JP2967265B2 - Semiconductor device - Google Patents

Semiconductor device

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JP2967265B2
JP2967265B2 JP9888996A JP9888996A JP2967265B2 JP 2967265 B2 JP2967265 B2 JP 2967265B2 JP 9888996 A JP9888996 A JP 9888996A JP 9888996 A JP9888996 A JP 9888996A JP 2967265 B2 JP2967265 B2 JP 2967265B2
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polycrystalline silicon
silicon film
film
thickness
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博文 原田
豊 斉藤
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Esu Ai Ai Aaru Dei Sentaa Kk
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Esu Ai Ai Aaru Dei Sentaa Kk
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Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、多層の多結晶シ
リコン膜からなるラダー抵抗回路及び、そのラダー抵抗
とトランジスタとからなる半導体装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a ladder resistance circuit comprising a multi-layer polycrystalline silicon film and a semiconductor device comprising the ladder resistance and a transistor.

【0002】[0002]

【従来の技術】図2は、従来のラダー抵抗回路に用いら
れている抵抗素子と、絶縁ゲート電界効果型トランジス
タ(以下MISFETと略す)との断面図である。基板
1の表面に酸化膜2を介して多結晶シリコン膜が設けら
れている。この多結晶シリコン膜は、酸化膜2の一部分
を薄膜化したゲート酸化膜3、ソース/ドレイン領域
4、ゲート電極5からなるMISFETのゲート電極、
及び抵抗素子を構成している。多結晶シリコン膜からな
る抵抗素子の両側は高濃度不純物領域6が形成され、そ
の間は、抵抗素子の抵抗値を決定する低濃度不純物領域
7が形成されている。この抵抗素子の高濃度不純物領域
6の上には中間絶縁膜8のコンタクトホールを介して金
属配線9が設けられており、高濃度不純物領域とオーミ
ック接触が保たれている。さらに、その上には全体にシ
リコン窒化膜パッシベーション10が設けられている。
ラダー抵抗回路は、図2の抵抗素子を金属配線を介して
複数直列または並列接続して同一基板表面に形成されて
いる。
2. Description of the Related Art FIG. 2 is a sectional view of a resistance element used in a conventional ladder resistance circuit and an insulated gate field effect transistor (hereinafter abbreviated as MISFET). A polycrystalline silicon film is provided on a surface of a substrate 1 with an oxide film 2 interposed therebetween. The polycrystalline silicon film includes a gate electrode of a MISFET including a gate oxide film 3 in which a part of the oxide film 2 is thinned, a source / drain region 4, and a gate electrode 5.
And a resistance element. A high-concentration impurity region 6 is formed on both sides of the resistance element made of a polycrystalline silicon film, and a low-concentration impurity region 7 for determining the resistance value of the resistance element is formed therebetween. A metal wiring 9 is provided on the high-concentration impurity region 6 of the resistance element via a contact hole of the intermediate insulating film 8 to maintain ohmic contact with the high-concentration impurity region. Further, a silicon nitride film passivation 10 is provided on the entire surface.
The ladder resistance circuit is formed on the same substrate surface by connecting a plurality of resistance elements of FIG. 2 in series or in parallel via metal wiring.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来、絶縁ゲ
ート電界効果型トランジスタとラダー抵抗回路を集積化
する場合、以下の課題があった。多結晶シリコンで構成
する抵抗素子の抵抗値を大きく設計する場合、抵抗の長
さを比例して長く設ける必要があるがそのためにチップ
サイズが大きくなり安価な回路を供給できない。特に、
ラダー抵抗回路の面積や精度が製品コストや製品性能に
大きな影響を及ぼすD/Aコンバータ及びA/Dコンバ
ータにおいて、同一基板上に設けられた絶縁ゲート電解
効果型トランジスタのゲート電極とラダー抵抗の薄膜を
兼ねて形成しようとすると、ラダー抵抗の面積が大きく
なり、同様にコストも高くなってしまう。
However, there have been the following problems when integrating an insulated gate field effect transistor and a ladder resistance circuit. When the resistance value of the resistance element made of polycrystalline silicon is designed to be large, it is necessary to lengthen the resistance proportionately. However, the chip size becomes large, so that an inexpensive circuit cannot be supplied. Especially,
In D / A converters and A / D converters, in which the area and accuracy of the ladder resistance circuit greatly affect product cost and product performance, the gate electrode of an insulated gate field effect transistor and a thin film of ladder resistance provided on the same substrate If the ladder resistance is also formed, the area of the ladder resistor increases, and the cost also increases.

【0004】そこで、この発明の目的は、従来のこのよ
うな課題を解決するために、トランジスタを同時に集積
化した半導体装置における、ラダー抵抗回路の単位面積
当たりの抵抗値の増加と、それに伴うチップサイズの小
型化、ローコスト化、及び高精度化にある。
Accordingly, an object of the present invention is to solve the above-described conventional problems by increasing the resistance value per unit area of a ladder resistance circuit in a semiconductor device in which transistors are simultaneously integrated and a chip associated therewith. The goal is to reduce the size, lower the cost, and increase the accuracy.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、この発明は、基準電圧手段と電圧増幅手段と電圧分
割手段とデジタル信号処理手段を有し、電圧増幅手段は
少なくとも接地電圧とデジタル信号処理手段の電圧から
選ばれる電圧を入力し、デジタル信号処理手段の電圧を
増幅した信号を出力し、電圧分割手段はラダー抵抗回路
により構成し、ラダー回路は、基準電圧手段から出力す
る電圧を分割し、デジタル電圧信号処理手段に複数の異
なる値の電流を出力することを特徴とする半導体装置及
び、基準電圧手段と電圧比較手段と電圧分割手段とエン
コーダを有し、電圧比較手段は少なくとも入力電圧と電
圧分割手段の電圧から選ばれる電圧を入力し、2つの電
圧差に応じた信号をエンコーダに出力し、エンコーダ
は、複数の電圧比較手段からの信号を入力し、複数の電
圧比較手段からの信号を比較して、複数の電圧を出力
し、電圧分割手段はラダー抵抗回路により構成し、基準
電圧手段から出力する電圧を分割することを特徴とする
半導体装置において、ラダー抵抗回路を、基板表面に設
けられた第1の多結晶シリコン膜からなる第1の抵抗
と、第1の抵抗と層間絶縁膜を介して設けられた第2の
多結晶シリコン膜からなる第2の抵抗とから構成した。
In order to solve the above problems, the present invention comprises a reference voltage means, a voltage amplifying means, a voltage dividing means and a digital signal processing means, wherein the voltage amplifying means comprises at least a ground voltage and a digital signal. A voltage selected from the voltage of the signal processing means is input, a signal obtained by amplifying the voltage of the digital signal processing means is output, the voltage dividing means is constituted by a ladder resistance circuit, and the ladder circuit is configured to output the voltage outputted from the reference voltage means. A semiconductor device which divides and outputs a plurality of currents having different values to the digital voltage signal processing means; and a reference voltage means, a voltage comparison means, a voltage division means and an encoder, wherein the voltage comparison means has at least an input. A voltage selected from the voltage and the voltage of the voltage dividing means is input, and a signal corresponding to the two voltage differences is output to the encoder. A signal from a stage is input, a signal from a plurality of voltage comparing means is compared, a plurality of voltages are output, and a voltage dividing means is constituted by a ladder resistance circuit, and a voltage outputted from a reference voltage means is divided. In the semiconductor device, a ladder resistance circuit includes a first resistor made of a first polycrystalline silicon film provided on a substrate surface, and a second resistor provided via the first resistor and an interlayer insulating film. And a second resistor made of a polycrystalline silicon film.

