JPH04145657A - 半導体装置 - Google Patents
半導体装置Info
- Publication number
- JPH04145657A JPH04145657A JP26836090A JP26836090A JPH04145657A JP H04145657 A JPH04145657 A JP H04145657A JP 26836090 A JP26836090 A JP 26836090A JP 26836090 A JP26836090 A JP 26836090A JP H04145657 A JPH04145657 A JP H04145657A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- resistance
- layer
- temperature
- temperature dependence
- polycrystalline silicon
- Prior art date
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- Pending
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
本発明は集積回路用抵抗素子に関し、詳しくは比抵抗の
値に左右されることなく、任意の温度特性を得ることが
できる抵抗構造に関する。
値に左右されることなく、任意の温度特性を得ることが
できる抵抗構造に関する。
【従来の技術1
従来の半導体装置は、文献「グレイ アンドマイヤー著
、1984年、ジョン・ワイリー アンド サンズ社刊
、アナリシス アンド デザイン オブ アナログ イ
ンテグレーテッド サーキッツ、第112頁〜119頁
(Analysis and Design of A
nalog Integrated C1rcuits
、PP112−119.2nd−Edi、、Gray
and Meyer、1984.John Viley
&5ons、、Inc、)及び本願明細書の第5(a
)図及び第5(b)図に示すように、半導体基板内に設
けた不純物拡散層もしくは、絶縁膜上に設けた多結晶シ
リコン層のいずれか一方のみで抵抗を形成していた。こ
のため例えば高抵抗を得るために、不純物濃度を低下さ
せると抵抗値の温度依存性が悪化する欠点があった。 【発明が解決しようとする課題】 従来集積回路で用いる抵抗素子は、温度に依イして抵抗
値が変化することが知られている。特番。 高い抵抗値を得るために比抵抗を増加させると、この現
象が顕著になり回路設計上大きな問題とする。 本発明の目的は、比抵抗の値に制限されることなく、任
意の温度特性を持つ抵抗素子を提供す2ことにある。
、1984年、ジョン・ワイリー アンド サンズ社刊
、アナリシス アンド デザイン オブ アナログ イ
ンテグレーテッド サーキッツ、第112頁〜119頁
(Analysis and Design of A
nalog Integrated C1rcuits
、PP112−119.2nd−Edi、、Gray
and Meyer、1984.John Viley
&5ons、、Inc、)及び本願明細書の第5(a
)図及び第5(b)図に示すように、半導体基板内に設
けた不純物拡散層もしくは、絶縁膜上に設けた多結晶シ
リコン層のいずれか一方のみで抵抗を形成していた。こ
のため例えば高抵抗を得るために、不純物濃度を低下さ
せると抵抗値の温度依存性が悪化する欠点があった。 【発明が解決しようとする課題】 従来集積回路で用いる抵抗素子は、温度に依イして抵抗
値が変化することが知られている。特番。 高い抵抗値を得るために比抵抗を増加させると、この現
象が顕著になり回路設計上大きな問題とする。 本発明の目的は、比抵抗の値に制限されることなく、任
