JPH0743414B2 - Semiconductor integrated circuit with battery life detection circuit - Google Patents

Semiconductor integrated circuit with battery life detection circuit

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JPH0743414B2
JPH0743414B2 JP59209471A JP20947184A JPH0743414B2 JP H0743414 B2 JPH0743414 B2 JP H0743414B2 JP 59209471 A JP59209471 A JP 59209471A JP 20947184 A JP20947184 A JP 20947184A JP H0743414 B2 JPH0743414 B2 JP H0743414B2
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resistor
battery life
resistance
diffusion
life detection
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、電池寿命検出回路を内蔵する半導体集積回路
の構成に関するものであり、特に電池寿命検出回路の温
度特性の改善を果たす上で有効な技術に関するものであ
る。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a configuration of a semiconductor integrated circuit having a battery life detection circuit incorporated therein, and is particularly effective in improving the temperature characteristics of the battery life detection circuit. Technology.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

電子時計などのような電池を電源とする電子機器におい
ては、電池の電池電圧を監視して、電池の消耗の度合を
判別するための回路、すなわち電池寿命検出回路を内蔵
するものが多い。
In many electronic devices such as an electronic timepiece that uses a battery as a power source, a circuit for monitoring the battery voltage of the battery to determine the degree of consumption of the battery, that is, a battery life detection circuit is built-in.

電池寿命検出回路の構成は、抵抗値が電圧に依存する抵
抗と依存しない抵抗との直列接続により被検出電源電圧
を分割し、これらの抵抗同士の接続点の電圧を電圧コン
パレータに入力し、この電圧コンパレータが「ハイ」ま
たは「ロー」を出力するというものが公知である。
The battery life detection circuit is configured so that the detected power supply voltage is divided by a series connection of a resistor whose resistance value depends on the voltage and a resistor which does not depend on the voltage, and the voltage at the connection point between these resistors is input to a voltage comparator. It is known that voltage comparators output "high" or "low".

第2図は、従来例の電池寿命検出回路を説明する回路図
である。
FIG. 2 is a circuit diagram illustrating a conventional battery life detection circuit.

第2図に示す従来の電池寿命検出回路の構成は、抵抗値
が電圧に依存する抵抗としてのnチャネルMOS抵抗12
と、抵抗値が電圧に依存しない抵抗11とで被検出電源電
圧を分割し、その分割点を、pチャネルMOSトランジス
タ13とnチャネルMOSトランジスタ14とで構成するイン
バータのゲートに接続している。このpチャネルMOSト
ランジスタ13とnチャネルMOSトランジスタ14とで構成
するインバータが、電圧コンパレータの役目を果たして
いる。第2図に示す構成は、電圧に依存する抵抗として
nチャネルMOS抵抗12を用いているが、pチャネルMOS抵
抗を用いても何ら差し支えない。ただしその場合は、p
チャネルMOS抵抗を電源のVDD側にし、電圧に依存しない
抵抗11を電源のVss側にすることはいうまでもない。
The configuration of the conventional battery life detection circuit shown in FIG. 2 has an n-channel MOS resistor 12 as a resistor whose resistance value depends on the voltage.
And the resistance 11 whose resistance value does not depend on the voltage divides the detected power supply voltage, and the dividing point is connected to the gate of the inverter constituted by the p-channel MOS transistor 13 and the n-channel MOS transistor 14. The inverter composed of the p-channel MOS transistor 13 and the n-channel MOS transistor 14 serves as a voltage comparator. In the configuration shown in FIG. 2, the n-channel MOS resistor 12 is used as the voltage-dependent resistor, but a p-channel MOS resistor may be used without any problem. However, in that case, p
It goes without saying that the channel MOS resistance is set to the VDD side of the power supply and the voltage-independent resistor 11 is set to the Vss side of the power supply.

第2図に示す電池寿命検出回路はきわめて簡素であるた
めに、半導体集積回路に搭載する回路としては非常に優
れているが、従来技術の製造方法を用いて半導体集積回
路に搭載する場合、電池寿命検出電圧に温度依存性が現
れるという致命的な欠点を有している。このような温度
依存性は、nチャネルMOS抵抗12と抵抗11との温度特性
が異なっていることから生じているのであり、従来の半
導体集積回路の製造方法を用いる限り避けることはでき
ない。なぜならば、従来の半導体集積回路の製造方法を
用いて形成可能な電圧依存性のない抵抗は、温度係数が
約0.7%/degのウェル拡散抵抗や、温度係数が約0.18%/
degのソース・ドレイン拡散抵抗、あるいは温度係数が
0.1%/deg以下の多結晶シリコン抵抗などに限られてお
り、MOS抵抗の温度係数0.3%/degと一致するものはない
という課題がある。
Since the battery life detection circuit shown in FIG. 2 is extremely simple, it is very excellent as a circuit to be mounted on a semiconductor integrated circuit. It has a fatal defect that the life detection voltage has temperature dependence. Such temperature dependence is caused by the difference in temperature characteristics between the n-channel MOS resistor 12 and the resistor 11, and cannot be avoided as long as the conventional semiconductor integrated circuit manufacturing method is used. This is because the voltage-independent resistance that can be formed by using the conventional semiconductor integrated circuit manufacturing method includes well diffusion resistance with a temperature coefficient of about 0.7% / deg and temperature coefficient of about 0.18% / deg.
deg source / drain diffusion resistance or temperature coefficient
It is limited to polycrystalline silicon resistors of 0.1% / deg or less, and there is a problem that there is nothing that matches the temperature coefficient of MOS resistors of 0.3% / deg.

