JPH0557738B2 - - Google Patents
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- JPH0557738B2 JPH0557738B2 JP8425484A JP2548484A JPH0557738B2 JP H0557738 B2 JPH0557738 B2 JP H0557738B2 JP 8425484 A JP8425484 A JP 8425484A JP 2548484 A JP2548484 A JP 2548484A JP H0557738 B2 JPH0557738 B2 JP H0557738B2
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- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 9
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- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 7
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
- H01L27/02—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers
- H01L27/04—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being a semiconductor body
- H01L27/06—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being a semiconductor body including a plurality of individual components in a non-repetitive configuration
- H01L27/07—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being a semiconductor body including a plurality of individual components in a non-repetitive configuration the components having an active region in common
- H01L27/0744—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being a semiconductor body including a plurality of individual components in a non-repetitive configuration the components having an active region in common without components of the field effect type
- H01L27/0788—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being a semiconductor body including a plurality of individual components in a non-repetitive configuration the components having an active region in common without components of the field effect type comprising combinations of diodes or capacitors or resistors
- H01L27/0794—Combinations of capacitors and resistors
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- Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
(イ) 産業上の利用分野
この発明は、P型半導体基板表面のN型エピタ
キシヤル層に形成されたN+層と電極層との間に
絶縁層を介在させてなる容量素子に関する。
キシヤル層に形成されたN+層と電極層との間に
絶縁層を介在させてなる容量素子に関する。
(ロ) 従来技術
第1図および第2図は従来の容量素子を構成を
略示した断面図である。
略示した断面図である。
第1図aにおいて、1はP++型の半導体基板、
2は分離されたN-型のエピタキシヤル層、3は
N+層である。このN+層3は、通常、いわゆるエ
ミツタ層が用いられる。4はエピタキシヤル層2
の表面に形成された絶縁層としてのシリコン酸化
膜である。しかして、前記N+層に対応する部分
のシリコン酸化膜4aは、その素子を容量に応じ
た適宜の膜厚にエツチングされている。5aはこ
の容量素子の一方の電極、5bはN+層3に接続
する他方の電極であつて、例えば、アルミニウム
によつて形成される。
2は分離されたN-型のエピタキシヤル層、3は
N+層である。このN+層3は、通常、いわゆるエ
ミツタ層が用いられる。4はエピタキシヤル層2
の表面に形成された絶縁層としてのシリコン酸化
膜である。しかして、前記N+層に対応する部分
のシリコン酸化膜4aは、その素子を容量に応じ
た適宜の膜厚にエツチングされている。5aはこ
の容量素子の一方の電極、5bはN+層3に接続
する他方の電極であつて、例えば、アルミニウム
によつて形成される。
しかしながら、この種の容量素子は、片側の
N+層3がエピタキシヤル層2を介して接地され
た基板1に接続しているから、N+層3と接地間
には浮遊容量が存在する。しかも、電極5bに与
えられる電源電圧の変動に伴い、エピタキシヤル
層2と基板1間との接合部の空乏層の拡がり厚さ
が変化することにより、前記浮遊容量の値も変化
する。
N+層3がエピタキシヤル層2を介して接地され
た基板1に接続しているから、N+層3と接地間
には浮遊容量が存在する。しかも、電極5bに与
えられる電源電圧の変動に伴い、エピタキシヤル
層2と基板1間との接合部の空乏層の拡がり厚さ
が変化することにより、前記浮遊容量の値も変化
する。
同図bは同図aに示す容量素子の等価回路であ
る。同図において、Cは電極5a,5b間の容
量、V.Cは前記接地間との浮遊容量である。
る。同図において、Cは電極5a,5b間の容
量、V.Cは前記接地間との浮遊容量である。
このような浮遊容量は、その値自体が変化しな
ければ比較的弊害が少ないが、その値が変動する
と下記するような問題を生じる。
ければ比較的弊害が少ないが、その値が変動する
と下記するような問題を生じる。
即ち、第1図に示した如き容量素子を、例え
ば、AMチユーナのフロントエンドにおいて、同
調回路と接続せしめ、同調信号をこの容量素子を
介して次段へ伝達する場合、前記容量素子の浮遊
容量は同調回路と並列に存在することになる。そ
のため、電源電圧の変動により浮遊容量V.Cが変
化すると、同調周波数がずれる。
ば、AMチユーナのフロントエンドにおいて、同
調回路と接続せしめ、同調信号をこの容量素子を
介して次段へ伝達する場合、前記容量素子の浮遊
容量は同調回路と並列に存在することになる。そ
のため、電源電圧の変動により浮遊容量V.Cが変
化すると、同調周波数がずれる。
一方、他の構造の容量素子として第2図に示す
ものがある。
ものがある。
同図において、第1図と同一部分は同一符号で
示している。6は、エミツタ層であるN+層、7
はベース層であるP+層である。8a,8b前記
N+層、P+層に接続する電極である。この容量素
子はN+層6とP+層7のPN接合の接合容量を利
用するものである。同図bは、前記容量素子の等
価回路である。b図に示すように、この容量素子
では、第1図で説明したと同様の浮遊容量V.Cの
他に、接合容量Cに等価直列抵抗が入るため、伝
送信号の減水が大きくなるという欠点がある。
示している。6は、エミツタ層であるN+層、7
はベース層であるP+層である。8a,8b前記
N+層、P+層に接続する電極である。この容量素
子はN+層6とP+層7のPN接合の接合容量を利
用するものである。同図bは、前記容量素子の等
価回路である。b図に示すように、この容量素子
では、第1図で説明したと同様の浮遊容量V.Cの
他に、接合容量Cに等価直列抵抗が入るため、伝
送信号の減水が大きくなるという欠点がある。
ところで、前述したごとき問題を解決するため
に、本発明者は、別途、『P型半導体基板表面の
N型エピタキシヤル層に形成されたN+層と電極
層との間に絶縁層を介在させてなる容量素子にお
いて、前記N+層の底部にP+層を形成し、このP+
層と前記N+層との間が遮断状態になるように、
前記P+層にバイアス電圧を与えたことを特徴と
する容量素子』(以下、『容量素子A』という)を
提案している。
に、本発明者は、別途、『P型半導体基板表面の
N型エピタキシヤル層に形成されたN+層と電極
層との間に絶縁層を介在させてなる容量素子にお
いて、前記N+層の底部にP+層を形成し、このP+
層と前記N+層との間が遮断状態になるように、
前記P+層にバイアス電圧を与えたことを特徴と
する容量素子』(以下、『容量素子A』という)を
提案している。
第3図は前記容量素子Aの実施例の構成図であ
る。
る。
同図において、第1図と同一部分は同一符号で
示してある。9はN+層3とエピタキシヤル層2
との間に形成されるP+層、10はP+層9とエピ
タキシヤル層2とに接続する電極である。しかし
て11はエピタキシヤル層2に対するコンタクト
用のN+である。かかる構成の容量素子Aにおい
て、電極10にバイアス電圧を与えることによ
り、同図bに示す等価回路のように、N+層3と
エピタキシヤル層2との間で、容量C2および等
価高抵抗Rを得ている。そして、所望の容量C1
が、直列接続された前記容量C2および抵抗Rを
