JPH09252088A - Semiconductor device equipped with resistor array for electron potentiometer and manufacture thereof - Google Patents

Semiconductor device equipped with resistor array for electron potentiometer and manufacture thereof

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JPH09252088A
JPH09252088A JP8085812A JP8581296A JPH09252088A JP H09252088 A JPH09252088 A JP H09252088A JP 8085812 A JP8085812 A JP 8085812A JP 8581296 A JP8581296 A JP 8581296A JP H09252088 A JPH09252088 A JP H09252088A
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JP
Japan
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resistance
semiconductor substrate
resistance element
terminal
resistance value
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JP8085812A
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Japanese (ja)
Inventor
Yoshihiro Iwamoto
美宏 岩本
Toshinobu Hisamoto
俊暢 久本
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Toshiba Corp
Toshiba Electronic Device Solutions Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Toshiba Microelectronics Corp
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Publication date
Application filed by Toshiba Corp, Toshiba Microelectronics Corp filed Critical Toshiba Corp
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  • Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method of manufacturing a semiconductor device equipped with a resistor array which is used for an electron potentiometer and minimized in area exclusively occupied by it, wherein the resistor array is composed of resistor chips which are different from each other in maximum resistance value and resistance resolution and made common in a layout design for resistor chip as a whole. SOLUTION: A polysilicon resistor or a diffusion resistor is used as a resistor element which forms a resistor array on a semiconductor substrate for an electron potentiometer, wherein the resistor element is controlled in sheet resistance without being changed in size so as to be set at a specified resistance value corresponding to the resistance resolution of the electron potentiometer. When a resistor array 1 is formed, the resistor element is controlled in sheet resistance without being changed in size by controlling impurities in concentration and implanted ions in does so as to be set at a specified resistance value corresponding to the resistance resolution of the electron potentiometer. The electron potentiometer is equipped with the resistor array 1, a decoder 2, and a transfer gate 3.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体集積回路の
抵抗回路網の抵抗素子に関し、とくにデジタル制御によ
って抵抗値の可変制御を行う電子ポテンションメータ用
抵抗アレイに使用されるものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a resistance element of a resistance network of a semiconductor integrated circuit, and more particularly, to a resistance array for an electronic potentiometer which variably controls a resistance value by digital control.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の電子ポテンショメータを図1の機
能ブロック図に示す。図は、ザイコウ(Xicor)社
の電子ポテンショメータ「X9CMME」シリーズであ
る。この図に示す抵抗アレイ1に用いる1個分の抵抗素
子Rn(n=1〜99)の構成を半導体基板の概略平面
図を用いて説明する。この電子ポテンショメータは、機
械ポテンショメータの固定端子に相当するVL 端子とV
H 端子との間に、同一の抵抗値を有し、直列に接続され
た99個の抵抗素子R1 〜R99からなる抵抗アレイ1、
デコーダ2及び伝送ゲート3を具備している。電子ポテ
ンショメータは、各抵抗素子の両端に各々の抵抗素子に
対応した100個の伝送ゲートSW0 〜SW99の一端が
接続され、他端が機械式ポテンショメータの可動端子に
相当するVW 端子に共通接続され、さらに、伝送ゲート
SW0 〜SW99が毎々7ビットの入力データDO0 〜D
O9 によってオン・オフ制御される。例えば、電子ポテ
ンショメータの抵抗の最大値を10kΩとした場合、抵
抗素子R1 〜R99の1個あたりの抵抗値分解能は、10
kΩ÷99〜101Ωとなる。
2. Description of the Related Art A conventional electronic potentiometer is shown in a functional block diagram of FIG. The figure shows the electronic potentiometer "X9CMME" series manufactured by Xicor. The structure of one resistance element Rn (n = 1 to 99) used in the resistance array 1 shown in this figure will be described with reference to a schematic plan view of a semiconductor substrate. This electronic potentiometer has a VL terminal and a V terminal, which correspond to the fixed terminals of the mechanical potentiometer.
A resistor array 1 having 99 resistance elements R1 to R99 connected in series and having the same resistance value with the H terminal,
It comprises a decoder 2 and a transmission gate 3. In the electronic potentiometer, one end of 100 transmission gates SW0 to SW99 corresponding to each resistance element is connected to both ends of each resistance element, and the other end is commonly connected to a VW terminal corresponding to a movable terminal of a mechanical potentiometer. In addition, the transmission gates SW0 to SW99 have 7-bit input data DO0 to D, respectively.
It is controlled on and off by O9. For example, assuming that the maximum resistance of the electronic potentiometer is 10 kΩ, the resistance value resolution per resistance element R1 to R99 is 10
It becomes kΩ ÷ 99 to 101Ω.

【0003】この場合において電子ポテンショメータ
は、そのVL 端子或いはVH 端子の一方とVW 端子の2
端子を用いると、デコーダの出力信号DO0 〜DO99に
対応してオン・オフするSW0 〜SW99により、101
Ωの抵抗値分解能を基にして、0Ω〜10kΩの抵抗値
の範囲を直線的に変化する可変抵抗として作動する。ま
た、例えば、VL 端子に0V、VH 端子に10Vを印加
しVw端子を出力端子として場合、この電子ポテンショ
メータは、デコーダの出力信号DO0 〜DO99に対応し
てオン・オフする伝送ゲートSW0 〜SW99により10
1mVの電圧値分解能で0V〜10Vの範囲を直線的に
変化する可変分圧器としても動作することができる。前
記電子ポテンショメータの抵抗の最大値及び抵抗値分解
能は、市場のニーズにより多種多様であり、例えば、抵
抗の最大値を10kΩ、50kΩ、100kΩに設定し
た場合について、これを従来技術を用いて半導体基板に
形成する半導体集積回路化する場合の例を図2及び図1
0、図11を用いて説明する。
In this case, the electronic potentiometer has two terminals, one of its VL or VH terminal and the other of its VW terminal.
When the terminal is used, the output signal DO0 to DO99 of the decoder is turned on / off in accordance with SW0 to SW99.
Based on the resistance value resolution of Ω, it operates as a variable resistor that linearly changes the resistance value range of 0Ω to 10 kΩ. Further, for example, when 0V is applied to the VL terminal and 10V is applied to the VH terminal and the Vw terminal is used as the output terminal, this electronic potentiometer is turned on / off by the transmission gates SW0 to SW99 corresponding to the output signals DO0 to DO99 of the decoder. 10
It can also operate as a variable voltage divider that linearly changes the range of 0 V to 10 V with a voltage value resolution of 1 mV. The maximum resistance value and resistance value resolution of the electronic potentiometer are various according to the needs of the market. For example, when the maximum resistance value is set to 10 kΩ, 50 kΩ, and 100 kΩ, the semiconductor substrate can be formed by using a conventional technique. 2 and FIG. 1 in the case of forming a semiconductor integrated circuit formed in
0 and FIG.

