(57)【要約】【課題】接続配線の配線領域を有効活用してＭＩＭ構造のキャパシターを配置することで回路面積の縮小化等を実現できる回路装置等の提供。【解決手段】回路装置２０は、振動子１０の一端に電気的に接続される第１端子Ｔ１と、振動子１０の他端に電気的に接続される第２端子Ｔ２と、第１端子Ｔ１に電気的に接続される第１接続配線Ｌ１と、第２端子Ｔ２に電気的に接続される第２接続配線Ｌ２と、第１接続配線Ｌ１及び第２接続配線Ｌ２を介して振動子１０を駆動する駆動回路３２を有し、振動子１０を発振させる発振回路３０と、一方の電極が第１接続配線Ｌ１に電気的に接続されるＭＩＭ構造の第１キャパシターＣ１１を含む。回路素子が形成される基板に直交する方向での平面視において、第１接続配線Ｌ１とＭＩＭ構造の第１キャパシターＣ１１とが重なっている。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
振動子の一端に電気的に接続される第１端子と、
前記振動子の他端に電気的に接続される第２端子と、
前記第１端子に電気的に接続される第１接続配線と、
前記第２端子に電気的に接続される第２接続配線と、
前記第１接続配線及び前記第２接続配線を介して前記振動子を駆動する駆動回路を有し、前記振動子を発振させる発振回路と、
一方の電極が前記第１接続配線に電気的に接続されるＭＩＭ（Metal-Insulator-Metal）構造の第１キャパシターと、
を含み、
回路素子が形成される基板に直交する方向での平面視において、前記第１接続配線と前記ＭＩＭ構造の前記第１キャパシターとが重なっていることを特徴とする回路装置。
【請求項２】
請求項１に記載の回路装置において、
前記第１接続配線は、前記第１キャパシターのＭＩＭ金属層の上層の金属層又は下層の金属層により構成されることを特徴とする回路装置。
【請求項３】
請求項２に記載の回路装置において、
前記第１接続配線は、前記ＭＩＭ金属層の前記上層の金属層により構成され、
前記第１接続配線と、前記第１キャパシターの前記一方の電極である前記ＭＩＭ金属層とが電気的に接続されていることを特徴とする回路装置。
【請求項４】
請求項２に記載の回路装置において、
前記第１接続配線は、前記ＭＩＭ金属層の前記下層の金属層により構成され、
前記第１接続配線のうち、前記第１キャパシターの位置にある配線が、前記第１キャパシターの前記一方の電極であることを特徴とする回路装置。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか一項に記載の回路装置において、
前記第１接続配線は、第１配線と、前記第１配線に接続され前記第１配線よりも配線幅が太い第２配線と、前記第２配線に接続され前記第２配線よりも配線幅が細い第３配線を含み、
前記平面視において、前記第２配線と前記第１キャパシターとが重なっていることを特徴とする回路装置。
【請求項６】
請求項５に記載の回路装置において、
一方の電極が前記第１接続配線に電気的に接続されるＭＩＭ構造の第２キャパシターを含み、
前記第１接続配線は、前記第３配線に接続され前記第３配線よりも配線幅が太い第４配線を含み、
前記平面視において、前記第４配線と前記第２キャパシターとが重なっていることを特徴とする回路装置。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれか一項に記載の回路装置において、
第３接続配線を介して前記発振回路に電気的に接続され、前記発振回路からの発振信号をバッファリングしてクロック信号を出力する出力回路と、
ＭＩＭ構造の第３キャパシターと、
を含み、
前記平面視において、前記第３接続配線と前記第３キャパシターとが重なっていることを特徴とする回路装置。
【請求項８】
請求項７に記載の回路装置において、
前記第３キャパシターは、前記第３接続配線と前記出力回路との間に設けられるＤＣカット用のキャパシターであることを特徴とする回路装置。
【請求項９】
請求項１乃至８のいずれか一項に記載の回路装置において、
前記発振回路は、前記発振回路の負荷容量を調整する可変容量回路を含み、
前記第１キャパシターは、前記可変容量回路を構成するキャパシターであることを特徴とする回路装置。
【請求項１０】
請求項１乃至８のいずれか一項に記載の回路装置において、
前記発振回路は、前記発振回路の負荷容量を調整する可変容量回路を含み、
前記第１キャパシターは、前記第１接続配線と前記可変容量回路との間に設けられるＤＣカット用のキャパシターであることを特徴とする回路装置。
【請求項１１】
請求項１乃至８のいずれか一項に記載の回路装置において、
前記第１キャパシターは、前記第１接続配線と前記駆動回路の入力ノード又は出力ノードとの間に設けられるＤＣカット用のキャパシターであることを特徴とする回路装置。
【請求項１２】
請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の回路装置と、
前記振動子と、
を含むことを特徴とする発振器。
【請求項１３】
請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の回路装置と、
前記発振回路の発振信号に基づくクロック信号により動作する処理装置と、
を含むことを特徴とする電子機器。
【請求項１４】
請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の回路装置と、
前記発振回路の発振信号に基づくクロック信号により動作する処理装置と、
を含むことを特徴とする移動体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回路装置、発振器、電子機器及び移動体等に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、水晶振動子等の振動子を発振させる発振回路を有する回路装置が知られている。特許文献１には、このような回路装置のレイアウト配置について開示されている。特許文献１には、振動子が接続される端子や、電源が供給される端子や、電源線のレイアウト配置手法について開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１８−９８４２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
振動子が接続される端子と発振回路の駆動回路とを接続する接続配線は、配線抵抗による信号の減衰を防ぐために、その配線幅をなるべく太くすることが望ましい。一方、発振回路では、負荷容量の調整等のためのキャパシターが必要であり、少ない配置面積で、より大きな容量を得るためには、当該キャパシターとしてＭＩＭ（Metal-Insulator-Metal）構造のキャパシターを用いることが望ましい。この場合に、ＭＩＭ構造のキャパシターを如何にして効率良くレイアウト配置するかが課題になる。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の一態様は、振動子の一端に電気的に接続される第１端子と、前記振動子の他端に電気的に接続される第２端子と、前記第１端子に電気的に接続される第１接続配線と、前記第２端子に電気的に接続される第２接続配線と、前記第１接続配線及び前記第２接続配線を介して前記振動子を駆動する駆動回路を有し、前記駆動回路の駆動により前記振動子を発振させる発振回路と、一方の電極が前記第１接続配線に電気的に接続されるＭＩＭ構造の第１キャパシターと、を含み、回路素子が形成される基板に直交する方向での平面視において、前記第１接続配線と前記ＭＩＭ構造の前記第１キャパシターとが重なっている回路装置に関係する。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】本実施形態の回路装置の構成例。
【図２】本実施形態の回路装置の詳細な構成例。
【図３】発振回路、出力回路の構成例。
【図４】可変容量素子を有する可変容量回路が設けられた発振回路の構成例。
【図５】可変容量回路の電圧容量特性の例。
【図６】回路装置の第１のレイアウト配置例。
【図７】回路装置の第２のレイアウト配置例。
【図８】回路装置の第３のレイアウト配置例。
【図９】ＭＩＭキャパシターの断面構造例を示す図。
【図１０】ＭＩＭキャパシターの断面構造例を示す図。
【図１１】ＭＩＭキャパシターの断面構造例を示す図。
【図１２】ＭＩＭキャパシターの断面構造例を示す図。
【図１３】ＭＩＭキャパシターの断面構造例を示す図。
【図１４】ＭＩＭキャパシターの断面構造例を示す図。
【図１５】負荷容量の大きさに応じた周波数可変感度の変化についての説明図。
【図１６】発振回路の詳細な第１の構成例。
【図１７】発振回路の詳細な第２の構成例。
【図１８】発振器の第１の構造例。
【図１９】発振器の第２の構造例。
【図２０】電子機器の構成例。
【図２１】移動体の構成例。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下、本実施形態について説明する。なお、以下に説明する本実施形態は、特許請求の範囲の記載内容を不当に限定するものではない。また本実施形態で説明される構成の全てが必須構成要件であるとは限らない。
【０００８】
１．回路装置
図１に本実施形態の回路装置２０の構成例を示す。本実施形態の回路装置２０は、端子Ｔ１、Ｔ２と接続配線Ｌ１、Ｌ２と発振回路３０を含む。また後述するようにＭＩＭ（Metal-Insulator-Metal）構造のキャパシターを含む。また本実施形態の発振器４は振動子１０と回路装置２０を含む。振動子１０は回路装置２０に電気的に接続されている。例えば振動子１０及び回路装置２０を収納するパッケージの内部配線、ボンディグワイヤー又は金属バンプ等を用いて、振動子１０と回路装置２０は電気的に接続されている。
【０００９】
振動子１０は、電気的な信号により機械的な振動を発生する素子である。振動子１０は、例えば水晶振動片などの振動片により実現できる。例えば振動子１０は、カット角がＡＴカットやＳＣカットなどの厚みすべり振動する水晶振動片などにより実現できる。例えば振動子１０は、ＳＰＸＯ（Simple Packaged Crystal Oscillator）の振動子であってもよい。或いは振動子１０は、恒温槽を備える恒温槽型水晶発振器（ＯＣＸＯ）に内蔵されている振動子であってもよいし、恒温槽を備えない温度補償型水晶発振器（ＴＣＸＯ）に内蔵されている振動子であってもよい。なお本実施形態の振動子１０は、例えば厚みすべり振動型以外の振動片や、水晶以外の材料で形成された圧電振動片などの種々の振動片により実現できる。例えば振動子１０として、ＳＡＷ（Surface Acoustic Wave）共振子や、シリコン基板を用いて形成されたシリコン製振動子としてのＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）振動子等を採用してもよい。
【００１０】
回路装置２０は、ＩＣ（Integrated Circuit）と呼ばれる集積回路装置である。例えば回路装置２０は、半導体プロセスにより製造されるＩＣであり、半導体基板上に回路素子が形成された半導体チップである。
【００１１】
回路装置２０は、端子Ｔ１、Ｔ２と接続配線Ｌ１、Ｌ２と発振回路３０を含む。また回路装置２０は端子Ｔ４、Ｔ５と制御回路５０を含むことができる。端子Ｔ１、Ｔ２、Ｔ４、Ｔ５、Ｔ６は、各々、第１端子、第２端子、第４端子、第５端子、第６端子である。端子Ｔ１、Ｔ２、Ｔ４、Ｔ５、Ｔ６は回路装置２０の例えばパッドである。接続配線Ｌ１は第１接続配線であり、接続配線Ｌ２は第２接続配線である。
【００１２】
端子Ｔ１は、振動子１０の一端に電気的に接続され、端子Ｔ２は、振動子１０の他端に電気的に接続される。例えば振動子１０及び回路装置２０を収納するパッケージの内部配線、ボンディグワイヤー又は金属バンプ等を用いて、振動子１０と回路装置２０の端子Ｔ１、Ｔ２は電気的に接続される。端子Ｔ４は、電源電圧ＶＤＤが入力される端子であり、端子Ｔ５は、グランド電圧ＧＮＤが入力される端子である。ＧＮＤはＶＳＳと呼ぶこともでき、グランド電圧は例えば接地電位である。端子Ｔ６は、回路装置２０により生成されたクロック信号ＣＫが出力される端子である。なお図１に示すように、端子Ｔ４、Ｔ５、Ｔ６は、各々、発振器４の外部接続用の外部端子ＴＥ４、ＴＥ５、ＴＥ６に電気的に接続されている。例えばパッケージの内部配線、ボンディグワイヤー又は金属バンプ等を用いて、端子Ｔ４〜Ｔ６と外部端子ＴＥ４〜ＴＥ６は電気的に接続されている。そして発振器４の外部端子ＴＥ４〜ＴＥ６は外部デバイスに電気的に接続される。
