JPH0335565A - ダイオード - Google Patents
ダイオードInfo
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- JPH0335565A JPH0335565A JP17141889A JP17141889A JPH0335565A JP H0335565 A JPH0335565 A JP H0335565A JP 17141889 A JP17141889 A JP 17141889A JP 17141889 A JP17141889 A JP 17141889A JP H0335565 A JPH0335565 A JP H0335565A
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- Japan
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- impurity region
- type impurity
- type
- diode
- parasitic resistance
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- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims abstract description 98
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 11
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 10
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 abstract description 26
- 230000003071 parasitic effect Effects 0.000 abstract description 22
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 6
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
- Bipolar Integrated Circuits (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔概 要〕
本発明は、降伏電圧値を電圧源として利用するダイオー
ドに関し、降伏電圧値と、その温度特性とを共に希望ど
おりに設定できるようにするため、一導電型不純物領域
とでpn接合を形成している反対導電型不純物領域と隣
接させて、もう1つの反対導電型不純物領域を設けるこ
とで、降伏電圧値と温度特性とをそれぞれ独立に制御で
きるようにしたものである。
ドに関し、降伏電圧値と、その温度特性とを共に希望ど
おりに設定できるようにするため、一導電型不純物領域
とでpn接合を形成している反対導電型不純物領域と隣
接させて、もう1つの反対導電型不純物領域を設けるこ
とで、降伏電圧値と温度特性とをそれぞれ独立に制御で
きるようにしたものである。
本発明はダイオードに係り、特にはその降伏電圧値を電
圧源として利用するダイオードに関する。
圧源として利用するダイオードに関する。
〔従来の技術]
従来の一般的なプレーナ型ダイオードの断面構成を第4
図に示す。
図に示す。
同図において、p型半導体基板1上にはn−型エピタキ
シャルJi2が設けられ、その素子形成領域下にはn“
型埋込層3が埋込み形成されており、更にn−型エピタ
キシャル層2にはその表面から基板1まで達するp型の
分離拡散領域4が素子形成領域を取り囲むように形成さ
れている。そして、n”型エピタキシャルN2の表面に
は、p型不純物の導入されたp型不純物領域5が設けら
れ、更にそのカソード(K)側の表面にはn型不純物の
導入によりn−型不純物領域6が設けられており、これ
らp型不純物領域5とn゛型不純物領域6とでダイオー
ドに必要なpn接合を形成している。
シャルJi2が設けられ、その素子形成領域下にはn“
型埋込層3が埋込み形成されており、更にn−型エピタ
キシャル層2にはその表面から基板1まで達するp型の