意の温度特性を持つ抵抗素子を提供す2ことにある。
上記の目的は、温度特性の異なる二種類以上e抵抗層を
組み合わせることで達成される。 第1図に示すように、単結晶シリコン層に形がした拡散
抵抗は常温(室温)以上では正の温度依存性を持ち、こ
れより低温では負の温度依存性を技つ。一方、不純物濃
度がlXl01″/C■3以下の多結晶シリコン層は負
の温度依存性を持ち、またポリガイド層(もしくはシリ
サイド層)は正の温度依存性を持つ。すなわち異なる温
度依存性の抵抗を並列接続することにより、温度依存性
の少ない抵抗を実現するものである。さらに、両紙抗層
の形状をレイアウトにより変化することで任意の温度依
存性を持つ抵抗の形成が可能となる。
組み合わせることで達成される。 第1図に示すように、単結晶シリコン層に形がした拡散
抵抗は常温(室温)以上では正の温度依存性を持ち、こ
れより低温では負の温度依存性を技つ。一方、不純物濃
度がlXl01″/C■3以下の多結晶シリコン層は負
の温度依存性を持ち、またポリガイド層(もしくはシリ
サイド層)は正の温度依存性を持つ。すなわち異なる温
度依存性の抵抗を並列接続することにより、温度依存性
の少ない抵抗を実現するものである。さらに、両紙抗層
の形状をレイアウトにより変化することで任意の温度依
存性を持つ抵抗の形成が可能となる。
温度特性が異なる二種類以上の抵抗層を組み合わせるこ
とで、温度依存性の少ない抵抗や、さらには任意の温度
依存性を持つ抵抗が形成できる。 この結果、回路設計上抵抗値の温度補償が容易となる。 また、抵抗の位置を発熱量が多い素子に対して任意に取
れるため、レイアウトの自由度が高まる。これにより従
来に比して、より広範囲な温度での動作が可能となる。
とで、温度依存性の少ない抵抗や、さらには任意の温度
依存性を持つ抵抗が形成できる。 この結果、回路設計上抵抗値の温度補償が容易となる。 また、抵抗の位置を発熱量が多い素子に対して任意に取
れるため、レイアウトの自由度が高まる。これにより従
来に比して、より広範囲な温度での動作が可能となる。
実施例1
本発明の第1の実施例を第1図に示す。本実施例の抵抗
は、半導体基板内に設けた該基板と反対導電型の不純物
層5と、該不純物層と反対の抵抗の温度依存性を有する
多結晶シリコン層4により形成し、並列抵抗回路酸とす
ることで抵抗の温度依存性を改善している。即ち、従来
構造では単結晶シリコンもしくは多結晶シリコンいずれ
か一方の材料を抵抗として用いていたため、例えば高抵
抗を得るために不純物濃度を低下すると抵抗値が大きく
変動する欠点があった。 本発明は第4図に明らかなように温度依存性の異なる抵
抗を並列接続することにより、温度依存性の少ない抵抗
の形成が可能となる。通常、単結晶シリコン層に形成し
た拡散抵抗は常温(室温)以上では正の温度依存性を持
ち、これより低温では負の温度依存性を持つ、一方、不
純物濃度がlXl01″/cm”以下の多結晶シリコン
層は負の温度依存性を持ち、またポリサイド層(もしく
はシリサイド層)は正の温度依存性を持つ、このことか
ら、目的とする使用温度範囲において第1図に示すよう
に異なる温度依存性の抵抗を並列接続することにより、
任意の温度依存性の抵抗を得ることが可能となる。すな
わち、温度依存性を零に近付けることができる。 例えば、+100℃の絶対値11.2にΩ、+100℃
±50℃の温度依存性+10.4%、−6,8%の単結
晶シリコン拡散抵抗と、上記値が27にΩ、−19,5
%、+24.2%の多結晶シリコン抵抗を並列接続する
ことで、絶対値7.9にΩ、+100℃±50℃の温度
依存性±0.5%以内の抵抗を得ることが可能となる。 さらに、−1oo℃の絶対値10.9 kΩ、 −10
0’Cf50”C(7)温度依存性−6,0%、+9.