【0004】図1に示した電子ポテンショメータの機能
ブロックと同一構成とした場合、前記抵抗素子R1 〜R
99の1個あたりの抵抗値分解能は、これらの抵抗の最大
値をそれぞれ10kΩ、50kΩ、100kΩに設定す
ると、これらに対応して各々約101Ω、約505Ω、
約1.01kΩとなる。半導体基板に形成された半導体
集積回路における抵抗アレイの抵抗値は、その抵抗を形
成する抵抗素子のシート抵抗と素子寸法によって決定さ
れる。例えば、幅10μmでシート抵抗が101Ωの抵
抗素子を用いた場合、抵抗の最大値が10kΩの時のト
ータル抵抗長は、(10kΩ÷101Ω)×10μm〜
990μmとなり、したがって、シート抵抗分の抵抗素
子は、99個必要となる。同様に抵抗アレイの抵抗の最
大値が50kΩの時のトータル抵抗長は、(50kΩ÷
101Ω)×10μm〜4950μmとなり、シート抵
抗分の抵抗素子は、495個必要となる。また、抵抗ア
レイの抵抗の最大値が100kΩの時のトータル抵抗長
は(100kΩ÷101Ω)×10μm〜9900μm
となり、シート抵抗分の抵抗素子は、990個必要とな
ることが分かる。
When the functional block of the electronic potentiometer shown in FIG. 1 has the same structure, the resistance elements R1 to R are used.
When the maximum value of these resistances is set to 10 kΩ, 50 kΩ, and 100 kΩ, the resistance resolution per 99 is about 101 Ω and about 505 Ω, respectively.
It becomes about 1.01 kΩ. The resistance value of the resistance array in the semiconductor integrated circuit formed on the semiconductor substrate is determined by the sheet resistance and the element size of the resistance element forming the resistance. For example, when a resistance element having a width of 10 μm and a sheet resistance of 101 Ω is used, the total resistance length when the maximum resistance is 10 kΩ is (10 kΩ ÷ 101 Ω) × 10 μm
Since it is 990 μm, 99 sheet resistance elements are required. Similarly, when the maximum resistance of the resistor array is 50 kΩ, the total resistance length is (50 kΩ ÷
101Ω) × 10 μm to 4950 μm, and 495 resistance elements for the sheet resistance are required. When the maximum resistance of the resistor array is 100 kΩ, the total resistance length is (100 kΩ ÷ 101 Ω) × 10 μm to 9900 μm.
Therefore, it is understood that 990 resistance elements for the sheet resistance are required.

【0005】図2を用いて抵抗素子のシート抵抗につい
て説明する。図は、抵抗素子を直方体の試料とした斜視
図である。半導体基板に形成された長さL、幅W、厚さ
Tの拡散抵抗素子の抵抗値Rは、次式で与えられる。 1.半導体基板のn型拡散領域を抵抗素子とする場合、 R=(L/W)(1/q・μn ・ND ・T)=(L/W)Rs(Ω) ・・・第1式 2.半導体基板のp型拡散層領域を抵抗素子とする場
合、 R=(L/W)(1/q・μP ・NA ・T)=(L/W)Rs(Ω) ・・・第2式 ここでqは、電子電荷(1.6×10-13 クーロン)、
μn は、電子の移動度(mobility)(cm2 /V se
c)、μp は、正孔の移動度(cm2 /V sec)、ND
はn型不純物の不純物濃度(cm-3 )、NA は、p型不
純物の不純物濃度(cm-3)である。Rsは、拡散領域
のシート抵抗でΩ/□の単位を持っている。即ち、第1
式及び第2式からシート抵抗は、厚さTの材料の正方形
の板1枚分の抵抗を表わす。
The sheet resistance of the resistance element will be described with reference to FIG. The figure is a perspective view of a resistance element as a rectangular parallelepiped sample. A resistance value R of a diffusion resistance element having a length L, a width W, and a thickness T formed on a semiconductor substrate is given by the following equation. 1. When the n-type diffusion region of the semiconductor substrate is used as a resistance element, R = (L / W) (1 / q.μn.ND.T) = (L / W) Rs (Ω) .. When the p-type diffusion layer region of the semiconductor substrate is used as a resistance element, R = (L / W) (1 / q.μP.NA.T) = (L / W) Rs (Ω) .. Where q is the electronic charge (1.6 × 10 -13 coulomb),
μn is the electron mobility (cm 2 / V se
c), μp are the mobility of holes (cm 2 / V sec), ND
Is the impurity concentration of n-type impurities (cm −3 ), and NA is the impurity concentration of p-type impurities (cm −3 ). Rs is a sheet resistance of the diffusion region and has a unit of Ω / □. That is, the first
From equation and the second equation, sheet resistance represents the resistance of one square plate of material of thickness T.

【0006】したがって以上のようにポテンショメータ
の抵抗、すなわち、抵抗アレイの抵抗の最大値を10k
Ω、50kΩ、100kΩとした場合の抵抗アレイの面
積は、10kΩを基準にすると、50kΩでは5倍、1
00kΩでは10倍の面積が必要である。従来この様に
ポテンショメータの機能ブロック構成が同一で抵抗の最
大値の仕様が異なる製品を半導体集積回路化する場合、
例えば、図10(a)に示すように、抵抗アレイの抵抗
素子R1 〜R99の1個分に相当する抵抗を予め1個の抵
抗値が、例えば、101Ωの抵抗片(R1-1 〜R1-10、
R2-1 〜R2-10、R3-1 〜R3-10、・・・Rn-1 〜Rn-
10)を10個配列した構成にする。そして、半導体基板
に半導体集積回路を製造する際のアルミニウムなどの配
線を加工する工程において、抵抗アレイの抵抗最大値が
10kΩで、抵抗素子1個あたりの抵抗値分解能が10
1Ωの仕様の製品を作る場合は、抵抗片1個の抵抗が1
01Ωであるので、抵抗素子R1 〜R99の1個分に相当
する抵抗として、図10(b)のように抵抗R1-1 だけ
が配線接続されるようにデザインしたガラスマスクを用
いて配線加工を行う。
Therefore, as described above, the resistance of the potentiometer, that is, the maximum value of the resistance of the resistance array is set to 10 k.
The area of the resistor array in the case of Ω, 50 kΩ, and 100 kΩ is 5 times as large as 50 kΩ with reference to 10 kΩ.
An area of 10 times is required for 00 kΩ. Conventionally, when a product with the same functional block configuration of the potentiometer and different specifications of the maximum resistance is integrated into a semiconductor integrated circuit,
For example, as shown in FIG. 10A, a resistance corresponding to one of the resistance elements R1 to R99 of the resistance array has a resistance value of, for example, 101Ω in advance (R1-1 to R1-). Ten,
R2-1 to R2-10, R3-1 to R3-10, ... Rn-1 to Rn-
10) will be arranged. Then, in the process of processing wiring such as aluminum when manufacturing a semiconductor integrated circuit on a semiconductor substrate, the maximum resistance value of the resistance array is 10 kΩ and the resistance value resolution per resistance element is 10 kΩ.
When making a product with a specification of 1Ω, the resistance of one resistor piece is 1
Since it is 01Ω, the wiring is processed by using a glass mask designed so that only the resistance R1-1 is connected to the wiring as shown in FIG. 10B as the resistance corresponding to one of the resistance elements R1 to R99. To do.

