JPH03228365A - 半導体抵抗回路 - Google Patents
半導体抵抗回路Info
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Landscapes
- Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
- Bipolar Integrated Circuits (AREA)
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。
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〕
本発明は半導体抵抗回路に関するもので、半導体集積回
路（ＩＣ）の構成要素等として用いられる。
路（ＩＣ）の構成要素等として用いられる。
半導体集積回路の構成要素である抵抗を半導体基板上に
形成する際、通常用いられるのはイオン注入による方法
である。これは、半導体基板中にｎもしくはｐ型のドー
パントをイオンとして注入することにより実現される。
形成する際、通常用いられるのはイオン注入による方法
である。これは、半導体基板中にｎもしくはｐ型のドー
パントをイオンとして注入することにより実現される。
その製造工程は、トランジスタの活性層を形成する為の
イオン注入工程と兼ねることができる。
イオン注入工程と兼ねることができる。
一方、広い温度範囲において安定な性能をもつ半導体装
置が求められており、構成要素の１つである抵抗も広い
温度範囲で安定であることが要求される。ところが、イ
オン注入によって形成される抵抗（イオン注入抵抗）の
場合、温度が高くなるにつれて抵抗値が上昇する。つま
り、正の抵抗温度係数Ｔ ＣＲ（Ｔｃｖｐｅｒａｔｕｖ
ｅ Ｃｏｅｆｆｌｃｌｅｎｔ ｏｒＲｅｓｉｓｔａｎｃ
ｅ）を持つことが知られている。例えば、Ｇａ Ａｓ基
板にＳｔイオンを加速電圧１８０ｋｅ■で注入すること
によって得られるシート抵抗として、５００ΩｃＩＩ＋
−２の抵抗値のものの場合、およそ１６７０ ｐｐｍ
／ｄｅｇのＴＣＲを持つことが実験によりわかっている
。
置が求められており、構成要素の１つである抵抗も広い
温度範囲で安定であることが要求される。ところが、イ
オン注入によって形成される抵抗（イオン注入抵抗）の
場合、温度が高くなるにつれて抵抗値が上昇する。つま
り、正の抵抗温度係数Ｔ ＣＲ（Ｔｃｖｐｅｒａｔｕｖ
ｅ Ｃｏｅｆｆｌｃｌｅｎｔ ｏｒＲｅｓｉｓｔａｎｃ
ｅ）を持つことが知られている。例えば、Ｇａ Ａｓ基
板にＳｔイオンを加速電圧１８０ｋｅ■で注入すること
によって得られるシート抵抗として、５００ΩｃＩＩ＋
−２の抵抗値のものの場合、およそ１６７０ ｐｐｍ
／ｄｅｇのＴＣＲを持つことが実験によりわかっている
。
このため、ニッケル・クロム等の合金ヲスパッタリング
等により金属薄膜抵抗として半導体基板上に形成し、Ｔ
ＣＲが殆んどゼロである抵抗を形成する等の方法が従来
から知られ、例えば下記の文献 「“高安定化薄膜抵抗器の研究゛金親（日本電信電話公
社）他 電子通信学会 電子回路部品・材料研究会資料
ＣＰＭ６８−１８ （１９６８年８月）」 に示されている。しかし、金属薄膜を形成する上記方法
の場合には、半導体装置の製造工程に新たな工程を加え
なければならず、製造工程が複雑になる。このため、広
い温度範囲で安定的に動作する半導体集積回路を、歩留
りよく安価に実現するのが困難であった。
等により金属薄膜抵抗として半導体基板上に形成し、Ｔ
ＣＲが殆んどゼロである抵抗を形成する等の方法が従来
から知られ、例えば下記の文献 「“高安定化薄膜抵抗器の研究゛金親（日本電信電話公
社）他 電子通信学会 電子回路部品・材料研究会資料
ＣＰＭ６８−１８ （１９６８年８月）」 に示されている。しかし、金属薄膜を形成する上記方法
の場合には、半導体装置の製造工程に新たな工程を加え
なければならず、製造工程が複雑になる。このため、広
い温度範囲で安定的に動作する半導体集積回路を、歩留
りよく安価に実現するのが困難であった。
そこで本発明は、上記の欠点を解決した半導体抵抗回路
を提供することを目的とする。
を提供することを目的とする。
〔課題を解決するための手段〕
本発明に係る半導体抵抗回路は、半導体基板に形成され
たダイオードと、このダイオードに直列接続された第１
の抵抗と、ダイオードおよび第１の抵抗の直列回路に並
列接続された第２の抵抗とを備え、ダイオードは温度上
昇により立上がり電圧が低くなる特性を有し、第１およ
び第２の抵抗は温度上昇により抵抗値が高くなる特性を
有していることを特徴とする。ここで、ダイオードが複
数個直列に接続されているとしてもよい。
たダイオードと、このダイオードに直列接続された第１
の抵抗と、ダイオードおよび第１の抵抗の直列回路に並
列接続された第２の抵抗とを備え、ダイオードは温度上
