JPS6366433B2 - - Google Patents

Info

Publication number
JPS6366433B2
JPS6366433B2 JP56074534A JP7453481A JPS6366433B2 JP S6366433 B2 JPS6366433 B2 JP S6366433B2 JP 56074534 A JP56074534 A JP 56074534A JP 7453481 A JP7453481 A JP 7453481A JP S6366433 B2 JPS6366433 B2 JP S6366433B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
semiconductor
electrode
floating
variable capacitance
floating electrode
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
JP56074534A
Other languages
English (en)
Other versions
JPS57188886A (en
Inventor
Yoshio Hatsutori
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Seiko Instruments Inc
Original Assignee
Seiko Instruments Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Seiko Instruments Inc filed Critical Seiko Instruments Inc
Priority to JP56074534A priority Critical patent/JPS57188886A/ja
Publication of JPS57188886A publication Critical patent/JPS57188886A/ja
Publication of JPS6366433B2 publication Critical patent/JPS6366433B2/ja
Granted legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10DINORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
    • H10D1/00Resistors, capacitors or inductors
    • H10D1/60Capacitors
    • H10D1/62Capacitors having potential barriers
    • H10D1/64Variable-capacitance diodes, e.g. varactors 

Landscapes

  • Semiconductor Integrated Circuits (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は電子回路に用いられる半導体可変容量
素子に関する。
従来、半導体基板上に絶縁膜に覆われた外部よ
り絶縁された浮遊電極を有し、浮遊電極に電荷を
蓄積することによつて容量を可変する半導体可変
容量素子は、第1図aとbに示す構造であつた。
第1図aはその平面図、第1図bはその断面図を
示し、1は半導体基板、2は絶縁酸化膜、3は浮
遊電極、4は容量電極、5は分離拡散層、6は容
量可変電極である。第1図の半導体可変容量素子
の容量を変化は、容量可変電極6と基板1との間
に電圧を印加し、浮遊電極3と容量可変電極6と
の間にフアウラー・ノウドハイム電流を流し、浮
遊電極3と電荷をやりとりし、浮遊電極3を帯電
させることによつて行う。このフアウラー・ノウ
ドハイム電流は絶縁膜2の膜厚に大きな依存性を
有する。このため、絶縁膜2のバラツキによる半
導体可変容量素子間の容量可変特性のバラツキが
大きく、容量可変電極に同一の容量変化電圧を加
えたとしても、素子間での容量変化量の相関がた
もてなかつた。
したがつて、スーパーヘテロダイン方式ラジオ
の同調回路のように、複数個の可変容量素子を互
いにある相関をもつて変化させる必要のある用途
には従来の半導体可変容量素子は不向きであつ
た。
本発明は前記従来の欠点を取除き、複数個の半
導体可変容量素子を一定の相関を持つて変化させ
うる多連の半導体可変容量素子を提供するもので
ある。
以下、本発明の詳細を図を用いて説明する。
第2図は本発明の実施例の1つを示す図であ
る。第2図aはその平面図、第2図bはその断面
図である。半導体基板11の表面に絶縁膜12に
覆われ外部より絶縁された第1の浮遊電極13、
第2の浮遊電極15がある。第1の浮遊電極13
の上に絶縁膜12をはさんで第1の容量電極14
があり、第2の浮遊電極15の上に絶縁膜12を
はさんで第2の容量電極16がある。さらに半導
体基板11の表面には第1の浮遊電極13、第2
の浮遊電極15と電荷をやりとりする容量可変電
極18(n型拡散層)があり、容量可変電極18
を半導体基板11(n型)と絶縁分離するための
P型拡散層17がある。また、第1の浮遊電極1
3と第2の浮遊電極15はまわりを絶縁膜12で