【0006】または、第1の多結晶シリコン膜と、層間
絶縁膜と、第2の多結晶シリコン膜と、絶縁ゲート電解
効果型トランジスタとを含み、厚さが2000〜400
0Åで、不純物濃度が1020atoms/cm3以上の第
1の多結晶シリコン膜で絶縁ゲート電解効果型トランジ
スタのゲート電極を構成し、第2の多結晶シリコン膜で
ラダー抵抗回路を構成している半導体装置とした。
Alternatively, the semiconductor device includes a first polycrystalline silicon film, an interlayer insulating film, a second polycrystalline silicon film, and an insulated gate field effect transistor, and has a thickness of 2,000 to 400.
At 0 °, a first polycrystalline silicon film having an impurity concentration of 10 20 atoms / cm 3 or more forms a gate electrode of an insulated gate field effect transistor, and a second polycrystalline silicon film forms a ladder resistance circuit. Semiconductor device.

【0007】さらに、第2の多結晶シリコンが、第1の
多結晶シリコン膜より薄いことを特徴とする半導体装置
とした。さらに、第2の多結晶シリコンの膜厚が100
から1000Åで不純物濃度が1×1015から5×10
19atoms/cm3であることを特徴とする半導体装置
とした。
Further, a semiconductor device is characterized in that the second polycrystalline silicon is thinner than the first polycrystalline silicon film. Further, the thickness of the second polycrystalline silicon is 100
From 1000 ° to 1 × 10 15 to 5 × 10
The semiconductor device was characterized by being 19 atoms / cm 3 .

【0008】また、特に第2の多結晶シリコンの膜厚が
500Åであることを特徴とする半導体装置とした。さ
らに層間絶縁膜が1000から4000Åの厚さのNS
G膜であることを特徴とする半導体装置とした。
In addition, a semiconductor device is characterized in that the thickness of the second polycrystalline silicon is 500 °. Further, the interlayer insulating film is formed of NS having a thickness of 1000 to 4000 mm.
The semiconductor device was a G film.

【0009】または、層間絶縁膜が200から700Å
の厚さの熱酸化膜であることを特徴とする半導体装置と
した。
Alternatively, the interlayer insulating film has a thickness of 200 to 700 °.
A semiconductor device characterized in that it is a thermal oxide film having a thickness of

【0010】[0010]

【作用】ラダー抵抗回路を多層構造の多結晶シリコン膜
で形成しているために、各々の抵抗間隔を設ける必要が
なくなり面積を小さくできる。また、絶縁ゲート型トラ
ンジスタのゲート電極を第1層目の多結晶シリコンで形
成し、ラダー抵抗回路を第2層目の多結晶シリコン膜で
形成しているために、ラダー抵抗回路を構成する多結晶
シリコンの厚さや熱処理、不純物注入条件などが、MI
SFETのゲート電極を構成する多結晶シリコンの厚さ
や熱処理、不純物注入条件などの制約を受けることがな
く、自由に設定できる。
Since the ladder resistance circuit is formed of a polycrystalline silicon film having a multilayer structure, there is no need to provide a resistance interval between the ladder resistance circuits and the area can be reduced. Further, since the gate electrode of the insulated gate transistor is formed of the first layer of polycrystalline silicon and the ladder resistance circuit is formed of the second layer of polycrystalline silicon, the polycrystalline silicon constituting the ladder resistance circuit is formed. The thickness of crystalline silicon, heat treatment, impurity implantation conditions, etc.
It can be set freely without being restricted by the thickness of polycrystalline silicon constituting the gate electrode of the SFET, heat treatment, impurity implantation conditions, and the like.

【0011】また、ラダー抵抗回路を薄い多結晶シリコ
ン膜で形成しているために、厚い多結晶シリコン膜でラ
ダー抵抗回路を形成している場合に比べ、同じ濃度の不
純物を注入したときに高い抵抗値を得ることができる。
そのためラダー抵抗回路の抵抗の長さを短くでき、ラダ
ー抵抗回路に要する面積を小さくできる。
Further, since the ladder resistance circuit is formed of a thin polycrystalline silicon film, it is higher when impurities of the same concentration are implanted than in the case where the ladder resistance circuit is formed of a thick polycrystalline silicon film. A resistance value can be obtained.
Therefore, the length of the resistance of the ladder resistance circuit can be reduced, and the area required for the ladder resistance circuit can be reduced.

【0012】また、第2の多結晶シリコンの膜厚が10
0から1000Åで不純物濃度が1×1015から5×1
19atoms/cm3とすることにより、ラダー抵抗回
路を構成する抵抗素子の抵抗値を安定的に得ることがで
き、不純物濃度ばらつきによる抵抗値のばらつきを抑え
ることができる。
Further, when the thickness of the second polycrystalline silicon is 10
0 to 1000 ° and impurity concentration of 1 × 10 15 to 5 × 1
By setting the value to 0 19 atoms / cm 3 , the resistance value of the resistance element forming the ladder resistance circuit can be stably obtained, and the variation in the resistance value due to the variation in the impurity concentration can be suppressed.

【0013】さらに層間絶縁膜が1000から4000
Åの厚さのNSG膜とすることにより、コンタクトエッ
チング不良や、NSG膜のピンホールによるリークを防
止すできる。または、層間絶縁膜が200から700Å
の厚さの熱酸化膜とすることにより、1層目と2層目の
多結晶シリコン間のリークや、この熱酸化膜を通して行
うイオン注入の高エネルギー化を避けることができる。
Further, the interlayer insulating film has a thickness of 1000 to 4000.
With the NSG film having the thickness of Å, it is possible to prevent contact etching failure and leakage due to pinholes in the NSG film. Alternatively, the interlayer insulating film has a thickness of 200 to 700 °.
By using a thermal oxide film having a thickness of 2 mm, it is possible to avoid leakage between the first and second layers of polycrystalline silicon and increase in energy of ion implantation performed through this thermal oxide film.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】図1は、本発明の半導体装置を構
成するMISFET及び抵抗素子の断面図である。基板
1の表面に酸化膜2が設けられている。酸化膜2の上
に、第1の多結晶シリコン膜が設けられている。この第
1の多結晶シリコン膜は、500〜700℃の低圧CV
Dにより形成され、主にMISFETのゲート電極とし
て使用される。従って、この第1の多結晶シリコン膜
は、一般的に膜厚が2000〜4000Åで、不純物濃
度が1020atoms/cm3以上で、シート抵抗は10
0Ω/□以下である。この第1の多結晶シリコン膜の上
には層間絶縁膜11が設けられ、この層間絶縁膜上に第
2の多結晶シリコン膜が設けられている。この層間絶縁
膜には、NSG(Nondoped Silicate
Glass)膜、または、熱酸化膜のどちらかを選
ぶ。NSGの場合、コンタクトエッチング不良や、NS
G膜のピンホールによるリークを防止するために、膜厚
は1000〜4000Åの間を選ぶ。また、熱酸化膜の
場合、1層目と2層目の多結晶シリコン間のリークや、
この熱酸化膜を通して行うイオン注入の高エネルギー化
を避けるために、200〜700Åの間の膜厚を選ぶ。
FIG. 1 is a cross-sectional view of a MISFET and a resistor constituting a semiconductor device according to the present invention. An oxide film 2 is provided on the surface of a substrate 1. On oxide film 2, a first polycrystalline silicon film is provided. This first polycrystalline silicon film has a low pressure CV of 500 to 700 ° C.
D and is mainly used as a gate electrode of a MISFET. Therefore, the first polycrystalline silicon film generally has a thickness of 2000 to 4000 °, an impurity concentration of 10 20 atoms / cm 3 or more, and a sheet resistance of 10
0 Ω / □ or less. An interlayer insulating film 11 is provided on the first polycrystalline silicon film, and a second polycrystalline silicon film is provided on the interlayer insulating film. This interlayer insulating film is provided with NSG (Non-doped Silicate).
(Glass) film or thermal oxide film. In the case of NSG, contact etching failure and NS
In order to prevent leakage due to pinholes in the G film, the film thickness is selected between 1000 and 4000 °. In the case of a thermal oxide film, leakage between the first and second layers of polycrystalline silicon,
In order to avoid high energy of ion implantation performed through the thermal oxide film, a film thickness of 200 to 700 ° is selected.

