JPH1065107A - Semiconductor device and manufacture thereof - Google Patents

Semiconductor device and manufacture thereof

Info

Publication number
JPH1065107A
JPH1065107A JP22224696A JP22224696A JPH1065107A JP H1065107 A JPH1065107 A JP H1065107A JP 22224696 A JP22224696 A JP 22224696A JP 22224696 A JP22224696 A JP 22224696A JP H1065107 A JPH1065107 A JP H1065107A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
type semiconductor
conductivity type
region
semiconductor substrate
semiconductor layer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP22224696A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2919375B2 (en
Inventor
Norihiro Ootomo
教広 大友
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NEC Yamagata Ltd
Original Assignee
NEC Yamagata Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NEC Yamagata Ltd filed Critical NEC Yamagata Ltd
Priority to JP22224696A priority Critical patent/JP2919375B2/en
Publication of JPH1065107A publication Critical patent/JPH1065107A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP2919375B2 publication Critical patent/JP2919375B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
  • Junction Field-Effect Transistors (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To set the optimum resistance value for each wafer by a method, wherein a bias resistor with which the change of the saturated drain current of a J-FET is suppressed with respect to the change in the ambient temperature, and the optimum resistance value of the bias resistor is estimated in the manufacturing process of a chip. SOLUTION: A J-FET element and a polysilicon film resistance element are formed on a semiconductor substrate. The resistance value of a polysilicon film resistor 20a is controlled by the implanting amount of impurities into a polysilicon film. The punch-through voltage of a gate diffusion layer and a P<+> -type silicon substrate 1 is measured after the formation of a gate diffusion layer 10-1, a saturated drain current is estimated, and the implanting amount of impurities to the polysilicon film is controlled in accordance with the estimation.

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】本発明は半導体装置及びその
製造方法に関し、接合型電界効果トランジスタ(以下、
J−FETと記す)を有する半導体装置及びその製造方
法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor device and a method of manufacturing the same, and more particularly to a junction type field effect transistor (hereinafter referred to as a "junction type field effect transistor").
J-FET) and a method for manufacturing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来のJ−FETを有する半導体装置及
びその製造方法について、工程順断面図(図7,図8)
及びフローチャート図9を参照して説明する。
2. Description of the Related Art A conventional semiconductor device having a J-FET and a method of manufacturing the same will be described in the order of steps (FIGS. 7 and 8).
A description will be given with reference to FIG.

【0003】まず、図7(a)に示すように、P+ 型シ
リコン基体1にN型半導体層2をエピタキシャル成長し
た半導体基板の表面を熱酸化して酸化シリコン膜3を形
成する(図9のステップ100)。公知のフォトリソグ
ラフィー(以下、PRと記す)技術によって、図7
(b)に示すように、P+ 型素子分離領域5を形成する
ため酸化シリコン膜3をエッチングして開口4を設け、
ボロン雰囲気中にてP+ 型シリコン基体1に不純物であ
るボロンが十分届くまで拡散させる(ステップ10
1)。
First, as shown in FIG. 7A, a silicon oxide film 3 is formed by thermally oxidizing the surface of a semiconductor substrate obtained by epitaxially growing an N-type semiconductor layer 2 on a P + type silicon substrate 1 (FIG. 9). Step 100). FIG. 7 shows a known photolithography (hereinafter referred to as PR) technique.
As shown in FIG. 2B, an opening 4 is formed by etching the silicon oxide film 3 to form a P + -type element isolation region 5,
In a boron atmosphere, boron as an impurity is diffused until it reaches the P + type silicon substrate 1 sufficiently (step 10).
1).

【0004】次にウェーハ全面に熱酸化によって、図7
(c)に示すように、酸化シリコン膜7の成長を行い、
PR技術によりFET形成領域及びチェック素子形成領
域にそれぞれ開口8−1,8−2を形成し、イオン注入
によってボロン注入層9−1,9−2を形成し(ステッ
プ102)、高温下において拡散して図7(d)に示す
ように、P+ 型拡散層10−1,10−2を形成する。
このとき開口部に酸化膜11が形成される(ステップ1
03)。次に酸化膜11を薄くするか除去した後、図8
(a)に示すように、P+ 型拡散層10−2に針状電極
12−1を押し当てて、P+ 型拡散層10−2にP+
シリコン基体1に対して負の電圧Evを印可する。Ev
を負の方向に増大していったときの電流はP+ 型拡散層
10−2から空乏層が伸びてP+ 型シリコン基体に達す
ると増大し始める。このときの電圧(パンチスルー電圧
PT)を測定する(ステップ104)。
Next, the entire surface of the wafer is thermally oxidized, as shown in FIG.
As shown in (c), the silicon oxide film 7 is grown,
Openings 8-1 and 8-2 are formed in the FET formation region and the check element formation region by the PR technique, respectively, and boron implanted layers 9-1 and 9-2 are formed by ion implantation (step 102) and diffused under high temperature. Then, as shown in FIG. 7D, P + type diffusion layers 10-1 and 10-2 are formed.
At this time, an oxide film 11 is formed in the opening.
03). Next, after thinning or removing the oxide film 11, FIG.
As shown in (a), P + to type diffusion layer 10 by pressing a needle-like electrode 12-1, the P + -type diffusion layer 10 negative voltage to the P + -type silicon substrate 1 to Ev Apply. Ev
Increases when the depletion layer extends from the P + -type diffusion layer 10-2 and reaches the P + -type silicon substrate. The voltage at this time (punch through voltage V PT ) is measured (step 104).

