JPS59154077A - 可変容量素子 - Google Patents

可変容量素子

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JPS59154077A
JPS59154077A JP2774883A JP2774883A JPS59154077A JP S59154077 A JPS59154077 A JP S59154077A JP 2774883 A JP2774883 A JP 2774883A JP 2774883 A JP2774883 A JP 2774883A JP S59154077 A JPS59154077 A JP S59154077A
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JP
Japan
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capacitance
bias voltage
value
depletion layer
variable capacitance
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JP2774883A
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Takamasa Sakai
坂井 高正
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Clarion Co Ltd
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/86Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable only by variation of the electric current supplied, or only the electric potential applied, to one or more of the electrodes carrying the current to be rectified, amplified, oscillated or switched
    • H01L29/92Capacitors having potential barriers
    • H01L29/93Variable capacitance diodes, e.g. varactors
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、入力信号による容量の変化音改善するためな
された可変容量素子に関するものである。
従来の可変容量素子として第1図のようなPN接合ダイ
オードを利用することが仰られている。
同図においてlはN型半導体領域、2はP型半導体領域
、3はPN接合、4および5は上記領域lおよび領域2
に各々設けられたオーミック電極、6および7は上記電
極4,5に各々設けられた引出し端子、8は空乏層であ
る。以上の構成において、引出し端子6および7に加え
られるバイアス電圧に応じて空乏層8が伸縮し、これに
基づく容量値の変化が上記引出し端子6および7間にお
いて読み出されるようになっている。
ところでこのような構造の可変容量素子においては、上
記引き出し端子6および1が容量読出し端子(を極)と
して用いられると共[2乏層8を伸縮させるためのバイ
アス電圧印加端子としても用いられるために、引出し端
子6および7間′に容il読出用入力信号が印加された
時あるいはバイアス電圧が印加された時は共に空乏層8
が伸縮するので容量値が変化することになる。このため
に同調回路に適用した場合には入力信号によって容量値
が変化してしまうので、同調ずれが生ずるようになり、
また混変調特性の劣化の原因となる。丁なわち入力4.
1号によって容量変化χ受けしかもその変化凹線は非線
形と7よるので、入力化号脚波数が変調を受けて高周波
成分が生まれるようになる。
したがって従来累子においては次のような問題点があっ
た。
(1)容量が入力48号依存性ン有している。
(2)  容量読出電極とバイアス電極とが共通である
ため回&12I設計の自由度が小さい。
(3j#−導体領域のキャリア濃度に依存して容量変化
を行わせるため容量変化幅に限界がある。
(旬 プロセス上の制約からRF回路用IC。
IF回路用ICとの同時集積が困難である。
本発明は以上の諸問題に対処してなされたもので、牛導
体基板上vc窒芝屑制御部と絶縁膜ン介してeけられた
容量読出電極ン含む容量読出部とが形成されてなる可変
容量素子において、上記容量続出電極下の半導体基板の
表面ポテンシャルが蓄積状態とされ、上記を2層制御部
に印加されるバ。
イアスミ圧により上記容量読出部から読み出される容量
値が大、小のいずれかになるように制御されるように構
成した可変容量素子を提供することを目的とするもので
ある。
第2図(al、 (b)乃至第4図(act (b)は
各々本発明の詳細な説明するためのMIS型可変可変容
量素子面図およびその容量特性ン示すもので、1】はN
型半導体領域、12A、12BはP型導体領域、13は