【００１３】
接続配線Ｌ１は端子Ｔ１に電気的に接続される。接続配線Ｌ２は端子Ｔ２に電気的に接続される。接続配線Ｌ１、Ｌ２は例えば金属層により形成される。そして発振回路３０の駆動回路３２は、接続配線Ｌ１、Ｌ２に電気的に接続される。これにより駆動回路３２は、接続配線Ｌ１、Ｌ２を介して端子Ｔ１、Ｔ２に電気的に接続される。この場合、駆動回路３２と接続配線Ｌ１、Ｌ２はダイレクトに接続されていてもよいし、後述するようなＤＣカット用のキャパシターを介して接続されていてもよい。
【００１４】
発振回路３０は振動子１０を発振させる回路である。例えば発振回路３０は、接続配線Ｌ１及び接続配線Ｌ２を介して振動子１０を駆動する駆動回路３２を有し、駆動回路３２の駆動により振動子１０を発振させる。即ち発振回路３０は、振動子接続用端子である端子Ｔ１と端子Ｔ２との間に設けられた発振用の駆動回路３２を含む。駆動回路３２は、端子Ｔ１、Ｔ２、接続配線Ｌ１、Ｌ２を介して振動子１０に電気的に接続され、振動子１０を電流駆動又は電圧駆動することで、振動子１０を発振させる。この駆動回路３２は、発振回路３０のコア回路であり、バイポーラトランジスターなどのトランジスターや電流源などにより実現できる。或いは駆動回路３２を端子Ｔ１と端子Ｔ２の間に設けられたインバーターの回路により実現してもよい。発振回路３０は、駆動回路３２と、キャパシターや抵抗などの能動素子により構成される。発振回路３０としては、例えばピアース型、コルピッツ型、インバーター型又はハートレー型などの種々のタイプの発振回路を用いることができる。即ち駆動回路３２として、ピアース型、コルピッツ型、インバーター型又はハートレー型の駆動回路を用いることできる。なお本実施形態における接続は電気的な接続である。電気的な接続は、電気信号が伝達可能に接続されていることであり、電気信号による情報の伝達が可能となる接続である。電気的な接続は能動素子等を介した接続であってもよい。
【００１５】
制御回路５０は種々の制御処理を行う。例えば制御回路５０は回路装置２０の全体の制御を行う。例えば回路装置２０の動作シーケンスを制御する。また制御回路５０は発振回路３０の制御のための各種の処理を行う。例えば制御回路５０は、発振回路３０に対して、後述する可変容量回路の容量を制御するための容量制御電圧ＶＣＰを出力する。
【００１６】
ここで容量制御電圧ＶＣＰは、発振回路３０の発振周波数の温度補償用の電圧である。例えば制御回路５０は温度補償処理を行って、温度補償処理の結果に基づいて容量制御電圧ＶＣＰを生成して、発振回路３０の可変容量回路に出力する。これにより可変容量回路を用いた温度補償を実現できるようになる。具体的には制御回路５０は、振動子１０の周波数温度特性を多項式近似により補償するための関数の発生処理を行う。例えば制御回路５０は、不図示の不揮発性メモリーから読み出された０次成分用、１次成分用、２次成分用、３次成分用、高次成分用の係数情報に基づいて、振動子１０の周波数温度特性の０次成分、１次成分、２次成分、３次成分、高次成分を近似する０次成分信号、１次成分信号、２次成分信号、３次成分信号、高次成分信号を生成する。そして制御回路５０は、０次成分信号、１次成分信号、２次成分信号、３次成分信号、高次成分信号の加算処理を行うことで、振動子１０の周波数温度特性の補償用の容量制御電圧ＶＣＰを生成する。この容量制御電圧ＶＣＰに基づいて、発振回路３０の可変容量回路の容量が制御されることで、クロック信号ＣＫの周波数の温度補償処理が実現される。なお、制御回路５０が生成する信号としては、例えば２次成分信号又は４次成分信号を省略してもよい。
【００１７】
なお発振器４は、温度補償処理を行わないＳＰＸＯであってもよい。この場合には容量制御電圧ＶＣＰは、振動子１０の発振周波数を公称周波数に設定するための可変容量回路の容量制御に用いられる。例えば製造時や出荷時にクロック信号ＣＫの周波数を測定し、周波数の測定結果に基づいて可変容量回路の容量を設定する。例えば測定により求められた容量調整値を不揮発性メモリーに書き込む。そして発振器４の実動作時に、制御回路５０がこの容量制御値を不揮発性メモリーから読み出して、読み出された容量制御値に基づいて容量制御電圧ＶＣＰを設定する。
【００１８】
図２に回路装置２０の詳細な構成例を示す。図２では図１の構成に加えて、スイッチ回路４０、第２スイッチ回路２４、出力回路２９、端子Ｔ３が更に設けられている。
【００１９】
レギュレーター２２は、端子Ｔ４からの電源電圧ＶＤＤに基づいてレギュレート動作を行って、レギュレート電圧ＶＲＥＧを生成する。発振回路３０は、例えばレギュレート電圧ＶＲＥＧを電源電圧として動作する。
【００２０】
端子Ｔ３は外部入力信号ＩＮが入力される端子である。端子Ｔ３は第３端子である。端子Ｔ３は、回路装置２０の例えばパッドであり、発振器４の外部端子ＴＥ３に電気的に接続されている。例えば端子Ｔ３は外部入力信号ＩＮが入力可能な端子であり、第１モード又は第２モードにおいて外部入力信号ＩＮが入力される。第１モードは例えば通常動作モードであり、第２モードは例えばテストモードである。テストモードは検査モードと言うこともできる。
【００２１】
スイッチ回路４０は、端子Ｔ１と発振回路３０を接続する接続配線Ｌ１と、端子Ｔ３との間に設けられる。スイッチ回路４０はＰ型のトランジスターＴＰ３を有する。例えばスイッチ回路４０は、一端が接続配線Ｌ１に接続される。例えば接続配線Ｌ１との接続ノードであるノードＮ１に接続される。スイッチ回路４０の他端は端子Ｔ３に接続される。そしてスイッチ回路４０は、制御回路５０によりオン、オフが制御される。例えばスイッチ回路４０がオンになることで、端子Ｔ３と端子Ｔ１が電気的に接続される。これにより外部入力信号ＩＮを振動子１０の一端に入力できるようになる。
【００２２】
例えば通常動作モードでは、周波数制御信号、アウトプットイネーブル信号又はスタンバイ信号が、外部入力信号ＩＮとして、端子Ｔ３を介して入力される。このときスイッチ回路４０はオフになっている。そして周波数制御信号、アウトプットイネーブル信号又はスタンバイ信号である外部入力信号ＩＮが、信号入力用の接続配線ＬＩＮを介して制御回路５０に入力される。制御回路５０は、接続配線ＬＩＮを介して入力された周波数制御信号、アウトプットイネーブル信号又はスタンバイ信号に基づいて、周波数制御、アウトプットイネーブル制御又はスタンバイ制御の処理を行う。
【００２３】
一方、テストモードにおいては、オーバードライブ用の信号などのテストモード用の信号が、外部入力信号ＩＮとして、端子Ｔ３を介して入力される。そして、オンになったスイッチ回路４０を介して、テストモード用の信号が振動子１０の一端に入力される。テストモードは、オーバードライブにより振動子１０の異物を除去したり、ＤＬＤ（Drive Level Dependence）の特性の検査などの各種のテスト、検査を行うモードである。ＤＬＤ特性は振動子１０の励振レベルと発振周波数の関係を示す特性である。発振器４が製品として動作する実動作時には、回路装置２０は第１モードに設定される。発振器４に対してオーバードライブやＤＬＤのためのテスト、検査を行う際には、回路装置２０は第２モードに設定される。
【００２４】
なお制御回路５０は、通常動作モードにおいて、スイッチ回路４０のＰ型のトランジスターＴＰ１の基板電圧としてレギュレート電圧ＶＲＥＧを出力する。これにより、トランジスターＴＰ１の接合容量などを介して電源電圧ＶＤＤの変動が接続配線Ｌ２に伝達され、発振周波数が変動してしまう事態を防止できる。一方、制御回路５０は、テストモードにおいては、トランジスターＴＰ１の基板電圧として電源電圧ＶＤＤを出力する。
【００２５】
第２スイッチ回路２４は、端子Ｔ２と発振回路３０を接続する接続配線Ｌ２と、端子Ｔ５との間に設けられる。例えば第２スイッチ回路２４は、一端が接続配線Ｌ２に接続される。例えば接続配線Ｌ２との接続ノードであるノードＮ２に接続される。第２スイッチ回路２４の他端は端子Ｔ５に接続される。そして第２スイッチ回路２４は、スイッチ回路４０がオンのときにオンになる。例えば第２スイッチ回路２４は、第１スイッチ回路であるスイッチ回路４０と同様に、制御回路５０によりオン、オフが制御される。そしてスイッチ回路４０がオンになるときに、第２スイッチ回路２４もオンになって、端子Ｔ２と端子Ｔ５を電気的に接続する。これにより振動子１０の他端をＧＮＤに設定できるようになり、図２のＡ１、Ａ２に示す経路で、振動子１０のオーバードライブのテスト等が可能になる。
【００２６】
出力回路２９は接続配線Ｌ３を介して発振回路３０に電気的に接続される。そして発振回路３０からの発振信号ＯＳＣをバッファリングしてクロック信号ＣＫを出力する。この場合に出力回路２９は種々の信号形式でクロック信号ＣＫを外部に出力することができる。例えば出力回路２９は、ＬＶＤＳ（Low Voltage Differential Signaling）、ＰＥＣＬ（Positive Emitter Coupled Logic）、ＨＣＳＬ（High Speed Current Steering Logic）、又は差動のＣＭＯＳ（Complementary MOS）などの信号形式で、クロック信号ＣＫを外部に出力する。例えば出力回路２９は、ＬＶＤＳ、ＰＥＣＬ、ＨＣＳＬ及び差動のＣＭＯＳのうちの少なくとも２つの信号形式でクロック信号ＣＫを出力可能な回路であってもよい。この場合には出力回路２９は、制御回路５０により設定された信号形式でクロック信号ＣＫを出力することになる。なお出力回路２９が出力するクロック信号ＣＫの信号形式は、差動の信号形式には限定されず、例えばシングルエンドのＣＭＯＳやクリップドサイン波などの差動ではない信号形式であってもよい。
【００２７】
２．ＭＩＭ構造のキャパシター
本実施形態では発振回路３０などにおいてＭＩＭ構造のキャパシターを用いている。図３、図４に、このようなＭＩＭ構造のキャパシターが用いられる発振回路３０や出力回路２９の構成例を示す。
【００２８】
図３では、駆動回路３２は、電流源ＩＳと、バイポーラトランジスターＢＰと、抵抗ＲＢを含む。電流源ＩＳはＶＲＥＧの電源ノードとバイポーラトランジスターＢＰとの間に設けられ、バイポーラトランジスターＢＰに定電流を供給する。バイポーラトランジスターＢＰは、振動子１０を駆動するトランジスターであり、ベースノードが、駆動回路３２の入力ノードＮＩとなり、コレクターノードが、駆動回路３２の出力ノードＮＱとなっている。抵抗ＲＢはバイポーラトランジスターＢＰのコレクターノードとベースノードの間に設けられる。そして駆動回路３２は、端子Ｔ１、Ｔ２に接続される接続配線Ｌ１、Ｌ２に電気的に接続される。具体的には駆動回路３２は、ＤＣカット用のキャパシターＣＡ１、ＣＡ２を介して接続配線Ｌ１、Ｌ２に電気的に接続される。
【００２９】
基準電圧供給回路３４は、バイアス電圧設定用の基準電圧ＶＲＢ１、ＶＲＢ２を含む複数の基準電圧を生成する。そして基準電圧ＶＲＢ１を接続配線Ｌ１に供給し、基準電圧ＶＲＢ２を接続配線Ｌ２に供給する。基準電圧ＶＲＢ１により、接続配線Ｌ１での発振信号の中心振幅電圧が設定され、基準電圧ＶＲＢ２により、接続配線Ｌ２での発振信号の中心振幅電圧が設定される。基準電圧供給回路３４は、例えば電源ノードとＧＮＤノードとの間に直列に設けられた複数の抵抗を有し、これらの複数の抵抗による分割電圧を、複数の基準電圧として生成して出力する。この場合に電源ノードは、図２のレギュレート電圧ＶＲＥＧであってもよい。
【００３０】
可変容量回路３８、３９は発振回路３０の負荷容量を調整するための回路である。可変容量回路３８は、接続配線Ｌ１とＧＮＤノードとの間に設けられたキャパシターＣＣ１〜ＣＣｉとスイッチＳＸ１〜ＳＸｉを含む。ｉは２以上の整数である。キャパシターＣＣ１〜ＣＣｉの一端は接続配線Ｌ１に接続され、キャパシターＣＣ１〜ＣＣｉの他端はスイッチＳＸ１〜ＳＸｉの一端に接続される。スイッチＳＸ１〜ＳＸｉの他端はＧＮＤノードに接続される。また可変容量回路３９は、接続配線Ｌ２とＧＮＤノードとの間に設けられたキャパシターＣＤ１〜ＣＤｊとスイッチＳＹ１〜ＳＹｊを含む。ｊは２以上の整数である。キャパシターＣＤ１〜ＣＤｊの一端は接続配線Ｌ２に接続され、キャパシターＣＤ１〜ＣＤｊの他端はスイッチＳＹ１〜ＳＹｊの一端に接続される。スイッチＳＹ１〜ＳＹｊの他端はＧＮＤノードに接続される。そして図１、図２の制御回路５０によりスイッチＳＸ１〜ＳＸｉ、ＳＹ１〜ＳＹｊがオン、オフ制御されることで、可変容量回路３８、３９の容量が制御され、接続配線Ｌ１、Ｌ２での負荷容量が調整される。例えば可変容量回路３８、３９の容量が制御されることで、振動子１０の発振周波数を公称周波数に設定する初期調整が実現される。
