JPH01268048A - 拡散抵抗素子 - Google Patents

拡散抵抗素子

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JPH01268048A
JPH01268048A JP63096290A JP9629088A JPH01268048A JP H01268048 A JPH01268048 A JP H01268048A JP 63096290 A JP63096290 A JP 63096290A JP 9629088 A JP9629088 A JP 9629088A JP H01268048 A JPH01268048 A JP H01268048A
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JP
Japan
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diffused
semiconductor region
type semiconductor
resistor
conductivity type
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Application number
JP63096290A
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English (en)
Inventor
Tsugio Yamaguchi
山口 二男
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10DINORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
    • H10D84/00Integrated devices formed in or on semiconductor substrates that comprise only semiconducting layers, e.g. on Si wafers or on GaAs-on-Si wafers
    • H10D84/201Integrated devices formed in or on semiconductor substrates that comprise only semiconducting layers, e.g. on Si wafers or on GaAs-on-Si wafers characterised by the integration of only components covered by H10D1/00 or H10D8/00, e.g. RLC circuits
    • H10D84/204Integrated devices formed in or on semiconductor substrates that comprise only semiconducting layers, e.g. on Si wafers or on GaAs-on-Si wafers characterised by the integration of only components covered by H10D1/00 or H10D8/00, e.g. RLC circuits of combinations of diodes or capacitors or resistors
    • H10D84/209Integrated devices formed in or on semiconductor substrates that comprise only semiconducting layers, e.g. on Si wafers or on GaAs-on-Si wafers characterised by the integration of only components covered by H10D1/00 or H10D8/00, e.g. RLC circuits of combinations of diodes or capacitors or resistors of only resistors

