JPS6126227B2 - - Google Patents
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は固定の容量値をもつ容量素子を複数個
並列に設けると共に、この容量素子の1つずつに
対応してスイツチング素子を配し、前記スイツチ
ング素子を制御信号により選択的に作動させて前
記容量素子の切換えを行ない全体の容量値をデイ
ジタル的に変えるようにしたデイジタルキヤパシ
タに関するものである。Detailed Description of the Invention The present invention provides a plurality of capacitive elements having a fixed capacitance value in parallel, a switching element corresponding to each of the capacitive elements, and a control signal for controlling the switching element. This invention relates to a digital capacitor that is selectively activated to switch the capacitive elements and digitally change the overall capacitance value.
このようなデイジタルキヤパシタは放送受信機
の選局装置はもちろんのこと、LC発振器やCR発
振器に用いて、それらの周波数をデイジタル的に
変化させたり、水晶発振器の周波数を微調したり
することができ、更にデイジタル容量値を電圧値
に変換するデイジタル・アナログ変換器にも使用
することができるものである。 Such digital capacitors can be used not only in broadcast receiver tuning devices, but also in LC oscillators and CR oscillators to digitally change their frequencies or finely adjust the frequency of crystal oscillators. Furthermore, it can also be used in a digital-to-analog converter that converts a digital capacitance value into a voltage value.
第1図はデイジタルキヤパシタを選局装置の同
調回路に使用した場合の具体的回路を示してお
り、ここではインダクタンスコイルLに並列に容
量素子C1,C2,……,Coとスイツチングトラン
ンジスタT1,T2,……,Toからなるデイジタル
キヤパシタ1が接続されており、スイツチングト
ランンジスタT1,T2,……,Toに抵抗R1,R2,
……,Roを通して選局記憶兼切換え信号供給回
路2からのデイジタル制御信号を加えるようにな
つている。 Figure 1 shows a specific circuit when a digital capacitor is used in the tuning circuit of a tuning device. A digital capacitor 1 consisting of switching transistors T 1 , T 2 , ..., T o is connected to the switching transistors T 1 , T 2 , ..., T o and resistors R 1 , R 2 , T o .
. . . A digital control signal from the channel selection storage/switching signal supply circuit 2 is applied through R o .
ところで、このようなデイジタルキヤパシタを
使つて多くのチヤンネルを選局できるようにする
ためには容量素子の数が必然的に増えるのでIC
化したいところである。 By the way, in order to be able to select many channels using such a digital capacitor, the number of capacitive elements will inevitably increase.
This is something I would like to change.
本発明は斯る点に鑑み、IC化をはかると共に
分解能の高いデイジタルキヤパシタを提案するも
のである。 In view of these points, the present invention proposes a digital capacitor that can be integrated into an IC and has a high resolution.
第2図ロはデイジタルキヤパシタをIC化した
1つの例を1つの容量素子と、そのスイツチング
素子としてのトランジスタT11,T′11についての
み示し同図イはその平面パターンを簡略して示し
ている。図中9は一導電型半導体基板(例えばP
型シリコン半導体基板であり、以下「P型半導体
基板」という)で、その比抵抗は20〜50Ωcmであ
る。容量素子C1は前記P型半導体基板9の一面
に設けた逆導電型領域10(例えば、n領域であ
り、以下「n領域」という)と該n領域10上に
施した絶縁物層11を挾んで前記n領域10から
離間して形成される電極12とで構成し、一方前
記のように構成される容量素子C1の両側に前記
P型半導体基板9を共用して絶縁ゲート型トラン
ジスタT11,T11′を形成している。13,14は
前記トランジスタT11,T11′のゲート電極で、こ
れらはポリシリコン又はモリブデン、クロム、タ
ンタル、チタン等のリフラクトリメタル(耐熱金
属)から作られている。15,17はトランジス
タT11,T11′のソース、16,18はドレインで
あり、これらは容量素子C1の一方の電極用n領
域10と同様、P型半導体基板9に形成された高
濃度不純物のn領域からなつている。19は容量
素子C1の他方の電極12に一定の直流電圧を与
えるための導体でアルミニウムを蒸着して形成し
たものである。トランジスタT11,T11′のソース
15,17をアースに導くための導体20,21
も同様のアルミニウム材料から作成されている。
前記P型半導体基板9の他面には金をアロイさせ
た物質層22を設け、これをアースに接続する。 Figure 2B shows an example of a digital capacitor integrated into an IC, with only one capacitive element and transistors T 11 and T' 11 serving as switching elements. Figure 2B shows a simplified planar pattern. There is. 9 in the figure is a semiconductor substrate of one conductivity type (for example, P