6%の単結晶シリコン拡散抵抗と、上記値が6.5にΩ
、+5.6%、−4,7%の多結晶シリサイド抵抗を並
列接続することで、絶対値4.0 kΩ、−100℃±
50℃の温度依存性±0.5%以内の抵抗を得ることが
可能となる。 第6図〜第8図は本実施例による半導体装置の製造工程
を示したもので、第1図の断面構造までの工程を示しで
ある。さらに、第9図〜第10図は従来のバイポーラ集
積回路への適用例を示しである。以下製造工程及び適用
例を図番に従って説明する。 始めに、P型Si基板lの所望部分に窒化シリコン膜3
を設ける。この後1選択酸化法を用いて、二酸化シリコ
ン膜2を設ける(第6図)6次に、半導体基板表面に多
結晶シリコン層4aを形成し。 この後、上記多結晶シリコン層にN型不純物である砒素
もしくは燐をドーピングし、熱処理を行ない、N型拡散
層5を形成する。この後、上記多結晶シリコンをパター
ニングしく第7図)、半導体基板表面上に二酸化シリコ
ン層6を形成し、周知のホトエツチング技術を用いて多
結晶シリコン層上にコンタクト孔を形成する。この後、
上記コンタクト孔を覆うようにAQ電極7を形成して、
第1図に示すように任意の抵抗の温度依存性を有する半
導体装置を実現できる。なお、本実施例において多結晶
シリコン層4形成前に、n形拡散層5を形成しても同様
の構造となることは勿論である。 第9図〜第11図はバイポーラ集積回路への本発明の半
導体装置の適用例し示している。第9図は、多結晶シリ
コン層4bをバイポーラ・トランジスタのエミッタと兼
用することで大幅な工程の増加なしに本発明が適用可能
であることを示している。第10図は、多結晶シリコン
層4aをバイポーラ・トランジスタのベースと兼用して
おり、第11図は、多結晶シリコン層4bをバイポーラ
・トランジスタのエミッタと、多結晶シリコン層4aを
バイポーラ・トランジスタのベースと兼用することで大
幅な工程の増加なし峠本発明が適用可能であることを示
している。 実施例2 第2の実施例は、実施例1で示した拡散層抵抗を半導体
基板と同一導電型形としたものである6本実施例は第2
図に明らかなように、半導体基板の導電型に左右される
ことなく所望の導電型の抵抗が形成できる。さらに、P
N接合分離領域の濃度を低減することで、寄生容量及び
基板バイアス効果の低減が図れる。第12図〜第14図
は本実施例による半導体装置の製造工程を示したもので
、第2図の断面構造になる以前を示しである。以下製造
工程を図番に従って説明する。 始めにP型Si基板1の所望部分に二酸化シリコン膜2
を設ける。この後、基板表面からN型不純物である砒素
もしくは燐を拡散させ、N型拡散層10を形成する(第
12図)。次に、周知のホトエツチング及びドライエツ
チング技術を用いて、基板表面の所望部分に多結晶シリ
コン層4bを設ける。この後、基板表面に硼素をドーピ
ングし、熱処理を行ない、P型拡散層8を形成する(第
13図)、さらに、半導体基板表面上に二酸化シリコン
層6を形成し1周知のホトエツチング技術を用いて多結
晶シリコン層及びP型拡散層上にコンタクト孔を形成す
る。この後、上記コンタクト孔を覆うようにAM電極7
を形成して、第2図に示すように半導体基板から電気的
に分離され、任意の抵抗の温度依存性を有する半導体装
置を実現できる。 実施例3 第3の実施例を第3図に示す。本実施例は、第1及び第
2の実施例で示した半導体装置において、半導体基板内
に設けた不純物層と、上部多結晶シリコン層との間に絶
縁膜を設け、任意の導電型の不純物層と多結晶シリコン
層を有することを特徴とする半導体装置である。以下、
第15図及び第17図を用いて本実施例による半導体装
置の製造工程を図番に従って説明する。 始めにP型Si基板1の所望部分に二酸化シリコン膜2
を設ける。この後、基板表面からNが他不純物である砒
素もしくは燐を拡散させN型拡散層10を形成し、さら
に半導体表面に二酸化シリコン層9を設ける(第15図
)。次に、基板表面に多結晶シリコン4bを設け、P型
拡散層である硼素をドーピングし熱処理を行なう。その
後1周知のホトエツチング及びドライエツチング技術を
用いて、第16図のように多結晶シリコン溜を加工(パ
ターニング)する。さらに、半導体基板表面上に二酸化
シリコン層6を形成し、多結晶シリコン層及びN型拡散
層上にコンタクト孔を形成した。 この後、上記コンタクト孔を覆うようにAQ電極7を形
成して、第3図に示すように任意の導電型の多結晶シリ
コン層を有し、さらに任意の抵抗の温度依存性を有する
