JP2002246553A - 半導体集積回路のノイズ低減装置 - Google Patents
半導体集積回路のノイズ低減装置Info
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Abstract
する前に低減する。 【解決手段】ノイズ発生源201で発生したノイズは接
地用メタル電極202、コンタクトホール208、P型
拡散層領域209、P型半導体基板の寄生抵抗210を
順に通過しP型拡散領域206に到達する。P型拡散領
域206に到達に到達した一部のノイズは、P型半導体
基板の寄生抵抗211、P型拡散領域212、コンタク
トホール213、接地用メタル電極204を通過しノイ
ズ保護対象回路203に到達する。P型拡散領域206
に到達に到達した残りのノイズは、コンタクトホール2
07、ガードバンド用メタル電極層205、外部接続用
パッドを順に通過しバイパスコンデンサに吸収される。
Description
タル混載半導体集積回路において、ディジタル回路が発
生するノイズのアナログ回路に対する影響を低減するノ
イズ低減装置に関するものである。
集積回路における従来のノイズ低減装置の構成を示す図
である。図8において、アナログ・ディジタル混載のP
型半導体集積回路800は、ディジタル回路であるノイ
ズ発生源801とアナログ回路であるノイズ保護対象回
路807を搭載する。各回路は接地用メタル電極層80
2及び804でそれぞれ囲まれ、各接地用メタル電極層
はそれぞれ外部接続用パッド808及び805を介して
それぞれの回路用の接地電源810及び814に接続さ
れる。
発生源側の接地用メタル電極層802にノイズが発生す
る。接地用メタル電極層802に発生したノイズは、P
型基板寄生抵抗803、ノイズ保護対象回路側の接地用
メタル電極層804に到達し、接地用メタル電極層80
4に到達した一部のノイズは、外部接続用パッド805
を通過し、半導体集積回路外部で駆動電源815と接地
電源814の間に接続されたバイパスコンデンサ806
に吸収される。接地用メタル電極層804に到達して残
った一部のノイズは、ノイズ保護対象回路807に到達
する。
イズ低減装置では、ノイズ発生源で発生した一部のノイ
ズはノイズ保護対象回路側の接地用メタル電極層から外
部接続用パッドを通過し、外部のバイパスコンデンサで
吸収される。しかし、接地用メタル電極層に残った一部
のノイズはP型半導体集積回路上でノイズ保護対象回路
の接地電源からコンタクトホールを通してノイズ保護対
象回路のソース電極に達するため、ノイズ保護対象回路
に悪影響を及ぼすという問題を有していた。
のであり、アナログ・ディジタル混載半導体集積回路で
ディジタル回路が発生するノイズのアナログ回路に対す
る影響を低減するノイズ低減装置において、ノイズがア
ナログ回路側の接地用メタル電極層あるいは駆動用メタ
ル電極層に到達する前にノイズの低減を図ることができ
る半導体集積回路のノイズ低減装置を提供することを目
的とする。
半導体集積回路のノイズ低減装置は、P型半導体基板
(P型半導体基板100;200)上にノイズ発生源と
なる第1の回路(ノイズ発生源101;201)及びノ
イズ保護対象となる第2の回路(ノイズ保護対象回路1
03;203)を有し、前記第1の回路が発生したノイ
ズから前記第2の回路を保護するための半導体集積回路
のノイズ低減装置において、前記第1の回路及び第2の
回路から独立して形成された外部接続用パッド(外部接
続用パッド106,107)と、前記第1の回路と第2
の回路との間に形成され、前記外部接続用パッドを介し
て前記P型半導体基板外にある前記第2の回路用の接地
電源(ノイズ保護対象回路の接地電源108)に接続さ
れたメタル電極層(ガードバンド用メタル電極層10
5;205)と、前記メタル電極層の直下に形成され、
コンタクトホール(コンタクトホール207)を介して