【００３１】
出力回路２９は、接続配線Ｌ３を介して発振回路３０に電気的に接続される。接続配線Ｌ３は第３接続配線である。例えば出力回路２９は、接続配線Ｌ３及びキャパシターＣＱを介して発振回路３０に電気的に接続される。具体的には接続配線Ｌ３の一端は、例えば端子Ｔ１と駆動回路３２を接続する接続配線Ｌ１に接続される。即ち接続配線Ｌ３の一端は、振動子１０の一端が接続される端子Ｔ１に電気的に接続される。そして接続配線Ｌ３の他端と出力回路２９の入力ノードの間にＤＣカット用のキャパシターＣＱが設けられる。そして出力回路２９は、発振回路３０から入力され、ＤＣ成分がカットされた発振信号ＯＳＣをバッファリングして、クロック信号ＣＫを出力する。例えば出力回路２９は、バッファー回路ＢＦを含む。そしてバッファー回路ＢＦは、発振回路３０からの発振信号ＯＳＣのバッファリング動作を行い、例えば発振信号ＯＳＣの波形整形などを行う。バッファー回路ＢＦは、例えばインバーターＩＶＢと、インバーターＩＶＢの出力端子と入力端子の間に設けられる帰還用の抵抗ＲＱを含む。
【００３２】
このように図３では、発振回路３０は、発振回路３０の負荷容量を調整する可変容量回路３８、３９を含む。そして本実施形態では、可変容量回路３８、３９を構成するキャパシターＣＣ１〜ＣＣｉ、ＣＤ１〜ＣＤｊとして、ＭＩＭ構造のキャパシターが用いられる。ＭＩＭ構造のキャパシターは例えば第１キャパシターである。このように可変容量回路３８、３９を構成するキャパシターＣＣ１〜ＣＣｉ、ＣＤ１〜ＣＤｊとして、ＭＩＭ構造のキャパシターを用いることで、可変容量回路３８、３９の容量を広い可変範囲で変化させることが可能になり、負荷容量の適切な調整が可能になる。
【００３３】
また図３では、接続配線Ｌ１と駆動回路３２の入力ノードＮＩとの間に設けられるＤＣカット用のキャパシターＣＡ１として、ＭＩＭ構造のキャパシターを用いる。また接続配線Ｌ２と駆動回路３２の出力ノードＮＱとの間に設けられるＤＣカット用のキャパシターＣＡ２として、ＭＩＭ構造のキャパシターを用いる。なお図３では、接続配線Ｌ１と入力ノードＮＩの間と、接続配線Ｌ２と出力ノードＮＱの間の両方に、ＤＣカット用のキャパシターＣＡ１、ＣＡ２を設けているが、これらのいずれか一方だけに、ＤＣカット用のキャパシターを設けてもよい。即ち、キャパシターＣＡ１、ＣＡ２の一方を設けない構成としてもよい。
【００３４】
図３のようにＤＣカット用のキャパシターＣＡ１、ＣＡ２を設けることで、接続配線Ｌ１、Ｌ２での発振信号のＤＣ成分がカットされ、発振信号のＡＣ成分が駆動回路３２に伝達されるようになる。これにより駆動回路３２による発振信号の適切な増幅動作が可能になる。そして基準電圧供給回路３４が、接続配線Ｌ１、Ｌ２のバイアス電圧として、基準電圧ＶＲＢ１、ＶＲＢ２を供給することで、接続配線Ｌ１、Ｌ２での発振信号の振幅中心電圧を任意の電圧に設定可能になり、発振回路３０の適正な発振動作が可能になる。
【００３５】
また図３では、発振回路３０からの接続配線Ｌ３と出力回路２９との間に設けられるＤＣカット用のキャパシターＣＱとして、ＭＩＭ構造のキャパシターを用いている。このようにすれば、発振回路３０の発振信号ＯＳＣのＤＣ成分をキャパシターＣＱを用いてカットして、出力回路２９のバッファー回路ＢＦにより発振信号のＡＣ成分を増幅してバッファリングすることが可能になり、発振信号ＯＳＣの適切なバッファリング動作が可能になる。
【００３６】
図４の発振回路３０では、駆動回路３２、基準電圧供給回路３４、可変容量回路３６、キャパシターＣ２、キャパシターＣ３１〜Ｃ３ｎが設けられている。そして図４では、可変容量回路３６は、振動子１０の一端と発振回路３０を接続する接続配線Ｌ１に対して、ＤＣカット用のキャパシターＣ２を介して電気的に接続される。
【００３７】
例えば図４では可変容量回路３６はｎ個の可変容量素子ＣＥ１〜ＣＥｎを含み、可変容量素子ＣＥ１〜ＣＥｎはトランジスターＴＲ１〜ＴＲｎにより構成される。ここでｎは２以上の整数である。そしてトランジスターＴＲ１〜ＴＲｎのゲートには基準電圧ＶＲ１〜ＶＲｎが供給される。これらの基準電圧ＶＲ１〜ＶＲｎは基準電圧供給回路３４が供給する。また基準電圧ＶＲ１〜ＶＲｎの供給ノードＮＲ１〜ＮＲｎと、ＧＮＤノードとの間にはキャパシターＣ３１〜Ｃ３ｎが設けられている。即ちトランジスターＴＲ１〜ＴＲｎのゲートノードとＧＮＤノードとの間にキャパシターＣ３１〜Ｃ３ｎが設けられる。そしてＴＲ１〜ＴＲｎの各トランジスターのソース及びドレインが短絡され、短絡されたソース及びドレインに対して、容量制御電圧ＶＣＰが供給される。例えば図１、図２の制御回路５０が、抵抗ＲＣを介して容量制御電圧ＶＣＰを、可変容量回路３６における容量制御電圧ＶＣＰの供給ノードＮＳに供給する。供給ノードＮＳは、トランジスターＴＲ１〜ＴＲｎのソース及びドレインのノードに接続される。そしてキャパシターＣ２は、接続配線Ｌ１と供給ノードＮＳとの間に設けられる。即ちキャパシターＣ２は、一端が、接続配線Ｌ１との接続ノードであるノードＮ１に接続され、他端が、容量制御電圧ＶＣＰの供給ノードＮＳに接続される。キャパシターＣ２は、ＤＣカット用のキャパシターであり、キャパシターＣ２の容量は、可変容量回路３６の容量に比べて十分に大きな容量になっている。
【００３８】
例えば図４において、ｎ＝７であり、可変容量回路３６が可変容量素子ＣＥ１〜ＣＥ７により構成されていたとする。この場合に図５には、トランジスターＴＲ１〜ＴＲ７により構成される可変容量素子ＣＥ１〜ＣＥ７の容量ＣＰ１〜ＣＰ７の電圧容量特性と、可変容量回路３６のトータルの容量ＣＴＯＴの電圧容量特性が示されている。例えば容量制御電圧ＶＣＰに対する周波数変化を表す感度をＳＶＣとすると、図５の容量ＣＰ１〜ＣＰ７の電圧容量特性における傾きが、感度ＳＶＣに対応する。そして図４、図５では、容量制御電圧ＶＣＰが小さくなって、負荷容量ＣＬが大きくなったときに、例えば可変容量素子ＣＥ１についての感度ＳＶＣを高くして、容量ＣＰ１の電圧容量特性における傾きを大きくする。具体的には、可変容量素子ＣＥ１を構成するトランジスターＴＲ１のチャネル幅やチャネル長を大きくすることでトランジスターサイズを大きくして、感度ＳＶＣを高くする。これにより図５に示すように、容量ＣＰ１の電圧容量特性の傾きが大きくなり、トータルの容量ＣＴＯＴの直線性が確保されるようになる。即ち図５では、容量ＣＰ７の電圧容量特性の傾きが最も大きく、容量ＣＰ１の電圧容量特性の傾きが最も小さい。このように容量ＣＰ７〜ＣＰ１の電圧容量特性の傾きを調整することで、可変容量回路３６の容量ＣＴＯＴの直線性が確保される。即ち広い容量制御電圧ＶＣＰの電圧範囲において容量ＣＴＯＴの容量変化の直線性を確保できるようになる。
【００３９】
以上のように図４では、発振回路３０は、発振回路３０の負荷容量を調整する可変容量回路３６を含む。この可変容量回路３６は、短絡されたソース及びドレインに容量制御電圧ＶＣＰが供給され、ゲートに基準電圧ＶＲ１〜ＶＲｎが供給されるトランジスターＴＲ１〜ＴＲｎにより構成される可変容量素子ＣＥ１〜ＣＥｎを含む。そして接続配線Ｌ１と可変容量回路３６との間に設けられるＤＣカット用のキャパシターＣ２として、ＭＩＭ構造のキャパシターが用いられる。このようなＤＣカット用のキャパシターＣ２を介して接続配線Ｌ１に対して可変容量回路３６を接続することで、可変容量回路３６を用いて発振回路３０の負荷容量を適切に調整できるようになる。なお接続配線Ｌ１は駆動回路３２の入力ノード側の配線であってもよいし、出力ノード側の配線であってもよい。また図４のキャパシターＣ３１〜Ｃ３ｎとして、ＭＩＭ構造のキャパシターを用いてもよい。
【００４０】
３．ＭＩＭ構造のキャパシターの配置
以上のように本実施形態の回路装置２０では、発振回路３０などにおいて、多くの個数のＭＩＭ構造のキャパシターが用いられる。従って、これらのＭＩＭ構造のキャパシターを、如何にして効率良くレイアウト配置するかが課題になる。
【００４１】
一方、端子Ｔ１、Ｔ２と発振回路３０の駆動回路３２を接続する接続配線Ｌ１、Ｌ２は、配線抵抗による信号の減衰を防ぐために、その配線幅をなるべく太くすることが望ましい。この場合に、レイアウト配置について何ら工夫することなく、接続配線Ｌ１、Ｌ２の配線幅を太くすると、接続配線Ｌ１、Ｌ２の配線領域がデッドスペースとなって、回路面積が増加してしまう。また接続配線Ｌ１、Ｌ２の配線幅を太くすると、接続配線Ｌ１、Ｌ２の寄生容量が増加し、負性抵抗の劣化や発振振幅の減少等の問題が発生してしまう。
【００４２】
そこで本実施形態では、回路素子が形成される基板に直交する方向での平面視において、例えば接続配線Ｌ１とＭＩＭ構造のキャパシターが重なるようにする。例えば、一方の電極が接続配線Ｌ１に電気的に接続されるＭＩＭ構造のキャパシターを、平面視において接続配線Ｌ１に重なるように配置する。或いは、一方の電極が接続配線Ｌ２に電気的に接続されるＭＩＭ構造のキャパシターを、平面視において接続配線Ｌ２に重なるように配置する。或いは、一方の電極が接続配線Ｌ３に電気的に接続されるＭＩＭ構造のキャパシターを、平面視において接続配線Ｌ３に重なるように配置する。ＭＩＭ構造のキャパシターは例えば第１キャパシター、第２キャパシター又は第３キャパシターである。回路素子が形成される基板は、回路装置２０の基板であり、例えば半導体基板である。回路装置２０の基板には、トランジスターなどの能動素子や、抵抗、キャパシターなどの受動素子が、回路素子として形成される。ＭＩＭ構造のキャパシターは、この回路装置２０の基板に直交する方向を視線方向とする平面視において、接続配線Ｌ１、Ｌ２又はＬ３に重なるように配置される。例えば接続配線Ｌ１、Ｌ２又はＬ３に対して、少なくとも一部が重なるようにＭＩＭ構造のキャパシターが配置される。例えばキャパシターの全体面積の少なくとも半分以上が重なるようにキャパシターが配置される。例えば当該平面視において、接続配線Ｌ１、Ｌ２又はＬ３の配線経路にＭＩＭ構造のキャパシターが配置される。配線経路は、接続配線Ｌ１、Ｌ２又はＬ３の配線領域となる経路である。
【００４３】
例えば図６に本実施形態の回路装置２０の第１のレイアウト配置例を示す。図６において回路装置２０の辺ＳＤ１から、辺ＳＤ１の対辺である辺ＳＤ３に向かう方向をＤＲ１とする。また辺ＳＤ１に交差する辺ＳＤ２から、辺ＳＤ２の対辺である辺ＳＤ４に向かう方向をＤＲ２とする。ここで交差は例えば直交である。また方向ＤＲ１及び方向ＤＲ２に直交する方向をＤＲ３とする。辺ＳＤ１、辺ＳＤ２、辺ＳＤ３、辺ＳＤ４は、各々、回路装置２０の第１辺、第２辺、第３辺、第４辺である。方向ＤＲ１、方向ＤＲ２、方向ＤＲ３は、各々、第１方向、第２方向、第３方向である。回路装置２０の基板に直交する方向は方向ＤＲ３である。図６はこの方向ＤＲ３の平面視での平面図である。
【００４４】
図６に示すように回路装置２０は、振動子１０の一端に電気的に接続される端子Ｔ１と、振動子１０の他端に電気的に接続される端子Ｔ２と、端子Ｔ１に電気的に接続される接続配線Ｌ１と、端子Ｔ２に電気的に接続される接続配線Ｌ２を含む。また回路装置２０は、接続配線Ｌ１及び接続配線Ｌ２を介して振動子１０を駆動する駆動回路３２を有し、駆動回路３２の駆動により振動子１０を発振させる発振回路３０を含む。また回路装置２０は、一方の電極が接続配線Ｌ１に電気的に接続されるＭＩＭ構造のキャパシターＣ１１、Ｃ１２、Ｃ１３を含む。駆動回路３２は、例えば端子Ｔ１と端子Ｔ２の間にレイアウト配置される。例えば端子Ｔ１、Ｔ２は方向ＤＲ２に沿って配置される。また駆動回路３２は、端子Ｔ１、Ｔ２の間の領域であって、端子Ｔ１から見て方向ＤＲ２に配置される。そして回路素子が形成される基板に直交する方向ＤＲ３での平面視において、接続配線Ｌ１とＭＩＭ構造のキャパシターＣ１１、Ｃ１２、Ｃ１３とが重なっている。例えば端子Ｔ１と駆動回路３２を電気的に接続する接続配線Ｌ１の配線経路において、当該配線経路に沿うようにＭＩＭ構造のキャパシターＣ１１、Ｃ１２、Ｃ１３が設けられている。図６では接続配線Ｌ１は、端子Ｔ１から方向ＤＲ１に沿って配線され、次に方向ＤＲ２に沿って配線され、その後、方向ＤＲ１の反対方向に沿って配線されるというように、コの字状に配線されている。
【００４５】
