JP3501664B2 - Semiconductor device - Google Patents

Semiconductor device

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JP3501664B2
JP3501664B2 JP32656298A JP32656298A JP3501664B2 JP 3501664 B2 JP3501664 B2 JP 3501664B2 JP 32656298 A JP32656298 A JP 32656298A JP 32656298 A JP32656298 A JP 32656298A JP 3501664 B2 JP3501664 B2 JP 3501664B2
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layer
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parasitic capacitance
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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】本発明は、ポリシリコン層に
より容量の下部電極や抵抗が形成された半導体装置に関
するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor device having a lower electrode of a capacitor and a resistor formed of a polysilicon layer.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、水晶発振回路などでは半導体装置
内のポリシリコン領域により容量や抵抗が形成されてい
る。
2. Description of the Related Art Conventionally, in a crystal oscillator circuit or the like, a capacitor and a resistor are formed by a polysilicon region in a semiconductor device.

【0003】図10は水晶発振回路の構成を示す図であ
り、30は半導体集積回路、31は水晶発振子、32は
可変容量ダイオード、34,63,64はボンディング
パッド、20,36,37,38は抵抗、22,24は
容量、21,23,25,44,46,47,48は寄
生容量、50はトランジスタである。
FIG. 10 is a diagram showing the structure of a crystal oscillation circuit, in which 30 is a semiconductor integrated circuit, 31 is a crystal oscillator, 32 is a variable capacitance diode, 34, 63 and 64 are bonding pads, 20, 36, 37, and 38 is a resistor, 22 and 24 are capacitors, 21, 23, 25, 44, 46, 47 and 48 are parasitic capacitors, and 50 is a transistor.

【0004】この水晶発振回路は、半導体集積回路30
と、水晶発振子31及び水晶発振子31に作用して発振
周波数を可変とするための可変容量ダイオード32とで
構成される。水晶発振子31と可変容量ダイオード32
の互いに接続されていない両端は、ボンディングパッド
34,64を介して半導体集積回路30に接続される。
また、分布的に寄生容量が付加されている。たとえば、
ボンディングパッド34に寄生容量44、抵抗36に寄
生容量46、抵抗37に寄生容量47、抵抗38に寄生
容量48、抵抗20に寄生容量21、容量22に寄生容
量23、容量24に寄生容量25が付加される。
This crystal oscillator circuit is a semiconductor integrated circuit 30.
And a variable capacitance diode 32 for varying the oscillation frequency by acting on the crystal oscillator 31 and the crystal oscillator 31. Crystal oscillator 31 and variable capacitance diode 32
Both ends of which are not connected to each other are connected to the semiconductor integrated circuit 30 through the bonding pads 34 and 64.
In addition, parasitic capacitance is added in a distributed manner. For example,
The bonding pad 34 has a parasitic capacitance 44, the resistor 36 has a parasitic capacitance 46, the resistor 37 has a parasitic capacitance 47, the resistor 38 has a parasitic capacitance 48, the resistor 20 has a parasitic capacitance 21, the capacitor 22 has a parasitic capacitance 23, and the capacitor 24 has a parasitic capacitance 25. Is added.

【0005】図10における抵抗20,36,37,3
8や容量22,24の下部電極はポリシリコン層で形成
され、ポリシリコン層の下部の構造は同一となるため、
ポリシリコン層の下部の構造を図11に示す。また、容
量や抵抗を形成するポリシリコン層の下部に付加された
寄生容量の接続を図12に示す。
Resistors 20, 36, 37, 3 in FIG.
8 and the lower electrodes of the capacitors 22 and 24 are formed of a polysilicon layer, and the structures below the polysilicon layer are the same,
The structure underneath the polysilicon layer is shown in FIG. FIG. 12 shows the connection of the parasitic capacitance added to the lower portion of the polysilicon layer forming the capacitance and resistance.

【0006】図11は容量、抵抗の共通構造でもあるポ
リシリコン領域近傍の断面構造を示す図である。図11
において、56はP型シリコンからなるP型半導体基板
である。この半導体基板56の一端は接地されている。
54はP型半導体基板56の上にエピタキシャル成長さ
せたN型半導体(シリコン)層、55はN型半導体層5
4を電気的に分離するためN型半導体層54の上下の両
面から拡散されたP型拡散層からなる素子分離層、70
はポリシリコンを主成分とし容量の下部電極あるいは抵
抗となるポリシリコン層、52はポリシリコン層70と
拡散層等が形成されたN型半導体層54とを絶縁させる
ための絶縁膜である。一例として、絶縁膜52は、15
nmの厚さのシリコン窒化膜で形成される。57はN型
半導体層54よりも高不純物濃度のN型埋め込み拡散層
である。P型半導体基板56上にN型埋め込み拡散層5
7を形成した後、N型半導体層54をエピタキシャル成
長させている。N型埋め込み拡散層57は、エピタキシ
ャル成長されたN型半導体層54の抵抗成分を低下する
とともに、N型半導体層54とP型の半導体層(56,
55)の耐圧を上げるために形成している。
FIG. 11 is a view showing a sectional structure in the vicinity of a polysilicon region which is also a common structure of capacitance and resistance. Figure 11
In the above, 56 is a P-type semiconductor substrate made of P-type silicon. One end of this semiconductor substrate 56 is grounded.
54 is an N-type semiconductor (silicon) layer epitaxially grown on a P-type semiconductor substrate 56, and 55 is an N-type semiconductor layer 5.
An element isolation layer made of a P-type diffusion layer diffused from both upper and lower surfaces of the N-type semiconductor layer 54 in order to electrically isolate the element 4.
Is a polysilicon layer containing polysilicon as a main component and serving as a lower electrode of the capacitor or a resistor, and 52 is an insulating film for insulating the polysilicon layer 70 and the N-type semiconductor layer 54 in which a diffusion layer or the like is formed. As an example, the insulating film 52 is 15
It is formed of a silicon nitride film having a thickness of nm. Reference numeral 57 is an N-type buried diffusion layer having a higher impurity concentration than the N-type semiconductor layer 54. The N-type buried diffusion layer 5 is formed on the P-type semiconductor substrate 56.
After forming 7, the N-type semiconductor layer 54 is epitaxially grown. The N-type buried diffusion layer 57 reduces the resistance component of the epitaxially grown N-type semiconductor layer 54, and at the same time, the N-type semiconductor layer 54 and the P-type semiconductor layer (56,
55) to increase the breakdown voltage.

【0007】以上の構成において、容量とP型半導体基
板との間、抵抗とP型半導体基板との間で形成される各
寄生容量は、図12に示されるように、容量の下部電極
や抵抗となるポリシリコン層70からN型半導体層54
まで見た容量値をC1,N型半導体層54とP型半導体
基板56との接合での容量値C2で構成される。
In the above structure, the parasitic capacitances formed between the capacitance and the P-type semiconductor substrate and between the resistance and the P-type semiconductor substrate are as shown in FIG. From the polysilicon layer 70 to be the N-type semiconductor layer 54
The capacitance value seen up to here is constituted by C1, and the capacitance value C2 at the junction of the N-type semiconductor layer 54 and the P-type semiconductor substrate 56.

【0008】以上の構造において電位を示すため、仮想
の電極Aをポリシリコン層70に接続し、仮想の電極B
をN型半導体層54に接続した。
In order to indicate the potential in the above structure, the virtual electrode A is connected to the polysilicon layer 70 and the virtual electrode B is connected.
Was connected to the N-type semiconductor layer 54.

