JP2004281531A - 半導体装置 - Google Patents

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JP2004281531A JP2003068179A JP2003068179A JP2004281531A JP 2004281531 A JP2004281531 A JP 2004281531A JP 2003068179 A JP2003068179 A JP 2003068179A JP 2003068179 A JP2003068179 A JP 2003068179A JP 2004281531 A JP2004281531 A JP 2004281531A
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Shinichi Ishihara
伸一 石原
Hiroshi Kuroiwa
洋 黒岩
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Abstract

【課題】精度の高い抵抗素子を有する半導体装置を提供する。
【解決手段】不純物拡散層により形成された複数の抵抗素子5の列の両側に、抵抗素子5と素子形状が同じ抵抗素子5aを配置する。抵抗素子5はD/A変換回路で使用される抵抗素子であり、抵抗素子5aは、半導体装置の回路上、有効に機能しないダミー素子である。抵抗素子5および抵抗素子5aの一端は、同層で連続的に形成された幅広の配線44aにより接地電位に接続される。抵抗素子5の他端はバイポーラトランジスタ6に接続され、更にスイッチング素子を介してD/A変換回路のR−2Rラダー回路部に接続される。抵抗素子5aの他端は接地電位または浮遊電位とされる。
【選択図】 図4

Description

【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、高い精度の複数の抵抗素子を必要とする回路を有する半導体装置に適用して有効な技術に関する。
【0002】
【従来の技術】
D/A(ディジタル/アナログ)変換回路は、抵抗値Rの直列に接続された抵抗素子とその2倍の抵抗値2Rの抵抗素子とがラダー接続されたラダー抵抗回路網と定電流源とスイッチング素子とを組み合わせたものとなっている。定電流源部分は、バイポーラトランジスタと抵抗とからなり、それらが複数個配列した構成となっている。
【0003】
特開2001−94428号公報には、DA変換回路のストリング抵抗セル領域の端部にダミーセル抵抗を配置する技術が記載されている(特許文献1参照)。
【0004】
【特許文献1】
特開2001−94428号公報
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
本発明者の検討によれば、次のことが分かった。D/A変換回路の定電流源を構成する複数の抵抗素子は、高い比精度(抵抗値のばらつきが小さいこと)を要求され、レイアウト設計においてアレイ状に等間隔で配置される。この抵抗素子列の両端部のようにパターンの連続性が途切れた領域では、エッチング工程などでの加工のばらつきが生じてしまい、抵抗素子列の両端部の抵抗素子の抵抗値が、抵抗素子列の内部側の抵抗素子の抵抗値と異なるものとなる恐れがある。このため、抵抗素子列の両側にダミー抵抗素子を配置し、エッチング不良が生じ得る素子をダミー抵抗素子に肩代わりさせることが考えられる。
【0006】
しかしながら、本発明者の検討によれば、抵抗素子列の両側にダミー抵抗素子を配置しても、抵抗素子列の各抵抗素子に抵抗値のばらつきが生じることが分かった。これは、高い比精度が要求される複数の抵抗素子を有する半導体装置の特性を低下させ、例えばD/A変換回路におけるディジタル入力とアナログ出力の直線性(リニアリティ)を低減させる。
【0007】
本発明の目的は、精度の高い複数の抵抗素子を有する半導体装置を提供することにある。
【0008】
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。
【0009】
【課題を解決するための手段】
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次のとおりである。
【0010】
本発明の半導体装置は、複数の第1抵抗素子の列の両側にダミー素子としての第2抵抗素子を形成し、第1抵抗素子に固定電位を供給する配線と第2抵抗素子に固定電位を供給する配線とを同層で連続的に形成したものである。
【0011】
また、本発明の半導体装置は、ディジタル信号とアナログ信号とを変換する第1回路で用いられる複数の第1抵抗素子の列の両側に第2回路で用いられる第2抵抗素子を形成し、第1抵抗素子に固定電位を供給する配線と第2抵抗素子に固定電位を供給する配線とを同層で連続的に形成したものである。
【0012】
【発明の実施の形態】
以下の実施の形態においては便宜上その必要があるときは、複数のセクションまたは実施の形態に分割して説明するが、特に明示した場合を除き、それらはお互いに無関係なものではなく、一方は他方の一部または全部の変形例、詳細、補足説明等の関係にある。
【0013】
また、以下の実施の形態において、要素の数等(個数、数値、量、範囲等を含む)に言及する場合、特に明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されるものではなく、特定の数以上でも以下でも良い。
【0014】
さらに、以下の実施の形態において、その構成要素(要素ステップ等も含む)は、特に明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。
【0015】
同様に、以下の実施の形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に明らかにそうでないと考えられる場合等を除き、実質的にその形状等に近似または類似するもの等を含むものとする。このことは、上記数値および範囲についても同様である。
【0016】
また、本実施の形態を説明するための全図において同一機能を有するものは同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。また、以下の実施の形態では、特に必要なとき以外は同一または同様な部分の説明を原則として繰り返さない。
【0017】
また、本実施の形態で用いる図面においては、平面図であっても図面を見易くするためにハッチングを付す場合もある。また、断面図であっても図面を見易くするためにハッチングを省略する場合もある。
【0018】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【0019】
(実施の形態1)
図1は、本実施の形態の半導体装置に形成されたディジタル(デジタル)信号とアナログ信号とを変換する回路(D/A(ディジタル/アナログ)変換回路)を示す説明図(回路図)である。
【0020】
図1に示される回路1は、ディジタル信号とアナログ信号とを変換する回路(またはその一部)であり、例えば、入力されたディジタル信号(ディジタルデータ)をアナログ信号として出力する回路(またはその一部)である。図1の回路1は、R−2Rラダー回路部(R−2Rラダー抵抗回路網)2と、定電流源部3と、R−2Rラダー回路部2および定電流源部3を接続するスイッチ部4とを有している。
【0021】
R−2Rラダー回路部2は、抵抗値がRの抵抗素子と抵抗値がその2倍の2Rの抵抗素子とがラダー回路を構成している。定電流源部3は、それぞれ一対の抵抗素子(拡散抵抗)5およびバイポーラトランジスタ(NPN型バイポーラトランジスタ)6により構成される複数のコアセル7によって形成されており、定電流源部3では、分解能(ビット数)によって決まる数のコアセル7が並列に配列している。各コアセル7の抵抗素子5の一端は、接地電位などの固定電位に接続されており、抵抗素子5の他端はバイポーラトランジスタ6のエミッタに接続されている。