半導体装置を実現できる。 なお、上記の実施例においてN型P型の導電型をすべて
逆転しても、さらに多結晶シリコン層をポリサイド層(
またはシリサイド層)に置き換えても本発明が適用可能
であることは勿論である。
は、半導体基板内に設けた該基板と反対導電型の不純物
層5と、該不純物層と反対の抵抗の温度依存性を有する
多結晶シリコン層4により形成し、並列抵抗回路酸とす
ることで抵抗の温度依存性を改善している。即ち、従来
構造では単結晶シリコンもしくは多結晶シリコンいずれ
か一方の材料を抵抗として用いていたため、例えば高抵
抗を得るために不純物濃度を低下すると抵抗値が大きく
変動する欠点があった。 本発明は第4図に明らかなように温度依存性の異なる抵
抗を並列接続することにより、温度依存性の少ない抵抗
の形成が可能となる。通常、単結晶シリコン層に形成し
た拡散抵抗は常温(室温)以上では正の温度依存性を持
ち、これより低温では負の温度依存性を持つ、一方、不
純物濃度がlXl01″/cm”以下の多結晶シリコン
層は負の温度依存性を持ち、またポリサイド層(もしく
はシリサイド層)は正の温度依存性を持つ、このことか
ら、目的とする使用温度範囲において第1図に示すよう
に異なる温度依存性の抵抗を並列接続することにより、
任意の温度依存性の抵抗を得ることが可能となる。すな
わち、温度依存性を零に近付けることができる。 例えば、+100℃の絶対値11.2にΩ、+100℃
±50℃の温度依存性+10.4%、−6,8%の単結
晶シリコン拡散抵抗と、上記値が27にΩ、−19,5
%、+24.2%の多結晶シリコン抵抗を並列接続する
ことで、絶対値7.9にΩ、+100℃±50℃の温度
依存性±0.5%以内の抵抗を得ることが可能となる。 さらに、−1oo℃の絶対値10.9 kΩ、 −10
0’Cf50”C(7)温度依存性−6,0%、+9.
6%の単結晶シリコン拡散抵抗と、上記値が6.5にΩ
、+5.6%、−4,7%の多結晶シリサイド抵抗を並
列接続することで、絶対値4.0 kΩ、−100℃±
50℃の温度依存性±0.5%以内の抵抗を得ることが
可能となる。 第6図〜第8図は本実施例による半導体装置の製造工程
を示したもので、第1図の断面構造までの工程を示しで
ある。さらに、第9図〜第10図は従来のバイポーラ集
積回路への適用例を示しである。以下製造工程及び適用
例を図番に従って説明する。 始めに、P型Si基板lの所望部分に窒化シリコン膜3
を設ける。この後1選択酸化法を用いて、二酸化シリコ
ン膜2を設ける(第6図)6次に、半導体基板表面に多
結晶シリコン層4aを形成し。 この後、上記多結晶シリコン層にN型不純物である砒素
もしくは燐をドーピングし、熱処理を行ない、N型拡散
層5を形成する。この後、上記多結晶シリコンをパター
ニングしく第7図)、半導体基板表面上に二酸化シリコ
ン層6を形成し、周知のホトエツチング技術を用いて多
結晶シリコン層上にコンタクト孔を形成する。この後、
上記コンタクト孔を覆うようにAQ電極7を形成して、
第1図に示すように任意の抵抗の温度依存性を有する半
導体装置を実現できる。なお、本実施例において多結晶
シリコン層4形成前に、n形拡散層5を形成しても同様
の構造となることは勿論である。 第9図〜第11図はバイポーラ集積回路への本発明の半
導体装置の適用例し示している。第9図は、多結晶シリ
コン層4bをバイポーラ・トランジスタのエミッタと兼
用することで大幅な工程の増加なしに本発明が適用可能
であることを示している。第10図は、多結晶シリコン
層4aをバイポーラ・トランジスタのベースと兼用して
おり、第11図は、多結晶シリコン層4bをバイポーラ
・トランジスタのエミッタと、多結晶シリコン層4aを
バイポーラ・トランジスタのベースと兼用することで大
幅な工程の増加なし峠本発明が適用可能であることを示
している。 実施例2 第2の実施例は、実施例1で示した拡散層抵抗を半導体
基板と同一導電型形としたものである6本実施例は第2
図に明らかなように、半導体基板の導電型に左右される
ことなく所望の導電型の抵抗が形成できる。さらに、P
N接合分離領域の濃度を低減することで、寄生容量及び
基板バイアス効果の低減が図れる。第12図〜第14図
は本実施例による半導体装置の製造工程を示したもので
、第2図の断面構造になる以前を示しである。以下製造
工程を図番に従って説明する。 始めにP型Si基板1の所望部分に二酸化シリコン膜2
を設ける。この後、基板表面からN型不純物である砒素