【0005】このVPTは完成したJ−FETの飽和ドレ
イン電流IDSS と相関関係がある。図10は、実験的に
求めたVPTとIDSS との関係を示すグラフである。この
グラフによりIDSS を予測する(ステップ105)。こ
のIDSS の予測値が設計値より大きいときは、熱処理を
追加してP+ 型拡散層10−1,10−2の押込拡散を
行なう(ステップ106,103)。IDSS の予測値が
設計値と許容範囲で一致するまでステップ104,10
5,106,103,104を繰り返す。次に、図8
(b)に示すように、P+ 型拡散層10−1の両側に開
口13−1,13−2を形成し、リンを注入し、アニー
ルを行なってN+ 拡散層14−1,14−2を形成する
(ステップ107)。次に、図8(e)に示すように、
窒化シリコン膜16を形成し、コンタクト孔17−1,
17−2を形成し、アルミニウム系配線18−1,18
−2を形成し、表面保護膜19を形成する(ステップ1
08)。
[0005] This V PT has a correlation with the saturated drain current I DSS of the completed J-FET. FIG. 10 is a graph showing the relationship between V PT and I DSS obtained experimentally. I DSS is predicted from this graph (step 105). When the predicted value of the I DSS is larger than the design value, by adding the heat treatment is performed to push diffusion of P + -type diffusion layer 101, 102 (step 106,103). Step until the predicted value of I DSS coincide with a tolerance from the design value 104,10
5, 106, 103 and 104 are repeated. Next, FIG.
As shown in (b), openings 13-1 and 13-2 are formed on both sides of the P + -type diffusion layer 10-1, phosphorus is implanted, and annealing is performed to form the N + -type diffusion layers 14-1 and 14-. 2 is formed (step 107). Next, as shown in FIG.
A silicon nitride film 16 is formed, and contact holes 17-1 and 17-1 are formed.
17-2, and aluminum-based wirings 18-1, 18
-2 is formed, and the surface protective film 19 is formed (Step 1).
08).

【0006】J−FETのIDSS はゲート電圧VGS及び
周囲温度Ta に依存するが、IDSSの温度変化が0にな
るゲートバイアス電圧VQ が存在する(例えば、「NE
Cデータブック」、1995年12月、第798頁〜第
799頁)。このVQ は、J−FET個々によって異な
っている。図11に2つのJ−FETの特性を示す。
[0006] I DSS of J-FET is dependent on the gate voltage V GS and the ambient temperature T a, the temperature change of I DSS is the gate bias voltage V Q is present becomes 0 (for example, "NE
C Data Book ", December 1995, pp. 798-799). This V Q differs for each J-FET. FIG. 11 shows the characteristics of the two J-FETs.

【0007】図12に示すように、J−FET30のソ
ース端子Sにバイアス抵抗RS を外付けして接続するこ
とによってIDSS の温度変化を補償することができる。
As shown in FIG. 12, by externally connecting a bias resistor R S to the source terminal S of the J-FET 30, it is possible to compensate for the temperature change of I DSS .

【0008】バイアス抵抗をつけないとき周囲温度変化
によってIDSS が増大する領域では、バイアス抵抗RS
を挿入するとバイアス抵抗RS の電圧降下が大きくな
り、接地電位に対するゲート電圧VG を一定とするとゲ
ート電極−ソース電極間の電圧が減少してIDSS を減少
させる方向に働く。逆に周囲温度変化によってIDSS
減少する領域では、バイアス抵抗の電圧降下が減少する
ことによってゲート電極−ソース電極間の電圧が減少す
るため、IDSS を増加する方向に働く。従って、バイア
ス抵抗RS を適当な値にすれば周囲温度変化に対してI
DSS を安定させることができる。この最適な抵抗値RS
は、図11に示すように、前述のVQ を与えたときのド
レイン電流IDSにより、RS =VQ /IDSにより与えら
れる。
In a region where IDS increases due to a change in ambient temperature when no bias resistor is provided, the bias resistor R S
Upon insertion of the voltage drop across the bias resistor R S is increased, the gate electrode when a constant gate voltage V G for ground - acting in the direction in which the voltage between the source electrode reduces the I DSS reduced. Conversely, in a region where the IDS decreases due to a change in the ambient temperature, the voltage between the gate electrode and the source electrode decreases due to a decrease in the voltage drop of the bias resistor, and thus the IDS increases. Therefore, if the bias resistance R S is set to an appropriate value, I.sub.
DSS can be stabilized. This optimum resistance value R S
As shown in FIG. 11, is given by R S = V Q / I DS by the drain current I DS when the above-mentioned V Q is given.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】上述したように、J−
FETの飽和ドレイン電流IDSS の温度変化はソースに
バイアス抵抗RS を挿入することによって緩和すること
ができる。しかし、IDSS やVQ 等はJ−FETの品種
(型名)や同一品種であっても単体毎に異なっているこ
と、J−FET個々についてこれらの値を測定してRS
の最適値を求めることは実際上不可能であることから、
ユーザにおいては品種の代表的な特性曲線に基づいてバ
イアス抵抗RS を決定せざるを得ないのが実状である。
すなわち、バイアス抵抗RS を用いても飽和ドレイン電
流IDSS の温度変化を十分に補償することは困難であ
る。
As described above, J-
The temperature change of the saturation drain current I DSS of the FET can be mitigated by inserting a bias resistor R S into the source. However, it I DSS and V Q and the like are different for every single even cultivar (type name) and the same type of J-FET, and measuring these values for J-FET each R S
Since it is practically impossible to find the optimal value of,
In reality, the user has to determine the bias resistance R S based on a characteristic curve representative of the product type.
That is, it is difficult to sufficiently compensate for the temperature change of the saturation drain current IDSS even if the bias resistor RS is used.