前記メタル電極層に接続されたP型拡散領域(P型拡散
領域206)と、前記P型半導体基板外にある前記第2
の回路用の接地電源(ノイズ保護対象回路の接地電源1
08)と駆動電源(ノイズ保護対象回路の駆動電源10
9)との間に接続されたコンデンサ(バイパスコンデン
サ110)と、を具備する。
低減装置によれば、ガードバンド用メタル電極層とその
直下に形成したP型拡散領域を、P型半導体基板上で独
立した外部接続用パッドを介してP型半導体基板外にあ
るノイズ保護対象となる第2の回路用の接地電源に接続
することにより、P型半導体基板上の回路と独立に、ガ
ードバンド用メタル電極層とP型拡散領域の電位をP型
半導体基板外にある第2の回路用の接地電源の電位に維
持することができ、P型半導体基板内部の接地電源経由
で第2の回路のソース電極に伝わるノイズを低減するこ
とができる。さらに、P型半導体基板外で第2の回路の
接地電源と駆動電源との間に接続したコンデンサによ
り、第1の回路で発生したノイズが第2の回路の接地電
源に到達する前に吸収されるので、第2の回路に伝わる
ノイズを低減することができる。
ノイズ低減装置は、N型半導体基板(N型半導体基板3
00;400)上にノイズ発生源となる第1の回路(ノ
イズ発生源301;401)及びノイズ保護対象となる
第2の回路(ノイズ保護対象回路303;403)を有
し、前記第1の回路が発生したノイズから前記第2の回
路を保護するための半導体集積回路のノイズ低減装置に
おいて、前記第1の回路及び第2の回路から独立して形
成された外部接続用パッド(外部接続用パッド306,
307)と、前記第1の回路と第2の回路との間に形成
され、前記外部接続用パッドを介して前記N型半導体基
板外にある前記第2の回路用の駆動電源(ノイズ保護対
象回路の駆動電源308)に接続されたメタル電極層
(ガードバンド用メタル電極層305;405)と、前
記メタル電極層の直下に形成され、コンタクトホール
(コンタクトホール407)を介して前記メタル電極層
に接続されたN型拡散領域(N型拡散領域406)と、
前記N型半導体基板外にある前記第2の回路用の駆動電
源と(ノイズ保護対象回路の駆動電源308)設置電源
(ノイズ保護対象回路の接地電源309)との間に接続
されたコンデンサ(バイパスコンデンサ310)と、を
具備する。
低減装置によれば、ガードバンド用メタル電極層とその
直下に形成したN型拡散領域を、N型半導体基板上で独
立した外部接続用パッドを介してN型半導体基板外にあ
るノイズ保護対象となる第2の回路用の駆動電源に接続
することにより、N型半導体基板上の回路と独立に、ガ
ードバンド用メタル電極層とN型拡散領域の電位をN型
半導体基板外にある第2の回路用の駆動電源の電位に維
持することができ、N型半導体基板内部の駆動電源経由
で第2の回路のソース電極に伝わるノイズを低減するこ
とができる。さらに、N型半導体基板外で第2の回路の
駆動電源と接地電源との間に接続したコンデンサによ
り、第1の回路で発生したノイズが第2の回路の駆動電
源に到達する前に吸収されるので、第2の回路に伝わる
ノイズを低減することができる。
ノイズ低減装置は、前記メタル電極層が複数積層され、
かつ互いにコンタクトホールを介して接続されることを
特徴とする。
低減装置によれば、ガードバンド用メタル電極層を複数
層で構成することによりガードバンド用メタル電極層の
抵抗値を低減することができ、ガードバンド用メタル電
極層を介してコンデンサに吸収させるノイズの通過率が
向上するため、第2の回路に伝わるノイズを低減するこ
とができる。
タル混載半導体集積回路は、請求項1乃至請求項3の何
れか1項に記載の半導体集積回路のノイズ低減装置を用
いてアナログ・ディジタル混載半導体集積回路を構成す
る。
載半導体集積回路によれば、請求項1乃至請求項3の何
れか1項に記載の半導体集積回路のノイズ低減装置をア
