JPH0548003A - 半導体集積装置 - Google Patents

半導体集積装置

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JPH0548003A
JPH0548003A JP20073191A JP20073191A JPH0548003A JP H0548003 A JPH0548003 A JP H0548003A JP 20073191 A JP20073191 A JP 20073191A JP 20073191 A JP20073191 A JP 20073191A JP H0548003 A JPH0548003 A JP H0548003A
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Abstract

(57)【要約】 【構成】 水晶発振器用半導体集積装置において発振部
と出力バッファ部の電源系をそれぞれ別々の独立した電
源パッドで供給する。また発振部と出力バッファ部をデ
ジタル部で分離して配置する。また発振部自体も基板よ
り回り込むノイズを到達しにくい様基盤と反対電位のウ
ェルをデジタル部側及び出力バッファ側になる様レイア
ウトする。 【効果】 出力バッファからの電源電圧の変動等の悪影
響を発振部に与えない。また出力バッファ部のノイズを
デジタル部で吸収し発振部に到達しない。これらのレイ
アウトにより帰還発振及び異常発振を回避した性能の安
定した発振器を提供する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は発振器用半導体集積装置
のレイアウトに関する。
【0002】
【従来の技術】従来、発振器用半導体集積回路において
発振部に代表されるアナログ領域と分周部に代表される
デジタル領域が混在し、それぞれの領域は(1)まった
く分離しないか(2)分離するも電源系は同一の配線系
をもちいていた。図5は従来の発振器用ICのレイアウ
トの一例である。501は発振部、502は出力バッフ
ァ部、503はデジタル部で504はVDD、505は
VSSパッドを示す。506はVDDパッドより配線さ
れる電源ライン(VDDライン)で507はVSSパッ
ドより配線される電源ライン(VSSライン)である。
ここで発振部501、出力バッファ502とデジタル部
はVDD及びVSSラインは共通である。また発振部の
隣に出力バッファが配置されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、この様なレイ
アウトでは発振部と出力バッファの電源ラインが共通の
ため出力バッファに瞬時的に大電流(ショート電流)が
流れることによる電圧のドロップで発振部の電源もドロ
ップする。このため発振部は本質的な発振ではない帰還
発振や異常発振等を引き起こす。この様なレイアウトに
よる異常発振等は簡単に対策がたてられないため開発納
期に著しい遅延が生じたり、最終的に要求仕様を満たす
ことができないこともある。本発明の目的はかかる欠点
を除去し安定した性能の発振器を供給することにある。
【0004】
【課題を解決するための手段】発振部と分周部と出力バ
ッファ部を具備した水晶発振器用半導体集積装置におい
て同一電位の電源パッドを複数有し少なくとも1つの電
源パッドを前記発振部専用とすることを特徴とする。
【0005】発振部と分周部と出力バッファ部を具備し
た水晶発振器用半導体集積装置において前記発振部と前
記出力バッファ部を前記分周部で分離して配置したこと
を特徴とする。
【0006】半導体集積装置において発振部の基盤と反
対の極性を持つウェルを分周部及び出力バッファ部側に
配置することを特徴とする。
【0007】
【実施例】本発明の一実施例を図1に示す。これは発振
器用ICのレイアウト例で、99・100は電源用パッ
ド(VDD)、101・102はもう一方の電源用パッ
ド(VSS)である。103〜110は入出力用のパッ
ドでどのパッドも静電気保護ダイオードをもっている。
ここでは103は水晶振動子接続用のパッドでゲートパ
ッド、104はドレインパッドである。111は発振
部、112は分周部、113は出力バッファを示してい
る。114は99の電源パッドより配線されるVDDラ
インを示し115は100の電源パッドより配線される
VDDラインである。VDDライン114とVDDライ
ン115は同電位であるがパターン的には完全に分離さ
れ別の配線ラインとなっている。また116と117も
同様で116は101の電源パッドより配線されるVS
Sライン、117は102の電源パッドより配線される
VSSラインで116、117は完全に別の配線となっ
ている。また118は発振部のウェルを示し発振部のウ
ェルは出力バッファ側に配置している。この様に電源パ
ッドを分けた場合のパッケージへのボンディングの一例
を図2に示す。ここで99、100は図1の電源パッド
に対応する。201はICチップを示し、205はリー
ドフレーム、202・203・204はリード端子で特
に202はVDD電源用である。206・207はボン
ディング・ワイヤである。出力バッファ等でショート電
流等に起因する電圧変動はボンディング・ワイヤ207
から206を経て発振部に影響を与えることになる。こ
こで202のリード端子からIC外部の電源までのイン
ピーダンスはボンディング・ワイヤ206のインダクタ
ンスを含むインピーダンスと比較するとかなり小さいた
め出力バッファからの電圧変動は外部電源に吸収され発
振部には大きな影響を与えない。この様に同電位の電源
ラインにおいても発振部とデジタル部(分周部+出力バ
ッファ部)とでまったく別の配線ラインを用いることで
出力バッファ部でのショート電流等に起因する電圧変動
による発振部への悪影響を防ぐことが可能となる。
【0008】本発明の別の実施例を図3に示す。301
は発振部302〜305はデジタル部で306は出力バ
ッファである。また307〜312は各々のウェルでこ
こではN基盤のICであるためにPウェルである。なお
P基盤のICであればNウェルとなる。電源ライン及び
パッド配置は特に示してないが図1と同様の考え方によ
ってレイアウトされているものとする。この実施例は電
源が完全に分離されていても基盤を介して電源変動の影
響を受ける可能性がある。このため大きな電源変動の要
因である出力バッファをIC内部で発振部と可能な限り
遠ざけかつ他のそれほど電圧変動の原因とならないデジ
タル部を発振部と出力バッファ部の間にはさんでいる。
また発振部においても基盤と反対の電位をもつウェルを
出力バッファ側及びデジタル部側に配置し電圧変動に対
するインピーダンスをあげている。図4に発振部とデジ
タル部の接近部分の断面図を示しさらに説明する。40
1は基盤でここではN基盤である。402はデジタル部
のPウェル、403は発振部のPウェルである。404
・405は発振部のN基盤側のサブコンタクト、406
・407はデジタル部の基盤サブコンタクト。408・
409は発振部のウェルサブコンタクト、410・41
1はデジタル部のウェルサブコンタクトである。412
〜419はトランジスタを構成するそれぞれの拡散であ
る。420・421はそれぞれデジタル部のP・N両ト
ランジスタでインバータを構成する。422・423は
発振インバータを構成している。424〜427は基盤
抵抗を等価的に表した物で407のサブコンタクトから
404のサブコンタクトへ向かうほど404からみたイ
ンピーダンスが高くなることを視覚的に分かりやすく表
している。ここでデジタル部のインバータによるショー
ト電流が流れるとAから420のトランジスタを介しB
を経て421のトランジスタを通ってVDDとVSSが
ショート状態となる。VDD側に着目するとショート電
流はVDDライン及び407・406のサブコンタクト
を介し基盤を流れる。これにより基盤の電位は低下の方
向に変動する。この変動の影響は抵抗424・425・
426・427を経るに従って減衰する。あるいは40
6・407のサブコンタクトと同様のサブコンタクトが
406・407の周囲に多くあればインピーダンスの低
いそちらのサブコンタクトに吸収されインピーダンスの
高い発振部の方向へは影響が行きにくくなる可能性があ
る。またデジタル部自身も出力バッファに対して低イン
ピーダンスの電圧変動吸収経路となる。この様な考え方
から抵抗425と426の間よりも405や404のサ
ブコンタクトの近くのほうが電圧変動の影響をうけにく
いのは当然である。
【0009】
【発明の効果】前述した様なレイアウトを用いることに
より出力バッファ等の大電流を流して電源に変動を与え
る部分に対しても発振部の様な非常に敏感な部分は特に
影響を受けにくい。発振起動時の様な不安定な状態にお
いては通常電源変動の影響をうけ帰還発振や異常発振を
起こしやすい。しかし本発明のレイアウトは電源電圧の
変動の発振部への影響をシャットアウトしているため、
発振起動時においても安定した発振の起動を行うことが
可能となる。したがって帰還発振や異常発振に対し非常
に強い安定した性能の発振器を提供することができる。
またICにおいてこの様なレイアウトを用いることによ
り水晶の特性にICからの帰還的影響を比較的与えにく
くすることができるため水晶自体の特性のバラツキに対
しても広い対応性がある。したがって発振器トータルと
しての歩留まりを向上することができコストダウンする
ことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施例のレイアウト図。
【図2】 本発明の一例のボンディング図。
【図3】 本発明の第二の実施例のレイアウト図。
【図4】 構造断面図。
【図5】 従来のレイアウト図。
【符号の説明】
99・100 電源パッド(VDD) 101・102 電源パッド(VSS) 103・104・105・106・107・108・1
09・110 入出力パッド 111 発振部 112 デジタル部 113 出力バッファ部 114・115 電源配線(VDD) 116・117 電源配線(VSS) 118 Pウェル

