JPH07135457A - 半導体集積回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 層間膜を介して配線間に生じるクロストーク
を低減させる半導体集積回路。 【構成】 配線Ｂ及び配線Ｃは前記反転手段であるイン
バータ２を介して制御信号を流通し、夫々の配線が反転
信号をスイッチ１へ供給することにより、伝達信号を配
線Ａに導通又は遮断させる。配線ｂが配線Ｂと略平行で
層間膜を介して配線Ａを横切る位置に形成されている。
配線Ｂと配線ｂとには反転信号が流通するので、配線Ｂ
を流通する制御信号の変化が配線Ａに及ぼす干渉の影響
は、配線ｂによる配線Ａへの影響によって打ち消され、
配線Ａに生じるクロストークが低減される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は層間膜を介して複数の配
線を備える半導体集積回路に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図５は従来の半導体集積回路の一例を示
す回路図である。図５において、伝達信号が流れる配線
Ａと、この伝達信号を導通、遮断するスイッチ１と、こ
のスイッチ１を開閉するための制御信号が流れる配線Ｂ
と、配線Ｂから信号が入力され、反転信号を出力するイ
ンバータ２と、インバータ２によって生成された反転の
制御信号が流れる配線Ｃとから構成されている。スイッ
チ１を開閉するための配線のうち、配線Ｂは層間膜を介
して配線Ａを横切る位置にあるように形成されている。

【０００３】このような半導体集積回路を用いたスイッ
チ制御の説明を以下に示す。まず、スイッチ１により伝
達信号を導通する場合は、配線Ｂを流れる制御信号は
“Ｌ”であり、配線Ｃでは“Ｈ”である。一方、遮断す
る場合は、配線Ｂを流れる制御信号は“Ｈ”であり、配
線Ｃでは“Ｌ”である。どちらの場合も配線Ｂと配線Ｃ
には反転した制御信号が流れる。今、スイッチ１を開閉
するために配線Ｂが配線Ａを横切ってスイッチ１に接続
されているので、配線Ｂの制御信号の変化は配線Ａとの
交差領域にて配線Ａに干渉を与え、配線Ａにクロストー
ク即ちノイズが生じる。この配線Ａに生じたノイズはス
イッチ１の開閉により、配線Ａの真の伝達信号とともに
伝達されていた。

【０００４】図６は従来の半導体集積回路の他の一例を
示す回路図である。図において、Ａは伝達信号が流れる
配線であり、配線Ａには伝達信号を導通又は遮断すべく
開閉するスイッチ１が接続されている。スイッチ１はＮ
型及びＰ型トランジスタにて形成されたデュアルゲート
トランジスタであり、Ｎ型トランジスタのゲートに配線
Ｃからの電流が供給され、Ｐ型トランジスタのゲートに
配線Ｂからの電流が供給される。配線Ｂ及び配線Ｃには
インバータ２を介して制御信号が流れ、夫々の配線が反
転信号をスイッチ１へ供給することにより、スイッチ１
の開閉を行う。スイッチ１により導通された伝達信号は
配線Ａを流れて出力端子３から出力されるようになって
いる。

【０００５】また、配線Ａの近傍には配線Ａと略平行に
配線Ｄが形成されている。配線Ｄは図示しない他のスイ
ッチの開閉を制御するための配線であり、配線Ｂと接続
されて、配線Ｂを流れる同一制御信号を他のスイッチに
供給するようになっている。即ち、スイッチ１により伝
達信号を導通する場合は、配線Ｂを流れる制御信号は
“Ｌ”であり、配線Ｃでは“Ｈ”であり、配線Ｄでは
“Ｌ”であり。一方、遮断する場合は、配線Ｂを流れる
制御信号は“Ｈ”であり、配線Ｃでは“Ｌ”であり、配
線Ｄでは“Ｈ”である。

