JP3080223B2 - Semiconductor device - Google Patents
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Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は半導体装置に関し、
特に、半導体抵抗素子(拡散抵抗)を有する半導体装置
に関するものである。The present invention relates to a semiconductor device,
In particular, it relates to a semiconductor device having a semiconductor resistance element (diffusion resistance).
【0002】[0002]
【従来の技術】従来の半導体抵抗素子は、図12に示す
ように、第1導電型半導体領域6に、第2導電型拡散層
1を形成し、この第2導電型拡散層を抵抗素子として使
用するものであった。そしてその形状の多くは、長方形
のレイアウトパターン、または長方形のレイアウトパタ
ーンの組み合わせとなっている。半導体抵抗素子である
第2導電型拡散層1の両端には該拡散層にオーミック接
触する電極2、3が形成されている。第2導電型拡散層
1と第1導電型半導体領域6間に電流が流れることのな
いようにするため、両領域間が逆バイアス状態となる電
圧範囲で使用される。2. Description of the Related Art As shown in FIG. 12, a conventional semiconductor resistance element has a second conductivity type diffusion layer 1 formed in a first conductivity type semiconductor region 6, and this second conductivity type diffusion layer is used as a resistance element. Was to be used. Many of the shapes are rectangular layout patterns or combinations of rectangular layout patterns. Electrodes 2 and 3 that are in ohmic contact with the diffusion layer 1 are formed at both ends of the second conductivity type diffusion layer 1 which is a semiconductor resistance element. In order to prevent a current from flowing between the second conductivity type diffusion layer 1 and the first conductivity type semiconductor region 6, the voltage is used in a voltage range in which the two regions are in a reverse bias state.
【0003】半導体抵抗素子の抵抗値を決定するパラメ
ータは、抵抗素子内を移動するキャリアの密度と移動
度、そして、抵抗素子の形状である。したがって、抵抗
素子の抵抗値は、第2導電型拡散層の不純物濃度、周囲
温度、抵抗素子の寸法で決定される。図12において、
抵抗素子の長辺の長さをL、短辺の長さをWとし、キャ
リアが基板表面に集中的に流れるものとすれば、抵抗値
Rは、 R0 =ρS ・L/W と求められる。なお、ここで、ρS はシート抵抗であ
る。不純物拡散層を用いて抵抗素子を構成する理由は、
多結晶シリコンなどに比べて、小さい面積で、大きな抵
抗値が得られるためである。しかしながら、不純物拡散
層の抵抗素子には、多結晶シリコンに比較して、バイア
ス依存性が大きいという欠点がある。このバイアス依存
性は抵抗素子の不純物濃度が低いほど、顕著にあらわれ
る。この理由は、第1導電型半導体領域6と第2導電型
拡散層1の間の印加電圧により形成される空乏層が不純
物濃度が低いほどが大きく広がり、抵抗素子の寸法Wが
小さくなるためである。The parameters that determine the resistance value of a semiconductor resistance element are the density and mobility of carriers moving in the resistance element and the shape of the resistance element. Therefore, the resistance value of the resistance element is determined by the impurity concentration of the second conductivity type diffusion layer, the ambient temperature, and the size of the resistance element. In FIG.
Assuming that the length of the long side of the resistive element is L and the length of the short side is W, and the carrier flows intensively on the substrate surface, the resistance value R is calculated as R 0 = ρ S · L / W. Can be Here, ρ S is the sheet resistance. The reason for forming the resistance element using the impurity diffusion layer is as follows.
This is because a larger resistance value can be obtained with a smaller area than polycrystalline silicon or the like. However, the resistance element of the impurity diffusion layer has a disadvantage that the bias dependency is larger than that of polycrystalline silicon. This bias dependency becomes more conspicuous as the impurity concentration of the resistance element is lower. The reason for this is that the depletion layer formed by the applied voltage between the first conductivity type semiconductor region 6 and the second conductivity type diffusion layer 1 becomes wider as the impurity concentration becomes lower, and the dimension W of the resistance element becomes smaller. is there.