介して、浮遊容量V.C(エピタキシヤル層2と接
地された基板1間の容量)に接続するように構成
することにより、電源電圧Vccなどの変動による
浮遊容量V.Cの変化が、容量C1と接地間に現れな
いようにしている。
示してある。9はN+層3とエピタキシヤル層2
との間に形成されるP+層、10はP+層9とエピ
タキシヤル層2とに接続する電極である。しかし
て11はエピタキシヤル層2に対するコンタクト
用のN+である。かかる構成の容量素子Aにおい
て、電極10にバイアス電圧を与えることによ
り、同図bに示す等価回路のように、N+層3と
エピタキシヤル層2との間で、容量C2および等
価高抵抗Rを得ている。そして、所望の容量C1
が、直列接続された前記容量C2および抵抗Rを
介して、浮遊容量V.C(エピタキシヤル層2と接
地された基板1間の容量)に接続するように構成
することにより、電源電圧Vccなどの変動による
浮遊容量V.Cの変化が、容量C1と接地間に現れな
いようにしている。
しかし、この場合、N+層3の電位がP+層9の
電位(バイアス電圧)に対して低い場合はその差
電圧が1VF(VFはダイオードの順方向電圧)以内
でないと、N+層3とP+層9との間が順方向接続
となるため、この間の接合部がキヤパシタとして
働かない。また、N+層3の電位がP+層9の電位
により高い場合は、その電位差が接合間のブレー
クダウン電圧(通常5V〜7V)以内でなければな
らない。
電位(バイアス電圧)に対して低い場合はその差
電圧が1VF(VFはダイオードの順方向電圧)以内
でないと、N+層3とP+層9との間が順方向接続
となるため、この間の接合部がキヤパシタとして
働かない。また、N+層3の電位がP+層9の電位
により高い場合は、その電位差が接合間のブレー
クダウン電圧(通常5V〜7V)以内でなければな
らない。
そのため、N+層3が前記電圧範囲内にならな
いような回路には、第3図に示したごとき容量素
子Aを用いることはできない。
いような回路には、第3図に示したごとき容量素
子Aを用いることはできない。
(ハ) 目的
この発明は上記した問題が発生しないように改
良した容量素子を提供することを目的とする。
良した容量素子を提供することを目的とする。
(ニ) 構成
この発明に係る容量素子は、P型半導体基板1
表面のN型エピタキシヤル層2に形成されたN+
層3と電極層との間に絶縁層4を介在させてなる
容量素子において、容量素子の一方の電極として
絶縁層4の開口にN+層3に接続された電極5b
を設け、前記N+層3の底部に、電極5bを回避
し両端が絶縁層4に接続されたP+層9を形成し、
かつ、P+層9とN+層3の間のPN接合、P+層9
とN型エピタキシヤル層2の間のPN接合の何れ
が一方が逆方向にバイアスされるように、N型エ
ピタキシヤル層2に設けた電極10にバイアス電
圧を与えるようにしたことを特徴としている。
表面のN型エピタキシヤル層2に形成されたN+
層3と電極層との間に絶縁層4を介在させてなる
容量素子において、容量素子の一方の電極として
絶縁層4の開口にN+層3に接続された電極5b
を設け、前記N+層3の底部に、電極5bを回避
し両端が絶縁層4に接続されたP+層9を形成し、
かつ、P+層9とN+層3の間のPN接合、P+層9
とN型エピタキシヤル層2の間のPN接合の何れ
が一方が逆方向にバイアスされるように、N型エ
ピタキシヤル層2に設けた電極10にバイアス電
圧を与えるようにしたことを特徴としている。
(ホ) 実施例
第4図は本発明の一実施例を説明するための図
であつて、aは容量素子の断面図、bは容量素子
の等価回路図である。なお、第1図及び第3図と
同一部分は同一符号で示している。
であつて、aは容量素子の断面図、bは容量素子
の等価回路図である。なお、第1図及び第3図と
同一部分は同一符号で示している。
図中1はP++型の半導体基板、2は分離された
N-型エピタキシヤル層、3はN+層である。4は
N-型エピタキシヤル層2の表面に形成された絶
縁層としてのシリコン酸化膜4である。
N-型エピタキシヤル層、3はN+層である。4は
N-型エピタキシヤル層2の表面に形成された絶
縁層としてのシリコン酸化膜4である。
5aはシリコン酸化膜4a上に設けられた容量
素子の一方の電極、5bはシリコン酸化膜4の開
口にN+層3に接続するように形成された容量素
子の他方の電極であつて、共に、例えばアルミニ
ウムによつて形成されている。つまり電極5aと
電極5bとの間に容量C1が得られる。
素子の一方の電極、5bはシリコン酸化膜4の開
口にN+層3に接続するように形成された容量素
子の他方の電極であつて、共に、例えばアルミニ
ウムによつて形成されている。つまり電極5aと
電極5bとの間に容量C1が得られる。
N+層3とN-型エピタキシヤル層2との間には
P+層9が形成されている。このP+層9はフロー
テイングにされており、電極5bを回避してその
両端部分がシリコン酸化膜4に接続されている。
P+層9が形成されている。このP+層9はフロー
テイングにされており、電極5bを回避してその
