JPH11330969A - 導通線路をもった電圧分割回路及び導通線路を形成する方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 デジタル−アナログコンバータに用いる電圧
分割回路においてなるべく正確な分割電圧を出力すると
共に、そのサイズを小さくすること。 【解決手段】 電圧分割回路を形成するメアンダ線路を
もった導通線路の電圧レベルを画定する各位置におい
て、導通線路は接合領域（２２、２３または２４）と呼
ばれる拡張された領域が設けられ、全ての接合領域の中
心は隣接する接合領域の中心から同一距離にあり、接合
領域は導通線路の直線部分に沿って所定の間隔に配置さ
れ、各接合領域はそれから延長する金属パッチ２９をも
ち、金属パッチはデジタル−アナログコンバータのスイ
ッチ素子に結合される導通プラッグ２１に結合されるよ
うにされ、前記接合領域は電圧分割回路の精度を高める
ため変更可能になっており、接合領域を隣接の接合領域
から同一距離にして、スイッチ素子を含むセルを正方形
の形状にする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、一般に集積回路に
用いる導通線路をもった電圧分割回路、及び導通線路を
形成する方法に関し、特に集積回路デジタル−アナログ
コンバータに用いる、導通線路をもった電圧分割抵抗接
続回路、及び導通線路上の多数の位置の間に同じ抵抗を
形成する方法に関する。デジタル入力ワードに応答し
て、アドレス論理回路が、酸化金属半導体（ＭＯＳ）ス
イッチを選択する。該選択されたスイッチは前記電圧分
割抵抗接続回路上の、前記デジタル入力ワードに対応し
た電圧レベルをもつ選択された位置に接続された入力端
子をもつ。この構成はＦＬＡＳＨデジタル−アナログコ
ンバータ及びＦＬＡＳＨデジタル−アナログコンバータ
を組み込んだ装置に用いられる。

【０００２】

【従来の技術】デジタル−アナログコンバータ１０の概
略回路図が図１に示される。一連の抵抗１１‘が電圧分
割抵抗接続１１を構成する。抵抗接続１１は、抵抗接続
の各抵抗間に一連の電圧レベルを与える。スイッチ１２
が前記抵抗接続により決められる各電圧レベルと出力端
子１５の間に設けられる。復号器１３には、デジタル入
力信号群（またはワード）が与えられる。復号器１３は
選択された１つのスイッチ１２に駆動信号を与える。こ
の駆動信号の与えられる選択されたスイッチ１２は、そ
の入力端子に与えられる電圧レベルが前記デジタル入力
信号の大きさに対応したものである。選択されたスイッ
チ１２はその入力電圧レベルをデジタルーアナログコン
バタユニットの出力端子１５に与える。このようにし
て、デジタル入力信号が、入力デジタル信号ワードに対
応した（ｎアナログ）信号電圧レベルＶ_OUTに変換され
る。

【０００３】４または５ビットのような少数の論理ビッ
トに応答する集積回路デジタル−アナログコンバータユ
ニットは、単一の直列路の抵抗接続により実現できる。
抵抗要素は、通常ポリシリコンまたは金属の線を用いて
構成される。しかし、デジタル−アナログコンバータが
多数のデジタルビットに応答するときは、それを実現す
る構造は集積回路記憶ユニットに類似する。２次元また
は３次元の復号器構造が、デジタル入力ワードに対応し
た電圧レベルに結合されたスイッチにアクセスするのに
使用される。このデジタル−アナログコンバータ配列は
一般にメアンダ（meander）と呼ばれる並列及び前後パ
ス（parallel, back-and-forth path）に配列された抵
抗路を必要とする。電圧分割接続は多数の抵抗要素を必
要とするので、抵抗路の全長は非常に長くなる。金属路
の使用が、適当な電力消費と良好な周波数応答をもった
電圧分割接続の構成のための最良の材料選択である。