【0004】図13は、従来の半導体抵抗素子の空乏層
5の広がりを表す図である。上式で求めた抵抗値R0
は、空乏層の存在しない理想状態での抵抗値であって、
現実の半導体抵抗素子の抵抗値Rは、バイアス依存性を
考慮して次式のように求められる。 R=∫ρS ・L/(W−2・Wk)・dL ここで、Wkは空乏層の幅を示す。FIG. 13 is a diagram showing the spread of a depletion layer 5 of a conventional semiconductor resistance element. The resistance value R 0 obtained by the above equation
Is the resistance value in the ideal state where there is no depletion layer,
The actual resistance value R of the semiconductor resistance element is obtained by the following equation in consideration of the bias dependency. R = ∫ρ S · L / ( W-2 · Wk) · dL where, Wk denotes a width of the depletion layer.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】不純物拡散層によって
抵抗素子を構成した場合の問題点の一つは、印加電圧に
よって空乏層の広がりが変化し、抵抗素子の実効的な断
面積が変化することにより、抵抗値が変化することであ
る。この抵抗値のバイアス依存性により、従来の拡散抵
抗では高精度の抵抗素子を形成することが困難であっ
た。空乏層の発生領域は、抵抗素子境界面である、抵抗
素子側面と抵抗素子底面に分けて定義することができる
が、抵抗値のバイアス依存性の主要因がどちらになるか
は、抵抗素子内を移動するキャリアの分布により決定さ
れる。抵抗素子を形成する不純物濃度が低く、その深さ
方向の分布が、半導体基板表面からある程度の深さまで
一様に広がって分布している場合は、キャリアの分布
が、半導体基板表面に集中するため、抵抗値のバイアス
依存性の主要因は抵抗素子側面に発生する空乏層とな
る。逆に、不純物濃度が高く、その深さ方向の分布が、
半導体表面あるいは、ある程度の深さのところに集中し
ている場合は、キャリアの分布は、抵抗素子全域に一様
に分布するため、抵抗値のバイアス依存性の主要因に、
抵抗素子底面に発生する空乏層が加わってくる。One of the problems when a resistance element is constituted by an impurity diffusion layer is that the spread of a depletion layer changes according to an applied voltage, and the effective sectional area of the resistance element changes. Changes the resistance value. Due to the bias dependence of the resistance value, it has been difficult to form a high-precision resistance element with a conventional diffused resistor. The depletion layer generation region can be defined separately on the resistance element side surface and the resistance element bottom surface, which is the boundary surface of the resistance element. Is determined by the distribution of carriers moving through the carrier. If the impurity concentration forming the resistance element is low and the distribution in the depth direction is uniformly spread from the surface of the semiconductor substrate to a certain depth, the distribution of carriers is concentrated on the surface of the semiconductor substrate. The main factor of the bias dependence of the resistance value is a depletion layer generated on the side surface of the resistance element. Conversely, the impurity concentration is high and the distribution in the depth direction is
If the carrier is concentrated on the semiconductor surface or at a certain depth, the distribution of carriers is uniformly distributed over the entire resistance element.
A depletion layer generated on the bottom surface of the resistance element is added.
【0006】従来、深さ方向の空乏層の変化による抵抗
値のバイアス依存性については各種の提案がなされ(特
開昭61−94353、特開平1−316969、特開
昭63−157461など)、その対策がたてられてき
たが、半導体抵抗素子の側面に形成される空乏層につい
ては、特別の考慮は払われてこなかった。したがって、
本発明の解決すべき課題は、特に半導体抵抗素子の側面
に形成される空乏層に起因する抵抗値のバイアス依存性
を軽減することであり、これにより高精度の拡散抵抗を
提供しうるようにすることである。Conventionally, various proposals have been made regarding the bias dependence of the resistance value due to the change of the depletion layer in the depth direction (JP-A-61-94353, JP-A-1-316969, JP-A-63-157461, etc.). Although countermeasures have been taken, no special consideration has been given to the depletion layer formed on the side surface of the semiconductor resistance element. Therefore,
The problem to be solved by the present invention is to reduce the bias dependency of the resistance value caused by a depletion layer formed especially on the side surface of the semiconductor resistance element, so that a highly accurate diffusion resistance can be provided. It is to be.