両端部分がシリコン酸化膜4に接続されている。
図中10は電極5bと同様な電極であつて、コ
ンタクト用のN+層11を介してN-型エピタキシ
ヤル層2に接続されている。
ンタクト用のN+層11を介してN-型エピタキシ
ヤル層2に接続されている。
この電極10には、P+層9とN+層3と間の
PN接合(PN接合とする)、P+層9とN-型エ
ピタキシヤル層2の間のPN接合(PN接合と
する)の何れか一方が逆方向にバイアスされるよ
うに、バイアス電圧が与えられている。
PN接合(PN接合とする)、P+層9とN-型エ
ピタキシヤル層2の間のPN接合(PN接合と
する)の何れか一方が逆方向にバイアスされるよ
うに、バイアス電圧が与えられている。
ここで、電極10に与えられるバイアス電圧を
VCCとして表す。同様に、電極5bに与えられる
電圧をV、上記PN接合のダイオードの順方向電
圧をVFとして夫々表す。
VCCとして表す。同様に、電極5bに与えられる
電圧をV、上記PN接合のダイオードの順方向電
圧をVFとして夫々表す。
即ち、VがVCCよりVF以上に高くなつたとき
は、PN接合が逆方向にバイアスされる一方、
VがVCCよりかなり低くなると、PN接合が逆
方向にバイアスされる。PN接合が逆方向にバイ
アスされると、接合部の空乏層が拡がり、そこに
接合容量が得られる。
は、PN接合が逆方向にバイアスされる一方、
VがVCCよりかなり低くなると、PN接合が逆
方向にバイアスされる。PN接合が逆方向にバイ
アスされると、接合部の空乏層が拡がり、そこに
接合容量が得られる。
第4図中C21はPN接合の接合容量、C22は
PN接合の接合容量を夫々示している。
PN接合の接合容量を夫々示している。
接合部の空乏層が拡がると、接合容量だけでな
く、抵抗Rも得られる。しかもN+層3とP+層9
はNPNトランジスタのベース・エミツタ間と同
じ構造であつて、N+層3と下部のP+層9は極め
て薄いことから、抵抗Rは高抵抗となつている。
く、抵抗Rも得られる。しかもN+層3とP+層9
はNPNトランジスタのベース・エミツタ間と同
じ構造であつて、N+層3と下部のP+層9は極め
て薄いことから、抵抗Rは高抵抗となつている。
つまりPN接合、の何れか一方が逆方向に
バイアスされる見合つたバイアス電圧が電極10
に与えられている限り、N+層3とN-型エピタキ
シヤル層2との間に、常に接合容量と高抵抗とが
存在することになる。
バイアスされる見合つたバイアス電圧が電極10
に与えられている限り、N+層3とN-型エピタキ
シヤル層2との間に、常に接合容量と高抵抗とが
存在することになる。
上記したような容量素子の等価回路を第4図b
に示す。V・CはN-型エピタキシヤル層2と接
地された半導体基番1との間の浮遊容量である。
に示す。V・CはN-型エピタキシヤル層2と接
地された半導体基番1との間の浮遊容量である。
第2図に示す従来の容量素子とは異なり、容量
C1に対して直列の抵抗が存在しないので、この
抵抗による伝達信号と減衰は問題とならない。
C1に対して直列の抵抗が存在しないので、この
抵抗による伝達信号と減衰は問題とならない。
また、PN接合、の何れか一方が逆方向に
バイアスされるようになつているので、第4図に
示すように電極10に与えるバイアス電圧が変動
したとしても、この変動の影響が伝達信号に与え
られない。なぜなら、電極10に与えるバイアス
電圧が何らかの要因で変動し、これに伴つて、浮
遊容量V・Cが変化したとしても、高抵抗の抵抗
Rの存在により、この影響が伝達信号に現れない
からである。一方、接合容量C2、C22が非常に大
きいと、伝達信号の減水量が大きくなり得るが、
高抵抗の抵抗Rの存在によつて、この面での伝達
信号の減衰も問題とならない。
バイアスされるようになつているので、第4図に
示すように電極10に与えるバイアス電圧が変動
したとしても、この変動の影響が伝達信号に与え
られない。なぜなら、電極10に与えるバイアス
電圧が何らかの要因で変動し、これに伴つて、浮
遊容量V・Cが変化したとしても、高抵抗の抵抗
Rの存在により、この影響が伝達信号に現れない
からである。一方、接合容量C2、C22が非常に大
きいと、伝達信号の減水量が大きくなり得るが、
高抵抗の抵抗Rの存在によつて、この面での伝達
信号の減衰も問題とならない。
かような機能を発揮させるのに、PN接合、
の何れか一方を逆方向にバイアスする必要があ
る。これに伴つて、電極5bに与えるべき電圧の
範囲にも制限がある。しかし、第3図に示す従来
の容量素子による場合と比較すると、その範囲は
遥かに大きい。よつて、この面で容量素子として
の電気的特性を向上させることができる。
の何れか一方を逆方向にバイアスする必要があ
る。これに伴つて、電極5bに与えるべき電圧の
範囲にも制限がある。しかし、第3図に示す従来
の容量素子による場合と比較すると、その範囲は
遥かに大きい。よつて、この面で容量素子として
の電気的特性を向上させることができる。
(ヘ) 効果
以上、本発明に係る容量素子による場合、P+
層9とN+層3の間のPN接合、P+層9とN型エ
ピタキシヤル層2の間のPN接合の何れか一方が
