JPH1041462A

JPH1041462A - 半導体抵抗回路

Info

Publication number: JPH1041462A
Application number: JP19208696A
Authority: JP
Inventors: Masahiko Kawase; 雅彦川瀬
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1996-07-22
Filing date: 1996-07-22
Publication date: 1998-02-13

Abstract

(57)【要約】【課題】半導体抵抗回路では、流れる電流の方向が反
転したり電流値が大きく変動したら、エピタキシャル領
域２と拡散抵抗領域３間のエピタキシャル電圧の極性や
大きさが変動し、それにより抵抗値が変動する。【解決手段】複数のエピタキシャル領域２内に形成さ
れた複数の拡散抵抗領域３を直列に接続し、これら複数
の抵抗Ｒ₁，Ｒ₂，Ｒ₃，Ｒ₄の内の半数Ｒ₁，Ｒ₂の拡散抵
抗領域３の前端の抵抗電極８をエピタキシャル電極１０
に接続し、他の半数Ｒ₃，Ｒ₄の拡散抵抗領域３の後端の
抵抗電極９をエピタキシャル電極１０に接続することに
よって、電流の方向が反転しても直列全抵抗のエピタキ
シャル電圧の極性が反転することなく、電流値の変動が
大となっても、それによるエピタキシャル電圧の変動方
向が前半の抵抗Ｒ₁，Ｒ₂と後半の抵抗Ｒ₃，Ｒ₄とで逆と
なり、抵抗値も逆方向に変化し互に打ち消しあい、抵抗
値の変動が小さくなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、半導体集積回路
中のエピタキシャル領域内に、ドーピングにより形成さ
れる半導体抵抗回路に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図４は従来一般の半導体抵抗回路を示す
図で、同図（Ａ）は平面図、（Ｂ）は断面図、（Ｃ）は
接続回路図である。図において、１はＰ型シリコン半導
体基板のＰ型基板層、２はこのＰ型基板層１に形成され
るＮ型エピタキシャル（以下単にエピという）領域、３
はこのエピ領域２中にＰ型ドーピングを施し拡散させて
形成された拡散抵抗領域、４はエピ領域２に高濃度Ｎ
（Ｎ＋）型ドーピングを施し拡散させて形成されたエピ
電極接続領域、５はエピ領域２に高濃度Ｐ（Ｐ＋）型ド
ーピングが施されて形成された分離領域、６はＮ＋型の
コレクタ埋込層、７は酸化シリコンの絶縁層、８，９は
拡散抵抗領域３に電気的に接続される抵抗電極、１０は
エピ電極接続領域４を介してエピ領域２に電気的に接続
されるエピ電極である。

【０００３】以上のように構成された半導体抵抗回路で
は、エピ電極１０に通常両端の抵抗電極８，９よりエピ
電圧Ｖeだけ高電位の直流定電圧が印加され、拡散抵抗
領域３はその周囲のエピ領域２より低電位に保たれる。
そして、その拡散抵抗領域３の抵抗値Ｒはエピ電圧Ｖe
の大きさによって変化する。図５はこのエピ電圧Ｖeと
抵抗値Ｒとの関係を示す特性図である。図より明らかな
ように抵抗値Ｒはエピ電圧Ｖeに比例して変化する。即
ち、Ｒoを拡散抵抗領域３とエピ領域２が同電位のとき
の抵抗値とすると、近似的にＲ＝Ｒo＋ｎ・Ｖe （ｎ＞０）となる。ここに、ｎは拡散抵抗領域３の不純分濃度が低
い程大となる定数である。このため拡散抵抗領域３の一
端に印加される信号電圧が変動すると、エピ領域２と拡
散抵抗領域３間のエピ電圧Ｖeが変動し抵抗値Ｒの変動
を引き起こす。