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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は所要の導電型の半導体領域を用いて構成される
拡散抵抗素子に関し、特に、そのFET効果を抑制した
拡散抵抗素子に関する。
〔発明の概要〕
本発明の拡散抵抗素子は、第1導電型半導体領域中の第
2導電型半導体領域に形成された第1導電型半導体領域
からなる第1の拡散抵抗体に、」二記第2導電型半導体
領域を第2の拡散抵抗体として並列接続させることによ
り、そのFET効果を抑制して安定した抵抗値を得るも
のである。
〔従来の技術〕
種々の信号処理回路を半導体集積回路装置で構成する場
合、その抵抗素子として、半導体基板に不純物を拡散さ
せ、その不純物拡散領域から形成した拡散抵抗素子が用
いられることがある。
第4図は、従来の拡散抵抗素子の一例であり、P型の半
導体基板4■にN型のエピタキシャル層42が形成され
、そのN型のエピタキシャル層42の表面の一部にP型
の不純物波′#i領域43が形成されている。上記半導
体基板41の表面を覆う絶縁膜44は、上記P型の不純
物拡散g域43の両端及び上記N型のエピタキシャル1
1142の一部で開口され、それら開口部分に電極45
a、45b及び45cが設けられている。ここで、当該
拡数紙抗体の端子は、電FfA45a、45bであり、
電極45cは、所要の電圧印加のために設けられている
また、このような拡散抵抗体に関する技術としては、特
開昭56−50553号公報に記載される先行技術が存
在する。
〔発明が解決しようとする課題〕
上述の拡散抵抗素子を形成する半導体装置では、ローパ
ワーで動作させるためにそのシート抵抗率ρ、が高めら
れ、集積度を高めるために拡散層の接合を浅くする傾向
にある。
ところが、そのような高シート抵抗率化やシャロージヤ
ンクション化を図った場合に、上記拡散抵抗素子では、
FET効果が顕著になり、その抵抗値の変化が問題とな
ってきている。すなわち、第4図の例によると、拡散抵
抗素子は不純物拡散領域43を利用しており、その接合
部46では空乏N47が生ずる。この空乏1i47は、
不純物濃度が低ければ拡がり、接合部46が浅ければそ
れだけ不純物拡散領域43の空乏層47以外の領域の割
合が小さくなる。このため、空乏1i47の拡がりによ
るFET効果が顕著になり、その抵抗値がずれ易くなる
また、上記公報に開示される技術は、抵抗体の高い電位
側と、抵抗体を内部に有するウェル(ランド;島状領域
)を短絡して、ウェルの電位を制御するものである。し
かし、DCバイアスを供給するための抵抗分割が%でな
い場合や、抵抗の両端の電位がAC信号によって振られ
る場合には、やはりFET効果から、安定した抵抗値が
得られないという問題が生していた。
そこで、本発明は上述の技術的な課題に鑑み、そのFE
T効果を抑制して安定した抵抗値を得るような拡散抵抗
素子の提供を目的とする。
〔課題を解決するための手段〕
上述の目的を達成するため、本発明の拡散抵抗素子は、
第1導電型半導体領域中の第2導電型半導体顛域に形成
された第1導電型半導体領域からなる第1の拡散抵抗体
と、上記第2導電型半導体領域からなる第2の拡散抵抗
体を並列接続したことを特徴とする。
〔作用〕
FET効果は、PN接合部に形成される空乏層が接合の
両端に加わる逆バイアス電圧に依存して変化することに
起因する。そして、拡散抵抗素子の抵抗値は、その空乏
層の拡がりに応じて変調される。そこで、本発明の拡散
抵抗素子では、上記第2導電型半導体領域からなる第2
の拡散抵抗体を、その内部の本来の拡散抵抗体である第
1導電型半導体領域(第1の拡散抵抗体)と並列接続さ
せ、PN接合の全体に亘って同相の信号の変化がなされ
、全体を零バイアス状態にさせる。その結果、FET効
果による抵抗値の変調が抑制されることになる。
ここで、どのようにFET効果が軽減されるかについて
説明する。まず、従来の拡散抵抗素子において、第1の
不純物拡散領域からなる第1の拡散抵抗体の抵抗値をR
oとし、逆バイアスの電圧をVl  (v)する、さら
に、その時の変調率を100kO(%〕とする。すると
、 Re  (v+ )−(1+に6 )R6(o)−・・
■となる。また、第2導電型半導体領域例えばエピタキ
シャル層からなる抵抗体では、同様に空乏層による影響
から、 Rtp+ (Vl)−(1+kEp+ ) REPI 
(0) −■となる。そして、上記エピタキシャル層か
らなる抵抗体のシート抵抗率ρ、!の上記抵抗R0にお
けるシート抵抗率ρ、1に対する比をN(N>1)とす
ると、 NRe  (0)=Rt□(0)・・・■で表せる。
次に、零バイアス時の合成抵抗RTOf  (0)に1
+N (°、°第■式より) となる。
ところが、本発明の拡散抵抗素子では、k、□は基板と
の関係で変調を受は得る°ものの、koは零となる。す