【０００６】このように、配線Ｄが配線Ａの近傍に形成
されているので、配線Ｄの制御信号の変化は配線Ａに干
渉を与え、配線Ａにクロストーク即ちノイズを生じる。
この配線Ａに生じたノイズが、伝達信号とともに伝達さ
れ出力されていた。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】以上の如く従来の半導
体集積回路では、配線Ａの近傍に層間膜を介して配線Ｂ
又は配線Ｄを備えているので、この層間膜によりキャパ
シタが形成されて配線間で干渉を生じる。これにより、
配線Ｂ又は配線Ｄを流れる制御信号が配線Ａに干渉を与
え、配線Ａを流れる伝達信号にクロストークを生じる。
このクロストークにより、配線Ａ又は配線Ａを用いた機
能ブロック、例えば増幅器、ミクサのようなアナログ的
処理を施す素子の直流特性又は交流特性が悪化する、ま
たは誤動作するという問題点があった。

【０００８】本発明は、斯かる事情に鑑みてなされたも
のであり、伝達すべき信号が流れる第１の配線の近傍に
反転信号が流れる１対の配線を形成することにより、第
１の配線が受ける干渉の影響を打ち消す半導体集積回路
を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】第１発明に係る半導体集
積回路は、信号を伝達する第１の配線が、反転回路の入
出力のうちの一方の配線と層間膜を介して交差する半導
体集積回路において、前記反転回路の他方の配線に接続
され、前記一方の配線の近傍にて前記第１の配線と層間
膜を介して交差すべく形成された第２の配線を備えるこ
とを特徴とする。

【００１０】第２発明に係る半導体集積回路は、信号を
伝達する第１の配線が、反転回路の入出力のうちの一方
の配線の近傍に位置する半導体集積回路において、前記
反転回路の他方の配線に接続され、前記第１の配線との
距離が、前記第１の配線と前記一方の配線との距離に略
等しい第３の配線を備えることを特徴とする。

【００１１】第３発明に係る半導体集積回路は、信号を
伝達する第１の配線が、反転回路の入出力のうちの一方
の配線の近傍に位置する半導体集積回路において、前記
反転回路の他方の配線に接続され、前記第１の配線に対
して前記一方の配線と対称に配置してある第３の配線を
備えることを特徴とする。

【００１２】第４発明に係る半導体集積回路は、信号を
伝達する第１の配線が、反転回路の入出力のうちの一方
の配線の近傍に位置する半導体集積回路において、前記
反転回路の他方の配線に接続され、前記第１の配線が有
する一点に対して前記一方の配線と対称に配置してある
第４の配線を備えることを特徴とする。

【００１３】第５発明に係る半導体集積回路は、信号を
伝達する第１の配線が、反転回路の入出力のうちの一方
の配線と層間膜を介して交差する半導体集積回路におい
て、前記反転回路の他方の配線に接続され、前記一方の
配線の近傍にて前記第１の配線と層間膜を介して交差す
べく形成された第２の配線と、前記一方の配線に接続さ
れ、前記第１の配線の近傍に位置する第５の配線と、前
記第２の配線に接続され、前記第１の配線が有する一点
に対して前記第５の配線に対称に配置してある第６の配
線とを備えることを特徴とする。

【００１４】

【作用】第１発明の半導体集積回路では、前記第２の配
線が反転回路の入出力のうちの他方の配線に接続されて
いるので、一方の配線及び第２の配線には夫々反転信
号、即ち逆相レベルの信号が流れる。このような一方の
配線及び第２の配線の夫々が第１の配線と交差している
ので、前記一方の配線を流れる信号の変化が第１の配線
へ与える干渉は、逆相レベルの信号が流れる第２の配線
からの干渉によって相殺される。

【００１５】第２発明の半導体集積回路では、前記第３
の配線が反転回路の入出力のうちの他方の配線に接続さ
れているので、一方の配線及び第３の配線には夫々反転
信号、即ち逆相レベルの信号が流れる。このような一方
の配線及び第３の配線が、第１の配線の両側に略同距離
を離隔して配置されているので、前記一方の配線を流れ
る信号の変化が第１の配線へ与える干渉は、逆相レベル
の信号が流れる第３の配線からの干渉によって相殺され
る。