P-type silicon semiconductor substrate (hereinafter referred to as "P-type semiconductor substrate"), and its specific resistance is 20 to 50 Ωcm. The capacitive element C 1 includes an opposite conductivity type region 10 (for example, an n region, hereinafter referred to as "n region") provided on one surface of the P-type semiconductor substrate 9 and an insulating layer 11 formed on the n region 10. An insulated gate transistor T is formed by using the P-type semiconductor substrate 9 on both sides of the capacitive element C1 configured as described above. 11 , forming T 11 ′. Reference numerals 13 and 14 denote gate electrodes of the transistors T 11 and T 11 ', which are made of polysilicon or a refractory metal (heat-resistant metal) such as molybdenum, chromium, tantalum, or titanium. Reference numerals 15 and 17 indicate the sources of the transistors T 11 and T 11 ', and 16 and 18 indicate the drains of the transistors T 11 and T 11 '. It consists of an n region of impurities. Reference numeral 19 is a conductor for applying a constant DC voltage to the other electrode 12 of the capacitive element C 1 and is formed by vapor-depositing aluminum. Conductors 20, 21 for guiding the sources 15, 17 of the transistors T 11 , T 11 ′ to ground
are also made from a similar aluminum material.
A gold alloy material layer 22 is provided on the other surface of the P-type semiconductor substrate 9, and is connected to ground.
尚、IC化する場合には、この第2図のIC構造
とは別に第3図,第4図のようにすることも可能
である。 In addition, when converting into an IC, it is also possible to use the IC structure shown in FIGS. 3 and 4 in addition to the IC structure shown in FIG.
第3図では、P型半導体基板9に寄生トランジ
スタ防止用の酸化膜層41,42,43を形成す
ると共にリンを不純物としてドープした多結晶ポ
リシリコン層44,45,46を形成し、このド
ープしたポリシリコン層からリンをP型半導体基
板9に拡散し、n+領域65,66,67,68
を形成する。続いて、前記P型半導体基板9の露
出表面及び前記ポリシリコン層44,45,46
表面上に0.1μの厚さの絶縁膜47を形成し、ア
ルミニウム蒸着により電極48,49を形成して
絶縁ゲート型トランジスタT11,T11′を作成する
と同時に電極50を形成してコンデンサC1を作
る。電極51,52は絶縁ゲート型トランジスタ
T11,T11′のソース取り出し電極である。 In FIG. 3, oxide film layers 41, 42, 43 for preventing parasitic transistors are formed on a P-type semiconductor substrate 9, and polycrystalline silicon layers 44, 45, 46 doped with phosphorus as an impurity are formed. Phosphorus is diffused from the polysilicon layer into the P-type semiconductor substrate 9 to form n + regions 65, 66, 67, 68.
form. Subsequently, the exposed surface of the P-type semiconductor substrate 9 and the polysilicon layers 44, 45, 46 are
An insulating film 47 with a thickness of 0.1 μm is formed on the surface, and electrodes 48 and 49 are formed by aluminum vapor deposition to form insulated gate transistors T 11 and T 11 ′.At the same time, an electrode 50 is formed and a capacitor C 1 is formed. make. Electrodes 51 and 52 are insulated gate transistors
These are source extraction electrodes for T 11 and T 11 ′.
次に第4図では、単結晶サフアイア基板53上
にP型シリコンを0.4μの厚さにエピタキヤル成
長させてP型シリコン層54〜58を形成し、そ
の上にリンを拡散させて高濃度n+領域54,5
6,58を形成すると共に、シリコン層に0.1μ
厚の絶縁膜59を形成し、続いてアルミニウムを
蒸着して絶縁ゲート型トランジスタT11,T11′の
ゲート電極60,61を形成し、同様に電極62
を作ることによつてコンデンサC1を形成したも
のである。尚、電極63,64は絶縁ゲート型ト
ランジスタT11,T11′のソースの取り出し電極で
ある。 Next, in FIG. 4, P-type silicon is epitaxially grown to a thickness of 0.4μ on a single-crystal sapphire substrate 53 to form P-type silicon layers 54 to 58, and phosphorus is diffused thereon to form a high concentration n layer. + area 54,5
6, 58 and 0.1μ on the silicon layer.