【0022】
各コアセル7のバイポーラトランジスタ6のコレクタは、スイッチ部4のスイッチング素子8に接続されている。スイッチング素子8は、例えばMISFET(Metal Insulator Semiconductor Field Effect Transistor)などの電界効果トランジスタにより形成することができる。スイッチ部4の各スイッチング素子8は、バイポーラトランジスタ6のコレクタを、R−2Rラダー回路部2(の端子)に電気的に接続する(オン状態)か否(オフ状態)かを切り換えるように機能する。ディジタル信号(ディジタルデータ)が入力されると、対応するスイッチング素子8がオフ状態からオン状態に切り換わる。例えばスイッチング素子8が電界効果トランジスタにより形成されている場合は、ディジタル信号に対応する電圧が電界効果トランジスタのゲート電極に印加されてスイッチング素子8(電界効果トランジスタ)をオン状態とし、電界効果トランジスタのソース・ドレインに接続されたバイポーラトランジスタ6のコレクタとR−2Rラダー回路部2(の端子)とを電気的に接続する。
【0023】
定電流源部3の各コアセル7の抵抗素子5は、一端が接地電位などの固定電位に接続され、他端はバイポーラトランジスタ6に接続され、更にスイッチング素子8を介して、R−2Rラダー回路部2に接続される。従って、抵抗素子5の一端は接地電位などの固定電位に接続され、他端は、スイッチング素子8を介して、前記一端が接続された固定電位とは異なる電位に電気的に接続される。
【0024】
図2は、D/A変換回路を用いたときのディジタル入力とアナログ出力の関係を示すグラフである。図2に示されるように、ディジタル信号を入力することで、対応するアナログ信号としての出力を得ることができる。D/A変換回路における性能の指針の一つであるディジタル入力とアナログ出力の直線性(リニアリティ)を高めるためには、図1の回路の各素子の精度を高め、例えば定電流源部3の各抵抗素子5の抵抗値の精度を高め、各抵抗素子5の抵抗値を均一にすることが要求される。
【0025】
図3は、本実施の形態の半導体装置における定電流源部3のコアセル7のレイアウトを示す平面図である。図3では、第1層配線がハッチングを付して示されている。
【0026】
コアセル7は、抵抗素子5とバイポーラトランジスタ6とから構成されている。抵抗素子5は拡散抵抗であり、半導体基板内に不純物を導入して形成した不純物拡散層11により形成されている。また、不純物拡散層11の両端部にコンタクトホール(そこに埋め込まれたプラグ)を介して電気的に接続された配線(電極)12,13が第1層配線により形成されている。バイポーラトランジスタ6は、そのエミッタ領域、ベース領域およびコレクタ領域にそれぞれ電気的に接続されたエミッタ配線(電極)14、ベース配線(電極)15およびコレクタ配線(電極)16とが第1層配線により形成されている。抵抗素子5の一方の配線13は、バイポーラトランジスタ6のエミッタ配線14と電気的に接続されている。
【0027】
図4は、本実施の形態の半導体装置における定電流源部3のレイアウト(レイアウトパターン)を示す平面図である。図4では、第1層配線がハッチングを付して示されている。
【0028】
図4に示されるように、定電流源部3のレイアウトは、図3のコアセル7、すなわち一対の抵抗素子5およびバイポーラトランジスタ6が複数個、並列に配置(配列)された構造を有している。図4では、5個のコアセル7(5対の抵抗素子5およびバイポーラトランジスタ6)により定電流源部3が形成されているが、定電流源部3を構成するコアセル7の数は5個に限定されるものではなく、必要に応じた複数個のコアセル7が並列に配置(配列)されて定電流源部3が形成される。例えば、分解能(ビット数)によって決まる数のコアセル7が並列に配置されて定電流源部3が形成される。
【0029】
定電流源部3は、複数の抵抗素子5およびバイポーラトランジスタ6により構成されるが、それらの素子は、互いにペア性(比精度)が要求されるため、図4に示されるように、レイアウト設計においても抵抗素子5およびバイポーラトランジスタ6をコアセル化し、アレイ状に連続的に均等配置(等間隔で配置)している。
【0030】
図4に示されるように、定電流源部3のレイアウトの両側(両端部)には、ダミー素子部20が形成されている。ダミー素子部20は、図3のコアセル7とほぼ同様の形状または構成のコアセル、すなわち抵抗素子5およびバイポーラトランジスタ6とほぼ同様の形状(素子形状)または構成の抵抗素子5aおよびバイポーラトランジスタ6aからなり、定電流源部3を構成するコアセル列の両側(両端)に配置されている。本実施の形態では、ダミー素子部20の各素子(半導体素子)は、半導体装置の回路上、有効に機能しない素子(ダミー素子)である。従って、ダミー素子部20を構成する抵抗素子5aおよびバイポーラトランジスタ6aは、半導体装置の回路上、有効に機能しないダミー素子である。一方、定電流源部3の各素子(半導体素子)は、定電流源部3の構成要素として有効に機能する素子である。従って、定電流源部3を構成する抵抗素子5およびバイポーラトランジスタ6は、半導体装置の回路上、有効に機能する実効素子である。
【0031】
このため、図4に示されるように、並列に配置(配列)された抵抗素子5(実効素子)の列の両側(両端)に、抵抗素子5a(ダミー素子)が配置された構成となる。換言すれば、アレイ状に均等配置(等間隔に配置)された抵抗素子5および抵抗素子5aにより構成される抵抗素子列の両端部の抵抗素子が、抵抗素子5a(ダミー素子)により形成され、内部側の抵抗素子が、定電流源部3を構成する抵抗素子5(実効素子)により形成されることとなる。図4では、抵抗素子5の列の両側に各2個の抵抗素子5a(ダミー素子)が配置されているが、本実施の形態では、抵抗素子5aの数はこれに限定されるものではなく、抵抗素子5の列の両側に抵抗素子5a(ダミー素子)がそれぞれ少なくとも1個配置されていればよい。
【0032】
このように、図1のD/A変換回路の定電流源部3を半導体装置のレイアウトに置き換える場合は、抵抗素子5とバイポーラトランジスタ6とをコアセル化し、各コアセル7を図4に示されるよう等間隔でアレイ状に配置し、更に定電流源部3を構成する実効素子(抵抗素子5)の列の両側(両端)には、ダミー素子(抵抗素子5a)を配置する。これにより、素子形成工程におけるばらつきを緩和し、実効素子(抵抗素子5)の精度を高め、例えば各抵抗素子5の抵抗値などの均一性を高めることが可能となる。
【0033】
連続するパターンの終端部(端部)のようなパターン均一性が崩れた(途切れた)部分においては、例えば素子形成工程におけるエッチング工程などで使用する気体または液体が均一に行き渡らない可能性がある。このため、連続するパターンの内部では均一なパターンが形成されたとしても、連続するパターンの終端部ではエッチングのされ方が異なってしまい、素子パターンのばらつきを生じるる恐れがある。例えば、抵抗素子列の両端の抵抗素子の抵抗値が、抵抗素子列の内部の抵抗素子の抵抗値とは異なるものになる恐れがある。本実施の形態のように、連続するパターンにより形成される実効素子(抵抗素子5)の列の両側にダミー素子(抵抗素子5a)を配置し、連続するパターンの終端部をダミー素子(抵抗素子5a)とすれば、実効素子(抵抗素子5)のばらつき(素子形状や抵抗値のばらつきなど)を防止することができる。連続するパターンの終端部に位置するダミー素子(抵抗素子5a)は、所望のパターン形状には形成されない恐れがあるが、ダミー素子(抵抗素子5a)は半導体装置の回路上有効に機能しない素子であるので、問題は生じない。
【0034】