覆われた高い抵抗値を持つ抵抗19で接続されて
いる。
半導体基板11と第1の浮遊電極13と第1の
容量電極14によつて、容量可変電極のない第1
の半導体可変容量素子が構成されている。また、
半導体基板11と第2の浮遊電極15と第2の容
量電極16によつて、容量可変電極を有する第2
の半導体可変容量素子が構成されている。
第1の浮遊電極13と第2の浮遊電極15が抵
抗19によつて接続されて導通しているため、第
1と第2の浮遊電極13と15に蓄積した電荷に
よつて発生する第1の浮遊電極13の電位と第2
の浮遊電極15の電位は等しくなる。これは、電
荷量の大小にかかわらず常にたもたれる。したが
つて、第1の半導体可変容量素子と第2の半導体
可変容量素子は、互いに、浮遊電極の電位が等し
いという関係を常に維持している。
また、第1の浮遊電極13、第2の浮遊電極1
5、これらを接続する抵抗19もすべて絶縁膜1
2で覆われ外部より絶縁されているため、抵抗1
9の抵抗値が絶縁膜12の絶縁抵抗に比べ小さけ
れば、例えば106〜1010Ω程度でも、第1、第2
の浮遊電極の電気抵抗に比べて高抵抗であつて
も、第1の浮遊電極13と第2の浮遊電極15の
電位が等しいという関係は維持される。高抵抗は
抵抗19をポリSiで作製し、その不純物濃度を低
く選べば実現できる。抵抗19を高抵抗とすれば
第1の半導体可変容量素子の容量電極14に加わ
つた信号は抵抗値の大きい接続抵抗19によつて
減衰し、となりの第2の半導体可変容量素子には
伝わらないので、第1の半導体可変容量素子と第
2の半導体容量素子との電子回路的な結合、すな
わち、交流的な結合を非常に粗にすることができ
る。すなわち、第1の半導体可変容量素子と第2
の半導体可変容量素子は互いに独立した容量とし
て利用できる。
したがつて、前記実施例によれば、第1の半導
体可変容量素子と第2の半導体可変容量素子は、
互いの浮遊電極の電位が等しいという相関を維持
して同時に可変でき、かつ、第1の半導体可変容
量素子と第2の半導体可変容量素子は電子回路的
には独立の容量として利用できる。
第3図は、本発明の他の実施例を示す図であ
る。第3図aは平面図、第3図bは断面図であ
る。半導体基板21の表面に絶縁膜22で覆われ
外部より絶縁された第1の浮遊電極23、第2の
浮遊電極24がある。第1の浮遊電極23の上に
絶縁膜22をはさんで第1の容量電極24があ
り、第2の浮遊電極25の上に絶縁膜22をはさ
んで第2の容量電極26がある。さらに半導体基
板21の表面には、第2の浮遊電極25と電荷を
やりとりする容量可変電極28(n型拡散層)が
あり、容量可変電極28と半導体基板21(n
型)とを絶縁分離するためのP型拡散層27があ
る。また、第1の浮遊電極23と第2の浮遊電極
25はまわりを絶縁膜22で覆われた抵抗29で
接続されている。第1の浮遊電極の下の半導体基
板21の表面には、基板21の内部の不純物濃度
と異なる不純物濃度の領域20がある。
半導体基板21と第1の浮遊電極23と第1の
容量電極24によつて、第1の半導体可変容量素
子が構成されている。また、半導体基板21と第
2の浮遊電極25と第2の容量電極26とによつ
て、第2の半導体可変容量素子が構成されてい
る。
第1の浮遊電極23と第2の浮遊電極25が抵
抗29によつて接続されているため、蓄積した電
荷によつて発生する第1の浮遊電極23の電位と
第2の浮遊電極25の電位は等しい。
第1の浮遊電極の下の基板21の表面には、不
純物濃度の異なる領域20があるため、第1の浮
遊電極23の電位と第2の浮遊電極25の電位が
等しくても、各々の浮遊電極の下の基板表面に生
ずる表面状態に違いが生ずる。すなわち、第1の
半導体可変容量素子と第2の半導体可変容量素子
の容量変化特性を異なる特性にすることができ
る。本実施例では容量変化特性を異ならせる方法
として、基板表面の不純物濃度の違いを利用し
た。容量変化特性を異ならせる他の方法として
は、浮遊電極下の絶縁膜厚を変える方法、素子の
大きさを変えるなどの方法もある。
本実施例によつても、第1の半導体可変容量素
子と第2の半導体可変容量素子は、互いの浮遊電
極の電位が等しいという相関を維持して同時に可
変でき、かつ、第1の半導体可変容量素子と第2
の半導体可変容量素子は電子回路的に独立の容量
として利用できる。
第4図は、本発明の他の実施例を示す図であ
る。第4図aは平面図、第4図bはその断面図で
ある。半導体基板31の表面に絶縁膜32で覆わ
れ外部より絶縁された第1の浮遊電極33、第2
の浮遊電極35がある。第1の浮遊電極33の上
に絶縁膜32をはさんで第1の容量電極35があ
り、第2の浮遊電極35の上に絶縁膜32をはさ
んで第2の容量電極36がある。さらに半導体基
板31の表面には、第2の浮遊電極35と電荷を
やりとりする容量可変電極38(n型拡散層)が
あり、容量可変電極38と半導体基板31(n
型)を分離絶縁するためのP型拡散層37があ
る。また、第1の浮遊電極33と第2の浮遊電極
37はまわりを絶縁膜32に覆われた抵抗39で
接続されている。第1の浮遊電極33の下の基板
31の表面には、基板の導電型とは逆の導電型を
有するPウエル領域30(P型拡散層)がある。
Pウエル領域30と第1の浮遊電極33と第1
の容量電極34とによつて、第1の半導体可変容
量素子が構成されている。また、半導体基板31
と第2の浮遊電極35と第2の容量電極36とに