【0010】本発明の目的はバイアス抵抗を内蔵させる
ことによって飽和ドレイン電流IDSS の温度変化が補償
されたJ−FETを有する半導体装置及びその製造方法
を提供することにある。
An object of the present invention is to provide a semiconductor device having a J-FET in which a change in temperature of a saturation drain current IDSS is compensated by incorporating a bias resistor, and a method of manufacturing the same.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】本発明の半導体装置は、
半導体基板上に形成された接合型電界効果トランジスタ
と、前記接合型電界効果トランジスタのソース領域に一
端が接続された抵抗素子とを有し、前記抵抗素子が前記
接合型電界効果トランジスタの飽和ドレイン電流の温度
変化を補償するバイアス抵抗であるというものである。
According to the present invention, there is provided a semiconductor device comprising:
A junction field-effect transistor formed on a semiconductor substrate; and a resistance element having one end connected to a source region of the junction field-effect transistor, wherein the resistance element is a saturated drain current of the junction field-effect transistor. This is a bias resistor for compensating for the temperature change.

【0012】この場合、第1導電型半導体基体に第2導
電型半導体層を堆積してなる半導体基板の前記第2導電
型半導体層に形成された第1導電型拡散層をゲート領域
とし前記ゲート領域を間にして前記第2導電型半導体層
にそれぞれ接触するソース電極及びドレイン電極を有す
る接合型電界効果トランジスタと、前記第2導電型半導
体層を被覆する絶縁膜を選択的に被覆する膜抵抗体を有
する抵抗素子とを含むようにすることができる。
In this case, the first conductivity type diffusion layer formed on the second conductivity type semiconductor layer of the semiconductor substrate obtained by depositing the second conductivity type semiconductor layer on the first conductivity type semiconductor substrate is used as a gate region, A junction field-effect transistor having a source electrode and a drain electrode in contact with the second conductivity type semiconductor layer with a region therebetween, and a film resistance selectively covering an insulating film covering the second conductivity type semiconductor layer And a resistance element having a body.

【0013】本発明の半導体装置の製造方法は、第1導
電型半導体基体に第2導電型半導体層を堆積してなる半
導体基板の前記第2導電型半導体層の表面から第1導電
型半導体基体に達する素子分離領域を形成してFET形
成領域及びチェック素子形成領域を区画する工程と、前
記FET形成領域及びチェック素子形成領域の第2導電
型半導体層に第1導電型拡散層でなるゲート領域を形成
する工程と、前記第1導電型半導体基体とチェック素子
形成領域のゲート領域に電圧を印加して前記ゲート領域
から伸びる空乏層が第1導電型半導体基体に達するパン
チスルー電圧を測定する工程と、前記パンチスルー電圧
に応じた抵抗値を有する抵抗素子を形成して前記FET
形成領域の第2導電型半導体層に接続する工程とを有
し、前記抵抗素子が前記FET形成領域のゲート領域と
第1導電型半導体基体間の第2導電型半導体層部をチャ
ネルとする接合型電界効果トランジスタの飽和ドレイン
電流の温度変化を補償するバイアス抵抗であるというも
のである。
According to the method of manufacturing a semiconductor device of the present invention, a first conductive type semiconductor substrate is formed from a surface of the second conductive type semiconductor layer of a semiconductor substrate obtained by depositing a second conductive type semiconductor layer on a first conductive type semiconductor substrate. Forming an element isolation region reaching the gate electrode and defining a FET formation region and a check element formation region; and a gate region comprising a first conductivity type diffusion layer in a second conductivity type semiconductor layer of the FET formation region and the check element formation region. And applying a voltage to the first conductive type semiconductor substrate and a gate region of the check element formation region to measure a punch-through voltage at which a depletion layer extending from the gate region reaches the first conductive type semiconductor substrate. Forming a resistance element having a resistance value according to the punch-through voltage,
Connecting to the second conductivity type semiconductor layer in the formation region, wherein the resistance element has a channel between the gate region of the FET formation region and the first conductivity type semiconductor substrate, using the second conductivity type semiconductor layer portion as a channel. This is a bias resistor for compensating a temperature change of the saturation drain current of the field effect transistor.

【0014】この場合、絶縁膜を被覆する多結晶シリコ
ン膜を堆積し、パンチスルー電圧に応じて不純物をドー
ピングし、パターニングして抵抗素子を形成することが
できる。
In this case, a resistive element can be formed by depositing a polycrystalline silicon film covering the insulating film, doping impurities according to the punch-through voltage, and patterning.

【0015】第2導電型半導体層の厚さと第1導電型拡
散層との相対関係で定まるパンチスルー電圧により予測
される飽和ドレイン電流に対応してバイアス抵抗を形成
するので、バイアス抵抗値を妥当なものとすることがで
きる。
Since the bias resistance is formed corresponding to the saturated drain current predicted by the punch-through voltage determined by the relative relationship between the thickness of the second conductivity type semiconductor layer and the first conductivity type diffusion layer, the bias resistance value is appropriate. It can be.

【0016】[0016]

【発明の実施の形態】図1(a)は本発明の一実施の形
態の半導体装置の主要部を示す平面図、図1(b)は図
1(a)のX−X線断面図である。
FIG. 1A is a plan view showing a main part of a semiconductor device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 1B is a sectional view taken along line XX of FIG. 1A. is there.

【0017】本実施の形態の半導体装置は、半導体基板
の表面の酸化シリコン膜7を被覆するポリシリコン膜抵
抗体20aとこれに接続されたアルミニウム系配線18
−1Aとボンディングパッド22−1とを有する抵抗素
子を有している。
The semiconductor device of the present embodiment has a polysilicon film resistor 20a for covering the silicon oxide film 7 on the surface of the semiconductor substrate and an aluminum-based wiring 18 connected thereto.
-1A and a bonding pad 22-1.