ナログ回路のノイズ保護手段として用いることができる
ので、アナログ回路に対するノイズを効果的に低減する
ことができる。
て、図面を参照して詳細に説明する。
形態1に係るP型半導体基板を使用した半導体集積回路
のノイズ低減装置の構成を示す図であり、図2は、図1
のように構成された半導体集積回路のノイズ低減装置の
AA−BB断面図である。なお、図1に対応する図2の
部分を括弧内に示して説明する。
タル混載のP型半導体集積回路100(200)は、デ
ィジタル回路であるノイズ発生源101(201)とア
ナログ回路であるノイズ保護対象回路103(203)
を搭載する。ノイズ発生源は接地用メタル電極層102
(202)で囲まれ、ノイズ保護対象回路は接地用メタ
ル電極層104(204)で囲まれ、各接地用メタル電
極層はそれぞれの外部接続用パッド111及び117を
介してそれぞれの回路用の接地電源115及び108に
接続される。
0)上にノイズ発生源101(201)とノイズ保護対
象回路103(203)が存在する場合、以下の手段に
よりノイズ低減装置を構成する。
ノイズ保護対象回路103(203)の間に挟まれて双
方を十分に分離するガードバンド用メタル電極層105
(205)を形成する。
5(205)の両端を、P型半導体基板上で独立した外
部接続用パッド106及び107に接続し、P型半導体
基板外にあるノイズ保護対象回路用の接地電源108か
ら電位をとる。
5(205)の直下にP型拡散領域206を形成し、ガ
ードバンド用メタル電極層105(205)とP型拡散
領域206とをコンタクトホール207を介して接続す
ることにより、P型拡散領域206の電位をP型半導体
基板外にあるノイズ保護対象回路用の接地電源108か
らとる。
対象回路用の接地電源108と駆動電源109との間に
ノイズ吸収用のバイパスコンデンサ110を接続する。
おいて、ノイズ発生源101(201)で発生したノイ
ズは、ノイズ発生源側の接地用メタル電極層102(2
02)、コンタクトホール208、P型拡散層領域20
9、P型半導体基板の寄生抵抗210を順に通過し、P
型拡散領域206に到達する。
ズは、P型半導体基板の寄生抵抗211、P型拡散領域
212、コンタクトホール213、ノイズ保護対象回路
側の接地用メタル電極層204を通過し、ノイズ保護対
象回路103(203)に到達する。また、P型拡散領
域206に到達した他のノイズは、コンタクトホール2
07、ガードバンド用メタル電極層105(205)、
外部接続用パッド106又は107を順に通過し、P型
半導体基板外でノイズ吸収用のバイパスコンデンサ11
0に吸収される。
置によれば、図8の従来例に比較して、ノイズがノイズ
保護対象回路103(203)に到達するまでに、コン
タクトホール207、ガードバンド用メタル電極層10
5(205)、外部接続用パッド106又は107を順
に通過してバイパスコンデンサ110に吸収される分の
ノイズを低減することができ、ノイズ保護対象回路に伝
わるノイズを低減することができる。
形態2に係るN型半導体基板を使用した半導体集積回路
のノイズ低減装置の構成を示す図であり、図4は、図3
のように構成された半導体集積回路のノイズ低減装置の
AA−BB断面図である。なお、図3に対応する図4の
部分を括弧内に示して説明する。
タル混載のN型半導体集積回路300(400)は、デ
ィジタル回路であるノイズ発生源301(401)とア
ナログ回路であるノイズ保護対象回路303(403)
を搭載する。ノイズ発生源は駆動用メタル電極層302
(402)で囲まれ、ノイズ保護対象回路は駆動用メタ
ル電極層304(404)で囲まれ、各メタル電極層は
それぞれの外部接続用パッド311及び317を介して
それぞれの回路用の駆動電源315及び308に接続さ
れる。
0)上にノイズ発生源301(401)とノイズ保護対