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めの本発明による半導体装置は、第1導電型半導体領域
(6)の表面領域内に第2導電型拡散層(1)が形成さ
れ、該第2導電型拡散層を抵抗素子として使用するもの
であって、前記第2導電型拡散層のキャリア流路と平行
な辺の第1導電型半導体領域との電位差が大きくなる側
にのみ1つ以上の突起状パターン(4)が形成されてい
ることを特徴とするものである。そして、好ましくは、
前記突起状パターン(4)は、長方形(図1、図7)ま
たは三角形(図6、図8)の形状に形成される。また、
この突起状パターンは、対向する辺同士で交互に形成さ
れても(図7、図8)よい。According to the present invention, there is provided a semiconductor device having a second conductivity type diffusion layer formed in a surface region of a first conductivity type semiconductor region. Using the second conductivity type diffusion layer as a resistance element, on the side where the potential difference between the side parallel to the carrier flow path of the second conductivity type diffusion layer and the first conductivity type semiconductor region is large.
Only one or more protrusion-shaped patterns (4) are formed. And, preferably,
The protrusion pattern (4) is formed in a rectangular shape (FIGS. 1 and 7) or a triangular shape (FIGS. 6 and 8). Also,
This protruding pattern may be formed alternately on opposing sides (FIGS. 7 and 8).
【0008】[作用]本発明にて追加した突起状のレイ
アウトパターンは、抵抗素子の抵抗値にはほとんど寄与
しない。抵抗値を実質的に決定するのは、従来どおり、
抵抗素子の基本パラメータであるL、Wである。本発明
によると、抵抗値のバイアス依存性をもたらす空乏層の
発生領域の一部を抵抗値決定要因とは無関係な、本発明
にて追加した突起状のパターンにて吸収することが可能
であり(図5参照)、これによりバイアス依存性の少な
い半導体抵抗素子を提供することができる。[Operation] The projection-shaped layout pattern added in the present invention hardly contributes to the resistance value of the resistance element. The resistance value is substantially determined as before.
L and W are the basic parameters of the resistance element. According to the present invention, it is possible to absorb a part of the generation region of the depletion layer which causes the bias dependence of the resistance value by the projection-like pattern added by the present invention, regardless of the factor determining the resistance value. (See FIG. 5), thereby, it is possible to provide a semiconductor resistance element with less bias dependency.
【0009】[0009]
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して詳細に説明する。図1は、本発明の第
1の実施の形態を説明するための、半導体基板上に形成
する抵抗素子のレイアウトパターン図である。図1に示
されるように、本発明の半導体装置は、第1導電型半導
体領域6の表面領域内に第2導電型拡散層1を形成し、
該第2導電型拡散層1を抵抗素子として用いるものであ
る。この抵抗素子の両端には、第2導電型拡散層1にオ
ーミックに接触する電極2、3が形成される。これらの
電極にかかる電圧は、第1導電型半導体領域6と抵抗素
子とが逆バイアスになるように設定され、両半導体領域
間に電流が流れることのないようになされる。抵抗素子
となる第2導電型拡散層1の平面パターンにおいて、長
辺の、第1導電型半導体領域6との電位差が大きくなる
側には、本発明に従って、1ないし複数の突起状パター
ン4が形成される。図2は、図1のA−A′線での断面
図である。抵抗素子を構成する第2導電型拡散層1の深
さは一定で、その不純物濃度も深さ方向に対して一様で
ある。Next, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a layout pattern diagram of a resistive element formed on a semiconductor substrate for explaining a first embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, in the semiconductor device of the present invention, a second conductivity type diffusion layer 1 is formed in a surface region of a first conductivity type semiconductor region 6,
The second conductivity type diffusion layer 1 is used as a resistance element. At both ends of the resistance element, electrodes 2 and 3 that are in ohmic contact with the second conductivity type diffusion layer 1 are formed. The voltage applied to these electrodes is set so that the first conductivity type semiconductor region 6 and the resistance element are reversely biased, so that no current flows between the two semiconductor regions. According to the present invention, one or a plurality of projecting patterns 4 are provided on the longer side of the planar pattern of the second conductivity type diffusion layer 1 serving as a resistance element, where the potential difference from the first conductivity type semiconductor region 6 is larger. It is formed. FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line AA 'of FIG. The depth of the second conductivity type diffusion layer 1 forming the resistance element is constant, and its impurity concentration is also uniform in the depth direction.