【0009】図12は、図11の各層間に発生する寄生
容量の接続を示す等価回路図である。60は、絶縁膜5
2の両面に接したポリシリコン層70とN型半導体層5
4との間に形成される寄生容量を示し、61は、N型埋
め込み拡散層57及びN型半導体層54とP型半導体基
板56及び素子分離層55との間に形成される寄生容量
を示すものである。
FIG. 12 is an equivalent circuit diagram showing the connection of parasitic capacitances generated between the layers of FIG. 60 is an insulating film 5
2 and the polysilicon layer 70 and the N-type semiconductor layer 5 contacting both sides
4 indicates a parasitic capacitance formed between the N-type buried diffusion layer 57 and the N-type semiconductor layer 54 and the P-type semiconductor substrate 56 and the element isolation layer 55. It is a thing.

【0010】ポリシリコン層70に接続した電極Aから
接地されたP型半導体基板56の間の等価回路は、図1
2に示されるように、電極Aと接地間に寄生容量60及
び61が直列に接続される。寄生容量60と寄生容量6
1の接続部に電極Bが接続される。ここで、寄生容量6
0は、絶縁膜52の誘電率及び厚さ、境界の面積によっ
て決定され固定された値を有する。一方、寄生容量61
は、拡散層が接する面の空乏層の厚さ及び面積によって
決定され、空乏層の厚さがこの空乏層の両面に印加され
る電圧の値によって変動するので寄生容量の値もその電
圧の値に応じて変動する。
An equivalent circuit between the electrode A connected to the polysilicon layer 70 and the grounded P-type semiconductor substrate 56 is shown in FIG.
As shown in FIG. 2, the parasitic capacitances 60 and 61 are connected in series between the electrode A and the ground. Parasitic capacitance 60 and parasitic capacitance 6
The electrode B is connected to the first connection portion. Here, the parasitic capacitance 6
0 has a fixed value determined by the dielectric constant and thickness of the insulating film 52 and the area of the boundary. On the other hand, the parasitic capacitance 61
Is determined by the thickness and area of the depletion layer on the surface in contact with the diffusion layer.Since the thickness of the depletion layer varies depending on the value of the voltage applied to both sides of this depletion layer, the value of the parasitic capacitance is also the value of that voltage. Fluctuates according to.

【0011】図13は、横軸に図12の電極Aに電圧が
印加された時からの時間の経過をとり、縦軸に図12の
電極A、Bの電圧の変動を示したものである。波形A
は、図12の電極Aの波形を示すものであるが、図10
においてはポリシリコン層からなる抵抗37の波形を示
すものである。波形Bは、図12の電極Bの波形を示す
ものであるが、図10においては抵抗37の下部構造内
にあって電極Bに対応する層の波形を示すものである。
以下、図10の構成を基に図13の波形を説明する。
In FIG. 13, the horizontal axis shows the time elapsed from the time when the voltage was applied to the electrode A of FIG. 12, and the vertical axis shows the fluctuation of the voltage of the electrodes A and B of FIG. . Waveform A
10 shows the waveform of the electrode A in FIG.
Shows the waveform of the resistor 37 made of a polysilicon layer. The waveform B shows the waveform of the electrode B in FIG. 12, but in FIG. 10 shows the waveform of the layer corresponding to the electrode B in the lower structure of the resistor 37.
The waveform of FIG. 13 will be described below based on the configuration of FIG.

【0012】図10において、ボンディングパッド63
に電圧源からの電圧が印加されるとともに、このボンデ
ィングパッド63に連なる回路が動作し、抵抗37には
一連の回路によって決定された電圧が印加される。波形
Aは抵抗37に印加された電圧波形を示したものであ
り、この電圧は0.01秒以下の時間で定常電圧値に移
行し、同時に水晶発振子31によって発生した約13M
Hzの発振波形が持続する様子を示したものである。波
形Bは、0.01秒以下の時間で所定の電圧に到達し、
その後徐々に下がる様子を示したものである。波形Bの
電圧が下がることによって、図12で示した寄生容量6
1の値が変動する。寄生容量61の値の変動に伴って電
極Aと接地間の容量値も変動する。
In FIG. 10, the bonding pad 63
Is applied with a voltage from a voltage source, a circuit connected to the bonding pad 63 operates, and the voltage determined by the series of circuits is applied to the resistor 37. The waveform A shows the voltage waveform applied to the resistor 37. This voltage shifts to a steady voltage value in a time of 0.01 seconds or less, and at the same time, about 13M generated by the crystal oscillator 31.
It shows how the oscillation waveform of Hz continues. The waveform B reaches a predetermined voltage in a time of 0.01 seconds or less,
After that, it shows a gradual decrease. As the voltage of the waveform B decreases, the parasitic capacitance 6 shown in FIG.
The value of 1 fluctuates. As the value of the parasitic capacitance 61 changes, the capacitance value between the electrode A and the ground also changes.

【0013】波形Bの電圧変動について図12を基に以
下さらに具体的に説明する。図12の電極Aに電圧が印
加されると寄生容量60と寄生容量61に急速に電荷が
充電され、寄生容量60及び61の値に応じて電極Bに
は電極Aと接地間の電圧が分圧された電圧が出力され
る。しかし、寄生容量61の接合からは接合の濃度に応
じた微量の拡散電流が電極Bから接地に向かって流れ出
ており、この電荷の流れに伴って電極Bの電位が下が
る。電極Bの電位が接地にまで下がるには通常少なくと
も10秒以上の時間がかかる。
The voltage fluctuation of the waveform B will be described more specifically below with reference to FIG. When a voltage is applied to the electrode A of FIG. 12, the parasitic capacitance 60 and the parasitic capacitance 61 are rapidly charged, and the voltage between the electrode A and the ground is divided by the electrode B according to the values of the parasitic capacitances 60 and 61. The compressed voltage is output. However, a small amount of diffusion current according to the concentration of the junction flows out from the electrode B toward the ground from the junction of the parasitic capacitance 61, and the potential of the electrode B decreases with the flow of this charge. It usually takes at least 10 seconds or more for the potential of the electrode B to drop to the ground.

【0014】このように、図12において電極Bの電位
が下がると寄生容量61の容量値が変化するので、電極
Aと接地間の容量値が変動し、図10の抵抗37に寄生
的に付加した容量値も変化する。抵抗37に付加する容
量値の変動に伴い水晶発振子31の発振周波数が変化す
る。この寄生容量の値と発振周波数の変動について説明
する。
As described above, in FIG. 12, when the potential of the electrode B is lowered, the capacitance value of the parasitic capacitance 61 is changed, so that the capacitance value between the electrode A and the ground is changed and parasitically added to the resistor 37 of FIG. The capacitance value changed also changes. The oscillation frequency of the crystal oscillator 31 changes as the capacitance value added to the resistor 37 changes. The variation of the parasitic capacitance value and the oscillation frequency will be described.