A thick insulating film 59 is formed, and then aluminum is deposited to form gate electrodes 60 and 61 of insulated gate transistors T 11 and T 11 ', and similarly an electrode 62 is formed.
The capacitor C1 is formed by making . Note that the electrodes 63 and 64 are source extraction electrodes of the insulated gate transistors T 11 and T 11 '.
以上のような種々のIC構造でデイジタルキヤ
パシタ1をIC化することができる。 The digital capacitor 1 can be integrated into an IC with various IC structures as described above.
ところで同調回路にあつては容量素子の微小容
量変化△Cに対して微小周波数変化△fを生じ
る。 By the way, in a tuned circuit, a minute frequency change Δf occurs in response to a minute capacitance change ΔC of a capacitive element.
デイジタルキヤパシタを使つた同調回路では周
波数は段階的にしか調整できないから同調すべき
正規の周波数foに対し、fo+△foなる如く△foの
ずれが残る。 In a tuning circuit using a digital capacitor, the frequency can only be adjusted stepwise, so a deviation of △fo from the normal frequency fo that should be tuned remains, such as fo + △fo.
そこで回路動作上決る最大許容ずれ△fomaxに
対し最小必要容量変化△Cominが決まる。従つて
n個の容量素子群の最小単位は少くとも△comin
より小さい値にしなければならない。 Therefore, the minimum required capacitance change ΔComin is determined for the maximum allowable deviation Δfomax determined by circuit operation. Therefore, the minimum unit of a group of n capacitive elements is at least △comin
Must be a smaller value.
本発明はこの値を△Coとして、
C1=△Co
C2=2△Co
C3=4△Co
C4=8△Co
:
:
:
Cn=2n-1△Co
のようにn個の容量素子の値を選択することを
1つの特徴とする。このようにすると容量素子群
の容量は△Coきざみで△Co〜(1+2+4+…
2n-1)△Coまでの全ての容量値を実現できる。
例えば、これを途中まで示せば次のようになつて
△Coきざみで順次全ての容量値が実現できるこ
とが明瞭に分るであろう。尚、ここで〔 〕内は
左の容量値を得るのに動作させるべき容量素子の
組合せを示している。 In the present invention, this value is set to △Co , and n number of One feature is that the value of the capacitive element is selected. In this way, the capacitance of the capacitive element group is △Co in increments of △Co~(1+2+4+...
2n -1 ) All capacitance values up to △Co can be achieved.
For example, if this is shown halfway, it will become clear that all capacitance values can be realized sequentially in steps of ΔCo as shown below. Note that here, the numbers in parentheses indicate the combination of capacitive elements that should be operated to obtain the capacitance value on the left.
△Co〔C1〕
2△Co〔C2〕
3△Co〔C1+C2〕
4△Co〔C3〕
5△Co〔C1+C3〕
6△Co〔C2+C3〕
7△Co〔C1+C2+C3〕
8△Co〔C4〕
9△Co〔C1+C4〕
10△Co〔C2+C4〕
11△Co〔C1+C2+C4〕
:
:
:
このようにC1,C2……,Cnについて一定の比
をもつように容量値を選定すると選択すべき容量
値が好適に多数得られるが、ここで問題となるの
はIC化においては製造上このような関係を容量
素子に精度よくもたせることが困難であるという
ことである。 △Co [C 1 ] 2△Co [C 2 ] 3△Co [C 1 +C 2 ] 4△Co [C 3 ] 5△Co [C 1 +C 3 ] 6△Co [C 2 +C 3 ] 7△Co [C 1 +C 2 +C 3 ] 8△Co [C 4 ] 9△Co [C 1 +C 4 ] 10△Co [C 2 +C 4 ] 11△Co [C 1 +C 2 +C 4 ] : : : Like this If the capacitance values are selected to have a certain ratio for C 1 , C 2 . . . , Cn, a large number of capacitance values can be obtained. This means that it is difficult to provide a capacitive element with such a relationship with high precision.