【0007】つまり、10個の抵抗片の内1つを抵抗素
子の抵抗に用いる。同様に抵抗アレイの抵抗最大値が5
0kΩで、抵抗素子1個あたりの抵抗値分解能が505
Ωの仕様の製品を作る場合は、図11(a)のように抵
抗R1-1 〜R1-5 の5個の抵抗が直列に配線接続される
ようにデザインしたガラスマスクを用いて配線加工を行
う。抵抗アレイの抵抗最大値が100kΩで、抵抗素子
1個あたりの抵抗値分解能が1.01kΩの仕様の製品
を作る場合は、図11(b)のように抵抗R1-1 〜R1-
10の10個の抵抗が直列に配線接続されるようにデザイ
ンしたガラスマスクを用いて配線加工を行う。ポテンシ
ョメータの抵抗最大値及び抵抗値分解能の仕様が異なる
様々な製品を半導体基板に半導体集積回路化する場合、
電子ポテンショメータの1個あたりの抵抗値分解能の比
が整数倍ならば、各々の仕様毎にチップ全体のレイアウ
トデザインを行うこと無く、抵抗値分解能の最大公約数
の単位抵抗を最小公倍数の個数分だけ予め配列しておく
ことにより配線加工の工程に用いるガラスマスクだけを
各々の仕様に合わせてデザインして使い分けるだけで電
子ポテンショメータを形成することができる。以上のよ
うな工程によれば仕様毎に1つ1つチップ全体のレイア
ウトをデザインする場合に比べて開発費の節約、開発期
間の短縮ができるといった利点がある。
That is, one of the 10 resistance pieces is used as the resistance of the resistance element. Similarly, the maximum resistance of the resistor array is 5
With 0 kΩ, resistance value resolution per resistance element is 505
To make a product with Ω specifications, perform wiring processing using a glass mask designed so that the five resistors R1-1 to R1-5 are connected in series as shown in FIG. 11 (a). To do. When making a product with a maximum resistance value of the resistance array of 100 kΩ and a resistance value resolution of 1.01 kΩ per resistance element, as shown in FIG. 11 (b), the resistors R1-1 to R1-
Wiring is performed using a glass mask designed so that 10 resistors of 10 are connected in series. When integrating various products with different maximum resistance and resistance value resolution specifications of the potentiometer into a semiconductor integrated circuit on a semiconductor substrate,
If the ratio of resistance value resolution per electronic potentiometer is an integer multiple, the unit resistance of the greatest common divisor of resistance value resolution is equal to the number of the least common multiple without designing the layout of the entire chip for each specification. By arranging in advance, the electronic potentiometer can be formed only by designing and using only the glass mask used in the wiring processing step according to each specification. According to the above process, there are advantages that the development cost can be saved and the development period can be shortened as compared with the case of designing the layout of the entire chip one by one for each specification.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】従来の電子ポテンショ
メータ及びその形成方法には前述のような利点はある
が、図10(b)のように抵抗値分解能として、抵抗片
Rn-1 しか必要としない仕様の場合、残るR1-2 〜R1-
10の9個の抵抗片が半導体基板(チップ)上で占有して
いる部分は無駄な領域となっていた。このような無駄な
領域が大きいと仕様毎にチップ全体のレイアウトデザイ
ンを行う場合に比べてチップサイズが大きくなり、コス
トが高くなるといった問題があった。本発明は、前述の
ように従来技術において、電子ポテンショメータの抵抗
の最大値及び抵抗値分解能の仕様がチップ毎に異なる製
品をチップ全体のレイアウトデザインを共有化して半導
体基板に半導体集積回路化する場合においてチップサイ
ズが大きくならないように抵抗アレイの占有面積を最小
化した半導体装置及び抵抗アレイの占有面積を最小化す
る半導体装置の製造方法を提供する。
Although the conventional electronic potentiometer and the method for forming the same have the above-mentioned advantages, only the resistance strip Rn-1 is required as the resistance value resolution as shown in FIG. 10B. In case of specifications, the remaining R1-2 to R1-
The area occupied by the nine resistance pieces of 10 on the semiconductor substrate (chip) was a useless area. If such a wasteful area is large, there is a problem that the chip size becomes large and the cost becomes high as compared with the case where the layout design of the entire chip is performed for each specification. As described above, the present invention relates to a case where a product in which the maximum value of resistance of an electronic potentiometer and the specification of resistance value resolution are different for each chip is made into a semiconductor integrated circuit on a semiconductor substrate by sharing a layout design of the entire chip in the related art. In order to prevent the chip size from increasing, a semiconductor device in which the area occupied by the resistor array is minimized and a method for manufacturing the semiconductor device in which the area occupied by the resistor array is minimized are provided.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明は、電子ポテンシ
ョメータ用抵抗アレイを半導体基板に構成する抵抗素子
として、ポリシリコン抵抗又は拡散抵抗を用い、抵抗素
子の寸法を変えること無く、抵抗素子のシート抵抗をポ
テンショメータの抵抗値分解能に対応させて所定の抵抗
値が得られるように制御した抵抗素子を用いることを特
徴とし、抵抗アレイの占有面積を最小化することができ
る。また、その抵抗アレイを形成する際に不純物の不純
物濃度及びイオン注入量を制御することにより、抵抗素
子の寸法を変えること無く、抵抗素子のシート抵抗をポ
テンショメータの抵抗値分解能に対応させて所望の抵抗
値が得られるよう制御することを特徴とする。本発明の
製造方法を複数の半導体基板に実施する場合、各半導体
基板にはそれぞれ寸法及びシート抵抗が同じである複数
個の抵抗素子が形成される。そしてどの半導体基板に形
成された抵抗素子もすべて同じ寸法であり、かつ抵抗素
子の抵抗値及びシート抵抗は半導体基板毎に異なるよう
にすることができる。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention uses a polysilicon resistor or a diffusion resistor as a resistance element for forming a resistance array for an electronic potentiometer on a semiconductor substrate, and does not change the dimensions of the resistance element, and the sheet of the resistance element is used. It is characterized by using a resistance element whose resistance is controlled so as to obtain a predetermined resistance value corresponding to the resistance value resolution of the potentiometer, and the occupied area of the resistance array can be minimized. Further, by controlling the impurity concentration of impurities and the ion implantation amount when forming the resistance array, the sheet resistance of the resistance element can be made to correspond to the resistance value resolution of the potentiometer without changing the dimensions of the resistance element. It is characterized by controlling so that a resistance value can be obtained. When the manufacturing method of the present invention is performed on a plurality of semiconductor substrates, a plurality of resistance elements having the same size and sheet resistance are formed on each semiconductor substrate. The resistance elements formed on any of the semiconductor substrates all have the same size, and the resistance value and sheet resistance of the resistance elements can be different for each semiconductor substrate.

【0010】[0010]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して発明の実施
の形態を説明する。図1は、本発明の電子ポテンショメ
ータを説明する半導体基板の機能ブロック図である。こ
の図に示す抵抗アレイ1に用いる1個分の抵抗素子Rn
(n=1〜99)の構成を半導体基板の概略平面図を用
いて説明する。この電子ポテンショメータは、機械ポテ
ンショメータの固定端子に相当する第1又は第2の端子
であるVL 端子と第2又は第1の端子であるVH 端子と
の間に、同一の抵抗値を有し、直列に接続された99個
の抵抗素子R1 〜R99からなる抵抗アレイ1、デコーダ
2及び伝送ゲート3を具備している。電子ポテンショメ
ータは、各抵抗素子の両端に各々の抵抗素子に対応した
100個の伝送ゲートSW0 〜SW99の一端が接続さ
れ、他端が機械式ポテンショメータの可動端子に相当す
る第3の端子であるVW 端子に共通接続され、さらに伝
送ゲートSW0 〜SW99が毎々7ビットの入力データD
O0 〜DO9 によってオン・オフ制御される。例えば、
電子ポテンショメータの抵抗の最大値を10kΩとした
場合、抵抗素子R1 〜R99の1個あたりの抵抗値分解能
は、10kΩ÷99〜101Ωとなる。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a functional block diagram of a semiconductor substrate for explaining an electronic potentiometer of the present invention. One resistor element Rn used in the resistor array 1 shown in this figure
The structure of (n = 1 to 99) will be described with reference to a schematic plan view of a semiconductor substrate. This electronic potentiometer has the same resistance value between the VL terminal, which is the first or second terminal corresponding to the fixed terminal of the mechanical potentiometer, and the VH terminal, which is the second or first terminal. It comprises a resistor array 1 consisting of 99 resistor elements R1 to R99 connected to each other, a decoder 2 and a transmission gate 3. In the electronic potentiometer, one end of 100 transmission gates SW0 to SW99 corresponding to each resistance element is connected to both ends of each resistance element, and the other end is a third terminal corresponding to a movable terminal of a mechanical potentiometer VW. The transmission gates SW0 to SW99 are commonly connected to the terminals, and the input data D is 7 bits each.
On / off control is performed by O0 to DO9. For example,
When the maximum value of the resistance of the electronic potentiometer is 10 kΩ, the resistance value resolution per resistance element R1 to R99 is 10 kΩ ÷ 99 to 101 Ω.