そこでこのような課題を解消するために、たとえば特開
昭51−058378号公報または特開昭57−019676号公報など
が提案されている。
Therefore, in order to solve such a problem, for example, JP-A-51-058378 or JP-A-57-019676 has been proposed.

これらの報告の中の温度補償手段の代表的な例を、以下
に説明する。第4図は、上記の特開昭57−019676号公報
に記載されている図面をそのまま引用するものである。
第4図において、pチャネルMOS抵抗32と抵抗33と抵抗
Rとを直列の接続して電源電圧を分割し、pチャネルMO
S抵抗32と抵抗33との接続点であるA点を、pチャネルM
OSトランジスタとnチャネルMOSトランジスタとからな
るインバータのゲートのB点に接続し、このインバータ
の出力は後段のインバータのゲートに接続している。こ
の後段のインバータは、出力0点のレベルが「ハイ」で
あるか「ロー」であるかをより明確にするための、いわ
ゆる波形整形回路として設けているものであり、前段の
インバータと組となって電圧コンパレータを形成してい
る。第4図における電池寿命検出回路の温度補償手段の
特徴は、温度依存性のある抵抗33と温度依存性のない抵
抗Rとを直列接続にして用いることにより、全体として
pチャネルMOS抵抗32の温度特性と等しい温度特性の抵
抗を形成し、A点における電圧の温度変化をなくすとい
うものである。すなわち、MOS抵抗と同じ温度特性の抵
抗を得るために、温度依存性のある抵抗33と温度依存性
のない抵抗Rという2種類の抵抗を組み合わせる点に特
徴がある。温度に依存しない抵抗Rと抵抗33との直列接
続によって、全体としてMOS抵抗32の温度係数に一致さ
せるためには、必然的に抵抗33の温度係数は、MOS抵抗3
2の温度係数よりも大きくなければならない。MOS抵抗32
の温度係数が約0.3%/degであり、通常の製造方法によ
って半導体集積回路に内蔵可能な抵抗のうち、0.3%/de
gよりも大きい温度係数の抵抗は、温度係数が0.7%/deg
のウェル拡散抵抗であるから、たとえば抵抗33をウェル
拡散抵抗で構成するならば、あとは抵抗33と抵抗Rとの
抵抗値の比の調整により、A点における電圧の温度変化
をなくすことができる。従来技術においては、このよう
な電圧に依存しない2種類の抵抗を組み合わせない限
り、A点における電圧の温度変化をなくすことはできな
い。このような制約は、温度依存性のない抵抗Rが外付
けであろうと、半導体集積回路に内蔵するものであろう
と、電圧に依存しない2種類の抵抗を組み合わせること
に変わりはない。
Representative examples of the temperature compensation means in these reports are described below. FIG. 4 directly cites the drawing described in JP-A-57-019676.
In FIG. 4, a p-channel MOS resistor 32, a resistor 33, and a resistor R are connected in series to divide the power supply voltage so that the p-channel MO
Connect the point A, which is the connection point between the S resistor 32 and the resistor 33, to the p-channel M
It is connected to the point B of the gate of the inverter composed of the OS transistor and the n-channel MOS transistor, and the output of this inverter is connected to the gate of the latter-stage inverter. The latter-stage inverter is provided as a so-called waveform shaping circuit for clarifying whether the level of the output 0 point is “high” or “low”, and is combined with the former-stage inverter. Form a voltage comparator. The temperature compensating means of the battery life detecting circuit in FIG. 4 is characterized in that a temperature-dependent resistor 33 and a temperature-independent resistor R are connected in series to use the temperature of the p-channel MOS resistor 32 as a whole. A resistance having a temperature characteristic equal to that of the characteristic is formed to eliminate the temperature change of the voltage at the point A. That is, in order to obtain a resistance having the same temperature characteristic as the MOS resistance, a characteristic is that two types of resistance, that is, the resistance 33 having temperature dependence and the resistance R having no temperature dependence are combined. In order to match the temperature coefficient of the MOS resistor 32 as a whole by the series connection of the resistor R and the resistor 33, which do not depend on the temperature, the temperature coefficient of the resistor 33 is necessarily the same as that of the MOS resistor 3.
It must be greater than the temperature coefficient of 2. MOS resistor 32
Has a temperature coefficient of about 0.3% / deg, which is 0.3% / de of the resistance that can be built into a semiconductor integrated circuit by a normal manufacturing method.
Resistance with a temperature coefficient greater than g has a temperature coefficient of 0.7% / deg.
If the resistor 33 is constituted by a well diffused resistor, the temperature change of the voltage at the point A can be eliminated by adjusting the ratio of the resistance values of the resistor 33 and the resistor R. . In the prior art, it is impossible to eliminate the temperature change of the voltage at the point A unless such two types of resistors that do not depend on the voltage are combined. Such a restriction remains the combination of two types of resistors that do not depend on voltage, regardless of whether the resistor R that does not depend on temperature is external or built in a semiconductor integrated circuit.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problems to be solved by the invention]