次に、本実施の形態の半導体装置の製造工程について説明する。図5〜図7は、本実施の形態の半導体装置の製造工程中の要部断面図であり、図5は図4のA−A線に沿った断面図に対応し、図6は図4のB−B線に沿った断面図に対応し、図7は図4のC−C線に沿った断面図に対応する。
【0035】
図5〜図7に示されるように、まず、例えば1〜10Ωcm程度の比抵抗を有するp型の単結晶シリコンなどからなる半導体基板(半導体ウエハ)31を用意する。次に、抵抗素子5,5a形成予定領域およびバイポーラトランジスタ6,6a形成予定領域の半導体基板31にn型不純物(例えばアンチモンまたはリンなど)をイオン注入し、相対的に高不純物濃度の埋込み層(n型半導体領域)32,33を形成する。
【0036】
次に、相対的に低濃度のn型のエピタキシャルシリコン層34を半導体基板31上に成長させる。エピタキシャルシリコン層34は、例えばアンチモンまたはリンなどが添加されたシリコン単結晶などからなる。
【0037】
次に、素子分離領域35を形成する。素子分離領域35は、例えば、素子分離領域35の形成予定領域にドライエッチング法で素子分離溝を形成した後、半導体基板31上にCVD(Chemical Vapor Deposition)法で酸化シリコン膜を堆積し、この酸化シリコン膜をエッチバックまたはCMP(Chemical Mechanical Polishing)法で研磨して、素子分離溝の内部に酸化シリコン膜を残すことにより形成することができる。素子分離領域35は、形成される各半導体素子を電気的に分離するように形成され、素子分離領域35で囲まれた各活性領域に各半導体素子(例えば抵抗素子5,5aやバイポーラトランジスタ6,6aなど)が形成される。
【0038】
次に、エピタキシャルシリコン層34にp型不純物、例えばホウ素(B)などをイオン注入する。これにより、抵抗素子5を構成するp型半導体領域(不純物拡散層)36、抵抗素子5aを構成するp型半導体領域(不純物拡散層)36a、バイポーラトランジスタ6のベース領域としてのp型半導体領域37、およびバイポーラトランジスタ6aのベース領域としてのp型半導体領域37aが形成される。p型半導体領域36,36aとp型半導体領域37,37aとは同じイオン注入工程により形成すれば工程数を低減できるが、異なる不純物濃度が要求される場合などは異なるイオン注入工程により形成することもできる。なお、p型半導体領域36とp型半導体領域36aとは同じイオン注入工程で形成され、p型半導体領域37とp型半導体領域37aとは同じイオン注入工程で形成される。
【0039】
抵抗素子5を構成するp型半導体領域36と、抵抗素子5aを構成するp型半導体領域36aとはパターン形状や不純物濃度がほぼ同じである。従って、抵抗素子5と抵抗素子5aとは素子形状が同じになる。また、バイポーラトランジスタ6のベース領域を構成するp型半導体領域37と、バイポーラトランジスタ6aのベース領域を構成するp型半導体領域37aとは、パターン形状や不純物濃度がほぼ同じである。なお、本実施の形態において、形状(素子形状)が同じというときは、形状(素子形状)にフォトレジスト工程などのプロセスに起因したばらつき程度の相違がある場合も含むものとする。フォトレジスト工程のばらつきは、例えば±0.7%程度である。
【0040】
また、抵抗素子5を構成するp型半導体領域36のシート抵抗は、イオン注入などによる不純物の導入量を調節することによって、所望の値(抵抗値)となるように調整することができる。例えばp型半導体領域36におけるp型の不純物濃度を大きくすれば抵抗素子5の抵抗値が小さくなり、p型半導体領域36におけるp型の不純物濃度を小さくすれば抵抗素子5の抵抗値が大きくなる。また、導電型は逆にすることも可能であり、例えばp型のエピタキシャルシリコン層にn型の不純物(例えばリン(P)など)を導入して形成したn型半導体領域(不純物拡散層)により抵抗素子5を形成することもできる。
【0041】
それから、エピタキシャルシリコン層34にn型不純物、例えばリン(P)などをイオン注入する。これにより、バイポーラトランジスタ(NPNトランジスタ)6のエミッタ領域としてのn型半導体領域38とコレクタ領域としてのn型半導体領域39とが形成され、バイポーラトランジスタ(NPNトランジスタ)6aのエミッタ領域としてのn型半導体領域38aとコレクタ領域としてのn型半導体領域39aとが形成される。n型半導体領域38,38aとn型半導体領域39,39aとは同じイオン注入工程により形成すれば工程数を低減できるが、異なる不純物濃度が要求される場合などは異なるイオン注入工程により形成することもできる。また、n型半導体領域38とn型半導体領域38aとは、同じ形状(および不純物濃度)を有しており、n型半導体領域39とn型半導体領域39aとは、同じ形状(および不純物濃度)を有している。
【0042】
次に、図5〜図7に続く半導体装置の製造工程について説明する。図8〜図10は、図5〜図7に続く半導体装置の製造工程中の要部断面図であり、図8は図4のA−A線に沿った断面図に対応し、図9は図4のB−B線に沿った断面図に対応し、図10は図4のC−C線に沿った断面図に対応する。
【0043】
図5〜図7に示される構造が得られた後、図8〜図10に示されるように、半導体基板31上に例えば酸化シリコン膜などからなる絶縁膜41を形成する。それから、フォトリソグラフィ法およびドライエッチング法などを用いて絶縁膜41を選択的に除去して、絶縁膜41にコンタクトホール42を形成する。コンタクトホール42の底部では、p型半導体領域36,36a、p型半導体領域37,37a、n型半導体領域38,38aおよびn型半導体領域39,39aの一部が露出される。なお、p型半導体領域36,36a、p型半導体領域37,37a、n型半導体領域38,38aおよびn型半導体領域39,39aのコンタクト領域(コンタクトホール42で露出される領域またはその近傍領域)においてシリサイド層(例えばコバルトシリサイド層)をサリサイド法などを用いて形成しておき、コンタクトホール42の底部でこのシリサイド層を露出させることもできる。これにより、コンタクト抵抗を低減することができる。
【0044】
次に、コンタクトホール42内に、タングステン(W)などからなるプラグ43が形成される。プラグ43は、例えば、コンタクトホール42の内部を含む絶縁膜41上にバリア膜として例えば窒化チタン膜を形成した後、タングステン膜をCVD(Chemical Vapor Deposition)法によって窒化チタン膜上にコンタクトホールを埋めるように形成し、絶縁膜41上の不要なタングステン膜および窒化チタン膜をCMP(Chemical Mechanical Polishing)法またはエッチバック法などによって除去することにより形成される。
【0045】
次に、プラグ43が埋め込まれた絶縁膜41上に、配線(第1配線層)44が形成される。例えば、プラグ43が埋め込まれた絶縁膜41上に、チタン膜のような高融点金属膜と、窒化チタン膜のような高融点金属窒化膜と、相対的に厚いアルミニウム(Al)単体またはアルミニウム合金などのアルミニウムを主成分とする導電体膜(アルミニウム膜)と、チタン膜のような高融点金属膜と、窒化チタン膜のような高融点金属窒化膜とを順に形成し、フォトリソグラフィ法などによって所定のパターンに加工して配線44を形成する。配線44は、プラグ43を介してp型半導体領域36,36a、p型半導体領域37,37a、n型半導体領域38,38aまたはn型半導体領域39,39aなどと電気的に接続されている。配線44は、上記のようなアルミニウム配線に限定されず種々変更可能であり、例えばアルミニウム(Al)またはアルミニウム合金などの単体膜からなるアルミニウム配線や、タングステン配線、あるいは銅配線とすることもできる。なお、この配線44が、図4においてハッチングを付して示されている第1層配線に対応する。
【0046】