【0010】[動作の説明]この第1の実施の形態で
は、抵抗素子内を移動するキャリアは半導体基板表面に
集中しているものとして、以下にその動作について説明
する。図1において、本発明における抵抗素子をn導電
型拡散層により構成した場合、電極3に正電位、電極2
にグランド電位、また、抵抗素子を覆うp導電型の半導
体領域(6)の電位をグランド電位とする。図3、図4
は、このときの抵抗素子側の空乏層5の状態を示す図で
あって、電極3に印加される電圧を上げていくと、空乏
層5は、図3から図4のように変化する。[Explanation of Operation] In the first embodiment, assuming that carriers moving in the resistance element are concentrated on the surface of the semiconductor substrate, the operation will be described below. In FIG. 1, when the resistance element according to the present invention is constituted by an n-conductivity type diffusion layer, a positive potential
The ground potential and the potential of the p-type semiconductor region (6) covering the resistance element are set as the ground potential. 3 and 4
FIG. 3 is a diagram showing the state of the depletion layer 5 on the resistance element side at this time. As the voltage applied to the electrode 3 is increased, the depletion layer 5 changes from FIG. 3 to FIG.
【0011】図5は、図3、図4の突起状パターン部分
の拡大図である。従来の抵抗素子では、すなわち突起状
パターン4を有しない抵抗素子においては、SI1やS
I2に示した部分も空乏化されたが、本発明によれば、
SI1やSI2に示した部分は空乏化されない。空乏層
はSI1やSI2に示した部分に発生するかわりにSO
1やSO2に示した部分に発生する。SI1やSI2の
示した部分は、抵抗素子内を移動するキャリアの流路と
なり得る領域であるが、SO1やSO2に示した部分
は、抵抗素子内を移動するキャリアの流路とはなりえな
い。よって、空乏層の発生領域が、突起状パターンに吸
収される分だけ、抵抗素子の抵抗値変動を抑えることが
できる。したがって、本発明の第1の実施の形態によれ
ば、抵抗素子の製造条件を変えることなく、抵抗値のバ
イアス依存性を小さく抑えることができる。FIG. 5 is an enlarged view of the protruding pattern portion shown in FIGS. In a conventional resistance element, that is, in a resistance element having no projection pattern 4, SI1 or S1
Although the portion indicated by I2 was also depleted, according to the present invention,
The portions indicated by SI1 and SI2 are not depleted. The depletion layer occurs instead of the portions shown in SI1 and SI2.
It occurs in the portions indicated by 1 and SO2. The portions indicated by SI1 and SI2 are regions that can be flow paths of carriers moving in the resistance element, but the portions indicated by SO1 and SO2 cannot be flow paths of carriers moving in the resistance element. . Therefore, the fluctuation of the resistance value of the resistance element can be suppressed by an amount corresponding to the depletion layer generation region being absorbed by the protruding pattern. Therefore, according to the first embodiment of the present invention, the bias dependence of the resistance value can be suppressed without changing the manufacturing conditions of the resistance element.