【0015】第2の多結晶シリコンは、500〜700
℃の低圧CVDにより形成し、イオン注入による下の膜
への突き抜けや、カバレジ不良を防止するために、50
0〜2000Åの膜厚値を選ぶ。この第2の多結晶シリ
コン膜は、低濃度不純物領域7及び、高濃度不純物領域
6の2つの領域とからなり、主に高抵抗のラダー抵抗回
路に用いられ、抵抗値を決定する低濃度不純物領域の両
側に、金属配線とオーミック接触を得るための高濃度不
純物領域を設けた抵抗素子から構成される。この低濃度
不純物領域の不純物濃度は抵抗素子として安定な値を得
るためには10 15〜5×1019atoms/cm3の値に
選ぶ。最適値としては1017〜5×10 19atoms/
cm3が好ましい。
The second polycrystalline silicon is 500 to 700
Film formed by low pressure CVD at ℃ and the film below by ion implantation
50 to prevent penetration and poor coverage.
Choose a film thickness value between 0 and 2000 °. This second polycrystalline silicon
The silicon film includes a low concentration impurity region 7 and a high concentration impurity region.
6, mainly consisting of high-resistance ladder resistor circuits.
Of the low-concentration impurity region used for the
On the other side, there is a high concentration
It is composed of a resistance element provided with a pure region. This low concentration
The impurity concentration in the impurity region has a stable value as a resistance element.
10 to get Fifteen~ 5 × 1019atoms / cmThreeTo the value of
Choose. The optimal value is 1017~ 5 × 10 19atoms /
cmThreeIs preferred.

【0016】第2の多結晶シリコン膜の上には中間絶縁
膜8が形成されている。第2の多結晶シリコン膜の上の
高濃度不純物領域の上の中間絶縁膜にはコンタクトホー
ルが設けられ、コンタクトホールを介して金属電極9が
各々の高濃度不純物領域と電気的に接続して設けられて
いる。一般にこのような金属電極としてはアルミ電極が
用いられる。金属電極9の上にはシリコン窒化膜パッシ
ベーション10が設けられている。
An intermediate insulating film 8 is formed on the second polycrystalline silicon film. A contact hole is provided in the intermediate insulating film on the high-concentration impurity region on the second polycrystalline silicon film, and the metal electrode 9 is electrically connected to each high-concentration impurity region via the contact hole. Is provided. Generally, an aluminum electrode is used as such a metal electrode. A silicon nitride film passivation 10 is provided on the metal electrode 9.

【0017】第2の多結晶シリコン膜厚は先に述べた5
00〜2000Åの間で任意に設定できるので、例え
ば、第1の多結晶シリコンよりも薄い1000Åを選ぶ
ことができる。この場合、第1の多結晶シリコン抵抗と
同じ抵抗値を得るには、第2の多結晶シリコンにドーピ
ングする不純物は、第1の多結晶シリコンで抵抗を形成
する場合に比べて高濃度にすることができる。多結晶シ
リコン抵抗の抵抗値を決める多結晶シリコン低濃度領域
の濃度が高くなると、注入した不純物がグレイン境界に
偏析する割合を少なくできるので、不純物の偏析ばらつ
きに起因する抵抗値のばらつきを小さくすることができ
る。そのため、高精度なラダー抵抗回路を作製するため
には、抵抗素子を構成する多結晶シリコンの薄膜化が望
ましい。
The thickness of the second polycrystalline silicon film is 5 as described above.
Since it can be set arbitrarily between 00 and 2000 °, for example, 1000 ° thinner than the first polycrystalline silicon can be selected. In this case, in order to obtain the same resistance value as that of the first polycrystalline silicon resistor, the impurity to be doped into the second polycrystalline silicon is made higher in concentration than in the case where the resistance is formed by the first polycrystalline silicon. be able to. When the concentration of the polycrystalline silicon low-concentration region that determines the resistance value of the polycrystalline silicon resistor increases, the rate at which the implanted impurities segregate at the grain boundaries can be reduced, so that the variation in the resistance value caused by the impurity segregation variation is reduced. be able to. Therefore, in order to manufacture a highly accurate ladder resistance circuit, it is desirable to reduce the thickness of the polycrystalline silicon constituting the resistance element.

【0018】このような構造は、MISFETと高精度
なラダー抵抗回路を必要とする様々な半導体集積回路に
応用できる。例として、図3に電流比較方式のD/Aコ
ンバータの回路ブロック図を示す。D/Aコンバータ
は、2進数のデジタル電圧信号を10進数のアナログ電
圧信号に変換する半導体装置であり、図3は回路に流れ
る電流量の違いから、電圧信号の変換を実現する回路の
1例である。このD/Aコンバータは、基準電圧手段9
01と、デジタル電圧信号処理手段905と、電圧増幅
手段906と、電圧分割手段である複数の抵抗R301、
R302からなるラダー抵抗回路とで構成され、出力端子
Fよりアナログ電圧信号を出力する。
Such a structure can be applied to various semiconductor integrated circuits that require a MISFET and a high-precision ladder resistance circuit. As an example, FIG. 3 shows a circuit block diagram of a current comparison type D / A converter. A D / A converter is a semiconductor device that converts a binary digital voltage signal into a decimal analog voltage signal. FIG. 3 shows an example of a circuit that realizes conversion of a voltage signal due to a difference in the amount of current flowing through the circuit. It is. This D / A converter is provided with reference voltage means 9.
01, digital voltage signal processing means 905, voltage amplifying means 906, and a plurality of resistors R301 as voltage dividing means.
A ladder resistance circuit composed of R302 outputs an analog voltage signal from an output terminal F.

【0019】基準電圧手段901は、電源ライン88と
接地ライン89との間に接続され、一定電圧を接続点Q
に出力する機能を持つ。デジタル電圧信号処理手段90
5は、入力の2進数デジタル電圧信号を処理し、2進数
の各ビットに対応してスイッチS101からS104
を、接続点U側あるいは接地端子H側に切り換える機能
を持つ。そして、接続点Uにデジタル電圧信号に対応し
た一定電流を出力する。この例の場合は4ビットのデジ
タル電圧信号に対応しており、例えば、デジタル電圧信
号が1010の場合、S101とS103をそれぞれ接
続点U側に、S102とS104を接地端子H側に切り
換える。
The reference voltage means 901 is connected between the power supply line 88 and the ground line 89 and applies a constant voltage to the connection point Q.
It has the function to output to. Digital voltage signal processing means 90
5 processes the input binary digital voltage signal, and switches S101 to S104 corresponding to each bit of the binary number.
To the connection point U side or the ground terminal H side. Then, a constant current corresponding to the digital voltage signal is output to the connection point U. This example corresponds to a 4-bit digital voltage signal. For example, when the digital voltage signal is 1010, S101 and S103 are switched to the connection point U side, and S102 and S104 are switched to the ground terminal H side.