【0018】P+ 型シリコン基体1上に膜厚3μmのシ
リコンエピタキシャル層(N型半導体層2)が形成され
た半導体基板を有し、N型半導体層2の表面部にP+
素子分離領域5AがP+ 型シリコン基体1に達して設け
られている。このP+ 型素子分離領域5に囲まれた島状
のN型シリコンエピタキシャル層2(FET形成領域)
に、深さが1μmのソース領域(N+ 型拡散層14−
1)とドレイン領域(N+ 型拡散層14−2)が長方形
状に設けられ、その間に幅2μm、深さ2μmのP+
ゲート領域(P+ 型拡散層10−1)が形成されてい
る。このP+ 型ゲート領域(10−1)はその両端部で
+ 型素子分離領域5Aに接続し、P+ 型シリコン基体
1の裏面に形成された裏面電極23から取り出される。
半導体基板の主面上に厚さ1μmの酸化シリコン膜7が
形成され、ソース領域(14−1)、ドレイン領域(1
4−2)にそれぞれ達するコンタクト孔17−1,17
−2の側面にかけて膜厚100nmの窒化シリコン膜1
6が形成されている。窒化シリコン膜16上にアルミニ
ウム系配線18−1A(ソース領域14−1に接続)が
形成されている。同様に、窒化シリコン膜16上にアル
ミニウム系配線18−2が形成され、ドレインボンディ
ングパッド22−2とドレイン領域(14−2)にコン
タクト孔17−2を介してオーミック接続されている。
島状のN型シリコンエピタキシャル層2(FET形成領
域)の外側の領域上にポリシリコン膜抵抗体20aが設
けられている。このポリシリコン膜抵抗体20aは、最
適な抵抗値を設定するためにリンもしくはボロンの不純
物を注入量を制御した膜厚400nmのポリシリコン膜
で構成され、窒化シリコン膜16のコンタクト孔21−
2,21−2を介してソースボンディングパッド22−
1とソース電極(18−1A)を接続している。
A semiconductor substrate having a 3 μm-thick silicon epitaxial layer (N-type semiconductor layer 2) formed on a P + -type silicon substrate 1, and a P + -type element isolation region is provided on the surface of the N-type semiconductor layer 2. 5A is provided to reach the P + type silicon substrate 1. Island-shaped N-type silicon epitaxial layer 2 (FET formation region) surrounded by P + -type element isolation region 5
A source region (N + type diffusion layer 14-
1) and a drain region (N + -type diffusion layer 14-2) are provided in a rectangular shape, and a P + -type gate region (P + -type diffusion layer 10-1) having a width of 2 μm and a depth of 2 μm is formed therebetween. I have. The P + -type gate region (10-1) is connected at both ends to the P + -type element isolation region 5A, and is taken out from the back electrode 23 formed on the back surface of the P + -type silicon substrate 1.
A silicon oxide film 7 having a thickness of 1 μm is formed on a main surface of a semiconductor substrate, and a source region (14-1) and a drain region (1
4-2) Contact holes 17-1 and 17 respectively reaching
-2 silicon nitride film 1 with a thickness of 100 nm over the side surface
6 are formed. Aluminum-based wiring 18-1A (connected to source region 14-1) is formed on silicon nitride film 16. Similarly, an aluminum-based wiring 18-2 is formed on the silicon nitride film 16, and is ohmically connected to the drain bonding pad 22-2 and the drain region (14-2) via the contact hole 17-2.
A polysilicon film resistor 20a is provided on a region outside the island-shaped N-type silicon epitaxial layer 2 (FET formation region). The polysilicon film resistor 20a is formed of a 400-nm-thick polysilicon film in which the amount of implantation of phosphorus or boron is controlled in order to set an optimum resistance value.
2, 21-2, the source bonding pad 22-
1 and the source electrode (18-1A).

【0019】次に、本実施の形態の製造方法について、
工程順断面図(図3,図4)及びフローチャート(図
2)を参照して説明する。
Next, the manufacturing method of this embodiment will be described.
The process will be described with reference to sectional views (FIGS. 3 and 4) and a flowchart (FIG. 2).

【0020】まず、図3(a)に示すように、P+ 型シ
リコン基体1にN型半導体層2をエピタキシャル成長し
た半導体基板の表面を熱酸化して酸化シリコン3を形成
する(図2のステップ100)。公知のフォトリソグラ
フィー(以下、PRと記す)技術によって、図3(b)
に示すように、P+ 型素子分離領域5Aを形成するため
の酸化シリコン膜3をエッチングして開口4Aを設け、
ボロン雰囲気中にてP+ 型シリコン基体1に不純物であ
るボロンが十分届くまで拡散させる(ステップ10
1)。このとき、開口4A部には酸化膜6Aが形成され
る。
First, as shown in FIG. 3A, the surface of a semiconductor substrate obtained by epitaxially growing an N-type semiconductor layer 2 on a P + type silicon substrate 1 is thermally oxidized to form silicon oxide 3 (step in FIG. 2). 100). FIG. 3B shows a known photolithography (hereinafter referred to as PR) technique.
As shown in FIG. 5, the opening 4A is formed by etching the silicon oxide film 3 for forming the P + -type element isolation region 5A.
In a boron atmosphere, boron as an impurity is diffused until it reaches the P + type silicon substrate 1 sufficiently (step 10).
1). At this time, an oxide film 6A is formed in the opening 4A.