もしくは燐を拡散させ、N型拡散層10を形成する(第
12図)。次に、周知のホトエツチング及びドライエツ
チング技術を用いて、基板表面の所望部分に多結晶シリ
コン層4bを設ける。この後、基板表面に硼素をドーピ
ングし、熱処理を行ない、P型拡散層8を形成する(第
13図)、さらに、半導体基板表面上に二酸化シリコン
層6を形成し1周知のホトエツチング技術を用いて多結
晶シリコン層及びP型拡散層上にコンタクト孔を形成す
る。この後、上記コンタクト孔を覆うようにAM電極7
を形成して、第2図に示すように半導体基板から電気的
に分離され、任意の抵抗の温度依存性を有する半導体装
置を実現できる。 実施例3 第3の実施例を第3図に示す。本実施例は、第1及び第
2の実施例で示した半導体装置において、半導体基板内
に設けた不純物層と、上部多結晶シリコン層との間に絶
縁膜を設け、任意の導電型の不純物層と多結晶シリコン
層を有することを特徴とする半導体装置である。以下、
第15図及び第17図を用いて本実施例による半導体装
置の製造工程を図番に従って説明する。 始めにP型Si基板1の所望部分に二酸化シリコン膜2
を設ける。この後、基板表面からNが他不純物である砒
素もしくは燐を拡散させN型拡散層10を形成し、さら
に半導体表面に二酸化シリコン層9を設ける(第15図
)。次に、基板表面に多結晶シリコン4bを設け、P型
拡散層である硼素をドーピングし熱処理を行なう。その
後1周知のホトエツチング及びドライエツチング技術を
用いて、第16図のように多結晶シリコン溜を加工(パ
ターニング)する。さらに、半導体基板表面上に二酸化
シリコン層6を形成し、多結晶シリコン層及びN型拡散
層上にコンタクト孔を形成した。 この後、上記コンタクト孔を覆うようにAQ電極7を形
成して、第3図に示すように任意の導電型の多結晶シリ
コン層を有し、さらに任意の抵抗の温度依存性を有する
半導体装置を実現できる。 なお、上記の実施例においてN型P型の導電型をすべて
逆転しても、さらに多結晶シリコン層をポリサイド層(
またはシリサイド層)に置き換えても本発明が適用可能
であることは勿論である。
本発明によれば温度特性が異なる二種類以上の抵抗層を
組み合わせることで、温度依存性の少ない抵抗や、さら
には任意の温度依存性を持つ抵抗が形成できる。この結
果回路設計上、抵抗値の温度補償が容易な半導体装置を
実現が可能となる。
組み合わせることで、温度依存性の少ない抵抗や、さら
には任意の温度依存性を持つ抵抗が形成できる。この結
果回路設計上、抵抗値の温度補償が容易な半導体装置を
実現が可能となる。
第1図は第1の実施例の半導体装置の断面図、第2図は
第2の実施例の半導体装置の断面図、第3図は第3の実
施例の半導体装置の断面図、第4図は本発明の基本概念
を示す抵抗の温度特性図、第5(a)図及び第5(b)
図は従来構造を示す半導体装置の断面図、第6図〜第8
図は第1の実施例による半導体装置の製造工程を示す断
面図、第9図〜第11図は第1の実施例を適用したバイ
ポーラ集積回路を示す断面図、第12図〜第14図は第
2の実施例による半導体装置の製造工程を示す断面図、
第15図〜第17図は第3の実施例による半導体装置の
製造工程を示す断面図である。 符号の説明 1・・・P型シリコン基板 2.6,9,11・・・二酸化シリコン層3・・・窒化
シリコン層 4a・・・N型多結晶シリコン層 4b・・・P型多結晶シリコン層 5.10,12,15・・・N型拡散層7・・・AQ電
極層 8.14・・・P型拡散層 13・・・N型エピタキシャル層、 ・−−ス 第4図 温度 T (℃) (a) 第4図 温度 (”C) (b) 第5図 (a) (b) 第12図 第13図 第15図 第16図
第2の実施例の半導体装置の断面図、第3図は第3の実
施例の半導体装置の断面図、第4図は本発明の基本概念
を示す抵抗の温度特性図、第5(a)図及び第5(b)
図は従来構造を示す半導体装置の断面図、第6図〜第8
図は第1の実施例による半導体装置の製造工程を示す断
面図、第9図〜第11図は第1の実施例を適用したバイ
ポーラ集積回路を示す断面図、第12図〜第14図は第
2の実施例による半導体装置の製造工程を示す断面図、
第15図〜第17図は第3の実施例による半導体装置の
製造工程を示す断面図である。 符号の説明 1・・・P型シリコン基板 2.6,9,11・・・二酸化シリコン層3・・・窒化
シリコン層 4a・・・N型多結晶シリコン層 4b・・・P型多結晶シリコン層 5.10,12,15・・・N型拡散層7・・・AQ電