【0020】電圧増幅手段906は電圧増幅度が100
倍以上で、2つの入力端子を持ち、2つの入力端子に印
加される電圧の差を増幅して出力端子に出力する機能を
持つ。この例では、電圧増幅手段の非反転端子114を
接地ライン89に接続し、反転端子113を接続点V及
び、R301を介して出力端子Fとに接続することによ
り、デジタル電圧信号処理手段905から出力される一
定電流を出力電圧に変換している。この電圧増幅手段9
06は、電圧増幅度が100倍以上と、高い値であるの
で接続点U、Vの電位は接地ラインと同じ0Vに安定し
ている。
The voltage amplification means 906 has a voltage amplification degree of 100
More than twice, it has two input terminals and has the function of amplifying the difference between the voltages applied to the two input terminals and outputting it to the output terminal. In this example, by connecting the non-inverting terminal 114 of the voltage amplifying means to the ground line 89 and connecting the inverting terminal 113 to the connection point V and the output terminal F via R301, the digital voltage signal processing means 905 The output constant current is converted to an output voltage. This voltage amplifying means 9
06 has a high voltage amplification factor of 100 times or more, so the potentials of the connection points U and V are stable at 0 V, which is the same as the ground line.

【0021】ラダー抵抗回路を構成する各抵抗R301、
R302は、それぞれの抵抗値をR301、R302とすると、
以下の関係を満足する値を選定する。 R302 = 2×R301 先に述べたように、接続点Uの電位は接地端子Hと同じ
0Vであるので、デジタル電圧信号処理手段内の各スイ
ッチS101からS104が、接続点U側あるいは接地
端子H側のどちらに切り替わっても、R302に対してデ
ジタル電圧信号処理側の電位は0Vになる。以上の条件
から、Q、R、S、Tのどの各接続点から見ても下側の
等価抵抗値はR302(=2×R301)に等しくなる。その
ため基準電圧手段から接続点Qに流れる電流をIRとす
ると、スイッチS101からS104に流れる電流はそ
れぞれIR/2、IR/4、IR/8、IR/16となり、
この電流の比は各2進数ビットを10進数に直したとき
の比に対応している。
Each resistor R301 constituting the ladder resistor circuit,
Assuming that each resistance value of R302 is R301 and R302,
Select a value that satisfies the following relationship. R302 = 2 × R301 As described above, since the potential of the connection point U is the same 0 V as the ground terminal H, the switches S101 to S104 in the digital voltage signal processing means are connected to the connection point U side or the ground terminal H. No matter which side is switched, the potential on the digital voltage signal processing side becomes 0 V with respect to R302. From the above conditions, the lower equivalent resistance value is equal to R302 (= 2 × R301) from any connection point of Q, R, S, and T. Therefore, assuming that the current flowing from the reference voltage means to the connection point Q is IR, the current flowing from the switch S101 to S104 is IR / 2, IR / 4, IR / 8 and IR / 16, respectively.
This current ratio corresponds to the ratio when each binary bit is converted to a decimal number.

【0022】基準電圧手段901から出力される一定電
圧をVR、出力端子Fからの出力電圧をVO、スイッチS
101からS104に対応する各ビットをB1、B2、B
3、B4(但し、B1〜B4は1または0で、この組み合わ
せがデジタル電圧信号を表す)とすると、アナログ出力
電圧V0は以下のようになる。
The constant voltage output from the reference voltage means 901 is VR, the output voltage from the output terminal F is VO, and the switch S
Each bit corresponding to 101 to S104 is represented by B1, B2, B
3, B4 (where B1 to B4 are 1 or 0, and this combination represents a digital voltage signal), the analog output voltage V0 is as follows.

【0023】V0 =−{(1/2)×B1+(1/4)×B2+(1/
8)×B3+(1/16)×B4}VR このD/Aコンバータ内のラダー抵抗回路の構成要素で
あるR301、R302は、多結晶シリコン抵抗で作成する。
上の式の1/2、1/4等の定数は、R301、R302の抵
抗の比、つまりR302=2×R301に基づくものであるの
で、これは多結晶シリコン抵抗の比で決まる。そのため
この抵抗比の精度がD/Aコンバータの精度を左右する
ことになる。
V0 =-{(1/2) × B1 + (1/4) × B2 + (1 /
8) × B3 + (1/16) × B4} VR R301 and R302, which are components of the ladder resistance circuit in the D / A converter, are made of polycrystalline silicon resistors.
Since the constants such as 、 and の in the above equation are based on the ratio of the resistances of R301 and R302, that is, R302 = 2 × R301, this is determined by the ratio of the polycrystalline silicon resistance. Therefore, the accuracy of the resistance ratio affects the accuracy of the D / A converter.

【0024】図3のラダー抵抗回路は、変換するデジタ
ル信号のビット数が1つ増えれば、並列に接続する抵抗
R301、R302の組の数が1つが増える。つまり、信号の
分解能を上げるためにデジタル信号のビット数を増やす
と、ラダー抵抗回路に要する面積が大きくなる。しか
し、この多結晶シリコン抵抗を後述のように第2の多結
晶シリコン膜で構成することにより、ラダー抵抗回路を
小面積で、正確に形成できる。
In the ladder resistance circuit of FIG. 3, if the number of bits of the digital signal to be converted increases by one, the number of pairs of resistors R301 and R302 connected in parallel increases by one. That is, if the number of bits of the digital signal is increased in order to increase the resolution of the signal, the area required for the ladder resistance circuit increases. However, the ladder resistance circuit can be accurately formed in a small area by forming the polycrystalline silicon resistor with the second polycrystalline silicon film as described later.

【0025】この方法は、多結晶シリコン抵抗で構成さ
れるラダー抵抗回路を持つ全てのD/Aコンバータ回路
に適用できる。図4は、本発明を並列比較方式のA/D
コンバータに応用した場合の回路ブロック図である。A
/Dコンバータは、アナログ電圧信号を、2進数のデジ
タル電圧信号に変換する半導体装置であり、図4は、ア
ナログ入力電圧と、様々な一定電圧を比較して、アナロ
グ入力電圧に最も近い一定電圧を選んで2進数のデジタ
ル電圧に変換する回路である。
This method can be applied to all D / A converter circuits having a ladder resistance circuit composed of polycrystalline silicon resistance. FIG. 4 shows the A / D of the parallel comparison system according to the present invention.
It is a circuit block diagram in the case of applying to a converter. A
The / D converter is a semiconductor device that converts an analog voltage signal into a binary digital voltage signal. FIG. 4 compares an analog input voltage with various constant voltages to determine a constant voltage closest to the analog input voltage. Is a circuit that selects and converts it into a binary digital voltage.