次に、図8〜図10に続く半導体装置の製造工程について説明する。図11〜図13は、図8〜図10に続く半導体装置の製造工程中の要部断面図であり、図11は図4のA−A線に沿った断面図に対応し、図12は図4のB−B線に沿った断面図に対応し、図13は図4のC−C線に沿った断面図に対応する。
【0047】
図8〜図10に示される構造が得られた後、図11〜図13に示されるように、絶縁膜41上に配線44を覆うように、例えば酸化シリコン膜(例えばp−TEOS(Tetraethoxysilane)酸化膜)からなる絶縁膜45が形成され、絶縁膜45上に例えば窒化シリコン(Si)膜からなる絶縁膜46が形成される。それから、フォトリソグラフィ法およびドライエッチング法などを用いて絶縁膜45,46にスルーホール47が形成され、スルーホール47を埋めるプラグ48がプラグ43と同様にして形成される。そして、配線44と同様の工程により絶縁膜46上に配線(第2層配線)49が形成される。その後、絶縁膜45,46と同様にして、絶縁膜46上に配線49を覆うように絶縁膜50,51が形成され、スルーホール47およびプラグ48と同様にして絶縁膜50,51にスルーホール52およびそれを埋めるプラグ53が形成され、配線49と同様にして絶縁膜51上に配線(第3層配線)54が形成され、絶縁膜50,51と同様にして、絶縁膜51上に配線54を覆うように絶縁膜55,56が形成される。このようにして図11〜図13の構造が得られる。その後、必要に応じて更に上層の配線などを形成することもできるが、ここではその説明は省略する。
【0048】
図4〜図13に示されるように、本実施の形態では、抵抗素子5はp型半導体領域(不純物拡散層)36により形成され、いわゆる拡散抵抗である。抵抗素子5を構成するp型半導体領域36と、抵抗素子5aを構成するp型半導体領域36aとは、同じ形状を有しており、そのパターン形状(素子形状)や不純物濃度がほぼ同じである。p型半導体領域36およびp型半導体領域36aは等間隔で配列されており、複数のp型半導体領域36の列の両側(両端部)にp型半導体領域36aが配置されている。
【0049】
配線(第1層配線)44のうち、配線44aは、絶縁膜41に形成されたコンタクトホール42aに埋め込まれたプラグ43aを介して、抵抗素子5を形成するp型半導体領域36の一方の端部近傍領域に電気的に接続されている。
【0050】
配線44のうち、配線44bは、絶縁膜41に形成されたコンタクトホール42bに埋め込まれたプラグ43bを介して、抵抗素子5を形成するp型半導体領域36の他方の端部近傍領域に電気的に接続されている。従って、プラグ43a,43bが抵抗素子5の端子として機能することができる。また、配線44bは、絶縁膜41に形成されたコンタクトホール42に埋め込まれたプラグ43を介して、バイポーラトランジスタ6のエミッタ領域を形成するn型半導体領域38に電気的に接続されている。従って、バイポーラトランジスタ6のエミッタ領域(n型半導体領域38)は、配線44bを介して抵抗素子5(p型半導体領域36)に電気的に接続されている。
【0051】
配線44のうち、配線44cは、絶縁膜41に形成されたコンタクトホール42に埋め込まれたプラグ43を介して、バイポーラトランジスタ6のベース領域を形成するp型半導体領域37に電気的に接続されている。また、配線44のうち、配線44dは、絶縁膜41に形成されたコンタクトホール42に埋め込まれたプラグ43を介して、バイポーラトランジスタ6のコレクタ領域を形成するn型半導体領域39に電気的に接続されている。従って、配線44b、配線44cおよび配線44dは、それぞれバイポーラトランジスタ6のエミッタ配線(電極)、ベース配線(電極)およびコレクタ配線(電極)として機能することもできる。また、配線44dは、スイッチング素子8としての図示しない電界効果トランジスタ(例えばMISFET)のゲート電極などに電気的に接続される。
【0052】
配線49は、絶縁膜45,46に形成されたスルーホール47に埋め込まれたプラグ48を介して配線44aに電気的に接続され、配線54は、絶縁膜50,51に形成されたスルーホール52に埋め込まれたプラグ53を介して配線49に電気的に接続されている。また、配線49,54のパターン形状は、配線44aのパターン形状とほぼ同様とすることができる。
【0053】
本実施の形態では、配線44a,配線49および/または配線54が固定電位(例えば接地電位)に接続される。このため、抵抗素子5(p型半導体領域36)の一端(プラグ43a)は、固定電位(例えば接地電位)に電気的に接続されることになる。従って、配線44a,49,54は、抵抗素子5(p型半導体領域36)に固定電位(接地電位)を供給する配線である。抵抗素子5の他の一端(プラグ43b)は、配線44bを介してバイポーラトランジスタ6(のエミッタ)に電気的に接続され、更にスイッチング素子8を介して、R−2Rラダー回路部2に接続される。従って、抵抗素子5の一端(プラグ43a)は接地電位などの固定電位に接続され、他端(プラグ43b)は、スイッチング素子8を介して、前記一端(プラグ43a)が接続された固定電位とは異なる電位に電気的に接続される。
【0054】
固定電位供給用配線(例えばグランド配線)としての配線44a,49,54は、プラグ48,53を介して互いに電気的に接続されており、また、配線44a,49,54の配線幅(p型半導体領域36の延在方向に平行な方向の幅)は相対的に広く形成されている。このため、抵抗素子5の一端(プラグ43a)に固定電位を供給する配線(例えばグランド配線)の配線抵抗(インピーダンス)を低減できる。従って、抵抗素子5の一端(プラグ43a)を配線44a,49,54を介して固定電位(例えば接地電位)に抵抗損失なく接続することができる。
【0055】
また、ダミー素子部20は、定電流源部3を構成するコアセルと同様のコアセルからなり、ダミー素子部20のコアセルを構成する抵抗素子5aおよびバイポーラトランジスタ6aは、抵抗素子5およびとバイポーラトランジスタ6と同様の構成(形状)を有している。特に、ダミー素子部20を構成する抵抗素子5a(p型半導体領域36a)は、抵抗素子5(p型半導体領域36)と同様の形状(素子形状)を有している。
【0056】
ダミー素子としての抵抗素子5a(p型半導体領域36a)の一端は固定電位(例えば接地電位)に電気的に接続される。抵抗素子5aを構成するp型半導体領域36a一方の端部近傍領域は、絶縁膜41に形成されたコンタクトホール42aに埋め込まれたプラグ43aを介して、配線44aと電気的に接続されている。上記のように配線44は固定電位(例えば接地電位)と電気的に接続されているので、抵抗素子5a(p型半導体領域36a)の一端(プラグ43a)は固定電位、例えば接地電位に接続されることになる。
【0057】
抵抗素子5aの他の一端(プラグ43b)は、定電流源部3を構成する抵抗素子5とは異なり、浮遊電位とされるか、あるいは配線44aが接続された固定電位と同電位の固定電位(例えば接地電位)に電気的に接続される。例えば、図4,13に示されるように、抵抗素子5aを構成するp型半導体領域36aの端部近傍領域にプラグ43bを介して電気的に接続された配線44e(抵抗素子5の場合の配線44bに対応する配線)は、孤立配線パターンとされて、浮遊電位とすることができる。これにより、ダミー素子部20における抵抗素子5aを、半導体装置の回路上、有効に機能しないダミーの抵抗素子とすることができる。
【0058】
図14は、他の形態の半導体装置の要部断面図であり、図13に対応する。図14に示されるように、抵抗素子5aを構成するp型半導体領域36aに接続したプラグ43bに配線44aを延長して接続し、抵抗素子5a(p型半導体領域36a)の両端(プラグ43a,43b)を同じ固定電位(例えば接地電位)とすることもできる。この際、抵抗素子5を構成するp型半導体領域36に接続したプラグ43bには配線44aを接続しない。これにより、ダミー素子部20における抵抗素子5aを、半導体装置の回路上、有効に機能しないダミーの抵抗素子とすることができる。