極層 8.14・・・P型拡散層 13・・・N型エピタキシャル層、 ・−−ス 第4図 温度 T (℃) (a) 第4図 温度 (”C) (b) 第5図 (a) (b) 第12図 第13図 第15図 第16図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、半導体基板内に設けた不純物層と、該不純物層と反
対の抵抗温度依存性を有する多結晶シリコン層またはポ
リサイド層により形成される並列抵抗回路を有すること
を特徴とする半導体装置。 2、多結晶シリコン層またはポリサイド層を半導体基板
内に設けた不純物層上部に設けることを特徴とする請求
項1記載の半導体装置。 3、半導体基板内に設けた不純物層と、反対導電型の多
結晶シリコン層を有することを特徴とする請求項2記載
の半導体装置。 4、半導体基板内に設けた不純物層と、上部多結晶シリ
コン層またはポリサイド層との間に絶縁膜を有すること
を特徴とする請求項2もしくは3記載の半導体装置。 5、任意の温度特性を有することを特徴とする請求項1
ないし4のいずれか記載の半導体装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26836090A JPH04145657A (ja) | 1990-10-08 | 1990-10-08 | 半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26836090A JPH04145657A (ja) | 1990-10-08 | 1990-10-08 | 半導体装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04145657A true JPH04145657A (ja) | 1992-05-19 |
Family
ID=17457441
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26836090A Pending JPH04145657A (ja) | 1990-10-08 | 1990-10-08 | 半導体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04145657A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6133094A (en) * | 1993-03-09 | 2000-10-17 | Hitachi Ltd | Semiconductor device and process of producing the same |
-
1990
- 1990-10-08 JP JP26836090A patent/JPH04145657A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6133094A (en) * | 1993-03-09 | 2000-10-17 | Hitachi Ltd | Semiconductor device and process of producing the same |
| US6524924B1 (en) | 1993-03-09 | 2003-02-25 | Hitachi, Ltd. | Semiconductor device and process of producing the same |
| US6610569B1 (en) | 1993-03-09 | 2003-08-26 | Hitachi, Ltd. | Semiconductor device and process of producing the same |
| US6835632B2 (en) | 1993-03-09 | 2004-12-28 | Hitachi, Ltd. | Semiconductor device and process of producing the same |
| US7238582B2 (en) | 1993-03-09 | 2007-07-03 | Hitachi, Ltd. | Semiconductor device and process of producing the same |
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