらを考慮したとき、断面図は図4(a)に示
すものとなりその等価回路は図5で表される。このとき
のシミュレーション結果は第図9中の(c)に示すもの
となり、従来例よりも高域の周波数特性は改善されてお
り、従来よりも周波数10MHzで10dB、周波数1
00MHzで約30dBの効果がある。
【0029】また、図1に示した本発明の配置方法を1
次のローパスフィルタに適用したところ、図11(a)
に示される理想に近い特性を得ることができた。
【0030】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の抵抗配置
は、同一工程同一サイズにて形成された複数の単位抵抗
を接続して所定の抵抗値を得る際に、抵抗の寄生容量に
よるカップリングを低減し、高域での周波数特性を改善
することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による一実施例の構成を示す図である。
【図2】図1に示した実施例の断面構成を示す図であ
る。
【図3】本発明の実施例をローパスフィルタに適用した
ときの等価回路図である。
【図4】(a)はダミー抵抗の抵抗素子間の寄生抵抗R
d1と基板−Vb2間の寄生抵抗Rd2が無視できない
場合(例えば、Rd1=Rd2=500Ω)、これらを
考慮したときの断面図、(b)はダミー抵抗の抵抗素子
間の寄生抵抗Rd1を示す図である。
【図5】図4に示した回路の等価回路図である。
【図6】従来例の構成を示す図である。
【図7】従来例の断面図である。
【図8】従来例を2次のローパスフィルタに適用した場
合の等価回路図である。
【図9】2次のローパスフィルタの特性をシミュレーシ
ョンした結果を示す図である。
【図10】(a)は1次のローパスフィルタの理想的な
回路図、(b)は1次のローパスフィルタを図7に示し
た寄生容量を付加して表わした等価回路図である。
【図11】1次のローパスフィルタの特性をシミュレー
ションした結果を示す図である。
【符号の説明】
R1,R2 抵抗 101〜103 ダミー抵抗 104 基板 105,106 配線 301 オペアンプ

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 同一工程同一サイズにて形成された複数
    の単位抵抗を接続して所定の抵抗値を得る半導体装置に
    おいて、 前記単位抵抗間に配置された前記単位抵抗と同一工程同
    一サイズにて形成されたダミー抵抗と、 前記ダミー抵抗の電位を均一とする第1の電圧印加手段
    と、 前記単位抵抗およびダミー抵抗を取り囲むように搭載す
    る基板と、 前記基板の電位を均一とする第2の電圧印加手段とを有
    することを特徴とする半導体装置。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の半導体装置を用いて構成
    されたことを特徴とする1次のローパスフィルタ。
  3. 【請求項3】 請求項1記載の半導体装置を用いて構成
    されたことを特徴とする2次のローパスフィルタ。
  4. 【請求項4】 同一工程同一サイズにて形成された複数
    の単位抵抗を接続して所定の抵抗値を得る半導体装置の
    抵抗配置方法において、 前記単位抵抗間に前記単位抵抗と同一工程同一サイズに
    て形成されたダミー抵抗を配し、 前記ダミー抵抗の電位を均一とし、 前記単位抵抗およびダミー抵抗を取り囲む周囲の電位を
    均一とすることを特徴とする半導体装置の抵抗配置方
    法。
  5. 【請求項5】 請求項4記載の半導体装置の抵抗配置方
    法により形成された1次のローパスフィルタ
  6. 【請求項6】 請求項4記載の半導体装置の抵抗配置方
    法により形成された2次のローパスフィルタ。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2010109233A (ja) * 2008-10-31 2010-05-13 Renesas Technology Corp 半導体装置
WO2016056212A1 (ja) * 2014-10-07 2016-04-14 株式会社デンソー 半導体装置およびその製造方法
JP2016076692A (ja) * 2014-10-07 2016-05-12 株式会社デンソー 半導体装置およびその製造方法

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