分離拡散領域4が素子形成領域を取り囲むように形成さ
れている。そして、n”型エピタキシャルN2の表面に
は、p型不純物の導入されたp型不純物領域5が設けら
れ、更にそのカソード(K)側の表面にはn型不純物の
導入によりn−型不純物領域6が設けられており、これ
らp型不純物領域5とn゛型不純物領域6とでダイオー
ドに必要なpn接合を形成している。
また、p型不純物領域5のアノード側の表面からn−型
エピタキシャル層2の表面にかけて、n型不純物の導入
されたn゛型不純物領域7が設けられている。これによ
り、n°型不純物領域6から真下へ流れようとする電流
を、上記n゛型埋込層3とn゛型不純物領域7を介して
アノード側に回収することができる。
エピタキシャル層2の表面にかけて、n型不純物の導入
されたn゛型不純物領域7が設けられている。これによ
り、n°型不純物領域6から真下へ流れようとする電流
を、上記n゛型埋込層3とn゛型不純物領域7を介して
アノード側に回収することができる。
更に、全面には酸化膜8が被着形成され、そのカソード
部分とアノード部分に開けられた窓を介してカソード電
極9とアノード電極10が設けられている。
部分とアノード部分に開けられた窓を介してカソード電
極9とアノード電極10が設けられている。
上記構成からなるダイオードは、一般に、第5図に示す
ような電流・電圧特性を有している。同図に明らかなよ
うに、逆バイアス電圧を徐々に印加していった場合、は
じめは電圧によらないほぼ一定の逆方向電流が流れるが
、電圧が降伏電圧値BVを越えると急激に電流が増大し
はしめる。そこで、このようなダイオード特性に基づき
、半導体集積回路等においては、ダイオードの降伏電圧
値BVを電圧源として利用することが多く行われている
。
ような電流・電圧特性を有している。同図に明らかなよ
うに、逆バイアス電圧を徐々に印加していった場合、は
じめは電圧によらないほぼ一定の逆方向電流が流れるが
、電圧が降伏電圧値BVを越えると急激に電流が増大し
はしめる。そこで、このようなダイオード特性に基づき
、半導体集積回路等においては、ダイオードの降伏電圧
値BVを電圧源として利用することが多く行われている
。
一般に、ダイオードの降伏電圧値を電圧源として利用す
る場合、重要なのは、降伏電圧値と、その温度特性であ
る。ここで、降伏電圧値に影響する要因は、p型不純物
領域5とn°型不純物領域6とで形成されるpn接合部
の不純物濃度プロファイルであり、また、温度特性に影
響する要因は、接合降伏そのものの温度依存性と、p型
不純物領域5に生じる寄生抵抗の温度依存性である。
る場合、重要なのは、降伏電圧値と、その温度特性であ
る。ここで、降伏電圧値に影響する要因は、p型不純物
領域5とn°型不純物領域6とで形成されるpn接合部
の不純物濃度プロファイルであり、また、温度特性に影
響する要因は、接合降伏そのものの温度依存性と、p型
不純物領域5に生じる寄生抵抗の温度依存性である。
そこで、降伏電圧値と、接合降伏の温度依存性とを希望
どおりに調整するためには、少なくともp型不純物領域
5の不純物濃度を調整する必要がある。ところが、p型
不純物領域5の不純物濃度を変化させると、これと同時
にp型不純物領域5の寄生抵抗値が変化することになる
。従って、降伏電圧値を希望どおりに調整したまま、更
に寄生抵抗の温度依存性を調整するということは不可能
であった。すなわち、従来のダイオードでは、降伏電圧
値と、その温度特性の双方を希望どおりに調整すること
は非常に困難であるという問題があった。
どおりに調整するためには、少なくともp型不純物領域
5の不純物濃度を調整する必要がある。ところが、p型
不純物領域5の不純物濃度を変化させると、これと同時
にp型不純物領域5の寄生抵抗値が変化することになる
。従って、降伏電圧値を希望どおりに調整したまま、更
に寄生抵抗の温度依存性を調整するということは不可能
であった。すなわち、従来のダイオードでは、降伏電圧
値と、その温度特性の双方を希望どおりに調整すること
は非常に困難であるという問題があった。
本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなされたものであ
り、その目的は、降伏電圧値と、その温度特性とを共に