よつて、第2の半導体可変容量素子が構成されて
いる。
第1の半導体可変容量素子においては、第1の
浮遊電極33の下の基板表面がP型の導電型であ
るため、浮遊電極33の帯電量が正の方向に変化
すると、第1の容量電極34とPウエル領域30
との間の容量は減少する。逆に負の方向に変化す
ると容量は増加する。ところが、第2の半導体可
変容量素子では、第2の浮遊電極35の下の基板
表面がn型の導電型であるため、浮遊電極35の
帯電量が正の方向に変化すると、第2の容量電極
36と半導体基板31との間の容量は増加する。
逆に負の方向に変化すると容量は減少する。すな
わち、第1の半導体可変容量素子と第2の半導体
可変容量素子とは容量可変電極38による電荷の
やりとりによつて逆の方向に容量変化を起こす。
第1の浮遊電極33と第2の浮遊電極35が抵
抗39で接続されているため、蓄積した電荷によ
つて発生する第1の浮遊電極33の電位と第2の
浮遊電極35の電位は等しい。
本実施例によつても、第1の半導体可変容量素
子と第2の半導体可変容量素子は、互いの浮遊電
極の電位が等しいという相関を維持して同時に可
変でき、かつ、第1の半導体可変容量素子と第2
の半導体可変容量素子とは電子回路的には独立の
容量として利用できる。
以上の実施例の説明では、第1の半導体可変容
量素子と第2の半導体可変容量素子からなる2連
半導体可変容量素子として説明したが、第3の半
導体可変容量素子を含む3連半導体可変容量素子
としても、さらに、多数個の半導体可変容量素子
を含む多連半導体可変容量素子としても同様であ
ることは自明である。
また、以上の実施例のいずれの場合も、P型を
n型、n型をP型とかえても同等であることは自
明である。
以上の説明であきらかなように、本発明によれ
ば、複数個の半導体可変容量素子を一定の相関を
持つて変化させうる多連半導体可変容量素子を実
現でき、スーパーヘテロダイン方式ラジオの同調
回路などの用途に有効な小型で信頼性の高い多連
可変容量素子を提供するものである。
【図面の簡単な説明】
第1図aは従来の半導体可変容量素子の平面図
であり、第1図bはその断面図である。第2図a
は本発明の一実施例の平面図であり、第2図bは
その断面図である。第3図aは本発明の他の一実
施例の平面図であり、第3図bはその断面図であ
る。第4図aは本発明の他の実施例の平面図であ
り、第4図bはその断面図である。 1……半導体基板、2……絶縁酸化膜、3……
浮遊電極、4……容量電極、5……分離拡散層、
6……容量可変電極、11……半導体基板、12
……絶縁酸化膜、13……第1の浮遊電極、14
……第1の容量電極、15……第2の浮遊電極、
16……第2の容量電極、18……容量可変電
極、19……接続抵抗、20……不純物拡散領
域、21……半導体基板、22……絶縁酸化膜、
23……第1の浮遊電極、24……第1の容量電
極、25……第2の浮遊電極、26……第2の容
量電極、28……容量可変電極、29……接続抵
抗、30……Pウエル、31……半導体基板、3
2……絶縁酸化膜、33……第1の浮遊電極、3
4……第1の容量電極、35……第2の浮遊電
極、36……第2の容量電極、38……容量可変
電極、39……接続抵抗。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 半導体基板上に設けられた絶縁膜と、前記絶
    縁膜中に互いに離れて設けられた第1と第2の浮
    遊電極とそれぞれ前記絶縁膜の一部を介して、前
    記第1と第2の浮遊電極と容量結合をなす第1と
    第2の容量電極とから成る第1と第2の半導体可
    変容量素子と、前記第1と第2の浮遊ゲート電極
    を電気的に接続することにより、前記第1と第2
    の浮遊ゲートの電位を直流的に等しくすると共に
    前記第1と第2の浮遊ゲート間に流れる交流をカ
    ツトする高抵抗とから成り、前記第1の浮遊電極
    に電荷を注入するまたは引き出して前記第1と第
    2の浮遊電極下の前記半導体基板のそれぞれの表
    面部分に形成される第1と第2の空乏層の容量を
    変化させて前記第1と第2の半導体可変容量素子
    のそれぞれの容量値を同時に、かつ、前記第1と
    第2の浮遊電極間の電位を同一に保つて可変する
    多連半導体可変容量素子。 2 前記第1と第2の浮遊電極下の前記第1と第
    2の空乏層が形成される以外の前記半導体基板の
    表面部分に不純物を拡散して容量可変電極を形成
    した特許請求の範囲第1項記載の多連半導体可変
    容量素子。 3 前記第1の空乏層は前記半導体基板の表面部
    分に形成された前記半導体基板と逆導電型の拡散
    領域内に形成される特許請求の範囲第1項または
    第2項記載の多連半導体可変容量素子。
JP56074534A 1981-05-18 1981-05-18 Multiple semiconductor variable capacitance element Granted JPS57188886A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP56074534A JPS57188886A (en) 1981-05-18 1981-05-18 Multiple semiconductor variable capacitance element