【0015】半導体集積回路の各構造の占める面積、材
料の一例から寄生容量値を計算で求めると、図12の寄
生容量60の値が1.18pFであり、寄生容量61の
値は、電源投入直後の値が4pFあるのに対し、電源投
入から10秒後の値が5pFに変動する。この場合につ
いて電極Aと接地間の容量値を求めると、電源投入直後
に0.9112pFであるものが10秒後には0.95
47pFに変化する。この容量値の変化の比率は4.6
%である。一方、図10のボンディングパッド34の発
振波形の周波数を測定すると、電源投入から10秒後に
周波数値が0.3ppm変動した。これは、例えば携帯
電話機において基準となる信号を出力する発振器におい
て許容される周波数の変動範囲はプラスマイナス0.3
ppmであり、規格境界の値である。
When the parasitic capacitance value is calculated from the area occupied by each structure of the semiconductor integrated circuit and an example of the material, the value of the parasitic capacitance 60 of FIG. 12 is 1.18 pF, and the value of the parasitic capacitance 61 is the power-on. The value immediately after is 4 pF, while the value 10 seconds after the power is turned on changes to 5 pF. In this case, when the capacitance value between the electrode A and the ground is obtained, what is 0.9112 pF immediately after the power is turned on is 0.95 ps after 10 seconds.
Change to 47 pF. The rate of change of this capacitance value is 4.6.
%. On the other hand, when the frequency of the oscillation waveform of the bonding pad 34 of FIG. 10 was measured, the frequency value fluctuated by 0.3 ppm 10 seconds after the power was turned on. This is because, for example, the fluctuation range of the frequency allowed in the oscillator that outputs the reference signal in the mobile phone is plus or minus 0.3.
ppm, which is the value at the standard boundary.

【0016】[0016]

【発明が解決しようとする課題】従来、携帯電話機にお
いて、図10のようにして半導体集積回路30、水晶発
振子31及び可変容量ダイオード32によって発振回路
が構成されている。半導体集積回路30と水晶発振子3
1等を接続するためには半導体集積回路30内のボンデ
ィングパッドを介して接続する必要があるが、図12で
示すように各容量、抵抗には寄生容量が付加されてお
り、しかも、電荷の放電とともに寄生容量の値が変動し
ていた。このような寄生容量値の変動は、電源の投入か
ら10秒以上の時間をかけて変動しており、この間この
寄生容量値の変動に従って発振周波数が徐々に変化して
いた。この変化の割合は0.1Hz〜10Hzであった
が、電源投入から10秒後に携帯電話機に要求される周
波数変動の許容値である0.3ppmに、これらの数値
が及ぶことがあった。
Conventionally, in a mobile telephone, an oscillation circuit is constituted by a semiconductor integrated circuit 30, a crystal oscillator 31, and a variable capacitance diode 32 as shown in FIG. Semiconductor integrated circuit 30 and crystal oscillator 3
In order to connect 1 or the like, it is necessary to connect via a bonding pad in the semiconductor integrated circuit 30, but as shown in FIG. 12, a parasitic capacitance is added to each capacitor and resistor, and moreover, the charge The value of the parasitic capacitance fluctuated with the discharge. Such variation in the parasitic capacitance value varies over 10 seconds or more after the power is turned on, and during this period, the oscillation frequency gradually changes according to the variation in the parasitic capacitance value. The rate of this change was 0.1 Hz to 10 Hz, but these values sometimes reached the allowable value of 0.3 ppm of frequency fluctuation required for the mobile phone 10 seconds after the power was turned on.

【0017】本発明は上記従来の課題を解決するもので
あり、高精度な発振周波数の安定性が要求される携帯電
話機等の発振回路に使用した場合に、安定した発振周波
数を得ることのできる容量や抵抗の構造を有した半導体
装置を提供することを目的とする。
The present invention solves the above-mentioned conventional problems, and when used in an oscillation circuit of a mobile phone or the like, which requires a highly accurate oscillation frequency stability, a stable oscillation frequency can be obtained. An object is to provide a semiconductor device having a structure of capacitance and resistance.

【0018】[0018]

【課題を解決するための手段】請求項1記載の半導体装
置は、第1導電型の第1の半導体層と、第1の半導体層
上に形成した第1導電型とは異なる第2導電型の第2の
半導体層と、第1の半導体層上でかつ第2の半導体層の
周囲に形成され第2の半導体層を電気的に隔離する第1
導電型の半導体領域からなる素子分離層と、第2の半導
体層上面に拡散形成され素子分離層と接した第1導電型
の第3の半導体層と、第3の半導体層上に形成した第1
の絶縁膜と、第1の絶縁膜上に形成され容量の電極と
なるポリシリコン層と、ポリシリコン層上に形成した容
量絶縁膜と、容量絶縁膜上に形成され容量の電極とな
る金属層とを備えている。
A semiconductor device according to claim 1, wherein a first conductivity type first semiconductor layer and a second conductivity type different from the first conductivity type formed on the first semiconductor layer. A second semiconductor layer and a first semiconductor layer formed on the first semiconductor layer and around the second semiconductor layer to electrically isolate the second semiconductor layer.
Conductivity and conductivity type isolation layer comprising a semiconductor region, a third semiconductor layer of the first conductivity type in contact with the second semiconductor layer is formed by diffusion in the upper surface isolation layer, formed on the third semiconductor layer First
Insulating film, a polysilicon layer formed on the first insulating film and serving as one electrode of the capacitor, a capacitor insulating film formed on the polysilicon layer, and another electrode of the capacitor formed on the capacitor insulating film. And a metal layer.

【0019】[0019]

【0020】 請求項記載の半導体装置は、請求項
記載の半導体装置において、第1の絶縁膜とポリシリコ
ン層との間に、第2の絶縁膜を備え、この第2の絶縁膜
を第2の半導体層に投影した面が、ポリシリコン層を第
2の半導体層に投影した面を包含するように形成したこ
とを特徴とする。
A semiconductor device according to a second aspect is the semiconductor device according to the first aspect.
In the semiconductor device described above, a second insulating film is provided between the first insulating film and the polysilicon layer, and a surface obtained by projecting the second insulating film onto the second semiconductor layer is the polysilicon layer. It is characterized in that it is formed so as to include a surface projected onto the second semiconductor layer.

【0021】 請求項記載の半導体装置は、第1導電
型の第1の半導体層と、第1の半導体層上に形成した第
1導電型とは異なる第2導電型の第2の半導体層と、第
1の半導体層上でかつ第2の半導体層の周囲に形成され
第2の半導体層を電気的に隔離する第1導電型の半導体
領域からなる素子分離層と、第2の半導体層上面に拡散
形成され素子分離層と接した第1導電型の第3の半導体
層と、第3の半導体層上に形成した第1の絶縁膜と、第
1の絶縁膜上に形成され抵抗となるポリシリコン層とを
備えている。
The semiconductor device according to claim 3 includes a first semiconductor layer of a first conductivity type, a second semiconductor layer of the second conductivity type different from the first conductivity type formed on the first semiconductor layer An element isolation layer, which is formed on the first semiconductor layer and around the second semiconductor layer and electrically isolates the second semiconductor layer, and includes an element isolation layer, and a second semiconductor layer A third semiconductor layer of the first conductivity type formed on the upper surface by diffusion and in contact with the element isolation layer, a first insulating film formed on the third semiconductor layer, and a resistor formed on the first insulating film. And a polysilicon layer.

【0022】[0022]

【0023】 請求項記載の半導体装置は、請求項
記載の半導体装置において、第1の絶縁膜とポリシリコ
ン層との間に、第2の絶縁膜を備え、この第2の絶縁膜
を第2の半導体層に投影した面が、ポリシリコン層を第
2の半導体層に投影した面を包含するように形成したこ
とを特徴とする。
The semiconductor device according to claim 4 is the semiconductor device according to claim 3.
In the semiconductor device described above, a second insulating film is provided between the first insulating film and the polysilicon layer, and a surface obtained by projecting the second insulating film onto the second semiconductor layer is the polysilicon layer. It is characterized in that it is formed so as to include a surface projected onto the second semiconductor layer.