【0021】次にウェーハ全面に熱酸化によって、図3
(c)に示すように、酸化シリコン膜7の成長を行い、
PR技術によりFET形成領域及びチェック素子形成領
域にそれぞれ開口8−1,8−2を形成し、イオン注入
によってボロン注入層9−1,9−2を形成し(ステッ
プ102)、高温下において拡散して図3(d)に示す
ように、P+ 型拡散層10−1,10−2を形成する。
このとき開口部に酸化膜11が形成される(ステップ1
03)。次に酸化膜11を薄くするか除去した後、図4
(a)に示すように、P+ 型拡散層10−2に針状の電
極12−1を押し当てて、P+ 型拡散層10−2にP+
型シリコン基体1に対して負の電圧Evを印可する。E
vを負の方向に増大していったときの電流は、P+ 型拡
散層12−2から空乏層が伸びてP+ 型シリコン基体に
達すると増大し始める。このときの電圧(パンチスルー
電圧VPT)を測定する(ステップ104)。
Next, the entire surface of the wafer is thermally oxidized, as shown in FIG.
As shown in (c), the silicon oxide film 7 is grown,
Openings 8-1 and 8-2 are formed in the FET formation region and the check element formation region by the PR technique, respectively, and boron implanted layers 9-1 and 9-2 are formed by ion implantation (step 102) and diffused under high temperature. Then, as shown in FIG. 3D, P + type diffusion layers 10-1 and 10-2 are formed.
At this time, an oxide film 11 is formed in the opening.
03). Next, after thinning or removing the oxide film 11, FIG.
(A), the by pressing an electrode 12-1 of the needle to the P + -type diffusion layer 10, the P + -type diffusion layer 10 P +
A negative voltage Ev is applied to the mold silicon substrate 1. E
The current when v increases in the negative direction starts increasing when the depletion layer extends from the P + -type diffusion layer 12-2 and reaches the P + -type silicon substrate. The voltage at this time (punch through voltage V PT ) is measured (step 104).

【0022】このVPTは完成したJ−FETの飽和ドレ
イン電流IDSS と相関関係がある。但し、抵抗素子を内
蔵しないときもしくは、抵抗素子をアルミニウム系配線
で短絡したサンプルについてのデータにより求める。図
10は、実験的に求めたVPTとIDSS との関係を示すグ
ラフである。このグラフによりIDSS を予測する(ステ
ップ105)。このIDSS の予測値が設計値より大きい
ときは、熱処理を追加してP+ 型拡散層10−1,10
−2の押込拡散を行なう(ステップ106,103)。
DSS の予測値が設計値と許容範囲で一致するまでステ
ップ104,105,106,103,104を繰り返
す。次に、図4(b)に示すように、P+ 型拡散層10
−1の両側に開口13−1,13−2を形成し、リンを
注入し、アニールを行なってN+ 型拡散層14−1,1
4−2を形成する(ステップ107)。
This V PT has a correlation with the saturated drain current I DSS of the completed J-FET. However, it is determined based on data of a sample in which a resistive element is not built in or a sample in which the resistive element is short-circuited with aluminum-based wiring. FIG. 10 is a graph showing the relationship between V PT and I DSS obtained experimentally. I DSS is predicted from this graph (step 105). When the predicted value of the I DSS is larger than the design value, by adding the heat treated P + -type diffusion layer 10-1 and 10
The indentation diffusion of -2 is performed (steps 106 and 103).
Predicted value of I DSS repeats steps 104,105,106,103,104 until a matching tolerance and design values. Next, as shown in FIG. 4 (b), P + -type diffusion layer 10
-1, openings 13-1 and 13-2 are formed on both sides, phosphorus is implanted, and annealing is performed to form N + type diffusion layers 14-1 and 14-1.
4-2 is formed (step 107).

【0023】次に、IDDS の予測値によりバイアス抵抗
S の最適値を求める(ステップ200)。図5にI
DSS と最適RS との関係を示す。図11は、バイアス抵
抗を内蔵しないJ−FETのゲート・ソース間電圧VGS
と飽和ドレイン電流IDSS との関係を周囲温度を変えて
2つのサンプルについて測定した結果を示すグラフであ
る。同様のグラフをいくつかのサンプルについて求め、
DSS と最適RS 値との関係を求めた結果を図5に示
す。図5,図10により、パンチスルー電圧VPTから最
適RS 値を求めることができる。例えば、パンチスルー
電圧VPTが5.0VのときIDSS の予測値は、図10よ
り、1mAである。IDSS が1mAのJ−FETを製造
しようとするときは、図5により、0.30kΩのバイ
アス抵抗を内蔵させることになる(ステップ200)。
このバイアス抵抗をポリシリコン膜で形成するとする
と、ポリシリコン膜の抵抗値は、不純物濃度によって変
わる。
Next, the optimum value of the bias resistor R S is obtained from the predicted value of I DDS (step 200). FIG.
4 shows the relationship between DSS and optimal R S. FIG. 11 shows the gate-source voltage V GS of a J-FET without a built-in bias resistor.
FIG. 9 is a graph showing the results of measuring the relationship between and the saturated drain current I DSS for two samples while changing the ambient temperature. Find a similar graph for some samples,
FIG. 5 shows the result of obtaining the relationship between I DSS and the optimum R S value. 5 and 10, the optimum R S value can be obtained from the punch-through voltage V PT . For example, when the punch-through voltage V PT is 5.0 V, the predicted value of I DSS is 1 mA from FIG. When I DSS is to produce a 1mA J-FET is by 5, so that to incorporate a bias resistor 0.30Keiomega (step 200).
If this bias resistor is formed of a polysilicon film, the resistance value of the polysilicon film changes depending on the impurity concentration.