【０００４】デジタル−アナログコンバータの変換特性
の直線性は電圧分割接続を構成する全ての抵抗要素の均
一性に依存する。メアンダの各横方向直線路にある抵抗
要素はそのメアンダ路を反転したときの要素と同様でな
ければならない。この問題の１つの可能な解決方法が米
国特許第５，５３４，８６２号に開示されている。この
文献の方法は、電圧分割接続およびスイッチのアクセス
点にある各セル（直線配列セルおよび末端セル）が、抵
抗接続を構成する金属路に少なくとも１つの直角の曲が
りを含むことを確実にすることである。そこで、方向の
反転は、前記路の曲がりを方向変換することにより、比
較的小さな抵抗誤差をもって実現できる。この方法の実
行に必要なセルの領域は、このコンバータユニットを組
み立てるためのプロセス、設計規則（process design r
ules）に必要とするよりも大きい。しかし、配列の大き
さは、材料の厚みやエッチングの処理の変動（process
gradients of material thickness and etching）が、
配列の一方の側と他方の側における抵抗要素の不均等を
招くので最小にすべきである。このデジタル−アナログ
コンバータの全体の累積する非直線性（ＩＮＬ）を生じ
る不均等は、配列の寸法を減少することができれば、改
善されるであろう。

【０００５】それ故、集積回路デジタル−アナログコン
バータに使用する電圧分割回路について、電圧分割回路
の各抵抗要素が実質的に同じ（抵抗）値をもつようにす
ることが必要であると思われる。電圧分割回路は、セル
（スイッチ要素を含む）の最高の密度およびそれによる
デジタル−アナログコンバータユニットの集積回路の最
小領域をもつべきである。

【０００６】

【発明の概要】上記および他の特徴は、本発明により正
方形の形状をもったスイッチ配列の結合された電圧分割
回路を設けることにより達成できる。電圧分割回路は抵
抗線路を含み、該抵抗線路の電圧レベルが画定される位
置に拡張領域または接合領域が設けられる。前記拡張領
域または接合領域はメアンダ回路のコーナ部及び抵抗線
路の非コーナ部または直線部の位置に設けられる。これ
らの拡張領域または接合領域は、第１の近似において同
じ抵抗をもった要素の接続を与える。好ましい実施例に
おいて、電圧分割回路上の接合領域は、デジタル−アナ
ログコンバータユニットの正確な電圧レベルを与える。
抵抗線路の各電圧レベルは、抵抗線路の拡張領域にトリ
ム部分を設けることにより高い精密度をもって等しくす
ることができる。セルの正方形形状は、電圧分割回路と
関連するスイッチ要素が集積回路基板上で最小の領域を
占めることを可能にする。

【０００７】本発明の上記、及び他の特徴は図面を参照
する以下の記載を読むことにより理解されるであろう。

【０００８】

【好ましい実施例の説明】図面の詳細な説明 図１は従来技術に関連して説明した。次に図２を参照す
ると、本発明により集積回路に実現した正確な電圧分割
抵抗接続が示される。電圧レベルは抵抗材料２０の線路
に近接して位置する導通プラッグ２１における電圧レベ
ルにより決められる。導通プラッグ２１は金属パッチ２
９により抵抗材料２０の線路に結合される。各導通プラ
ッグ２１に関連して抵抗材料の線路上に接合領域（２
２、２３、または２４）が設けられる。好ましい実施例
において、図２に点線で示されるように、接合領域（２
２、２３、及び２４）は抵抗線路２０の直角方向境界及
び金属パッチ２９を越えて延長して、一般に延長した８
角形の構造（２２、２３、及び２４）を完成している。
延長した８角形の構造（２２、２３、及び２４）はコー
ナ部において同じ方向、すなわち導通材料の線路に直角
な方向に向いている。この構造は図２において点線で示
される。電圧分割回路の両端に電位１ボルトを印加した
場合について、各導通プラッグ２１の間の電圧差が図２
に示される。等電位線が図２に線２５により示される。