【0024】 請求項1,2記載の半導体装置は、ポリ
シリコン層を容量の下部電極として用いる構成であり、
請求項3,4記載の半導体装置は、ポリシリコン層を抵
抗として用いる構成である。
The semiconductor device according to claim 1 or 2 is configured to use a polysilicon layer as a lower electrode of a capacitor,
The semiconductor device according to the third and fourth aspects is configured to use a polysilicon layer as a resistor.

【0025】 請求項1,請求項の構成によれば、第
1の半導体層と素子分離層と第3の半導体層とが同じ第
1の導電型の領域からなるため、第1の半導体層を接地
電位とすることで、第1の半導体層から素子分離層を通
して第3の半導体層が接地電位となり、第3の半導体層
と接する第1の絶縁膜の下面の電位を接地電位とするこ
とができ、ポリシリコン層に電圧が印加されても第2導
電型の第2の半導体層に前記電圧による電荷が誘起され
ないので、ポリシリコン層に付加される寄生容量の時間
変化を抑えることができる。とくに、携帯電話機器等の
発振回路を構成する容量,抵抗に、請求項1,請求項
の構成を適用した場合に、発振周波数の変動を抑え、例
えば0.3ppmの許容誤差を満たす発振回路を実現す
ることができる。
[0025] Claim 1, according to the configuration of claim 3, since the first semiconductor layer and the element isolation layer and the third semiconductor layer is made of the same first conductivity type region, the first semiconductor layer Is set to the ground potential, the third semiconductor layer is set to the ground potential from the first semiconductor layer through the element isolation layer, and the lower surface potential of the first insulating film in contact with the third semiconductor layer is set to the ground potential. Therefore, even if a voltage is applied to the polysilicon layer, charges due to the voltage are not induced in the second semiconductor layer of the second conductivity type, so that it is possible to suppress the time change of the parasitic capacitance added to the polysilicon layer. . In particular, the capacity to form an oscillation circuit such as a mobile phone device, a resistor, claim 1, claim 3
When the above configuration is applied, it is possible to suppress the fluctuation of the oscillation frequency and realize an oscillation circuit satisfying a tolerance of 0.3 ppm, for example.

【0026】[0026]

【0027】 さらに、請求項,請求項の構成によ
れば、第1の絶縁膜とポリシリコン層との間に、ポリシ
リコン層を包含する領域に形成された第2の絶縁膜を設
けたことにより、ポリシリコン層直下の絶縁膜(第1及
び第2の絶縁膜)の厚さを350nm程度の厚さに増や
すことができ、ポリシリコン層直下にある第2の半導体
層に発生する電荷量をさらに滅少させることができる。
この電荷量を減少させることによってポリシリコン層に
付加される寄生容量の時間経過による変化をより抑え、
発振回路に適用した場合に発振周波数の変動する量をよ
り減少させることができる。なお、第2の絶縁膜は、シ
リコン酸化膜、シリコン窒化膜若しくは樹脂によって形
成する。
Further, according to the structures of claims 2 and 4 , the second insulating film formed in the region including the polysilicon layer is provided between the first insulating film and the polysilicon layer. As a result, the thickness of the insulating film (first and second insulating films) directly under the polysilicon layer can be increased to about 350 nm, and the second semiconductor layer under the polysilicon layer is generated. The amount of charge can be further reduced.
By reducing this amount of charge, the change in the parasitic capacitance added to the polysilicon layer over time is further suppressed,
When applied to an oscillator circuit, the amount of fluctuation of the oscillation frequency can be further reduced. Note that the second insulating film is formed of a silicon oxide film, a silicon nitride film, or a resin.

【0028】[0028]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面に基づいて説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0029】〔第1の実施の形態;請求項1に対応〕図
1は、本発明の第1の実施の形態の半導体装置における
ポリシリコン層とその近傍の断面構造を示す図である。
図1において、56はP型半導体基板(第1の半導体
層)、57はN型埋め込み拡散層、54はP型半導体基
板56の上にエピタキシャル成長させたN型半導体層
(第2の半導体層)、55はN型半導体層54を電気的
に分離するためN型半導体層54の上下の両面から拡散
されたP型拡散層からなる素子分離層、73はP型半導
体層(第3の半導体層)、52は絶縁膜(第1の絶縁
膜)、70は絶縁膜52の上部にあって容量の下部電極
を構成するために設けられたポリシリコン層、76はポ
リシリコン層70上に形成された容量絶縁膜、77はポ
リシリコン層70とスルーホールを介して接続された金
属層からなる配線、78は容量絶縁膜76上に形成され
た容量の上部電極となる金属層、79は層間絶縁膜であ
る。絶縁膜52は、例えばここでは誘電率が3.9で厚
さが約15nmのシリコン窒化膜で形成しているが、シ
リコン酸化膜で形成してもよい。
[First Embodiment; Corresponding to Claim 1] FIG. 1 is a diagram showing a cross-sectional structure of a polysilicon layer and its vicinity in a semiconductor device according to a first embodiment of the present invention.
In FIG. 1, 56 is a P-type semiconductor substrate (first semiconductor layer), 57 is an N-type buried diffusion layer, and 54 is an N-type semiconductor layer (second semiconductor layer) epitaxially grown on the P-type semiconductor substrate 56. , 55 is an element isolation layer formed of a P-type diffusion layer diffused from both upper and lower surfaces of the N-type semiconductor layer 54 to electrically isolate the N-type semiconductor layer 54, and 73 is a P-type semiconductor layer (third semiconductor layer). ), 52 is an insulating film (first insulating film), 70 is a polysilicon layer provided above the insulating film 52 to form a lower electrode of the capacitor, and 76 is formed on the polysilicon layer 70. A capacitor insulating film, 77 a wiring made of a metal layer connected to the polysilicon layer 70 through a through hole, 78 a metal layer serving as a capacitor upper electrode formed on the capacitor insulating film 76, and 79 an interlayer insulating film. It is a film. The insulating film 52 is formed of, for example, a silicon nitride film having a dielectric constant of 3.9 and a thickness of about 15 nm here, but may be formed of a silicon oxide film.

【0030】本実施の形態の半導体装置では、ポリシリ
コン層70は、容量の下部電極として形成されており、
容量絶縁膜76及び層間絶縁膜79を開口して設けたス
ルーホールを介して配線77に接続されている。ポリシ
リコン層70の下部には、絶縁膜52、P型半導体層7
3、エピタキシャル成長されたN型半導体層54、N型
埋め込み拡散層57及びP型半導体基板56が存在す
る。従来例の図11との主な相違はP型半導体層73が
設けられていることである。N型半導体層54は素子分
離層55によって他のN型半導体層と電気的に分離され
る。絶縁膜52の下面に接し、N型半導体層54上及び
素子分離層55上に跨がるP型半導体層73が拡散によ
って形成されている。ここで接地されたP型半導体基板
56と接した素子分離層55がP型拡散層で形成されて
いるので、P型半導体層73も接地電位となる。したが
って、N型半導体層54及びN型埋め込み拡散層57
は、その周囲が接地されたP型の半導体層(56,5
5,73)によって覆われる。
In the semiconductor device of this embodiment, the polysilicon layer 70 is formed as the lower electrode of the capacitor,
The capacitance insulating film 76 and the interlayer insulating film 79 are connected to the wiring 77 through through holes provided in the opening. The insulating film 52 and the P-type semiconductor layer 7 are formed below the polysilicon layer 70.
3, the epitaxially grown N-type semiconductor layer 54, the N-type buried diffusion layer 57, and the P-type semiconductor substrate 56 are present. The main difference from FIG. 11 of the conventional example is that a P-type semiconductor layer 73 is provided. The N-type semiconductor layer 54 is electrically separated from other N-type semiconductor layers by the element isolation layer 55. A P-type semiconductor layer 73, which is in contact with the lower surface of the insulating film 52 and extends over the N-type semiconductor layer 54 and the element isolation layer 55, is formed by diffusion. Since the element isolation layer 55 in contact with the grounded P-type semiconductor substrate 56 is formed of the P-type diffusion layer, the P-type semiconductor layer 73 also has the ground potential. Therefore, the N-type semiconductor layer 54 and the N-type buried diffusion layer 57.
Is a P-type semiconductor layer (56, 5
5, 73).

