JPH11224932A - 半導体集積回路及び半導体集積回路装置 - Google Patents

半導体集積回路及び半導体集積回路装置

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JPH11224932A
JPH11224932A JP10024378A JP2437898A JPH11224932A JP H11224932 A JPH11224932 A JP H11224932A JP 10024378 A JP10024378 A JP 10024378A JP 2437898 A JP2437898 A JP 2437898A JP H11224932 A JPH11224932 A JP H11224932A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 アナログ回路の動作特性を劣化させることな
く、アナログ回路とデジタル回路とを同一の基板上に形
成した半導体集積回路を提供する。 【解決手段】 アナログ回路を形成する領域であるアナ
ログ部Aとデジタル回路を形成する領域であるデジタル
部Dとの間を可能な限り離すとともに、アナログ部Aと
デジタル部Dとの間に互いを分離するための分離層I
1、I2を設けた上で、アナログ回路とデジタル回路と
を1つの半導体基板Sub上に形成している。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、アナログ回路とデ
ジタル回路とを有する半導体集積回路装置、特に、同一
の制御回路によりアナログ回路及びデジタル回路の動作
を制御するものに関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来は、クロックなどに起因してデジタ
ル回路から発生するノイズがアナログ回路に混入し、そ
の結果、アナログ回路の動作特性が劣化するという理由
で、通常、アナログ回路とデジタル回路とを1つの半導
体基板上に形成することは避けられており、アナログ回
路とデジタル回路とは別々のチップになっていた。
【0003】このため、互いの動作内容に関連性がある
アナログ回路とデジタル回路とを必要とする半導体集積
回路装置においては、オーディオ装置を例に挙げると、
図4に示すように、音響操作を行って負荷群300内の
負荷を駆動するオーディオ回路(アナログ回路)20と
スイッチング操作を行って負荷群300内の負荷を駆動
するスイッチ回路(デジタル回路)30との動作を同一
の制御回路であるマイクロコンピュータ(以下、「マイ
コン」と略記する)100により制御する場合、マイコ
ン100からはオーディオ回路20へ制御信号を送るコ
ントロールラインL1とスイッチ回路30へ制御信号を
送るコントロールラインL2との2本のコントロールラ
インが必要であった。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】このように、アナログ
回路へのコントロールラインとデジタル回路へのコント
ロールラインとが別々である以上は、外来ノイズなどが
原因となってアナログ回路とデジタル回路との動作タイ
ミングの関係が狂ってしまい、誤動作につながる可能性
があり、特に、マイコンで制御する必要のある回路が多
くなるほど、コントロールラインが多くなるとともに、
配置上どうしても、図5に示すように、コントロールラ
インが長くなってしまうので、外来ノイズの影響を受け
やすくなり、誤動作を引き起こす可能性が大きくなる。
【0005】その他には、マイコンで制御する必要のあ
る回路が多くなるほど、図6の(イ)に示すように、マ
イコン100に多くのコントールポートを設ける、ある
いは、図6の(ロ)に示すように、複数のマイコン10
0−1、100−2、…を設ける、または、図6の
(ハ)に示すように、マイコンから制御信号を受けて複
数の回路を制御するコントロール回路400−1、40
0−2、…を別途設ける必要があり、コスト的にも回路
面積的にもデメリットが大きくなる。尚、コントロール
回路を別途設けた場合は、コントロールラインの数が増
加し、誤動作が生じる可能性はより大きくなる。
【0006】そこで、本発明は、アナログ回路の動作特
性を劣化させることなく、アナログ回路とデジタル回路
とを同一の基板上に形成した半導体集積回路を提供する
ことを目的とする。
【0007】また、本発明は、互いの動作内容に関連性
があるアナログ回路とデジタル回路とを有する半導体集
積回路装置であって、誤動作の可能性を低減するととも
に、コストダウン及び回路面積の縮小を実現した半導体
集積回路装置を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明の半導体集積回路では、アナログ回路を形成
する領域であるアナログ部とデジタル回路を形成する領
域であるデジタル部との間を可能な限り離すとともに、
前記アナログ部と前記デジタル部との間に互いを分離す
るための分離層を設けた上で、アナログ回路とデジタル
回路とを1つの半導体基板上に形成している。
【0009】以上の構成により、アナログ回路とデジタ
ル回路とが1つの半導体基板上に形成されているが、ク
ロックなどに起因してデジタル回路から発せられるノイ
ズがアナログ回路へ混入する経路が断たれる。
【0010】また、本発明の半導体集積回路装置では、
互いの動作内容に関連性がある複数の回路と、共通の制
御信号に基づいて前記複数の回路の動作を制御するコン