【0059】
本実施の形態では、上記のように、定電流源部3を構成する抵抗素子5(p型半導体領域36)の一端(プラグ43a)に接続した配線(配線44a,49,54)と、ダミー素子部20を構成する抵抗素子5a(p型半導体領域36a)の一端(プラグ43a)に接続した配線(配線44a,49,54)とが、同層(同一層)で連続的に形成され、固定電位(例えば接地電位)に電気的に接続されている。すなわち、定電流源部3を構成する抵抗素子5(p型半導体領域36)の一端(プラグ43a)に固定電位(例えば接地電位)を供給する配線と、ダミー素子部20を構成する抵抗素子5a(p型半導体領域36a)の一端(プラグ43a)に固定電位(例えば接地電位)を供給する配線とは、同層で連続的に形成されていることになる。このため、抵抗素子5(p型半導体領域36)と抵抗素子5a(p型半導体領域36a)との間の領域の上方において、連続的で平坦な配線44a,49,54が形成される。このため、抵抗素子5(p型半導体領域36)と抵抗素子5a(p型半導体領域36a)との間の領域の上方において、絶縁膜45,46,50,51,55,56に窪みや段差などが生じず、平坦化される。
【0060】
図15および図16は、本実施の形態とは異なり、ダミー素子としての抵抗素子5aに固定電位(接地電位)を供給する配線を形成しない第1の比較例の場合の半導体装置の要部平面図または要部断面図である。図15は、図4に対応する平面図であり、図16は、図15のB−B線の断面図であり、図12に対応する。図15および図16の構造は、固定電位供給用配線としての配線44a,49,54以外の構成は、図4〜図13とほぼ同様にして形成される。
【0061】
図15および図16に示される第1の比較例の場合は、抵抗素子5(p型半導体領域36)上に存在する配線44a,49,54に対応する配線パターンが、ダミー素子としての抵抗素子5a(p型半導体領域36a)上には形成されていない。このため、抵抗素子5(p型半導体領域36)と抵抗素子5a(p型半導体領域36a)との間の領域の上方において、図16に示されるように各絶縁膜45,46,50,51,55,56に大きな段差61が発生する。この絶縁膜の段差61は、下方の抵抗素子5(p型半導体領域36)に対して応力を発生させる。図16では、応力集中(発生)領域62が模式的に示されている。抵抗素子5に対して生じる段差61に起因した応力は、抵抗素子5aの隣の抵抗素子63が最も大きい。このため、各抵抗素子5に加わる応力が不均一となるので、抵抗素子5のうちの段差61の下方近傍に位置する抵抗素子63(すなわち抵抗素子5のうちの抵抗素子5aの隣に位置する抵抗素子63)の抵抗値が、抵抗素子5のうちの抵抗素子5aからより離れた位置にある抵抗素子64の抵抗値と異なるものとなる恐れがある。これは、定電流源3を構成する各抵抗素子5の抵抗値をばらつかせる。
【0062】
図17および図18は、本実施の形態とは異なり、抵抗素子5に固定電位(例えば接地電位)を供給する配線と抵抗素子5aに固定電位(例えば接地電位)を供給する配線とを連続的に形成しない第2の比較例の場合の半導体装置の要部平面図または要部断面図である。図17は図4に対応する平面図であり、図18は、図17のB−B線の断面図であり、図12に対応する。図17および図18の構造は、配線44a,49,54以外の構成は、図4〜図13とほぼ同様にして形成される。
【0063】
図17および図18に示される第2の比較例では、配線44aの代わりに、抵抗素子5(p型半導体領域36)に固定電位(接地電位)を供給する配線71と抵抗素子5a(p型半導体領域36a)に固定電位(接地電位)を供給する配線72とを設けており、配線71と配線72とは同層配線により形成されているが連続的には形成されていない。同様に、配線49の代わりに、抵抗素子5に固定電位(接地電位)を供給する配線73と抵抗素子5aに固定電位(接地電位)を供給する配線74とを設けており、配線73と配線74とは同層配線により形成されているが連続的には形成されていない。また、同様に、配線54の代わりに、抵抗素子5に固定電位(接地電位)を供給する配線75と抵抗素子5aに固定電位(接地電位)を供給する配線76とを設けており、配線75と配線76とは同層配線により形成されているが連続的には形成されていない。
【0064】
このため、第2の比較例では、図17および図18に示されるように、抵抗素子5(p型半導体領域36)と抵抗素子5a(p型半導体領域36a)との間の領域の上方において、配線71と配線72との間にスリット(配線の隙間、無配線領域)77aが生じる。このため、配線71および配線72を覆うように絶縁膜45(および絶縁膜46)を形成すると、このスリット77aに起因して、抵抗素子5と抵抗素子5aとの間の領域の上方において、絶縁膜45の上面に窪み(段差)部分78aが生じてしまう。窪み部分78aによって反りを生じた絶縁膜45は、スリット77aの下方(窪み部分78aの下方)近傍に対して応力を発生させる。同様に、抵抗素子5と抵抗素子5aとの間の領域の上方において、配線73および配線74の間のスリット77bと、配線75および配線76の間のスリット77cとによって、絶縁膜50,55に窪み部分78b,78cが発生し、その窪み部分78b,78cによって反りを生じた絶縁膜50,55は、スリット77b,77cの下方近傍に対して応力を発生させる。
【0065】
配線71,72,73,74,75,76(本実施の形態では配線44a,49,54に対応)のような固定電位(接地電位)供給用の配線は、配線幅(p型半導体領域36の延在方向に平行な方向の幅)が比較的広いため、同層配線間にスリット77a,77b,77cが存在するとその悪影響は大きい。配線工程に起因する応力の影響は、素子上の配線隙間(スリット)に集中する傾向にある。図18では、応力集中(発生)領域79が模式的に示されており、スリット77a(77b,77c)の下方の応力集中領域79に応力が集中する。このため、抵抗素子5のうちのスリット77a(77b,77c)の下方近傍に位置する抵抗素子80(すなわち抵抗素子5のうちの抵抗素子5aの隣に位置する抵抗素子80)へ印加される応力と抵抗素子5のうちの抵抗素子5aからより離れた位置にある抵抗素子81へ印加される応力が異なるものとなる。各抵抗素子5に加わる応力が不均一となるので、抵抗素子80の抵抗値が、抵抗素子81の抵抗値と異なるものとなる恐れがある。これは、各抵抗素子5の抵抗値をばらつかせる。
【0066】
本実施の形態では、図4および図11〜13などに示されるように、ダミー素子としての抵抗素子5a(p型半導体領域36a)上にも定電流源3を構成する抵抗素子5(p型半導体領域36)上と同様の配線(固定電位供給用配線)を形成し、定電流源3を構成する抵抗素子5(p型半導体領域36)の一端(プラグ43a)に接続した固定電位供給用配線(例えばグランド配線)と、ダミー素子部20を構成する抵抗素子5a(p型半導体領域36a)の一端(プラグ43a)に接続した固定電位供給用配線(例えばグランド配線)とを、配線44a,49,54として同層で連続的に形成する。このため、抵抗素子5(p型半導体領域36)と抵抗素子5a(p型半導体領域36a)との間の領域の上方において、配線44a,49,54にスリット(配線の隙間)などが存在せず、配線44a,49,54を覆うように形成された絶縁膜45,46,50,51,55,56に段差や窪みが生じずに平坦化される。従って、上記第1および第2比較例のように複数の抵抗素子5のうち抵抗素子5aの隣の抵抗素子5に対してだけ付加的な応力が発生することはない。また、たとえ絶縁膜45,46,50,51,55,56が下方に応力を発生したとしても、連続的に形成された平坦な配線44aがこの応力をガードするように機能するので、各抵抗素子5に不均一な応力は生じない。複数の抵抗素子5(p型半導体領域36)に対して不均一な応力が発生しないので、定電流源3を構成する各抵抗素子5の抵抗値をより均一にすることができる。例えば、抵抗素子5の抵抗値Rのばらつき(変動量)ΔRを、抵抗値Rの0.6%以内(|ΔR|/R×100≦0.6)とすることができる。このように、配線(第1層配線)44のパターンを抵抗素子5に(不均一な)応力影響を与えないようなレイアウトパターンとすることができるので、抵抗素子5の(抵抗値の)精度を高めることができ、各抵抗素子5間の抵抗値のばらつきを抑制することができる。これにより、要求精度の高い抵抗素子を実現することができ、高精度のディジタル信号とアナログ信号とを変換する回路などを形成することが可能となる。例えば、ディジタル入力とアナログ出力またはアナログ入力とディジタル出力の直線性(リニアリティ)を高めることが可能となる。