【0031】図2は、図1のポリシリコン層70に付加
された寄生容量の接続を示した等価回路図である。尚、
従来例同様に説明上、ポリシリコン層70に電極A、素
子分離層55によって分離されポリシリコン層70の下
にあるN型半導体層54に電極Bを付加した。
FIG. 2 is an equivalent circuit diagram showing the connection of the parasitic capacitance added to the polysilicon layer 70 of FIG. still,
Similarly to the conventional example, for the sake of description, the electrode A is added to the polysilicon layer 70, and the electrode B is added to the N-type semiconductor layer 54 under the polysilicon layer 70 which is separated by the element isolation layer 55.

【0032】図1の構成により、P型半導体層73と電
極Aとの間には、絶縁膜52による寄生容量80が付加
され、電極Aと接地間に、絶縁膜52による寄生容量8
0と寄生容量61が直列に付加される。寄生容量61は
図12で示された従来の寄生容量61と同様である。P
型半導体層73が接地されているため、電極A(ポリシ
リコン層70)に電圧が印加されてもその電圧によりN
型半導体層54に電荷が誘起されることがなく、電極A
に付加された寄生容量(すなわちポリシリコン層70に
付加された寄生容量)の値が変化しない。図10の水晶
発振回路の容量22,24に図1の構成を用いた場合、
ポリシリコン層70に電源電圧が印加され容量22,2
4に発振波形が現れた後も容量22,24の寄生容量が
安定し、この発振波形の周波数の変動を抑えることがで
き、具体的には、ポリシリコン層70に電源電圧が印加
されてポリシリコン層70に発振波形が出現してから1
1秒後の周波数の変動を0.1ppm以下に抑制するこ
とができる。
With the structure shown in FIG. 1, a parasitic capacitance 80 due to the insulating film 52 is added between the P-type semiconductor layer 73 and the electrode A, and a parasitic capacitance 8 due to the insulating film 52 is provided between the electrode A and the ground.
0 and the parasitic capacitance 61 are added in series. The parasitic capacitance 61 is similar to the conventional parasitic capacitance 61 shown in FIG. P
Since the type semiconductor layer 73 is grounded, even if a voltage is applied to the electrode A (polysilicon layer 70), the voltage N
The charge is not induced in the type semiconductor layer 54, and the electrode A
The value of the parasitic capacitance added to (i.e., the parasitic capacitance added to the polysilicon layer 70) does not change. When the configuration of FIG. 1 is used for the capacitors 22 and 24 of the crystal oscillation circuit of FIG.
A power supply voltage is applied to the polysilicon layer 70 and the capacitors 22, 2
4, the parasitic capacitances of the capacitors 22 and 24 are stabilized even after the appearance of the oscillation waveform, and the fluctuation of the frequency of the oscillation waveform can be suppressed. Specifically, when the power supply voltage is applied to the polysilicon layer 70, 1 after the oscillation waveform appears in the silicon layer 70
The fluctuation of the frequency after 1 second can be suppressed to 0.1 ppm or less.

【0033】 〔第2の実施の形態;請求項に対応〕 図3は、本発明の第2の実施の形態の半導体装置におけ
るポリシリコン層とその近傍の断面構造を示す図であ
る。図3において、71は絶縁膜(第2の絶縁膜)であ
り、この絶縁膜71はシリコン酸化膜、シリコン窒化膜
若しくはシリコンと温度膨張係数値がほぼ等しい樹脂で
形成される。その他、図1と同一部分には同一符号を付
し、その説明を省略する。
Second Embodiment: Corresponding to Claim 2 FIG. 3 is a diagram showing a cross-sectional structure of a polysilicon layer and its vicinity in a semiconductor device according to a second embodiment of the present invention. In FIG. 3, reference numeral 71 is an insulating film (second insulating film), and this insulating film 71 is formed of a silicon oxide film, a silicon nitride film, or a resin having a temperature expansion coefficient value substantially equal to that of silicon. In addition, the same parts as those in FIG. 1 are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.

【0034】この第2の実施の形態では、ポリシリコン
層70と絶縁膜52との間に絶縁膜71が形成されてお
り、その他の構成は、第1の実施の形態と同様である。
絶縁膜71は、その主面をN型半導体層54に投影した
面が、ポリシリコン層70をN型半導体層54に投影し
た面を包含しており、さらに絶縁膜71の投影面は素子
分離層55によってN型半導体層54を分離した領域の
中に存在する。すなわち、絶縁膜71は、素子分離層5
5によって囲まれたN型半導体層54の上部領域内で、
ポリシリコン層70の形成領域を包含する領域に形成さ
れる。この構成を有することで、ポリシリコン層70の
直下には絶縁膜52及び絶縁膜71が存在し、このため
ポリシリコン層70とP型半導体層73との間にはこれ
らの絶縁膜52,71によってできる寄生容量が直列に
接続される。
In the second embodiment, the insulating film 71 is formed between the polysilicon layer 70 and the insulating film 52, and the other structure is the same as that of the first embodiment.
The surface of the insulating film 71 whose main surface is projected onto the N-type semiconductor layer 54 includes the surface of the polysilicon layer 70 which is projected onto the N-type semiconductor layer 54, and the projected surface of the insulating film 71 is a device isolation surface. It exists in the region where the N-type semiconductor layer 54 is separated by the layer 55. That is, the insulating film 71 is the isolation layer 5
In the upper region of the N-type semiconductor layer 54 surrounded by 5,
It is formed in a region including the formation region of the polysilicon layer 70. With this structure, the insulating film 52 and the insulating film 71 are present immediately below the polysilicon layer 70, and therefore the insulating films 52 and 71 are provided between the polysilicon layer 70 and the P-type semiconductor layer 73. The parasitic capacitance created by is connected in series.

【0035】図4は図3のポリシリコン層70に付加さ
れた寄生容量の接続を示した等価回路図である。尚、第
1の実施の形態同様に説明上、電極Aと電極Bを付加し
た。また、図4において、81は絶縁膜71による寄生
容量であり、その他の図2と同一部分には同一符号を付
し、その説明を省略する。
FIG. 4 is an equivalent circuit diagram showing the connection of the parasitic capacitance added to the polysilicon layer 70 of FIG. Note that the electrodes A and B were added for the sake of explanation, as in the first embodiment. Further, in FIG. 4, reference numeral 81 is a parasitic capacitance due to the insulating film 71, and the other parts that are the same as those in FIG.