例えば容量Cは電極間距離をd、電極間に介在
する絶縁物層の誘電率をε、真空中の誘電率をε
ο、電極の幅をW、長さをlとすると容量Cは一
般に
C=εεοlW/dで表わされるから、
Cの値を2倍にしたい場合には理論上ε、l、
W、dを適当に変えればよいが、εを変えること
は別のIC材料を使うことになつて不都合であ
り、またdを変えていくことも困難である。そこ
で一般にはCを変える場合に、Wを変えることが
行なわれるが、この方法を本装置に適用すること
は適当でない。 For example, for the capacitance C, the distance between the electrodes is d, the dielectric constant of the insulating layer interposed between the electrodes is ε, and the dielectric constant in vacuum is ε.
ο, if the width of the electrode is W and the length is l, the capacitance C is generally expressed as C=εεοlW/d, so if you want to double the value of C, theoretically ε, l,
It is possible to change W and d appropriately, but changing ε is inconvenient because it means using a different IC material, and it is also difficult to change d. Therefore, when changing C, W is generally changed, but it is not appropriate to apply this method to the present device.
この点について、少し詳細に説明すると、容量
を形成する電極の寸法誤差の発生原因としては、
まずエツチングに先立つ光での焼き付け工程でホ
トレジスト上に枠マスクを予め密着しておくが、
この枠マスクが光の当たる量によつて変形するこ
と、及び光が枠マスクで隠されているホトレジス
ト部分にもまわり込むこと、更にエツチング時に
おいてもエツチング時間の長短による影響等があ
ることなどである。従つて、1ミクロン程度の誤
差は避けられないところであるが、この場合長さ
l方向の誤差△lは全体の容量に対しわずかであ
り、無視できるが、幅W方向の誤差△Wは全体の
容量に対しても大きく影響することは第2図イか
らも容易に理解できよう。そして、この誤差△W
がC1,C2,……,Cnについて同じ量で生じると
ころから、
C1=εεοl(W+△W)/d
C2=εεοl(2W+△W)/d
となり、
C2/C1=2W+△W/W+△W
同様に、
C3/C2=4W+△W/2W+△W
となつて、CnとCo-1の比が一定でなくなり、上
述の要件を充足できなくなるからである。 To explain this point in more detail, the causes of dimensional errors in the electrodes that form the capacitance are as follows:
First, a frame mask is attached to the photoresist in advance in a light baking process prior to etching.
This frame mask deforms depending on the amount of light that hits it, the light goes around to parts of the photoresist that are hidden by the frame mask, and even during etching, there are effects due to the length of the etching time, etc. be. Therefore, an error of about 1 micron is unavoidable, but in this case, the error △l in the length l direction is small and can be ignored with respect to the overall capacity, but the error △W in the width W direction is It can be easily understood from Figure 2A that this has a large effect on capacity. And this error △W
occurs in the same amount for C 1 , C 2 , ..., Cn, so C 1 = εεοl (W+△W)/d C 2 = εεοl (2W + △W)/d, and C 2 /C 1 = 2W+ ΔW/W+ΔW Similarly, C 3 /C 2 =4W+ΔW/2W+ΔW, and the ratio of Cn and Co -1 is no longer constant, making it impossible to satisfy the above-mentioned requirements.
しかしながら、この問題はWを一定としてlを
変えていくようにすることによつて解決できるこ
とを見出した。 However, it has been found that this problem can be solved by keeping W constant and varying l.
このようにすると、 C1=εεο(W+△W)l/d、 C2=εεο(W+△W)×2 l/d となり、 C2/C1=2 同様にC3/C2=2、Cn/Co−1=2 となつて、上述の要件を充足できる。 In this way, C 1 =εεο(W+ΔW)l/d, C 2 =εεο(W+ΔW)×2 l/d, and C 2 /C 1 =2 Similarly, C 3 /C 2 =2 , Cn/C o-1 =2, and the above requirements can be satisfied.