昇により立上がり電圧が低くなる特性を有し、第１およ
び第２の抵抗は温度上昇により抵抗値が高くなる特性を
有していることを特徴とする。ここで、ダイオードが複
数個直列に接続されているとしてもよい。
本発明の半導体抵抗回路において、ダイオードは温度上
昇すると立ち上り電圧（電流が急に流れ出す電圧）は低
くなり、従って一定電流という条件下では、等価的に負
のＴＣＲを持つ抵抗として働くことになる。一方、第１
および第２の抵抗は半導体基板に正のＴＣＲを有して形
成されている。
昇すると立ち上り電圧（電流が急に流れ出す電圧）は低
くなり、従って一定電流という条件下では、等価的に負
のＴＣＲを持つ抵抗として働くことになる。一方、第１
および第２の抵抗は半導体基板に正のＴＣＲを有して形
成されている。
従って、これらを組み合せることで、ＴＣＨの小さい抵
抗回路が等価的に実現できる。
抗回路が等価的に実現できる。
以下、添付図面を参照して本発明の詳細な説明する。
第１図は実施例に係る半導体抵抗回路の回路図である。
図示の通り、ダイオードＤと第１の抵抗Ｒ１は直列に接
続され、この直列回路は第２の抵抗Ｒ２に並列接続され
る。ここで、ダイオードＤは金属−半導体接合によるシ
ョットキー接合ダイオードでもよく、ｐｎ接合ダイオー
ドでもよい。
続され、この直列回路は第２の抵抗Ｒ２に並列接続され
る。ここで、ダイオードＤは金属−半導体接合によるシ
ョットキー接合ダイオードでもよく、ｐｎ接合ダイオー
ドでもよい。
また、ダイオードＤは１個に限らず、２個以上が直列接
続されたものでもよい。
続されたものでもよい。
次に、上記実施例が等価的に抵抗として働く原理を説明
する。
する。
まず、イオン注入抵抗は正のＴＣＲを有し、常温で３に
Ωの抵抗の０℃、３０℃、８５℃での電流−電圧（１−
Ｖ）特性は、例えば第２図のようになる。ここにおいて
、ＴＣＲの値は具体的には１６７０ｐｐｍ ／ｄｅｇで
ある。
Ωの抵抗の０℃、３０℃、８５℃での電流−電圧（１−
Ｖ）特性は、例えば第２図のようになる。ここにおいて
、ＴＣＲの値は具体的には１６７０ｐｐｍ ／ｄｅｇで
ある。
次に、ショットキー接合ダイオードの順方向に流れる電
流Ｊ は、 Ｊ ＝ ［Ａ＊Ｔ２ｅｘｐ （−ｑφ ／ｋＴ）］ｎ
Ｂ
ｎ［ｅｘｐ（ｑＶ／ｋＴ）−１１−（１）但し； （
Ａ＊−４πｑｍ＊ｋ” ／ｈ３）で与えられる。また、
ｐｎ接合ダイオードの順方で与えられる。ここで、Ｔは
温度、ｍ＊はキャリアの有効質量、ｋはボルツマン定数
、φＢｎはショットキーバリアポテンシャルである。な
お、上記（１）、（２）式はＳ、Ｍ、Ｓｚｅによる下記
の文献 「Ｐｈ１ｓｉｃｓ ｏｆ Ｓｅａ＋１ｃｏｎｄｕｃｔｏ
ｒ Ｄｅｖｉｃｅｓ（２ｎｄｅｄ１ｔｉｏｎ）’ Ｊ に示されている。
流Ｊ は、 Ｊ ＝ ［Ａ＊Ｔ２ｅｘｐ （−ｑφ ／ｋＴ）］ｎ
Ｂ
ｎ［ｅｘｐ（ｑＶ／ｋＴ）−１１−（１）但し； （
Ａ＊−４πｑｍ＊ｋ” ／ｈ３）で与えられる。また、
ｐｎ接合ダイオードの順方で与えられる。ここで、Ｔは
温度、ｍ＊はキャリアの有効質量、ｋはボルツマン定数
、φＢｎはショットキーバリアポテンシャルである。な
お、上記（１）、（２）式はＳ、Ｍ、Ｓｚｅによる下記
の文献 「Ｐｈ１ｓｉｃｓ ｏｆ Ｓｅａ＋１ｃｏｎｄｕｃｔｏ
ｒ Ｄｅｖｉｃｅｓ（２ｎｄｅｄ１ｔｉｏｎ）’ Ｊ に示されている。
上記（１）、（２）式で表わされるショットキー接合ダ
イオードとｐｎ接合ダイオードのＩ−Ｖ特性が、０℃、
３０℃、８５℃の温度条件下でどのように変化するかを
、第３図（ａ）、（ｂ）に示す。図示の通り、順方向電
流が急増するアノード・カソード間電位（立ち上り電位
）が、温度上昇によって低くなっているのがわかる。つ
まり、一定電流を流した状態を考えると、見掛は上で負
のＴＣＲを持つ抵抗となっていることがゎがる。
イオードとｐｎ接合ダイオードのＩ−Ｖ特性が、０℃、
３０℃、８５℃の温度条件下でどのように変化するかを
、第３図（ａ）、（ｂ）に示す。図示の通り、順方向電
流が急増するアノード・カソード間電位（立ち上り電位
）が、温度上昇によって低くなっているのがわかる。つ
まり、一定電流を流した状態を考えると、見掛は上で負
のＴＣＲを持つ抵抗となっていることがゎがる。
このため、この負のＴＣＲを持つダイオードＤと正のＴ
ＣＲを持つ抵抗（第１の抵抗Ｒ、第２の抵抗Ｒ２）を組
み合せることにより、全体としてＴＣＲの小さな半導体
抵抗回路を等価的に実現できる。
ＣＲを持つ抵抗（第１の抵抗Ｒ、第２の抵抗Ｒ２）を組
み合せることにより、全体としてＴＣＲの小さな半導体
抵抗回路を等価的に実現できる。
第１の抵抗Ｒ１および第２の抵抗Ｒ２として３にΩのイ
オン注入抵抗を用い、第４図のような回路を構成すると
、Ｉ−Ｖ特性は第５図のようになる。ＶＡ−ＩＶ前後に
至るまで、非常に小さなＴＣＲとなる。ここで、半導体