トロール回路とを有する半導体集積回路装置において、
前記複数の回路及び前記コントロール回路のうちのアナ
ログ回路が形成された領域であるアナログ部と、前記複
数の回路及び前記コントロール回路のうちのデジタル回
路が形成された領域であるデジタル部との間が可能な限
り離されているとともに、前記アナログ部と前記デジタ
ル部との間には互いを電気的に分離するための分離層が
設けられた上で、前記複数の回路及び前記コントロール
回路が1つの半導体基板上に形成されている。
【0011】以上の構成により、コントロールラインは
制御信号を出力する制御回路からコントロール回路への
1本だけとなるので、たとえ外来ノイズの影響を受けた
としても、複数の回路のそれぞれ動作タイミングは同じ
だけずれることになり、複数の回路の動作タイミングの
関係が狂うことはなく、また、制御する必要のある回路
の数に応じて、制御回路の数を増やす、あるいは、制御
回路のコントロールポートの数を増やす、または、他に
コントロール回路を設けるなどの必要はなくなる。
【0012】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施形態を図面
を参照しながら説明する。図1は本発明の一実施形態で
あるオーディオ装置の構成を示す図である。同図におい
て、1はコントロール回路、2はオーディオ回路、3は
スイッチ回路であって、アナログ回路であるオーディオ
回路2と、デジタル回路であるコントロール回路1及び
スイッチ回路3とは1つの半導体基板上に形成されてお
り、コントロール回路1、オーディオ回路2、及び、ス
イッチ回路3はオーディオ用IC200として1チップ
となっている。
【0013】オーディオ回路2はパワーアンプ301を
介してスピーカ302を駆動し、また、スイッチ回路3
内のトランジスタ31がONすることによりコンデンサ
303が放電しミュート回路24の端子がグランド電位
となりボリウム回路23によりボリウムが絞り込まれ、
また、トランジスタ32、33がONすることによりそ
れぞれランプ303、モータ304が駆動される。
【0014】コントロール回路1はマイコン100から
コントロールラインLを介して送られてくる制御信号に
基づいてオーディオ回路2を構成するサラウンド回路2
1、トーン回路22、ボリウム回路23、及び、ミュー
ト回路24の動作を制御するとともに、スイッチ回路3
を構成するトランジスタ31、32、33のON/OF
Fを切り換える。
【0015】以上の構成により、コントロールラインは
マイコン100からオーディオ用IC200へのコント
ロールラインLの1本だけとなるので、たとえ外来ノイ
ズの影響を受けたとしても、オーディオ回路2とスイッ
チ回路3との動作タイミングはどちらか一方がずれると
他方も同じだけずれることになり、オーディオ回路2と
スイッチ回路3との動作タイミングの関係が狂うことは
なく、例えば、ミュートするタイミングがずれるなどの
誤動作の可能性を低減することができる。
【0016】また、図2に示すように、アナログ回路で
あるオーディオ回路あるいはデジタル回路であるスイッ
チ回路の数が多い場合であっても、1つのコントロール
回路201により全ての回路202、203、204、
205、206、…の動作を制御するようにしておくと
ともに、1つの半導体基板上にコントロール回路201
を含めた全ての回路を1つの半導体基板上に形成してお
けば、オーディオ用IC200としてのチップ面積は当
然大きくはなるが、制御する必要のある回路の数によら
ずマイコン100からオーディオ用IC200へのコン
トロールラインは1本であり、従来のように、制御する
必要のある回路の数に応じて、マイコンのコントロール
ポートの数を増やす、あるいは、マイコンの数を増や
す、または、外付けのコントロール回路を設けるという
処置は不要となり、コストダウン及び回路面積の縮小を
実現することができる。
【0017】そして、オーディオ用IC200では、図
3の(イ)にその上面図を示すように、アナログ回路
(オーディオ回路2)を形成する領域であるアナログ部
Aと、デジタル回路(コントロール回路1及びスイッチ
回路3)を形成する領域であるデジタル部Dとの間を可
能な限り離すとともに、アナログ部Aとデジタル部Dと
の間に互いを電気的に分離する分離層I1、I2を設け
ている。
【0018】図3の(ロ)に示す断面図を用いて具体的
に構造を説明する。P型の基板(サブストレート)Su
b上にN+型の埋め込み層BL1、BL2、BL3、B
L4を設けてN型のエピタキシャル層Epiが形成され
ている。尚、N+型の埋め込み層BL3はN+型の埋め込
み層BL4を囲むリング形状となっている。
【0019】N型のエピタキシャル層Epiは、それぞ
れP型のウェル層W及びP型の下部分離層LIからなる
3つのP型の層により、4つの領域Epi1、Epi
2、Epi3、Epi4に分離されている。尚、N型の
エピタキシャル層Epi3はN型のエピタキシャル層E
pi4を囲むリング形状となっている。
【0020】N型のエピタキシャル層Epi2には、埋
め込み層BL2に接するとともにリング形状となるよう
に、N+型のコレクタウォールCWが形成されており、
また、N+型のコレクタウォールCWの上部にN+型のコ
ンタクト層SDが形成されている。尚、N+型のコンタ
クト層SDは電源電圧VCCに接続される。
【0021】N型のエピタキシャル層Epi3には、埋
め込み層BL3に接する形で、N+型のコレクタウォー