【0024】ところで、ステップ107の次に、CVD
法により、図4(c)に示すように、厚さ400nmの
ノンドープのポリシリコン膜20を堆積し(ステップ2
02)、熱酸化を行なって薄い酸化膜(図示しない)を
形成する(ステップ203)。次に行なうイオン注入時
のダメージからポリシリコン膜を保護するためである。
次に、リン又はボロンをイオン注入するが(ステップ2
04)、その注入量は、前述したように、0.30kΩ
のバイアス抵抗を形成するのに適切な値に設定する(ス
テップ201)。次に、アニールを行ない、長方形状に
パターニングして、図4(d)に示すように、ポリシリ
コン膜抵抗体20aを形成し(ステップ205)、窒化
シリコン膜16を形成し、コンタクト孔17−1,17
−2,20−1,20−2を形成し、Al−Si−Cu
膜を堆積しパターニングしてアルミニウム系配線18−
1A,18−2、ボンディングパッド22−2,22−
2を形成する。
By the way, after step 107, CVD
4C, a non-doped polysilicon film 20 having a thickness of 400 nm is deposited as shown in FIG.
02), thermal oxidation is performed to form a thin oxide film (not shown) (step 203). This is to protect the polysilicon film from damage during the next ion implantation.
Next, phosphorus or boron is ion-implanted (step 2).
04), the injection amount is 0.30 kΩ as described above.
(Step 201). Next, annealing is performed and patterning is performed in a rectangular shape to form a polysilicon film resistor 20a as shown in FIG. 4D (step 205), a silicon nitride film 16 is formed, and a contact hole 17- is formed. 1,17
-2, 20-1, 20-2, and Al-Si-Cu
A film is deposited and patterned to form an aluminum wiring 18-
1A, 18-2, bonding pads 22-2, 22-
Form 2

【0025】図6は、本実施の形態の半導体装置30A
の回路図であり、J−FETのソースバイアス抵抗RSA
を接続して内蔵してある。ソース端子Sはボンディング
パッド22−1に接続され、ドレイン端子D及びゲート
端子9はそれぞれボンディングパッド22−2及び裏面
電極23に接続される。
FIG. 6 shows a semiconductor device 30A of the present embodiment.
FIG. 4 is a circuit diagram of a source bias resistor R SA of a J-FET.
Is connected and built-in. The source terminal S is connected to the bonding pad 22-1, and the drain terminal D and the gate terminal 9 are connected to the bonding pad 22-2 and the back electrode 23, respectively.

【0026】バイアス抵抗RSAは、ロット内ばらつきの
範囲内において最適化されているので、個々の半導体装
置の飽和ドレイン電流の温度変化は小さい。
Since the bias resistance R SA is optimized within the range of variation within a lot, the temperature change of the saturation drain current of each semiconductor device is small.

【0027】以上、J−FETとしては、説明の便宜
上、最も基本的な形状のものについて説明したが、実際
には、大電流化するために、FET形成領域を横断して
複数のゲート領域が平行に形成され、任意のゲート領域
の両側にソース領域及びドレイン領域がそれぞれ一つ宛
くるように、フィンガー状のソース電極配線及びドレイ
ン電極配線が設けられることはいうまでもない。
As described above, the most basic shape of the J-FET has been described for convenience of explanation. However, in practice, in order to increase the current, a plurality of gate regions are formed across the FET formation region. It goes without saying that finger-shaped source electrode wiring and drain electrode wiring are formed in parallel, and finger-shaped source electrode wiring and drain electrode wiring are provided on both sides of an arbitrary gate region such that one source region and one drain region are respectively addressed.

【0028】また、ポリシリコン膜抵抗素子について不
純物により抵抗値を定める場合について説明したが、そ
の他Ni−CrやCrSi2 などの薄膜抵抗素子を用
い、厚さや形状により抵抗値を定めるようにしてもよ
い。
Although the case where the resistance value of the polysilicon film resistance element is determined by impurities has been described, the resistance value may be determined by the thickness and shape using a thin film resistance element such as Ni—Cr or CrSi 2. Good.

【0029】更に、NチャネルJ−FETについて説明
したがPチャネルJ−FETにバイアス抵抗を内蔵させ
ることもできる。
Further, the N-channel J-FET has been described, but a bias resistor can be built in the P-channel J-FET.

【0030】[0030]

【発明の効果】第一の効果は、実効的に周囲温度による
飽和ドレイン電流の変化が小さなJ−FETを実現する
ことができることである。その理由は、バイアス抵抗が
ソースに直列に内蔵されているが、温度補償を行うのに
最適な抵抗値をウェーハ毎に決定することができるから
である。
The first effect is that a J-FET having a small change in the saturated drain current due to the ambient temperature can be realized effectively. The reason is that the bias resistance is built in series with the source, but the optimum resistance value for performing the temperature compensation can be determined for each wafer.

【0031】第二の効果は、J−FETを使用するセッ
トの小型化が図られる事である。
The second effect is that the set using the J-FET can be reduced in size.

【0032】その理由は、温度補償用抵抗を内蔵してお
り、J−FETと別個に抵抗を外付けする為の領域を回
路基板上に確保する必要がないからである。
The reason is that a temperature compensating resistor is built in, and it is not necessary to secure a region on the circuit board for externally attaching the resistor separately from the J-FET.

【0033】第三の効果は、J−FETを使用するセッ
トの部品実装の費用と時間が削減される事である。
A third effect is that the cost and time for mounting components of a set using a J-FET are reduced.

【0034】その理由は、温度補償用抵抗がJ−FET
のチップに内蔵されており、部品点数が削減されるため
である。
The reason is that the temperature compensation resistor is a J-FET
This is because the number of components is reduced.

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

【図1】本発明の一実施の形態の半導体装置を示す平面
図(図1(a))及び図1(a)のX−X線断面図(図
1(b))。
FIG. 1 is a plan view (FIG. 1A) showing a semiconductor device according to an embodiment of the present invention, and a sectional view taken along line XX of FIG. 1A (FIG. 1B).

