JPH0590502A - 半導体装置 - Google Patents

半導体装置

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Publication number
JPH0590502A
JPH0590502A JP27643191A JP27643191A JPH0590502A JP H0590502 A JPH0590502 A JP H0590502A JP 27643191 A JP27643191 A JP 27643191A JP 27643191 A JP27643191 A JP 27643191A JP H0590502 A JPH0590502 A JP H0590502A
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JP
Japan
Prior art keywords
semiconductor device
diffusion layer
oxide film
filter
film
Prior art date
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Pending
Application number
JP27643191A
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English (en)
Inventor
Osamu Nakauchi
修 中内
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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Publication date
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Publication of JPH0590502A publication Critical patent/JPH0590502A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 所要のRCフィルタを構成する抵抗素子と容
量素子を備える半導体装置における小チップ化を実現す
る。 【構成】 抵抗素子は半導体基板1に形成した拡散層
(Nウェル拡散層2)で構成され、容量素子(第1ポリ
シリコン膜4、熱酸化膜5、第2ポリシリコン膜6)は
抵抗素子の上側に形成した厚い酸化膜3の上面に形成さ
れる。このため、抵抗素子と容量素子とが平面的に重ね
られ、半導体装置に占める面積が低減され、半導体装置
の小チップ化が可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は半導体装置に関し、特に
アナログ半導体装置等に用いられるRCフィルタを備え
る半導体装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来のRCフィルタを備える半導体装置
の一部の構造を図3(a)及び(b)に示す。P型シリ
コン基板1に厚い酸化膜で形成される素子分離酸化膜
(ロコス酸化膜)3を形成し、これら素子分離酸化膜3
の間に所要のパターンでボロンを拡散し、P+ 型拡散抵
抗20を形成する。このボロンの拡散は、P型トランジ
スタのソース・ドレイン領域形成時の高濃度イオン注入
であるボロンを利用する。又、前記素子分離酸化膜3の
上に、第1ポリシリコン膜4を下部電極とし、酸化膜5
の誘電体膜とし、第2ポリシリコン膜6を上部電極とし
た容量素子を形成している。そして、全面に層間絶縁膜
7が形成され、アルミニウム配線9を形成して所要の電
気接続を行うことで、前記抵抗素子と容量素子とでRC
フィルタを構成する。このようなRCフィルタを使った
送信音声出力回路の一部を図4に示す。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】このRCフィルタ回路
は、カットオフ周波数が低いため、RCの積が大きくな
ければならない。例えば、音声信号を 0.3〜3KHZ
考え、通したい周波数に対する減衰量を1dB以下とする
と 20log|Vout /Vin|よりf=fc /zにて6KH
Z 以上のfc が必要であり、RCの積がfc =1/2π
CRにて 2.6×10-5となり容量値 100pFに設計した場
合を考えて見ると 260KΩの抵抗が必要になりRCいず
れも大面積となる。
【0004】したがって、図3に示した従来のRCフィ
ルタでは、抵抗素子と容量素子が夫々別の平面上に形成
されているため、夫々の素子に大きな面積が必要とな