第4図に示す電池寿命検出回路においては、温度補償を
行うために抵抗の構成が複雑になっており、温度依存性
のある抵抗と温度依存性のない抵抗とを形成するために
製造工程の追加が必要になり、第2図に示す電池寿命検
出回路が持っている簡素性が失われてしまっている。そ
のため、電池寿命検出回路を半導体集積回路に搭載する
に際して設計を困難にし、歩留りの低下やコストの上昇
を招くなどの問題点がある。
In the battery life detection circuit shown in FIG. 4, the resistance configuration is complicated for temperature compensation, and the manufacturing process is performed to form a temperature-dependent resistance and a temperature-independent resistance. The addition is required, and the simplicity of the battery life detection circuit shown in FIG. 2 is lost. Therefore, there is a problem that designing becomes difficult when the battery life detection circuit is mounted on the semiconductor integrated circuit, resulting in a decrease in yield and an increase in cost.

本発明の目的は、回路の簡素性を完全に保持したままで
温度補償が可能な電池寿命検出回路を搭載する半導体集
積回路を提供することである。
An object of the present invention is to provide a semiconductor integrated circuit equipped with a battery life detection circuit capable of temperature compensation while completely maintaining circuit simplicity.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

上記の目的を達成するため、本発明による電池寿命検出
回路付半導体集積回路は、下記記載の構成とする。
In order to achieve the above object, the semiconductor integrated circuit with a battery life detection circuit according to the present invention has the following configuration.

すなわち、電池寿命検出回路を構成する回路部品のすべ
てを半導体集積回路に内蔵し、 電池寿命検出回路は被検出電源電圧間にMOS抵抗と拡散
抵抗とを直列に接続し、 このMOS抵抗と拡散抵抗との接続点の電圧を、 pチャネルトランジスタとnチャネルトランジスタとで
構成する電圧コンパレータに入力する構成とし、 この拡散抵抗は表面不純物濃度を1×1018cm-3以上とす
ることによって、直列に接続するMOS抵抗と温度係数が
ほぼ一致することで、 温度依存性のない電池寿命検出を行うことを特徴とす
る。
That is, all the circuit components that make up the battery life detection circuit are built into the semiconductor integrated circuit, and the battery life detection circuit connects a MOS resistance and a diffusion resistance in series between the detected power supply voltage. The voltage at the connection point with and is input to a voltage comparator composed of a p-channel transistor and an n-channel transistor, and this diffusion resistor has a surface impurity concentration of 1 × 10 18 cm -3 or more The feature is that battery life detection without temperature dependence is performed because the MOS resistance to be connected and the temperature coefficient are almost the same.

さらに、電池寿命検出回路の半導体集積回路内の占有面
積の増大を防止するために、本発明による電池寿命検出
回路付半導体回路は、下記記載の構成とする。
Furthermore, in order to prevent an increase in the area occupied by the battery life detection circuit in the semiconductor integrated circuit, the semiconductor circuit with the battery life detection circuit according to the present invention has the following configuration.

すなわち、MOS抵抗と直列に接続する拡散抵抗は、拡散
深さを1μm以下とすることを特徴とする。
That is, the diffusion resistor connected in series with the MOS resistor has a diffusion depth of 1 μm or less.

〔作用〕[Action]

室温付近のいわゆる常用温度範囲において、拡散抵抗の
温度係数は不純物濃度で決まり、拡散抵抗の単位幅、単
位長さ当たりの抵抗、すなわちシート抵抗は、不純物濃
度と拡散深さで決まる。MOS抵抗の温度係数が約0.3%/d
egであり、拡散抵抗の温度係数を、これと等しいか近い
値にするためには、拡散抵抗の表面不純物濃度は、1×
1018cm-3以上でなければならない。
In the so-called normal temperature range near room temperature, the temperature coefficient of diffusion resistance is determined by the impurity concentration, and the resistance per unit width and unit length of the diffusion resistance, that is, the sheet resistance is determined by the impurity concentration and the diffusion depth. Temperature coefficient of MOS resistance is about 0.3% / d
eg, and in order to make the temperature coefficient of diffusion resistance equal or close to this, the surface impurity concentration of diffusion resistance is 1 ×
Must be at least 10 18 cm -3 .