【0012】図6、図7、図8は、本発明の第2、第
3、第4の実施の形態を示すレイアウトパターン図であ
る。図6に示す実施の形態の、図1の実施の形態と相違
する点は、空乏層を吸収する目的で形成される突起状パ
ターンの形状が、第1の実施の形態では長方形であった
が、この第2の実施の形態では、三角型になっている点
である。このように突起状パターンの形状を変化させて
も、抵抗素子内を移動するのキャリア密度が突起状パタ
ーン上で大きくならないように配慮してあれば、第1の
実施の形態の場合と同様の効果を得ることができる。図
1、図6に示されたものでは、突起状パターンが対向す
る辺の同一の位置に形成されていたのに対し、図7、図
8に示された実施の形態では、突起状パターン4は対向
する辺に交互にレイアウトされている。このように突起
状パターンを交互に配置した場合には空乏層の延びに対
してキャリアの流路の幅の狭まりを緩和することがで
き、抵抗値のバイアス依存性をより抑制することができ
る。なお、以上の実施の形態では、突起状パターン(の
付け根部分)の幅が突起状パターン間の長さに等しい場
合が示されていたが、必ずしもこのようにする必要はな
く、例えば突起状パターンの幅が突起状パターン間の距
離より大きくてもよく、またその逆であってもよい。FIG. 6, FIG. 7, and FIG. 8 are layout pattern diagrams showing second, third, and fourth embodiments of the present invention. The difference between the embodiment shown in FIG. 6 and the embodiment shown in FIG. 1 is that the shape of the projecting pattern formed for the purpose of absorbing the depletion layer is rectangular in the first embodiment. However, in the second embodiment, a triangular shape is provided. Even if the shape of the protruding pattern is changed in this way, if care is taken not to increase the carrier density of the movement in the resistive element on the protruding pattern, the same as in the first embodiment can be obtained. The effect can be obtained. 1 and 6, the projecting pattern is formed at the same position on the opposite side, whereas in the embodiment shown in FIGS. 7 and 8, the projecting pattern 4 is formed. Are alternately laid out on opposite sides. When the protruding patterns are alternately arranged as described above, it is possible to alleviate the narrowing of the width of the carrier flow path with respect to the extension of the depletion layer, and to further suppress the bias dependence of the resistance value. In the above embodiment, the case where the width of the protruding pattern (the base portion of the protruding pattern) is equal to the length between the protruding patterns has been described. May be larger than the distance between the protruding patterns, and vice versa.
【0013】図9は、本発明の第5の実施の形態を説明
するための断面図である。本発明の第5の実施の形態の
半導体基板上のレイアウトパターンは、第1ないし第4
の実施の形態のいずれであってもよい。図9は、図1の
A−A′線または他の図の同等な箇所での断面図であ
る。本実施の形態においては、第2導電型拡散層1の底
面の、第1導電型半導体領域6との電位差が大きくなる
側に突起部7が付加される。この構造は、半導体抵抗素
子である第2導電型拡散層を形成する際のイオン注入時
のエネルギーよりも高エネルギーのイオン注入を選択的
に行うことによって形成することができる。この構造に
より、本来の抵抗素子の構造においては拡散層の底面に
形成される空乏層を突起部7の先端部に形成される空乏
層によって吸収させることができるため、抵抗素子の底
面近くにもキャリア流路が形成させる場合にも、抵抗値
のバイアス依存性を抑制することができる。FIG. 9 is a cross-sectional view for explaining a fifth embodiment of the present invention. The layout pattern on the semiconductor substrate according to the fifth embodiment of the present invention includes first to fourth layout patterns.
Any of the above embodiments may be used. FIG. 9 is a cross-sectional view taken along line AA ′ of FIG. 1 or an equivalent part of another drawing. In the present embodiment, a projection 7 is added to the bottom surface of the second conductivity type diffusion layer 1 on the side where the potential difference from the first conductivity type semiconductor region 6 becomes large. This structure can be formed by selectively performing ion implantation with higher energy than the energy at the time of ion implantation when forming the second conductivity type diffusion layer which is a semiconductor resistance element. With this structure, in the original structure of the resistance element, the depletion layer formed on the bottom surface of the diffusion layer can be absorbed by the depletion layer formed on the tip of the projection 7, so that the depletion layer is formed near the bottom surface of the resistance element. Even when the carrier flow path is formed, the bias dependence of the resistance value can be suppressed.