【0036】図3の構成によれば、図1の構成に絶縁膜
71が付加されているため、図4では、図2に対し、絶
縁膜52による寄生容量80に、絶縁膜71による寄生
容量81が直列に付加されている。このように電極Aと
電極Bとの間には寄生容量80,81が直列に付加され
るので、図2の寄生容量80のみの場合に比べて電極A
とBとの間に付加される容量値をさらに小さい値とする
ことができる。電極AとBの間の寄生容量値を下げるこ
とで、電極Aに電圧が印加されたときに電極Bに生起さ
れる電荷量を相対的に下げることができ、その電荷の放
電による電極Aに付加される寄生容量値の変動を抑える
ことができる。言い換えれば、図1の構成に絶縁膜71
を付加したことにより、ポリシリコン層70直下の絶縁
膜(52,71)の厚さを350nm程度の厚さに増や
すことができ、ポリシリコン層70直下にあるN型半導
体層54に発生する電荷量をさらに滅少させることがで
きる。この電荷量を減少させることによってポリシリコ
ン層70に付加される寄生容量の時間経過による変化を
より抑え、発振回路に適用した場合に発振周波数の変動
する量をより減少させることができる。
According to the configuration of FIG. 3, since the insulating film 71 is added to the configuration of FIG. 1, in FIG. 4, the parasitic capacitance of the insulating film 52 and the parasitic capacitance of the insulating film 71 are different from those of FIG. 81 is added in series. In this way, since the parasitic capacitances 80 and 81 are added in series between the electrode A and the electrode B, compared with the case where only the parasitic capacitance 80 of FIG.
The capacitance value added between B and B can be further reduced. By reducing the parasitic capacitance value between the electrodes A and B, it is possible to relatively reduce the amount of charge generated in the electrode B when a voltage is applied to the electrode A, and the amount of charge generated in the electrode A by the discharge of the charge It is possible to suppress variation in the added parasitic capacitance value. In other words, the insulating film 71 is added to the configuration of FIG.
The thickness of the insulating film (52, 71) directly under the polysilicon layer 70 can be increased to about 350 nm by adding the above, and charges generated in the N-type semiconductor layer 54 immediately under the polysilicon layer 70 can be increased. The amount can be further reduced. By reducing the charge amount, it is possible to further suppress the change in the parasitic capacitance added to the polysilicon layer 70 over time, and it is possible to further reduce the variation amount of the oscillation frequency when applied to the oscillation circuit.

【0037】なお、シリコン窒化膜やシリコン酸化膜で
形成される絶縁膜52は、図示しないコンタクト部分の
段差を小さくするために、第1の実施の形態でも述べた
ように膜厚を例えば約15nmと薄くしてあり、絶縁膜
52の膜厚を厚くすると、図示しないコンタクト部分の
段差が大きくなり、その断差によるコンタクト部分の配
線の切断等が問題となる。
The insulating film 52 formed of a silicon nitride film or a silicon oxide film has a film thickness of, for example, about 15 nm as described in the first embodiment in order to reduce the step difference of the contact portion (not shown). If the film thickness of the insulating film 52 is increased, the step difference of the contact portion (not shown) becomes large, and the disconnection of the wiring in the contact portion due to the difference becomes a problem.

【0038】 〔第1の参考例〕 図5は、第1の参考例の半導体装置におけるポリシリコ
ン層とその近傍の断面構造を示す図である。図5におい
て、75はN型半導体層54の一部表面に形成した高不
純物濃度のN型半導体層、83はN型半導体層75に接
続された配線であり、その他、図1と同一部分には同一
符号を付し、その説明を省略する。
First Reference Example FIG. 5 is a diagram showing a cross-sectional structure of a polysilicon layer and its vicinity in a semiconductor device of a first reference example . In FIG. 5, 75 is an N-type semiconductor layer having a high impurity concentration formed on a partial surface of the N-type semiconductor layer 54, 83 is a wiring connected to the N-type semiconductor layer 75, and the other parts are the same as those in FIG. Are denoted by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.

【0039】 この第1の参考例では、第1の実施の形
態におけるP型半導体層73を設けずに、N型半導体層
54の表面の一部にN型半導体層75を形成し、このN
型半導体層75に配線83を接続してN型半導体層54
を所定の電位に固定できるように構成している。なお、
P型半導体層73(図1)を設けていないため、絶縁膜
52の下面に接しているのは、図11の従来例同様、N
型半導体層54である。
In the first reference example , the P-type semiconductor layer 73 in the first embodiment is not provided, and the N-type semiconductor layer 75 is formed on a part of the surface of the N-type semiconductor layer 54.
The wiring 83 is connected to the N-type semiconductor layer 75 to connect the N-type semiconductor layer 54.
Is configured to be fixed to a predetermined potential. In addition,
Since the P-type semiconductor layer 73 (FIG. 1) is not provided, the contact with the lower surface of the insulating film 52 is N as in the conventional example of FIG.
The type semiconductor layer 54.

【0040】図6は、図5のポリシリコン層70に付加
された寄生容量の接続を等価的に示した回路図である。
尚、第1の実施の形態同様に説明上、電極Aと電極Bを
付加した。また、図6において、82は配線83を介し
てN型半導体層75及びN型半導体層54に一定の電位
を与えることを示す電源であり、その他の図2と同一部
分には同一符号を付し、その説明を省略する。
FIG. 6 is a circuit diagram equivalently showing the connection of the parasitic capacitance added to the polysilicon layer 70 of FIG.
Note that the electrodes A and B were added for the sake of explanation, as in the first embodiment. Further, in FIG. 6, reference numeral 82 is a power supply that indicates that a constant potential is applied to the N-type semiconductor layer 75 and the N-type semiconductor layer 54 through the wiring 83, and other parts that are the same as those in FIG. However, the description is omitted.

【0041】図5の構成により、N型半導体層54と電
極Aとの間には、絶縁膜52による寄生容量80が付加
されている。N型半導体層54の電位を固定しているた
め電極Aの電位が変動した際にも電極Bに影響を与えな
いので、電極Aに付加された寄生容量(すなわちポリシ
リコン層70に付加された寄生容量)の値が変化しな
い。図10の水晶発振回路の容量22,24に図5の構
成を用いた場合、ポリシリコン層70に電源電圧が印加
され容量22,24に発振波形が現れた後も容量22,
24の寄生容量が安定し、この発振波形の周波数の変動
を抑えることができ、例えば0.3ppmの許容誤差を
満たす発振回路を実現することができる。
With the structure shown in FIG. 5, a parasitic capacitance 80 due to the insulating film 52 is added between the N-type semiconductor layer 54 and the electrode A. Since the potential of the electrode A does not affect the electrode B because the potential of the N-type semiconductor layer 54 is fixed, the parasitic capacitance added to the electrode A (that is, added to the polysilicon layer 70). The value of (parasitic capacitance) does not change. When the configuration of FIG. 5 is used for the capacitors 22 and 24 of the crystal oscillation circuit of FIG. 10, even after the power supply voltage is applied to the polysilicon layer 70 and the oscillation waveform appears in the capacitors 22 and 24,
The parasitic capacitance of 24 is stabilized, fluctuations in the frequency of the oscillation waveform can be suppressed, and an oscillation circuit satisfying a tolerance of 0.3 ppm, for example, can be realized.

【0042】 また、図1の構成に絶縁膜71が付加さ
れて図3の構成(第2の実施の形態)としているのと同
様に、図5の構成に同様の絶縁膜71を付加してポリシ
リコン層70直下の絶縁膜の厚さを厚くすることによ
り、第2の実施の形態と同様の効果が得られる。
Further, similarly to the structure shown in FIG. 1 in which the insulating film 71 is added to the structure shown in FIG. 3 (second embodiment), the same insulating film 71 is added to the structure shown in FIG. by increasing the thickness of the insulating film immediately under the polysilicon layer 70, Ru same effect as the second embodiment can be obtained.