【0067】
また、本実施の形態では、抵抗素子5(p型半導体領域36)に電気的に接続され、固定電位(例えば接地電位)とされる配線が複数層(例えば図12の場合は配線44a,49,54の3層)ある場合は、その少なくとも最下層の配線層(配線44a)において、抵抗素子5(p型半導体領域36)の一端(プラグ43a)に接続した固定電位供給用配線(配線44a)と、ダミー素子としての抵抗素子5a(p型半導体領域36a)の一端(プラグ43a)に接続した固定電位供給用配線(配線44a)とを、同層で連続的に形成すればよい。図19は、他の形態の半導体装置の要部断面図であり、図12に対応する。図19に示されるように、配線44a,49,54のうち、最下層の配線層(配線44)において、抵抗素子5への固定電位供給用配線(配線44a)と、抵抗素子5aへの固定電位供給用配線(配線44a)とを連続的に形成しておけば、抵抗素子5と抵抗素子5aとの間の領域の上方において、最下層の配線(配線44a)にスリットが生じることはなく、また絶縁膜45に窪みが生じることもない。このため、たとえ抵抗素子5と抵抗素子5aとの間の領域上(上方)で、上層の配線49や配線54にスリット(配線の隙間)85a,85bが存在して絶縁膜50,55に窪み部分86a,86bを生じ、窪み部分86a,86bにより反った絶縁膜50,55がスリット85a,85bの下方に応力を生じたとしても、平坦な絶縁膜45,46や連続的に形成された平坦な配線44aがこの応力をガードし、抵抗素子5に悪影響を及ぼすことはない。これにより、複数の抵抗素子5に対して不均一な応力が印加されることはない。このため、抵抗素子5の(抵抗値の)精度を高めることができ、各抵抗素子5間の抵抗値のばらつきを抑制することができる。
【0068】
また、本実施の形態は、抵抗値のばらつきの少ない複数の抵抗素子を実現できるので、高い比精度が要求される複数の抵抗素子を用いた回路を有する半導体装置に適用すれば好適であり、例えばD/A変換回路またはA/D(アナログ/ディジタル)変換回路、すなわちディジタル信号とアナログ信号とを変換する回路を有する半導体装置に適用すれば、より好適である。また、本実施の形態は、ディジタル信号とアナログ信号とを変換する回路以外にも、素子形状が同じ複数の抵抗素子を有する半導体装置に適用することができる。
【0069】
(実施の形態2)
上記実施の形態1では、抵抗素子5(p型半導体領域36)の一端に接続した固定電位供給用配線(配線44a)と、ダミー素子としての抵抗素子5a(p型半導体領域36a)の一端に接続した固定電位供給用配線(配線44a)との接続部の幅を、その固定電位供給用配線(配線44a)の幅と同じにしている。本実施の形態では、抵抗素子5(p型半導体領域36)の一端に接続した固定電位供給用配線(配線部91)と、ダミー素子としての抵抗素子5a(p型半導体領域36a)の一端に接続した固定電位供給用配線(配線部92)との接続導体部(接続部93)の幅を、その固定電位供給用配線(配線部91,92)の幅と異なるものとする。
【0070】
図20は、本実施の形態の半導体装置の要部平面図であり、図4に対応する。図20に示されるように、本実施の形態では、抵抗素子5(p型半導体領域36)と抵抗素子5a(p型半導体領域36a)とに固定電位(接地電位)を供給する配線44aのうち、抵抗素子5上の配線部(導体部)91と抵抗素子5a上の配線部(導体部)92とを接続する接続部(導体部)93の幅Wを、配線部91および配線部92の幅Wのよりも小さくしている。接続部93の幅Wは、配線部91および配線部92の幅Wの80%以上である(W/W≧0.8)ことが好ましい。すなわち、抵抗素子5(p型半導体領域36)の一端に接続した固定電位供給用配線(配線部91)と、ダミー素子としての抵抗素子5a(p型半導体領域36a)の一端に接続した固定電位供給用配線(配線部92)との接続部(接続部93)の幅が、その固定電位供給用配線(配線部91,92)の幅の80%以上であることが好ましい。なお、上記実施の形態1は、本実施の形態において接続部93の幅Wを、配線部91,92の幅Wと同じ(W=W)にしたものに対応する。他の構成は、上記実施の形態1とほぼ同様であるので、ここではその説明は省略する。
【0071】
配線44aのうち、抵抗素子5上の配線部91と抵抗素子5a上の配線部(導体部)92とを、配線部91,92の幅の好ましくは80%以上の幅を有する接続部93で接続しているので、上記実施の形態1のように、抵抗素子5と抵抗素子5aとの間の領域の上方で、配線44aを覆う絶縁膜45の窪みを抑制し、抵抗素子5のうち抵抗素子5aの隣の抵抗素子5へ上記第の第1および第2の比較例のように付加的な応力が印加されるのを防止することができる。また、たとえ絶縁膜45,46,50,51,55,56が下方に応力を発生したとしても、連続的に形成された配線部91,92および導体部93がこの応力をガードするように機能するので、各抵抗素子5に不均一な応力は生じない。本発明者の検討によれば、このような効果は、接続部93の幅Wを、配線部91,92の幅Wの80%以上としたときにより有効となる。これにより、複数の抵抗素子5の(抵抗値の)精度を高めることができ、各抵抗素子5間の抵抗値のばらつきを抑制することができる。従って、要求精度の高い抵抗素子を実現することができ、高精度のディジタル信号とアナログ信号とを変換する回路などを形成することが可能となる。
【0072】
(実施の形態3)
上記実施の形態1では、複数の抵抗素子5により構成される抵抗素子列の両側に、半導体装置の回路上有効に機能しないダミー素子としての抵抗素子5aを配置している。本実施の形態では、ディジタル信号とアナログ信号とを変換する回路で用いられる複数の抵抗素子5により構成される抵抗素子列の両側に、他の回路で用いられる抵抗素子を配置する。
【0073】
図21は、本実施の形態の半導体装置に形成された回路(の一部)を示す説明図(回路図)であり、上記実施の形態1の図1に対応する。
【0074】
図21に示される回路は、図1に示されるディジタル信号とアナログ信号とを変換する回路(またはその一部)としての回路1と、回路1以外の回路101,102とを有している。回路1の構成は上記実施の形態1と同様であるので、ここではその説明は省略する。
【0075】
回路101は、回路1の抵抗素子5と素子形状が同じ(同程度)で、抵抗値に高い精度を必要としない抵抗素子103と、バイポーラトランジスタ6と素子形状が同じバイポーラトランジスタ104とを有しており、回路102は、回路1の抵抗素子5と素子形状が同じ(同程度)で、抵抗値に高い精度を必要としない抵抗素子105と、バイポーラトランジスタ6と素子形状が同じバイポーラトランジスタ106とを有している。すなわち、回路101は、コアセル7とほぼ同様の構成を有する、一対の抵抗素子103およびバイポーラトランジスタ104からなる回路部分(コアセル)107を有している。また、回路102は、コアセル7とほぼ同様の構成を有する、一対の抵抗素子105およびバイポーラトランジスタ106からなる回路部分(コアセル)108を有している。