また、このように容量素子の長さlを一定の比
率で変えていくことは例えばn領域10とP型半
導体基板9との間に生じる不所望接合容量CS1,
CS2,……,CSo(第1図参照)による影響を取
り除くことができるという効果もある。例えば第
1図において、T1がオフのとき寄生容量CS1が
あると、C1との合成容量は、
C1・CS1/C1+C2
となるので、T1がオフからオンになるときの容
量変化△C1は
△C1=C1−C1・CS1/C1+CS1=C12/C1+CS1=△Co/△Co+CS1・△Co
となる。同様にT2がオフからオンになつたとき
の容量変化△C2は、
△C2=C2/C2+CS2・2△Co
△Cnの場合にも同様に、
△Cn=Cn/Cn+CSo・2n-1△Co
となり、最小単位△Coのきざみで容量値を変化
できない。しかし、各容量素子C1,C2,……,
Cnの容量に対して寄生容量に一定の比率をもた
せ(CSo=αCnとする(例えば本発明のように
On/Cn−1=2のようにすると、C2=2C1になると
共
に構造上CS2もCS2=2S1となるのでCS1/C1=α
で
あれば、CS2/C2=2CS1/2C1=CS1/C
1=αとなり、
CSo=αCnが充足される)ならば、
△C1=1/1+α・△Co
△C2=2・1/1+α・△Co
:
:
:
△Cn=2n-1・1/1+α・△Co
となり、最小単位が△Coから1/1+α・△Coと変わ
るだけで、この容量素子群の容量は1/1+α・△Co
のきざみで最小容量値からの増加分として
1/1+α・△Coから(1+2+22+……+2n-1)
1/1+α・△Coまでの全ての容量値を実現できると
いう如く、寄生容量の不所望な影響を除くことが
できる。 In addition, changing the length l of the capacitive element at a constant ratio in this way reduces the undesired junction capacitance C S1 , which occurs between the n region 10 and the P-type semiconductor substrate 9, for example.
Another effect is that the influence of C S2 , . . . , C So (see Figure 1) can be removed. For example, in Figure 1, if there is a parasitic capacitance C S1 when T 1 is off, the combined capacitance with C 1 is C 1 · C S1 /C 1 + C 2 , so T 1 changes from off to on. The capacitance change ΔC 1 at this time is ΔC 1 =C 1 −C 1 · CS1 /C 1 + CS1 =C 12 /C 1 + CS1 =ΔCo/ΔCo+ CS1 ·ΔCo. Similarly, the capacitance change △C 2 when T 2 turns from OFF to ON is △C 2 = C 2 /C 2 +C S2・2△Co Similarly, in the case of △Cn, △Cn = Cn/Cn + C So・2 n-1 △Co, and the capacitance value cannot be changed in steps of the minimum unit △Co. However, each capacitive element C 1 , C 2 , ...,
If the parasitic capacitance has a certain ratio to the capacitance of Cn (C So = αCn (for example, On/Cn- 1 = 2 as in the present invention), C 2 = 2C 1 and the structure Since C S2 also becomes C S2 = 2 S1 , C S1 /C 1 = α
If so, C S2 /C 2 =2C S1 /2C 1 =C S1 /C
1 = α and C So = αCn is satisfied), then △C 1 = 1/1 + α・△Co △C 2 = 2・1/1+α・△Co : : : △Cn=2 n-1・1/1+α・△Co, and the minimum unit changes from △Co to 1/1+α・△Co, and the capacitance of this capacitive element group increases by 1 from the minimum capacitance value in steps of 1/1+α・△Co. All capacitance values from /1+α·ΔCo to (1+2+2 2 + . . . +2 n-1 ) 1/1+α·ΔCo can be realized, and the undesirable influence of parasitic capacitance can be eliminated.