【００１６】第３発明の半導体集積回路では、前記第３
の配線が反転回路の入出力のうちの他方の配線に接続さ
れているので、一方の配線及び第３の配線には夫々反転
信号、即ち逆相レベルの信号が流れる。このような一方
の配線及び第３の配線が、第１の配線を対称線として両
側に線対称に配置されているので、前記一方の配線を流
れる信号の変化が第１の配線へ与える干渉は、逆相レベ
ルの信号が流れる第３の配線からの干渉によって相殺さ
れる。

【００１７】第４発明の半導体集積回路では、前記第４
の配線が反転回路の入出力のうちの他方の配線に接続さ
れているので、一方の配線及び第４の配線には夫々反転
信号、即ち逆相レベルの信号が流れる。このような一方
の配線及び第４の配線が、第１の配線上の一点を対称点
として第１の配線の両側に点対称に配置されているの
で、前記一方の配線を流れる信号の変化が第１の配線へ
与える干渉は、逆相レベルの信号が流れる第４の配線か
らの干渉によって相殺される。

【００１８】第５発明の半導体集積回路では、前記第５
の配線が反転回路の入出力のうちの一方の配線に接続さ
れ、前記第２の配線が他方の配線に接続され、第６の配
線が第２の配線に接続されているので、一方の配線及び
第２の配線と、第５の配線及び第６の配線とには夫々反
転信号、即ち逆相レベルの信号が流れる。このような一
方の配線及び第２の配線の夫々が第１の配線と交差して
いるので、また、第５の配線及び第６の配線が、第１の
配線上の一点を対称点として第１の配線の両側に点対称
に配置されているので、前記一方の配線を流れる信号の
変化が第１の配線へ与える干渉は、逆相レベルの信号が
流れる第２の配線からの干渉によって相殺され、第５の
配線を流れる信号の変化が第１の配線へ与える干渉は、
逆相レベルの信号が流れる第６の配線からの干渉によっ
て相殺される。

【００１９】

【実施例】

実施例１．図１は、本発明の半導体集積回路の配線レイ
アウトを示す回路図である。図において、Ａは伝達信号
が流れる前記第１の配線であり、配線Ａには伝達信号を
導通又は遮断すべく開閉するスイッチ１が接続されてい
る。スイッチ１はＮ型及びＰ型トランジスタにて形成さ
れたデュアルゲートトランジスタであり、Ｎ型トランジ
スタのゲートに配線Ｃからの電流が供給され、Ｐ型トラ
ンジスタのゲートに配線Ｂからの電流が供給される。配
線Ｂ及び配線Ｃには前記反転回路であるインバータ２を
介して制御信号が流れ、夫々の配線が反転信号をスイッ
チ１へ供給することにより、スイッチ１の開閉を行う。
また、配線Ｂの近傍には、前記第２の配線である配線ｂ
が配線Ｂと略平行で層間膜を介して配線Ａを横切るよう
な位置に形成されており、一端は配線Ｃに接続され、他
端には何も接続されていない。

【００２０】以上の如き構成の半導体集積回路におい
て、スイッチ１により伝達信号を導通する場合は、配線
Ｂを流れる制御信号は“Ｌ”であり、配線Ｃでは“Ｈ”
である。そして配線ｂは配線Ｃと接続されているので、
配線ｂを流れる制御信号は“Ｈ”である。一方、遮断す
る場合は、配線Ｂを流れる制御信号は“Ｈ”であり、配
線Ｃでは“Ｌ”であり、配線ｂでは“Ｌ”である。

【００２１】このように、配線Ｂと配線ｂには反転信号
が流れるので、配線Ｂを流れる制御信号の変化が配線Ａ
を流れる伝達信号に与える干渉は、配線ｂの制御信号の
変化が配線Ａの伝達信号に与える干渉によって打ち消さ
れ、配線Ａに生じるクロストークが低減される。本実施
例の半導体集積回路での配線Ａのクロストークは０Ｖで
あり、従来例のクロストークが１．７７ｍＶであること
から、配線Ａに生じるクロストークが低減されたと言え
る。

【００２２】なお、一端を配線Ｃに接続した配線ｂの他
端は、上述のように何も接続されていなくても良いし、
制御信号を与えるべく他のスイッチ素子に接続されてい
ても良い。