【0076】
なお、回路101の回路部分(コアセル)107のようにコアセル7とほぼ同様な回路部分を有した回路や、回路102の回路部分(コアセル)108のように近接配置した回路を用いる場合だけでなく、抵抗素子103および105に該当する素子として抵抗素子5と素子形状が同じ(同程度)で、一方の端子の固定電位(例えば接地電位)が抵抗素子5と同一な抵抗素子と、バイポーラトランジスタ104および106に該当するバイポーラトランジスタ6と形状が同じ素子をそれぞれ単独で用いても良い。
【0077】
図22は、本実施の形態の半導体装置における定電流源部3のレイアウト(レイアウトパターン)を示す平面図であり、上記実施の形態1の図1に対応する。定電流源部3自身のレイアウトは、上記実施の形態1と同様であるが、定電流源部3のレイアウトの両側(両端部)に、上記実施の形態1のダミー素子部20の代わりに、回路101の回路部分107(抵抗素子103およびバイポーラトランジスタ104のペア)と回路102の回路部分108(抵抗素子105およびバイポーラトランジスタ106のペア)とが配置されている。
【0078】
このため、図22に示されるように、並列に等間隔で配置された回路1で使用される抵抗素子5の列の両側(両端)に、回路101,102で使用される抵抗素子103,105が配置された構成となる。なお、図22では、抵抗素子5の列の両側に、抵抗素子103または抵抗素子105からなる抵抗素子が各1個配置されているが、これに限定されるものではなく、抵抗素子5の列の両側に抵抗素子103または抵抗素子105からなる抵抗素子を複数個配置することもできる。また、抵抗素子103,105は、抵抗素子5を構成する不純物拡散層(p型半導体領域36)と同じ形状(および不純物濃度)の不純物拡散層(例えばp型半導体領域36a)により形成される。
【0079】
従って、本実施の形態は、上記実施の形態1におけるダミー素子としての抵抗素子5aを、回路101,102で使用される実効素子としての抵抗素子103,105に置き換え、ダミー素子としてのバイポーラトランジスタ6aを、回路101,102で使用される実効素子としてのバイポーラトランジスタ104,106に置き換えた構成に対応する。抵抗素子103,105の一端は配線44aにより固定電位(例えば接地電位)に電気的に接続されている。抵抗素子103,105の他端はバイポーラトランジスタ104,106に電気的に接続されている。
【0080】
本実施の形態では、図22に示されるように、抵抗素子5の列の一方の端部側に配置された抵抗素子103の一端に固定電位(例えば接地電位)を供給する配線と、抵抗素子5の列の他の端部側に配置された抵抗素子105の一端に固定電位(例えば接地電位)を供給する配線と、抵抗素子5の一端に固定電位(例えば接地電位)を供給する配線とを、配線44aとして同層で連続的に形成する。これにより、上記実施の形態1と同様の効果を得ることができる。例えば、抵抗素子5のうち抵抗素子103,105の隣の抵抗素子5へ付加的な応力が印加されるのを防止することができる。このため、複数の抵抗素子5の(抵抗値の)精度を高めることができ、各抵抗素子5間の抵抗値のばらつきを抑制することができる。従って、要求精度の高い抵抗素子を実現することができ、高精度のディジタル信号とアナログ信号とを変換する回路などを形成することが可能となる。
【0081】
また、抵抗素子5および抵抗素子103,105により形成される列の両端に位置する抵抗素子103,105は、所望のパターン形状には形成されずに抵抗値の精度が低くなる恐れがあるが、本実施の形態では抵抗素子103,105として抵抗値に高い精度を必要としない抵抗素子を用いているので、抵抗素子103,105の抵抗値が設計値と多少ずれても問題は生じない。他の構成は、上記実施の形態1とほぼ同様であるので、ここではその説明は省略する。
【0082】
本実施の形態1では、上記実施の形態1と同様の効果を得ることができる。更に、本実施の形態では、ダミー素子を用いずに、回路101,102で使用する抵抗素子103,105を抵抗素子5の列の両側に配置するので、無効な領域が生じず、半導体基板の平面領域をより有効に利用することができる。このため、半導体装置の更なる小型化が可能となる。
【0083】
以上、本発明者によってなされた発明をその実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。
【0084】
【発明の効果】
本願において開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば以下のとおりである。
【0085】
複数の第1抵抗素子の列の両側にダミー素子としての第2抵抗素子を形成し、第1抵抗素子に固定電位を供給する配線と第2抵抗素子に固定電位を供給する配線とを同層で連続的に形成したことにより、抵抗素子列の抵抗素子の抵抗値の精度を高めることができる。
【0086】
ディジタル信号とアナログ信号とを変換する第1回路で用いられる複数の第1抵抗素子の列の両側に第2回路で用いられる第2抵抗素子を形成し、第1抵抗素子に固定電位を供給する配線と第2抵抗素子に固定電位を供給する配線とを同層で連続的に形成したことにより、第1抵抗素子の抵抗値の精度を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態である半導体装置に形成されたディジタル信号とアナログ信号とを変換する回路を示す説明図である。
【図2】D/A変換回路を用いたときのディジタル入力とアナログ出力の関係を示すグラフである。
【図3】定電流源部のコアセルのレイアウトを示す平面図である。
【図4】定電流源部のレイアウトを示す平面図である。
【図5】本発明の一実施の形態である半導体装置の製造工程中における要部断面図である。
【図6】本発明の一実施の形態である半導体装置の製造工程中における要部断面図である。
【図7】本発明の一実施の形態である半導体装置の製造工程中における要部断面図である。
【図8】図5に続く半導体装置の製造工程中における要部断面図である。
【図9】図6に続く半導体装置の製造工程中における要部断面図である。
【図10】図7に続く半導体装置の製造工程中における要部断面図である。
【図11】図8に続く半導体装置の製造工程中における要部断面図である。
【図12】図9に続く半導体装置の製造工程中における要部断面図である。
【図13】図10に続く半導体装置の製造工程中における要部断面図である。
【図14】他の形態の半導体装置の要部断面図である。
【図15】第1の比較例の半導体装置の要部平面図である。
【図16】第1の比較例の半導体装置の要部断面図である。
【図17】第2の比較例の半導体装置の要部平面図である。
【図18】第2の比較例の半導体装置の要部断面図である。
【図19】他の形態の半導体装置の要部断面図である。
【図20】本発明の他の実施の形態である半導体装置の要部平面図である。
【図21】本発明の他の実施の形態である半導体装置に形成された回路を示す説明図である。
【図22】定電流源部のレイアウトを示す平面図である。
【符号の説明】
1 回路
2 R−2Rラダー回路部
3 定電流源部
4 スイッチ部
5 抵抗素子
5a 抵抗素子
6 バイポーラトランジスタ
6a バイポーラトランジスタ
7 コアセル
8 スイッチング素子
11 不純物拡散層
12 配線
13 配線
14 エミッタ配線
15 ベース配線
16 コレクタ配線
20 ダミー素子部
31 半導体基板
32 埋込み層
33 埋込み層
34 エピタキシャルシリコン層
35 素子分離領域
36 p型半導体領域
36a p型半導体領域
37 p型半導体領域
37a p型半導体領域
38 n型半導体領域
