JPH02197162A - 抵抗器 - Google Patents

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、半導体基板上に形成される抵抗器に関するも
のであり、例えばモノリシックＩＣ上に形成される抵抗
器として適するものである。

［従来の技術］ 従来、抵抗器の抵抗値は、固定式、半固定式、及び印加
電圧により連続的に変化するものがあった。固定式の抵
抗器としてはソリッド抵抗や、半導体集積回路中の拡散
抵抗などがあり、また、半固定式の抵抗器としては、機
械的なスライダーを有する可変抵抗器があり、印加電圧
により連続的に変化するものとしては、バリスタがある
。

［発明が解決しようとする課題］ ところで、印加電圧により抵抗値が段階的に変化するよ
うな抵抗器があれば、簡単な構成で入力信号のレベルを
弁別することが可能となり、好都合であると考えられる
。

本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、そ
の目的とするところは、印加電圧により抵抗値が段階的
に変化するような抵抗器を提供することにある。

〔課題を解決するための手段］ 本発明にあっては、上記の課題を解決するために、第２
図及び第３図に示すように、低不純物濃度の半導体基板
４４に導電型の異なる不純物を拡散させた拡散領域４０
を形成し、半導体基板４４と拡散領域４０の間に生じる
ＰＮ接合が逆バイアスされるように半導体基板４４の電
位を設定し、拡散領域４０と半導体基板４４の間に生じ
る空乏層を拡げるような電位を印加されたアルミニウム
膜４つを拡散領域４０を覆うように配して成る抵抗器に
おいて、第１図に示すように、拡散領域４０は少なくと
も２種類の間隔で蛇行するように形成され、前記２種類
の間隔は、拡散領域４０と半導体基板４４の間に生じる
空乏層が印加電圧の増加につれて段階的につながるよう
な間隔に設定されていることを特徴とするものである。

なお、アルミニウム膜４９は他の金属膜であっても良い
ことは言うまでもない。

［作用］ 本発明にあっては、このように、半導体基板４４上に形
成される拡散抵抗において、拡散領域４０の間隔を２種
類組み合わせたので、後述するような原理により、拡散
領域４０よりなる拡散抵抗の抵抗値を印加電圧の増加に
つれて段階的に変化させることができるものである。

［実施例］ 第１図は本発明の一実施例に係る抵抗器の拡散パターン
を示す平面図である。まず、第１図の破線Ｃで囲まれた
部分に形成される抵抗器の動作について、第２図乃至第
５図を用いて説明する。

第２図及び第３図に示す抵抗器（特願昭６３−３２４８
６号参照）は、低不純物濃度の半導体基板４４に導電型
の異なる不純物を拡散させた拡散領域４０よりなる。こ
こでは、抵抗器が形成される単結晶シリコン基板にＮ型
の不純物を低濃度にドープして半導体基板４４としてい
る。また、表面には、Ｐ型の不純物を高濃度に拡散され
た拡散領域４０が形成されている。この拡散領域４０は
、第２図に示すように、蛇行して形成されている。

拡散領域４０は不純物濃度が高いので、低抵抗層となっ
ており、その不純！ｔ＃１度に応じた抵抗率を有する。

拡散領域４０及び不純物半導体基板４４の表面は、Ｓｉ
Ｏ２よりなる絶縁１４７で覆われている。拡散領域４０
の両端にはオーミック接触でアルミニウム電極４１．４
２が接続されている。

アルミニウム電極４１．４２間の抵抗値は、拡散領域４
０の抵抗率と、拡散領域４０の幅と長さでほぼ決まる。

拡散領域４０の不純物濃度は表面はど高く、電流密度は
表面近くほど高い、したがって、拡散領域４０の深さは
抵抗値には余り関係しない、実施例では、Ｎ型の不純物
半導体基板４４の比抵抗は６０Ωｃａｂ、　Ｐ型の不純
物拡散領域４０の幅は３μ転間隔は４μｍ、不純物とし
てはＢ（ボロン）を用い、濃度は２．５　Ｘ　１０　”
ｄｏｓｅとした。

一方のアルミニウム電極４２は、Ｎ型の不純物を低濃度
に拡散された不純物半導体基板４４にもオーミック接触
している。したがって、Ｎ型の不純物半導体基板４４は
、安定な電位に保持される。

なお、アルミニウムを極４２と不純物半導体基板４４が
オーミック接触する部分には、Ｎ型の不純物を高濃度に
拡散した電極領域４３が形成されている。基板の上には
、アルミニウム電極４１．４２の形成後に、ＣＶＤ法を
用いてＳｉＯ２よりなる５０００人程度０バッシベーシ
ョンＩｌｌ！４８が被着されている。