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP56074534A JPS57188886A (en) 1981-05-18 1981-05-18 Multiple semiconductor variable capacitance element

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS57188886A JPS57188886A (en) 1982-11-19
JPS6366433B2 true JPS6366433B2 (ja) 1988-12-20

Family

ID=13550047

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP56074534A Granted JPS57188886A (en) 1981-05-18 1981-05-18 Multiple semiconductor variable capacitance element

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS57188886A (ja)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040206999A1 (en) * 2002-05-09 2004-10-21 Impinj, Inc., A Delaware Corporation Metal dielectric semiconductor floating gate variable capacitor

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS53115185A (en) * 1977-03-17 1978-10-07 Sanyo Electric Co Ltd Memory type variable capacitive device

Also Published As

Publication number Publication date
JPS57188886A (en) 1982-11-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2826149B2 (ja) コンデンサ構造とモノリシック電圧掛算器
US5187637A (en) Monolithic high-voltage capacitor
EP0112670B1 (en) Semiconductor memory device having stacked capacitor-tape memory cells
US4456917A (en) Variable capacitor
JP2004228188A (ja) 半導体装置
EP0633612A2 (en) Fast charging MOS capacitor structure for high magnitude voltage of either positive or negative polarity
EP2351078B1 (en) Shielding for integrated capacitors
JPS63228659A (ja) 信号転送回路網の集積構造
JPS63308366A (ja) 半導体集積回路
US4704625A (en) Capacitor with reduced voltage variability
EP0137257B1 (en) Resistive gate field effect transistor logic family
JPS6366433B2 (ja)
JPH0396267A (ja) 半導体集積回路装置
JPH0473960A (ja) 半導体集積回路
JP2713409B2 (ja) 相補soi型横方向絶縁ゲート整流器
JP2563456B2 (ja) Mis型容量素子
JPS62234363A (ja) 半導体集積回路
JPH06132477A (ja) Mosコンデンサを有する半導体装置
JPS63108763A (ja) 半導体集積回路
JPH1197626A (ja) 半導体装置
JPS6395657A (ja) 半導体記憶装置
JPH0142149B2 (ja)
JPS6190455A (ja) キヤパシタ
JPS62163358A (ja) 自己回復型mosキヤパシタ
JPS60137053A (ja) 半導体容量素子