【０００９】次に図３、図４、図５を参照すると、非コ
ーナ接合領域２２、第１コーナ接合領域２３及び第２コ
ーナ接合領域２４がそれぞれ示される。各図面はまた、
等電位線２５を含む。再び、図３、図４、図５を参照す
ると、好ましい実施例において、８角形の接合領域は導
通線路の幅により決められる２つの対向する第１の側面
をもつ。第１の側面に直角の２つの対向する第２の側面
は、金属パッチ２９の幅により決められる寸法をもつ。
残りの４つの側面は、金属パッチ２９と導通線路２０に
ほぼ４５°の角度で交差する。８角形構造の非境界部分
は図３、図４、図５において点線で示される。

【００１０】次に図６を参照すると、改良された電圧分
割回路６０が示される。図６において、非コーナ接合領
域６２は、金属パッチ２９の反対側の境界部において導
通材料の線路２０１から延長した部分をもつ。導通プラ
ッグ間の電位差が図２における電圧差と比較のため、電
圧分割回路の両端に１ボルトを印加した場合について示
される。

【００１１】次に図７を参照すると、図６の電圧分割回
路の延長された非コーナ接合領域６２が示される。点線
が接合領域６２と接合領域２２（すなわち図２と３の）
の差を示す。８角形領域６２は長さ６２１だけ変位さ
れ、距離６２２だけ延長されており、両者の変更は共
に、線路２０１の金属パッチ２９と反対側の境界におい
て行われる。等電位線が含まれる。等電位線を含めたこ
とにより、非コーナ接合領域が僅かに小さな抵抗をもつ
ことが判る。

【００１２】図８は図２に示される１６−素子の電圧分
割回路２０の平面図である。正方形２１は電圧分割回路
が金属パッチ２９を介して接続プラッグ及び結果的にＭ
ＯＳアクセスゲートに接続される位置を示す。金属パッ
チ２９は導通材料の線路２０（すなわち２０１、２０
２）に沿って接合領域２２に、ついでＭＯＳアクセスゲ
ートのアドレス線に結合される。図２には１６個のセル
が示されるのみであるが、この方法は２５６−６５５３
６セル（すなわち８−１６論理ビット信号）をもったデ
ジタル−アナログコンバータに適している。図８は、ま
た本発明の重要な利点を示す。ここに示された方法によ
る抵抗接続を用いて、セル８０を正方形形状にすること
ができる。

【００１３】図９は、図８に示される形式の集積回路技
術により実現できる抵抗接続及び関連の半導体スイッチ
装置の概略回路構成を示す。ブロツク９０で示されるデ
ジタル−アナログ回路に部分は一連の同じ抵抗９２（図
８の抵抗線路の部分２０１に相当する）をもった抵抗接
続および多数のトランジスタスイッチ装置９１（図８の
平面図には示されない）を含む。抵抗接続の抵抗９２の
スイッチ装置９９との接続９３は図８においてはプラッ
グ２１により実現される。一連の抵抗を形成する導通線
路の形状によりトランジスタ装置と抵抗接続の関連部分
を正方形セルに含めることができるようにしている。

【００１４】

【好ましい実施例の動作】本発明は集積回路の一部とし
て構成された電圧分割回路を提供する。電圧分割回路は
抵抗接続の導通線路として形成される。従来技術の抵抗
接続と比較すると、コンバータユニットと関連した集積
回路素子について小さなセル寸法を与えるように電圧分
割が形成される。導通線路の電圧レベルが確立される位
置に、拡張された領域を与えることにより小さな寸法が
達成される。従って、追加の位置を電圧レベルの確立に
利用できる。これらの拡張された領域は、導通線路の直
線部分と、導通線路のメアンダのコーナ領域との両者に
沿って位置する。コーナ位置と非コーナ位置の両者に電
圧レベルを設けることにより電圧レベルを確立する位置
の間に、導通線路の物理的形状を同じにすることの必要
が無くなり、導通線路の大きさを小さくすることができ
る。