【００２３】実施例２．図２は、本発明の第２実施例の
半導体集積回路の配線レイアウトを示す回路図である。
図において、Ａは伝達信号が流れる前記第１の配線であ
り、配線Ａには伝達信号を導通又は遮断すべく開閉する
スイッチ１が接続されている。スイッチ１はＮ型及びＰ
型トランジスタにて形成されたデュアルゲートトランジ
スタであり、Ｎ型トランジスタのゲートに配線Ｃからの
電流が供給され、Ｐ型トランジスタのゲートに配線Ｂか
らの電流が供給される。配線Ｂ及び配線Ｃには前記反転
回路であるインバータ２を介して制御信号が流れ、夫々
の配線が反転信号をスイッチ１へ供給することにより、
スイッチ１の開閉を行う。スイッチ１により導通された
伝達信号は配線Ａを流れて出力端子３から出力される。

【００２４】また、配線Ａの近傍には配線Ａと略平行に
配線Ｄが形成されており、配線Ｄは図示しない他のスイ
ッチの開閉を制御するための配線であり、配線Ｂと接続
されて配線Ｂを流れる同一制御信号を他のスイッチに供
給するようになっている。配線Ａを挟んで配線Ｄの反対
側には、前記第３の配線である配線ｄが配線Ｄと平行
に、対向するように形成されている。配線Ｄ及び配線ｄ
は共に配線Ａから距離ｘだけ離隔されて形成され、夫々
長さｙを有している。

【００２５】以上の如き半導体集積回路において、スイ
ッチ１により伝達信号を導通する場合は、配線Ｂを流れ
る制御信号は“Ｌ”であり、配線Ｃでは“Ｈ”である。
そして、配線Ｄは配線Ｂに接続され、配線ｄは配線Ｃに
接続されているので、配線Ｄを流れる信号は“Ｌ”であ
り、配線ｄでは“Ｈ”である。このように、配線Ｄ及び
配線ｄには反転信号が流れる。一方、遮断する場合は、
配線Ｂ及び配線Ｄを流れる制御信号は“Ｈ”であり、配
線Ｃ及び配線ｄでは“Ｌ”である。

【００２６】このように、配線Ａと配線Ｄとの離隔距離
は、配線Ａと配線ｄとの離隔距離と等しく、配線Ｄと配
線ｄとには反転信号が流れるので、配線Ｄの信号の変化
が配線Ａに与える干渉は、配線ｄの信号の変化が配線Ａ
に与える干渉によって打ち消され、配線Ａに生じるクロ
ストークが低減される。また、本実施例のように配線Ａ
が直線であり、配線Ａに対して配線Ｄと配線ｄとが線対
称に形成されている場合に、配線Ｄと配線ｄとが配線Ａ
に与える干渉を打ち消し合うことができる。

【００２７】次に、反転信号が流れる配線を、第１の配
線に対して線対称に形成することにより、または第１の
配線から等距離に形成することにより、第１の配線に生
じるクロストークを低減できる他の実施例について以下
に説明する。

【００２８】実施例３．図３は、本発明の第３実施例の
半導体集積回路の配線レイアウトを示す回路図である。
配線Ａの近傍には配線Ａと略平行に配線Ｅが形成されて
おり、配線Ｅは図示しない他のスイッチの開閉を制御す
るための配線であり、一端を配線Ｂのスイッチ近傍に接
続し、配線Ｂを流れる同一制御信号を他のスイッチに供
給するようになっている。配線Ａを挟んで配線Ｅの反対
側には、前記第３の配線である配線ｅが一端を配線Ｃの
スイッチ近傍に接続させ、配線Ｅと平行に対向するよう
に形成されている。配線Ｅ及び配線ｅは共に配線Ａから
距離ｘだけ離隔されて形成され、夫々長さｙを有してい
る。その他の構成は実施例２と同様であり、同部分には
同符号を付して説明を省略する。