【０００４】図６はこのエピ領域２と拡散抵抗領域３間
の電位差（エピ電圧）Ｖeの変動を抑止するためになさ
れた従来の半導体抵抗回路の一例を示す図で、同図
（Ａ）は平面図、（Ｂ）は断面図、（Ｃ）は接続回路図
である。図において、１はＰ型基板層、２はエピ領域、
３は拡散抵抗領域、４はエピ電極接続領域、５は分離領
域、６はコレクタ埋込層、７は絶縁層、８，９は抵抗電
極、１０はエピ電極で、以上は図４に示したものと同様
であるが、図４の単一の抵抗Ｒが複数の直列抵抗Ｒ₁，
Ｒ₂，Ｒ₃，Ｒ₄に分割され、各抵抗のエピ電極１０は接
続順前端の抵抗電極８に接続されている。１１は各電極
８，９，１０を電気的に接続する接続導体である。

【０００５】このように接続することによって、各抵抗
のエピ電位は拡散抵抗領域３の前端電位となり、エピ領
域２と拡散抵抗領域３間の電位差、即ちエピ電圧は接続
順前端の抵抗電極８の電位からの各拡散抵抗領域３中の
電圧降下となり、拡散抵抗領域３の一端に印加される信
号電圧の変動による抵抗値の変動は小さくなる。しかし
このように接続しても、電流の流れる方向が反転すると
エピ電圧の極性も反転し、流れる電流値の変動が大とな
ると電圧降下によるエピ電圧値も変動し、抵抗値の変動
も大きくなる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上述のように従来の半
導体抵抗回路では、流れる電流の方向が反転したり電流
値が大きく変動したら抵抗値の変動も大きくなるという
問題点があった。また、このような問題点を解消するた
めにエピ電極を拡散抵抗領域の中点に接続するようにし
た半導体抵抗回路が、例えば特開昭５９−２２９８５７
号公報に示されているが、この半導体抵抗回路では拡散
抵抗領域両端の外に中点にも接続電極を設ける必要があ
り、既存の半導体抵抗を利用して回路を構成する場合製
造工程が複雑となり高価となるという問題点があった。

【０００７】この発明は以上のような問題点を解消する
ためになされたもので、単に接続導体の接続位置を変え
るのみで、流れる電流の方向が反転しても、電流値が大
きく変動しても抵抗値の変動を最小に抑えることができ
る安価な半導体抵抗回路を得ることを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この発明に係る半導体抵
抗回路は、半導体基板中にそれぞれ区画分離して形成さ
れた複数のエピ領域内に、個別にドーピングにより形成
された複数の拡散抵抗領域を、直列又は並列に接続し、
各拡散抵抗領域をそれが形成されたエピ領域に電気的に
接続してなる半導体抵抗回路において、上記複数の拡散
抵抗領域の内の半数の拡散抵抗領域の接続順の前端を、
他の半数の拡散抵抗領域の接続順の後端を、それぞれそ
れが形成されたエピ領域に電気的に接続したものであ
る。

【０００９】また、上記のものにおいて、それぞれ異な
る端子でエピ領域に電気的に接続し、互に並列に接続し
た一対の拡散抵抗領域を、複数直列に接続したものであ
る。

【００１０】

【発明の実施の形態】

実施の形態１．図１はこの発明の実施の形態１を示す図
で、同図（Ａ）は平面図、（Ｂ）は断面図、（Ｃ）は接
続回路図である。図において、１はＰ型基板層、２はＮ
型エピ領域、３はＰ型の拡散抵抗領域、４はＮ＋型のエ
ピ電極接続領域、５はＰ＋型の分離領域、６はＮ＋型の
コレクタ埋込層、７は絶縁層、８，９は拡散抵抗領域３
に電気的に接続される抵抗電極、１０はエピ電極接続領
域４を介してエピ領域２に電気的に接続されるエピ電
極、１１は接続導体、Ｒ₁，Ｒ₂，Ｒ₃，Ｒ₄は分割された
複数個の直列抵抗で、以上は図６に示した従来例と同様
のものであるが、接続順前半の直列抵抗Ｒ₁，Ｒ₂のエピ
電極１０が接続順前端の抵抗電極８に、接続順後半の直
列抵抗Ｒ₃，Ｒ₄のエピ電極１０が接続順後端の抵抗電極
９にそれぞれ接続されている点が異っている。