【００１５】コーナの接合領域は非コーナ接合領域より
も小さな抵抗をもつ。コンピュータによるシミレーショ
ンによれば、その差は約５．８％である。非コーナ接合
領域についてより小さな抵抗を与えるために、これらの
接合領域が図７に示すように拡張される。図２と図６に
示される導通プラッグ間の電圧差を比較すると、抵抗接
続の直線性がこの変更により改良されたことが分かる。

【００１６】上記の説明において、基本的接合領域は特
定の幾何学的形状、すなわち一般に８角形構造をもつも
のとした。８角形の対角線上の側面は一般に導通線路の
側面と４５°の角度をなす。当業者には明らかなよう
に、接合領域は金属パッチの領域により対称的、かつあ
まり臨界的でない電圧形状を与えるのに効果がある。こ
の目的は、例えば正方形のような他の幾何学的構造によ
っても達成することができ、導通材料の線路の幅と厚み
の関数である。８角形の形状は、図３と図７の比較から
分かるように、接合領域をトリミングして電圧レベルの
間の差の精度を高くするのに特に都合がよい。また、導
通線路の尖った明確な角度で示されている部分は製造技
術における制限のため仕上がり装置においては丸められ
ることは当業者には明らかであろう。

【００１７】本発明は特に好ましい実施例について説明
したが、発明から逸脱することなく、好ましい実施例の
要素に代えて各種の変更がなされ、各種の代案が用いら
れることは当業者には明らかであろう。更に、本発明の
教えに従い、本発明の基本的教示から逸脱することな
く、特定の構造や材料を採用するように変更することが
できる。

【００１８】以上の説明から明らかなように、本発明の
ある観点は特定の例示に限定されることなく、従って、
他の変更や応用が用いられることが、当業者には理解さ
れる。従って、請求項は本発明の精神と範囲から逸脱す
ることなく、全ての変更と応用をカバーすることを意図
するものである。

【００１９】以上の説明に関してさらに以下の項を開示
する。 （１）集積回路と共に使用され、コーナ線路部分により
接続される複数の直線線路部分をもった導通材料の線路
を備えた電圧分割回路にして、前記導通材料の線路が前
記直線線路部分に形成された拡張された第１の領域と；
前記コーナ線路部分に形成された拡張された第２の領域
と；を備え、前記拡張された第１の領域と第２の領域が
前記電圧分割回路の複数の電圧レベルを与えるようにし
ている、前記電圧分割回路。 （２）隣接する前記拡張された領域が予め選択された距
離だけ分離されている、第１項記載の電圧分割回路。 （３）前記拡張された第１の領域が前記導通線路の第１
の側に拡張された部分をもっている、第１項記載の電圧
分割回路。 （４）前記拡張された第１と第２の領域が正方形の形状
をもっている第１項記載の電圧分割回路。 （５）前記拡張された部分が８角形の形状をもってい
る、第１項記載の電圧分割回路。 （６）前記電圧分割回路が、正方形の標準セルをもった
集積回路に使用するに適している、第２項記載の電圧分
割回路。 （７）コーナ部分により接続された直線部分をもった導
通線路上の多数の位置の間に同じ抵抗を形成する方法に
して、前記導通線路上の前記多数の位置の各々に拡張さ
れた部分を形成し、前記コーナ部分の各々が前記多数の
位置の１つとなるようにする；工程を備えた前記方法。 （８）前記拡張された部分を形成する工程が、前記多数
の位置の各々を、前記多数の位置の隣接する１つから均
等の距離に位置付けする工程を含む、第７項の方法。 （９）導通線路に沿って予め選択された複数の位置の間
に一連の同じ抵抗の形成され、直線部分とコーナ部分を
備えた前記導通線路にして、該導通線路が導通材料によ
り形成され、更に、前記線路の前記コーナ部分に設けら
れた複数の拡張された部分と；前記線路のコーナ部分に
設けられた拡張部分と；を備えている、前記導通線路。 （１０）制御信号に応答して制御信号を発生する復号器
ユニットと；前記制御信号に応答する多数のスイッチ
と；第１項に記載の形式の電圧分割回路にして、前記拡
張部分が前記スイッチの１つに結合されている、前記電
圧分割回路と；を備えた、集積回路のデジタル−アナロ
グコンバータユニット。 （１１）正確な電圧分割回路を形成するメアンダ線路を
もった導通線路にして、電圧レベルを画定する各位置に
おいて、導通線路は接合領域（２２、２３または２４）
と呼ばれる拡張された領域が設けられ、全ての接合領域
の中心は隣接する接合領域の中心から同一距離にあり、
接合領域は導通線路の直線部分に沿って所定の間隔に配
置され、各接合領域はそれから延長する金属パッチ２９
をもち、金属パッチはデジタル−アナログコンバータの
スイッチ素子に結合される導通プラッグ２１に結合され
るようにされ、前記接合領域は電圧分割回路の精度を高
めるため変更可能になっており、接合領域を隣接の接合
領域から同一距離にして、スイッチ素子を含むセルを正
方形の形状にした、前記導通線路。