尚、こような寄生容量についてはn領域10と
P型半導体基板9の間に生じる接合容量だけでな
く、トランジスタのゲート13,14とドレイン
16,18間容量も無視しえない。ゲート13,
14とサブストレート9間の容量は大きく、全体
に影響を与えないが、ゲート・ドレイン間容量は
比較的小さく全体の容量に対し、大きく影響する
からである。しかし、このゲート・ドレイン間の
寄生容量についても容量素子と同様に、T1,
T2,……,Toについて一定の比率で長さ変えて
いくようにすればその不所望な影響を容易に解消
できる。具体的に言えば、トランジスタのドレイ
ン電極の長さ及びゲート電極の長さをその最小の
長さをlとしたときl、2 l、4 l、……、
2n-1lなるようにすることである。 Regarding such parasitic capacitance, not only the junction capacitance generated between the n-region 10 and the P-type semiconductor substrate 9 but also the capacitance between the gates 13 and 14 and the drains 16 and 18 of the transistors cannot be ignored. gate 13,
This is because the capacitance between the capacitance 14 and the substrate 9 is large and does not affect the overall capacitance, but the capacitance between the gate and drain is relatively small and has a large effect on the overall capacitance. However, as with the capacitive element, this parasitic capacitance between the gate and drain is T 1 ,
If the lengths of T 2 , . . . , T o are changed at a constant ratio, this undesirable effect can be easily eliminated. Specifically, when the length of the drain electrode and the length of the gate electrode of the transistor is the minimum length l, 2 l, 4 l, ...,
2 n-1 l.
かくして、本発明のデイジタルヰヤパシタの
ICパターンは第5図の平面図に示すようにな
る。尚、ここではC1,C2,C3の3個の容量素子
までしか示していないが、同じような割合で長さ
の変わる所定数の容量素子が順次図面右側に形成
されていくことは理解されるべきである。 Thus, the digital windshield of the present invention
The IC pattern is as shown in the plan view of FIG. Although only three capacitive elements C 1 , C 2 , and C 3 are shown here, it is possible that a predetermined number of capacitive elements whose lengths change at the same rate are sequentially formed on the right side of the drawing. should be understood.
この第5図において斜線部分13,14,1
3′,14′,13″,14″はそれぞれ第1、第
2、第3の容量素子C1,C2,C3の両側に形成さ
れた一対のスイツチング用のトランジスタのゲー
ト電極を示しており、これらは通路27,28,
27′,28′,27″,28″を通してスイツチン
グ制御信号入力端子A1,A2,A3に結合される。
次に網状に斜線を施して示した部分のうち、1
9,19′,19″は容量素子C1,C2,C3の通電
用アルミニウム導体を表わしており、これらの導
体は各通路29,29′,29″を通して、互いに
結合され且つ一定の直流電圧Vc供給路30に合
体される。他の網状斜線部分20,21,2
1′,21″は前記各トランジスタのソース電極に
通じるアルミニウム導体であり、これらはアース
電圧供給路31に共通に結合される。尚、互いに
隣接するトランジスタ、即ちC1に関する右側の
トランジスタC2に関する左側のトランジスタ、
及びC2に関する右側のトランジスタとC3に関す
る左側のトランジスタのソースは簡易化のために
共用されており、従つてアルミニウム導体21,
21′もこれら隣接するトランジスタの共用とな
つている。次に第2図から分るようにトランジス
タT11,T11′のドレイン及び容量素子C1の一方の
電極は互いに連続したn領域16,18,10で
形成されているので、これらの通電は1つの通路
32でまかなわれる。この通路32は例えばP型
半導体基板9に設けられたトランジスタT11のド
レイン用n領域を延長したものであり、その途中
には抵抗を構成する他のトランジスタr1′が周知
の方法で形成されている。34は前記抵抗用トラ
ンジスタr1′のドレインと比較的高い直流電圧E
の供給路33とを結ぶアルミニウム導体を示し、
同様に35は通路36を介して抵抗用トランジス
タr1′のゲートを前記供給路33に連結するアル
ミニウム導体を示している。同じような構成は容
量素子C3,C2に関しても採られていることは図
示の通りである。 In this FIG. 5, the shaded areas 13, 14, 1
3', 14', 13'', and 14'' indicate gate electrodes of a pair of switching transistors formed on both sides of the first, second, and third capacitive elements C1 , C2 , and C3, respectively. These are passages 27, 28,
27', 28', 27'', 28'' to the switching control signal input terminals A 1 , A 2 , A 3 .