【００１１】以上のような接続構成において、接続順前
半の抵抗Ｒ₁，Ｒ₂のエピ電位はこれら各拡散抵抗領域３
の前端電位となり、接続順後半の抵抗Ｒ₃，Ｒ₄のエピ電
位はこれら各拡散抵抗領域３の後端電位となる。従っ
て、接続順に信号電流が流入したとすると、接続順前半
の抵抗Ｒ₁，Ｒ₂のエピ領域２は拡散抵抗領域３の前端電
位からの電圧降下分だけ高電位となるが、接続順後半の
抵抗Ｒ₃，Ｒ₄のエピ領域２は拡散抵抗領域３の後端電位
にいたる電圧降下分だけ低電位となる。逆に、接続順と
逆方向に信号電流が流入したとすると、接続順後半の抵
抗Ｒ₃，Ｒ₄のエピ領域２は拡散抵抗領域３の後端電位か
らの電圧降下分だけ高電位となるが、接続順前半の抵抗
Ｒ₁，Ｒ₂のエピ領域２は拡散抵抗領域３の前端電位にい
たる電圧降下分だけ低電位となる。ただし、これらの低
電位が拡散抵抗領域３からエピ領域２に順バイアスを与
える程大きくならないよう直列抵抗数（抵抗分割数）を
充分多くとる。

【００１２】このように接続することによって、電流の
方向が反転しても直列全抵抗のエピ電圧の極性が反転す
ることなく、また、電流値の変動が大となっても、それ
によるエピ電圧の変動方向が前半の抵抗と後半の抵抗と
で逆となり、抵抗値も逆方向に変化し全体として抵抗値
の変動は小さくなる。

【００１３】実施の形態２．図２はこの発明の実施の形
態２を示す図で、同図（Ａ）は平面図、（Ｂ）は断面
図、（Ｃ）は接続回路図である。図において、１はＰ型
基板層、２はＮ型エピ領域、３はＰ型の拡散抵抗領域、
４はＮ＋型のエピ電極接続領域、５はＰ＋型の分離領
域、６はＮ＋型のコレクタ埋込層、７は絶縁層、８，９
は拡散抵抗領域３に電気的に接続される抵抗電極、１０
はエピ電極接続領域４を介してエピ領域２に電気的に接
続されるエピ電極、１１は接続導体、Ｒ₁，Ｒ₂，Ｒ₃，
Ｒ₄は分割された複数個の直列抵抗で、以上は図１に示
した実施の形態１と同様のものであるが、接続順前半の
直列抵抗Ｒ₁，Ｒ₂のエピ電極１０が接続順後端の抵抗電
極９に、接続順後半の直列抵抗Ｒ₃，Ｒ₄のエピ電極１０
が接続順前端の抵抗電極８にそれぞれ接続されている点
が異っている。

【００１４】以上のような接続構成において、接続順前
半の抵抗Ｒ₁，Ｒ₂のエピ電位はこれら各拡散抵抗領域３
の後端電位となり、接続順後半の抵抗Ｒ₃，Ｒ₄のエピ電
位はこれら各拡散抵抗領域３の前端電位となる。従っ
て、接続順に信号電流が流入したとすると、接続順前半
の抵抗Ｒ₁，Ｒ₂のエピ領域２は拡散抵抗領域３の後端電
位にいたる電圧降下分だけ低電位となるが、接続順後半
の抵抗Ｒ₃，Ｒ₄のエピ領域２は拡散抵抗領域３の前端電
位からの電圧降下分だけ高電位となる。逆に、接続順と
逆方向に信号電流が流入したとすると、接続順後半の抵
抗Ｒ₃，Ｒ₄のエピ領域２は拡散抵抗領域３の前端電位に
いたる電圧降下分だけ低電位となるが、接続順前半の抵
抗Ｒ₁，Ｒ₂のエピ領域２は拡散抵抗領域３の後端電位か
らの電圧降下分だけ高電位となる。ただし、上記低電位
が拡散抵抗領域３からエピ領域２に順バイアスを与える
程大きくならないよう直列抵抗数（抵抗分割数）を充分
多くとる。

