JPH025453A - Mis容量の接続方法 - Google Patents

Mis容量の接続方法

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JPH025453A
JPH025453A JP63154693A JP15469388A JPH025453A JP H025453 A JPH025453 A JP H025453A JP 63154693 A JP63154693 A JP 63154693A JP 15469388 A JP15469388 A JP 15469388A JP H025453 A JPH025453 A JP H025453A
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利夫 山田
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徹 小林
Hirotaka Nishizawa
裕孝 西沢
Hiroyuki Itou
以頭 博之
Tatsuya Saito
達也 斉藤
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    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • H10D84/00Integrated devices formed in or on semiconductor substrates that comprise only semiconducting layers, e.g. on Si wafers or on GaAs-on-Si wafers
    • H10D84/60Integrated devices formed in or on semiconductor substrates that comprise only semiconducting layers, e.g. on Si wafers or on GaAs-on-Si wafers characterised by the integration of at least one component covered by groups H10D10/00 or H10D18/00, e.g. integration of BJTs
    • H10D84/611Combinations of BJTs and one or more of diodes, resistors or capacitors

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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〕 本発明は半導体装置に係り、特にパッケージ材料中など
に含まれる微量の放射性物質から放射されるα線などに
よって誤動作を起こさないような、MIS容量の接続方
法に関する。
〔従来の技術〕
従来、トランジスタによって構成される回路には、第9
図に示すような構成がしばしば現われる。
これはいわゆる、エミッタフォロア回路と呼ばれるもの
であり、入力v8がトランジスタ11のベースに接続さ
れ、そのエミッタが出力Voutになっているものであ
る。出力VOUTと電源VI:[!の間に挿入されてい
るトランジスタ91は、エミッタ及びコレクタが出力V
outに接続され、ベースが電源VBHに接続された構
成となっている。このように構成されたトランジスタ9
1は接合容量として働き、出力電位を安定化させる働き
をするものである。第10図は第9図で示されている回
路を半導体装置内で実現させるときの回路パターンの一
例を示したものである。また本図には平面図(a)と断
面図(b)が示されている。平面図である第10図(a
)において、入力Vaとトランジスタ11のベース電極
22との接続やトランジスタ11のエミッタ電極21と
抵抗15の電極107および容量用トランジスタ91の
エミッタ電極101.コレクタ電極103との接続など
は、AQなどの配線材料が用いられることになる。断面
図(b)は平面図(a)のD−D’の部分の断面を示し
たもので、P−基板上に作られた抵抗15とトランジス
タ91の断面構造および接続の様子が示されている。
以上述べてきたように電位の安定化のために用いられる
容量としては、従来からよくトランジスタなどの接合容
量が使われてきた。しかし最近になって、第7図に示さ
れているような構造をした容量も使用できるようになっ
てきたにれはいわゆるMIS容量と呼ばれているもので
、p−基板上にN十埋込み層72を設け、誘電体71介
して電極13が取られ、もう一方の電極14がN十埋込
み層72に接続されている構成になっているものである
。また、MIS容量は接合容量に比べ単位面積当りの容
量値が大きいため、レイアウト面積を小さくできる。今
後はこのようなMIS容量が多用されていくものと思わ
れる。このようなMIS容量を用いた半導体装置として
は、例えば、特開昭62−111459号等が挙げられ
る。
〔発明が解決しようとする課題〕
上記従来技術は、外部からの雑音、特にα線による影響
が考慮されていなかった。第9図において、α線が接合
容量を構成するトランジスタ91に入射すると、特開昭
61−169015に記載されているように、α線によ
るノイズ電流がそのコレクタから集積回路の基板に流れ
るため、出力V OUTの電位が設定値から一時的に大
きく引き下げられてしまう、一方、前記接合容量の変わ
りに第7図に示されているようなMIS容量を用いる場
合においても、α線などの影響を受けることになる。そ
れは以下の理由による。
第8図に第7図に示したMIS容量の等価回路を示す、
第8図において、MIS容量12は第7図のN十埋込み
層72と電極13との間にできる容量であり、ダイオー
ド81はN十埋込み層72とp−基板で構成されるもの
である。このような容量を使用する場合には接合容量と
違い、電極13と埋込み層側電極14には極性が無いた
め。
ある接続ノード(例えば第9図の出力Vour )に対
してどちらを選んでも良いことになる。しかし電極の選
びかたで容量値が変わるため1例えば第9図の出力VO
UTには埋込み層側電極14をつないだ方が容量値が大
きくなる。これは、ダイオード81による接合容量が付
加されるためである。
そこで、このように接続されたMIS容量にα線が入射
すると、基板内で発生した電子がN十埋込み層72へ流
れるため、前述と同様に出力Voυ丁が一時的に大きく
引き下げられてしまう、その結果この負性ノイズによっ
て、出力VOUTを用いる回路が誤動作してしまうとい
う問題があった。
本発明の目的は、上記のα線による影響を除去するMI