なわち、第1の拡散抵抗体と第2の拡散抵抗体の間の空
乏層の拡がりは、逆バイアス電圧が増加して行った場合
でも同じ関係で保たれて行き、変調度に0は本発明の拡
散抵抗素子においてに6 =oとなる。従って、電圧v
lのバイアス時において、その合成抵抗Ryot  (
■I)については、第■、■、■式より、 Ro  (Vl)+RFpI (Vl)R,)(0) 
 (i−t−に□+ ) RlPI (0)Re (0
) + (1+kir+ ) Rxr+ (0)1+N
(1+に□、) となる。ここで、その変化率ΔR(v+ )について計
算すると、第■、■式から、 R丁oT  (0) N  (1+に*p+  )     1 +N1+N
  (1+kEr+  )    N1+N (1+k
ir+ ) 十に□。
1+N(1+に、□ ) となり、変化率ΔR(v+ )がkFp+やNの値に依
存することが判る。
第3図は、従来の拡散抵抗素子(破線)と本発明の拡散
抵抗素子(実線)を比較したものであり、横軸はバイア
ス電圧であり、縦軸は変調率00を示している。従来の
拡散抵抗素子では、逆バイアス電圧が大きくなるに従っ
てその変調率(k)が増大するが、本発明の拡散抵抗素
子では、十分にその変調が抑えられることが示される。
次に、どの程度FET効果が改善されるかについて説明
すると、今、変調度に0と第2の拡散抵抗体のエピタキ
シャル層の変調度kir+の比を、Mとすると、 ke −MkFr+ 、  (M’> 1 )・・・■
となり、上記第0式から、 ΔR(V、 ) =に6 / ((1+N)  ・M)
・・・■となって、k、に対して分母に(14N) ・
Mがくる分だけFET効果が軽減されることが判る。
仮に、N−3,M−2,5とした時では、変化率ΔR(
Vl )はk。/10となり、約20dBの改善が行わ
れることになる。
(実施例〕 本発明の好適な実施例を図面を参照しながら説明する。
本実施例の拡散抵抗素子は、並列接続された2つの拡散
抵抗体を利用して、FET効果の抑制を実現するもので
ある。
まず、その構造については、第1図に示すように、P型
のシリコン基板3に形成されたN−型のエピタキシャル
N2と、N−型のエピタキシャル層2に形成されたP型
の不純物拡散領域lとを主たる構成としている。
P型のシリコン基板3は接地されており、このシリコン
基板3の他の領域には、例えばトランジスタ等の能動素
子やキャパシタ等の受動素子が形成される。N−型のエ
ピタキシャル層2は、他の素子とは分離されて形成され
、その中には上記P型の不純物拡散領域lが形成されて
いる。N″型のエピタキシャルN2は第2の拡散抵抗体
として機能し、当該エピタキシャル層2に与えられる電
圧から、上記P型の不純物拡散領域lとの間の、PN接
合10に形成される空乏層による抵抗値の変調が抑制さ
れるようにしている。基板の表面部には、P型の不純物
拡散領域lに隣接してオーミンクコンタクトをとるため
の一対のN゛型高濃度不純物拡散領域6.6が形成され
ている。すなわら、それらN゛型高濃度不純物拡散領域
6,6を介してN−型のエピタキシャル層2に電圧が印
加される。第1の拡散抵抗体としてのP型の不純物拡散
領域1は、N−型のエピタキシャル層2に基板内で囲ま
れてなり、絶縁層7で被覆された基板の主面に臨んで形
成されている。P型の不純物拡散領域1の両端部分の絶
縁N7には、電圧を印加するだめの一対の開口部8.8
が形成されている。これら開口部8.8は、P型の不純
物拡散領域1の両端部のみならず上記N゛型高濃度不純
物拡散領域6.6の上部にも延在されている。これら開
口部8,8には、電極4と電極5が形成されており、電
極4が端子A、電極5が端子Bとなっている。
このような構造を有する本実施例の拡散抵抗素子は、第
2図に示すような等価回路で表すことができる。第2図
では、端子Aと端子Bの間に、2つの抵抗R0と抵抗R
1PIが並列に接続されており、抵抗R6はP型の不純
物拡散領域1による第1の拡散抵抗体であり、抵抗R1
,1はN−型のエピタキシャル層2による第2の拡散抵
抗体である。
N−型のエピタキシャル層2は、P型の不純物拡散領域
1よりも抵抗値が高い、そして、このような構造からな
る本実施例の拡散抵抗素子のFET効果の低減について
は、上記〔作用〕の第0式のように、 ΔR(V+ )=ko / ((1+N)  ・M)(
イ旦し、N=Rtp璽/R・、M−ka/にア2.)と
される。
ここで、本実施例の拡散抵抗素子を適用した各種の抵抗
体(TYPE1〜3)についてのデータを第1表に示す
と、次のようになる。
第1表 (但し、ktr+=2.7%(電圧5■))上記第1表
からも明らかなように、変化率ΔR(V+ )は、ko
/10〜に076程度の値を示し、エピタキシャル層2
の並列接続によって、FET効果が小さくなることが判
る。
以上のように、本実施例の拡散抵抗素子では、本来のP
型の不純物拡散領域1と並列にシート抵抗の高いN°型
のエピタキシャル層2を設けている。このN−型のエピ