【0011】この場合において、電子ポテンショメータ
は、そのVL 端子或いはVH 端子の一方(第1の端子)
とVW 端子(第3の端子)の2端子を用いると、デコー
ダの出力信号DO0 〜DO99に対応してオン・オフする
SW0 〜SW99により、101Ωの抵抗値分解能を基に
して、0Ω〜10kΩの抵抗値の範囲を直線的に変化す
る可変抵抗として作動する。また、例えば、VL 端子
(第2の端子)に0V、VH 端子(第1の端子)に10
Vを印加しVw端子(第3の端子)を出力端子として場
合、この電子ポテンショメータは、デコーダの出力信号
DO0 〜DO99に対応してオン・オフする伝送ゲートS
W0 〜SW99により101mVの電圧値分解能で0V〜
10Vの範囲を直線的に変化する可変分圧器としても動
作することができる。
In this case, the electronic potentiometer has one of its VL terminal and VH terminal (first terminal).
When two terminals of VW terminal and VW terminal (third terminal) are used, SW0 to SW99 are turned on / off corresponding to the output signals DO0 to DO99 of the decoder, and 0Ω to 10kΩ based on the resistance value resolution of 101Ω. It operates as a variable resistor that changes the resistance value range linearly. Also, for example, 0V for the VL terminal (second terminal) and 10V for the VH terminal (first terminal).
When V is applied and the Vw terminal (third terminal) is used as an output terminal, this electronic potentiometer is turned on / off in response to the decoder output signals DO0 to DO99.
0V with a voltage value resolution of 101mV by W0-SW99
It can also operate as a variable voltage divider that varies linearly in the 10V range.

【0012】図3(a)、図4(a)、図5(a)は、
本発明の実施例の半導体基板に形成された抵抗素子の概
略平面図であり、図3(b)、図4(b)、図5(b)
は、半導体基板に形成された従来の抵抗素子の概略平面
図である。これらの図は、VL 端子とVH 端子間に、各
々同一の抵抗値を有し、直列に接続された99個の抵抗
R1 〜R99からなる抵抗アレイ1の中の1個の抵抗素子
Rn(n=1〜99)に相当する半導体基板上の抵抗素
子を示したものである(図1参照)。図3(a)は、第
1の実施例であり、その抵抗素子Rnは、シート抵抗R
sが101Ω/□、抵抗値が101Ωである。この実施
例に対応する半導体基板に形成された従来の抵抗素子R
n(シート抵抗Rs=101Ω/□、抵抗値=101
Ω)は、図3 (b)に示す。図4(a)は、第2の実
施例であり、その抵抗素子Rnは、シート抵抗Rsが5
05Ω/□、抵抗値が505Ωである。この実施例に対
応する半導体基板に形成された従来の抵抗素子Rn(シ
ート抵抗Rs=505Ω/□、抵抗値=505Ω)は、
図4(b)に示す。図5(a)は、第3の実施例であ
り、その抵抗素子Rnは、シート抵抗Rsが1.01Ω
/□、抵抗値が1.01Ωである。この実施例に対応す
る半導体基板に形成された従来の抵抗素子Rn(シート
抵抗Rs=1.01Ω/□、抵抗値=1.01Ω)は、
図5(b)に示す。
3 (a), 4 (a), and 5 (a),
It is a schematic plan view of the resistance element formed in the semiconductor substrate of the Example of this invention, FIG.3 (b), FIG.4 (b), FIG.5 (b).
FIG. 7 is a schematic plan view of a conventional resistance element formed on a semiconductor substrate. In these figures, one resistance element Rn (n is included in the resistance array 1 having 99 resistances R1 to R99 connected in series and having the same resistance value between the VL terminal and the VH terminal. = 1 to 99) corresponding to the resistive element on the semiconductor substrate (see FIG. 1). FIG. 3A shows the first embodiment, and the resistance element Rn has a sheet resistance R
s is 101Ω / □, and the resistance value is 101Ω. A conventional resistance element R formed on a semiconductor substrate corresponding to this embodiment
n (sheet resistance Rs = 101Ω / □, resistance value = 101
Ω) is shown in FIG. FIG. 4A shows the second embodiment, and the resistance element Rn has a sheet resistance Rs of 5
The resistance value is 05Ω / □ and the resistance value is 505Ω. A conventional resistance element Rn (sheet resistance Rs = 505Ω / □, resistance value = 505Ω) formed on a semiconductor substrate corresponding to this embodiment is
It is shown in FIG. FIG. 5A shows the third embodiment, and the resistance element Rn thereof has a sheet resistance Rs of 1.01Ω.
/ □, the resistance value is 1.01Ω. The conventional resistance element Rn (sheet resistance Rs = 1.01Ω / □, resistance value = 1.01Ω) formed on the semiconductor substrate corresponding to this embodiment is
It shows in FIG.5 (b).

【0013】図3(a)、図4(a)、図5(a)中に
は抵抗素子Rnとその配線が示されている。その形状
は、例えば、平面形状を正方形としている。図3(a)
の第1の実施例では抵抗アレイの中の1個の抵抗Rnの
抵抗値を101Ωとした場合を説明する。抵抗素子の抵
抗値は、第1式又は第2式に示したように、抵抗素子の
長さと幅の寸法値であるL/Wにシート抵抗Rsを乗じ
たものとなる。抵抗素子の平面抵抗が正方形、つまり長
さと幅の寸法比L/W=1であることから、図の抵抗素
子の抵抗値を101Ωとするには、シート抵抗Rsが1
01Ω/□であれば良いことになる。同様に、図4
(a)の第2の実施例のように抵抗アレイの中の1個の
抵抗Rnの抵抗値を505Ωとするには、シート抵抗R
sを505Ω/□にすれば良い。さらに、図5(a)の
第3の実施例のように抵抗アレイの中の1個の抵抗Rn
の抵抗値を1.01kΩとするには、前述のようにシー
ト抵抗Rsを1.01kΩ/□とすれば良いことがわか
る。
The resistor element Rn and its wiring are shown in FIGS. 3 (a), 4 (a) and 5 (a). The shape is, for example, a square planar shape. FIG. 3 (a)
In the first embodiment, the case where the resistance value of one resistor Rn in the resistor array is 101Ω will be described. The resistance value of the resistance element is obtained by multiplying the sheet resistance Rs by L / W, which is the dimension value of the length and width of the resistance element, as shown in the first equation or the second equation. Since the plane resistance of the resistance element is square, that is, the dimension ratio L / W = 1 of the length and the width, the sheet resistance Rs is 1 in order to set the resistance value of the resistance element in the figure to 101Ω.
If it is 01Ω / □, it will be good. Similarly, FIG.
To set the resistance value of one resistor Rn in the resistor array to 505Ω as in the second embodiment of FIG.
It is sufficient to set s to 505Ω / □. Furthermore, as in the third embodiment of FIG. 5A, one resistor Rn in the resistor array is used.
It can be seen that the sheet resistance Rs can be set to 1.01 kΩ / □ as described above in order to set the resistance value of 1 to 1.01 kΩ.

【0014】図6は、前述の実施例の抵抗アレイが形成
された半導体基板の概略平面図である。図6(a)の半
導体基板10(A)には、図3(a)に示す第1の実施
例の抵抗素子が形成されている。抵抗アレイ1は、面積
が一様な正方形の抵抗素子R1 、R2 、R3 、・・・、
R99から構成され、これらのシート抵抗Rsは101Ω
/□である。図6(b)の半導体基板10(B)には、
図4(a)に示す第2の実施例の抵抗素子が形成されて
いる。抵抗アレイ1は、面積が一様な正方形の抵抗素子
R1 、R2 、R3 、・・・、R99から構成され、これら
のシート抵抗Rsは505Ω/□である。図6(c)の
半導体基板10(C)には、図5(a)に示す第3の実
施例の抵抗素子が形成されている。抵抗アレイ1は、面
積が一様な、例えば、正方形の抵抗素子R1 、R2 、R
3 、・・・、R99から構成され、これらのシート抵抗R
sは1、01kΩ/□である。抵抗素子のシート抵抗
は、半導体基板10の抵抗アレイ1を形成する際に不純
物の不純物濃度及びイオン注入量を制御することによ
り、抵抗素子の寸法を変えること無く所定の大きさに設
定される。
FIG. 6 is a schematic plan view of a semiconductor substrate on which the resistor array of the above-described embodiment is formed. The resistance element of the first embodiment shown in FIG. 3A is formed on the semiconductor substrate 10A of FIG. The resistor array 1 includes square resistive elements R1, R2, R3, ...
It is composed of R99, and these sheet resistance Rs is 101Ω.
/ □. In the semiconductor substrate 10 (B) of FIG. 6 (b),
The resistance element of the second embodiment shown in FIG. 4A is formed. The resistance array 1 is composed of square resistance elements R1, R2, R3, ..., R99 having a uniform area, and their sheet resistance Rs is 505 Ω / □. On the semiconductor substrate 10 (C) of FIG. 6 (c), the resistance element of the third embodiment shown in FIG. 5 (a) is formed. The resistor array 1 has a uniform area, for example, square resistor elements R1, R2, R.
3, ..., R99, and these sheet resistances R
s is 1.01 kΩ / □. The sheet resistance of the resistance element is set to a predetermined value without changing the dimensions of the resistance element by controlling the impurity concentration of impurities and the ion implantation amount when forming the resistance array 1 of the semiconductor substrate 10.

【0015】これらの実施例では、抵抗素子の長さと幅
の寸法比L/W=1としたが本発明においては必ずしも
抵抗素子の寸法比L/W=1にする必要はない。なぜな
らL/W=0.5の時は、シート抵抗Rsの値をL/W
=1の時に対して2倍に、L/W=2の時はシート抵抗
Rsの値をL/W=1の時に対して0.5倍にといった
ように制御すれば同じ値の抵抗値が得られるからであ
る。つまり抵抗素子の寸法が同じであってもシート抵抗
Rsの値を制御することで抵抗素子の抵抗値を所定の値
にすることができる。図3(b)、図4(b)、図5
(b)は、図10(b)乃至図11(b)に示す従来の
抵抗素子Rn(抵抗値がそれぞれ101Ω、505Ω、
1.01kΩである)を従来技術により形成した概略平
面図である。本発明のものと容易に比較できるように抵
抗素子の平面形状は前記実施例と同様に正方形にした。
従来技術では電子ポテンショメータの抵抗の最大値及び
抵抗値分解能の仕様が異なる製品を半導体基板に半導体
集積回路化する場合、各々の仕様に応じた抵抗アレイ中
の抵抗素子1個あたりの抵抗値(この例では、101
Ω、505Ω、1.01kΩ)の最大公約数の単位抵抗
(101Ω)を最小公倍数の個数分(10個)だけ予め
配列しておき、アルミニウム等の配線接続によっていず
れかの仕様の抵抗値を実現する手法を用いている。
In these examples, the dimension ratio L / W = 1 of the length and width of the resistance element is set, but in the present invention, the dimension ratio L / W = 1 of the resistance element is not necessarily required. Because when L / W = 0.5, the value of the sheet resistance Rs is L / W
If the value of the sheet resistance Rs is doubled when L / W = 2, and the value of the sheet resistance Rs is increased 0.5 times when L / W = 1, the resistance value of the same value is obtained. This is because it can be obtained. That is, even if the resistance elements have the same size, the resistance value of the resistance element can be set to a predetermined value by controlling the value of the sheet resistance Rs. 3 (b), FIG. 4 (b), and FIG.
FIG. 10B shows the conventional resistance element Rn shown in FIGS. 10B to 11B (having resistance values of 101Ω, 505Ω, and
FIG. 10 is a schematic plan view of a conventional technique (1.01 kΩ). The planar shape of the resistance element was a square as in the above-mentioned embodiment so that it could be easily compared with that of the present invention.
In the prior art, when a product having different specifications for the maximum resistance value and resistance value resolution of an electronic potentiometer is formed into a semiconductor integrated circuit on a semiconductor substrate, the resistance value per resistance element in the resistance array according to each specification ( In the example, 101
Ω, 505Ω, 1.01kΩ) unit resistances (101Ω) with the greatest common divisor are arranged in advance for the number of least common multiples (10), and the resistance value of any specification is realized by wiring connection of aluminum etc. Is used.

【0016】このため、これらの図に示すように必ず最
小公倍数である抵抗片が10個必要になる。一方、本発
明では、どの仕様にあった抵抗値を実現する場合でも抵
抗素子のシート抵抗Rsを制御することで抵抗素子の抵
抗値を所定の値にすることができ、しかも従来技術の抵
抗片1個分で済むため、半導体基板に占める抵抗アレイ
の面積は従来より著しく小さくなる。前述の抵抗素子の
シート抵抗を制御するには、例えば、半導体基板上に抵
抗素子として拡散抵抗を作る場合、シリコン半導体基板
の表面にイオン注入などの方法を用いて不純物を拡散し
て形成する。例えば、n型拡散領域を形成するには、リ
ン、砒素、アンチモンなどを拡散し、p型拡散領域を形
成するには、硼素などを拡散するが、この際に拡散する
不純物の不純物濃度を調整することによってシート抵抗
を所定の値に調整することができる。近年のシリコンゲ
ートプロセスにおけるゲートや配線・抵抗などに使われ
るポリシリコンを抵抗素子として用いる場合も同様に不
純物濃度などを制御して添加することにより実現でき
る。
Therefore, as shown in these figures, it is necessary to have ten resistance pieces which are the least common multiples. On the other hand, according to the present invention, the resistance value of the resistance element can be set to a predetermined value by controlling the sheet resistance Rs of the resistance element regardless of the specification of the resistance value. Since only one resistor array is required, the area of the resistor array occupying the semiconductor substrate is remarkably smaller than the conventional one. In order to control the sheet resistance of the resistance element described above, for example, when a diffusion resistance is formed as a resistance element on the semiconductor substrate, impurities are diffused and formed on the surface of the silicon semiconductor substrate by a method such as ion implantation. For example, phosphorus, arsenic, antimony, or the like is diffused to form an n-type diffusion region, and boron or the like is diffused to form a p-type diffusion region. The impurity concentration of impurities diffused at this time is adjusted. By doing so, the sheet resistance can be adjusted to a predetermined value. When polysilicon used for a gate, wiring, resistance, etc. in a recent silicon gate process is used as a resistance element, it can be realized by controlling the impurity concentration and adding the same.