象回路303(403)が存在する場合、以下の手段に
よりノイズ低減装置を構成する。
ノイズ保護対象回路303(403)の間に挟まれて双
方を十分に分離するガードバンド用メタル電極層305
(405)を形成する。
5(405)の両端を、N型半導体基板上で独立した外
部接続用パッド306及び307に接続し、N型半導体
基板外にあるノイズ保護対象回路用の駆動電源308か
ら電位をとる。
5(405)の直下にN型拡散領域406を形成し、ガ
ードバンド用メタル電極層305(405)とN型拡散
領域406とをコンタクトホール407を介して接続す
ることにより、N型拡散領域406の電位をN型半導体
基板外にあるノイズ保護対象回路用の駆動電源308か
らとる。
対象回路用の駆動電源308と接地電源309との間に
ノイズ吸収用のバイパスコンデンサ310を接続する。
おいて、ノイズ発生源301(401)で発生したノイ
ズは、ノイズ発生源側の駆動用メタル電極層302(4
02)、コンタクトホール408、N型拡散層領域40
9、N型半導体基板の寄生抵抗410を順に通過し、N
型拡散領域406に到達する。
ズは、N型半導体基板の寄生抵抗411、N型拡散領域
412、コンタクトホール413、ノイズ保護対象回路
側の駆動用メタル電極層404を通過し、ノイズ保護対
象回路303(403)に到達する。また、N型拡散領
域406に到達した他のノイズは、コンタクトホール4
07、ガードバンド用メタル電極層305(405)、
外部接続用パッド306又は307を順に通過し、N型
半導体基板外でノイズ吸収用のバイパスコンデンサ31
0に吸収される。
置によれば、図8の従来例に比較して、ノイズがノイズ
保護対象回路303(403)に到達するまでに、コン
タクトホール407、ガードバンド用メタル電極層30
5(405)、外部接続用パッド306または又は30
7を順に通過してバイパスコンデンサ310に吸収され
る分のノイズを低減することができ、ノイズ保護対象回
路に伝わるノイズを低減することができる。
形態3に係るP型半導体基板を使用した半導体集積回路
のノイズ低減装置を構成するガードバンド用メタル電極
層の図1におけるAA−BB断面図である。
P型拡散領域503を形成し、第1コンタクトホール群
505を介してガードバンド用第1メタル電極層507
に接続する。次に、これを第2コンタクトホール群50
8を介してガードバンド用第2メタル電極層510に接
続する。これをn回繰り返し、第nコンタクトホール群
511を介してガードバンド用第nメタル電極層513
に接続する。
P型半導体基板の寄生抵抗502、P型拡散領域50
3、コンタクトホール群505を順に通り、ガードバン
ド用第1メタル電極層507に到達する。さらに、コン
タクトホール群508を通り、ガードバンド用第2メタ
ル電極層510に到達し、これをn回繰り返し、第nコ
ンタクトホール群511を通り、ガードバンド用第nメ
タル電極層513に到達する。
置によれば、実施の形態1で説明したガードバンド用メ
タル電極層105(205)に比較して、多層に重ね合
わせたガードバンド用第1メタル電極層507、ガード
バンド用第2メタル電極層510、ガードバンド用第n
メタル電極層513の方がメタル電極層の抵抗値を相当
低減できるため、外部へのノイズの通過率を向上させる
ことができ、ノイズ保護対象回路に伝わるノイズをさら
に低減することができる。
形態4に係るN型半導体基板を使用した半導体集積回路
のノイズ低減装置を構成するガードバンド用メタル電極
層の図3におけるAA−BB断面図である。
N型拡散領域603を形成し、第1コンタクトホール群
605を介してガードバンド用第1メタル電極層607
に接続する。次に、これを第2コンタクトホール群60
8を介してガードバンド用第2メタル電極層610に接
続する。これをn回繰り返し、第nコンタクトホール群