【００２９】以上の如き半導体集積回路において、スイ
ッチ１により伝達信号を導通する場合は、配線Ｂを流れ
る制御信号は“Ｌ”であり、配線Ｃでは“Ｈ”である。
そして、配線Ｅは配線Ｂに接続され、配線ｅは配線Ｃに
接続されているので、配線Ｅを流れる信号は“Ｌ”であ
り、配線ｅでは“Ｈ”である。このように、配線Ｅ及び
配線ｅには反転信号が流れる。一方、遮断する場合は、
配線Ｂ及び配線Ｅを流れる制御信号は“Ｈ”であり、配
線Ｃ及び配線ｅでは“Ｌ”である。

【００３０】このように、配線Ａと配線Ｅとの離隔距離
は、配線Ａと配線ｅとの離隔距離と同程度であり、配線
Ｅと配線ｅとには反転信号が流れるので、配線Ｅの信号
の変化が配線Ａに与える干渉は、配線ｅの信号の変化が
配線Ａに与える干渉によって打ち消され、配線Ａに生じ
るクロストークが低減される。また、本実施例のように
配線Ａが直線であり、配線Ａに対して配線Ｅと配線ｅと
が線対称に形成されている場合に、配線Ｅと配線ｅとが
配線Ａに与える干渉を打ち消し合うことができる。

【００３１】実施例４．図４は、本発明の第４実施例の
半導体集積回路の配線レイアウトを示す回路図である。
図において、Ａは伝達信号が流れる前記第１の配線であ
り、配線Ａには伝達信号を導通又は遮断すべく開閉する
スイッチ１が接続されている。スイッチ１はＮ型及びＰ
型トランジスタにて形成されたデュアルゲートトランジ
スタであり、Ｎ型トランジスタのゲートに配線Ｃからの
電流が供給され、Ｐ型トランジスタのゲートに配線Ｂか
らの電流が供給される。配線Ｂ及び配線Ｃには前記反転
回路であるインバータ２を介して制御信号が流れ、夫々
の配線が反転信号をスイッチ１へ供給することにより、
スイッチ１の開閉を行う。また、配線Ｂの近傍には、前
記第２の配線である配線ｂが配線Ｂと略平行で層間膜を
介して配線Ａを横切るような位置に形成されており、一
端が配線Ｃと接続され他端は何も接続されていない。

【００３２】また、配線Ａの近傍には配線Ａと略平行に
前記第５の配線である配線Ｆが形成されており、配線Ｆ
は図示しない他のスイッチの開閉を制御するための配線
であり、一端を配線Ｂに接続させて、配線Ｂを流れる同
一制御信号を他のスイッチに供給するようになってい
る。配線Ａを挟んで配線Ｆの反対側には、前記第６の配
線である配線ｆが一端を前記配線ｂに接続させ、配線Ａ
上の一点にて点対称になるように形成されている。配線
Ｆ及び配線ｆは共に配線Ａから距離ｘだけ離隔されて形
成され、夫々長さｙを有している。

【００３３】以上の如き半導体集積回路において、スイ
ッチ１により伝達信号を導通する場合は、配線Ｂを流れ
る制御信号は“Ｌ”であり、配線Ｃでは“Ｈ”である。
そして、配線ｂは配線Ｃに接続されているので配線ｂを
流れる信号は“Ｈ”であり、また配線Ｆは配線Ｂに接続
され、配線ｆは配線Ｃに接続されているので、配線Ｆで
は“Ｌ”であり、配線ｆでは“Ｈ”である。一方、遮断
する場合は、配線Ｂ及び配線Ｆを流れる制御信号は
“Ｈ”であり、配線Ｃ、配線ｂ及び配線ｆでは“Ｌ”で
ある。このように、配線Ｂ及び配線ｂ、配線Ｆ及び配線
ｆには夫々反転信号が流れる。

【００３４】配線Ｂと配線ｂには反転信号が流れるの
で、配線Ｂを流れる制御信号の変化が配線Ａを流れる伝
達信号に与える干渉は、配線ｂの制御信号の変化が配線
Ａの伝達信号に与える干渉によって打ち消され、配線Ａ
に生じるクロストークが低減される。さらにまた、配線
Ｆと配線ｆとは配線Ａ上の一点に対してと点対称であ
り、反転信号が流れるので、配線Ｆの信号の変化が配線
Ａに与える干渉は、配線ｆの信号の変化が配線Ａに与え
る干渉によって打ち消され、配線Ａに生じるクロストー
クが低減される。