【図面の簡単な説明】

【図１】デジタル−アナログコンバータを示す概略回路
図面。

【図２】本発明による集積回路デジタル−アナログコン
バータユニットにおいて電圧分割回路として使用される
抵抗線路の形状を示す図面。

【図３】本発明の好ましい実施例による集積回路電圧分
割回路の非コーナ位置における抵抗線路に金属パッチを
結合する接合領域の形状を示す図面。

【図４】本発明の好ましい実施例による電圧分割回路の
抵抗線路に金属パッチを結合する第１のコーナ接合領域
の形状を示す図面。

【図５】本発明の好ましい実施例による電圧分割回路の
抵抗線路に金属パッチを結合する第２のコーナ接合領域
の抵抗線路形状を示す図面。

【図６】本発明による図２の電圧分割回路に比較して改
良された精度を与える集積回路電圧分割回路の抵抗線路
形状を示す図面。

【図７】本発明による電圧分割回路の抵抗線路に金属パ
ッチを結合する改良された非コーナ接合領域の形状を示
す図面。

【図８】本発明による集積回路における電圧分割回路を
含む金属パッチを示す平面図。

【図９】図８に示される集積回路の概略を示す回路図
面。

【符号の説明】

１０ デジタル−アナログコンバータ １１ 電圧分割抵抗接続 ２０ 抵抗材料の線路 ２１ 導通プラッグ ２２、２３、２４ 接合領域 ２５ 等電位線 ２９ 金属パッチ ２０１、２０２ 導通材料の線路 ９１ トランジスタスイッチ ９２ 抵抗

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 集積回路と共に使用され、コーナ線路部
   分により接続される複数の直線線路部分をもった導通材
   料の線路を備えた電圧分割回路であって、前記導通材料
   の線路が、 前記直線線路部分に形成された拡張された第１の領域
   と；前記コーナ線路部分に形成された拡張された第２の
   領域と；を備え、 前記拡張された第１の領域と第２の領域が前記電圧分割
   回路の複数の電圧レベルを与えることを特徴とする前記
   電圧分割回路。
2. 【請求項２】 コーナ部分により接続された直線部分を
   もった導通線路上の多数の位置の間に同じ抵抗を形成す
   る方法であって、 前記導通線路上の前記多数の位置の各々に拡張された部
   分を形成し、前記コーナ部分の各々が前記多数の位置の
   １つとなるようにする；工程を備えたことを特徴とする
   前記方法。