PN接合、14は上記P型領域12A、12B間のN型
領域11表面に設けられた絶縁膜、15.16A、 1
6B。
17は各々N型領域11、P型領域12A、12B、絶
縁膜14Vc設けられた電極、18.19.20は各々
電極15、電極16A、16B1電極17に設けられた
引出し端子、21はを芝屑、ηは残留蓄積層である。上
記P型領域12A、12Bおよびこれらに設けられた電
極16A。
16Bによって空乏層制御部ムが構成され、絶縁膜14
およびこれに設けられた電極17によって容量読出電極
が構成される。
第2図(a)の構造のMIS型可変可変容量素子開昭5
5−120178号公報から明らかなように、引出し端
子18.19間にPN接合13ン逆バイアスするよう1
よバイアス電圧VBヶ印加しこれを可変するCとにより
、を芝屑21の幅が変化し、それによる容量変化が引出
し端子18,20間から読み出されて第2図(b)のよ
うな容量(Q対電圧(Vl特性が得られる。
ここで容量Hは上記逆バイアス電圧vBが0の時の値で
あり、容量りは逆バイアス電圧VBが増加されしきいt
圧VBT Y経過した後のVBL時における値であり、
各々MIs−C−V特性における容量最大値Cmaxお
よび容量最小値Cm1nY示している。
次に第3図(a)に示すように引出し端子18.19間
に対し逆バイアス電圧■B馨0にした状態で、引出し端
子18.20間に丁なわち容量読出電極17&C対しバ
イアス電圧VR’に印加しこれン可変することにより、
第3図(b)のようなC−V%性ケ得ることができる。
このC−V特性は明らかに第2図(b)の一般的なMI
S−C−V%性ケ示しており、ノくイアスミ極16A、
16Bな′0バイアスした状態では容量読取電極171
C対するバイアス電圧vRヲ制御することにより第2図
(b)と同じMIS−C−V%性を得ることができる。
また第4図(a)のように引出し端子18.19間に対
し上記逆バイアス・電圧VBLン加えた状態で、引出し
端子18.20間にバイアス電圧VR’a’印加しこれ
を可変することにより、第4図(tl)のようなC−V
特性ケ得ることができる。このC−V特性は上記逆バイ
9アス電圧VBII ’に容量Cが十分子cL値に安定
するような値に選んだ場合、上記バイアス電圧■□をQ
点ン中心にして+、一方向に変化させても、容量Cはほ
とんどその変化に依存しないでL値に保たれることを示
している。
これに対して第3図(b)のC−■特性は、バイアス電
圧■Rが一方向に変化した場合VFB k越えると容量
は変化してしまい、バイアス電圧VR依存性があること
を示している。
この事実は容量読出電極17Vc加えられる入力信号に
より読出し容量が変化してしまうことを意味している。
ところで第5図のようなMISW造において、半導体基
板SがN型の場合に例ケとると絶縁、物工を介して電極
Mに十方向に十分大きなバイアス電圧VB Y加えたと
すると、絶縁物■と半導体基板S rlJlVCm I
rjるMIS界面の表面ポテンシャルはMIS界面に多
量の電子が集まってきた状態いわゆる蓄積状態となり、
第6図のようなc−v特性においてA部分がこれに相当
した領域となりごの時の容量Cはほぼ一定のH値に保1
これる。この蓄積状態においては、前記容量読出電極バ
イアス電圧VRの変化に対しての表面ポテンシャルPs
の変化はMIS理論から計算された第7図のグラフから
知られるように非常にわずかな量となる。すなわち蓄積
状態で上記バイアス電圧VRン変化させればこの変化範
囲においては容量変化W燻めて少なくすることが秒かる
本発明は以上の事実に着目してなされたもので、MIS
界面の表面ポテンシャルヶ蓄積状態に維持することによ
りMIS@極に加えられる電圧に依存しないでH値およ
びL値の安定した大、小の容量が得られるような可変容
量素子乞提供するものである。
表面ポテンシャルを蓄積状態にするための第1の手段と
しては、前記容量読出電極17ヲ予め第5図のように蓄
積側にバイアスすることにより可能となる。
第2の手段としては容量読出電極17下のN型半導体領
域11表面に対し不純物例えば砒素(A5)、燐(P)
、アンチモン(Sb)等のドナー不純物をイオン打ち込
みすることにより可能となる。同様にしてP型中導体領
域の場合にはアクセプター不純物をイオン打ち込みすれ
ばよい。これによりMIS界面に負あるいは正イオンを
発生させることができ目的を達成することができる。
なお第1および第2の手段に8いて、容量読出電極17
とバイアス電極16A、16B間の電位差ン考慮した場
合には、前者は絶縁膜ンしたリーク舎生によるQli&
の変化の問題があるので後者が有利である。
このようKMIS界面の表面ポテンシャルを蓄積状態と
することにより、実質的に第6図のよ5なC−7%性に
おける0バイアス点ケ右側の位置りまでシフトさせるこ
とができる。これによりLAY中心に前記バイアス電圧
VRY+、一方同に変化させればそのシフト範囲な任意
に設定することで、特に一方向においてもVIIPBを
越えない範囲内に抑えることができる。したがって容量
Cを常にH値に保つことができバイアス電圧■Rによる
依存性をなくすことができる。  。
T ’tx bちMIS界而の面面ポテンシャルヲ蓄積
状態とすることにより、バイアス電極16A、16Bに