この抵抗器に電圧を印加すると、拡散領域４０と不純物
半導体基板４４の間のＰＮ接合は、逆バイアス状態とな
る。不純物半導体基板４４の不純物濃度が低いので、印
加電圧が低くても、空乏層は第４図（ａ）の破線で示す
ように不純物半導体基板４４の側に大きく拡がる。さら
に、拡散領域４０の上に存在する遮光を目的としたアル
ミニウム膜４９を低電圧側の電［４１と接続させること
により、フィールドプレート作用が強められ、印加電圧
の低い状態で空乏層を拡げることが可能となる。そして
、前記逆バイアス電圧が所定値を越えると、第４図（ｂ
）の破線で示すように、不純物半導体基板４４の中で空
乏層がつながってしまい、同図の矢印で示すように、電
子が流れ得る状態となる。したがって、蛇行する拡散領
域４０を蛇行せずに電流が流れるようになり、抵抗器の
抵抗値が下がる。また、入力電圧が低いときには、第４
図（、）に示すように、空乏層がつながる状態には至ら
ないので、蛇行する拡散領域４０により高抵抗が得られ
る。

第５図は、この抵抗器の印加電圧と通電電流との関係を
示す。図中、光起電力の発生時における印加電圧と通電
電流の関係は、第１象限に示された特性のようになり、
所定値くここでは約３Ｖ）以上の印加電圧が加わると、
通電電流が急速に増加する。

第１図に示す抵抗器において、端子Ａ、Ｂ間の抵抗値は
、印加電圧が低いときには約４．９ＭΩとなっているが
、印加電圧の増加により、破線Ｃで囲まれた部分でバン
チスルーが発生したときには、端子Ａ、Ｂ間の抵抗値は
約０，４ＭΩとなり、さらに印加電圧を上げると、破＆
ｌＤで囲まれた部分でもバンチスルーが発生し、端子Ａ
、Ｂ間の抵抗値は約０．１ＭΩとなる。破線Ｃで囲丈れ
た部分のバンチスルーは約３■で、また、破線りで囲ま
れた部分のバンチスルーは約６■で発生するように、拡
散パターンの間隔や、不純物濃度を設定している。

第１図に示す抵抗器ＲＡＢを用いた簡単な電圧弁別回路
を第６図に示す。この回路は、入力電圧Ｖｉｎを前記抵
抗器ＲＡＢと固定抵抗器Ｒｏとで分圧して、出力電圧Ｖ
ｏｕｔを得るものである。固定抵抗器Ｒ。

の抵抗値は１００　ＫΩとした。同回路において、入力
電圧Ｖｉｎを１〜ＩＯＶの範囲で変化させたときの出力
電圧Ｖｏｕｔの変化と、抵抗器ＲＡ日の抵抗値の変化を
第７図に示す０図中、実線は出力電圧ＶｏｕＬを示して
おり、破線は抵抗器ＲＡｓの抵抗値を示している。

なお、本発明の抵抗器はモノリシックＩＣ上に形成する
用途に特に適するものであるが、単体の抵抗器としても
使用できることは言うまでもない。

［発明の効果〕 本発明の抵抗器にあっては、低不純物濃度の半導体基板
に導電型の異なる拡散領域を少なくとも２種類の間隔で
形成し、半導体基板と拡散領域の間に形成されるＰＮ接
合が逆バイアスされるように半導体基板の電位を設定し
、空乏層を拡げるような電位に設定された金属膜を拡散
領域を覆うように配するという、通常の半導体製造プロ
セスで簡単に製造できる構造でありながら、印加電圧の
増加につれて抵抗値が段階的に変化する拡散抵抗を得る
ことができるという効果がある。また、拡散領域におけ
る２種類の間隔の組み合わせを変えることにより、任意
の抵抗変化特性を実現できるという利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る抵抗器の拡散パターン
を示す平面図、第２図及び第３図はそれぞれ同上の要部
構成を説明するための斜視図及び断面図、第４図は同上
の動作説明図、第５図は同上の電圧−電流特性を示す図
、第６図は同上の実施例の一応用例を示す回路図、第７
図は同上の動作説明図である。 ４０は拡散領域、４４は不純物半導体基板、４９はアル
ミニウム膜である。 第１図 ４０・・・拡散領域 ４４−・−不純物半導体基板

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）低不純物濃度の半導体基板に導電型の異なる不純
   物を拡散させた拡散領域を形成し、半導体基板と拡散領
   域の間に生じるＰＮ接合が逆バイアスされるように半導
   体基板の電位を設定し、拡散領域と半導体基板の間に生
   じる空乏層を拡げるような電位を印加された金属薄膜を
   拡散領域を覆うように配して成る抵抗器において、拡散
   領域は少なくとも２種類の間隔で蛇行するように形成さ
   れ、前記２種類の間隔は、拡散領域と半導体基板の間に
   生じる空乏層が印加電圧の増加につれて段階的につなが
   るような間隔に設定されていることを特徴とする抵抗器
   。