【0043】 なお、P型半導体層73を設けた第1及
び第2の実施の形態では、素子分離層55を、半導体基
板56と同じ導電型のP型拡散層で形成する必要がある
が、第1の参考例では、素子分離層55を、P型拡散層
で形成してもよいし、N型半導体層54を電気的に分離
可能な酸化膜などの絶縁膜で形成してもよい。
In the first and second embodiments provided with the P-type semiconductor layer 73, the element isolation layer 55 needs to be formed of a P-type diffusion layer having the same conductivity type as the semiconductor substrate 56. In the first reference example , the element isolation layer 55 may be formed of a P-type diffusion layer, or the N-type semiconductor layer 54 may be formed of an electrically insulating insulating film such as an oxide film.

【0044】 〔第3,第4の実施の形態(請求項3,
4に対応)および第2の参考例〕 図7,図8,図9は、それぞれ本発明の第3,第4の実
施の形態および第2の参考例の半導体装置におけるポリ
シリコン層とその近傍の断面構造を示す図である。図
7,図8,図9において、85,86はポリシリコン層
70の両端に接続された配線であり、その他、図1,図
3,図5と対応する部分には同一符号を付し、その説明
を省略する。
[ Third and Fourth Embodiments (Claim 3,
4)) and the second reference example ] FIGS. 7, 8 and 9 show the third and fourth embodiments of the present invention, respectively.
It is a figure which shows the cross-section of the polysilicon layer and its vicinity in the semiconductor device of embodiment and a 2nd reference example . 7, FIG. 8 and FIG. 9, 85 and 86 are wirings connected to both ends of the polysilicon layer 70, and other parts corresponding to those in FIGS. The description is omitted.

【0045】 第1,第2の実施の形態および第1の参
考例では、ポリシリコン層70を容量の下部電極として
用いる構成について説明したが、第3,第4の実施の形
態および第2の参考例では、ポリシリコン層70を抵抗
として用いる構成を示したものである。図7,図8,図
9に示すように、ポリシリコン層70の両端に、層間絶
縁膜79のスルーホールを介して配線85,86を接続
しており、配線85,86間のポリシリコン層70が抵
抗として作用する。なお、ポリシリコン層70の上部以
外の構成については、図7は図1と同様であり、図8は
図3と同様であり、図9は図5と同様であり、それぞれ
同様の効果が得られ、詳しい説明は省略する。
First and Second Embodiments and First Reference
In Reference Example describes the configuration using the polysilicon layer 70 as the lower electrode of the capacitor, the third, the form of the fourth embodiment
The state and the second reference example show a configuration in which the polysilicon layer 70 is used as a resistor. As shown in FIGS. 7, 8 and 9, the wirings 85 and 86 are connected to both ends of the polysilicon layer 70 through the through holes of the interlayer insulating film 79, and the polysilicon layer between the wirings 85 and 86 is formed. 70 acts as a resistance. 7 is the same as FIG. 1, FIG. 8 is the same as FIG. 3, and FIG. 9 is the same as FIG. 5, except for the configuration other than the upper portion of the polysilicon layer 70. Detailed description is omitted.

【0046】 なお、上記の第1〜第4の実施の形態お
よび第1、第2の参考例において、全ての導電型(P
型,N型)を逆に構成してもよい。また、第1〜第4の
実施の形態および第1、第2の参考例におけるポリシリ
コン層70については、特に導電型を限定するものでは
なくP型,N型のいずれでもよいが、現行では、精度の
管理のし易さ(PCMにて管理)及び作り易さの面か
ら、第1、第2の実施の形態および第1の参考例のよう
に容量の下部電極として用いる場合はN型とし、第3、
第4の実施の形態および第2の参考例のように抵抗とし
て用いる場合はP型としている。
The first to fourth embodiments described above
In the first and second reference examples , all conductivity types (P
Type and N type) may be reversed. Also, the first to the fourth
The polysilicon layer 70 in the embodiment and the first and second reference examples is not particularly limited in conductivity type and may be either P-type or N-type, but currently, it is easy to control accuracy. From the viewpoints of (management by PCM) and ease of fabrication, when used as the lower electrode of the capacitor as in the first and second embodiments and the first reference example , it is N-type, and third,
When it is used as a resistor as in the fourth embodiment and the second reference example , it is a P type.

【0047】[0047]

【発明の効果】以上のように本発明の請求項1,請求項
の構成によれば、第1の半導体層と素子分離層と第3
の半導体層とが同じ第1の導電型の領域からなるため、
第1の半導体層を接地電位とすることで、第1の半導体
層から素子分離層を通して第3の半導体層が接地電位と
なり、第3の半導体層と接する第1の絶縁膜の下面の電
位を接地電位とすることができ、ポリシリコン層に電圧
が印加されても第2導電型の第2の半導体層に前記電圧
による電荷が誘起されないので、ポリシリコン層に付加
される寄生容量の時間変化を抑えることができる。とく
に、高精度な発振周波数の安定性が要求される携帯電話
機器等の発振回路の容量,抵抗の構成に適用した場合
に、高い周波数安定度を有する発振波形を得ることがで
きる。
As described above, claims 1 and 2 of the present invention
According to the third configuration, the first semiconductor layer and the element isolation layer and the third
Of the same conductivity type region as the semiconductor layer of
By setting the first semiconductor layer to the ground potential, the third semiconductor layer becomes the ground potential from the first semiconductor layer through the element isolation layer, and the potential of the lower surface of the first insulating film which is in contact with the third semiconductor layer becomes It can be set to the ground potential, and even if a voltage is applied to the polysilicon layer, charges due to the voltage are not induced in the second semiconductor layer of the second conductivity type, so that the parasitic capacitance added to the polysilicon layer changes with time. Can be suppressed. In particular, when applied to the configuration of capacitance and resistance of an oscillation circuit of a mobile phone device or the like that requires highly accurate oscillation frequency stability, an oscillation waveform having high frequency stability can be obtained.

【0048】[0048]

【0049】 さらに、本発明の請求項,請求項
構成によれば、第2の絶縁膜を設けてポリシリコン層直
下の絶縁膜(第1及び第2の絶縁膜)の厚さを増やすこ
とができ、ポリシリコン層直下にある第2の半導体層に
発生する電荷量をさらに滅少させることができ、時間の
経過とともにポリシリコン層に付加される寄生容量値が
変化することをより抑制することができる。
[0049] Further, Claim 2 of the present invention, according to the configuration of claim 4, the thickness of the insulating film immediately under the polysilicon layer is provided a second insulating film (the first and second insulating films) The amount of charges generated in the second semiconductor layer directly below the polysilicon layer can be further reduced, and the parasitic capacitance value added to the polysilicon layer can be prevented from changing with the passage of time. Can be suppressed.

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

【図1】本発明の第1の実施の形態の半導体装置におけ
るポリシリコン層とその近傍の断面構造を示す図であ
る。
FIG. 1 is a diagram showing a cross-sectional structure of a polysilicon layer and its vicinity in a semiconductor device according to a first embodiment of the present invention.

【図2】図1のポリシリコン層70に付加された寄生容
量の接続を示した等価回路図である。
2 is an equivalent circuit diagram showing a connection of a parasitic capacitance added to a polysilicon layer 70 of FIG.

【図3】本発明の第2の実施の形態の半導体装置におけ
るポリシリコン層とその近傍の断面構造を示す図であ
る。
FIG. 3 is a diagram showing a cross-sectional structure of a polysilicon layer and its vicinity in a semiconductor device according to a second embodiment of the present invention.