【0026】このA/Dコンバータは、基準電圧手段9
01と、電圧分割手段である複数の抵抗R303、R3
04からなるラダー抵抗回路907と、複数の電圧比較
手段903と、エンコーダ908とで構成され、アナロ
グ入力電圧信号入力端子Wから入力されたアナログ電圧
信号を、2進数のデジタル電圧信号に変換し、デジタル
電圧信号出力端子Xより出力する機能を持つ。図4は、
例として3ビットのデジタル電圧信号に対応している。
This A / D converter is provided with a reference voltage means 9.
01 and a plurality of resistors R303 and R3 as voltage dividing means.
04, a ladder resistance circuit 907, a plurality of voltage comparison means 903, and an encoder 908. The analog voltage signal input from the analog input voltage signal input terminal W is converted into a binary digital voltage signal. It has a function of outputting from a digital voltage signal output terminal X. FIG.
For example, it corresponds to a 3-bit digital voltage signal.

【0027】基準電圧手段901は、電源ライン88と
接地ライン89との間に接続され、一定電圧をラダー抵
抗回路907に出力する機能を持つ。ここで、基準電圧
手段から出力される一定電圧は、アナログ電圧信号入力
端子から入力される電圧より高い値であることを前提と
している。
The reference voltage means 901 is connected between the power supply line 88 and the ground line 89 and has a function of outputting a constant voltage to the ladder resistance circuit 907. Here, it is assumed that the constant voltage output from the reference voltage means is higher than the voltage input from the analog voltage signal input terminal.

【0028】ラダー抵抗回路907は、複数の抵抗R3
03、R304で構成され、基準電圧手段から出力され
た一定電圧を複数の電圧に分割し、この複数の電圧を複
数の電圧比較手段903にそれぞれ出力する機能を持
つ。電圧比較手段903は、アナログ電圧信号入力端子
Wからのアナログ電圧信号と、ラダー抵抗回路907か
らの電圧を比較し、その大小によって異なる電圧を出力
する機能を持つ。
The ladder resistance circuit 907 includes a plurality of resistors R3
03, R304, and has a function of dividing the constant voltage output from the reference voltage means into a plurality of voltages, and outputting the plurality of voltages to the plurality of voltage comparison means 903, respectively. The voltage comparison unit 903 has a function of comparing an analog voltage signal from the analog voltage signal input terminal W with a voltage from the ladder resistance circuit 907 and outputting a different voltage depending on the magnitude.

【0029】エンコーダ908は、複数の論理和ゲート
回路などの論理回路で構成され、複数の電圧比較手段か
ら出力された電圧の組を入力とし、この複数の電圧を比
較判断し、2進数のデジタル電圧信号に変換し、デジタ
ル電圧信号出力端子Xに出力する機能を持つ。
The encoder 908 is constituted by a plurality of logic circuits such as a logical sum gate circuit, receives a set of voltages output from a plurality of voltage comparing means as inputs, compares and determines the plurality of voltages, and determines a binary digital number. It has a function of converting a voltage signal to a digital voltage signal output terminal X.

【0030】基準電圧から出力される一定電圧は、ラダ
ー抵抗回路のR303、R304などの抵抗比により分
割され、この例では5つの電圧を、接続点Y、Z、A
A、BB、CCから得ている。この複数の電圧は、それ
ぞれアナログ電圧入力信号と、電圧比較手段で比較し、
アナログ電圧入力信号の方が大きければ電源電圧を、ア
ナログ電圧入力信号の方が小さければ接地電圧(0V)
が電圧比較手段からエンコーダに出力される。すなわ
ち、例えばアナログ電圧入力信号の電圧値が接続点Zの
電圧値と接続点AAの電圧値の間の値であれば、電源電
圧を1、接地電圧を0とすると、電圧比較手段からの出
力はそれぞれ、上から00111となる。この信号は、
アナログ電圧入力信号を近似した値であり、この信号を
エンコーダで変換することにより、アナログ電圧入力信
号を2進数で表したデジタル電圧信号を出力端子から得
ている。
The constant voltage output from the reference voltage is divided by the resistance ratio of the ladder resistance circuit such as R303 and R304. In this example, five voltages are divided into connection points Y, Z, and A.
A, BB and CC. Each of the plurality of voltages is compared with an analog voltage input signal by voltage comparison means,
If the analog voltage input signal is larger, the power supply voltage is used. If the analog voltage input signal is smaller, the ground voltage (0 V) is used.
Is output from the voltage comparison means to the encoder. That is, for example, if the voltage value of the analog voltage input signal is a value between the voltage value of the connection point Z and the voltage value of the connection point AA, if the power supply voltage is 1 and the ground voltage is 0, the output from the voltage comparison means Are respectively 00011 from the top. This signal is
The analog voltage input signal is a value approximating the analog voltage input signal. By converting the signal with an encoder, a digital voltage signal representing the analog voltage input signal in a binary number is obtained from an output terminal.

【0031】ここでこのA/Dコンバータ内のラダー抵
抗回路の構成要素であるR301、R302は、多結晶シリコ
ン抵抗で作成するので、この多結晶シリコンの抵抗比の
精度が、デジタル電圧出力信号の精度を左右することに
なる。この多結晶シリコン抵抗を後述のように第2の多
結晶シリコン膜で構成することにより、ラダー抵抗回路
を小面積で、正確に形成できる。またこの方法は、多結
晶シリコン抵抗で構成されるラダー抵抗回路を持つ全て
のA/Dコンバータ回路に適用できる。
Here, the components of the ladder resistance circuit in the A / D converter, R301 and R302, are made of polycrystalline silicon resistors. Therefore, the precision of the resistance ratio of the polycrystalline silicon depends on the digital voltage output signal. Accuracy will be affected. The ladder resistance circuit can be accurately formed with a small area by forming the polycrystalline silicon resistor with the second polycrystalline silicon film as described later. Further, this method can be applied to all A / D converter circuits having a ladder resistance circuit constituted by a polycrystalline silicon resistor.

【0032】以上のように、A/Dコンバータ及びD/
Aコンバータの多くは、電圧の分圧、あるいは電流の分
流のために、多結晶シリコン膜で構成される抵抗素子に
よるラダー抵抗回路が用いられるが、このラダー抵抗回
路の分圧、あるいは分流精度がA/DコンバータやD/
Aコンバータの変換精度に大きな影響を与えている。ま
た、一般に変換のデジタルビット数が多ければ、その付
加するビット数分の抵抗素子を余分に形成しなければな
らないため、デジタル信号の分解能が高いほど大面積の
ラダー抵抗回路が必要となり、これはチップ面積の増大
に基づくコストの増大に結びつく。つまり、ラダー抵抗
回路の高精度化と面積縮小化は、A/Dコンバータ及び
D/Aコンバータの製品としての精度・コストに影響を
与える、非常に大きな要素である。
As described above, the A / D converter and the D /
Most A converters use a ladder resistor circuit composed of a resistive element composed of a polycrystalline silicon film to divide a voltage or divide a current. A / D converter and D /
This has a great effect on the conversion accuracy of the A-converter. In general, if the number of digital bits for conversion is large, extra resistive elements corresponding to the number of added bits must be formed.Therefore, the higher the resolution of the digital signal, the larger the ladder resistor circuit is required. This leads to an increase in cost based on an increase in chip area. In other words, high precision and area reduction of the ladder resistance circuit are very large factors that affect the accuracy and cost of A / D converters and D / A converters as products.