S容量の接続方法を提供することにある。
〔課題を解決する。ための手段〕
上記目的は1Ml5容量を形成する誘電体(シリコン酸
化膜なども含む)の厚みを薄くするなどの工夫を行なう
ことで、寄生的に形成されるダイオードの接合容量を使
用すること無く、MIS容量部だけで十分な容量値を確
保し、かつMIS容量の埋込み層側電極を入力インピー
ダンスの低い方又は電源側へ接続することにより、達成
される。
〔作用〕
埋込み層側電極を入力インピーダンスの低い方又は電源
側へ接続することで、ノイズ電流による冬 電位変化を小&<L、かつ電位の復帰時間を短くできる
ので、誤動作を防止できる。
〔実施例〕
以下、本発明の一実施例を図面を参照しながら説明する
第1図は、第9図で示される従来技術に本発明を適用し
たものである。入力VBがトランジスター1のベースに
接続され、そのエミッタ側が出力vouTになっている
。また、出力電位を安定化させるために、出力Vout
と接地な位Vccとの間にMIS容f12が挿入されて
いる。このとき。
MIS容量の電極13は出力VOUTに接続され、埋込
み層側電極14は接地電位Vccに接続されている。第
2図に第1図で示された回路を半導体装置内で実現させ
るときの回路パターンの一例を示す。平面図(a)にお
いて、入力VBとトランジスター1のベース電極22と
の接続やトランジスタ11のエミッタ電極21と抵抗1
5の電極107およびMIS容量の電極13との接続な
どは、AQなどの配線材料が用いられることになる。断
面図(b)は平面図(a)のA−A’の部分の断面を示
したもので、P−基板上に作られた抵抗15とMIS容
量12の断面構造および接続の様子が示されている。
本実施例において、MIS容量12は一般的に第7図で
示されるような構成となっている。ただし、本発明では
前述したように寄生的に形成される接合容量を使用しな
いため、誘電体71で形成される容量をできるだけ大き
くする必要がある。
例えば、誘電体71としてシリコン酸化膜やシリコン窒
化膜などを用い、その膜厚を100人程度まで薄くする
ことにより、小さな面積で十分な容量を確保することが
できる。
そこで、α線がこのMIS容量12に入射すると、前述
したようにα線によって発生した電子がN十埋込み層7
2へ吸収されることになるが、本実施例ではN十埋込み
層72の出力端子となる埋込み層側電極14が接地電位
Vacに接続されているため、吸収された電子はすべて
接地側へ流れることになる。したがって、電極13につ
ながる出力Voυ丁はα線の影響を受けることがない。
以上のことから1本実施例によれば、MIS容量にα線
が入射しても出力voUTに影響を及ぼすこと無く安定
に電位を保つことができる。
第3図は、非しきい値論理回路(NTL)に本発明を適
用したものである。NTL回路では、高速化のために入
力トランジスタ31.32のエミッタと電源vEEとの
間にある抵抗35と並列に容量が設けられる。この容量
としてMIS容量を用いるとき1本実施例のように埋込
み層側電極14を電源VE[Eへ接続させる構成とする
。このことにより、前実施例と同様に、α線がMIS容
:t12に入射しても回路への影響が無く、出力VNO
Rを安定に保つことができる。
第4図は第3図で示された回路を半導体装置内で実現さ
せるときの回路パターンの一例として。
平面図(a)と断面図(b)を示したものである。
平面図(a)において、入力信号vrNと入力トランジ
スタ31ベースや入力トランジスタ31゜32のエミッ
タとMIS容量12の電極13などはAQなどの配線材
料により接続される。断面図(b)は平面図(a)のB
−B’の部分の断面を示したもので、P−基板上に作ら
れた抵抗35゜36とMIS容量12の断面構造および
接続の様子が示されている。
第5図は本発明のさらに他の実施例を示したものである
0本実施例は、特開昭60−91721や特願昭62−
151115号で述べられている論理回路に対して本発
明を適用したものである。したがって、論理動作自体の
詳しい説明については省略する。第5図においてMIS
電量12は帰還ループのインピーダンスを低くする働き
をする。このとき、埋込み層側電極14は、低インピー
ダンス側となる分割抵抗RCOII Rcoz接続点に
つなげられている。
このようにすることにより、MIS容量12にα線が入
射することで発生した電子は分割抵抗Rcozを通して
放電されるため、その時発生する電位変化を小さく抑え
ることができる。したがって、本実施例においてもα線
の影響を少なくでき、回路を安定に動作させることがで
きる。
第6図は第5図で示された回路の帰還ループ部5Aの回
路パターンを示したものである。平面図(a)において
、MIS容量12の埋込み層側電極14は分割抵抗RC
OII Rcoz接続点に接続され、電極13はトラン
ジスタ57のベースに接続されている。断面図(b)は
平面図(a)のC−C’の部分の断面を示したもので、
P−基板上に作られた抵抗54とMIS容量12の断面
構造および接続の様子が示されている。
なお、以上の実施例では、P−基板上に作られたMIS
容量の接続方法について述べてきたが、n−基板上に作
られるMIS容量についても本発明の考え方を適用する
ことができる。
〔発明の効果〕
以上説明したように本発明によれば、α線がMIS容量
に入射したときの影響を小さくできるので1回路を安定
に動作させることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図乃至第6図は本発明の各実施例を示す図。 第7図はMIS容量のデバイス構造を示す図、第8図は
MIS容量の等価回路を示す図、第9図は従来の回路図
、第10図は第9図の回路パターンを示す図である。 11・・・トランジスタ、12・・・MISB量、13
・・・電極、14・・・埋込み層側電極、71・・・誘
電体、遍 図 31 入カトラシ〉゛ズヌ 3zり 34工之ツ兄lロアLう〕シズク TxN入カイ會号 (b) 冨 図 ’F!coI討1枢坑 71ICρ2り 篤 図 べ P−表基 板2 図 3z基靭イ則takら【 第 図 (6L) (6b) 第 図 107オ色抗憧極 嘉 lρ 図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、MIS(MetalInsulatorSemic
    onductor)容量の埋込み層側電極を回路の低イ
    ンピーダンス側へ接続することを特徴とするMIS容量
    の接続方法。 2、回路内のある電位ノードと電源との間にMIS容量
    を挿入する際、埋込み層側電極を電源側へ接続すること
    を特徴とするMIS容量の接続方法。
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