抵抗回路によって実現される抵抗値は、上記の第１の抵
抗Ｒ１と第２の抵抗Ｒ２の値を適切なものとすることに
より、任意の値に設定できる。また、ＶＡのより大きい
電位差において使用するときには、ダイオードＤを複数
個直列接続すればよい。例えば、第４図の回路において
ダイオードＤを２個にすれば、ＶＡ−２Ｖ程度の範囲ま
で小さなＴＣＲとすることが可能になる。すなわち、上
記実施例の回路ではダイオードＤの向きが一方向である
ため、ダイオードＤに順方向電流が流れるような条件下
でしか抵抗回路として用いることができないが、印加し
得る電位差には論理上は制限がない。
オン注入抵抗を用い、第４図のような回路を構成すると
、Ｉ−Ｖ特性は第５図のようになる。ＶＡ−ＩＶ前後に
至るまで、非常に小さなＴＣＲとなる。ここで、半導体
抵抗回路によって実現される抵抗値は、上記の第１の抵
抗Ｒ１と第２の抵抗Ｒ２の値を適切なものとすることに
より、任意の値に設定できる。また、ＶＡのより大きい
電位差において使用するときには、ダイオードＤを複数
個直列接続すればよい。例えば、第４図の回路において
ダイオードＤを２個にすれば、ＶＡ−２Ｖ程度の範囲ま
で小さなＴＣＲとすることが可能になる。すなわち、上
記実施例の回路ではダイオードＤの向きが一方向である
ため、ダイオードＤに順方向電流が流れるような条件下
でしか抵抗回路として用いることができないが、印加し
得る電位差には論理上は制限がない。
本発明の半導体抵抗回路は単独の抵抗回路として用い得
るものであるが、増幅回路等と組み合せて、あるいはそ
の構成要素としてＩＣ中にも用いられる。このとき、例
えばＩＣがＧａ ＡｓによるＭＥＳＦＥＴ （ショット
キーゲート電界効果トランジスタ）を用いたものである
ときは、ダイオードＤとしてショットキー接合ダイオー
ドを用いることにより、一連のプロセスでＩＣを製造で
きる。
るものであるが、増幅回路等と組み合せて、あるいはそ
の構成要素としてＩＣ中にも用いられる。このとき、例
えばＩＣがＧａ ＡｓによるＭＥＳＦＥＴ （ショット
キーゲート電界効果トランジスタ）を用いたものである
ときは、ダイオードＤとしてショットキー接合ダイオー
ドを用いることにより、一連のプロセスでＩＣを製造で
きる。
また、バイポーラトランジスタを用いたＩＣに組み合さ
れるときは、ダイオードＤとしてｐｎ接合ダイオードを
用いればよく、このときにも一連のプロセスでＩＣを製
造できる。従って、いずれの場合にも製造工程を複雑に
することがなく、特性の優れた半導体装置が歩留りよく
安価に実現できる。
れるときは、ダイオードＤとしてｐｎ接合ダイオードを
用いればよく、このときにも一連のプロセスでＩＣを製
造できる。従って、いずれの場合にも製造工程を複雑に
することがなく、特性の優れた半導体装置が歩留りよく
安価に実現できる。
以上の通り、本発明によれば、広い温度範囲で安定な抵
抗値を実現できる半導体抵抗回路を、半導体基板におい
て得ることができる。
抗値を実現できる半導体抵抗回路を、半導体基板におい
て得ることができる。
第１図は本発明の実施例に係る半導体抵抗回路の回路図
、第２図はイオン注入抵抗の電流−電圧特性図、第３図
はダイオードＤの電流−電圧特性図、第４図は具体的な
半導体抵抗回路の回路図、第５図は第４図に示す半導体
抵抗回路の電流−電圧特性図である。 Ｒ・・・第１の抵抗、Ｒ２・・・第２の抵抗、Ｄ・・・
ダ■ イオード。
、第２図はイオン注入抵抗の電流−電圧特性図、第３図
はダイオードＤの電流−電圧特性図、第４図は具体的な
半導体抵抗回路の回路図、第５図は第４図に示す半導体
抵抗回路の電流−電圧特性図である。 Ｒ・・・第１の抵抗、Ｒ２・・・第２の抵抗、Ｄ・・・
ダ■ イオード。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、半導体基板に形成されたダイオードと、このダイオ
ードに直列接続された第１の抵抗と、前記ダイオードお
よび第１の抵抗の直列回路に並列接続された第２の抵抗
とを備え、前記ダイオードは温度上昇により立上がり電
圧が低くなる特性を有し、前記第１および第２の抵抗は
温度上昇により抵抗値が高くなる特性を有していること
を特徴とする半導体抵抗回路。 ２、前記ダイオードが複数個直列に接続されている請求
項１記載の半導体抵抗回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2395890A JPH03228365A (ja) | 1990-02-02 | 1990-02-02 | 半導体抵抗回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2395890A JPH03228365A (ja) | 1990-02-02 | 1990-02-02 | 半導体抵抗回路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03228365A true JPH03228365A (ja) | 1991-10-09 |