【0033】ところで、図3及び図4で述べたD/Aコ
ンバータ及びA/Dコンバータで用いているラダー抵抗
回路内の抵抗素子は全て、図5のように、ある多結晶シ
リコン膜の最小抵抗体の直列あるいは並列により形成さ
れる。この最小抵抗体は、抵抗値ばらつきが大きくなら
ない範囲の最小の幅及び長さを有する抵抗体で、ラダー
抵抗回路は、この最小抵抗体を複数同じ間隔で形成した
ものを金属配線などで電気的に接続して構成する。それ
ぞれの最小抵抗体の両側には、金属配線とオーミックコ
ンタクトを得るために、高濃度不純物領域6が設けられ
ている。この高濃度不純物領域の間は低濃度不純物領域
7が形成され、この領域の不純物の濃度や多結晶シリコ
ン膜の膜厚、最小抵抗体の幅、長さにより抵抗素子の抵
抗値が決まる。つまり、最小抵抗体の抵抗値及び抵抗値
ばらつきを損なうことなく、この最小抵抗体の幅及び長
さを縮小することができれば、ラダー抵抗回路の面積を
縮小することができる。
Incidentally, all the resistance elements in the ladder resistance circuit used in the D / A converter and the A / D converter described in FIGS. 3 and 4 have the minimum resistance of a certain polycrystalline silicon film as shown in FIG. It is formed by serial or parallel body. This minimum resistor is a resistor having a minimum width and length within a range where resistance value variation does not increase.A ladder resistor circuit is formed by electrically connecting a plurality of such minimum resistors at the same interval with metal wiring or the like. Connect to and configure. On both sides of each minimum resistor, a high concentration impurity region 6 is provided in order to obtain an ohmic contact with a metal wiring. A low-concentration impurity region 7 is formed between the high-concentration impurity regions, and the resistance value of the resistance element is determined by the impurity concentration in this region, the thickness of the polycrystalline silicon film, and the width and length of the minimum resistor. That is, if the width and length of the minimum resistor can be reduced without impairing the resistance value and the resistance value variation of the minimum resistor, the area of the ladder resistance circuit can be reduced.

【0034】図6に、多結晶シリコン抵抗の抵抗値を決
定する低濃度不純物領域の濃度に対する、多結晶シリコ
ンのシート抵抗の依存性を、多結晶シリコン膜厚をパラ
メータにして示している。多結晶シリコン抵抗の低濃度
不純物領域の濃度を薄くすると、注入した不純物がグレ
イン境界に偏析するなどの、多結晶シリコンの特性によ
り、多結晶シリコン抵抗の抵抗値のばらつきが大きくな
る。しかし、同じ抵抗値を得る場合、多結晶シリコン膜
厚を薄くした方が、厚い場合に比べて、薄膜化により抵
抗値を大きくできる分だけ、低濃度不純物領域の濃度を
高くすることができ、不純物の偏析ばらつきの影響が少
なくなる。そのため同じ抵抗値の抵抗素子を形成する場
合、多結晶シリコン膜厚が薄い方が、不純物濃度に起因
する抵抗値ばらつきに対しては有利である。
FIG. 6 shows the dependence of the sheet resistance of the polycrystalline silicon on the concentration of the low concentration impurity region which determines the resistance value of the polycrystalline silicon resistance, using the polycrystalline silicon film thickness as a parameter. When the concentration of the low-concentration impurity region of the polycrystalline silicon resistor is reduced, the variation in the resistance value of the polycrystalline silicon resistor increases due to characteristics of the polycrystalline silicon, such as the segregation of the implanted impurities at the grain boundaries. However, in order to obtain the same resistance value, it is possible to increase the concentration of the low-concentration impurity region by reducing the thickness of the polycrystalline silicon as compared with the case where the thickness is large, as much as the resistance value can be increased by thinning. The influence of segregation variation of impurities is reduced. Therefore, when forming resistive elements having the same resistance value, a thinner polycrystalline silicon film is more advantageous against resistance value variation due to impurity concentration.

【0035】図7に、多結晶シリコン膜厚に対する、多
結晶シリコン膜厚の基板面内ばらつきを示す。同図のよ
うに、多結晶シリコン膜厚が500Åより薄くなると、
多結晶シリコン膜厚の基板面内のばらつきが無視できな
くなる。そのためこの領域では、多結晶シリコン膜で構
成される抵抗素子の抵抗値ばらつきは膜厚ばらつきの影
響を受けることになる。従って、抵抗素子の抵抗値ばら
つき低減のための薄膜化は、最低500Åまでとすると
よい。
FIG. 7 shows the in-plane variation of the polycrystalline silicon film thickness with respect to the polycrystalline silicon film thickness. As shown in the figure, when the polycrystalline silicon film thickness becomes thinner than 500 °,
Variations in the thickness of the polycrystalline silicon within the substrate surface cannot be ignored. Therefore, in this region, the resistance value variation of the resistance element formed of the polycrystalline silicon film is affected by the film thickness variation. Therefore, it is preferable that the thickness of the thin film for reducing the resistance value variation of the resistive element be at least 500 °.

【0036】図8に、多結晶シリコン膜による抵抗素子
のシート抵抗に対する、抵抗値ばらつきの依存性を、多
結晶シリコン膜厚をパラメータにして示している。図6
及び図7の結果より、500Å以上の膜厚のとき、膜厚
が薄い方がばらつきの少ない抵抗値を得ることができる
ことが分かる。
FIG. 8 shows the dependence of the resistance value variation on the sheet resistance of the resistance element made of the polycrystalline silicon film, using the polycrystalline silicon film thickness as a parameter. FIG.
7 shows that when the film thickness is 500 ° or more, the thinner the film thickness, the smaller the variation in the resistance value.

【0037】また、図9に、多結晶シリコン抵抗の抵抗
値ばらつきの別の要因である、抵抗素子長さに対する、
抵抗値のばらつきの依存性を、多結晶シリコン膜厚をパ
ラメータにして示している。この図のように、多結晶シ
リコン抵抗の長さを短くすると、一般に抵抗値ばらつき
が大きくなる。多結晶シリコン膜厚を薄くしても同様な
現象が生じるが、先に述べたように膜厚を薄くした方
が、不純物偏析ばらつきが小さいため、全体的に抵抗値
ばらつきが小さい。多結晶シリコン抵抗の長さを短くす
ることによる抵抗値ばらつきの増大は、抵抗素子の低濃
度不純物領域に拡散してくる、高濃度不純物領域の不純
物の拡散ばらつきに起因する。多結晶シリコン膜は結晶
性の低いグレイン境界が存在するため、この部分で容易
に不純物が拡散し、また同時にその拡散長がばらつきや
すい。そのため、多結晶シリコン抵抗の長さを短くする
と、この拡散長ばらつきが全体の抵抗値に影響する割合
が大きくなり、抵抗値ばらつきが増大する。
FIG. 9 shows another factor of the variation in the resistance value of the polycrystalline silicon resistance, which is the length of the resistance element.
The dependence of the variation in the resistance value is shown using the thickness of the polycrystalline silicon film as a parameter. As shown in this figure, when the length of the polycrystalline silicon resistor is reduced, the resistance value variation generally increases. A similar phenomenon occurs even if the thickness of the polycrystalline silicon is reduced. However, as described above, when the thickness is reduced, variation in resistance segregation is small because variation in impurity segregation is small. The increase in the variation in the resistance value due to the reduction in the length of the polycrystalline silicon resistor is caused by the variation in the diffusion of the impurity in the high-concentration impurity region, which diffuses into the low-concentration impurity region of the resistance element. Since the polycrystalline silicon film has a grain boundary with low crystallinity, impurities are easily diffused in this portion, and at the same time, the diffusion length tends to vary. Therefore, when the length of the polycrystalline silicon resistor is shortened, the rate at which the variation in the diffusion length affects the entire resistance value increases, and the variation in the resistance value increases.