【0014】[0014]
【実施例】次に、本発明の一実施例について詳細に説明
する。本実施例では、図1に示されるレイアウトパター
ンの拡散抵抗を形成した。まず、シリコン基板にボロン
(B)をイオン注入して、不純物濃度Naが約7×10
16/cm3 のp導電型半導体領域(6)を形成し、続い
てその領域内に、選択的にリン(P)をイオン注入し
て、不純物濃度Ndが約4×1017/cm3 で長辺側の
長さLが10μm、短辺側の長さが1μmのn導電型拡
散層(1)を形成し、これを抵抗素子とした。このと
き、p導電型半導体領域とn導電型拡散層間に印加され
る電圧Vに対する空乏層の幅Wkは、次式で計算でき
る。 Wk=√〔2ε・ε0 ・(Φd−V)・Na/{q・N
d・(Na+Nd)}〕 ここで、εは基板の比誘電率、ε0 は真空の誘電率、Φ
dは両導電型層のビルトインポテンシャル、qは単位電
荷量である。この式は適当な定数Bを使って記述する
と、Wk=B・√(Φd−V)と書ける。Next, an embodiment of the present invention will be described in detail. In this embodiment, the diffusion resistance of the layout pattern shown in FIG. 1 was formed. First, boron (B) ions are implanted into a silicon substrate so that the impurity concentration Na is about 7 × 10
A p-type semiconductor region (6) of 16 / cm 3 is formed, and then, phosphorus (P) is selectively ion-implanted into the region to form an impurity concentration Nd of about 4 × 10 17 / cm 3 . An n-conductivity type diffusion layer (1) having a long side length L of 10 μm and a short side length of 1 μm was formed, and this was used as a resistance element. At this time, the width Wk of the depletion layer with respect to the voltage V applied between the p-type semiconductor region and the n-type diffusion layer can be calculated by the following equation. Wk = √ [2ε · ε 0 · (Φd−V) · Na / {q · N
d · (Na + Nd)}] where ε is the relative dielectric constant of the substrate, ε 0 is the dielectric constant of vacuum, Φ
d is the built-in potential of both conductivity type layers, and q is the unit charge. If this equation is described using an appropriate constant B, it can be written as Wk = B√ (Φd−V).
【0015】図10は、この印加電圧Vに対する空乏層
幅Wkを示したグラフである。グラフの縦軸に示した空
乏層幅は、後で、抵抗素子の抵抗値計算に合わせるた
め、抵抗素子のW方向の両サイドに発生する空乏層を考
慮して、その値を2倍にしてある。印加電圧を0Vにし
ても、ビルトインポテンシャルが存在するため、空乏層
幅は0μmにはならない。また、印加電圧を6Vにする
と、空乏層幅は0.1μmにもなってしまう。FIG. 10 is a graph showing the depletion layer width Wk with respect to the applied voltage V. The width of the depletion layer shown on the vertical axis of the graph is doubled in consideration of the depletion layers generated on both sides in the W direction of the resistance element in order to match the resistance value calculation of the resistance element later. is there. Even if the applied voltage is 0 V, the width of the depletion layer does not become 0 μm because of the built-in potential. Further, when the applied voltage is 6 V, the width of the depletion layer is as large as 0.1 μm.