希望どおりに設定することのできるダイオードを提供す
ることにある。
り、その目的は、降伏電圧値と、その温度特性とを共に
希望どおりに設定することのできるダイオードを提供す
ることにある。
本発明のダイオードは、半導体基板の表面に設けられた
一導電型不純物領域と、前記半導体基板の表面に設けら
れ、前記一導電型不純物領域とpn接合を形成する第1
の反対導電型不純物領域と、前記半導体基板の表面にお
ける前記pn接合の近傍に、前記第1の反対導電型不純
物領域と隣接して設けられた第2の反対導電型不純物領
域とを備えたことを特徴とする。
一導電型不純物領域と、前記半導体基板の表面に設けら
れ、前記一導電型不純物領域とpn接合を形成する第1
の反対導電型不純物領域と、前記半導体基板の表面にお
ける前記pn接合の近傍に、前記第1の反対導電型不純
物領域と隣接して設けられた第2の反対導電型不純物領
域とを備えたことを特徴とする。
本発明では、反対導電型不純物領域として、pn接合を
形成する第1の反対導電型不純物領域の他に、これと隣
接する第2の反対導電型不純物領域を有している。よっ
て、降伏電圧値と、接合降伏の温度依存性とは、第1の
反対導電型不純物領域の不純物濃度を調整することによ
り制御可能であり、一方、寄生抵抗の温度依存性は、第
2の反対導電型不純物領域の平面パターン等を調整する
ことにより容易に制御可能である。すなわち、pn接合
部の不純物濃度と寄生抵抗とをそれぞれ独立に制御する
ことが可能となり、従って降伏電圧値と、その温度特性
とを共に希望どおりに設定することが可能になる。
形成する第1の反対導電型不純物領域の他に、これと隣
接する第2の反対導電型不純物領域を有している。よっ
て、降伏電圧値と、接合降伏の温度依存性とは、第1の
反対導電型不純物領域の不純物濃度を調整することによ
り制御可能であり、一方、寄生抵抗の温度依存性は、第
2の反対導電型不純物領域の平面パターン等を調整する
ことにより容易に制御可能である。すなわち、pn接合
部の不純物濃度と寄生抵抗とをそれぞれ独立に制御する
ことが可能となり、従って降伏電圧値と、その温度特性
とを共に希望どおりに設定することが可能になる。
以下、本発明の実施例について、図面を参照しながら説
明する。
明する。
第1図は、本発明の一実施例のダイオードの断面図であ
る。
る。
同図において、p型半導体基板11上には厚さ10μm
程度のn−型エピタキシャル層12が設けられ、その素
子形成領域下には厚さ数μm程度のn゛型埋込層13が
埋込み形成されており、更にn−型エピタキシャル層1
2には、その表面から基板11まで達するp型の分離拡
散領域14が素子形成領域を取り囲むように形成され°
ζいる。
程度のn−型エピタキシャル層12が設けられ、その素
子形成領域下には厚さ数μm程度のn゛型埋込層13が
埋込み形成されており、更にn−型エピタキシャル層1
2には、その表面から基板11まで達するp型の分離拡
散領域14が素子形成領域を取り囲むように形成され°
ζいる。
そして、n−型エピタキシャル層12の表面には、p型
不純物の4人により、最表面での不純物濃度が4 X
10 ”c「3程度で深さ2μm程度のp型不純物領域
(第1のp型不純物領域)15が設けられ、更にそのカ
ソード(K)側の表面には、n型不純物の導入により深
さ0・5μm程度のn゛型不純物領域16が設けられて
いる。これらp型不純物領域15とn゛型不純物領域1
6とで、ダイオードに必要なpn接合を形成している。
不純物の4人により、最表面での不純物濃度が4 X
10 ”c「3程度で深さ2μm程度のp型不純物領域
(第1のp型不純物領域)15が設けられ、更にそのカ
ソード(K)側の表面には、n型不純物の導入により深
さ0・5μm程度のn゛型不純物領域16が設けられて
いる。これらp型不純物領域15とn゛型不純物領域1
6とで、ダイオードに必要なpn接合を形成している。
また、n−型エピタキシャル層12のアノード(A)側
の表面には、p型不純物の導入により、最表面での不純
物濃度が3 X 1019cva−3程度で深さ3μm
程度のp°型不純物領域(第2のp型不純物領域)17
が上記第1のp型不純物領域15と隣接して設けられて
いる。そして、p+型不純物領域17の表面からn−型
エピタキシャル層12の表面にかけて、n型不純物の導
入されたn。
の表面には、p型不純物の導入により、最表面での不純
物濃度が3 X 1019cva−3程度で深さ3μm
程度のp°型不純物領域(第2のp型不純物領域)17
が上記第1のp型不純物領域15と隣接して設けられて
いる。そして、p+型不純物領域17の表面からn−型
エピタキシャル層12の表面にかけて、n型不純物の導
入されたn。
型不純物領域18が設けられている。
更に、表面側の全面には5i02等の酸化膜19が被着
形成され、そのカソード部分とアノード部分に開けられ
た窓を介してカソード電極20とアノード電極21が設
けられている。
形成され、そのカソード部分とアノード部分に開けられ
た窓を介してカソード電極20とアノード電極21が設
けられている。
上記構成からなる本実施例のダイオードでは、上述した
P型不純物領域15とn゛型不純物領域16とからなる
pn接合部と、p゛型不純物領域(第2のp型不純物領
域)17とが隣接した構成となっている。よって、その
等価回路は、第2図に示すように、pn接合による第5
図に示したような特性を持つツェナーダイオード本体り
と、p゛型不純物領域(第2のp型不純物領域)17に
よる寄生抵抗Rとが直列接続されたものとなる。従って
、ダイオード降伏電圧特性に関係する、pn接合部の不
純物濃度と、寄生抵抗Rとを、それぞれ独立に制御する
ことができる。具体的には、以下のようにして制御する
ことができる。
P型不純物領域15とn゛型不純物領域16とからなる
pn接合部と、p゛型不純物領域(第2のp型不純物領
域)17とが隣接した構成となっている。よって、その
等価回路は、第2図に示すように、pn接合による第5
図に示したような特性を持つツェナーダイオード本体り
と、p゛型不純物領域(第2のp型不純物領域)17に
よる寄生抵抗Rとが直列接続されたものとなる。従って
、ダイオード降伏電圧特性に関係する、pn接合部の不
純物濃度と、寄生抵抗Rとを、それぞれ独立に制御する
ことができる。具体的には、以下のようにして制御する
ことができる。
まず、pn接合部を形成するp型不純物領域15及びn
°型不純物領域16の不純物濃度プロファイルを調整す
ることにより、ツェナーダイオード本体りの降伏電圧値
を希望どおりに設定する。
°型不純物領域16の不純物濃度プロファイルを調整す
ることにより、ツェナーダイオード本体りの降伏電圧値
を希望どおりに設定する。
次に、上記第2図に明らかなように、ダイオード全体の
降伏電圧の温度依存性、すなわちアノード(A)とカソ
ード(K)間の電圧降下の温度依存性が、ツェナーダイ
オード本体りの降伏電圧の温度依存性と、寄生抵抗Rで
の電圧降下の温度依存性との和となることに鑑み、以下
のように寄生抵抗Rを調整する。すなわち、ツェナーダ
イオード本体りの降伏電圧の温度依存性が例えば第3図
(a)に示すように−1m V / ”Cの負の温度係
数を持った直線(直線A)で示される場合には、この傾
きを相殺するように、寄生抵抗Rでの電圧降下の温度依
存性を第3図(b)に示すように+1 m V / ’
Cの正の温度係数を持った直線(直線B)となるように
設定する。このように設定することにより、寄生抵抗R
での電圧降下を含めたダイオード全体の降伏電圧の温度
依存性を、第3図(C)に示すように温度係数ゼロの直
線(直線C)とすることができ、すなわちダイオード全
体の降伏電圧値を温度に依らず一定とすることができる
。
降伏電圧の温度依存性、すなわちアノード(A)とカソ
ード(K)間の電圧降下の温度依存性が、ツェナーダイ
オード本体りの降伏電圧の温度依存性と、寄生抵抗Rで
の電圧降下の温度依存性との和となることに鑑み、以下
のように寄生抵抗Rを調整する。すなわち、ツェナーダ
イオード本体りの降伏電圧の温度依存性が例えば第3図
(a)に示すように−1m V / ”Cの負の温度係
数を持った直線(直線A)で示される場合には、この傾
きを相殺するように、寄生抵抗Rでの電圧降下の温度依
存性を第3図(b)に示すように+1 m V / ’
Cの正の温度係数を持った直線(直線B)となるように
設定する。このように設定することにより、寄生抵抗R
での電圧降下を含めたダイオード全体の降伏電圧の温度
依存性を、第3図(C)に示すように温度係数ゼロの直
線(直線C)とすることができ、すなわちダイオード全
体の降伏電圧値を温度に依らず一定とすることができる
。
ここで、寄生抵抗Rでの電圧降下の温度依存性を上記第
3図(b)のような直線とするためには、寄生抵抗Rの
平面パターンを次のようにして設定すればよい。まず、
拡散抵抗(寄生抵抗)が温度依存性を持つことは周知で
あり、この周知の関係によれば、例えばシート抵抗15
0Ω/口程度の拡散抵抗の温度係数は+0.1Ω/口/
”Cである。
3図(b)のような直線とするためには、寄生抵抗Rの
平面パターンを次のようにして設定すればよい。まず、
拡散抵抗(寄生抵抗)が温度依存性を持つことは周知で
あり、この周知の関係によれば、例えばシート抵抗15
0Ω/口程度の拡散抵抗の温度係数は+0.1Ω/口/
”Cである。
ところで、拡散抵抗の抵抗値rは、シート抵抗をρ5、
拡散抵抗の拡散パターン長さを乏、拡散パターン幅をW
とすると、次式で表される。
拡散抵抗の拡散パターン長さを乏、拡散パターン幅をW
とすると、次式で表される。
r−ρ、・A/w
そこで、拡散抵抗に例えば電流1=0.5mAが流れる
ものとすると、拡散抵抗での電圧降下は、Ir=1
(ρ、l / w ) =5 X 10− ’ X p s f / wと表す
ことができる。ここで、シート抵抗ρ8の温度係数を上
記のように+〇、1Ω/口/”Cとすると、上記電圧降
下Irの温度係数は、5xlO−’x(+0.1Ω/口
/°c)×l/wとなる。よって、第3図(b)の関係
を得るには、このイ直が+1 m V / ’Cとなる
ようにすればよいので、0.001=5XIO−’XO
,1Xj2/w、°、 l / w = 20 となる。すなわち、I!、/w=20となるように寄生
抵抗Rの平面パターンを設定することにより、寄生抵抗
Rでの電圧降下に+1 m V / ’Cという所望の
温度係数を持たせることができる。
ものとすると、拡散抵抗での電圧降下は、Ir=1
(ρ、l / w ) =5 X 10− ’ X p s f / wと表す
ことができる。ここで、シート抵抗ρ8の温度係数を上
記のように+〇、1Ω/口/”Cとすると、上記電圧降
下Irの温度係数は、5xlO−’x(+0.1Ω/口
/°c)×l/wとなる。よって、第3図(b)の関係
を得るには、このイ直が+1 m V / ’Cとなる
ようにすればよいので、0.001=5XIO−’XO
,1Xj2/w、°、 l / w = 20 となる。すなわち、I!、/w=20となるように寄生
抵抗Rの平面パターンを設定することにより、寄生抵抗
Rでの電圧降下に+1 m V / ’Cという所望の
温度係数を持たせることができる。
以上に述べたように本実施例によれば、pn接合部の不
純物濃度と、寄生抵抗Rとを、それぞれ独立に制御する
ことができるので、ダイオード全体の降伏電圧値と、そ
の温度特性とを共に希望どおりに設定することができる
ようになる。
純物濃度と、寄生抵抗Rとを、それぞれ独立に制御する
ことができるので、ダイオード全体の降伏電圧値と、そ
の温度特性とを共に希望どおりに設定することができる
ようになる。
なお、上記実施例において示した具体的な寸法や不純物
濃度等はほんの一例であり、所望の特性に応じて適宜設
定しうることは、勿論である。
濃度等はほんの一例であり、所望の特性に応じて適宜設
定しうることは、勿論である。
また、ダイオードとしての基本的な構成は、pn接合部
を形成する第1のp型不純物領域15及びn゛型不純物
領域16と、寄生抵抗Rを有する第2のp型不純物領域
(p”型不純物領域)17とを備えていれば十分であり
、その他の構成を付加するか否かは自由である。
を形成する第1のp型不純物領域15及びn゛型不純物
領域16と、寄生抵抗Rを有する第2のp型不純物領域
(p”型不純物領域)17とを備えていれば十分であり
、その他の構成を付加するか否かは自由である。
更に、上記実施例において、p型とn型を互いに反転さ
せた構成であっても、同様な効果が得られる。
せた構成であっても、同様な効果が得られる。
[発明の効果〕
本発明によれば、pn接合部を形成する第1のp型不純
物領域と隣接して第2のP型不純物領域を別個に設けた
ので、pn接合部の不純物濃度と、第2のp型不純物領
域の寄生抵抗とをそれぞれ独立に制御することが可能と