【0038】先に述べた最小抵抗体の長さは、この抵抗
値ばらつきの傾向を元にして選ぶ。例えば、図9で多結
晶シリコン膜厚が3500Åの場合、多結晶シリコン抵
抗の長さが100μm以上であれば、小さい抵抗ばらつ
きの多結晶シリコン抵抗が得られる。しかし、多結晶シ
リコン膜厚を1000Åにすると、同じ抵抗値ばらつき
に抑えるには、50μm以上で良いことが分かる。従っ
て最小抵抗体の長さを、多結晶シリコン膜厚3500Å
で100μmであった場合、1000Åの膜厚のときは
50μmでよい。すなわち、多結晶シリコン膜厚を薄く
することにより、抵抗素子の抵抗値及び抵抗ばらつきを
損なうことなく、抵抗長さを短くすることができる。そ
のため、この抵抗素子を用いるラダー抵抗回路の面積を
小さくすることができる。
The length of the minimum resistor described above is selected based on the tendency of the resistance value variation. For example, when the thickness of the polycrystalline silicon is 3500 ° in FIG. 9, if the length of the polycrystalline silicon resistor is 100 μm or more, a polycrystalline silicon resistor having a small resistance variation can be obtained. However, when the polycrystalline silicon film thickness is set to 1000 °, it is understood that 50 μm or more is sufficient to suppress the same resistance value variation. Accordingly, the length of the minimum resistor is set to 3500 °
Is 100 μm, the thickness may be 50 μm when the film thickness is 1000 °. In other words, by reducing the thickness of the polycrystalline silicon film, the resistance length can be reduced without impairing the resistance value and the resistance variation of the resistance element. Therefore, the area of the ladder resistance circuit using this resistance element can be reduced.

【0039】また逆に、同じ面積のラダー抵抗回路であ
れば、多結晶シリコン膜を薄くすることにより、抵抗値
ばらつきの少ない高精度なラダー抵抗回路を形成するこ
とができる。そのため、このラダー抵抗回路をD/Aコ
ンバータ及びA/Dコンバータに用いることにより、先
に述べた電流分割あるいは電圧分割の精度が高くなり、
変換精度が高いD/Aコンバータ及びA/Dコンバータ
を得ることができる。また、ある一定の変換精度を補償
するD/Aコンバータ及びA/Dコンバータに対して
は、本発明の方法のように、膜厚の薄い多結晶シリコン
膜を用いることで、変換精度が向上し、製品歩留まりが
高くなるという利点がある。
Conversely, if the ladder resistance circuit has the same area, a highly accurate ladder resistance circuit with less resistance value variation can be formed by thinning the polycrystalline silicon film. Therefore, by using this ladder resistance circuit for the D / A converter and the A / D converter, the accuracy of the current division or the voltage division described above is improved,
A D / A converter and an A / D converter with high conversion accuracy can be obtained. For a D / A converter and an A / D converter that compensate for a certain conversion accuracy, the conversion accuracy is improved by using a thin polycrystalline silicon film as in the method of the present invention. This has the advantage of increasing the product yield.

【0040】[0040]

【発明の効果】本発明によれば、抵抗値の大きなラダー
抵抗を小面積で実現できる。また、同一基板上に設けら
れたMISFETのゲート電極とを容易に同一プロセス
で形成することができる。
According to the present invention, a ladder resistor having a large resistance value can be realized in a small area. Further, the gate electrode of the MISFET provided on the same substrate can be easily formed by the same process.

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

【図1】本発明のMISFET及び抵抗素子の断面図で
ある。
FIG. 1 is a sectional view of a MISFET and a resistance element according to the present invention.

【図2】従来のMISFET及び抵抗素子の断面図であ
る。
FIG. 2 is a cross-sectional view of a conventional MISFET and a resistance element.

【図3】本発明のD/Aコンバータの実施例の回路図で
ある。
FIG. 3 is a circuit diagram of a D / A converter according to an embodiment of the present invention.

【図4】本発明のA/Dコンバータの実施例の回路図で
ある。
FIG. 4 is a circuit diagram of an embodiment of the A / D converter of the present invention.

【図5】本発明の抵抗素子の平面図である。FIG. 5 is a plan view of the resistance element of the present invention.

【図6】本発明の抵抗素子の、多結晶シリコン低濃度不
純物濃度と多結晶シリコンシート抵抗の関係を表すグラ
フである。
FIG. 6 is a graph showing the relationship between the polycrystalline silicon low-concentration impurity concentration and the polycrystalline silicon sheet resistance of the resistive element of the present invention.

【図7】本発明の抵抗素子の、多結晶シリコン膜厚と多
結晶シリコン膜厚基板面内ばらつきの関係を表すグラフ
である。
FIG. 7 is a graph showing the relationship between the polycrystalline silicon film thickness and the in-plane variation of the polycrystalline silicon film thickness of the resistive element of the present invention.

【図8】本発明の抵抗素子の、多結晶シリコンシート抵
抗と隣接多結晶シリコン抵抗値ばらつきの関係を表すグ
ラフである。
FIG. 8 is a graph showing a relationship between a polycrystalline silicon sheet resistance and a variation in adjacent polycrystalline silicon resistance values of the resistance element of the present invention.

【図9】本発明の抵抗素子の、最小抵抗長さと隣接多結
晶シリコン抵抗値ばらつきの関係を表したグラフであ
る。
FIG. 9 is a graph showing the relationship between the minimum resistance length and the variation in adjacent polycrystalline silicon resistance value of the resistance element of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 基板 2 酸化膜 3 ゲート酸化膜 4 ソース/ドレイン領域 5 ゲート電極 6 高濃度不純物領域 7 低濃度不純物領域 8 中間絶縁膜 9 金属配線 10 シリコン窒化膜パッシベーション 11 層間絶縁膜 12 コンタクトホール 88 電源ライン 89 接地ライン 93 出力端子F 94 電源端子G 95 接地端子H 901 基準電圧手段 903 電圧比較手段 905 デジタル電圧信号処理手段 906 電圧増幅手段 907 ラダー抵抗回路 908 エンコーダ 107 接続点Q 108 接続点R 109 接続点S 110 接続点T 111 接続点U 112 接続点V 113 反転端子 114 非反転端子 115 アナログ電圧信号入力端子W 116 デジタル電圧信号出力端子X 117 接続点Y 118 接続点Z 119 接続点AA 120 接続点BB 121 接続点CC DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Substrate 2 Oxide film 3 Gate oxide film 4 Source / drain region 5 Gate electrode 6 High concentration impurity region 7 Low concentration impurity region 8 Intermediate insulating film 9 Metal wiring 10 Silicon nitride film passivation 11 Interlayer insulating film 12 Contact hole 88 Power supply line 89 Ground line 93 Output terminal F 94 Power supply terminal G 95 Ground terminal H 901 Reference voltage means 903 Voltage comparison means 905 Digital voltage signal processing means 906 Voltage amplification means 907 Ladder resistance circuit 908 Encoder 107 Connection point Q 108 Connection point R 109 Connection point S 110 Connection point T 111 Connection point U 112 Connection point V 113 Inverting terminal 114 Non-inverting terminal 115 Analog voltage signal input terminal W 116 Digital voltage signal output terminal X 117 Connection point Y 118 Connection point Z 119 Connection point AA 120 Connection point BB 21 connection point CC