ここでキャパシターＣ１１、Ｃ１２、Ｃ１３の１つが第１キャパシターである。例えばキャパシターＣ１１、Ｃ１２、Ｃ１３の一端である一方の電極は、接続配線Ｌ１に接続される。キャパシターＣ１１、Ｃ１２、Ｃ１３の他端である他方の電極は、例えば異なる回路ノードに接続される。例えば当該他方の電極は、互いに異なる電圧に設定される。或いはキャパシターＣ１１、Ｃ１２、Ｃ１３の中に、他端の電極が同じ回路ノードに接続されていたり、同じ電圧に設定されているキャパシターがあってもよい。一例としては、キャパシターＣ１１、Ｃ１２、Ｃ１３のうちの１つのキャパシターは、図３、図４のキャパシターＣＡ１、ＣＣ１〜ＣＣｉ、Ｃ２のうちの１つキャパシターである。キャパシターＣ１１、Ｃ１２、Ｃ１３のうちの他の１つのキャパシターは、図３、図４のキャパシターＣＡ１、ＣＣ１〜ＣＣｉ、Ｃ２のうちの他の１つのキャパシターである。
【００４６】
例えば図６の接続配線Ｌ１の配線経路において、実線が接続配線Ｌ１を示し、点線がＭＩＭ構造のキャパシターＣ１１、Ｃ１２、Ｃ１３を示している。一例としては、接続配線Ｌ１の下方にキャパシターＣ１１、Ｃ１２、Ｃ１３が配置されている。或いは後述するようにキャパシターＣ１１、Ｃ１２、Ｃ１３は接続配線Ｌ１の上方に位置してもよい。例えばキャパシターＣ１１、Ｃ１２、Ｃ１３の少なくとも絶縁層が接続配線Ｌ１の上方に位置する。この場合には接続配線Ｌ１の一部の配線をキャパシターＣ１１、Ｃ１２、Ｃ１３の一方の電極として用いることができる。ここで下方とは、回路装置２０の回路素子から基板に向かう方向であり、上方とはその反対方向である。接続配線Ｌ１は、接続配線Ｌ１の配線部分である配線Ｌ１１、Ｌ１２、Ｌ１３、Ｌ１４、Ｌ１５、Ｌ１６により構成される。配線Ｌ１２、Ｌ１４、Ｌ１６の配線幅は、配線Ｌ１１、Ｌ１３、Ｌ１５の配線幅よりも太くなっている。そして、配線幅が太い配線Ｌ１２の下方又は上方にキャパシターＣ１１が設けられている。同様に配線幅が太い配線Ｌ１４、Ｌ１６の下方又は上方に、各々、キャパシターＣ１２、Ｃ１３が設けられている。このようにすれば、接続配線Ｌ１の配線領域を有効活用して、発振回路３０などに必要なＭＩＭ構造のキャパシターＣ１１、Ｃ１２、Ｃ１３を配置できるようになる。なお配線Ｌ１２、Ｌ１４、Ｌ１６の上方にキャパシターＣ１１、Ｃ１２、Ｃ１３を設ける場合には、例えば配線Ｌ１２、Ｌ１４、Ｌ１６が、キャパシターＣ１１、Ｃ１２、Ｃ１３の一方の電極を兼ねることになる。また図６では、Ｃ１１、Ｃ１２、Ｃ１３の各キャパシターの全部が接続配線Ｌ１に対して平面視において重なる場合を示しているが、各キャパシターの一部が平面視において接続配線Ｌ１に重ならないようにしてもよい。例えば平面視において接続配線Ｌ１に対して各キャパシターの例えば５０％以上が重なっていればよい。
【００４７】
ＭＩＭ構造のキャパシターＣ１１、Ｃ１２、Ｃ１３は、図３、図４で説明したように、駆動回路３２のＤＣカット用のキャパシターＣＡ１や、可変容量回路３８を構成するキャパシターＣＣ１〜ＣＣｉや、可変容量回路３６のＤＣカット用のキャパシターＣ２として用いることができる。このようにすれば、接続配線Ｌ１の配線領域を有効活用して配置したＭＩＭ構造のキャパシターＣ１１、Ｃ１２、Ｃ１３を用いて、駆動回路３２のＤＣカット用のキャパシターＣＡ１や、可変容量回路３８を構成するキャパシターＣＣ１〜ＣＣｉや、可変容量回路３６のＤＣカット用のキャパシターＣ２を実現できるようになる。なお図６では接続配線Ｌ１の配線経路に３つのキャパシターＣ１１、Ｃ１２、Ｃ１３を設けた場合について模式的に示したが、配線経路に設けられるＭＩＭ構造のキャパシターの個数は任意であり、回路装置２０に必要な個数のＭＩＭ構造のキャパシターを設けることができる。
【００４８】
また図７では、接続配線Ｌ２の経路にもＭＩＭ構造のキャパシターＣ２１、Ｃ２２、Ｃ２３が設けられている。即ち基板に直交する方向ＤＲ３での平面視において、接続配線Ｌ２とＭＩＭ構造のキャパシターＣ２１、Ｃ２２、Ｃ２３とが重なっている。例えば端子Ｔ２と駆動回路３２を電気的に接続する接続配線Ｌ２の配線経路において、当該配線経路に沿うようにＭＩＭ構造のキャパシターＣ２１、Ｃ２２、Ｃ２３が設けられている。例えば接続配線Ｌ２は、接続配線Ｌ２の配線部分である配線Ｌ２１、Ｌ２２、Ｌ２３、Ｌ２４、Ｌ２５、Ｌ２６により構成される。配線Ｌ２２、Ｌ２４、Ｌ２６の配線幅は、配線Ｌ２１、Ｌ２３、Ｌ２５の配線幅よりも太くなっている。そして、配線幅が太い配線Ｌ２２、Ｌ２４、Ｌ２６の下方又は上方に、各々、キャパシターＣ２１、Ｃ２２、Ｃ２３が設けられている。
【００４９】
例えばキャパシターＣ２１、Ｃ２２、Ｃ２３の一端である一方の電極は、接続配線Ｌ２に接続される。キャパシターＣ２１、Ｃ２２、Ｃ２３の他端である他方の電極は、例えば異なる回路ノードに接続される。例えば当該他方の電極は、互いに異なる電圧に設定される。或いはキャパシターＣ２１、Ｃ２２、Ｃ２３の中に、他端の電極が同じ回路ノードに接続されていたり、同じ電圧に設定されているキャパシターがあってもよい。一例としては、キャパシターＣ２１、Ｃ２２、Ｃ２３のうちの１つのキャパシターは、図３、図４のキャパシターＣＡ２、ＣＤ１〜ＣＤｊのうちの１つキャパシターである。キャパシターＣ２１、Ｃ２２、Ｃ２３のうちの他の１つのキャパシターは、図３、図４のキャパシターＣＡ２、ＣＤ１〜ＣＣｊのうちの他の１つのキャパシターである。
【００５０】
即ちＭＩＭ構造のキャパシターＣ２１、Ｃ２２、Ｃ２３は、図３、図４で説明したように、駆動回路３２のＤＣカット用のキャパシターＣＡ２や、可変容量回路３８を構成するキャパシターＣＤ１〜ＣＤｊとして用いることができる。このようにすれば、接続配線Ｌ２の配線領域を有効活用して配置したＭＩＭ構造のキャパシターＣ２１、Ｃ２２、Ｃ２３を用いて、駆動回路３２のＤＣカット用のキャパシターＣＡ２や、可変容量回路３８を構成するキャパシターＣＤ１〜ＣＤｊを実現できるようになる。なお図７では接続配線Ｌ２の配線経路に３つのキャパシターＣ２１、Ｃ２２、Ｃ２３を設けた場合について模式的に示したが、配線経路に設けられるＭＩＭ構造のキャパシターの個数は任意である。また必ずしも上述したキャパシター全てを備える必要はなく、例えばＤＣカット用のキャパシターＣＡ１及びＣＡ２を省略してもよい。
【００５１】
図７のような配置にすれば、接続配線Ｌ２の配線領域を有効活用して、発振回路３０などに必要なＭＩＭ構造のキャパシターＣ２１、Ｃ２２、Ｃ２３を配置できるようになる。なお配線Ｌ２２、Ｌ２４、Ｌ２６の上方にキャパシターＣ２１、Ｃ２２、Ｃ２３を設ける場合には、例えば配線Ｌ２２、Ｌ２４、Ｌ２６が、キャパシターＣ２１、Ｃ２２、Ｃ２３の一方の電極を兼ねることになる。また図７において、Ｃ２１、Ｃ２２、Ｃ２３の各キャパシターの一部が平面視において接続配線Ｌ２に重ならないようにしてもよい。例えば平面視において接続配線Ｌ２に対して各キャパシターの例えば５０％以上が重なっていればよい。
【００５２】
また図８では回路装置２０は、接続配線Ｌ３を介して発振回路３０に電気的に接続される出力回路２９を含む。出力回路２９は、例えば発振回路３０からの発振信号ＯＳＣをバッファリングしてクロック信号ＣＫを出力する。例えば図３では、接続配線Ｌ３は、振動子１０が接続される端子Ｔ１に対して、接続配線Ｌ１を介して電気的に接続される。そして図８に示すように、方向ＤＲ３の平面視において、接続配線Ｌ３とＭＩＭ構造のキャパシターＣ３１、Ｃ３２、Ｃ３３とが重なっている。例えば接続配線Ｌ３の配線経路において、当該配線経路に沿うようにＭＩＭ構造のキャパシターＣ３１、Ｃ３２、Ｃ３３が設けられている。なお図３のように接続配線Ｌ３が接続配線Ｌ１に接続されている場合には、接続配線Ｌ３の一部の配線経路が接続配線Ｌ１の配線経路であってもよい。
【００５３】
ここでキャパシターＣ３１、Ｃ３２、Ｃ３３の１つが第３キャパシターである。例えばキャパシターＣ３１、Ｃ３２、Ｃ３３の一端である一方の電極は、接続配線Ｌ３に接続される。キャパシターＣ３１、Ｃ３２、Ｃ３３の他端である他方の電極は、例えば異なる回路ノードに接続される。例えば当該他方の電極は、互いに異なる電圧に設定される。或いはキャパシターＣ３１、Ｃ３２、Ｃ３３の中に、他端の電極が同じ回路ノードに接続されていたり、同じ電圧に設定されているキャパシターがあってもよい。一例としては、キャパシターＣ３１、Ｃ３２、Ｃ３３のうちの１つのキャパシターは、図３のキャパシターＣＱである。或いはキャパシターＣ３１、Ｃ３２、Ｃ３３のうちの２つ以上のキャパシターが、キャパシターＣＱであってもよい。またキャパシターＣ３１、Ｃ３２、Ｃ３３のうちの他の１つのキャパシターは、図３、図４のキャパシターＣＡ１、ＣＣ１〜ＣＣｉ、Ｃ２であってもよい。
【００５４】
例えば接続配線Ｌ３は、配線Ｌ３１、Ｌ３２、Ｌ３３、Ｌ３４、Ｌ３５、Ｌ３６により構成される。配線Ｌ３２、Ｌ３４、Ｌ３６の配線幅は、配線Ｌ３１、Ｌ３３、Ｌ３５の配線幅よりも太くなっている。そして、配線幅が太い配線Ｌ３２、Ｌ３４、Ｌ３６の下方又は上方に、各々、キャパシターＣ３１、Ｃ３２、Ｃ３３が設けられている。そして接続配線Ｌ３の経路に設けられたＭＩＭ構造のキャパシターＣ３１、Ｃ３２、Ｃ３３のうちの少なくとも１つは、例えば図３において出力回路２９の前段に設けられたＤＣカット用のキャパシターＣＱなどとして用いられる。
【００５５】
このようにすれば、接続配線Ｌ３の配線領域を有効活用して、ＭＩＭ構造のキャパシターＣ３１、Ｃ３２、Ｃ３３を配置できるようになる。そして接続配線Ｌ３の配線領域を有効活用して配置したＭＩＭ構造のキャパシターＣ３１、Ｃ３２、Ｃ３３を用いて、出力回路２９のＤＣカット用のキャパシターＣＱなどを実現できるようになる。なお配線Ｌ３２、Ｌ３４、Ｌ３６の下方にキャパシターＣ３１、Ｃ３２、Ｃ３３を設ける場合には、例えば配線Ｌ３２、Ｌ３４、Ｌ３６が、キャパシターＣ３１、Ｃ３２、Ｃ３３の一方の電極を兼ねることになる。また図８において、Ｃ３１、Ｃ３２、Ｃ３３の各キャパシターの一部が平面視において接続配線Ｌ３に重ならないようにしてもよい。例えば平面視において接続配線Ｌ３に対して各キャパシターの例えば５０％以上が重なっていればよい。
【００５６】
次にＭＩＭキャパシターの断面構造の例について説明する。図９、図１０、図１１は、接続配線Ｌ１におけるＭＩＭ構造のキャパシターＣ１１の断面構造例である。図９、図１０、図１１では、接続配線Ｌ１は、キャパシターＣ１１を構成するＭＩＭ金属層ＡＬＭの上層の金属層ＡＬ３又は下層の金属層ＡＬ２により構成されている。なお以下では平面視において接続配線Ｌ１に重なるキャパシターの断面構造を主に例にとり説明するが、平面視において接続配線Ｌ２や接続配線Ｌ３に重なるキャパシターについても、以下に説明する断面構造と同様の断面構造を採用できる。
【００５７】
具体的には図９では、ＭＩＭ構造のキャパシターＣ１１は、ＭＩＭ金属層ＡＬＭと、金属層ＡＬ２と、これらの金属層の間に設けられた絶縁層により構成される。そしてＭＩＭ金属層ＡＬＭが、キャパシターＣ１１の一方の電極となり、金属層ＡＬ２が、キャパシターＣ１１の他方の電極になる。そして、これらの一方の電極と他方の電極の間に絶縁層が設けられることで、ＭＩＭ構造のキャパシターＣ１１が構成される。
【００５８】
また接続配線Ｌ１は、金属層ＡＬ３により構成される。この接続配線Ｌ１により、端子Ｔ１と駆動回路３２が電気的に接続される。そして金属層ＡＬ３により構成される接続配線Ｌ１とＭＩＭ金属層ＡＬＭは、ビアプラグＶ１１、Ｖ１２、Ｖ１３を介して電気的に接続される。ここでＭＩＭ金属層ＡＬＭは、ＭＩＭ構造のキャパシターの電極を構成するために２つの金属層ＡＬ２、ＡＬ３の間に形成された金属層である。金属層ＡＬ３は金属層ＡＬ２の上層の金属層である。これらの金属層ＡＬ２、ＡＬ３や、ＭＩＭ金属層ＡＬＭは、例えばアルミやアルミ合金などにより形成される。
【００５９】
このように図９では、接続配線Ｌ１は、キャパシターＣ１１を構成するＭＩＭ金属層ＡＬＭの上層の金属層ＡＬ３により構成される。そして接続配線Ｌ１と、キャパシターＣ１１の一方の電極となるＭＩＭ金属層ＡＬＭとが、例えばビアプラグＶ１１、Ｖ１２、Ｖ１３を介して電気的に接続される。これにより、ＭＩＭ構造のキャパシターＣ１１の一方の電極を、接続配線Ｌ１に電気的に接続できるようになる。そして例えば図３、図４において、接続配線Ｌ１に一方の電極が接続されるＤＣカット用のキャパシターＣＡ１、ＣＱ、Ｃ２や、接続配線Ｌ１に一方の電極が接続される、可変容量回路３８のキャパシターＣＣ１〜ＣＣｉを、ＭＩＭ構造のキャパシターにより実現できるようになる。
【００６０】
