JP2789916B2 - Varactor diode - Google Patents

Varactor diode

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JP2789916B2
JP2789916B2 JP7555492A JP7555492A JP2789916B2 JP 2789916 B2 JP2789916 B2 JP 2789916B2 JP 7555492 A JP7555492 A JP 7555492A JP 7555492 A JP7555492 A JP 7555492A JP 2789916 B2 JP2789916 B2 JP 2789916B2
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varactor diode
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武 小川
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Nippon Electric Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、バラクタダイオードに
関し、特に、その特性を改善するバラクタダイオードに
関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a varactor diode, and more particularly to a varactor diode having improved characteristics.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来のバラクタダイオードについて、図
2を用いて説明する。図2は、従来のバラクタダイオー
ドの断面図である。
2. Description of the Related Art A conventional varactor diode will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a sectional view of a conventional varactor diode.

【0003】従来のバラクタダイオードは、図2に示す
ように、n++の半導体基板1上に不純物濃度が1014
1016/cm3の第2動作層3b及び不純物濃度が10
16〜1018/cm3の第1動作層3aを形成し、その上
にp++層4を形成し、PN接合を作る。更に、その上に
表面保護用の絶縁膜6と外部との電気的結合のための電
極7を形成してバラクタダイオードを製造している。な
お、図2において、5は空乏層である。
As shown in FIG. 2, a conventional varactor diode has an impurity concentration of 10 14 to 10 on an n ++ semiconductor substrate 1.
The second operation layer 3b of 10 16 / cm 3 and the impurity concentration of 10
A first operating layer 3a of 16 to 10 18 / cm 3 is formed, and ap ++ layer 4 is formed thereon to form a PN junction. Further, an varactor diode is manufactured by forming an insulating film 6 for protecting the surface and an electrode 7 for electrical coupling with the outside. In FIG. 2, reference numeral 5 denotes a depletion layer.

【0004】一般に、ダイオードの接合容量値Cは、不
純物濃度Nと面積Sに対して次式の関係にある。 C = K・√N ・S …… 式 (K:比例定数)
Generally, the junction capacitance C of a diode has the following relationship with the impurity concentration N and the area S. C = K√N · S… formula (K: proportionality constant)

【0005】ところで、従来のバラクタダイオードは、
電圧に対する容量変化比を大きくするために、不純物濃
度の異なる2つの動作層を形成している(図2の第1動
作層3a及び第2動作層3b参照)。そして、従来のバ
ラクタダイオードにおいて、低電圧では、空乏層5が第
1動作層3aの領域に広がり、図3(バラクタダイオー
ドの容量-電圧特性を示す図)のA部のような大きな容量
値が得られ、一方、高電圧では、空乏層5がさらに広が
り、不純物濃度の低い第2動作層3bまで入り、式よ
り容量が小さくなり、図3のB部のようになる。その結
果、低電圧と高電圧での容量変化比は、大きくなること
がみられる。
By the way, a conventional varactor diode is:
In order to increase the capacitance change ratio with respect to the voltage, two operation layers having different impurity concentrations are formed (see the first operation layer 3a and the second operation layer 3b in FIG. 2). Then, in the conventional varactor diode, at a low voltage, the depletion layer 5 spreads in the region of the first operation layer 3a, and a large capacitance value as shown in the part A of FIG. On the other hand, at a high voltage, the depletion layer 5 further expands and enters the second operation layer 3b having a low impurity concentration, and the capacitance is reduced by the equation, as shown in part B of FIG. As a result, the capacitance change ratio between the low voltage and the high voltage is seen to increase.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】バラクタダイオードの
直列抵抗Rは、特性を悪くするため、小さければ小さい
ほどよく、不純物濃度Nと面積Sに対して次式で表わ
される。 R = K・√1/N ・S …… 式 (K:比例定数)
The series resistance R of the varactor diode is preferably as small as possible in order to deteriorate the characteristics. The series resistance R is expressed by the following equation with respect to the impurity concentration N and the area S. R = K · √1 / N · S Equation (K: proportionality constant)