また電池寿命検出回路が動作中は、MOS抵抗と拡散抵抗
とを電流が流れるから、電池寿命検出回路が電池に過大
な負荷をかけないようにするために、通常これらの抵抗
値は数100kΩ程度かそれ以上に設定する。このような値
の拡散抵抗を、シート抵抗が1〜2kΩ/□以下のもので
形成しようとするならば、半導体集積回路内における占
有面積が増大してしまい、非実用的である。そのため、
MOS抵抗と直列に接続する拡散抵抗は、そのシート抵抗
を1〜2kΩ/□以上に設定している。表面不純物濃度が
1×1018cm-3以上である拡散抵抗において、1〜2kΩ/
□以上のシート抵抗を実現するためには、その拡散深さ
は1μm以下でなければならない。
Also, when the battery life detection circuit is operating, current flows through the MOS resistance and diffusion resistance.Therefore, in order to prevent the battery life detection circuit from applying an excessive load to the battery, these resistance values are usually several hundred kΩ. Or higher. If a diffusion resistance having such a value is to be formed with a sheet resistance of 1 to 2 kΩ / □ or less, the occupied area in the semiconductor integrated circuit increases, which is impractical. for that reason,
The sheet resistance of the diffusion resistor connected in series with the MOS resistor is set to 1 to 2 kΩ / □ or more. 1 to 2 kΩ / in diffusion resistance with surface impurity concentration of 1 × 10 18 cm -3 or more
□ In order to realize the above sheet resistance, the diffusion depth must be 1 μm or less.

したがって、拡散抵抗の表面不純物濃度を1×1018cm-3
以上とすることにより、拡散抵抗の温度係数をMOS抵抗
の温度係数とほぼ等しくすることができ、1つのMOS抵
抗と1つの拡散抵抗という簡素な回路構成のままで、電
池寿命検出回路の温度補償が達成できる。さらに、同時
に拡散深さを1μm以下に制御することで、MOS抵抗の
温度係数とほぼ等しい温度係数の拡散抵抗を、実用的な
大きさで半導体集積回路に搭載することができる。
Therefore, the surface impurity concentration of the diffusion resistance should be 1 × 10 18 cm -3.
By the above, the temperature coefficient of the diffusion resistance can be made almost equal to the temperature coefficient of the MOS resistance, and the temperature compensation of the battery life detection circuit can be performed with the simple circuit configuration of one MOS resistance and one diffusion resistance. Can be achieved. Further, by controlling the diffusion depth to 1 μm or less at the same time, a diffusion resistance having a temperature coefficient substantially equal to that of the MOS resistance can be mounted in a semiconductor integrated circuit in a practical size.

ところで前述のように、従来の半導体集積回路の製造方
法においては、本発明のような0.3%/degの温度係数の
拡散抵抗は形成できない。このため、本発明では、半導
体集積回路の製造工程の中の最後の高温工程の少し前
に、MOS抵抗と等しい温度係数の拡散抵抗を形成するた
めの不純物をイオン注入する工程を付加し、1×1018cm
-3以上の表面不純物濃度と1μm以下の拡散深さを同時
に達成している。
By the way, as described above, in the conventional method for manufacturing a semiconductor integrated circuit, the diffusion resistance having the temperature coefficient of 0.3% / deg as in the present invention cannot be formed. Therefore, in the present invention, a step of ion-implanting an impurity for forming a diffusion resistance having a temperature coefficient equal to that of a MOS resistance is added just before the final high temperature step in the manufacturing process of a semiconductor integrated circuit. × 10 18 cm
A surface impurity concentration of -3 or more and a diffusion depth of 1 μm or less are simultaneously achieved.

〔実施例〕〔Example〕

以下図面により本発明の一実施例を詳述する。第2図
は、本発明の一実施例を説明する電池寿命検出回路の回
路図である。
An embodiment of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings. FIG. 2 is a circuit diagram of a battery life detecting circuit for explaining an embodiment of the present invention.

第2図に示す本発明の電池寿命検出回路の構成は、抵抗
値が電圧に依存する抵抗としてのnチャネルMOS抵抗12
と、抵抗値が電圧に依存しない抵抗11とを直列に接続
し、被検出電源電圧間に配置する。nチャネルMOS抵抗1
2と抵抗値が電圧に依存しない抵抗11とで被検出電源電
圧を分割し、その分割点を、pチャネルMOSトランジス
タ13とnチャネルMOSトランジスタ14とで構成するイン
バータのゲートに接続している。このpチャネルMOSト
ランジスタ13とnチャネルMOSトランジスタ14とで構成
するインバータが、電圧コンパレータの役目を果たして
いる。抵抗値が電圧に依存しない抵抗11は、本発明によ
る拡散抵抗であり、その表面不純物濃度を約3×1018cm
-3として、その温度係数をnチャネルMOS抵抗12の温度
係数とほぼ等しくしている。また、その拡散深さを約0.
25μmに制御して、シート抵抗を約5kΩ/□としてい
る。
The configuration of the battery life detection circuit of the present invention shown in FIG. 2 is an n-channel MOS resistor 12 as a resistor whose resistance value depends on voltage.
And a resistor 11 whose resistance value does not depend on the voltage are connected in series and are arranged between the detected power supply voltages. n-channel MOS resistor 1
The detected power supply voltage is divided by 2 and the resistance 11 whose resistance value does not depend on the voltage, and the division point is connected to the gate of the inverter formed by the p-channel MOS transistor 13 and the n-channel MOS transistor 14. The inverter composed of the p-channel MOS transistor 13 and the n-channel MOS transistor 14 serves as a voltage comparator. The resistance 11 whose resistance value does not depend on voltage is a diffusion resistance according to the present invention, and has a surface impurity concentration of about 3 × 10 18 cm 2.
-3 , the temperature coefficient is made substantially equal to the temperature coefficient of the n-channel MOS resistor 12. Also, its diffusion depth is about 0.
The sheet resistance is controlled to 25 μm and the sheet resistance is set to about 5 kΩ / □.

次に本発明による電池寿命検出回路付半導体集積回路の
構成を実現するための製造方法について、参考例として
説明する。第5図から第14図は、本発明による電池寿命
検出回路付半導体集積回路の製造方法のうち、半導体基
板表面を第1導電型の領域と第2導電型の領域とに分離
する工程から、拡散抵抗を形成する工程までを示すもの
であり、金属配線を形成する工程など、その前後の工程
は省略する。
Next, a manufacturing method for realizing the configuration of the semiconductor integrated circuit with the battery life detection circuit according to the present invention will be described as a reference example. 5 to 14 show the steps of separating the semiconductor substrate surface into a first conductivity type region and a second conductivity type region in the method of manufacturing a semiconductor integrated circuit with a battery life detection circuit according to the present invention. The process up to the step of forming the diffusion resistance is shown, and steps before and after the step of forming the metal wiring are omitted.

第5図に示すように、第1導電型であるn型半導体基板
41の表面に、第2導電型の領域であるpウェル43を選択
的に形成する。
As shown in FIG. 5, an n-type semiconductor substrate of the first conductivity type
A p-well 43 which is a second conductivity type region is selectively formed on the surface of 41.

次に第6図に示すように、n型半導体基板41およびpウ
ェル43のそれぞれの領域に、素子領域45と素子分離領域
47とを選択的に形成する。
Next, as shown in FIG. 6, in the respective regions of the n-type semiconductor substrate 41 and the p well 43, an element region 45 and an element isolation region are formed.
47 and are selectively formed.

次に第7図に示すように、熱酸化により素子領域45にゲ
ート酸化膜49を形成する。
Next, as shown in FIG. 7, a gate oxide film 49 is formed in the element region 45 by thermal oxidation.

次に第8図に示すように、表面全体にゲート電極膜51を
形成する。
Next, as shown in FIG. 8, a gate electrode film 51 is formed on the entire surface.

次に第9図に示すように、フォトレジスト44をマスクと
して、ゲート電極膜51を選択的に除去し、MOSトランジ
スタのゲート電極53を形成すると共に、n型半導体基板
41側の1つの素子領域45のゲート酸化膜49全体を露出さ
せ、拡散抵抗領域55を形成する。
Next, as shown in FIG. 9, the gate electrode film 51 is selectively removed using the photoresist 44 as a mask to form the gate electrode 53 of the MOS transistor, and the n-type semiconductor substrate is formed.
The entire gate oxide film 49 in one element region 45 on the 41 side is exposed to form a diffusion resistance region 55.

次にフォトレジスト44を除去し、第10図に示すように、
pウェル43内のMOSトランジスタの素子領域45を開口す
るフォトレジスト44をマスクとして、n型の不純物であ
る3×1015atoms/cm2程度の高濃度のリンをイオン注入
する。
Next, the photoresist 44 is removed, and as shown in FIG.
Using the photoresist 44 that opens the element region 45 of the MOS transistor in the p-well 43 as a mask, high-concentration phosphorus of about 3 × 10 15 atoms / cm 2 which is an n-type impurity is ion-implanted.

次にフォトレジスト44を除去し、第11図に示すように、
n型半導体基板41側のMOSトランジスタの素子領域45
と、拡散抵抗領域55の両端である接合領域とを開口する
フォトレジスト44をマスクとして、p型の不純物である
3×1015atoms/cm2程度の高濃度のボロンをイオン注入
する。
Next, the photoresist 44 is removed, and as shown in FIG.
Element region 45 of the MOS transistor on the n-type semiconductor substrate 41 side
And a high concentration of boron of about 3 × 10 15 atoms / cm 2, which is a p-type impurity, is ion-implanted using the photoresist 44 that opens at both ends of the diffusion resistance region 55 and the junction region.

次にフォトレジスト44を除去し、第12図に示すように、
全面に1×1013atoms/cm2程度の低濃度のボロンをイオ
ン注入して、拡散抵抗領域55にp型の不純物を導入す
る。
Next, the photoresist 44 is removed, and as shown in FIG.
Boron with a low concentration of about 1 × 10 13 atoms / cm 2 is ion-implanted on the entire surface to introduce a p-type impurity into the diffusion resistance region 55.

次に第13図に示すように、化学的気相成長法により、表
面全体にシリコン酸化膜57を堆積する。
Next, as shown in FIG. 13, a silicon oxide film 57 is deposited on the entire surface by chemical vapor deposition.

次に第14図に示すように、950℃でかつ30分程度の熱処
理を行って、イオン注入した不純物の拡散および活性化
を行い、MOSトランジスタのソース・ドレインと共に、
拡散抵抗領域59と拡散抵抗領域59の両端である接合領域
とを形成する。この後に続く金属配線の形成などについ
ては、本発明による拡散抵抗を搭載しない半導体集積回
路の製造方法と全く同様であり、説明は省略する。
Next, as shown in FIG. 14, heat treatment is performed at 950 ° C. for about 30 minutes to diffuse and activate the ion-implanted impurities, and together with the source / drain of the MOS transistor,
The diffusion resistance region 59 and the junction regions at both ends of the diffusion resistance region 59 are formed. The subsequent formation of metal wiring and the like are exactly the same as in the method of manufacturing a semiconductor integrated circuit without the diffused resistor according to the present invention, and a description thereof will be omitted.

以上の製造方法の説明で明らかなように、本発明による
拡散抵抗59を形成するために付加する工程は、基本的に
は第12図に示す1×1013atoms/cm2程度のボロンをイオ
ン注入する工程のみであり、この拡散抵抗59を搭載しな
い半導体集積回路に比べて、製造コストの上昇はほとん
ど無視できる程度である。このように製造コストの上昇
を抑制できる理由は、以下の通りである。
As is clear from the above description of the manufacturing method, the step of forming the diffusion resistance 59 according to the present invention is basically performed by ionizing boron of about 1 × 10 13 atoms / cm 2 shown in FIG. Only the implantation step is performed, and the increase in manufacturing cost is almost negligible as compared with the semiconductor integrated circuit in which the diffused resistor 59 is not mounted. The reason why the increase in manufacturing cost can be suppressed in this way is as follows.

すなわち、MOSトランジスタのソース・ドレインの不純
物濃度と比べて、本発明による拡散抵抗59の不純物濃度
は2桁以上低いことから、拡散抵抗領域55に低濃度の不
純物を導入する際に、その低濃度の不純物がMOSトラン
ジスタのソース・ドレイン領域にイオン注入されるとし
ても、MOSトランジスタの電気特性には何ら影響しな
い。そのため、第12図に示すように、拡散抵抗領域55に
低濃度の不純物を導入する際は、半導体基板全面にイオ
ン注入して差し支えなく、フォトリソグラフィ工程のよ
うな高コストの工程を必要としないためである。また、
拡散抵抗領域55にイオン注入する不純物の拡散および活
性化をするために、特別な熱処理工程を付加する必要は
なく、MOSトランジスタのソース・ドレイン領域にイオ
ン注入する不純物の拡散および活性化のための熱処理と
同時に処理できることも、製造コストの上昇を抑制でき
る一因となっている。
That is, since the impurity concentration of the diffusion resistor 59 according to the present invention is lower than the impurity concentration of the source / drain of the MOS transistor by two digits or more, when the impurity of low concentration is introduced into the diffusion resistance region 55, the low concentration of impurity is introduced. Even if the impurities are ion-implanted into the source / drain regions of the MOS transistor, they have no influence on the electrical characteristics of the MOS transistor. Therefore, as shown in FIG. 12, when introducing a low-concentration impurity into the diffusion resistance region 55, ion implantation may be performed on the entire surface of the semiconductor substrate, and a high-cost process such as a photolithography process is not required. This is because. Also,
No special heat treatment step is required to diffuse and activate the impurities to be ion-implanted into the diffusion resistance region 55. For diffusion and activation of the impurities to be ion-implanted into the source / drain regions of the MOS transistor, The fact that it can be processed at the same time as the heat treatment also contributes to the suppression of an increase in manufacturing cost.

以上の第5図から第14図に示す工程により、拡散抵抗59
の表面不純物濃度は約3×1018cm-3となり、拡散深さは
約0.25μmとなる。
By the steps shown in FIG. 5 to FIG.
Has a surface impurity concentration of about 3 × 10 18 cm −3 and a diffusion depth of about 0.25 μm.

以上のように実施例に基づき本発明を具体的に説明した
が、本発明は上記の実施例に限定されるものではなく、
その要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能であるこ
とはいうまでもない。たとえば、第2図において、電圧
に依存する抵抗としてnチャネルMOS抵抗12を用いてい
るが、pチャネルMOS抵抗を用いても何ら差し支えな
い。ただしその場合は、pチャネルMOS抵抗を電源のVDD
側に接続し、拡散抵抗11を電源のVss側に接続すること
はいうまでもない。
Although the present invention has been specifically described based on the embodiments as described above, the present invention is not limited to the above embodiments,
It goes without saying that various modifications can be made without departing from the spirit of the invention. For example, in FIG. 2, the n-channel MOS resistor 12 is used as the voltage-dependent resistor, but a p-channel MOS resistor may be used without any problem. However, in that case, set the p-channel MOS resistance to VDD of the power supply.
It goes without saying that the diffusion resistance 11 is connected to the Vss side of the power supply.

また、第5図から第14図までの製造方法の説明では、n
型半導体基板41を第1導電型の領域とし、pウェル43を
第2導電型の領域としているが、p型半導体基板を第1
導電型の領域とし、nウェルを第2導電型の領域として
もかまわない。その場合は、拡散抵抗59は、不純物とし
てリンをイオン注入するn型拡散抵抗とすることはいう
までもない。さらに、半導体基板側を第2導電型の領域
とし、ウェルを第1導電型の領域とする変更も、何ら差
し支えない。
In the description of the manufacturing method shown in FIGS. 5 to 14, n
The p-type semiconductor substrate 41 is the first conductivity type region and the p-well 43 is the second conductivity type region.
The conductivity type region may be used and the n well may be used as the second conductivity type region. In that case, it goes without saying that the diffusion resistance 59 is an n-type diffusion resistance in which phosphorus is ion-implanted. Further, there is no problem in changing the semiconductor substrate side to the second conductivity type region and the well to the first conductivity type region.

また、第5図から第14図までに示す実施例においては、
拡散抵抗領域55に不純物をイオン注入する工程を、MOS
トランジスタのソース・ドレインに不純物をイオン注入
する工程の後にしているが、この順番を変更しても何ら
差し支えない。どの順番でイオン注入を行ったとして
も、その不純物の拡散および活性化のための熱処理を、
MOSトランジスタのソース・ドレインの不純物の拡散お
よび活性化のための熱処理と同時に行うことにより、ほ
とんど製造コストを上昇させることなしに、MOS抵抗の
温度係数とほぼ等しい温度係数の拡散抵抗を形成するこ
とができる。
Further, in the embodiment shown in FIGS. 5 to 14,
The process of ion-implanting impurities into the diffusion resistance region 55 is
Although it is performed after the step of ion-implanting the impurities into the source / drain of the transistor, the order may be changed without any problem. No matter which order ion implantation is performed, heat treatment for diffusion and activation of the impurities is performed.
By forming the diffused resistor with a temperature coefficient almost equal to that of the MOS resistor, without increasing the manufacturing cost, by simultaneously performing the heat treatment for diffusing and activating the impurities in the source / drain of the MOS transistor. You can

拡散抵抗59は、電池寿命検出回路を構成する1つの拡散
抵抗を表しており、電池寿命検出回路以外の領域でこの
拡散抵抗59を使用することは可能である。また、拡散抵
抗59を形成するために付加するイオン注入工程は、ウェ
ル拡散抵抗など従来技術で形成可能な抵抗類の形成を妨
げないから、従来技術で使用可能な各種の抵抗は、本発
明においても使用可能である。
The diffusion resistance 59 represents one diffusion resistance forming the battery life detection circuit, and the diffusion resistance 59 can be used in a region other than the battery life detection circuit. In addition, since the ion implantation process added to form the diffusion resistance 59 does not prevent the formation of resistors such as well diffusion resistance that can be formed by conventional techniques, various types of resistors that can be used by the conventional technique are used in the present invention. Can also be used.

次に、本発明による拡散抵抗の温度変化率について説明
する。第1図は、本発明の一実施例における拡散抵抗の
温度変化率21およびnチャネルMOS抵抗の温度変化率22
を示すグラフであり、20℃における抵抗値に対し、各温
度で何%の抵抗値の増減があるかを示したものである。
この実施例においては、拡散抵抗の表面不純物濃度は約
3×1018cm-3であり、拡散深さは約0.25μmであり、シ
ート抵抗は約5kΩ/□である。第2図から明らかなよう
に、拡散抵抗の温度変化率21は、nチャネルMOS抵抗の
温度変化率22にほぼ等しく、約0.3%/degとなってい
る。
Next, the temperature change rate of the diffusion resistance according to the present invention will be described. FIG. 1 shows the temperature change rate 21 of the diffusion resistance and the temperature change rate 22 of the n-channel MOS resistance in one embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a graph showing the change in resistance value at each temperature with respect to the resistance value at 20 ° C.
In this example, the surface impurity concentration of the diffusion resistance is about 3 × 10 18 cm −3 , the diffusion depth is about 0.25 μm, and the sheet resistance is about 5 kΩ / □. As is clear from FIG. 2, the temperature change rate 21 of the diffusion resistance is almost equal to the temperature change rate 22 of the n-channel MOS resistance, which is about 0.3% / deg.

次に本発明による電池寿命検出回路の温度補償特性につ
いて説明する。第3図は、本発明による電池寿命検出回
路の寿命検出電圧の温度変化を示すグラフである。電池
寿命検出回路の回路構成は、第2図に示す通りであり、
抵抗11を、表面不純物濃度が約3×1018cm-3で拡散深さ
が約0.25μmの拡散抵抗としている。第3図から明らか
なように、マイナス20℃〜プラス80℃の温度範囲におい
て、寿命検出電圧はほぼ一定であり、プラスマイナス6m
V以内になっている。本発明によって、ほぼ完全な電池
寿命検出回路の温度補償が達成できることが明らかであ
る。
Next, the temperature compensation characteristics of the battery life detection circuit according to the present invention will be described. FIG. 3 is a graph showing the temperature change of the life detection voltage of the battery life detection circuit according to the present invention. The circuit configuration of the battery life detection circuit is as shown in FIG.
The resistor 11 is a diffusion resistor having a surface impurity concentration of about 3 × 10 18 cm −3 and a diffusion depth of about 0.25 μm. As is clear from FIG. 3, the life detection voltage is almost constant in the temperature range of -20 ° C to + 80 ° C, plus or minus 6 m.
It is within V. It is clear that the present invention can achieve almost complete temperature compensation of the battery life detection circuit.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

以上の説明で明らかなように、本発明によれば、MOS抵
抗と温度係数がほぼ等しい拡散抵抗を形成することがで
き、このただ1つの拡散抵抗と1つのMOS抵抗との直列
接続を用いることにより、回路の簡素性を完全に保持し
たままで、温度依存性のない電池寿命検出回路を搭載し
た半導体集積回路を提供することが可能となり、その効
果は絶大である。
As is apparent from the above description, according to the present invention, it is possible to form a diffused resistor having a temperature coefficient substantially equal to that of the MOS resistor, and use only one diffused resistor and one MOS resistor in series. As a result, it is possible to provide a semiconductor integrated circuit equipped with a battery life detection circuit that does not depend on temperature while completely maintaining the simplicity of the circuit, and the effect is great.

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

第1図は本発明の電池寿命検出回路において使用する拡
散抵抗およびMOS抵抗の温度変化率のグラフである。第
2図は従来例および本発明の実施例を説明する電池寿命
検出回路の回路図である。第3図は本発明の電池寿命検
出回路の寿命検出電圧の温度特性を示すグラフである。
第4図は従来例における電池寿命検出回路の回路図であ
る。第5図から第14図はいずれも本発明における電池寿
命検出回路付半導体集積回路の構成を実現するための製
造方法の参考例を示す断面図である。 11……電圧依存性のない抵抗 12……nチャネルMOS抵抗、13……pチャネルMOSトラン
ジスタ、14……nチャネルMOSトランジスタ、21……本
発明による拡散抵抗の温度変化率、22……nチャネルMO
S抵抗の温度変化率。
FIG. 1 is a graph of temperature change rates of diffusion resistance and MOS resistance used in the battery life detection circuit of the present invention. FIG. 2 is a circuit diagram of a battery life detecting circuit for explaining a conventional example and an embodiment of the present invention. FIG. 3 is a graph showing the temperature characteristic of the life detection voltage of the battery life detection circuit of the present invention.
FIG. 4 is a circuit diagram of a battery life detection circuit in a conventional example. 5 to 14 are sectional views showing a reference example of a manufacturing method for realizing the configuration of the semiconductor integrated circuit with the battery life detection circuit according to the present invention. 11 ... Resistor having no voltage dependence 12 ... n-channel MOS resistance, 13 ... p-channel MOS transistor, 14 ... n-channel MOS transistor, 21 ... temperature change rate of diffusion resistance according to the present invention, 22 ... n Channel MO
Rate of temperature change of S resistance.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01L 21/822 27/04 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Internal reference number FI technical display location H01L 21/822 27/04

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】電池寿命検出回路を構成する回路部品のす
べてを半導体集積回路に内蔵し、 電池寿命検出回路は被検出電源電圧間にMOS抵抗と拡散
抵抗とを直列に接続し、 このMOS抵抗と拡散抵抗との接続点の電圧を、 pチャネルトランジスタとnチャネルトランジスタとで
構成する電圧コンパレータに入力する構成とし、 この拡散抵抗は表面不純物濃度を1×1018cm-3以上とす
ることによって、直列に接続するMOS抵抗と温度係数が
ほぼ一致することで、 温度依存性のない電池寿命検出を行うことを特徴とする
電池寿命検出回路付半導体集積回路。
1. A semiconductor integrated circuit in which all of the circuit components constituting the battery life detection circuit are built in, and the battery life detection circuit comprises a MOS resistance and a diffusion resistance connected in series between the detected power supply voltages. The voltage at the connection point between the diffusion resistor and the diffused resistor is input to a voltage comparator composed of a p-channel transistor and an n-channel transistor, and the diffused resistor has a surface impurity concentration of 1 × 10 18 cm −3 or more. , A semiconductor integrated circuit with a battery life detection circuit, which detects battery life without temperature dependence by making the temperature coefficient of the MOS resistance connected in series approximately match.
【請求項2】MOS抵抗と直列に接続する拡散抵抗は、拡
散深さを1μm以下とすることを特徴とする特許請求の
範囲第1項に記載の電池寿命検出回路付半導体集積回
路。
2. A semiconductor integrated circuit with a battery life detecting circuit according to claim 1, wherein the diffusion resistor connected in series with the MOS resistor has a diffusion depth of 1 μm or less.
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