また図１０では、ＭＩＭ構造のキャパシターＣ１１は、ＭＩＭ金属層ＡＬＭと、金属層ＡＬ２と、これらの金属層の間に設けられた絶縁層により構成される。そしてＭＩＭ金属層ＡＬＭは、上層の金属層ＡＬ３とビアプラグＶ１１、Ｖ１２、Ｖ１３を介して電気的に接続される。また接続配線Ｌ１は、金属層ＡＬ２により構成される。そして端子Ｔ１は、ビアプラグＶ０１、Ｖ０２、Ｖ０３を介して、金属層ＡＬ２で構成される接続配線Ｌ１に電気的に接続される。これにより、端子Ｔ１と駆動回路３２とが接続配線Ｌ１を介して電気的に接続されるようになる。
【００６１】
このように図１０では、接続配線Ｌ１は、キャパシターＣ１１を構成するＭＩＭ金属層ＡＬＭの下層の金属層ＡＬ２により構成される。そして接続配線Ｌ１のうち、キャパシターＣ１１の位置にある配線Ｌ１２が、キャパシターＣ１１の一方の電極になる。即ち、接続配線Ｌ１の配線Ｌ１２が、キャパシターＣ１の一方の電極として兼用される。またＭＩＭ金属層ＡＬＭが、キャパシターＣ１１の他方の電極になる。そして、これらの一方の電極と他方の電極の間に絶縁層が設けられることで、ＭＩＭ構造のキャパシターＣ１１が構成される。即ち接続配線Ｌ１は、配線Ｌ１１、Ｌ１２、Ｌ１３により構成される。図６等で説明したように、配線Ｌ１２の配線幅は、配線Ｌ１１、Ｌ１３の配線幅よりも太い。そして接続配線Ｌ１のうち、配線幅が太い配線Ｌ１２が、ＭＩＭ構造のキャパシターＣ１１の一方の電極として兼用される。つまり、接続配線Ｌ１のうち、キャパシターＣ１１の位置の配線部分である配線Ｌ１２が、キャパシターＣ１１の一方の電極として用いられる。これにより、ＭＩＭ構造のキャパシターＣ１１の一方の電極を、接続配線Ｌ１に電気的に接続できるようになる。そして図３、図４において、接続配線Ｌ１に一方の電極が接続されるＤＣカット用のキャパシターＣＡ１、ＣＱ、Ｃ２や、接続配線Ｌ１に一方の電極が接続されるキャパシターＣＣ１〜ＣＣｉを、ＭＩＭ構造のキャパシターにより実現できるようになる。
【００６２】
また図１１では、接続配線Ｌ１が、下層の金属層ＡＬ２により構成されている。即ち図９では、接続配線Ｌ１は上層の金属層ＡＬ３により構成されていた。これに対して図１１では、端子Ｔ１がビアプラグＶ０１、Ｖ０２、Ｖ０３を介して、金属層ＡＬ２により構成される接続配線Ｌ１に電気的に接続される。そして、このように金属層ＡＬ２で構成される接続配線Ｌ１の下方に、ＭＩＭ金属層ＡＬＭと金属層ＡＬ１とにより構成されるＭＩＭ構造のキャパシターＣ１１が配置される。金属層ＡＬ１は金属層ＡＬ２の下層の金属層であり、ＭＩＭ金属層ＡＬＭは、これらの金属層ＡＬ２と金属層ＡＬ１の間に形成された金属層である。
【００６３】
図１２は端子Ｔ１と駆動回路３２を電気的に接続する接続配線Ｌ１の配線経路に、複数のＭＩＭ構造のキャパシターＣ１１、Ｃ１２を設けた例である。接続配線Ｌ１は上層の金属層ＡＬ３により構成される。
【００６４】
ＭＩＭ構造のキャパシターＣ１１は、接続配線Ｌ１の配線Ｌ１２の下方に設けられ、ＭＩＭ金属層ＡＬＭと、金属層ＡＬ２と、これらの金属層の間に設けられた絶縁層により構成される。そしてＭＩＭ金属層ＡＬＭが、キャパシターＣ１１の一方の電極となり、金属層ＡＬ２が、キャパシターＣ１１の他方の電極になる。金属層ＡＬ２は、接続配線Ｌ１を構成する金属層ＡＬ３の下層の金属層である。接続配線Ｌ１と、キャパシターＣ１１の一方の電極であるＭＩＭ金属層ＡＬＭとは、ビアプラグＶ１１、Ｖ１２を介して電気的に接続される。
【００６５】
またＭＩＭ構造のキャパシターＣ１２は、接続配線Ｌ１の配線Ｌ１４の下方に設けられ、ＭＩＭ金属層ＡＬＭと、金属層ＡＬ２と、これらの金属層の間に設けられた絶縁層により構成される。そしてＭＩＭ金属層ＡＬＭが、キャパシターＣ１２の一方の電極となり、金属層ＡＬ２が、キャパシターＣ１２の他方の電極になる。接続配線Ｌ１と、キャパシターＣ１２の一方の電極であるＭＩＭ金属層ＡＬＭとは、ビアプラグＶ１３、Ｖ１４を介して電気的に接続される。このようにキャパシターＣ１１、Ｃ１２は、各々、配線Ｌ１２、Ｌ１４の下方に設けられ、図７で説明したように、配線Ｌ１２、Ｌ１４は、接続配線Ｌ１を構成する他の配線Ｌ１１、Ｌ１３、Ｌ１５よりも配線幅が太くなっている。
【００６６】
図１３は、ＭＩＭ積層構造のキャパシターＣａｂの例である。図１３のＭＩＭ積層構造のキャパシターＣａｂは、接続配線Ｌ１の下方に設けられたキャパシターＣ１１ａと、接続配線Ｌ１の上方に設けられたキャパシターＣ１１ｂとにより構成される。
【００６７】
キャパシターＣ１１ａは、接続配線Ｌ１の配線Ｌ１２の下方に設けられ、ＭＩＭ金属層ＡＬＭ１と、金属層ＡＬ１と、これらの金属層の間に設けられた絶縁層により構成される。そしてＭＩＭ金属層ＡＬＭ１が、キャパシターＣ１１ａの一方の電極となり、金属層ＡＬ１が、キャパシターＣ１１ａの他方の電極になる。金属層ＡＬ１は、接続配線Ｌ１を構成する金属層ＡＬ２の下層の金属層である。そしてＭＩＭ金属層ＡＬＭ１は、金属層ＡＬ２と金属層ＡＬ１の間に形成された金属層である。ＭＩＭ金属層ＡＬＭ１は、ビアプラグＶ１１ａ、Ｖ１２ａを介して接続配線Ｌ１に電気的に接続される。
【００６８】
キャパシターＣ１１ｂでは、接続配線Ｌ１のうち、キャパシターＣ１１ｂの位置にある配線Ｌ１２が、キャパシターＣ１１ｂの一方の電極になる。即ち、接続配線Ｌ１の配線Ｌ１２が、キャパシターＣ１１ｂの一方の電極として兼用される。またＭＩＭ金属層ＡＬＭ２が、キャパシターＣ１１ｂの他方の電極になる。そして、これらの一方の電極と他方の電極の間に絶縁層が設けられることで、キャパシターＣ１１ｂが構成される。ＭＩＭ金属層ＡＬＭ２は、ビアプラグＶ１１ｂ、Ｖ１２ｂを介して、金属層ＡＬ２の上層の金属層ＡＬ３に電気的に接続される。このようにＭＩＭ金属層ＡＬＭ２は、金属層ＡＬ３と金属層ＡＬ２の間に形成された金属層である。
【００６９】
そしてキャパシターＣ１１ａの他方の電極となる金属層ＡＬ１と、キャパシターＣ１１ｂの他方の電極となるＭＩＭ金属層ＡＬＭ２に接続される金属層ＡＬ３とが、ビアプラグＶａｂを介して電気的に接続される。これにより、ＭＩＭ積層構造のキャパシターＣａｂは、接続配線Ｌ１の下方に設けられたキャパシターＣ１１ａと、接続配線Ｌ１の上方に設けられたキャパシターＣ１１ｂとが並列に接続されたキャパシターになる。即ち、ＭＩＭ積層構造のキャパシターＣａｂは、図９の構造のキャパシターＣ１１と図１０の構造のキャパシターＣ１１とが積層された構造のキャパシターである。即ち基板に直交する方向ＤＲ３においてキャパシターＣ１１ｂとキャパシターＣ１１ａが積層されている。このようにすれば、少ない配置面積で、図９、図１０のキャパシターＣ１１の２倍の容量のキャパシターＣａｂを実現できるようになる。
【００７０】
図１４は、発振回路３０と出力回路２９を電気的に接続する接続配線Ｌ３の経路に形成されたキャパシターＣ３３の例である。図１４では、ＭＩＭ構造のキャパシターＣ３３は、ＭＩＭ金属層ＡＬＭと、金属層ＡＬ２と、これらの金属層の間に設けられた絶縁層により構成される。そしてＭＩＭ金属層ＡＬＭが、キャパシターＣ３３の一方の電極となり、金属層ＡＬ２が、キャパシターＣ３３の他方の電極になる。そして、これらの一方の電極と他方の電極の間に絶縁層が設けられることで、ＭＩＭ構造のキャパシターＣ３１が構成される。なおキャパシターＣ３３は、図１０のように接続配線Ｌ３の上方に設けられていてもよいし、図１３のようなＭＩＭ積層構造のキャパシターであってもよい。
【００７１】
また接続配線Ｌ３は、金属層ＡＬ３により構成される。そして金属層ＡＬ３とＭＩＭ金属層ＡＬＭはビアプラグＶ３１、Ｖ３２、Ｖ３３を介して電気的に接続される。キャパシターＣ３３の他方の電極となる金属層ＡＬ２は、例えばビアプラグＶ３を介して出力回路２９の入力ノードに電気的に接続される。
【００７２】
以上のように本実施形態では、基板に直交する方向での平面視において、接続配線に重なるようにＭＩＭ構造のキャパシターを設けている。接続配線は接続配線Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３等であり、ＭＩＭ構造のキャパシターは、キャパシターＣ１１〜Ｃ１３、Ｃ２１〜Ｃ２３、Ｃ３１〜Ｃ３３等である。このようにすれば、接続配線の配線領域を有効活用して、ＭＩＭ構造のキャパシターを配置できる。これにより図３、図４に示すように多くの数のＭＩＭ構造のキャパシターが必要になった場合にも、これらのＭＩＭ構造のキャパシターを、接続配線の配線領域を利用して効率的に配置できるようになる。
【００７３】
また振動子１０が接続される端子Ｔ１、端子Ｔ２と、発振回路３０の駆動回路３２とを接続する接続配線Ｌ１、Ｌ２や、発振回路３０と出力回路２９とを接続する接続配線Ｌ３は、配線抵抗による信号の減衰を防ぐために、その配線幅をなるべく太くすることが望ましい。
【００７４】
しかしながら、このように接続配線の配線幅を太くすると、接続配線の配線領域がデッドスペースになって、回路面積が増加し、回路装置２０の大規模化を招く。この点、本実施形態によれば、接続配線Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３の配線領域を有効活用にして、ＭＩＭ構造のキャパシターを配置している。従って、当該配線領域に接続配線Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３とＭＩＭ構造のキャパシターの両方が配置されるようになり、接続配線Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３の配線領域がデッドスペースにならないため、回路面積の増加を防止でき、回路装置２０の小規模化を実現できる。
【００７５】
また接続配線Ｌ１、Ｌ２の配線幅を太くすると、寄生容量が増加し、負性抵抗の劣化や発振振幅の減衰等の問題が生じる。また負荷容量が増加すると、発振回路３０の負荷容量が増加し、例えば図４で説明した可変容量回路３６の周波数可変感度が低下するという問題が生じる。
【００７６】
例えば図１５に、可変容量回路３６の周波数可変感度を説明する電圧容量特性の例を示す。図１５に示すように、発振回路３０の負荷容量ＣＬが小さい場合には、負荷容量ＣＬをΔＣＬ１だけ変化させたときの周波数ｆの変化はΔｆ１となり、負荷容量ＣＬの変化に対する周波数変化を表す周波数可変感度を大きくできる。しかしながら、負荷容量ＣＬが大きい場合には、負荷容量ＣＬをΔＣＬ２＝ΔＣＬ１だけ変化させたときの周波数ｆの変化はΔｆ２＜Δｆ１となり、負荷容量ＣＬが小さい場合に比べて、周波数可変感度が小さくなってしまう。このような周波数可変感度の低下を抑制するためには、可変容量回路３６により負荷容量ＣＬを大きく変化できるように、図４のトランジスターＴＲ１〜ＴＲｎのサイズを大きくする必要がある。このため、可変容量回路３６の回路面積が増加してしまい、回路装置２０の小型化を妨げてしまう。
【００７７】
この点、本実施形態では、接続配線の配線領域にＭＩＭ構造のキャパシターを配置することで、無駄な寄生容量が生じるのも防止できる。例えば図９では、接続配線Ｌ１の配線Ｌ１２の下方にＭＩＭ構造のキャパシターＣ１１が配置される。このとき、例えばキャパシターＣ１１が配置されない場合には、配線Ｌ１２と基板等の間で寄生容量が生じてしまう。これに対して本実施形態では、配線Ｌ１２の下方にキャパシターＣ１１が配置されるため、配線Ｌ１２と基板等の間の寄生容量が生じるのを防止できるようになる。図１１〜図１４においても同様である。従って本実施形態によれば、発振回路３０の負荷容量に無駄な寄生容量が付加されてしまうのを防止できる。これにより負荷容量が増加することで、負性抵抗の劣化や発振振幅の減衰や周波数可変感度の低下が生じるのを効果的に抑制できるようになる。また図１３のようなＭＩＭ積層構造のキャパシターＣａｂの場合には、配線Ｌ１２の下方に配置されるキャパシターＣ１１ａにより寄生容量の発生を抑制できると共に、配線Ｌ１２の上方にキャパシターＣ１１ｂを配置することで、キャパシターＣａｂの容量も増加させることができるという利点がある。
【００７８】
また本実施形態では図９〜図１４で説明したように、接続配線は、ＭＩＭ構造のキャパシターを構成するＭＩＭ金属層の上層の金属層又は下層の金属層により構成される。例えば図９では接続配線Ｌ１は、ＭＩＭ構造のキャパシターＣ１１を構成するＭＩＭ金属層ＡＬＭの上層の金属層ＡＬ３により構成される。図１０では接続配線Ｌ１は、ＭＩＭ構造のキャパシターＣ１１を構成するＭＩＭ金属層ＡＬＭの下層の金属層ＡＬ２により構成される。このようにすれば、ＭＩＭ構造のキャパシターＣ１１の上方又は下方に、接続配線Ｌ１を配線して、当該キャパシターＣ１１の一方の電極を接続配線Ｌ１に電気的に接続できるようになる。