【0016】図11は、図12に示す従来構造の抵抗素
子と、図1のレイアウトパターンの本実施例の抵抗素子
の抵抗値の変動率を電極端子3への印加電圧Vrをパラ
メータとして表したグラフである(電極2およびp導電
型半導体領域への印加電圧は0V)。抵抗素子の幅はい
ずれも1μmである。また、突起状パターンは、1μm
ピッチで、幅、長さを共に0.5μmとし、各辺に5個
ずつ形成した。従来の抵抗値Rは、 R=∫ρS /(W−2Wk)・dL =∫ρS /{W−2B・√(ΦdV)}・dL =ρS ・L・[W・log〔(W−2B・√Φd)/ {W−2B・√(Φd−Vr)}〕−2B・{√(Φd−Vr)−√Φd}] /(2Vr・B2 ) となる。これと、期待している抵抗値R0 =ρS ・L/
Wとの比をとることで、図11での従来例の曲線を得る
ことができる。従来例では、印加電圧が6V時に抵抗値
の変動率が約10パーセントとなる。これに対し、本発
明の実施例では、本来の抵抗器周辺の空乏層の発生を突
起状レイアウトパターンにより吸収しているため、抵抗
値の印加電圧依存性が緩和され、印加電圧が6V時の抵
抗値変動を7パーセント程度に抑えることができる。FIG. 11 shows the rate of change of the resistance value of the resistance element having the conventional structure shown in FIG. 12 and the resistance element of this embodiment of the layout pattern shown in FIG. 1 using the voltage Vr applied to the electrode terminal 3 as a parameter. This is a graph (the voltage applied to the electrode 2 and the p-type semiconductor region is 0 V). The width of each resistance element is 1 μm. The protrusion pattern is 1 μm
The pitch, the width and the length were both 0.5 μm, and five pieces were formed on each side. The conventional resistance value R is as follows: R = ∫ρ S / (W−2Wk) · dL = ρ S / {W−2B · B (ΦdV)} · dL = ρ S · L · [W · log [(W −2B · {Φd) / {W−2B · {(Φd−Vr)}] − 2B · {(Φd−Vr) − {Φd}] / (2Vr · B 2 ). And this, the resistance value is expecting R 0 = ρ S · L /
By taking the ratio with W, the curve of the conventional example in FIG. 11 can be obtained. In the conventional example, when the applied voltage is 6 V, the variation rate of the resistance value is about 10%. On the other hand, in the embodiment of the present invention, since the generation of the depletion layer around the original resistor is absorbed by the protruding layout pattern, the dependency of the resistance value on the applied voltage is relaxed. Resistance value fluctuation can be suppressed to about 7%.
【0017】[0017]
【発明の効果】以上説明したように本発明による拡散抵
抗は、本来の抵抗素子の周辺に突起状パターンを設けた
ものであるので、本来の抵抗素子の周辺に発生する空乏
層を、抵抗値を決定する抵抗素子内を移動するキャリア
がほとんど存在しない突起状パターンの先端部に移すこ
とが可能になり、従来よりもバイアス依存性の少ない半
導体抵抗素子を実現することができる。また、抵抗素子
底面に突起部を設けた実施の形態によれば、深さ方向の
空乏層の延びによる抵抗値のバイアス依存性をも抑制す
ることができる。As described above, the diffused resistor according to the present invention has a protruding pattern provided around the original resistance element, so that the depletion layer generated around the original resistance element is reduced in resistance value. Can be transferred to the tip of the protruding pattern where there is almost no carrier moving in the resistive element, and a semiconductor resistive element with less bias dependence than before can be realized. Further, according to the embodiment in which the protrusion is provided on the bottom surface of the resistance element, the bias dependence of the resistance value due to the extension of the depletion layer in the depth direction can be suppressed.
【図1】本発明の抵抗素子の第1の実施の形態を示すレ
イアウトパターン図である。FIG. 1 is a layout pattern diagram showing a first embodiment of a resistance element of the present invention.
【図2】図1のA−A′線の断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line AA 'of FIG.
【図3】本発明の抵抗素子の一実施の形態の空乏層の状
態を表す図である。FIG. 3 is a diagram showing a state of a depletion layer in one embodiment of the resistance element of the present invention.
【図4】本発明の抵抗素子の一実施の形態の空乏層の状
態を表す図である。FIG. 4 is a diagram illustrating a state of a depletion layer according to an embodiment of the resistance element of the present invention.