611を介してガードバンド用第nメタル電極層613
に接続する。
N型半導体基板の寄生抵抗602、N型拡散領域60
3、コンタクトホール群605を順に通り、ガードバン
ド用第1メタル電極層607に到達する。さらに、コン
タクトホール群608を通り、ガードバンド用第2メタ
ル電極層610に到達し、これをn回繰り返し、第nコ
ンタクトホール群611を通り、ガードバンド用第nメ
タル電極層613に到達する。
置によれば、実施の形態2で説明したガードバンド用メ
タル電極層305(405)に比較して、多層に重ね合
わせたガードバンド用第1メタル電極層607、ガード
バンド用第2メタル電極層610、ガードバンド用第n
メタル電極層613の方がメタル電極層の抵抗値を相当
低減できるため、外部へのノイズの通過率を向上させる
ことができ、ノイズ保護対象回路に伝わるノイズをさら
に低減することができる。
形態5に係るアナログ・ディジタル回路混載半導体集積
回路の構成を示すブロック図である。図7において、半
導体基板700はディジタル回路701とアナログ回路
705を搭載し、さらに、両回路の間に実施の形態1乃
至実施の形態4のノイズ低減装置703を搭載する。
ディジタル回路701とアナログ回路705が存在する
場合において、ディジタル回路701で発生したノイズ
は半導体基板寄生抵抗702を通ってノイズ低減装置7
03に到達し、ノイズ低減装置703の作用によりノイ
ズが低減される。このようにして低減されたノイズが、
半導体基板寄生抵抗704を通ってアナログ回路705
に到達する。
ィジタル回路混載半導体集積回路によれば、アナログ回
路705とディジタル回路701との間に設置された実
施の形態1乃至4のノイズ低減装置のノイズ低減効果に
より、アナログ回路に対するノイズの影響を効果的に低
減することができる。
ノイズ発生源となる第1の回路が発生したノイズからノ
イズ保護対象となる第2の回路を保護するための半導体
集積回路のノイズ低減装置において、メタル電極層と、
このメタル電極層の直下に形成する拡散領域を半導体基
板上で独立した外部接続用パッドを介して半導体基板外
にあるノイズ保護対象回路用の電源に接続し、半導体基
板外で第2の回路用の駆動電源と接地電源との間にコン
デンサを接続することにより、半導体基板内で対策する
ノイズ低減装置に比較して、第1の回路で発生したノイ
ズの第2の回路に対する影響をより効果的に低減するこ
とができる。
使用した半導体集積回路のノイズ低減装置の構成を示す
図。
ノイズ低減装置の断面図。
使用した半導体集積回路のノイズ低減装置の構成を示す
図。
ノイズ低減装置の断面図。
使用した半導体集積回路のノイズ低減装置を構成するガ
ードバンド用メタル電極層の断面図。
使用した半導体集積回路のノイズ低減装置を構成するガ
ードバンド用メタル電極層の断面図。
タル回路混載半導体集積回路の構成を示すブロック図。
ける従来のノイズ低減装置の構成を示す図。
部接続用パッド 108 ノイズ保護対象回路の接地電源 109 ノイズ保護対象回路の駆動電源 110 バイパスコンデンサ 113、119 駆動用メタル電極 114 コンデンサ 115 ノイズ発生源の接地電源 116 ノイズ発生源の駆動電源 206、209、212 P型拡散領域 207、208、213 コンタクトホール 210、211 P型半導体基板寄生抵抗 214 絶縁膜 300、400 N型半導体基板 301、401 ノイズ発生源 302、304、402、404 駆動用メタル電極層 303、403 ノイズ保護対象回路 305、405 ガードバンド用メタル電極層 306、307、311、312、317、318 外