【００１５】このようにこの実施形態２においても、電
流の方向が反転しても直列全抵抗のエピ電圧の極性が反
転することなく、また、電流値の変動が大となっても、
それによるエピ電圧の変動方向が前半の抵抗と後半の抵
抗とで逆となり、抵抗値も逆方向に変化し全体として抵
抗値の変動は小さくなる。

【００１６】実施の形態３．以上の各実施の形態では何
れも複数の抵抗Ｒ₁，Ｒ₂，Ｒ₃，Ｒ₄を直列に接続した例
を示したが、これを並列に接続するようにしてもよい。
例えば、抵抗Ｒ₁と抵抗Ｒ₂とを並列に接続し、抵抗Ｒ₁
のエピ電極１０を後端の抵抗電極９に、抵抗Ｒ₂のエピ
電極１０を前端の抵抗電極８に接続すると、電流の方向
が反転しても並列全抵抗のエピ電圧の極性が反転するこ
となく、また、電流値の変動が大となってもそれによる
エピ電圧の変動方向が一方の抵抗Ｒ₁と他方の抵抗Ｒ₂と
で逆となり、抵抗値も逆方向に変化し全体として抵抗値
の変動は小さくなる。即ち、抵抗Ｒ₁の変化率をα₁％と
すれば、抵抗Ｒ₂の変化率は略−α₁％となり、抵抗
Ｒ₁，Ｒ₂の並列抵抗値の変化率αは α＝α₁₂／１００（％）となり、大幅に変化率は低減する。

【００１７】実施の形態４．図３はこの発明の実施の形
態４を示す図で、同図（Ａ）は平面図、（Ｂ）は断面
図、（Ｃ）は接続回路図である。図において、１はＰ型
基板層、２はＮ型エピ領域、３はＰ型の拡散抵抗領域、
４はＮ＋型のエピ電極接続領域、５はＰ＋型の分離領
域、６はＮ＋型のコレクタ埋込層、７は絶縁層、８，９
は拡散抵抗領域３に電気的に接続される抵抗電極、１０
はエピ電極接続領域４を介してエピ領域２に電気的に接
続されるエピ電極、１１は接続導体、Ｒ₁，Ｒ₂，Ｒ₃，
Ｒ₄は分割された複数個の抵抗で、以上は図１に示した
実施の形態１と同様のものであるが、接続順前半の抵抗
Ｒ₁，Ｒ₂と接続順後半の抵抗Ｒ₃，Ｒ₄とがそれぞれ互に
並列に接続されてこれらが直列に接続され、抵抗Ｒ₁，
Ｒ₃のエピ電極１０が接続順後端の抵抗電極９に、抵抗
Ｒ₂，Ｒ₄のエピ電極１０が接続順前端の抵抗電極８にそ
れぞれ接続されている点が異っている。

【００１８】以上のような接続構成において、互に並列
に接続された２組の並列抵抗Ｒ₁，Ｒ₂及びＲ₃，Ｒ₄を所
望の抵抗値となるよう直列に接続され、各並列抵抗の一
方の抵抗Ｒ₁及びＲ₃のエピ電位はこれら各拡散抵抗領域
３の後端電位となり、他方の抵抗Ｒ₂及びＲ₄のエピ電位
はこれら各拡散抵抗領域３の前端電位となる。従って、
接続順に信号電流が流入したとすると、各並列抵抗の一
方の抵抗Ｒ₁及びＲ₃のエピ領域２は拡散抵抗領域３の後
端電位にいたる電圧降下分だけ低電位となるが、他方の
抵抗Ｒ₂及びＲ₄のエピ領域２は拡散抵抗領域３の前端電
位からの電圧降下分だけ高電位となる。逆に、接続順と
逆方向に信号電流が流入したとすると、各並列抵抗の一
方の抵抗Ｒ₁及びＲ₃のエピ領域２は拡散抵抗領域３の後
端電位からの電圧降下分だけ高電位となるが、他方の抵
抗Ｒ₂及びＲ₄のエピ領域２は拡散抵抗領域３の前端電位
にいたる電圧降下分だけ低電位となる。ただし、これら
の低電位が拡散抵抗領域３からエピ領域２に順バイアス
を与える程大きくならないよう、並列抵抗数及びそれの
直列数が選択される。