【図5】本発明の効果を説明するための突起状パターン
付近の拡大図である。FIG. 5 is an enlarged view near a protruding pattern for explaining the effect of the present invention.
【図6】本発明の抵抗素子の第2の実施の形態を示すレ
イアウトパターン図である。FIG. 6 is a layout pattern diagram showing a second embodiment of the resistive element of the present invention.
【図7】本発明の抵抗素子の第3の実施の形態を示すレ
イアウトパターン図である。FIG. 7 is a layout pattern diagram showing a third embodiment of the resistance element of the present invention.
【図8】本発明の抵抗素子の第4の実施の形態を示すレ
イアウトパターン図である。FIG. 8 is a layout pattern diagram showing a fourth embodiment of the resistance element of the present invention.
【図9】本発明の抵抗素子の第5の実施の形態を示す断
面図である。FIG. 9 is a sectional view showing a fifth embodiment of the resistance element of the present invention.
【図10】空乏層幅のバイアス依存性を表すグラフであ
る。FIG. 10 is a graph showing a bias dependence of a depletion layer width.
【図11】従来例と本発明の実施例の正規化された抵抗
値のバイアス依存性を表すグラフである。FIG. 11 is a graph showing the bias dependence of the normalized resistance value of the conventional example and the example of the present invention.
【図12】従来の抵抗素子のレイアウトパターン図であ
る。FIG. 12 is a layout pattern diagram of a conventional resistance element.
【図13】従来の抵抗素子の動作を説明するための平面
図である。FIG. 13 is a plan view for explaining the operation of a conventional resistance element.
1 第2導電型拡散層(半導体抵抗素子) 2、3 電極 4 突起状パターン 5 空乏層 6 第1導電型半導体領域 7 突起部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 2nd conductivity type diffusion layer (semiconductor resistance element) 2, 3 electrode 4 Projection pattern 5 Depletion layer 6 1st conductivity type semiconductor region 7 Projection
Claims (4)
2導電型拡散層が形成され、該第2導電型拡散層が抵抗
素子として用いられる半導体装置において、前記第2導
電型拡散層のキャリア流路と平行な辺の第1導電型半導
体領域との電位差が大きくなる側にのみ1つ以上の突起
状パターンが形成されていることを特徴とする半導体装
置。1. A semiconductor device in which a second conductivity type diffusion layer is formed in a surface region of a first conductivity type semiconductor region, and wherein the second conductivity type diffusion layer is used as a resistance element. A semiconductor device, wherein one or more protruding patterns are formed only on the side of the side parallel to the carrier flow path where the potential difference from the first conductivity type semiconductor region is large .
角形をなしていることを特徴とする請求項1記載の半導
体装置。2. The semiconductor device according to claim 1, wherein said protruding pattern has a rectangular shape or a triangular shape.
で交互に形成されていることを特徴とする請求項1記載
の半導体装置。3. The semiconductor device according to claim 1, wherein the protruding patterns are formed alternately on opposite sides.
型半導体領域との間の電位差が大きくなる部分にのみ1
つ以上の突起部が形成されていることを特徴とする請求
項1記載の半導体装置。4. The method according to claim 1, further comprising: setting a potential difference between the bottom surface of the second conductivity type diffusion layer and the first conductivity type semiconductor region only in a portion where the potential difference is large.
2. The semiconductor device according to claim 1, wherein one or more protrusions are formed.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09205593A JP3080223B2 (en) | 1997-07-31 | 1997-07-31 | Semiconductor device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09205593A JP3080223B2 (en) | 1997-07-31 | 1997-07-31 | Semiconductor device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1154698A JPH1154698A (en) | 1999-02-26 |
| JP3080223B2 true JP3080223B2 (en) | 2000-08-21 |
Family
ID=16509459
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP09205593A Expired - Fee Related JP3080223B2 (en) | 1997-07-31 | 1997-07-31 | Semiconductor device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3080223B2 (en) |
-
1997
- 1997-07-31 JP JP09205593A patent/JP3080223B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH1154698A (en) | 1999-02-26 |
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