【0017】具体的な不純物濃度とシート抵抗の関係と
しては、抵抗素子にポリシリコン膜を用いると、例え
ば、不純物濃度が高濃度(1020cm-3〜1021cm-3
程度)の場合、シート抵抗Rsが15〜200Ω/□程
度の抵抗素子が得られ、低濃度(1018/cm-3以下)
の場合、シート抵抗Rsが1MΩ/□〜100GΩ/□
の抵抗素子が得られる。また、図7に示すように、抵抗
素子として半導体基板に形成された拡散抵抗を用いる場
合、そのシート抵抗は、不純物のイオン注入量に依存す
る。この特性図では縦軸にシート抵抗(Ω/□)をと
り、横軸に拡散領域にドープされる不純物の注入量(c
-2)をとる。イオン注入量を1011cm-2〜1016
-2の範囲で変化させると、シート抵抗は、10Ω/□
から100kΩ/□以上にわたって制御することができ
る。図の実線は、硼素を加速電流100keVでイオン
注入したp型拡散抵抗素子のシート抵抗−イオン注入量
特性図であり、点線は、砒素を加速電流150keVで
イオン注入したn型拡散抵抗素子のシート抵抗−イオン
注入量特性図である。
Regarding the specific relationship between the impurity concentration and the sheet resistance, when a polysilicon film is used for the resistance element, for example, the impurity concentration is high (10 20 cm -3 to 10 21 cm -3).
When the sheet resistance Rs is about 15 to 200Ω / □, a low resistance (10 18 / cm −3 or less) is obtained.
In the case of, the sheet resistance Rs is 1 MΩ / □ to 100 GΩ / □
The resistance element of is obtained. Further, as shown in FIG. 7, when a diffusion resistance formed on a semiconductor substrate is used as a resistance element, the sheet resistance depends on the ion implantation amount of impurities. In this characteristic diagram, the vertical axis represents the sheet resistance (Ω / □), and the horizontal axis represents the implantation amount (c) of impurities doped in the diffusion region.
m -2 ). Ion implantation amount is 10 11 cm -2 to 10 16 c
When changed in the range of m -2 , the sheet resistance is 10Ω / □
To 100 kΩ / □ or more. A solid line in the figure is a sheet resistance-ion implantation amount characteristic diagram of a p-type diffusion resistance element in which boron is ion-implanted at an acceleration current of 100 keV, and a dotted line is a sheet of an n-type diffusion resistance element in which arsenic is ion-implanted at an acceleration current of 150 keV. It is a resistance-ion implantation amount characteristic view.

【0018】次に、図8及び図9を参照して本発明の半
導体基板における抵抗素子の形成を説明する。図8及び
図9は、電子ポテンショメータが形成された半導体基板
の断面図である。図8には抵抗アレイを構成する抵抗素
子R1、R2、R3と伝送ゲートなどを構成するCMO
Sトランジスタとを半導体基板上に示す。端子類の表示
は省略する。抵抗アレイなどが形成された半導体基板
は、例えば、n型シリコン半導体基板10を用いる。n
型シリコン半導体基板10にはpウエル11が形成され
ている。そして半導体基板10の素子分離領域には、フ
ィールド酸化膜4が形成されている。pウエル11上に
は、厚さ20〜25nm程度のゲート酸化膜5を介し
て、例えば、ポリシリコンからなるnチャネルゲート電
極6が形成され、半導体基板10上には、例えば、ポリ
シリコンからなるpチャネルゲート電極7がゲート酸化
膜5を介して形成されている。pウエル11内にはnチ
ャネルゲート電極6の両側面下にnソース/ドレイン
領域8、9が形成されていてnチャネルトランジスタ
(NMOS)を構成している。半導体基板10上にはp
チャネルゲート電極7の両側面下にpソース/ドレイ
ン領域12、13が形成されていてpチャネルトランジ
スタ(PMOS)を構成している。
Next, the formation of the resistance element in the semiconductor substrate of the present invention will be described with reference to FIGS. 8 and 9 are cross-sectional views of a semiconductor substrate on which an electronic potentiometer is formed. FIG. 8 shows the CMO forming the resistance elements R1, R2 and R3 forming the resistance array and the transmission gate.
The S transistor is shown on the semiconductor substrate. Display of terminals is omitted. An n-type silicon semiconductor substrate 10, for example, is used as the semiconductor substrate on which the resistor array and the like are formed. n
A p-well 11 is formed on the type silicon semiconductor substrate 10. The field oxide film 4 is formed in the element isolation region of the semiconductor substrate 10. An n-channel gate electrode 6 made of, for example, polysilicon is formed on the p-well 11 via a gate oxide film 5 having a thickness of about 20 to 25 nm, and on the semiconductor substrate 10, made of, for example, polysilicon. P-channel gate electrode 7 is formed with gate oxide film 5 interposed. In the p well 11, n + source / drain regions 8 and 9 are formed below both side surfaces of the n channel gate electrode 6 to form an n channel transistor (NMOS). P on the semiconductor substrate 10
P + source / drain regions 12 and 13 are formed below both side surfaces of the channel gate electrode 7 to form a p-channel transistor (PMOS).

【0019】pウエル11には、ウエルバイアス用に高
不純物濃度のp拡散層14が形成され、半導体基板1
0側には基板バイアス用に高不純物濃度のn拡散層1
5が形成されている。この発明の実施の形態では、半導
体基板表面のフィールド酸化膜4の上に抵抗アレイが形
成されている。抵抗アレイは、ポリシリコンの抵抗素子
からなり、例えば、抵抗素子R1、R2、R3は、シー
ト抵抗が101Ω/□で、抵抗値が101Ωである。こ
の抵抗素子のシート抵抗は、すべての抵抗素子に同時に
不純物をイオン注入などでドープすることによって調整
される。半導体基板10上の表面にはSiO2 などから
なる層間絶縁膜16で被覆されており、層間絶縁膜16
は、抵抗素子1やゲート電極なども被覆している。層間
絶縁膜16の上には、Alなどの金属配線17が形成さ
れおり、金属配線17は層間絶縁膜16を除去して設け
られたコンタクト孔を介して抵抗素子、半導体基板、ト
ランジスタのソース/ドレイン領域、ウエルなどに電気
的に接続されている。金属配線17を被覆するように半
導体基板10上にはSiO2 などの絶縁保護膜18が施
されている。
A high impurity concentration p + diffusion layer 14 is formed in the p well 11 for well bias, and the semiconductor substrate 1
A high impurity concentration n + diffusion layer 1 for substrate bias is provided on the 0 side.
5 are formed. In the embodiment of the present invention, the resistor array is formed on the field oxide film 4 on the surface of the semiconductor substrate. The resistance array is composed of polysilicon resistance elements. For example, the resistance elements R1, R2, and R3 have a sheet resistance of 101Ω / □ and a resistance value of 101Ω. The sheet resistance of this resistance element is adjusted by simultaneously doping all the resistance elements with impurities such as ion implantation. The surface of the semiconductor substrate 10 is covered with an interlayer insulating film 16 made of SiO 2 or the like.
Also covers the resistance element 1 and the gate electrode. A metal wiring 17 such as Al is formed on the interlayer insulating film 16, and the metal wiring 17 is formed by removing the interlayer insulating film 16 and connecting the source / source of the resistor element, the semiconductor substrate, and the transistor through a contact hole provided. It is electrically connected to the drain region, the well and the like. An insulating protection film 18 such as SiO 2 is provided on the semiconductor substrate 10 so as to cover the metal wiring 17.

【0020】このように、抵抗素子はポリシリコンで形
成されており、この抵抗素子を半導体基板に形成するに
は2つの方法が用いられる。第1の方法は、まず、半導
体基板10に第1のポリシリコン膜を形成し、これに不
純物をイオン注入してから所定の形状にパターニングし
てnチャネル及びpチャネルゲート電極6、7を形成す
る。次に、第2のポリシリコン膜を半導体基板10上に
形成し、これを所定の形状にパターニングして抵抗素子
R1、R2、R3を形成する。そしてフォトレジストな
どで例えばターゲットとする抵抗素子R1、R2、R3
以外の領域をマスクして抵抗素子のポリシリコンが所定
のシート抵抗を得るように不純物をイオン注入する。第
2の方法は、半導体基板10上にポリシリコン膜を形成
し、これを所定の形状にパターニングしてnチャネル及
びpチャネルゲート電極6、7および抵抗素子R1、R
2、R3を同時に形成する。そして、第1の方法と同様
にフォトレジストなどで例えばターゲットとする抵抗素
子以外の領域をマスクして抵抗素子のポリシリコンが所
定のシート抵抗を得るように不純物をイオン注入する。
この様に、イオン注入量によってシート抵抗を容易に所
定の値に設定することができる。また、第2の方法を用
いれば、MOSトランジスタの製造工程中に抵抗素子の
製造の一部を共有させることができるので第1の方法に
対して製造工程が簡略化される。
As described above, the resistance element is formed of polysilicon, and two methods are used to form the resistance element on the semiconductor substrate. In the first method, first, a first polysilicon film is formed on a semiconductor substrate 10, impurities are ion-implanted into the first polysilicon film, and then patterned into a predetermined shape to form n-channel and p-channel gate electrodes 6 and 7. To do. Next, a second polysilicon film is formed on the semiconductor substrate 10 and patterned into a predetermined shape to form resistance elements R1, R2, R3. Then, for example, the resistance elements R1, R2, and R3 that are targets using photoresist or the like
Impurities are ion-implanted so that the region other than the above is masked and polysilicon of the resistance element obtains a predetermined sheet resistance. The second method is to form a polysilicon film on the semiconductor substrate 10 and pattern it into a predetermined shape to form n-channel and p-channel gate electrodes 6 and 7 and resistance elements R1 and R.
2 and R3 are formed at the same time. Then, as in the first method, for example, a region other than the target resistance element is masked with a photoresist or the like, and impurities are ion-implanted so that the polysilicon of the resistance element obtains a predetermined sheet resistance.
Thus, the sheet resistance can be easily set to a predetermined value by the ion implantation amount. Further, if the second method is used, part of the manufacturing process of the resistance element can be shared during the manufacturing process of the MOS transistor, so that the manufacturing process is simplified as compared with the first method.

【0021】図9において、抵抗アレイ以外の領域は、
図8と同じ構成であるが、抵抗アレイ領域は構成が異な
っている。即ち、半導体基板10の表面領域に形成され
た拡散領域が抵抗アレイの抵抗素子R1、R2、R3に
用いられている。抵抗素子R1、R2、R3は、シート
抵抗が101Ω/□で、抵抗値が101Ωである。半導
体基板10の上の配線構造などは前の図8の例と同じで
あるので説明を省略する。前述のように、抵抗素子は半
導体基板の表面領域に形成された不純物拡散領域を利用
する。そして、この抵抗素子を半導体基板に形成するに
は、例えば、まず半導体基板10の所定の表面領域に不
純物をイオン注入法などを利用して拡散させてnチャネ
ル及びpチャネルトランジスタのソース/ドレイン領域
8、13、9、12を形成し、さらに、pウエル11に
はウエルバイアス用にp拡散層14、基板10側には
基板バイアス用にn拡散層15などを形成する。そし
て、この不純物拡散を利用して半導体基板10の抵抗ア
レイ領域に拡散抵抗からなる抵抗R1、R2、R3を形
成する。各抵抗素子を形成する際のイオン注入などの不
純物拡散量は、所望するシート抵抗値にしたがって決め
られる。この様にイオン注入量によって抵抗素子のシー
ト抵抗は容易に所定の値に設定できる。
In FIG. 9, regions other than the resistor array are
Although the configuration is the same as that of FIG. 8, the configuration of the resistance array region is different. That is, the diffusion region formed in the surface region of the semiconductor substrate 10 is used for the resistance elements R1, R2, R3 of the resistance array. The resistance elements R1, R2, and R3 have a sheet resistance of 101Ω / □ and a resistance value of 101Ω. The wiring structure and the like on the semiconductor substrate 10 are the same as those in the previous example of FIG. As described above, the resistance element uses the impurity diffusion region formed in the surface region of the semiconductor substrate. To form this resistance element on a semiconductor substrate, for example, impurities are first diffused into a predetermined surface region of the semiconductor substrate 10 using an ion implantation method or the like to form source / drain regions of n-channel and p-channel transistors. 8, 13, 9 and 12 are further formed, and a p + diffusion layer 14 for well bias is formed in the p well 11, and an n + diffusion layer 15 for substrate bias is formed on the substrate 10 side. Then, by utilizing this impurity diffusion, resistors R1, R2, and R3, which are diffusion resistors, are formed in the resistor array region of the semiconductor substrate 10. An impurity diffusion amount such as ion implantation when forming each resistance element is determined according to a desired sheet resistance value. Thus, the sheet resistance of the resistance element can be easily set to a predetermined value by the ion implantation amount.

【0022】[0022]

【発明の効果】本発明は、電子ポテンショメータの抵抗
値仕様が異なる複数の製品(チップ)をチップ全体のレ
イアウトデザインを共通化して半導体集積回路化する場
合、電子ポテンショメータの抵抗アレイを構成する抵抗
素子を半導体基板上に形成する際に抵抗素子の寸法を変
えること無く不純物濃度及びイオン注入量を制御するこ
とにより、抵抗素子のシート抵抗を抵抗値分解能に応じ
て所定の抵抗値に制御できる。従来のように異なる抵抗
値の仕様を満足できる最大公約数の抵抗値の抵抗片を最
小公倍数の個数分だけ予め配列しておき、配列した抵抗
片間の配線接続を抵抗値の仕様毎に合わせてデザインし
たガラスマスクを使い分けることによって配線する場合
に比べると、本発明は、配線接続を変えるためのガラス
マスクは不要であるし、従来用いた抵抗片1個分に相当
する抵抗だけで任意の抵抗値分解能を実現できるばかり
か、抵抗アレイの占有面積を最小化することができるた
め、高集積化に適している。
According to the present invention, when a plurality of products (chips) having different resistance value specifications of an electronic potentiometer are integrated into a semiconductor integrated circuit by making the layout design of the entire chip common, a resistance element forming a resistance array of the electronic potentiometer is provided. By controlling the impurity concentration and the ion implantation amount without changing the size of the resistance element when forming the semiconductor device on the semiconductor substrate, the sheet resistance of the resistance element can be controlled to a predetermined resistance value according to the resistance value resolution. As in the past, resistance elements with the highest common divisor that can satisfy the specifications of different resistance values are arranged in advance by the number of least common multiples, and the wiring connections between the arranged resistance pieces are adjusted according to the resistance value specifications. According to the present invention, a glass mask for changing the wiring connection is unnecessary compared with the case where wiring is performed by selectively using a glass mask designed as described above, and only a resistor equivalent to one conventionally used resistance piece is used. Not only can the resistance value resolution be realized, but the area occupied by the resistor array can be minimized, which is suitable for high integration.

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

【図1】本発明及び従来の電子ポテンショメータの機能
ブロック図。
FIG. 1 is a functional block diagram of the present invention and a conventional electronic potentiometer.

【図2】本発明及び従来の抵抗素子の斜視図。FIG. 2 is a perspective view of a resistance element of the present invention and a conventional resistance element.

【図3】本発明及び従来の抵抗素子が配置された半導体
基板の概略平面図。
FIG. 3 is a schematic plan view of a semiconductor substrate on which a resistance element of the present invention and a conventional resistance element are arranged.

【図4】本発明及び従来の抵抗素子が配置された半導体
基板の概略平面図。
FIG. 4 is a schematic plan view of a semiconductor substrate on which a resistance element of the present invention and a conventional resistance element are arranged.

【図5】本発明及び従来の抵抗素子が配置された半導体
基板の概略平面図。
FIG. 5 is a schematic plan view of a semiconductor substrate on which a resistance element of the present invention and a conventional resistance element are arranged.

【図6】本発明の抵抗アレイが形成された半導体基板の
概略平面図。
FIG. 6 is a schematic plan view of a semiconductor substrate on which a resistor array of the present invention is formed.

【図7】拡散抵抗におけるシート抵抗のイオン注入量依
存性を示す特性図。
FIG. 7 is a characteristic diagram showing ion implantation dose dependency of sheet resistance in diffusion resistance.

【図8】本発明の抵抗アレイ領域が形成された半導体装
置の断面図。
FIG. 8 is a cross-sectional view of a semiconductor device in which a resistance array region of the present invention is formed.

【図9】本発明の抵抗アレイ領域が形成された半導体装
置の断面図。
FIG. 9 is a sectional view of a semiconductor device in which a resistance array region of the present invention is formed.

【図10】従来の抵抗アレイの抵抗値分解能1ステップ
分の抵抗に対応した回路図。
FIG. 10 is a circuit diagram corresponding to a resistance for one step of resistance value resolution of a conventional resistance array.

【図11】従来の抵抗アレイの抵抗値分解能1ステップ
分の抵抗に対応した回路図。
FIG. 11 is a circuit diagram corresponding to a resistance for one step of resistance value resolution of a conventional resistance array.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1・・・抵抗アレイ、 2・・・デコーダ、 3・
・・伝送ゲート、4・・・フィールド酸化膜、 5・
・・ゲート酸化膜、6、7・・・ゲート電極、 8、
13・・・ソース、9、12・・・ドレイン、 10
・・・n型シリコン半導体基板、11・・・pウエル、
14・・・ウエルバイアス用p拡散層、15・・
・基板バイアス用n拡散層、 16・・・層間絶縁
膜、17・・・金属配線、 18・・・保護絶縁膜。
1 ... Resistor array, 2 ... Decoder, 3.
..Transmission gates, 4 ... Field oxide films, 5.
..Gate oxide films, 6, 7 ... Gate electrodes, 8,
13 ... Source, 9, 12 ... Drain, 10
... n-type silicon semiconductor substrate, 11 ... p well,
14 ... P + diffusion layer for well bias, 15 ...
-N + diffusion layer for substrate bias, 16 ... Interlayer insulating film, 17 ... Metal wiring, 18 ... Protective insulating film.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 半導体基板と、 前記半導体基板に形成され、第1の端子、第2の端子及
び第3の共通端子を備え、これら第1及び第2の端子間
に同一抵抗値の抵抗素子を複数個直列接続した抵抗アレ
イ、前記半導体基板に形成され、それぞれ対応する1つ
の前記抵抗素子を有し、一端がこの対応する抵抗素子に
接続され、他端が前記第3の共通端子に他の前記抵抗素
子とともに共通接続された複数の伝送ゲート、および前
記半導体基板に形成され、前記複数の伝送ゲートを各々
オンオフ制御するための信号をデジタル入力データに対
応してデコード生成するデコーダを有し、このデジタル
入力データにより任意の伝送ゲートを選択することによ
って前記第1の端子又は第2の端子の一方と前記第3の
共通端子間の抵抗値を一定の抵抗値分解能で可変する電
子ポテンショメータとを備え、 前記抵抗素子は、前記半導体基板に形成したポリシリコ
ン抵抗もしくは拡散抵抗から構成され、この抵抗素子の
寸法を変えないで前記抵抗素子のシート抵抗をポテンシ
ョメータの抵抗値分解能に対応させて所定の抵抗値に制
御することを特徴とする電子ポテンショメータ用抵抗ア
レイを有する半導体装置。
1. A resistance element having a semiconductor substrate and a first terminal, a second terminal and a third common terminal formed on the semiconductor substrate, the resistance element having the same resistance value between the first and second terminals. A plurality of resistor arrays connected in series are formed on the semiconductor substrate and each has one corresponding resistance element, one end of which is connected to the corresponding resistance element and the other end of which is connected to the third common terminal. A plurality of transmission gates commonly connected with the resistance element, and a decoder formed on the semiconductor substrate for decoding and generating a signal for controlling ON / OFF of each of the plurality of transmission gates in response to digital input data. , A resistance value between one of the first terminal or the second terminal and the third common terminal is set to a constant resistance value resolution by selecting an arbitrary transmission gate according to the digital input data. A variable electronic potentiometer is provided, wherein the resistance element is composed of a polysilicon resistance or a diffusion resistance formed on the semiconductor substrate, and the sheet resistance of the resistance element can be converted into a resistance value resolution of the potentiometer without changing the dimensions of the resistance element. A semiconductor device having a resistance array for an electronic potentiometer, which is controlled to a predetermined resistance value in accordance with the above.
【請求項2】 半導体基板に第1の端子、第2の端子及
び第3の共通端子を備え、これら第1及び第2の端子間
に同一抵抗値の抵抗素子を複数個直列接続した抵抗アレ
イと、前記半導体基板にそれぞれ対応する1つの前記抵
抗素子を有し、一端がこの対応する抵抗素子に接続さ
れ、他端が前記第3の共通端子に他の前記抵抗素子とと
もに共通接続された複数の伝送ゲートと、前記半導体基
板に前記複数の伝送ゲートを各々オンオフ制御するため
の信号をデジタル入力データに対応してデコード生成す
るデコーダとを有し、このデジタル入力データにより任
意の伝送ゲートを選択することによって前記第1端子又
は第2の端子の一方と前記第3の共通端子間の抵抗値を
一定の抵抗値分解能で可変する電子ポテンショメータを
形成する工程を備え、 前記抵抗素子は、前記半導体基板に形成したポリシリコ
ン抵抗もしくは拡散抵抗から構成され、前記抵抗素子の
寸法を変えないで不純物濃度及びイオン注入量を制御す
ることにより前記抵抗素子のシート抵抗をポテンショメ
ータの抵抗値分解能に対応させ、所定の抵抗値に制御し
ながら前記ポリシリコン抵抗又は拡散抵抗を形成するこ
とを特徴とする電子ポテンショメータ用抵抗アレイを有
する半導体装置の製造方法。
2. A resistance array in which a semiconductor substrate is provided with a first terminal, a second terminal and a third common terminal, and a plurality of resistance elements having the same resistance value are connected in series between these first and second terminals. A plurality of resistance elements respectively corresponding to the semiconductor substrate, one end of which is connected to the corresponding resistance element, and the other end of which is commonly connected to the third common terminal together with the other resistance element. Transmission gate and a decoder for decoding and generating a signal for controlling ON / OFF of each of the plurality of transmission gates on the semiconductor substrate in correspondence with digital input data, and select an arbitrary transmission gate by the digital input data. Thereby forming an electronic potentiometer that varies the resistance value between one of the first terminal or the second terminal and the third common terminal with a constant resistance value resolution, The resistance element is composed of a polysilicon resistance or a diffusion resistance formed on the semiconductor substrate, and the sheet resistance of the resistance element is controlled by controlling the impurity concentration and the ion implantation amount without changing the dimensions of the resistance element. A method of manufacturing a semiconductor device having a resistance array for an electronic potentiometer, characterized in that the polysilicon resistance or the diffusion resistance is formed while controlling to a predetermined resistance value corresponding to a resistance value resolution.
【請求項3】 前記半導体基板は複数枚用意されてお
り、各半導体基板にはそれぞれ寸法及びシート抵抗が同
じである複数個の抵抗素子が形成され、かつ、どの半導
体基板に形成された前記抵抗素子もすべて同じ寸法であ
り、かつ前記抵抗素子の抵抗値及びシート抵抗は、前記
半導体基板毎に異なるようにすることを特徴とする請求
項2に記載の電子ポテンショメータ用抵抗アレイを有す
る半導体装置の製造方法。
3. A plurality of the semiconductor substrates are prepared, a plurality of resistance elements having the same size and sheet resistance are formed on each semiconductor substrate, and the resistor formed on which semiconductor substrate. 3. The semiconductor device having a resistance array for an electronic potentiometer according to claim 2, wherein all the elements have the same size, and the resistance value and the sheet resistance of the resistance element are different for each semiconductor substrate. Production method.
JP8085812A 1996-03-14 1996-03-14 Semiconductor device equipped with resistor array for electron potentiometer and manufacture thereof Withdrawn JPH09252088A (en)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100790575B1 (en) * 2000-06-05 2008-01-02 엘지.필립스 엘시디 주식회사 Option Selecting Circuit
JP2008299716A (en) * 2007-06-01 2008-12-11 Panasonic Corp Voltage generation circuit, analog/digital conversion circuit, and image sensor system

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