【００１９】このように接続することによって、電流の
方向が反転しても直並列全抵抗のエピ電圧の極性が反転
することなく、また、電流値の変動が大となっても、そ
れによるエピ電圧の変動方向が並列抵抗の一方と他方と
で逆となり、抵抗値も逆方向に変化し全体として抵抗値
の変動は小さくなる。

【００２０】

【発明の効果】この発明は以上説明したように、半導体
基板中にそれぞれ区画分離して形成された複数のエピ領
域内に、個別にドーピングにより形成された複数の拡散
抵抗領域を、直列又は並列に接続し、各拡散抵抗領域を
それが形成されたエピ領域に電気的に接続してなる半導
体抵抗回路において、上記複数の拡散抵抗領域の内の半
数の拡散抵抗領域の接続順の前端を、他の半数の拡散抵
抗領域の接続順の後端を、それぞれそれが形成されたエ
ピ領域に電気的に接続したので、単に接続導体の接続位
置を変えるのみで、流れる電流の方向が反転しても、電
流値が大きく変動しても抵抗値の変動を最小に抑えるこ
とができる安価な半導体抵抗回路が得られる効果があ
る。

【００２１】また、上記のものにおいて、それぞれ異な
る端子でエピ領域に電気的に接続し、互に並列に接続し
た一対の拡散抵抗領域を、複数直列に接続したので、上
記の効果に加え、所望抵抗値の抵抗を多数の直並列抵抗
に分割でき抵抗値の微調整が容易であるとともに、分割
された１抵抗のエピ電圧値が小さくなり、大きな入力信
号電流変動時の拡散抵抗領域からエピ領域への順バイア
スが防止でき、抵抗値の安定性が高くなるという効果が
ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施の形態１を示す平面図
（Ａ）、断面図（Ｂ）及び接続回路図（Ｃ）。

【図２】この発明の実施の形態２を示す平面図
（Ａ）、断面図（Ｂ）及び接続回路図。

【図３】この発明の実施の形態４を示す平面図
（Ａ）、断面図（Ｂ）及び接続回路図（Ｃ）。

【図４】従来一般の半導体抵抗回路を示す平面図
（Ａ）、断面図（Ｂ）及び接続回路図（Ｃ）。

【図５】従来一般の半導体抵抗回路のエピ電圧Ｖeと
抵抗値Ｒとの関係を示す特性図。

【図６】従来の半導体抵抗回路の一例を示す平面図
（Ａ）、断面図（Ｂ）及び接続回路図（Ｃ）。

【符号の説明】

１半導体基板層、２エピタキシャル領域、３拡散
抵抗領域、４エピタキシャル電極接続領域、８，９
抵抗電極、１０エピタキシャル電極、１１接続導体。

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【手続補正書】

【提出日】平成８年８月２８日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】図２

【補正方法】変更

【補正内容】

【図２】この発明の実施の形態２を示す平面図
（Ａ）、断面図（Ｂ）及び接続回路図（Ｃ）。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】半導体基板中にそれぞれ区画分離して形
成された複数のエピタキシャル領域内に、個別にドーピ
ングにより形成された複数の拡散抵抗領域を、直列又は
並列に接続し、各拡散抵抗領域をそれが形成されたエピ
タキシャル領域に電気的に接続してなる半導体抵抗回路
において、上記複数の拡散抵抗領域の内の半数の拡散抵
抗領域の接続順の前端を、他の半数の拡散抵抗領域の接
続順の後端を、それぞれそれが形成されたエピタキシャ
ル領域に電気的に接続したことを特徴とする半導体抵抗
回路。
【請求項２】複数の拡散抵抗領域は、それぞれ異なる
端子でエピタキシャル領域に電気的に接続され、互に並
列に接続された一対の拡散抵抗領域を、複数直列に接続
したものであることを特徴とする請求項１記載の半導体
抵抗回路。