なり、従って降伏電圧値と、その温度特性とを共に希望
どおりに設定することが可能になる。
物領域と隣接して第2のP型不純物領域を別個に設けた
ので、pn接合部の不純物濃度と、第2のp型不純物領
域の寄生抵抗とをそれぞれ独立に制御することが可能と
なり、従って降伏電圧値と、その温度特性とを共に希望
どおりに設定することが可能になる。
第1図は本発明の一実施例のダイオードの断面図、
第2図は同実施例のダイオードの等価回路を示す回路図
、 第3図(a)〜(C)は同実施例のダイオードにおける
降伏電圧の温度依存性を制御する際の具体例を示す図、 第4図は従来のダイオードの断面図、 第5図はダイオードの一般的な電流・電圧特性を示す図
である。 11・・・p型半導体基板、 t2・・・n−型エピタキシャル層、 15・・・第1のp型不純物領域、 16・・・n゛型不純物領域、 17・・・p゛型不純物領域 (第2のp型不純物領域)。
、 第3図(a)〜(C)は同実施例のダイオードにおける
降伏電圧の温度依存性を制御する際の具体例を示す図、 第4図は従来のダイオードの断面図、 第5図はダイオードの一般的な電流・電圧特性を示す図
である。 11・・・p型半導体基板、 t2・・・n−型エピタキシャル層、 15・・・第1のp型不純物領域、 16・・・n゛型不純物領域、 17・・・p゛型不純物領域 (第2のp型不純物領域)。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 半導体基板の表面に設けられた一導電型不純物領域と、 前記半導体基板の表面に設けられ、前記一導電型不純物
領域とpn接合を形成する第1の反対導電型不純物領域
と、 前記半導体基板の表面における前記pn接合の近傍に、
前記第1の反対導電型不純物領域と隣接して設けられた
第2の反対導電型不純物領域とを備えたことを特徴とす
るダイオード。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP17141889A JPH0335565A (ja) | 1989-07-03 | 1989-07-03 | ダイオード |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP17141889A JPH0335565A (ja) | 1989-07-03 | 1989-07-03 | ダイオード |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0335565A true JPH0335565A (ja) | 1991-02-15 |
Family
ID=15922768
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP17141889A Pending JPH0335565A (ja) | 1989-07-03 | 1989-07-03 | ダイオード |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0335565A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS61256102A (ja) * | 1985-05-01 | 1986-11-13 | ウエスチングハウス エレクトリック コ−ポレ−ション | 蒸気発生器における管支持装置 |
JP2000516402A (ja) * | 1996-08-16 | 2000-12-05 | エービービー リサーチ リミテッド | SiCから構成された半導体層を有するバイポーラ半導体デバイスおよびSiCから構成された半導体デバイスを製造する方法 |
US7807926B2 (en) | 2002-09-25 | 2010-10-05 | Brother Kogyo Kabushiki Kaisha | Flexible cable harness and image forming apparatus |
-
1989
- 1989-07-03 JP JP17141889A patent/JPH0335565A/ja active Pending
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