タキシャル層2は、並列接続されることから、その接合
lOのどの部分も零バイアスとされ、空乏層の電圧に依
存した変調が抑えられ、従って、P型の不純物拡散領域
lはFET効果を受けない。N−型のエピタキシャル層
2は、下部のP型のシリコン基板3との間で変調(kt
r+ )を受けるが、その値は並列接続しない場合のP
型の不純物拡散領域lの変調度(k6)に比較して小さ
い。従って、合成抵抗からる本実施例の拡散抵抗体のF
ET効果は著しく低減されることになる。
このように、FET効果が低減される本実施例の拡散抵
抗素子の用途としては、あらゆる用途に用いることがで
きる。例示すれば、DCバイアスの設定用の抵抗や、ア
ンプ、フィルター等が挙げられる。特に歪みを除去する
ことが要求される回路に有効である。
なお、上述の実施例において、N−型のエピタキシャル
層2の表面にN゛型の高濃度不純物拡散領域6,6を形
成したが、他の手段でコンタクトをとっても良い。また
、開口部8,8は、P型の不純物拡散領域1とN−型の
エピタキシャル層2で共通のコンタクトホールとなって
いるが、並列接続を実現するものであれば別個のコンタ
クトホールであっても良い。また、第1導電型をN型。
第2摩電型をP型としたが、P、Nを逆にしても良い。
また、本発明の拡散抵抗素子は、上述の実施例に限定さ
れず、その要旨を逸脱しない範囲での種々の変更が可能
である。
〔発明の効果] 本発明の拡散抵抗素子は、第1の拡散抵抗体と接合を生
ずる第2の拡散抵抗体が並列に接続されることから、そ
のFET効果を十分に小さくして、動作上の歪みを抑え
ることができる。また、FET効果が抑えられることか
ら、設計上、抵抗を配置しやすくなり、シミュレーショ
ンの手間等も省くことができる。
さらに、本発明の拡散抵抗素子では、電源電圧Vccよ
りも高い電圧まで使用しても、十分抵抗体として機能す
る。原理的には、基板とエビタキ・シャル層との耐圧ま
での実力が備わる。
また、その用途としては、あらゆる回路に対して適用さ
せることができ、低歪みな信号処理回路を得るのに好適
である。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の拡散抵抗素子にかかる一実施例の要部
断面図1、第2図はその等価回路図、第3図は本発明の
拡散抵抗素子と従来の拡散抵抗素子を比較した場合の特
性図、第4図は従来の拡散抵抗素子の一例の要部断面図
である。 1・・・P型の不純物拡散領域 2・・・N−型のエピタキシャル層 3・・・P型のシリコンミt反 4.5・・・電極 特許出願人   ソニー株式会社 代理人弁理士 小池 蒐(他2名) A         Ro          B第2

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1.  第1導電型半導体領域中の第2導電型半導体領域に形
    成された第1導電型半導体領域からなる第1の拡散抵抗
    体と、上記第2導電型半導体領域からなる第2の拡散抵
    抗体を並列接続したことを特徴とする拡散抵抗素子。
JP63096290A 1988-04-19 1988-04-19 拡散抵抗素子 Pending JPH01268048A (ja)

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JP63096290A JPH01268048A (ja) 1988-04-19 1988-04-19 拡散抵抗素子

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JP63096290A JPH01268048A (ja) 1988-04-19 1988-04-19 拡散抵抗素子

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2884050A1 (fr) * 2005-04-01 2006-10-06 St Microelectronics Sa Circuit integre comprenant un substrat et une resistance

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2884050A1 (fr) * 2005-04-01 2006-10-06 St Microelectronics Sa Circuit integre comprenant un substrat et une resistance
US7714390B2 (en) 2005-04-01 2010-05-11 Stmicroelectronics S.A. Integrated circuit comprising a substrate and a resistor

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