Next, 1 of the hatched areas
9, 19', 19'' represent current-carrying aluminum conductors of the capacitive elements C 1 , C 2 , C 3 , and these conductors are coupled to each other through respective passages 29, 29', 29'' and are supplied with a constant DC current. It is combined into a voltage V c supply path 30 . Other mesh hatched parts 20, 21, 2
1', 21'' are aluminum conductors leading to the source electrodes of each of the transistors and are commonly coupled to the ground voltage supply path 31 . transistor on the left,
The sources of the right-hand transistor for C 2 and the left-hand transistor for C 3 are shared for simplicity, so that the aluminum conductor 21,
21' is also shared by these adjacent transistors. Next, as can be seen from FIG. 2, the drains of the transistors T 11 and T 11 ' and one electrode of the capacitive element C 1 are formed of mutually continuous n regions 16, 18, and 10, so that the current flow in them is It is served by one passage 32. This passage 32 is, for example, an extension of the n-type drain region of the transistor T 11 provided on the P-type semiconductor substrate 9, and in the middle thereof, another transistor r 1 ' constituting a resistor is formed by a well-known method. ing. 34 is connected to the drain of the resistor transistor r 1 ' and a relatively high DC voltage E.
shows an aluminum conductor connecting with the supply path 33 of
Similarly, reference numeral 35 designates an aluminum conductor which connects the gate of resistive transistor r 1 ' to the supply path 33 via a passage 36. As shown in the figure, a similar configuration is also adopted for capacitive elements C 3 and C 2 .
本発明は容量素子を一導電型半導体基板の一面
に形成した逆導電型の領域と該送導電型領域上に
設けた絶縁物層と該絶縁物層を挾んで前記導電型
領域から離間して形成される電極層とで構成して
IC化し、且つ複数の容量素子の容量値をそのう
ちの最小の容量値を△Coとしたとき、それぞれ
△Co、2△Co、4△Co、……、2n-1△Co(n
は1以上の整数)となるように選ぶので△Coき
ざみで多数の容量値が実現でき、分解能が高くな
る。しかも、容量素子の作成上生じる誤差の無視
できない幅方向の寸法を固定とし、誤差の無視で
きる長さ方向の寸法を一定の比率で変えるように
しているので、容量素子を形成する一方の電極用
半導体領域と半導体基板との間に生じる寄生容量
による悪影響を除去できる。 The present invention includes a capacitive element formed on one surface of a semiconductor substrate of one conductivity type, an opposite conductivity type region, an insulator layer provided on the transmission conductivity type region, and a capacitive element separated from the conductivity type region by sandwiching the insulator layer. consisting of an electrode layer formed
When integrated into an IC and the minimum capacitance value of multiple capacitive elements is △Co, respectively △Co, 2△Co, 4△Co, ..., 2 n-1 △Co (n
is an integer greater than or equal to 1), a large number of capacitance values can be realized in ΔCo increments, and the resolution is high. Moreover, since the width direction dimension, which cannot be ignored due to the error caused in the production of the capacitor element, is fixed, and the length direction dimension, which can have an negligible error, is changed at a fixed ratio, one electrode forming the capacitor element can be used. The adverse effects caused by parasitic capacitance generated between the semiconductor region and the semiconductor substrate can be removed.
また、スイツチングトランジスタのゲート及び
ドレインの長さも一定の比率で変えるようにして
いるのでスイツチングトランジスタのゲート・ド
レイン間に生じる寄生容量による悪影響をも無視
できるという効果があり、本発明は極めて有用で
ある。 In addition, since the lengths of the gate and drain of the switching transistor are varied at a constant ratio, the adverse effects of parasitic capacitance occurring between the gate and drain of the switching transistor can be ignored, making the present invention extremely useful. It is.
第1図はデイジタルキヤパシタを同調回路に使
用した例を示す回路図である。第2図は本発明の
デイジタルキヤパシタのIC構造を示す概略図で
あり、第3図及び第4図はそれぞれ本発明の他の
IC構造を示す概略図である。第5図は本発明を
実施したデイジタルキヤパシタのICパターン図
である。
C1,C2,Co……容量素子、T1,T2,To……
スイツチングトランジスタ、T11,T11′……C1の
スツチングトランジスタ、1……デイジタルキパ
シタ、9……p型半導体基板(単一基板)、53
……単結晶サフアイア基板(単一基板)、10,
45,56……n領域(導電型領域)、11,4
7,49……絶縁物層、12,50,62……容
量素子を構成する1つの電極、13,48,60
……ゲート電極。
FIG. 1 is a circuit diagram showing an example in which a digital capacitor is used in a tuning circuit. FIG. 2 is a schematic diagram showing the IC structure of the digital capacitor of the present invention, and FIGS.