【００７９】
例えば図９では、接続配線Ｌ１は、ＭＩＭ金属層ＡＬＭの上層の金属層ＡＬ３により構成される。そして接続配線Ｌ１と、キャパシターＣ１１の一方の電極となるＭＩＭ金属層ＡＬＭとが電気的に接続される。例えば接続配線Ｌ１とＭＩＭ金属層ＡＬＭがビアプラグＶ１１、Ｖ１２、Ｖ１３を介して電気的に接続される。このようにすれば、キャパシターＣ１１の一方の電極を、当該一方の電極を構成するＭＩＭ金属層ＡＬＭの上層の金属層ＡＬ３により構成される接続配線Ｌ１に対して、電気的に接続できるようになる。また接続配線Ｌ１の下方にＭＩＭ構造のキャパシターＣ１１が配置されることで、接続配線Ｌ１に無駄な寄生容量が付加されてしまうのを防止できるようになる。
【００８０】
また図１０では、接続配線Ｌ１は、ＭＩＭ金属層ＡＬＭの下層の金属層ＡＬ２により構成される。そして接続配線Ｌ１のうち、キャパシターＣ１１の位置にある配線Ｌ１２が、キャパシターＣ１１の一方の電極になる。このようにすれば、接続配線のうち、キャパシターＣ１１の位置にある配線Ｌ１２を、キャパシターＣ１１の一方の電極として兼用して、キャパシターＣ１１の一方の電極を接続配線Ｌ１に電気的に接続できるようになる。
【００８１】
また本実施形態では図６、図９、図１０等で説明したように、接続配線Ｌ１は、配線Ｌ１１と、配線Ｌ１１に接続され配線Ｌ１１よりも配線幅が太い配線Ｌ１２と、配線Ｌ１２に接続され配線Ｌ１２よりも配線幅が細い配線Ｌ１３を含む。配線Ｌ１１は第１配線であり、配線Ｌ１２は第２配線であり、配線Ｌ１３は第３配線である。そして基板に直交する方向の平面視において、配線Ｌ１２とキャパシターＣ１１とが重なるように、キャパシターＣ１１が配置される。例えば接続配線Ｌ１を構成する配線Ｌ１１、Ｌ１２、Ｌ１３のうち、配線幅が太い配線Ｌ１２の下方にキャパシターＣ１１が配置される。このようにすれば、配線Ｌ１２と基板等の間の寄生容量が接続配線Ｌ１の負荷容量に付加されてしまうのを防止できる。そして配線Ｌ１１、Ｌ１３は配線幅が細い。従って、配線Ｌ１１、Ｌ１３の下方にＭＩＭ構造のキャパシターが配置されていなくても、細い配線幅の配線Ｌ１１、Ｌ１３と基板等の間の寄生容量は小さいため、接続配線Ｌ１の負荷容量はそれほど増加しないようになる。このように接続配線Ｌ１の配線幅を部分的に太くしたり、細くすることで、接続配線Ｌ１やＭＩＭ構造のキャパシターＣ１１の効率的なレイアウト配置が可能になると共に、寄生容量の発生を抑制でき、寄生容量が接続配線Ｌ１の負荷容量に付加されることによる悪影響を低減できるようになる。
【００８２】
また本実施形態では図６、図１２に示すように、一方の電極が接続配線Ｌ１に電気的に接続されるＭＩＭ構造のキャパシターＣ１１と、一方の電極が接続配線Ｌ１に電気的に接続されるＭＩＭ構造のキャパシターＣ１２が設けられる。この場合にはキャパシターＣ１１が第１キャパシターになり、キャパシターＣ１２が第２キャパシターになる。なお例えば図６のキャパシターＣ１２が第１キャパシターとなり、キャパシターＣ１３が第２キャパシターとなってもよい。
【００８３】
そして接続配線Ｌ１は、配線Ｌ１３に接続され配線Ｌ１３よりも配線幅が太い配線Ｌ１４を含む。配線Ｌ１３は第３配線であり、配線Ｌ１４は第４配線である。そして図６、図１２に示すように、基板に直交する平面視において、配線Ｌ１４とキャパシターＣ１２とが重なるように、キャパシターＣ１２が配置される。例えば図１２に示すように、配線幅が太い配線Ｌ１２の下方にキャパシターＣ１１が配置されると共に、配線幅が太い配線Ｌ１４の下方にキャパシターＣ１２が配置されるようになる。このようにすれば、接続配線Ｌ１の配線経路に、複数のＭＩＭ構造のキャパシターＣ１１、Ｃ１２を効率的に配置できるようになる。そして接続配線Ｌ１のうち、キャパシターＣ１１、Ｃ１２の位置に対応する配線である配線Ｌ１２、Ｌ１４については、その下方にキャパシターＣ１１、Ｃ１２が配置される。従って、配線Ｌ１２、Ｌ１４の配線幅が太い場合にも、これらの配線Ｌ１２、Ｌ１４と基板等の間に寄生容量が発生するのを抑制でき、寄生容量が接続配線Ｌ１の負荷容量に付加されることによる悪影響を低減できるようになる。
【００８４】
４．発振回路
図１６に発振回路３０の詳細な第１の構成例を示す。図１６の発振回路３０は、駆動回路３２と、ＤＣカット用のキャパシターＣＡ１と、基準電圧供給回路３４と、ＤＣカット用のキャパシターＣ２と、可変容量回路３６を含む。また発振回路３０は、ＤＣカット用のキャパシターＣ４と、可変容量回路３７を含むことができる。可変容量回路３７の構成は可変容量回路３６と同様の構成の回路であり、詳細な説明は省略する。なおキャパシターＣ４と可変容量回路３７は必須の構成要素ではなく、これらを設けない変形実施も可能である。また可変容量回路３６及び可変容量回路３７とＧＮＤノードとの間にはキャパシターＣ３１〜Ｃ３ｎが設けられている。
【００８５】
駆動回路３２は、振動子１０を駆動して発振させる回路である。図１６では駆動回路３２は、電流源ＩＳと、バイポーラトランジスターＢＰと、抵抗ＲＢを含む。ＤＣカット用のキャパシターＣＡ１は、駆動回路３２の入力ノードＮＩと接続配線Ｌ１との間に設けられる。例えばキャパシターＣＡ１は、一端が駆動回路３２の入力ノードＮＩに接続され、他端が接続配線Ｌ１に接続される。接続配線Ｌ１は、端子Ｔ１に接続される第１接続配線である。このようなキャパシターＣＡ１を設けることで、発振信号ＯＳＩのＤＣ成分がカットされ、ＡＣ成分だけが駆動回路３２の入力ノードＮＩに伝達されるようになり、バイポーラトランジスターＢＰを適正に動作させることが可能になる。なお後述の図１７に示すように、ＤＣカット用のキャパシターＣＡ１は、駆動回路３２の出力ノードＮＱと接続配線Ｌ１との間に設けてもよい。
【００８６】
基準電圧供給回路３４は、可変容量回路３６及び可変容量回路３７に基準電圧ＶＲ１〜ＶＲｎを供給する。基準電圧供給回路３４は、例えばＶＲＥＧのノードとＧＮＤのノードの間に直列に設けられた複数の抵抗を含み、ＶＲＥＧの電圧を分割した電圧を基準電圧ＶＲ１〜ＶＲｎとして出力する。この場合に、複数の抵抗の抵抗間の接続ノードと、基準電圧ＶＲ１〜ＶＲｎの出力ノードとの間には抵抗が設けられる。これにより基準電圧ＶＲ１〜ＶＲｎを抵抗分離して供給できるようになる。
【００８７】
また基準電圧供給回路３４は、接続配線Ｌ１にバイアス電圧設定用の基準電圧ＶＲＢを供給する。基準電圧供給回路３４が、例えばＶＲＢ＝０．７５Ｖの基準電圧を接続配線Ｌ１に供給することで、接続配線Ｌ１での発振信号ＯＳＩの振幅中心電圧を０．７５Ｖに設定できるようになる。なお接続配線Ｌ２での発振信号ＯＳＱの振幅中心電圧である１．３７Ｖは、例えばバイポーラトランジスターＢＰのベース・エミッター間電圧ＶＢＥと、抵抗ＲＢに流れるベース電流ＩＢに基づき設定される。例えば発振信号ＯＳＱの振幅中心電圧は、ＶＢＥ＋ＩＢ×ＲＢの電圧に設定される。
【００８８】
ＤＣカット用のキャパシターＣ２は、一端が接続配線Ｌ１に電気的に接続され、他端が容量制御電圧ＶＣＰの供給ノードＮＳ１に電気的に接続される。容量制御電圧ＶＣＰは抵抗ＲＣ１を介して供給ノードＮＳ１に供給される。容量制御電圧ＶＣＰは、例えば０．２Ｖ〜１．３Ｖの電圧範囲で可変に制御される。可変容量回路３６は、一端が供給ノードＮＳ１に電気的に接続されて、容量制御電圧ＶＣＰが供給される。また基準電圧供給回路３４は、可変容量回路３６の他端の供給ノードＮＲ１〜ＮＲｎに、基準電圧ＶＲ１〜ＶＲｎを供給する。そして基準電圧ＶＲ１〜ＶＲｎの供給ノードＮＲ１〜ＮＲｎと、ＧＮＤノードとの間にキャパシターＣ３１〜Ｃ３ｎが設けられる。
【００８９】
ＤＣカット用のキャパシターＣ４は、一端が接続配線Ｌ２に電気的に接続され、他端が容量制御電圧ＶＣＰの供給ノードＮＳ２に電気的に接続される。容量制御電圧ＶＣＰは抵抗ＲＣ２を介して供給ノードＮＳ２に供給される。可変容量回路３７は、一端が供給ノードＮＳ２に電気的に接続されて、容量制御電圧ＶＣＰが供給される。また基準電圧供給回路３４は、可変容量回路３７の他端の供給ノードＮＲ１〜ＮＲｎに、基準電圧ＶＲ１〜ＶＲｎを供給する。
【００９０】
また図１６では、端子Ｔ３と接続配線Ｌ１との間にスイッチ回路４０が設けられている。スイッチ回路４０と接続配線Ｌ１のノードＮ１との間には、抵抗ＲＰが設けられる。スイッチ回路４０は、例えばＰ型のトランジスターＴＰ１とＮ型のトランジスターＴＮ１で構成されるトランスファーゲートなどにより実現できる。そしてテストモードでは、スイッチ回路４０がオンになり、端子Ｔ３を介して入力されたテスト用の外部入力信号ＩＮが、スイッチ回路４０、接続配線Ｌ１、端子Ｔ１を介して振動子１０の一端に入力されるようになる。これによりオーバードライブやＤＬＤなどのテスト、検査が可能になる。
【００９１】
このようにテストモード用にスイッチ回路４０を設けた場合に、スイッチ回路４０のＮ型のトランジスターＴＮ１においてリーク電流が発生し、このリーク電流が原因になって発振の周波数が不安定になってしまう問題が発生するおそれがある。例えば接続配線Ｌ１での発振信号ＯＳＩの発振振幅が負電圧側まで大きくスイングしてしまうと、スイッチ回路４０のＮ型のトランジスターＴＮ１が弱いオン状態になって、端子Ｔ３側にリーク電流が流れてしまう。
【００９２】
一方、通常動作モードにおいて端子Ｔ３には、周波数制御信号、アウトプットイネーブル信号又はスタンバイ信号などの外部入力信号ＩＮが入力され、この外部入力信号ＩＮの電圧レベルが様々に変化する。従って、外部入力信号ＩＮの電圧レベルが変化すると、Ｎ型のトランジスターＴＮ１に流れるリーク電流の大きさも変化してしまい、発振回路３０の発振の周波数が不安定になってしまう。
【００９３】
この点、図１６の構成例では、振動子１０の端子Ｔ１に接続される接続配線Ｌ１と、発振回路３０の駆動回路３２の入力ノードＮＩとの間に、ＤＣカット用のキャパシターＣＡ１を設けている。このようなＤＣカット用のキャパシターＣＡ１を設けることで、接続配線Ｌ１に対して任意の電圧レベルの基準電圧ＶＲＢを供給できるようになる。なお、入力ノードＮＩのＤＣの電圧レベルは、バイポーラトランジスターＢＰのベース・エミッター間電圧ＶＢＥに設定される。
【００９４】
そして基準電圧供給回路３４は、発振信号ＯＳＩの電圧レベルが負電圧側に大きく振れないようにする基準電圧ＶＲＢを接続配線Ｌ１に供給する。例えばトランジスターＴＮ１のＰＮ接合の順方向バイアスによるリーク電流が生じないような電圧レベルの基準電圧ＶＲＢを、接続配線Ｌ１に供給する。図１６では基準電圧供給回路３４は、基準電圧ＶＲＢ＝０．７５Ｖを接続配線Ｌ１に供給している。これにより、発振信号ＯＳＩの電圧レベルが負電圧側に大きく振れないようになり、スイッチ回路４０のＮ型のトランジスターＴＮ１において負電圧を原因とするリーク電流が発生するのが防止される。そして、この接続配線Ｌ１に供給される基準電圧ＶＲＢが、可変容量回路３６の容量に影響を与えないように、接続配線Ｌ１と、容量制御電圧ＶＣＰの供給ノードＮＳ１との間に、ＤＣカット用のキャパシターＣ２を設ける。このようにすることで、接続配線Ｌ１に供給される基準電圧ＶＲＢの電圧レベルを、０．７５Ｖなどの比較的高い電圧レベルに設定しても、可変容量回路３６の容量に影響が及ぶのが防止される。可変容量回路３７についても同様である。なお接続配線Ｌ２での発振信号ＯＳＱの振幅中心電圧については、例えばバイポーラトランジスターＢＰのベース・エミッター間電圧ＶＢＥと、抵抗ＲＢに流れるベース電流ＩＢにより設定される。例えば発振信号ＯＳＱの振幅中心電圧は、ＶＢＥ＋ＩＢ×ＲＢの電圧レベルに設定され、図１６では例えば１．３７Ｖに設定されている。
【００９５】
図１７に発振回路３０の詳細な第２の構成例を示す。図１６ではＤＣカット用のキャパシターＣＡ１は、発振回路３０の駆動回路３２の入力ノードＮＩと接続配線Ｌ１との間に設けられていたが、図１７では、ＤＣカット用のキャパシターＣＡ１は、駆動回路３２の出力ノードＮＱと接続配線Ｌ１との間に設けられている。別の言い方をすれば、図１６では、端子Ｔ１が、駆動回路３２の入力ノードＮＩ側の端子となっていたが、図１７では、端子Ｔ１が、駆動回路３２の出力ノードＮＱ側の端子となっている。そしてスイッチ回路４０の一端が接続配線Ｌ１に接続され、基準電圧供給回路３４は、接続配線Ｌ１に対して基準電圧ＶＲＢ＝０．７５Ｖを供給している。例えばスイッチ回路４０のＰ型のトランジスターＴＰ１の基板は、通常動作モードにおいてレギュレート電圧ＶＲＥＧ＝１．５Ｖに設定されている。このようにトランジスターＴＰ１の基板がレギュレート電圧ＶＲＥＧ＝１．５Ｖに設定されているときに、発振信号ＯＳＱの振幅の電圧が１．５Ｖを大きく上回ると、トランジスターＴＰ１においてリーク電流が発生するおそれがある。この点、図１７では、基準電圧供給回路３４が接続配線Ｌ１に基準電圧ＶＲＢ＝０．７５Ｖを供給することで、発振信号ＯＳＱの振幅中心電圧が０．７５Ｖに設定され、発振信号ＯＳＱの振幅の電圧が１．５Ｖを大きく上回らないように動作する。これにより、トランジスターＴＰ１においてリーク電流が発生するのが防止され、リーク電流を原因として発振の周波数が変動する事態を防止できるようになる。