逆方向にバイアスされる構成となつているので、
N型エピタキシヤル層2とP型半導体基板1との
間の浮遊容量が電源電圧の変動等により変化して
も、この影響が伝達信号に現れることがない。電
極5aと電極5bとの間の容量に対して抵抗が直
列に入ることもないので、伝達信号の減衰も問題
とならない。しかも電極5bに与えることのでき
る電圧の範囲を従来より広くすることができ、回
路設計上好都合である。従つて、容量素子の電気
的特性が向上する。
層9とN+層3の間のPN接合、P+層9とN型エ
ピタキシヤル層2の間のPN接合の何れか一方が
逆方向にバイアスされる構成となつているので、
N型エピタキシヤル層2とP型半導体基板1との
間の浮遊容量が電源電圧の変動等により変化して
も、この影響が伝達信号に現れることがない。電
極5aと電極5bとの間の容量に対して抵抗が直
列に入ることもないので、伝達信号の減衰も問題
とならない。しかも電極5bに与えることのでき
る電圧の範囲を従来より広くすることができ、回
路設計上好都合である。従つて、容量素子の電気
的特性が向上する。
第1図〜第3図は従来の容量素子を説明するた
めの図であつて、aは容量素子の断面図、bは等
価回路を示す図である。第4図は本発明の容量素
子の一実施例を説明するための図であつて、aは
容量素子の断面図、bは容量素子の等価回路図で
ある。 1……P型半導体基板、2……エピタキシヤル
層、3……N+層、4……シリコン酸化膜、5a,
5b,10……電極、9……P+層。
めの図であつて、aは容量素子の断面図、bは等
価回路を示す図である。第4図は本発明の容量素
子の一実施例を説明するための図であつて、aは
容量素子の断面図、bは容量素子の等価回路図で
ある。 1……P型半導体基板、2……エピタキシヤル
層、3……N+層、4……シリコン酸化膜、5a,
5b,10……電極、9……P+層。
Claims (1)
- 1 P型半導体基板1表面のN型エピタキシヤル
層2に形成されたN+層3と電極層との間に絶縁
層4を介在させてなる容量素子において、前記容
量素子の一方の電極として前記絶縁層4の開口に
N+層3に接続された電極5bを設け、前記N+層
3の底部に、前記電極5bを回避し両端が前記絶
縁層4に接続されたP+層9を形成し、かつ、P+
層9とN+層3の間のPN接合、P+層9とN型エ
ピタキシヤル層2の間のPN接合の何れか一方が
逆方向にバイアスされるように、N型エピタキシ
ヤル層2に設けた電極10にバイアス電圧を与え
るようにしたことを特徴とする容量素子。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2548484A JPS60169162A (ja) | 1984-02-13 | 1984-02-13 | 容量素子 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2548484A JPS60169162A (ja) | 1984-02-13 | 1984-02-13 | 容量素子 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS60169162A JPS60169162A (ja) | 1985-09-02 |
JPH0557738B2 true JPH0557738B2 (ja) | 1993-08-24 |
Family
ID=12167325
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2548484A Granted JPS60169162A (ja) | 1984-02-13 | 1984-02-13 | 容量素子 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS60169162A (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2740038B2 (ja) * | 1990-06-18 | 1998-04-15 | 株式会社東芝 | Mos(mis)型コンデンサー |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS4883787A (ja) * | 1972-02-08 | 1973-11-08 |
-
1984
- 1984-02-13 JP JP2548484A patent/JPS60169162A/ja active Granted
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS4883787A (ja) * | 1972-02-08 | 1973-11-08 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS60169162A (ja) | 1985-09-02 |
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