部接続用パッド 308 ノイズ保護対象回路の駆動電源 309 ノイズ保護対象回路の接地電源 310 バイパスコンデンサ 313、319 接地用メタル電極 314 コンデンサ 315 ノイズ発生源の駆動電源 316 ノイズ発生源の接地電源 406、409、412 N型拡散領域 407、408、413 コンタクトホール 410、411 N型半導体基板寄生抵抗 414 絶縁膜 500 P型半導体基板 501 ノイズ発生源 502、504 P型半導体基板寄生抵抗 503 P型拡散領域 505、508、511 コンタクトホール群 506、509、512 絶縁膜 507、510、513 ガードバンド用メタル電極層 600 N型半導体基板 601 ノイズ発生源 602、604 N型半導体基板寄生抵抗 603 N型拡散領域 605、608、611 コンタクトホール群 606、609、612 絶縁膜 607、610、613 ガードバンド用メタル電極層 700 半導体基板 701 ディジタル回路 702、704 半導体基板寄生抵抗 703 ノイズ低減装置 705 アナログ回路 800 P型半導体基板 801 ノイズ発生源 802、804 接地用メタル電極層 803 P型半導体基板寄生抵抗 805、808、813、817 外部接続用パッド 806 バイパスコンデンサ 807 ノイズ保護対象回路 809 コンデンサ 810 ノイズ発生源の接地電源 811 ノイズ発生源の駆動電源 812、816 駆動用メタル電極 814 ノイズ保護対象回路の接地電源 815 ノイズ保護対象回路の駆動電源
Claims (4)
- 【請求項1】 P型半導体基板上にノイズ発生源となる
第1の回路及びノイズ保護対象となる第2の回路を有
し、前記第1の回路が発生したノイズから前記第2の回
路を保護するための半導体集積回路のノイズ低減装置に
おいて、 前記第1の回路及び第2の回路から独立して形成された
外部接続用パッドと、 前記第1の回路と第2の回路との間に形成され、前記外
部接続用パッドを介して前記P型半導体基板外にある前
記第2の回路用の接地電源に接続されたメタル電極層
と、 前記メタル電極層の直下に形成され、コンタクトホール
を介して前記メタル電極層に接続されたP型拡散領域
と、 前記P型半導体基板外にある前記第2の回路用の接地電
源と駆動電源との間に接続されたコンデンサと、を具備
することを特徴とする半導体集積回路のノイズ低減装
置。 - 【請求項2】 N型半導体基板上にノイズ発生源となる
第1の回路及びノイズ保護対象となる第2の回路を有
し、前記第1の回路が発生したノイズから前記第2の回
路を保護するための半導体集積回路のノイズ低減装置に
おいて、 前記第1の回路及び第2の回路から独立して形成された
外部接続用パッドと、 前記第1の回路と第2の回路との間に形成され、前記外
部接続用パッドを介して前記N型半導体基板外にある前
記第2の回路用の駆動電源に接続されたメタル電極層
と、 前記メタル電極層の直下に形成され、コンタクトホール
を介して前記メタル電極層に接続されたN型拡散領域
と、 前記N型半導体基板外にある前記第2の回路用の駆動電
源と設置電源との間に接続されたコンデンサと、を具備
することを特徴とする半導体集積回路のノイズ低減装
置。 - 【請求項3】 前記メタル電極層が複数積層され、かつ
互いにコンタクトホールを介して接続されることを特徴
とする請求項1又は請求項2に記載の半導体集積回路の
ノイズ低減装置。 - 【請求項4】 請求項1乃至請求項3の何れか1項に記
載の半導体集積回路のノイズ低減装置を用いたアナログ
・ディジタル混載半導体集積回路。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001040337A JP2002246553A (ja) | 2001-02-16 | 2001-02-16 | 半導体集積回路のノイズ低減装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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