【図2】本発明の一実施の形態の製造方法の説明のため
のフローチャート。
FIG. 2 is a flowchart for explaining a manufacturing method according to an embodiment of the present invention.

【図3】本発明の一実施の形態の製造方法の説明のため
の(a)〜(d)に分図して示す工程順断面図。
FIGS. 3A to 3D are cross-sectional views in the order of steps, illustrating the manufacturing method according to the embodiment of the present invention; FIGS.

【図4】図3に続いて(a)〜(d)に分図して示す工
程順断面図。
FIG. 4 is a cross-sectional view in the order of steps, which is separated from (a) to (d) following FIG. 3;

【図5】飽和ドレイン電流IDSS と最適RS との関係を
示すグラフ。
FIG. 5 is a graph showing a relationship between a saturation drain current I DSS and an optimum R S.

【図6】本発明の一実施の形態の半導体装置の回路図。FIG. 6 is a circuit diagram of a semiconductor device according to one embodiment of the present invention.

【図7】従来の技術の説明のための(a)〜(d)に分
図して示す工程順断面図。
7A to 7D are cross-sectional views in the order of steps for explaining the conventional technique.

【図8】図7に続いて(a)〜(c)に分図して示す工
程順断面図。
FIG. 8 is a sectional view in the order of steps, which is shown separately in FIGS.

【図9】従来の技術の説明のためのフローチャート。FIG. 9 is a flowchart for explaining a conventional technique.

【図10】パンチスルー電圧VPTと飽和ドレイン電流I
DSS との関係を示すグラフ。
FIG. 10 shows punch-through voltage V PT and saturation drain current I
Graph showing the relationship with DSS .

【図11】ゲート電圧VGSと飽和ドレイン電流IDSS
の関係と周囲温度を変えて示すグラフ。
FIG. 11 is a graph showing the relationship between the gate voltage V GS and the saturation drain current I DSS and changing the ambient temperature.

【図12】J−FETのソースにバイアス抵抗RS を接
続した回路図。
FIG. 12 is a circuit diagram in which a bias resistor R S is connected to the source of a J-FET.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 P+ 型シリコン基体 2 N型半導体層 3 酸化シリコン膜 4 開口 5,5A P+ 型素子分離領域 6 酸化膜 7 酸化シリコン膜 8−1,8−2 開口 9−1,9−2 ボロン注入層 10−1,10−2 P+ 型拡散層 11 酸化膜 12−1,12−2 針状電極 13−1,13−2 開口 14−1,14−2 N+ 型拡散層 15 酸化膜 16 窒化シリコン膜 17−1,17−2 コンタクト孔 18−1,18−1A,18−2 アルミニウム系配
線 19 表面保護膜 20 ポリシリコン膜 20a ポリシリコン膜抵抗体 21−1,21−2 コンタクト孔 22−1,22−2 ボンディングパッド 23 裏面電極 30 樹脂封止型J−FET 30A 半導体装置 100〜108,200〜205 ステップ番号 RS ,RSA バイアス抵抗 IDS1 ,IDS2 ドレイン電流 IDSS ,IDSS1,IDSS2 飽和ドレイン電流 VGS ゲート・ソース間電圧 VQ DSS の温度変化が0となるゲート・ソース間
電圧
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 P + type silicon base 2 N type semiconductor layer 3 Silicon oxide film 4 Opening 5, 5A P + type element isolation region 6 Oxide film 7 Silicon oxide film 8-1, 8-2 Opening 9-1, 9-2 Boron implantation Layer 10-1, 10-2 P + type diffusion layer 11 Oxide film 12-1, 12-2 Needle electrode 13-1, 13-2 Opening 14-1, 14-2 N + type diffusion layer 15 Oxide film 16 Silicon nitride film 17-1, 17-2 Contact hole 18-1, 18-1A, 18-2 Aluminum-based wiring 19 Surface protection film 20 Polysilicon film 20a Polysilicon film resistor 21-1, 21-2 Contact hole 22 -1,22-2 bonding pad 23 backside electrode 30 resin-sealed J-FET 30A semiconductor device 100~108,200~205 step numbers R S, R SA bias resistor I DS1, I DS2 drain Current I DSS, I DSS1, I DSS2 saturation drain current V GS between the gate and the source voltage V Q I temperature change DSS becomes zero gate-source voltage