【0007】従来のバラクタダイオードは、容量比を大
きくするため、不純物濃度の大きい第1動作層以外に不
純物濃度の小さい第2動作層を形成する必要があった。
その結果、第2動作層の直列抵抗が大きくなる。例えば
式及び式より、第2動作層の不純物濃度を第1動作
層の9倍とすると、容量の変動は1/3しかならないが、
一方、直列抵抗は9倍となり、容量の減少率よりも直列
抵抗の増加率が大きくなり、バラクタダイオードの特性
が悪くなるという問題があった。
In the conventional varactor diode, in order to increase the capacitance ratio, it is necessary to form a second operating layer having a low impurity concentration in addition to the first operating layer having a high impurity concentration.
As a result, the series resistance of the second operation layer increases. For example, according to the formula and the formula, when the impurity concentration of the second operation layer is set to be nine times that of the first operation layer, the change in capacitance is only 1/3, but
On the other hand, the series resistance is 9 times, the rate of increase of the series resistance is larger than the rate of decrease of the capacitance, and there is a problem that the characteristics of the varactor diode deteriorate.

【0008】本発明は、上記問題点を解消するバラクタ
ダイオードを提供することを目的とする。詳細には、容
量変化比を大きくすると、それに伴い直列抵抗も大きく
なるものであるところ、本発明は、容量変化比が同等で
あるにもかかわらず、直列抵抗の増加率を小さくするこ
とができるバラクタダイオードを提供することを目的と
する。
[0008] An object of the present invention is to provide a varactor diode that solves the above problems. Specifically, when the capacitance change ratio is increased, the series resistance is also increased accordingly. However, according to the present invention, the rate of increase in the series resistance can be reduced despite the same capacitance change ratio. It is an object to provide a varactor diode.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】そして、本発明のバラク
タダイオードは、動作層の深さ方向に動作層の面積が小
さくなっている構造とする点を特徴とし、これによっ
て、上記目的を達成したものである。
The varactor diode according to the present invention is characterized in that the structure of the varactor diode is such that the area of the operation layer is reduced in the depth direction of the operation layer, thereby achieving the above object. Things.

【0010】即ち、本発明は、「 ++ の半導体基板上に
不純物を含む動作層を形成し、該動作層上にp ++ 層を形
成してなるバラクタダイオードにおいて、前記半導体基
板とその上に形成された前記動作層との間の選択された
一部分に絶縁層を形成し、前記動作層の深さ方向に前記
動作層の面積を小さくしてなることを特徴とするバラク
タダイオード」を要旨とするものである。
[0010] That is, the present invention provides a method for manufacturing an " n ++
Forming an operation layer containing impurities and forming a p ++ layer on the operation layer;
In form and becomes varactor diode, wherein the selected portion between the semiconductor substrate and the active layer formed thereon to form an insulating layer, the <br/> operation in the depth direction of the active layer A varactor diode characterized in that the area of the layer is reduced.

【0011】[0011]

【実施例】次に、本発明の実施例を図1に基づいて参照
して説明する。図1は、本発明の一実施例のバラクタダ
イオードの断面図であって、これは、n++の半導体基板
1上の選択された一部分に絶縁層2を形成し、半導体基
板1と絶縁層2の上に不純物濃度が1016〜1018/cm3
の動作層3を形成する。更に、動作層3上にp++層4を
形成し、その上に表面保護用の絶縁膜6と電極7を形成
してバラクタダイオードを作る。なお、図1において、
5は空乏層である。
Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a cross-sectional view of a varactor diode according to an embodiment of the present invention. The varactor diode has an insulating layer 2 formed on a selected portion of an n ++ semiconductor substrate 1, and the semiconductor substrate 1 and the insulating layer And the impurity concentration is 10 16 to 10 18 / cm 3
Is formed. Further, a p ++ layer 4 is formed on the operation layer 3, and an insulating film 6 for protecting the surface and an electrode 7 are formed thereon to form a varactor diode. In FIG. 1,
5 is a depletion layer.

【0012】本発明は、容量変化比を大きくするため、
動作層3の面積を深さ方向の途中から小さくする方法を
用いている。低電圧では、空乏層5が動作層3の面積の
大きい領域に広がり、図3のA部のような大きな容量値
が得られ、一方、高電圧では、空乏層5がさらに広が
り、動作層3の面積の小さい領域まで入り、前記式よ
り容量が小さくなり、図3のB部のようになる。その結
果、低電圧と高電圧での容量変化比も大きくなる。
According to the present invention, in order to increase the capacitance change ratio,
A method is used in which the area of the operation layer 3 is reduced from halfway in the depth direction. At a low voltage, the depletion layer 5 spreads over a region where the area of the operation layer 3 is large, and a large capacitance value as shown at A in FIG. 3 is obtained. , And the capacitance is reduced by the above equation, as shown in part B of FIG. As a result, the capacitance change ratio between the low voltage and the high voltage also increases.