【００９６】
また、図１６では、基準電圧供給回路３４は、可変容量回路３６及び可変容量回路３７に共通の基準電圧ＶＲ１〜ＶＲｎを供給していたが、図１７では、基準電圧供給回路３４は、可変容量回路３６に基準電圧ＶＲ１〜ＶＲｎを供給し、可変容量回路３７に基準電圧ＶＧ１〜ＶＧｎを供給する。基準電圧ＶＲ１〜ＶＲｎと基準電圧ＶＧ１〜ＶＧｎは、例えば同じ電圧レベルの基準電圧である。なお両者の電圧レベルを異ならせてもよい。
【００９７】
基準電圧供給回路３４は、例えばＶＲＥＧのノードとＧＮＤのノードの間に直列に設けられた複数の抵抗を含み、ＶＲＥＧの電圧を分割した電圧を基準電圧ＶＲ１〜ＶＲｎ、ＶＧ１〜ＶＧｎとして出力する。この場合に、複数の抵抗の抵抗間の接続ノードと、基準電圧ＶＲ１〜ＶＲｎの出力ノードとの間には抵抗が設けられ、複数の抵抗の抵抗間の接続ノードと、基準電圧ＶＧ１〜ＶＧｎの出力ノードとの間にも抵抗が設けられる。これにより基準電圧ＶＲ１〜ＶＲｎと基準電圧ＶＧ１〜ＶＧｎを抵抗分離して供給できるようになる。
【００９８】
可変容量回路３７は、一端が供給ノードＮＳ２に電気的に接続されて、容量制御電圧ＶＣＰが供給される。また基準電圧供給回路３４は、可変容量回路３７の他端の供給ノードＮＧ１〜ＮＧｎに、基準電圧ＶＧ１〜ＶＧｎを供給する。そして基準電圧ＶＧ１〜ＶＧｎの供給ノードＮＧ１〜ＮＧｎと、ＧＮＤノードとの間にキャパシターＣ５１〜Ｃ５ｎが設けられる。
【００９９】
そして本実施形態では、図１６、図１７のキャパシターＣＡ１、Ｃ２、Ｃ４等として、ＭＩＭ構造のキャパシターが用いられることになる。
【０１００】
５．発振器
次に本実施形態の発振器４の構造例を説明する。図１８に発振器４の第１の構造例を示す。発振器４は、振動子１０と、回路装置２０と、振動子１０及び回路装置２０を収容するパッケージ１５を有する。パッケージ１５は、例えばセラミック等により形成され、その内側に収容空間を有しており、この収容空間に振動子１０及び回路装置２０が収容されている。収容空間は気密封止されており、望ましくは真空に近い状態である減圧状態になっている。パッケージ１５により、振動子１０及び回路装置２０を衝撃、埃、熱、湿気等から好適に保護することができる。
【０１０１】
パッケージ１５はベース１６とリッド１７を有する。具体的にはパッケージ１５は、振動子１０及び回路装置２０を支持するベース１６と、ベース１６との間に収容空間を形成するようにベース１６の上面に接合されたリッド１７とにより構成されている。そして振動子１０は、ベース１６の内側に設けられた段差部に端子電極を介して支持されている。また回路装置２０は、ベース１６の内側底面に配置されている。具体的には回路装置２０は、能動面がベース１６の内側底面に向くように配置されている。能動面は回路装置２０の回路素子が形成される面である。また回路装置２０のパッドである端子にバンプＢＭＰが形成されている。そして回路装置２０は、導電性のバンプＢＭＰを介してベース１６の内側底面に支持される。導電性のバンプＢＭＰは例えば金属バンプであり、このバンプＢＭＰやパッケージ１５の内部配線や端子電極などを介して、振動子１０と回路装置２０が電気的な接続される。また回路装置２０は、バンプＢＭＰやパッケージ１５の内部配線を介して、発振器４の外部端子１８、１９に電気的に接続される。外部端子１８、１９は、パッケージ１５の外側底面に形成されている。外部端子１８、１９は、外部配線を介して外部デバイスに接続される。外部配線は、例えば外部デバイスが実装される回路基板に形成される配線などである。これにより外部デバイスに対してクロック信号などを出力できるようになる。
【０１０２】
なお図１８では、回路装置２０の能動面が下方に向くように回路装置２０がフリップ実装されているが、本実施形態はこのような実装には限定されない。例えば回路装置２０の能動面が上方に向くように回路装置２０を実装してもよい。即ち能動面が振動子１０に対向するように回路装置２０を実装する。
【０１０３】
図１９に発振器４の第２の構造例を示す。図１９の発振器４は、振動子１０と回路装置２０と回路装置２１を含む。また発振器４は、振動子１０及び回路装置２０を収容するパッケージ１５と、パッケージ１５及び回路装置２１を収容するパッケージ５を含む。パッケージ１５、パッケージ５は、各々、第１パッケージ、第２パッケージである。第１パッケージ、第２パッケージは第１容器、第２容器と言うこともできる。
【０１０４】
そして本実施形態では、パッケージ１５に収容される回路装置２０が第１温度補償処理を行い、パッケージ５に収容される回路装置２１が第２温度補償処理を行う。例えば振動子１０及び回路装置２０がパッケージ１５に収容されることで、例えばアナログ方式の第１温度補償処理を行う温度補償型の発振器１４が構成される。そして、アナログ方式の第１温度補償処理を行う発振器１４と、デジタル方式の第２温度補償処理を行う回路装置２１とがパッケージ５に収容されることで、高精度のクロック信号を生成する発振器４が構成される。回路装置２１は、デジタル方式で微調整の第２温度補償処理を行う補正ＩＣと呼ぶこともできる。
【０１０５】
具体的にはパッケージ５は、例えばセラミック等により形成され、その内側に収容空間を有している。この収容空間に、振動子１０及び回路装置２０がパッケージ１５に収容された発振器１４と、回路装置２１とが収容されている。収容空間は気密封止されており、望ましくは真空に近い状態である減圧状態になっている。パッケージ５により、回路装置２１及び発振器１４を衝撃、埃、熱、湿気等から好適に保護することができる。
【０１０６】
パッケージ５はベース６とリッド７を有する。具体的にはパッケージ５は、発振器１４及び回路装置２１を支持するベース６と、ベース６との間に収容空間を形成するようにベース６の上面に接合されたリッド７とにより構成されている。ベース６は、その内側に、上面に開口する第１凹部と、第１凹部の底面に開口する第２凹部を有する。回路装置２１は、第１凹部の底面に支持されている。例えば回路装置２１は、端子電極を介して底面の段差部に支持されている。また発振器１４は、第２凹部の底面に支持されている。例えば発振器１４は、端子電極を介して底面の段差部に支持されている。またベース６は、第２凹部の底面に開口する第３凹部を有しており、この第３凹部に回路部品１２が配置される。配置される回路部品１２としては、例えばコンデンサーや温度センサーなどを想定できる。
【０１０７】
回路装置２１は、例えばボンディングワイヤーＢＷや、段差部に形成された端子電極や、パッケージ５の内部配線を介して、発振器１４の端子に電気的に接続される。これにより発振器１４からのクロック信号や温度検出信号を回路装置２１に入力できるようになる。また回路装置２１は、ボンディングワイヤーＢＷや、段差部に形成された端子電極や、パッケージ５の内部配線を介して、発振器４の外部端子８、９に電気的に接続される。外部端子８、９は、パッケージ５の外側底面に形成されている。外部端子８、９は、外部配線を介して外部デバイスに接続される。外部配線は、例えば外部デバイスが実装される回路基板に形成される配線などである。これにより外部デバイスに対してクロック信号などを出力できるようになる。なお発振器１４の端子と外部端子８、９を電気的に接続するようにしてもよい。
【０１０８】
なお図１９では発振器１４の上方向に回路装置２１を配置しているが、発振器１４の下方向に回路装置２１を配置するようにしてもよい。ここで上方向はパッケージ５の底面からリッド７に向かう方向であり、下方向はその反対方向である。また発振器１４の側方に回路装置２１を設けてもよい。即ち発振器４の上面視において発振器１４と回路装置２１とが並ぶように配置する。
【０１０９】
次に回路装置２１について説明する。回路装置２１は、発振器１４で生成されたクロック信号である第１クロック信号が、基準クロック信号として入力されるクロック信号生成回路を含む。そしてクロック信号生成回路が生成したクロック信号が、発振器４の出力クロック信号として外部に出力される。例えば回路装置２１のクロック信号生成回路は、発振器１４からの第１クロック信号が基準クロック信号として入力されるフラクショナル−Ｎ型のＰＬＬ回路により構成される。このＰＬＬ回路は、第１クロック信号である基準クロック信号と、ＰＬＬ回路の出力クロック信号を分周回路により分周したフィードバッククロック信号との位相比較を行う。そしてデルタシグマ変調回路を用いて小数の分周比を設定することで、フラクショナル−Ｎ型のＰＬＬ回路が実現される。また回路装置２１が含む制御回路が、温度補償データに基づいて、ＰＬＬ回路に設定される分周比データの補正処理を行うことで、第２温度補償処理が実現される。なお発振器１４において行われる第１温度補償処理は、例えば図１、図２の制御回路５０が行う多項式近似の温度補償処理により実現される。またクロック信号生成回路を、ダイレクトデジタルシンセサイザーにより構成してもよい。この場合には、第１クロック信号を基準クロック信号として動作するダイレクトデジタルシンセサイザーに対して、温度補償データにより補正された周波数制御データを入力することで、第２温度補償処理が実現される。
【０１１０】
図１９の発振器４によれば、振動子１０を発振させる回路装置２０が第１温度補償処理を行うことで、第１回路装置である回路装置２０から出力される第１クロック信号の周波数温度特性での周波数変動量を小さくできる。そして第２回路装置である回路装置２１が、回路装置２０からの第１クロック信号に基づいてクロック信号を生成する際に第２温度補償処理を行う。このように回路装置２０により第１温度補償処理を行った後に、回路装置２１により第２温度補償処理を行うことで、温度計測結果の揺らぎなどを原因とする周波数のマイクロジャンプを小さくすることなどが可能になり、発振器４のクロック周波数の高精度化等を実現できるようになる。また図１９の発振器４では、回路装置２０に設けられる温度センサーを用いて第１温度補償処理を行うと共に、この温度センサーの温度検出信号が、回路装置２０から出力されて回路装置２１に入力されるようにしてもよい。そして回路装置２１が、入力された温度検出信号に基づいて第２温度補償処理を行ってもよい。このようにすれば、回路装置２０での第１温度補償処理と、回路装置２１での第２温度補償処理を、同じ温度センサーからの温度検出信号に基づいて行うことが可能になるため、より適正な温度補償処理を実現できるようになる。この場合に回路装置２０に内蔵される温度センサーと振動子１０との距離は、当該温度センサーと回路装置２１との距離よりも短くなる。従って、デジタル方式の温度補償処理を行うことで発熱量が多い回路装置２１と、振動子１０との距離を離すことができ、回路装置２１の発熱が温度センサーの温度検出結果に及ぼす悪影響を低減できる。従って、振動子１０についての温度を、回路装置２０に内蔵される温度センサーを用いて、より正確に計測することが可能になる。
【０１１１】
６．電子機器、移動体
図２０に、本実施形態の回路装置２０を含む電子機器５００の構成例を示す。電子機器５００は、本実施形態の回路装置２０と、回路装置２０の発振回路３０の発振信号に基づくクロック信号により動作する処理装置５２０を含む。具体的には電子機器５００は、本実施形態の回路装置２０を有する発振器４を含み、処理装置５２０は、発振器４からのクロック信号に基づいて動作する。また電子機器５００は、アンテナＡＮＴ、通信インターフェース５１０、操作インターフェース５３０、表示部５４０、メモリー５５０を含むことができる。なお電子機器５００は図２０の構成に限定されず、これらの一部の構成要素を省略したり、他の構成要素を追加するなどの種々の変形実施が可能である。
【０１１２】