ルCWが形成されており、また、コレクタウォールCW
の上部にはN+型のコンタクト層SDが形成されてい
る。尚、コレクタウォールCW2はN型のエピタキシャ
ル層Epi3と同様にリング形状となっている。また、
+型のコンタクト層SDは電源電圧VCCに接続され
る。
【0022】N型のエピタキシャル層Epi4は、P型
のウェル層W及びP型の下部分離層LIからなるP型の
層により、2つ領域Epi41、Epi42に分離され
ている。尚、N型のエピタキシャル層Epi41はN型
のエピタキシャル層Epi42を囲むリング形状となっ
ている。
【0023】そして、アナログ部AがN型のエピタキシ
ャル層Epi1、デジタル部DがN型のエピタキシャル
層Epi42となっている、すなわち、N型のエピタキ
シャル層Epi1にアナログ回路が、N型のエピタキシ
ャル層Epi42にデジタル回路がそれぞれ作り込まれ
ている。
【0024】以上の構造により、アナログ部Aとデジタ
ル部Dとの間が可能な限り離されていることに加えて、
アナログ部Aとデジタル部Dとの間にPN接合分離を用
いた電気的な分離層I1、I2(分離層I2はデジタル
部Dを取り囲む形状となっている)が設けられることに
なり、また、デジタル回路はP型の基板Subから完全
に電位独立することになるので、デジタル回路のノイズ
がアナログ回路に混入する経路が断たれる。このように
して、アナログ回路とデジタル回路とを1つの半導体基
板上に形成した際に、デジタル回路のノイズがアナログ
回路に混入することにより、アナログ回路の動作特性が
劣化するという、従来からの問題を回避している。
【0025】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の半導体集
積回路によれば、アナログ回路とデジタル回路とが1つ
の半導体基板上に形成されているが、クロックなどに起
因してデジタル回路から発せられるノイズがアナログ回
路へ混入する経路が断たれ、これにより、アナログ回路
の動作特性が劣化することはない。
【0026】また、本発明の半導体集積回路装置によれ
ば、外来ノイズなどに起因してアナログ回路とデジタル
回路との動作タイミングの関係が狂うことはなくなり、
誤動作の可能性を低減することができる。また、制御回
路の数を増やす、あるいは、制御回路のコントロールポ
ートの数を増やす、または、他にコントロール回路を設
けるなどの処置を、制御する必要のある回路の数に応じ
て行う必要はなくなり、コストダウン及び回路面積の縮
小を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一実施形態であるオーディオ装置の
構成を示す図である。
【図2】 本発明の一実施形態であるオーディオ装置に
おいて、制御する必要のある回路の数が多い場合の構成
を示す図である。
【図3】(イ)本発明の一実施形態である半導体集積回
路の上面図である。 (ロ)本発明の一実施形態である半導体集積回路の断面
図である。
【図4】 従来の半導体集積回路装置の一例の構成を示
す図である。
【図5】 従来の半導体集積回路装置において、マイコ
ンで制御する必要のある回路数が多くなると、外来ノイ
ズの影響を受けやすくなることを示す図である。
【図6】(イ)従来の半導体集積回路装置において、コ
ントロールポートを増やして1つのマイコンで多くの回
路を制御する構成を示す図である。 (ロ)従来の半導体集積回路装置において、コントロー
ルポートを増やすことなく複数のマイコンで多くの回路
を制御する構成を示す図である。 (ハ)従来の半導体集積回路装置において、コントロー
ル回路を介在させて1つのマイコンで多くの回路を制御
する構成を示す図である。
【符号の説明】
1 コントロール回路 2 オーディオ回路 3 スイッチ回路 21 サラウンド回路 22 トーン回路 23 ボリウム回路 24 ミュート回路 31、32、33 トランジスタ 100 マイコン 200 オーディオ用IC 300 負荷群 301 パワーアンプ 302 スピーカ 303 コンデンサ 304 ランプ 305 モータ

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 アナログ回路を形成する領域であるアナ
    ログ部とデジタル回路を形成する領域であるデジタル部
    との間を可能な限り離すとともに、前記アナログ部と前
    記デジタル部との間に互いを分離するための分離層を設
    けた上で、アナログ回路とデジタル回路とを1つの半導
    体基板上に形成したことを特徴とする半導体集積回路。
  2. 【請求項2】 互いの動作内容に関連性がある複数の回
    路と、共通の制御信号に基づいて前記複数の回路の動作
    を制御するコントロール回路とを有する半導体集積回路
    装置において、 前記複数の回路及び前記コントロール回路のうちのアナ
    ログ回路が形成された領域であるアナログ部と、前記複
    数の回路及び前記コントロール回路のうちのデジタル回
    路が形成された領域であるデジタル部との間が可能な限
    り離されているとともに、前記アナログ部と前記デジタ
    ル部との間には互いを電気的に分離するための分離層が
    設けられた上で、前記複数の回路及び前記コントロール
    回路が1つの半導体基板上に形成されていることを特徴
    とする半導体集積回路装置。
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