【００３５】なお、一端を配線Ｃに接続した配線ｂの他
端は、上述のように何も接続されていなくても良いし、
制御信号を与えるべく他のスイッチ素子に接続されてい
ても良い。

【００３６】なお、上述の本実施例では配線Ｄと配線ｄ
と、配線Ｅと配線ｅと、及び配線Ｆと配線ｆとは同長に
形成している。夫々の配線は同長に限るものではない
が、干渉の影響をより打ち消すために同長であることが
望ましい。

【００３７】また、上述の第２、第３実施例では配線Ａ
の一端が出力端子３に接続された場合を説明している
が、これに限るものではなく、アナログ電圧の発生源、
抵抗又はオペアンプのような素子が接続されていても良
い。

【００３８】

【発明の効果】以上の如く本発明による半導体集積回路
は、反転回路の入出力配線を利用して、反転信号が流れ
る１対の配線を第１の配線の近傍に配置する事により、
前記一対の配線のうち一方の配線が第１の配線に与える
干渉を、他方の配線による干渉で打ち消すか、又は減衰
することにより、第１の配線に生じるクロストークを低
減できる等、本発明は優れた効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の第１実施例の半導体集積回路を示す
回路図である。

【図２】 本発明の第２実施例の半導体集積回路を示す
回路図である。

【図３】 本発明の第３実施例の半導体集積回路を示す
回路図である。

【図４】 本発明の第４実施例の半導体集積回路を示す
回路図である。

【図５】 従来技術による半導体集積回路を示す回路図
である。

【図６】 従来技術による半導体集積回路を示す回路図
である。

【符号の説明】

１ スイッチ、２ インバータ、Ａ〜Ｆ，ｂ，ｄ〜ｆ
配線、３ 出力端子。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 信号を伝達する第１の配線が、反転回路
   の入出力のうちの一方の配線と層間膜を介して交差する
   半導体集積回路において、前記反転回路の他方の配線に
   接続され、前記一方の配線の近傍にて前記第１の配線と
   層間膜を介して交差すべく形成された第２の配線を備え
   ることを特徴とする半導体集積回路。
2. 【請求項２】 信号を伝達する第１の配線が、反転回路
   の入出力のうちの一方の配線の近傍に位置する半導体集
   積回路において、前記反転回路の他方の配線に接続さ
   れ、前記第１の配線との距離が、前記第１の配線と前記
   一方の配線との距離に略等しい第３の配線を備えること
   を特徴とする半導体集積回路。
3. 【請求項３】 信号を伝達する第１の配線が、反転回路
   の入出力のうちの一方の配線の近傍に位置する半導体集
   積回路において、前記反転回路の他方の配線に接続さ
   れ、前記第１の配線に対して前記一方の配線と対称に配
   置してある第３の配線を備えることを特徴とする半導体
   集積回路。
4. 【請求項４】 信号を伝達する第１の配線が、反転回路
   の入出力のうちの一方の配線の近傍に位置する半導体集
   積回路において、前記反転回路の他方の配線に接続さ
   れ、前記第１の配線が有する一点に対して前記一方の配
   線と対称に配置してある第４の配線を備えることを特徴
   とする半導体集積回路。
5. 【請求項５】 信号を伝達する第１の配線が、反転回路
   の入出力のうちの一方の配線と層間膜を介して交差する
   半導体集積回路において、前記反転回路の他方の配線に
   接続され、前記一方の配線の近傍にて前記第１の配線と
   層間膜を介して交差すべく形成された第２の配線と、前
   記一方の配線に接続され、前記第１の配線の近傍に位置
   する第５の配線と、前記第２の配線に接続され、前記第
   １の配線が有する一点に対して前記第５の配線に対称に
   配置してある第６の配線とを備えることを特徴とする半
   導体集積回路。