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】発振部と論理部と出力バッファ部を具備し
    た水晶発振器用半導体集積装置において同一電位の電源
    パッドを複数有し少なくとも1つの電源パッドを前記発
    振部専用とすることを特徴とする半導体集積装置。
  2. 【請求項2】発振部と論理部と出力バッファ部を具備し
    た水晶発振器用半導体集積装置において前記発振部と前
    記出力バッファ部を前記論理部で分離して配置したこと
    を特徴とする半導体集積装置。
  3. 【請求項3】請求項2記載の半導体集積装置において発
    振部の基盤と反対の導電性を持つウェルを前記論理部及
    び前記出力バッファ部側に配置することを特徴とする半
    導体集積装置。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011103624A (ja) * 2009-11-12 2011-05-26 Seiko Epson Corp 半導体集積回路及び発振回路
JP2015090973A (ja) * 2013-11-07 2015-05-11 セイコーエプソン株式会社 半導体回路装置、発振器、電子機器及び移動体
JP2020170885A (ja) * 2019-04-01 2020-10-15 セイコーエプソン株式会社 集積回路装置、発振器、電子機器及び移動体

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TWI672793B (zh) * 2013-11-07 2019-09-21 日商精工愛普生股份有限公司 半導體電路裝置、電子裝置、電子機器及移動體
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