り、結果として半導体装置の大チップ化をまねくという
問題がある。本発明の目的は、所要のRCフィルタを構
成した場合でも小チップ化を可能にした半導体装置を提
供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明の半導体装置は、
抵抗素子は半導体基板に形成した拡散層で構成され、容
量素子は抵抗素子の上側に形成した厚い酸化膜の上面に
形成される。
【0006】
【作用】本発明によれば、抵抗素子と容量素子とが平面
的に重ねられるため、半導体装置に占める面積が低減さ
れる。
【0007】
【実施例】次に、本発明について図面を参照して説明す
る。図1は本発明の第1実施例を示し、同図(a)は平
面図、同図(b)はそのA−A線に沿う断面図である。
同図において、P型シリコン基板1には、P型トランジ
スタ形成時に狭い幅のNウェル拡散層2を同時に形成
し、これを拡散抵抗として構成する。又、このNウェル
拡散層2上には素子分離酸化膜3を形成し、この素子分
離酸化膜3の上に、第1ポリシリコン膜4を下部電極と
し、熱酸化膜5を誘電体膜とし、第2ポリシリコン膜6
を上部電極とする容量素子を形成している。
【0008】又、前記素子分離酸化膜3には開口を設
け、ここから前記Nウェル拡散層2にN+ 拡散層8を形
成してコンタクト部を構成する。その上で、全面に層間
絶縁膜7を形成し、コンタクトホールを開設してアルミ
ニウム配線9を形成し、所要の電気接続を行うことで、
RCフィルタが構成される。
【0009】図1の構造の製造方法の一例を次に示す。
先ず、P型シリコン基板1にエネルギー150KeV,ドーズ
量 2.0E13a/cm2 でリン注入を行った後に1200℃で押
込を行ってNウェル拡散層2を形成する。次に、熱酸化
による素子分離酸化膜3を形成した後、下部電極形成の
ための第1ポリシリコン膜4を素子分離酸化膜3上に堆
積し、電極抵抗を下げるためにリン拡散を行う。次に、
900℃にて第1ポリシリコン膜4上に熱酸化膜5を 500
Å形成し、この熱酸化膜5を容量素子の誘電体膜とす
る。更に、上部電極である第2ポリシリコン膜6を誘電
体膜5上に堆積し、電極抵抗を下げるため、リン拡散を
行うその後、Nウェル拡散層2のコンタクト部に高濃度
リンのイオン注入を行ってN+ 拡散層8を形成し、全面
に層間絶縁膜7を堆積し、コンタクトホールを開設して
アルミニウム配線9を形成する。
【0010】この構成では、抵抗素子の上に容量素子が
平面的に重ねられているため、各素子を必要とされる値
に設計した場合でも、半導体装置におけるこれら素子が
占める面積は従来の略1/2にでき、半導体装置の小チ
ップ化が可能となる。ここで、容量素子の容量値はc=
s/dεO εより約 7.0×10-4(PF/μm2 )が得ら
れ、Nウェル拡散層2で構成される抵抗素子の抵抗値は
約 300(Ω/D)の高い抵抗値が得られる。このNウェ
ル拡散層による抵抗は押込時の横広がりによる制御性の
悪さなど、ばらつきが非常に大きいと思われるため通常
抵抗に使用出来ないが本発明の様な使用方法では特に問
題無く使用できる。
【0011】即ち、図4に示す送信音声出力回路に本発
明のRCフィルタを適用した場合を例にとると、R1
1 又はR2 ・C2 はスイッチドキャパシタフィルタ
(以下SCF)を動作させるためのクロックを切る低域
ろ波器の2段構成となっており、R1 ,R2 をNウェル
拡散層による抵抗素子とし、今この抵抗が±50%ばらつ
いた状態をR1 ,C1 の1段フィルタにて考えて見る。
【0012】音声信号は通常 0.3〜3KHZ であるため
通したい周波数の減衰量を1dB以下とするとカットオフ
周波数fC は6KHZ 以上が必要である。又、同図のS
CF回路は通常 500KHZ 程度のクロックで動作させる
ため、減衰量を20dB以下と考えるとf=10fC よりfC
=50KHZ 以下となり、最終的にfC は6KHZ 〜50K
Z 内に設計すれば同図の回路はRCフィルタが1段で
あっても問題無い。今、RCフィルタの容量値を 100P
Fに設定した場合、抵抗値はfC が6KHZ 〜50KHZ
であるため、fC =1/2πCRにて2600KΩ〜30KΩ
になり、 140KΩ±75%までばらついても問題ない。容
量素子のばらつきを±30%と考えると 140KΩをセンタ
ーにして±50%考えれば問題無い。つまりRCが最悪に
ばらついたと考えても以下の様にfC が6KHZ 〜50K
Z 内に入る事が分かる。 fC 50:50KHZ の場合 R=70KΩ,C=45PF fC 11:11KHZ の場合 R= 140KΩ,C= 100PF fC 6 :6KHZ の場合 R= 210KΩ,C= 130PF
【0013】このfC 50〜fC 6 をグラフに表わしたの
が図5であり、どのfC の場合も音声信号を通し 500K
Z のクロックは20dB以上カットしているのが分かる。
以上音声信号の様に比較的近い周波数を通す低域ろ波器
の場合、RCフィルタが1段の場合でも、RC共に大き
い値であれば多少ばらつきが多くても特に問題が無い。
つまり、Nウェル拡散層の抵抗素子の様に制御性が悪い
抵抗でも、適用する回路によっては十分使用出来るた
め、本発明の様に抵抗素子上に容量素子を設けるデバイ
ス構造は可能である事が分かる。
【0014】図2は本発明の第2実施例を示す図であ
り、同図(a)は平面図、同図(b)はそのB−B線に
沿う断面図である。尚、第1実施例と同一部分には同一
符号を付してその説明は省略する。この実施例では、抵
抗素子をNウェル拡散層2の表面に設けたボロン拡散層
10で構成している。即ち、ここではNウェル拡散層2
は幾分広い面積に形成され、このNウェル拡散層2の表
面につづら折状にボロンを拡散して抵抗素子としてい
る。このボロン拡散層10の両端にはP+ 拡散層11を
形成し、これをコンタクト部として構成している。
【0015】又、Nウェル拡散層2の上には素子分離酸
化膜3を形成し、この上に第1実施例と同様に第1ポリ
シリコン膜4、熱酸化膜5、第2ポリシリコン膜6で容
量素子を構成している。尚、前記ボロン拡散層10はチ
ャネルストッパ用のボロンを利用している。この構成に
おいても、抵抗素子と容量素子とが上下に配設されてい
るため、各素子が大面積にされても、半導体装置に占め
る面積は従来の1/2にでき、半導体装置の小チップ化
が可能となる。
【0016】
【発明の効果】以上説明した様に本発明は、抵抗素子を
半導体基板に形成した拡散層で構成し、容量素子を抵抗
素子の上側に形成した厚い酸化膜の上面に形成している
ので、両素子を平面的に重ねた構成とし、半導体装置の
小チップ化が実現できるという効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例を示し、(a)は平面図、
(b)はそのA−A線断面図である。
【図2】本発明の第2実施例を示し、(a)は平面図、
(b)はそのB−B線断面図である。
【図3】従来の半導体装置の一例を示し、(a)は平面
図、(b)はそのC−C線断面図である。
【図4】本発明にかかるRCフィルタの適用例を示す回
路図である。
【図5】RCフィルタの周波数特性を示す図である。
【符号の説明】
1 P型シリコン基板 2 Nウェル拡散層 3 素子分離酸化膜 4 下部電極(第1ポリシリコン膜) 5 誘電体膜(熱酸化膜) 6 上部電極(第2ポリシリコン膜) 7 層間絶縁膜 10 ボロン拡散層

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 抵抗素子及び容量素子を備える半導体装
    置において、前記抵抗素子は半導体基板に形成した拡散
    層で構成され、前記容量素子は前記抵抗素子の上側に形
    成した厚い酸化膜の上面に形成されていることを特徴と
    する半導体装置。
JP27643191A 1991-09-30 1991-09-30 半導体装置 Pending JPH0590502A (ja)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5618749A (en) * 1995-03-31 1997-04-08 Yamaha Corporation Method of forming a semiconductor device having a capacitor and a resistor
JP2002542619A (ja) * 1999-04-16 2002-12-10 エイブイエックス コーポレイション 逆向き面装着用超小型レジスタ−キャパシタ薄膜回路網
US6856123B2 (en) 2002-09-13 2005-02-15 Oki Electric Industry Co., Ltd. Semiconductor device provided with regulator circuit having reduced layout area and improved phase margin
KR100746518B1 (ko) * 2005-08-30 2007-08-07 후지쯔 가부시끼가이샤 반도체 장치
CN104112709A (zh) * 2013-04-19 2014-10-22 哈尔滨工大华生电子有限公司 一种rc滤波器制造工艺

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