【0013】このバラクタダイオードの容量ー電圧特性
は、電圧の低いところの容量値は近似的にp++層4の面
積に比例するが、電圧が高くなり、空乏層5が絶縁層2
まで広がると、容量値は近似的に絶縁層2にはさまれた
部分の動作層3の面積に比例して急激に小さくなり、容
量比が大きくなる。
In the capacitance-voltage characteristics of this varactor diode, the capacitance value at a low voltage is approximately proportional to the area of the p ++ layer 4, but the voltage increases and the depletion layer 5
When it spreads out, the capacitance value decreases sharply in proportion to the area of the operation layer 3 approximately between the insulating layers 2, and the capacitance ratio increases.

【0014】また、前記式及び式より、動作層3の
面積の減少を1/3にすることにより容量の変動を1/3に
すると、直列抵抗は3倍となり、従来バラクタダイオー
ドで同等の容量の変動得るための直列抵抗の増加率9倍
より小さくすることができるようになる。つまり、容量
の変動を1/N倍とするため、従来バラクタダイオードで
は、N2倍の直列抵抗の増加があったが、本発明のバラ
クタダイオードでは、N倍の直列抵抗の増加で押さえる
ことができる利点を有する。
According to the above formulas and formulas, when the change in capacitance is reduced to 1/3 by reducing the area of the operation layer 3 to 1/3, the series resistance is tripled, and the same capacitance as that of the conventional varactor diode is obtained. Can be made smaller than the increase rate of the series resistance of 9 times to obtain the variation of In other words, in order to make the capacitance fluctuation 1 / N times, in the conventional varactor diode, the series resistance has been increased by N 2 times, but in the varactor diode of the present invention, it can be suppressed by the N times increase in the series resistance. Have the advantages that can be.

【0015】[0015]

【発明の効果】本発明は、以上詳記したとおり、動作層
の深さ方向の面積を小さくすることにより、従来のバラ
クタダイオードと同等の容量比を得ながら、従来のバラ
クタダイオードより直列抵抗を小さくし、バラクタダイ
オードの特性を改善することができる効果が生ずる。
As described in detail above, the present invention reduces the area of the operating layer in the depth direction, thereby obtaining a capacitance ratio equivalent to that of the conventional varactor diode, and increasing the series resistance of the conventional varactor diode. The effect of reducing the size and improving the characteristics of the varactor diode occurs.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施例を示すバラクタダイオードの断
面図である。
FIG. 1 is a sectional view of a varactor diode showing an embodiment of the present invention.

【図2】従来のバラクタダイオードの断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view of a conventional varactor diode.

【図3】バラクタダイオードの容量-電圧特性を示す図
である。
FIG. 3 is a diagram showing a capacitance-voltage characteristic of a varactor diode.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 n++の半導体基板 2 絶縁層 3 動作層 3a 第1動作層 3b 第2動作層 4 p++層 5 空乏層 6 絶縁膜 7 電極Reference Signs List 1 n ++ semiconductor substrate 2 insulating layer 3 operating layer 3a first operating layer 3b second operating layer 4 p ++ layer 5 depletion layer 6 insulating film 7 electrode

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 ++ の半導体基板上に不純物を含む動作
層を形成し、該動作層上にp ++ 層を形成してなるバラク
タダイオードにおいて、前記半導体基板とその上に形成
された前記動作層との間の選択された一部分に絶縁層を
形成し、前記動作層の深さ方向に前記動作層の面積を小
さくしてなることを特徴とするバラクタダイオード。
1. An operation including an impurity on an n ++ semiconductor substrate
Formed by forming a p ++ layer on the active layer
In another diode, said semiconductor substrate and on the selected portion between the operation layer formed thereon to form an insulating layer, formed by reducing the area of the active layer in the depth direction of the active layer A varactor diode, characterized in that:
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