電子機器５００は、例えば基地局又はルーター等のネットワーク関連機器、距離、時間、流速又は流量等の物理量を計測する高精度の計測機器、生体情報を測定する生体情報測定機器、或いは車載機器などである。生体情報測定機器は例えば超音波測定装置、脈波計又は血圧測定装置等である。車載機器は自動運転用の機器等である。また電子機器５００は、頭部装着型表示装置や時計関連機器などのウェアラブル機器、ロボット、印刷装置、投影装置、スマートフォン等の携帯情報端末、コンテンツを配信するコンテンツ提供機器、或いはデジタルカメラ又はビデオカメラ等の映像機器などであってもよい。
【０１１３】
また電子機器５００としては、５Ｇなどの次世代移動通信システムに用いられる機器がある。例えば次世代移動通信システムの基地局、リモートレディオヘッド（ＲＲＨ）又は携帯通信端末などの種々の機器に本実施形態の回路装置２０を用いることができる。次世代移動通信システムでは、時刻同期等のために高精度のクロック周波数が要望されており、高精度のクロック信号を生成できる本実施形態の回路装置２０の適用例として好適である。
【０１１４】
通信インターフェース５１０は、アンテナＡＮＴを介して外部からデータを受信したり、外部にデータを送信する処理を行う。プロセッサーである処理装置５２０は、電子機器５００の制御処理や、通信インターフェース５１０を介して送受信されるデータの種々のデジタル処理などを行う。処理装置５２０の機能は、例えばマイクロコンピューターなどのプロセッサーにより実現できる。操作インターフェース５３０は、ユーザーが入力操作を行うためのものであり、操作ボタンやタッチパネルディスプレイなどにより実現できる。表示部５４０は、各種の情報を表示するものであり、液晶や有機ＥＬなどのディスプレイにより実現できる。メモリー５５０は、データを記憶するものであり、その機能はＲＡＭやＲＯＭなどの半導体メモリーにより実現できる。
【０１１５】
図２１に、本実施形態の回路装置２０を含む移動体の例を示す。移動体は、本実施形態の回路装置２０と、回路装置２０の発振回路３０の発振信号に基づくクロック信号により動作する処理装置２２０を含む。具体的には移動体は、本実施形態の回路装置２０を有する発振器４を含み、処理装置２２０は、発振器４からのクロック信号に基づいて動作する。本実施形態の回路装置２０は、例えば、車、飛行機、バイク、自転車、或いは船舶等の種々の移動体に組み込むことができる。移動体は、例えばエンジンやモーター等の駆動機構、ハンドルや舵等の操舵機構、各種の電子機器を備えて、地上や空や海上を移動する機器・装置である。図２１は移動体の具体例としての自動車２０６を概略的に示している。自動車２０６には、本実施形態の回路装置２０が組み込まれる。具体的には、移動体である自動車２０６は、制御装置２０８を含み、制御装置２０８は、本実施形態の回路装置２０を含む発振器４と、発振器４により生成されたクロック信号に基づき動作する処理装置２２０を含む。制御装置２０８は、例えば車体２０７の姿勢に応じてサスペンションの硬軟を制御したり、個々の車輪２０９のブレーキを制御する。例えば制御装置２０８により、自動車２０６の自動運転を実現してもよい。なお本実施形態の回路装置２０が組み込まれる機器は、このような制御装置２０８には限定されず、自動車２０６等の移動体に設けられるメーターパネル機器やナビゲーション機器などの種々の車載機器に組み込むことが可能である。
【０１１６】
以上に説明したように本実施形態の回路装置は、振動子の一端に電気的に接続される第１端子と、振動子の他端に電気的に接続される第２端子と、第１端子に電気的に接続される第１接続配線と、第２端子に電気的に接続される第２接続配線と、第１接続配線及び第２接続配線を介して振動子を駆動する駆動回路を有し、振動子を発振させる発振回路を含む。また回路装置は、一方の電極が第１接続配線に電気的に接続されるＭＩＭ構造の第１キャパシターを含む。そして回路素子が形成される基板に直交する方向での平面視において、第１接続配線と第１キャパシターとが重なっている。
【０１１７】
本実施形態によれば、発振回路は、第１接続配線及び第２接続配線を介して駆動回路により振動子を駆動することで、振動子を発振させる。また第１接続配線には、ＭＩＭ構造の第１キャパシターの一方の電極が電気的に接続されている。そして基板に直交する方向での平面視において、第１接続配線と第１キャパシターとが重なっている。このようにすれば、一方の電極が第１接続配線に電気的に接続されるようなＭＩＭ構造の第１キャパシターが必要な場合に、第１接続配線の配線領域を有効活用にして、当該ＭＩＭ構造の第１キャパシターを配置できるようになる。そして、このように第１接続配線の配線領域を有効活用してＭＩＭ構造のキャパシターを配置することで、回路面積の縮小化を図れ、回路装置の小規模化等を実現できるようになる。
【０１１８】
また本実施形態では、第１接続配線は、第１キャパシターのＭＩＭ金属層の上層の金属層又は下層の金属層により構成されてもよい。
【０１１９】
このようにすれば、ＭＩＭ構造の第１キャパシターの上方又は下方に、第１接続配線を配線して、第１キャパシターの一方の電極を第１接続配線に電気的に接続できるようになる。
【０１２０】
また本実施形態では、第１接続配線は、ＭＩＭ金属層の上層の金属層により構成され、第１接続配線と、第１キャパシターの一方の電極であるＭＩＭ金属層とが電気的に接続されてもよい。
【０１２１】
このようにすれば、第１キャパシターの一方の電極を、当該一方の電極を構成するＭＩＭ金属層の上層の金属層により構成される第１接続配線に対して、電気的に接続できるようになる。
【０１２２】
また本実施形態では、第１接続配線は、ＭＩＭ金属層の下層の金属層により構成され、第１接続配線のうち、第１キャパシターの位置にある配線が、第１キャパシターの一方の電極であってもよい。
【０１２３】
このようにすれば、接続配線のうち、第１キャパシターの位置にある配線を、第１キャパシターの一方の電極として兼用して、第１キャパシターの一方の電極を第１接続配線に電気的に接続できるようになる。
【０１２４】
また本実施形態では、第１接続配線は、第１配線と、第１配線に接続され第１配線よりも配線幅が太い第２配線と、第２配線に接続され第２配線よりも配線幅が細い第３配線を含み、平面視において、第２配線と第１キャパシターとが重なっていてもよい。
【０１２５】
このようにすれば、第１接続配線を構成する第１配線、第２配線、第３配線のうち、配線幅が太い第２配線の配線領域を有効活用して、第１キャパシターを配置できるようになり、第１接続配線やＭＩＭ構造の第１キャパシターの効率的なレイアウト配置が可能になる。
【０１２６】
また本実施形態では、一方の電極が第１接続配線に電気的に接続されるＭＩＭ構造の第２キャパシターを含み、第１接続配線は、第３配線に接続され第３配線よりも配線幅が太い第４配線を含み、平面視において、第４配線と第２キャパシターとが重なっていてもよい。
【０１２７】
このようにすれば、第１接続配線を構成する第１配線、第２配線、第３配線、第４配線のうち、配線幅が太い第２配線、第４配線の配線領域を有効活用して、第１キャパシター、第２キャパシターを配置できるようになり、第１接続配線やＭＩＭ構造の第１キャパシター、第２キャパシターの効率的なレイアウト配置が可能になる。
【０１２８】
また本実施形態では、第３接続配線を介して発振回路に電気的に接続され、発振回路からの発振信号をバッファリングしてクロック信号を出力する出力回路と、ＭＩＭ構造の第３キャパシターと、を含み、平面視において、第３接続配線と第３キャパシターとが重なっていてもよい。
【０１２９】
このようにすれば、第３接続配線の配線領域を有効活用して、ＭＩＭ構造の第３キャパシターを配置できるようになる。
【０１３０】
また本実施形態では、第３キャパシターは、第３接続配線と出力回路との間に設けられるＤＣカット用のキャパシターであってもよい。
【０１３１】
このようにすれば、第３接続配線の配線領域を有効活用して配置したＭＩＭ構造の第３キャパシターを用いて、発振信号のＤＣ成分をカットして、出力回路に入力できるようになる。
【０１３２】
また本実施形態では、発振回路は、発振回路の負荷容量を調整する可変容量回路を含み、第１キャパシターは、可変容量回路を構成するキャパシターであってもよい。
【０１３３】
このように可変容量回路を構成するキャパシターとして、ＭＩＭ構造のキャパシターを用いることで、可変容量回路の容量の調整範囲を大きくすることなどが可能になり、負荷容量の適切な調整が可能になる。
【０１３４】
また本実施形態では、発振回路は、発振回路の負荷容量を調整する可変容量回路を含み、第１キャパシターは、第１接続配線と可変容量回路との間に設けられるＤＣカット用のキャパシターであってもよい。
【０１３５】
このように、ＤＣカット用のキャパシターを介して第１接続配線に対して可変容量回路を電気的に接続することで、可変容量回路を用いて発振回路の負荷容量を適切に調整できるようになる。
【０１３６】
また本実施形態では、第１キャパシターは、第１接続配線と駆動回路の入力ノード又は出力ノードとの間に設けられるＤＣカット用のキャパシターであってもよい。
【０１３７】
このようにすれば、第１接続配線の配線領域を有効活用して、ＤＣカット用のキャパシターを配置できるようになる。そして当該ＤＣカット用のキャパシターを用いて第１接続配線での発振信号のＤＣ成分をカットして、駆動回路に伝達できるようになる。
【０１３８】
また本実施形態は、上記に記載の回路装置と、振動子を含む発振器に関係する。
【０１３９】
また本実施形態は、上記に記載の回路装置と、発振回路の発振信号に基づくクロック信号により動作する処理装置を含む電子機器に関係する。
【０１４０】
また本実施形態は、上記に記載の回路装置と、発振回路の発振信号に基づくクロック信号により動作する処理装置を含む移動体に関係する。
【０１４１】
なお、上記のように本実施形態について詳細に説明したが、本開示の新規事項および効果から実体的に逸脱しない多くの変形が可能であることは当業者には容易に理解できるであろう。従って、このような変形例はすべて本開示の範囲に含まれるものとする。例えば、明細書又は図面において、少なくとも一度、より広義または同義な異なる用語と共に記載された用語は、明細書又は図面のいかなる箇所においても、その異なる用語に置き換えることができる。また本実施形態及び変形例の全ての組み合わせも、本開示の範囲に含まれる。また回路装置、発振器、電子機器、移動体の構成・動作等も本実施形態で説明したものに限定されず、種々の変形実施が可能である。
【符号の説明】
【０１４２】
Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４、Ｔ５、Ｔ６…端子、Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３…接続配線、
ＴＥ３、ＴＥ４、ＴＥ５…外部端子、ＣＫ…クロック信号、
ＣＡ１、ＣＡ２、ＣＣ１〜ＣＣｉ、ＣＤ１〜ＣＤｊ、ＣＱ…キャパシター、
Ｃ２、Ｃ３１〜Ｃ３ｎ、Ｃ４、Ｃ５１〜Ｃ５ｎ…キャパシター、
ＣＥ１〜ＣＥｎ…可変容量素子、ＴＲ１〜ＴＲｎ…トランジスター、
Ｃ１１〜Ｃ１３、Ｃ２１〜Ｃ２３、Ｃ３１〜Ｃ３３…キャパシター、
Ｌ１１〜Ｌ１６、Ｌ２１〜Ｌ２６、Ｌ３１〜Ｌ３６…配線、
Ｖ０１〜Ｖ０３、Ｖ１１〜Ｖ１４、Ｖ３１〜Ｖ３３、Ｖ３…ビアプラグ、
ＡＬ１、ＡＬ２、ＡＬ３…金属層、ＡＬＭ、ＡＬＭ１、ＡＬＭ２…ＭＩＭ金属層、
ＶＲ１〜ＶＲｎ、ＶＧ１〜ＶＧｎ…基準電圧、ＣＰ１〜ＣＰ７…容量、
ＩＮ…外部入力信号、ＶＣＰ…容量制御電圧、ＣＫ…クロック信号、
ＶＲＥＧ…レギュレート電圧、ＣＫ…クロック信号、ＩＳ…電流源、
ＢＰ…バイポーラトランジスター、ＲＢ、ＲＣ１、ＲＣ２…抵抗、
ＮＩ…入力ノード、ＮＱ…出力ノード、ＯＳＩ、ＯＳＱ…発振信号、
４…発振器、５…パッケージ、６…ベース、７…リッド、８、９…外部端子、
１０…振動子、１２…回路部品、１４…発振器、１５…パッケージ、
１６…ベース、１７…リッド、１８、１９…外部端子、
２０、２１…回路装置、２２…レギュレーター、２４…第２スイッチ回路、
２９…出力回路、３０…発振回路、３２…駆動回路、３４…基準電圧供給回路、
３６、３７、３８、３９…可変容量回路、４０…スイッチ回路、５０…制御回路、
２０６…自動車、２０７…車体、２０８…制御装置、２０９…車輪、
２２０…処理装置、５００…電子機器、５１０…通信インターフェース、
５２０…処理装置、５３０…操作インターフェース、５４０…表示部、
５５０…メモリー
【図１】
2020156000.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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