【図4】図3のポリシリコン層70に付加された寄生容
量の接続を示した等価回路図である。
4 is an equivalent circuit diagram showing a connection of a parasitic capacitance added to the polysilicon layer 70 of FIG.

【図5】第1の参考例の半導体装置におけるポリシリコ
ン層とその近傍の断面構造を示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing a cross-sectional structure of a polysilicon layer and its vicinity in the semiconductor device of the first reference example .

【図6】図5のポリシリコン層70に付加された寄生容
量の接続を示した等価回路図である。
6 is an equivalent circuit diagram showing a connection of a parasitic capacitance added to the polysilicon layer 70 of FIG.

【図7】本発明の第の実施の形態の半導体装置におけ
るポリシリコン層とその近傍の断面構造を示す図であ
る。
FIG. 7 is a diagram showing a cross-sectional structure of a polysilicon layer and its vicinity in a semiconductor device according to a third embodiment of the present invention.

【図8】本発明の第の実施の形態の半導体装置におけ
るポリシリコン層とその近傍の断面構造を示す図であ
る。
FIG. 8 is a diagram showing a cross-sectional structure of a polysilicon layer and its vicinity in a semiconductor device according to a fourth embodiment of the present invention.

【図9】第2の参考例の半導体装置におけるポリシリコ
ン層とその近傍の断面構造を示す図である。
FIG. 9 is a diagram showing a cross-sectional structure of a polysilicon layer and its vicinity in a semiconductor device of a second reference example .

【図10】水晶発振回路の構成を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing a configuration of a crystal oscillation circuit.

【図11】従来の半導体装置におけるポリシリコン層と
その近傍の断面構造を示す図である。
FIG. 11 is a diagram showing a cross-sectional structure of a polysilicon layer and its vicinity in a conventional semiconductor device.

【図12】図11のポリシリコン層70に付加された寄
生容量の接続を示した等価回路図である。
12 is an equivalent circuit diagram showing a connection of a parasitic capacitance added to the polysilicon layer 70 of FIG.

【図13】図12の電極A,Bの電圧の変動を示した図
である。
13 is a diagram showing a change in voltage of electrodes A and B in FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

52 絶縁膜(第1の絶縁膜) 54 N型半導体層(第2の半導体層) 55 素子分離層 56 P型半導体基板(第1の半導体層) 57 N型埋め込み拡散層 70 ポリシリコン層 71 絶縁膜(第2の絶縁膜) 73 P型半導体層(第3の半導体層) 75 N型半導体層 76 容量絶縁膜 77,83,85,86 配線 78 金属層 79 層間絶縁膜 52 Insulating film (first insulating film) 54 N-type semiconductor layer (second semiconductor layer) 55 Element isolation layer 56 P-type semiconductor substrate (first semiconductor layer) 57 N-type buried diffusion layer 70 Polysilicon layer 71 insulating film (second insulating film) 73 P-type semiconductor layer (third semiconductor layer) 75 N-type semiconductor layer 76 Capacitance insulating film 77,83,85,86 wiring 78 Metal layer 79 Interlayer insulation film

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平2−283055(JP,A) 特開 平9−121021(JP,A) 特開 平8−330524(JP,A) 特開 平10−223842(JP,A) 特開 昭62−18749(JP,A) 特開 平5−121664(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 21/822 H01L 27/04 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) Reference JP-A-2-283055 (JP, A) JP-A-9-121021 (JP, A) JP-A-8-330524 (JP, A) JP-A-10- 223842 (JP, A) JP 62-18749 (JP, A) JP 5-121664 (JP, A) (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB name) H01L 21/822 H01L 27 / 04

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 第1導電型の第1の半導体層と、 前記第1の半導体層上に形成した第1導電型とは異なる
第2導電型の第2の半導体層と、 前記第1の半導体層上でかつ前記第2の半導体層の周囲
に形成され前記第2の半導体層を電気的に隔離する第1
導電型の半導体領域からなる素子分離層と、 前記第2の半導体層上面に拡散形成され前記素子分離層
と接した第1導電型の第3の半導体層と、 前記第3の半導体層上に形成した第1の絶縁膜と、 前記第1の絶縁膜上に形成され容量の一電極となるポリ
シリコン層と、 前記ポリシリコン層上に形成した容量絶縁膜と、 前記容量絶縁膜上に形成され前記容量の他電極となる金
属層とを備えた半導体装置。
1. A first semiconductor layer of a first conductivity type, a second semiconductor layer of a second conductivity type different from the first conductivity type formed on the first semiconductor layer, and the first semiconductor layer. A first semiconductor layer formed on the semiconductor layer and around the second semiconductor layer to electrically isolate the second semiconductor layer;
An element isolation layer formed of a conductive type semiconductor region, a third semiconductor layer of a first conductivity type formed in diffusion on the upper surface of the second semiconductor layer and in contact with the element isolation layer, and on the third semiconductor layer A formed first insulating film, a polysilicon layer formed on the first insulating film and serving as one electrode of a capacitor, a capacitor insulating film formed on the polysilicon layer, and formed on the capacitor insulating film And a metal layer serving as the other electrode of the capacitor.
【請求項2】 第1の絶縁膜とポリシリコン層との間
に、第2の絶縁膜を備え、この第2の絶縁膜を前記第2
の半導体層に投影した面が、前記ポリシリコン層を前記
第2の半導体層に投影した面を包含するように形成した
ことを特徴とする請求項記載の半導体装置。
2. A second insulating film is provided between the first insulating film and the polysilicon layer, and the second insulating film is used as the second insulating film.
The projected surface in the semiconductor layer, the semiconductor device according to claim 1, characterized in that said polysilicon layer is formed to include a surface which is projected on the second semiconductor layer.
【請求項3】 第1導電型の第1の半導体層と、 前記第1の半導体層上に形成した第1導電型とは異なる
第2導電型の第2の半導体層と、 前記第1の半導体層上でかつ前記第2の半導体層の周囲
に形成され前記第2の半導体層を電気的に隔離する第1
導電型の半導体領域からなる素子分離層と、 前記第2の半導体層上面に拡散形成され前記素子分離層
と接した第1導電型の第3の半導体層と、 前記第3の半導体層上に形成した第1の絶縁膜と、 前記第1の絶縁膜上に形成され抵抗となるポリシリコン
層とを備えた半導体装置。
3. A first semiconductor layer of a first conductivity type, a second semiconductor layer of a second conductivity type different from the first conductivity type formed on the first semiconductor layer, and the first semiconductor layer. A first semiconductor layer formed on the semiconductor layer and around the second semiconductor layer to electrically isolate the second semiconductor layer;
An element isolation layer formed of a conductive type semiconductor region, a third semiconductor layer of a first conductivity type formed in diffusion on the upper surface of the second semiconductor layer and in contact with the element isolation layer, and on the third semiconductor layer A semiconductor device comprising: a formed first insulating film; and a polysilicon layer formed on the first insulating film and serving as a resistor.
【請求項4】 第1の絶縁膜とポリシリコン層との間
に、第2の絶縁膜を備え、この第2の絶縁膜を前記第2
の半導体層に投影した面が、前記ポリシリコン層を前記
第2の半導体層に投影した面を包含するように形成した
ことを特徴とする請求項記載の半導体装置。
4. A second insulating film is provided between the first insulating film and the polysilicon layer, and the second insulating film is used as the second insulating film.
4. The semiconductor device according to claim 3 , wherein the surface projected onto the semiconductor layer of is formed so as to include the surface projected onto the second semiconductor layer of the polysilicon layer.
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