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−316467(JP,A) 特開 平2−79470(JP,A) 特開 昭63−207165(JP,A) 特開 平4−40707(JP,A) 特開 平8−213912(JP,A) 特開 昭62−45162(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H01L 27/04 H01L 21/822 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of front page (56) References JP-A-63-316467 (JP, A) JP-A-2-79470 (JP, A) JP-A-63-207165 (JP, A) JP-A-4- 40707 (JP, A) JP-A-8-213912 (JP, A) JP-A-62-45162 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 6 , DB name) H01L 27/04 H01L 21 / 822

Claims (9)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 絶縁ゲート電界効果型トランジスタから
なる基準電圧手段と電圧増幅手段とデジタル信号処理手
段と、ラダー抵抗回路からなる電圧分割手段を有し、 前記電圧増幅手段は少なくとも接地電圧と前記デジタ
ル信号処理手段の電圧から選ばれる電圧を入力し、前記
デジタル信号処理手段の電圧を増幅した信号を出力し、 前記電圧分割手段は前記基準電圧手段から出力する電
圧を分割し、前記デジタル電圧信号処理手段に複数の異
なる値の電流を出力し、 前記基準電圧手段と前記電圧増幅手段と前記デジタル信
号処理手段を構成する絶縁ゲート電解効果型トランジス
タのゲート電極は、半導体基板上に絶縁膜を介して設け
られるとともに、厚さが2000〜4000Åで、不純
物濃度が10 20 atoms/cm 3 以上の第1の多結晶
シリコン膜からなり、 前記ラダー抵抗回路は、前記第1の多結晶シリコン膜と
層間絶縁膜を介して設けられた第2の多結晶シリコン膜
からなること、 を特徴とする半導体装置。
1. An insulated gate field effect transistor
Reference voltage means and the voltage amplifier means and the digital signal processing hand made
Has a stage, a voltage dividing means including a ladder resistor circuit, said voltage amplification means receives the voltage selected from a voltage of at least a ground voltage the digital signal processing means to amplify the voltage of the digital signal processing means outputs a signal, the voltage dividing means divides a voltage output from the reference voltage unit, and outputs a current of a plurality of different values in the digital voltage signal processing means, and the reference voltage means and said voltage amplification means The digital signal
Insulated gate field effect transistor constituting the signal processing means
Gate electrode is provided on the semiconductor substrate via an insulating film.
And the thickness is 2000-4000mm,
First polycrystal having a substance concentration of 10 20 atoms / cm 3 or more
A ladder resistance circuit, comprising a first polycrystalline silicon film;
Second polycrystalline silicon film provided via an interlayer insulating film
It is made of, and wherein a.
【請求項2】 絶縁ゲート電界効果型トランジスタから
なる基準電圧手段と電圧比較手段とエンコーダと、ラダ
ー抵抗回路からなる電圧分割手段を有し、 前記電圧比較手段は少なくとも入力電圧と前記電圧分
割手段の電圧から選ばれる電圧を入力し、前記2つの電
圧差に応じた信号を前記エンコーダに出力し、前記エン
コーダは、前記複数の電圧比較手段からの信号を入力
し、前記複数の電圧比較手段からの信号を比較して、複
数の電圧を出力し、 前記電圧分割手段は前記基準電圧手段から出力する電圧
を分割し、 前記基準電圧手段と前記電圧比較手段と前記エンコーダ
を構成する絶縁ゲート電解効果型トランジスタのゲート
電極は、半導体基板上に絶縁膜を介して設けられるとと
もに、厚さが2000〜4000Åで、不純物濃度が1
20 atoms/cm 3 以上の第1の多結晶シリコン膜
からなり、 前記ラダー抵抗回路は、前記第1の多結晶シリコン膜と
層間絶縁膜を介して設けられた第2の多結晶シリコン膜
からなること、 を特徴とする半導体装置。
2. An insulated gate field effect transistor
A reference voltage means and the voltage comparing means and the encoder comprising, Rada
Has a voltage dividing means consisting of over resistor circuit, said voltage comparator means receives a voltage selected from a voltage of at least the input voltage the voltage dividing means, outputting a signal corresponding to the two voltage differences to the encoder and, the encoder inputs the signals from the plurality of voltage comparing means compares the signals from the plurality of voltage comparing means outputs a plurality of voltages, said voltage dividing means prior Symbol reference voltage means dividing the voltage output from the said reference voltage means and the voltage comparing means encoder
The gate of the insulated gate field effect transistor
When the electrodes are provided on a semiconductor substrate via an insulating film,
It has a thickness of 2000-4000 mm and an impurity concentration of 1
The first polycrystalline silicon film of 0 20 atoms / cm 3 or more
From it, the ladder resistor circuit, said first polycrystalline silicon film
Second polycrystalline silicon film provided via an interlayer insulating film
It is made of, and wherein a.
【請求項3】 前記第2の多結晶シリコン膜が前記第1
の多結晶シリコン膜より薄いことを特徴とする請求項
または2に記載の半導体装置。
3. The method according to claim 1, wherein said second polycrystalline silicon film is formed of said first polycrystalline silicon film.
2. The thin film according to claim 1, wherein said thin film is thinner than said polycrystalline silicon film.
Or the semiconductor device according to 2 .
【請求項4】 前記第2の多結晶シリコン膜の膜厚が1
00〜1000Åであることを特徴とする請求項1また
は2に記載の半導体装置。
4. The method according to claim 1, wherein said second polycrystalline silicon film has a thickness of 1
2. The method according to claim 1, wherein
3. The semiconductor device according to 2 .
【請求項5】 前記第2の多結晶シリコン膜の膜厚が約
500Åであることを特徴とする請求項1または2に
載の半導体装置。
5. A serial <br/> mounting semiconductor device to claim 1 or 2, wherein the thickness of the second polycrystalline silicon film is about 500 Å.
【請求項6】 前記第2の多結晶シリコン膜の平均グレ
インサイズが200〜1000Åであることを特徴とす
る請求項1または2に記載の半導体装置。
6. The semiconductor device according to claim 1 or 2 average grain size of the second polycrystalline silicon film is characterized in that it is a 200~1000A.
【請求項7】 前記第2の多結晶シリコン膜の不純物濃
度が1×10 15 から5×10 19 atoms/cm 3 であ
ることを特徴とする請求項4に記載の半導体装置。
7. An impurity concentration of said second polycrystalline silicon film.
Degrees from the 1 × 10 15 5 × 10 19 atoms / cm 3 der
The semiconductor device according to claim 4, wherein:
【請求項8】 前記層間絶縁膜が1000から4000
Åの厚さのNSG(Nondoped Silicat
e Glass)膜であることを特徴とする請求項1ま
たは2に記載の半導体装置。
8. The method according to claim 1, wherein the interlayer insulating film has a thickness of 1,000 to 4,000.
G NSG (Nondoped Silicat)
claim, characterized in that a e Glass) film 1 or
3. The semiconductor device according to item 2 .
【請求項9】 前記層間絶縁膜が200から700Åの
厚さの熱酸化膜であることを特徴とする請求項1または
2に記載の半導体装置。
9. The method of claim 1, wherein the interlayer insulating film is a thickness of the thermal oxide film of 700Å from 200 or
3. The semiconductor device according to 2 .
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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