LSIで抵抗やコンデンサも作れるの？集積回路の構造と実装方法を解説

集積回路（LSI）は、シリコンウエハー上にトランジスタや配線を形成して電子回路を実現しています。しかし、抵抗やコンデンサ、インダクタといった受動素子も同じ工程で作ることができるのでしょうか。本記事ではLSIにおける受動素子の扱いについて解説します。

1. LSIで作られる素子の基本

LSIでは、基本的にトランジスタを使って論理回路やスイッチング動作を構成します。トランジスタは半導体の特性を利用して電流を制御する素子で、他の受動素子と組み合わせることで回路全体の動作を設計します。

集積回路上の抵抗は、シリコンの薄膜や金属配線の特定のパターンを用いて作られます。例えば、ポリシリコンや窒化シリコンの細長いパターンを形成することで所望の抵抗値を実現できます。これにより、外付け抵抗なしで回路を構成可能です。

コンデンサは、金属層や誘電体層を積層することで形成されます。MOSFETのゲート構造自体がコンデンサの働きを持つ場合もあり、集積回路内で容量を確保する工夫がされています。これにより、外付け部品を減らすことができます。

インダクタはLSI内で大きな値を作ることが難しいため、通常は外付け部品として扱われます。ただし、マイクロインダクタやLC共振回路のような小規模なインダクタはチップ上に形成することも研究されています。

LSIではトランジスタの他に、抵抗やコンデンサをシリコン上に形成することが可能です。インダクタについてはチップ内で作るのは難しいため外付けが一般的ですが、設計工夫により一部実装可能な場合もあります。これにより、高度な集積回路が小型化され、外付け部品を減らすことができます。