FIG. 2 is a schematic diagram showing an IC structure. FIG. 5 is an IC pattern diagram of a digital capacitor embodying the present invention. C 1 , C 2 , C o ... Capacitive element, T 1 , T 2 , T o ...
Switching transistor, T 11 , T 11 '... Switching transistor of C 1 , 1... Digital capacitor, 9... P-type semiconductor substrate (single substrate), 53
... Single crystal sapphire substrate (single substrate), 10,
45, 56... n region (conductivity type region), 11, 4
7, 49... Insulator layer, 12, 50, 62... One electrode constituting a capacitive element, 13, 48, 60
...Gate electrode.
Claims (1)
接続すると共にこの容量素子の1つずつに対応し
てスイツチング素子を配し、前記スイツチング素
子をデイジタル制御信号により選択的に作動させ
て前記容量素子の切換えを行ない全体の容量値を
変化させるようにしたデイジタルキヤパシタにお
いて、前記容量素子を一導電型半導体基板の一面
に形成した逆導電型の領域と該逆導電型領域上に
設けた絶縁物層と該絶縁物層を挟んで前記逆導電
型領域から離間して形成される電極とで構成し、
前記各容量素子ごとに前記逆導電型領域と前記電
極との重なる部分の面積を長さ方向に変えて前記
容量素子の容量値をそのうちの最小の容量値を△
Coとしたとき、それぞれ△Co、2△Co、4△
Co、……、2n-1△Co(nは1以上の整数)とな
るようになし、一方前記一導電型基板を共用して
上記スイツチング素子用の絶縁ゲート型トランジ
スタを形成し該トランジスタのドレインの長さ及
びゲートの長さをその最小の長さをlとしたとき
l、2 l、4 l……、2n-1lとなるように
したことを特徴とするデイジタルキヤパシタ。1 A plurality of capacitive elements having a fixed capacitance value are connected in parallel, and a switching element is arranged corresponding to each of the capacitive elements, and the switching element is selectively activated by a digital control signal to increase the capacitance. In a digital capacitor in which the overall capacitance value is changed by switching elements, a region of an opposite conductivity type in which the capacitor element is formed on one surface of a semiconductor substrate of one conductivity type, and an insulator provided on the region of the opposite conductivity type. comprising a material layer and an electrode formed apart from the opposite conductivity type region with the insulating material layer sandwiched therebetween,
For each capacitive element, the area of the overlapping portion of the opposite conductivity type region and the electrode is changed in the length direction, and the capacitance value of the capacitive element is set to the minimum capacitance value among them.
When Co, △Co, 2△Co, 4△ respectively
Co , . A digital capacitor characterized in that the lengths of the drain and the gate are set to 1, 2 1, 4 1, . . . , 2 n-1 1, where the minimum length is 1.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12657177A JPS53112075A (en) | 1977-10-18 | 1977-10-18 | Digital capacitor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12657177A JPS53112075A (en) | 1977-10-18 | 1977-10-18 | Digital capacitor |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP52027827A Division JPS5951141B2 (en) | 1977-03-10 | 1977-03-10 | Channel selection device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS53112075A JPS53112075A (en) | 1978-09-30 |
| JPS6126227B2 true JPS6126227B2 (en) | 1986-06-19 |
Family
ID=14938450
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12657177A Granted JPS53112075A (en) | 1977-10-18 | 1977-10-18 | Digital capacitor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS53112075A (en) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4855690B2 (en) * | 2005-02-15 | 2012-01-18 | セイコーNpc株式会社 | Semiconductor device having a capacitor |
| JP7031779B1 (en) * | 2020-10-30 | 2022-03-08 | 株式会社明電舎 | Variable capacitor |
-
1977
- 1977-10-18 JP JP12657177A patent/JPS53112075A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS53112075A (en) | 1978-09-30 |
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