38a n型半導体領域
39 n型半導体領域
39a n型半導体領域
41 絶縁膜
42 コンタクトホール
42a コンタクトホール
42b コンタクトホール
43 プラグ
43a プラグ
43b プラグ
44 配線
44a 配線
44b 配線
44c 配線
44d 配線
44e 配線
45 絶縁膜
46 絶縁膜
47 スルーホール
48 プラグ
49 配線
50 絶縁膜
51 絶縁膜
52 スルーホール
53 プラグ
54 配線
55 絶縁膜
56 絶縁膜
61 段差
62 応力集中領域
63 抵抗素子
64 抵抗素子
71 配線
72 配線
73 配線
74 配線
75 配線
76 配線
77a スリット
77b スリット
77c スリット
78a 窪み部分
78b 窪み部分
78c 窪み部分
79 応力集中領域
80 抵抗素子
81 抵抗素子
85a スリット
85bスリット
86a 窪み部分
86b 窪み部分
91 配線部
92 配線部
93 接続部
101 回路
102 回路
103 抵抗素子
104 バイポーラトランジスタ
105 抵抗素子
106 バイポーラトランジスタ
107 回路部分
108 回路部分

Claims (18)

  1. 半導体基板と、
    前記半導体基板に形成され、並列に配置された複数の第1抵抗素子と、
    前記半導体基板に形成され、前記第1抵抗素子の列の両側に配置された前記第1抵抗素子と素子形状が同じ第2抵抗素子と、
    を有する半導体装置であって、
    前記複数の第1抵抗素子は、一方の端部が固定電位に電気的に接続され、他方の端部が前記半導体基板に形成されたスイッチング素子を介して前記固定電位とは異なる電位に電気的に接続され、
    前記第2抵抗素子は、一方の端部が前記固定電位に電気的に接続され、他方の端部が前記固定電位に電気的に接続されるかまたは浮遊電位とされ、
    前記複数の第1抵抗素子の前記一方の端部に前記固定電位を供給する配線と、前記第2抵抗素子の前記一方の端部に前記固定電位を供給する配線とが、同層で連続的に形成されていることを特徴とする半導体装置。
  2. 請求項1記載の半導体装置において、
    前記複数の第1抵抗素子および前記第2抵抗素子が、前記半導体基板内に不純物を導入して形成した不純物拡散層からなることを特徴とする半導体装置。
  3. 請求項1記載の半導体装置において、
    前記複数の第1抵抗素子の素子形状が同じであることを特徴とする半導体装置。
  4. 請求項1記載の半導体装置において、
    前記複数の第1抵抗素子の前記一方の端部に前記固定電位を供給する配線の幅と、前記第2抵抗素子の前記一方の端部に前記固定電位を供給する配線の幅とが同じであることを特徴とする半導体装置。
  5. 請求項1記載の半導体装置において、
    前記複数の第1抵抗素子の前記一方の端部に前記固定電位を供給する配線と前記第2抵抗素子の前記一方の端部に前記固定電位を供給する配線とを接続する導体部の幅が、前記配線の幅の80%以上であることを特徴とする半導体装置。
  6. 請求項1記載の半導体装置において、
    前記複数の第1抵抗素子の前記一方の端部に前記固定電位を供給する配線と前記第2抵抗素子の前記一方の端部に前記固定電位を供給する配線とを接続する導体部の幅が、前記配線の幅と同じであることを特徴とする半導体装置。
  7. 請求項1記載の半導体装置において、
    前記複数の第1抵抗素子の前記一方の端部に前記固定電位を供給する配線と前記第2抵抗素子の前記一方の端部に前記固定電位を供給する配線とがそれぞれ複数の配線層を有し、
    前記複数の第1抵抗素子の前記一方の端部に前記固定電位を供給する複数の配線層のうちの最下層の配線層と、前記第2抵抗素子の前記一方の端部に前記固定電位を供給する複数の配線層のうちの最下層の配線層とが、同層で連続的に形成されていることを特徴とする半導体装置。
  8. 請求項1記載の半導体装置において、
    前記第2抵抗素子がダミー抵抗素子であることを特徴とする半導体装置。
  9. 請求項1記載の半導体装置において、
    前記複数の第1抵抗素子および前記スイッチング素子は、ディジタル信号とアナログ信号とを変換する回路で用いられることを特徴とする半導体装置。
  10. 請求項1記載の半導体装置において、
    前記スイッチング素子が電界効果トランジスタからなることを特徴とする半導体装置。
  11. 半導体基板と、
    前記半導体基板に形成され、並列に配置された複数の第1抵抗素子と、
    前記半導体基板に形成され、前記第1抵抗素子の列の両側に配置された前記第1抵抗素子と素子形状が同じ第2抵抗素子と、
    を有する半導体装置であって、
    前記複数の第1抵抗素子は、ディジタル信号とアナログ信号とを変換する第1回路で用いられ、一方の端部が固定電位に電気的に接続され、他方の端部が前記半導体基板に形成されたスイッチング素子を介して前記固定電位とは異なる電位に電気的に接続され、
    前記第2抵抗素子は、第2回路で用いられ、一方の端部が前記固定電位に電気的に接続され、
    前記複数の第1抵抗素子の前記一方の端部に前記固定電位を供給する配線と前記第2抵抗素子の前記一方の端部に前記固定電位を供給する配線とが、同層で連続的に形成されていることを特徴とする半導体装置。
  12. 請求項11記載の半導体装置において、
    前記複数の第1抵抗素子および前記第2抵抗素子が、前記半導体基板内に不純物を導入して形成した不純物拡散層からなることを特徴とする半導体装置。
  13. 請求項11記載の半導体装置において、
    前記複数の第1抵抗素子の素子形状が同じであることを特徴とする半導体装置。
  14. 請求項11記載の半導体装置において、
    前記複数の第1抵抗素子の前記一方の端部に前記固定電位を供給する配線の幅と、前記第2抵抗素子の前記一方の端部に前記固定電位を供給する配線の幅とが同じであることを特徴とする半導体装置。
  15. 請求項11記載の半導体装置において、
    前記複数の第1抵抗素子の前記一方の端部に前記固定電位を供給する配線と前記第2抵抗素子の前記一方の端部に前記固定電位を供給する配線とを接続する導体部の幅が、前記配線の幅の80%以上であることを特徴とする半導体装置。
  16. 請求項11記載の半導体装置において、
    前記複数の第1抵抗素子の前記一方の端部に前記固定電位を供給する配線と前記第2抵抗素子の前記一方の端部に前記固定電位を供給する配線とを接続する導体部の幅が、前記配線の幅と同じであることを特徴とする半導体装置。
  17. 請求項11記載の半導体装置において、
    前記複数の第1抵抗素子の前記一方の端部に前記固定電位を供給する配線と前記第2抵抗素子の前記一方の端部に前記固定電位を供給する配線とがそれぞれ複数の配線層を有し、
    前記複数の第1抵抗素子の前記一方の端部に前記固定電位を供給する複数の配線層のうちの最下層の配線層と、前記第2抵抗素子の前記一方の端部に前記固定電位を供給する複数の配線層のうちの最下層の配線層とが同層で連続的に形成されていることを特徴とする半導体装置。
  18. 請求項11記載の半導体装置において、
    前記スイッチング素子が電界効果トランジスタからなることを特徴とする半導体装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005037916A (ja) * 2003-06-27 2005-02-10 Rohm Co Ltd 有機el駆動回路および有機el表示装置
JP2016134737A (ja) * 2015-01-19 2016-07-25 セイコーエプソン株式会社 D/a変換回路、発振器、電子機器及び移動体

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