Family
ID=12125058
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2395890A Pending JPH03228365A (ja) | 1990-02-02 | 1990-02-02 | 半導体抵抗回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03228365A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000516402A (ja) * | 1996-08-16 | 2000-12-05 | エービービー リサーチ リミテッド | ＳｉＣから構成された半導体層を有するバイポーラ半導体デバイスおよびＳｉＣから構成された半導体デバイスを製造する方法 |
| JP2003533027A (ja) * | 2000-04-27 | 2003-11-05 | モトローラ・インコーポレイテッド | 温度補償型単一電源ｈｆｅｔ |
| JP2007263667A (ja) * | 2006-03-28 | 2007-10-11 | Toyota Central Res & Dev Lab Inc | 応力測定装置 |
| JP2010161343A (ja) * | 2009-01-12 | 2010-07-22 | Honeywell Internatl Inc | 抵抗器の温度係数を調整する回路 |
| JP2014160332A (ja) * | 2013-02-19 | 2014-09-04 | Toshiba Corp | 降圧レギュレータ |
| JP2017526077A (ja) * | 2014-08-25 | 2017-09-07 | マイクロン テクノロジー， インク． | 温度独立型電流生成用装置 |
| US10001793B2 (en) | 2015-07-28 | 2018-06-19 | Micron Technology, Inc. | Apparatuses and methods for providing constant current |
| US10229973B2 (en) | 2016-04-28 | 2019-03-12 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Semiconductor device including semiconductor substrate, silicon carbide semiconductor layer, first electrode and second electrode |
-
1990
- 1990-02-02 JP JP2395890A patent/JPH03228365A/ja active Pending
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000516402A (ja) * | 1996-08-16 | 2000-12-05 | エービービー リサーチ リミテッド | ＳｉＣから構成された半導体層を有するバイポーラ半導体デバイスおよびＳｉＣから構成された半導体デバイスを製造する方法 |
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| JP2017526077A (ja) * | 2014-08-25 | 2017-09-07 | マイクロン テクノロジー， インク． | 温度独立型電流生成用装置 |
| US10073477B2 (en) | 2014-08-25 | 2018-09-11 | Micron Technology, Inc. | Apparatuses and methods for temperature independent current generations |
| US10678284B2 (en) | 2014-08-25 | 2020-06-09 | Micron Technology, Inc. | Apparatuses and methods for temperature independent current generations |
| US10001793B2 (en) | 2015-07-28 | 2018-06-19 | Micron Technology, Inc. | Apparatuses and methods for providing constant current |
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