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 半導体基板上に形成された接合型電界効
果トランジスタと、前記接合型電界効果トランジスタの
ソース領域に一端が接続された抵抗素子とを有し、前記
抵抗素子が前記接合型電界効果トランジスタの飽和ドレ
イン電流の温度変化を補償するバイアス抵抗であること
を特徴とする半導体装置。
1. A semiconductor device comprising: a junction field effect transistor formed on a semiconductor substrate; and a resistance element having one end connected to a source region of the junction field effect transistor, wherein the resistance element includes the junction field effect transistor. A semiconductor device comprising a bias resistor for compensating a temperature change of a saturation drain current of a transistor.
【請求項2】 第1導電型半導体基体に第2導電型半導
体層を堆積してなる半導体基板の前記第2導電型半導体
層に形成された第1導電型拡散層をゲート領域とし前記
ゲート領域を間にして前記第2導電型半導体層にそれぞ
れ接触するソース電極及びドレイン電極を有する接合型
電界効果トランジスタと、前記第2導電型半導体層を被
覆する絶縁膜を選択的に被覆する膜抵抗体を有する抵抗
素子とを含む請求項1記載の半導体装置。
2. A semiconductor device comprising: a first conductivity type semiconductor substrate formed by depositing a second conductivity type semiconductor layer on a first conductivity type semiconductor substrate; and a first conductivity type diffusion layer formed on the second conductivity type semiconductor layer of the semiconductor substrate. A junction field effect transistor having a source electrode and a drain electrode respectively in contact with the second conductivity type semiconductor layer, and a film resistor selectively covering an insulating film covering the second conductivity type semiconductor layer The semiconductor device according to claim 1, further comprising: a resistance element having:
【請求項3】 第1導電型半導体基体に第2導電型半導
体層を堆積してなる半導体基板の前記第2導電型半導体
層の表面から第1導電型半導体基体に達する素子分離領
域を形成してFET形成領域及びチェック素子形成領域
を区画する工程と、前記FET形成領域及びチェック素
子形成領域の第2導電型半導体層に第1導電型拡散層で
なるゲート領域を形成する工程と、前記第1導電型半導
体基体とチェック素子形成領域のゲート領域に電圧を印
加して前記ゲート領域から伸びる空乏層が第1導電型半
導体基体に達するパンチスルー電圧を測定する工程と、
前記パンチスルー電圧に応じた抵抗値を有する抵抗素子
を形成して前記FET形成領域の第2導電型半導体層に
接続する工程とを有し、前記抵抗素子が前記FET形成
領域のゲート領域と第1導電型半導体基体間の第2導電
型半導体層部をチャネルとする接合型電界効果トランジ
スタの飽和ドレイン電流の温度変化を補償するバイアス
抵抗であることを特徴とする半導体装置の製造方法。
3. An element isolation region extending from a surface of the second conductive type semiconductor layer of the semiconductor substrate formed by depositing a second conductive type semiconductor layer on the first conductive type semiconductor substrate to reach the first conductive type semiconductor substrate. Forming a gate region made of a first conductivity type diffusion layer in a second conductivity type semiconductor layer of the FET formation region and the check element formation region, Measuring a punch-through voltage at which a depletion layer extending from the gate region reaches the first conductivity type semiconductor substrate by applying a voltage to the gate region of the first conductivity type semiconductor substrate and the check element formation region;
Forming a resistive element having a resistance value according to the punch-through voltage and connecting the resistive element to a second conductivity type semiconductor layer in the FET forming region, wherein the resistive element is connected to a gate region of the FET forming region and a second conductive type semiconductor layer. A method of manufacturing a semiconductor device, comprising: a bias resistance for compensating a temperature change of a saturation drain current of a junction field effect transistor having a channel of a second conductivity type semiconductor layer between semiconductor substrates of one conductivity type.
【請求項4】 絶縁膜を被覆する多結晶シリコン膜を堆
積し、パンチスルー電圧に応じて不純物をドーピング
し、パターニングして抵抗素子を形成する請求項3記載
の半導体装置の製造方法。
4. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 3, wherein a polycrystalline silicon film covering the insulating film is deposited, doped with an impurity according to a punch-through voltage, and patterned to form a resistance element.
JP22224696A 1996-08-23 1996-08-23 Semiconductor device and manufacturing method thereof Expired - Fee Related JP2919375B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP22224696A JP2919375B2 (en) 1996-08-23 1996-08-23 Semiconductor device and manufacturing method thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP22224696A JP2919375B2 (en) 1996-08-23 1996-08-23 Semiconductor device and manufacturing method thereof

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH1065107A true JPH1065107A (en) 1998-03-06
JP2919375B2 JP2919375B2 (en) 1999-07-12

Family

ID=16779399

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP22224696A Expired - Fee Related JP2919375B2 (en) 1996-08-23 1996-08-23 Semiconductor device and manufacturing method thereof

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2919375B2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6548840B1 (en) * 2000-04-03 2003-04-15 Hrl Laboratories, Llc Monolithic temperature compensation scheme for field effect transistor integrated circuits

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6548840B1 (en) * 2000-04-03 2003-04-15 Hrl Laboratories, Llc Monolithic temperature compensation scheme for field effect transistor integrated circuits

Also Published As

Publication number Publication date
JP2919375B2 (en) 1999-07-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4879584A (en) Semiconductor device with isolation between MOSFET and control circuit
US4837186A (en) Silicon semiconductor substrate with an insulating layer embedded therein and method for forming the same
US7956423B2 (en) Semiconductor device with trench gate and method of manufacturing the same
JPH03114233A (en) Vertical type mos fet and its manufacture
JPH0521450A (en) Semiconductor device and its manufacture
US6111423A (en) Method and apparatus for measuring pinch-off voltage of a field effect transistor
US4884116A (en) Double diffused mosfet with potential biases
JPH06334189A (en) Current detecting resistance of integrated structure for power mos device
US6680522B1 (en) Semiconductor device with reduced electrical variation
JP2919375B2 (en) Semiconductor device and manufacturing method thereof
US5304838A (en) Vertical resistive element for integrated circuit miniaturization
US5059547A (en) Method of manufacturing double diffused mosfet with potential biases
JP3619772B2 (en) Semiconductor device
JP3196229B2 (en) Semiconductor device
JPH07321327A (en) Semiconductor device and its manufacturing method
JP3307481B2 (en) Semiconductor device
JP3055869B2 (en) Insulated gate field effect transistor and method of manufacturing the same
US6046481A (en) Transistor for preventing a thermal runaway caused by temperature rise in a bias circuit of the transistor
JPS63278273A (en) Semiconductor device
JPS606104B2 (en) MIS semiconductor device
JPH0329326A (en) Junction field-effect transistor
JP2924223B2 (en) Thermocouple element
USRE34025E (en) Semiconductor device with isolation between MOSFET and control circuit
JPS5818968A (en) Manufacture of junction type field-effect transistor
JPH09102604A (en) Semiconductor device

Legal Events

Date Code Title Description
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 19990406

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313113

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees