JPH09213883A - 半導体集積回路用抵抗素子 - Google Patents

半導体集積回路用抵抗素子

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JPH09213883A
JPH09213883A JP1359396A JP1359396A JPH09213883A JP H09213883 A JPH09213883 A JP H09213883A JP 1359396 A JP1359396 A JP 1359396A JP 1359396 A JP1359396 A JP 1359396A JP H09213883 A JPH09213883 A JP H09213883A
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JP
Japan
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resistance
semiconductor integrated
integrated circuit
well
resistance element
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JP1359396A
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English (en)
Inventor
Yasuhiro Fujimori
靖弘 藤盛
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JFE Steel Corp
Original Assignee
Kawasaki Steel Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 半導体集積回路用抵抗素子に付随して発生し
てしまう寄生容量を低減することで、該抵抗素子に印加
する電位の高速な変化を可能とし、該抵抗素子を用いる
電子回路の動作速度の向上等を図る。 【解決手段】 P基板1上に設けられたNウエル12に
形成したP+ 拡散領域14の抵抗素子電極A及びB間の
電気抵抗を利用して、抵抗素子を形成する。ここで、こ
れら抵抗素子電極それぞれの箇所でNウエル12とP+
拡散領域14とを接続することで、これらNウエル12
とP+ 拡散領域14との間の寄生容量を低減することが
でき、これによって該抵抗素子を用いる電子回路の動作
速度の向上等を図ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体基板上に設
けたウエル領域の抵抗領域部位に形成した拡散領域の、
拡散抵抗部位に設けた抵抗素子電極間の電気抵抗を利用
するようにした半導体集積回路用抵抗素子に係り、特
に、当該半導体集積回路用抵抗素子に付随して発生して
しまう寄生容量を低減することで、これによって、当該
半導体集積回路用抵抗素子を用いる電子回路の動作速度
の向上等を図ることができる半導体集積回路用抵抗素子
に関する。
【0002】
【従来の技術】図1は、従来例の半導体集積回路用抵抗
素子の断面図である。
【0003】この図1には、P基板1に作り込む電子回
路に用いる抵抗素子、即ち、半導体集積回路用抵抗素子
が示される。この図1において、P基板1には、Nウエ
ル12が設けられている。又、該Nウエル12には、P
+ 拡散領域14が形成されている。これらNウエル12
及びP+ 拡散領域14は、いずれも特に半導体集積回路
用抵抗素子を構成するために形成されている。なお、N
ウエル12は、本発明で称する抵抗領域部位に相当す
る。P+ 拡散領域14は本発明で称する拡散抵抗部位に
相当する。
【0004】この図1に示される半導体集積回路用抵抗
素子は、P+ 拡散領域14に接続される配線A及びBの
間の電気抵抗を利用したものである。ここで、配線A及
びBを、本発明では抵抗素子電極と称している。
【0005】ここで、P+ 拡散領域14が形成されるN
ウエル12は、従来、電源電圧Vddに接続している。
これは、このように固定電位の電源電圧Vddに接続す
ることで、P基板1から半導体集積回路用抵抗素子へ混
入するノイズを低減するためである。
【0006】図2は、前述の従来例の半導体集積回路用
抵抗素子の上面図である。
【0007】この図2において、周辺部にはP基板1が
露出している。又、中央部にはNウエル12が設けら
れ、更に該Nウエル12にはP+ 拡散領域14が形成さ
れている。又、該Nウエル12には、破線で示されるご
とく配線A及びBが接続されている。本従来例の半導体
集積回路用抵抗素子は、これら配線A及びBを抵抗素子
電極とし、これらの間の電気抵抗を抵抗素子として利用
している。
【0008】なお、Nウエル12には、この図2の左方
に破線で示される如く、電源電圧Vddに接続する配線
が電気的に接続されている。該配線は、前述のごとくP
基板1からのノイズを低減するためのものである。な
お、この図2における「×」印は、コンタクトを示す。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述し
た従来例の半導体集積回路用抵抗素子では、大きな寄生
容量が発生してしまうという問題がある。このように寄
生容量が大きくなると、半導体集積回路用抵抗素子に印
加される電圧の変化が緩慢にされてしまい、該電位の高
速な変動ができなくなってしまい、このため、当該半導
体集積回路用抵抗素子を用いる半導体基板に作り込む電
子回路の動作速度が低下してしまうという問題がある。
【0010】図3は、前述の従来例の半導体集積回路用
抵抗素子の拡大断面図である。
【0011】この図3は、前述した図1における、配線
AがP+ 拡散領域14に接続される接続点付近を中心と
した拡大断面図となっている。この図3に示されるよう
に、P+ 拡散領域14とNウエル12との間には、寄生
容量C1が発生する。又、Nウエル12とP基板1との
間には、寄生容量C2が発生する。寄生容量C2に比
べ、特に寄生容量C1の方が、半導体集積回路用抵抗素
子に印加する電圧の変化に対して、より大きな影響を及
ぼす傾向がある。
【0012】図4は、本従来例の等価回路図である。
【0013】この図4に示されるように、構成しようと
する半導体集積回路用抵抗素子を抵抗Raの合成抵抗と
すれば、該半導体集積回路用抵抗素子の寄生容量は図示
されるようなCaとなる。寄生容量Caは、半導体集積
回路用抵抗素子に対して分散的に発生する分布定数とな
る。
【0014】ここで、寄生容量Caは、主として図3に
示した寄生容量C1であり、電源電圧Vddに対する寄
生容量となる。このような寄生容量の容量が大きくなる
と、半導体集積回路用抵抗素子に印加される電圧の変化
が緩慢となってしまい、該半導体集積回路用抵抗素子の
電位の高速な変動ができなくなり、従って、該半導体集
積回路用抵抗素子を用いる電子回路の動作速度が低下し
てしまうという問題が生じてしまう。
【0015】本発明は、前記従来の問題点を解決するべ
くなされたもので、当該半導体集積回路用抵抗素子に付
随して発生してしまう寄生容量を低減することで、これ
によって、当該半導体集積回路用抵抗素子を用いる電子
回路の動作速度の向上等を図ることができる半導体集積
回路用抵抗素子を提供することを目的とする。
【0016】
【課題を解決するための手段】本発明は、半導体基板上
に設けたウエル領域の抵抗領域部位に形成した拡散領域
の、拡散抵抗部位に設けた抵抗素子電極間の電気抵抗を
利用するようにした半導体集積回路用抵抗素子におい
て、前記抵抗領域部位を前記拡散抵抗部位に、電気的に
接続するようにしたことにより、前記課題を解決したも
のである。
【0017】
【発明の実施の形態】以下、図を用いて本発明の実施の
形態を詳細に説明する。
【0018】図5は、本発明が適用された第1実施形態
の半導体集積回路用抵抗素子の断面図である。
【0019】この図5に示される如く、本実施形態につ
いても図1の従来例と同様、P基板1上にはNウエル1
2の抵抗領域部位が設けられ、該Nウエル12にはP+
拡散領域14の拡散抵抗部位が形成されている。又、従
来例と同様本実施形態についても、P+ 拡散領域14に
接続される配線A及びBの配線間(抵抗素子電極間)の
電気抵抗が利用され、半導体集積回路用抵抗素子とされ
ている。
【0020】ここで、本実施形態においては、本発明が
適用され、配線Aが接続されているP+ 拡散領域14で
の接続点が、該接続点の近傍部分のNウエル12に電気
的に接続されている。又、配線Bが接続されているP+
拡散領域14の接続点が、該接続点近傍のNウエル12
に電気的に接続されている。
【0021】このように、本実施形態については、前述
の従来例とは異なり、拡散抵抗部位のP+ 拡散領域14
と抵抗領域部位のNウエル12とが2箇所で電気的に接
続されている。このように本実施形態ではP+ 拡散領域
14及びNウエル12が接続されているため、従来問題
となっていたP+ 拡散領域14とNウエル12との間の
寄生容量をなくすることができている。
【0022】なお、本実施形態についても、Nウエル1
2とP基板1との間の寄生容量が存在する。しかしなが
ら、該寄生容量は、上述のP+ 拡散領域14とNウエル
12との間の寄生容量の10〜20%程度であって比較
的小さいため、全体としては、電子回路に用いる半導体
集積回路用抵抗素子に印加される電圧の変化に対して影
響を与える寄生容量成分を大幅に減少させることができ
る。これによって、当該半導体集積回路用抵抗素子を用
いる電子回路の動作速度の向上なども図ることが可能と
なる。
【0023】なお、図6は、本実施形態の半導体集積回
路用抵抗素子の上面図である。
【0024】この図6に示される如く、P基板1に設け
られたNウエル12と、該Nウエル12に形成されたP
+ 拡散領域14とにおいて、まず配線AはP+ 拡散領域
14に接続されていると共に、該P+ 拡散領域14の配
線Aの接続点近傍で、該配線AはNウエル12にも接続
されている。又、これらNウエル12及びP+ 拡散領域
14において、配線BはP+ 拡散領域14に接続されて
いると共に、該配線BのP+ 拡散領域14への接続点近
傍において、該配線BはNウエル12にも接続されてい
る。
【0025】図7は、本実施形態の半導体集積回路用抵
抗素子の一部拡大断面図である。
【0026】この図7においては、P+ 拡散領域14及
びNウエル12に対して接続される配線Aの当該接続点
近傍の断面図が示される。本実施形態においては、図示
されるごとくP基板1とNウエル12との間の寄生容量
C3は存在する。しかしながら、Nウエル12とP+
散領域14とは配線Aで相互に電気的に接続されている
ため、これらNウエル12及びP+ 拡散領域14間の寄
生容量はほぼゼロとなっている。
【0027】又、本実施形態については、抵抗領域部位
となるNウエル12と、拡散抵抗部位となるP+ 拡散領
域14とがこのように電気的に接続されているため、こ
れらNウエル12及びP+ 拡散領域14間の接合部分へ
と、PN接合型の寄生ダイオードが形成されてしまう可
能性も抑えられている。従って、このように寄生ダイオ
ードの形成が抑制されるため、本実施形態による半導体
集積回路用抵抗素子を用いる電子回路の安定性を向上す
ることが可能となる。
【0028】なお、図8は、本実施形態の半導体集積回
路用抵抗素子に関する等価回路図である。
【0029】この図8においてRcは、配線A及びBの
間における、拡散抵抗部位のP+ 拡散領域14に形成さ
れる抵抗素子の電気抵抗である。又、抵抗領域部位のN
ウエル12に形成される抵抗素子は、図8に示されるよ
うな複数の抵抗Rbの合成抵抗となる。これら抵抗Rb
には、分布定数として寄生容量Cbが存在する。
【0030】このように、本実施形態の半導体集積回路
用抵抗素子は、抵抗Rcで示されるようなP+ 拡散領域
14に形成される抵抗成分と、多数の抵抗Rbの合成抵
抗となるNウエル12に形成される抵抗成分とを並列接
続したものとなる。
【0031】ここで、抵抗Rcの抵抗値に比べて、抵抗
Rbの抵抗値は製造上抵抗値の精度が低くなる傾向があ
り、従って、複数の該抵抗Rbの合成抵抗の抵抗値は製
造上抵抗値の精度が低くなる傾向がある。これは、P+
拡散領域14に作り込む抵抗素子に比べて、Nウエル1
2に作り込む抵抗素子の抵抗値の精度が悪くなる傾向が
あるためである。
【0032】しかしながら、一般的な製造プロセスで
は、P+ 拡散領域14へと作り込む抵抗Rcの抵抗値に
比べて、Nウエル12に作り込まれる複数の抵抗Rbの
合成抵抗の抵抗値の方が比較的大きくなる傾向がある。
従って、このようなP+ 拡散領域14に作り込まれる抵
抗Rcと,Nウエル12に作り込まれる抵抗Rbの合成
抵抗とを並列接続するような形態とされる本実施形態の
半導体集積回路用抵抗素子では、抵抗値の高くなる方の
Nウエル12の抵抗Rbの精度が悪くなったとしても、
この精度の悪化の影響は半導体集積回路用抵抗素子全体
の抵抗値に対しては比較的小さくなる。
【0033】例えば、ある0.5μmルールのCMOS
(complementary metal oxide semiconductor )プロセ
スでは、Nウエル12の抵抗率は160Ω・m/m2
あり、P+ 拡散領域14の抵抗率は640Ω・m/m2
となる。このように、P+ 拡散領域14に比べて、Nウ
エル12の抵抗率は大きくなるのが一般的である。又、
半導体集積回路用抵抗素子におけるNウエル12の抵抗
幅を例えば15μmとし、該半導体集積回路用抵抗素子
のP+ 拡散領域14の抵抗幅の寸法を10μmとする
と、寸法のばらつきと半導体集積回路用抵抗素子に印加
される電圧の変動分とによる総合的な影響による抵抗精
度は、P+ 拡散領域14に作り込まれる抵抗(図8のR
cに相当)ではプラスマイナス0.6%となり、Nウエ
ル12に作り込まれる抵抗(図8の抵抗Rbの合成抵抗
に相当)ではプラスマイナス2%となる。従って、この
ような一例のCMOSプロセスでは、半導体集積回路用
抵抗素子全体としては抵抗値の精度はプラスマイナス
0.8%となる。
【0034】以上説明したとおり、本実施形態によれ
ば、半導体集積回路用抵抗素子に対して付加的に発生し
てしまう寄生容量を本発明を適用して低減することがで
きる。従って、このように当該半導体集積回路用抵抗素
子に付随して発生してしまう寄生容量を低減すること
で、これによって、当該半導体集積回路用抵抗素子を用
いる電子回路の動作速度の向上等を図ることができると
いう優れた効果を得ることができる。
【0035】このような本実施形態の半導体集積回路用
抵抗素子は、例えばR−2R型D/A(digital/analo
g)コンバータ等のD/Aコンバータのラダー抵抗や、
A/D(analog/digital)コンバータのラダー抵抗等に
用いることができる。例えば本実施形態の半導体集積回
路用抵抗素子をD/Aコンバータに用いた場合、信号の
変化の際に発生してしまうリンキングを抑制することが
でき、D/A変換精度を向上することができる。
【0036】なお、図9は、上述の本発明の実施形態の
変形例の半導体集積回路用抵抗素子の上面図である。
【0037】この図9の変形例は、前述した実施形態の
図6の上面図と比較して明らかな如く、破線で示される
符号Eの配線部分や符号Fの配線部分によっても、Nウ
エル12とP+ 拡散領域14とが接続されている。この
ように、本発明については、抵抗領域部位のNウエル1
2と拡散抵抗部位のP+ 拡散領域14とを電気的に接続
する形態について特に限定するものではない。
【0038】又、前述した実施形態については、P型の
半導体基板上に設けられたN型のウエル領域の抵抗領域
部位に、P+ 型の拡散領域の拡散抵抗部位を形成するこ
とで、集積回路の電子回路に用いる半導体集積回路用抵
抗素子を形成している。しかしながら、本発明はこのよ
うなP型の半導体基板上に形成されるものに限定される
ものではない。例えば、N型の半導体基板上に設けられ
たP型のウエル領域の抵抗領域部位に、N+ 型の拡散領
域の拡散抵抗部位を形成することで、本発明の半導体集
積回路用抵抗素子を形成するようにしてもよい。
【0039】
【発明の効果】以上説明したとおり、本発明によれば、
当該半導体集積回路用抵抗素子に付随して発生してしま
う寄生容量を低減することで、これによって、当該半導
体集積回路用抵抗素子を用いる電子回路の動作速度の向
上等を図ることができるという優れた効果を得ることが
できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来例の半導体集積回路用抵抗素子の断面図
【図2】前記従来例の上面図
【図3】前記従来例の一部拡大断面図
【図4】前記従来例の等価回路図
【図5】本発明が適用された実施形態の半導体集積回路
用抵抗素子の断面図
【図6】前記実施形態の上面図
【図7】前記実施形態の一部拡大断面図
【図8】前記実施形態の等価回路図
【図9】前記実施形態の変形例の上面図
【符号の説明】
1…P基板 12…Nウエル 14…P+ 拡散領域 A、B…配線 C1〜C3、Ca、Cb…寄生容量 Ra、Rb、Rc…抵抗 Vdd…電源電圧

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】半導体基板上に設けたウエル領域の抵抗領
    域部位に形成した拡散領域の、拡散抵抗部位に設けた抵
    抗素子電極間の電気抵抗を利用するようにした半導体集
    積回路用抵抗素子において、 前記抵抗領域部位を前記拡散抵抗部位に、電気的に接続
    するようにしたことを特徴とする半導体集積回路用抵抗
    素子。
JP1359396A 1996-01-30 1996-01-30 半導体集積回路用抵抗素子 Pending JPH09213883A (ja)

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Cited By (3)

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