対するバイアス乞0あるいはVBL以上に設定すれは各
々H値あるいはL値の安定した大、小二つの容量を得る
ことができる。
第2図乃至第4図のMIS型可変可変容量素子いて上記
H値およびLiに対応した容量最大値CmaXおよび容
量最小値Cm1nの@は、MIS構造ケ構成する各種の
パラメータな変化させることにより任意の(@ヲ得るこ
とができる。例えば半導体領域11.12A、 12B
のキャリヤ濃度分布、寸法、絶縁膜14の厚さ、電極1
7の寸法等を変化させることにより上記H値およびL値
を固有の値に重みづけすることができる。
第8図はこのようなH値およびL値が互いに異なった籾
数のMIS型可変容量累子■C1,■C2゜■C3・・
・火並列に接続した構成ン示すもので、各素子のバイア
ス電極GBI 、 GB2 、 GB3・・・ン切換回
路CHに接続しこの切換回@CHKよって任意のバイア
ス電極にバイアス電圧を”印加するごとにより読出し端
子18A、2OA間から種々の総合的なC−■特性を得
るように構成したものである。例えば9〜12個程度の
重みづけされた基本素子ン用意し上記切換回路cHン論
理回路によって構成することにより、基本素子を論理回
路によって順次組み合わせれば1〜Q、lpF程度のM
度で種々のC−7%性を得ることができる。
第9図(a)は上記複数のMIS型可変谷量容量(基本
素子)を半導体基板上に集積化した構造を示すもので、
半導体基板間上に集積化され1こ各素子VC1,VC2
,VC3・−・の容量読出電極GR1,GR2゜GR3
・・・は引出し端子3LK共通に接続され、バイアス電
極GBI +  GB2 、 GB3・・・は個々にバ
イアス電圧が印加されるように独立して切換回路素子3
2に接続される。第9図(b)は集積構造の一部断面藩
造を示すもので23A、23Bは空乏層制御部、24A
、 24Bは容量続出部である。
第10図は本発明のその他の実施例構造ン示すもので、
共通半導体基板お上に可変容量素子VCおよび切換回路
素子32ン集積化した構造ン示すものである。
各半導体領域ン構成する導電型はP型およびN型ン適宜
選択する0とができる。
以上説明して明らかなように本発明によれば、半導体基
板上vL空乏層制御部と絶縁膜を介して設けられ1こ容
量読出電極を含む容量読出部とが形成されてなる可変容
量素子において、上記容量読出電極下の半導体基板の表
面ポテンシャルが蓄積状態とされ、上記を2層制御部に
印加されるバイアス電圧により上記容量続出部から読み
出される容量値が大、小のいずれかになるように制御さ
れるように構成したものであるから、従来欠点を除去す
ることができる。
すなわち、(1)容量が入力信号依存性を有しないので
バイアス電圧のみによって決定された正確な@を読み出
てことができる、(23容量続出電極とバイアス電極と
が独立しているので回路設計の自由度が広がる、(3)
容量変化@馨広げることができる、(4)集積化技術を
適用することにより他の回路用ICとの同時集積化が容
易となる、等の利点が得られる。
特に本発明によれば容量読出電極に加えられる入力信号
によるWM変化を防止することができることにより、同
調ずれンなくすことができまた一方わずかな容th[変
化が生じたとしてもその変化を微小に抑えることができ
るため、高調波成分の発生はほとんどないので混変調特
性を改善することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来例ン示す断面図、第2図tat、・第3図
(a)、第4図(al、第5図および第2図(b)、第
3図(bl、第4図(C)、第6図1、第7図(工共に
本発明を説明するための断面図および特性図、第8図、
第9図(aL (b)および第10図はいずれも本発明
実施例Y示す概略図である。 14・・・絶縁膜、16A、16B・・・ノくイアス屯
極、17・・・容量読出電極、21・・・空乏層、る・
・・空乏層制御部、冴・・・容量続出部、VB・・・電
極16A、16Bのノくイアス亀圧、■R・・・電極1
7のバイアス電圧、VC・・・可変容量素子、CH・・
・切換回路素子。 特許出願人  クラリオン株式会社11、・−゛ ビ、
・。 代理人 弁理士  永 1)武 三 部;、F、?、”
l:E=、’/・〜シシ′ 第7図 4b匂ボ°テン腸lし Fm(V) 第8図 第9図 第10図 特許片長N  着 杉 和 夫  殿 1.事件の表示 昭和58年峙許顛 第27748号 3 補正をする者 事件との関係 特許出願人 住所 名 称 (148)  クラリオン株式会社4、代理人
〒105 住 所  東京都港区芝3丁目2番14号芝三丁目ビル
昭和58年5月31日(発送日) に補正する〇

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、半導体基板上に空乏層制御部と絶縁膜を介して設け
    られた容量続出電極を含む容量読出部とが形成されてな
    る可変容量素子においモ、上記容量続出電極下の半導体
    基板の表面ポテンシャルが蓄積状態とされ、上記空乏層
    制御部に印加されるバイアス電圧により上記容量続出部
    から読み出される容量値が大、小のいずれかになるよう
    に制御されることン特徴とする可変容量素子。 2、 上記空乏層制御部と容量読出部とを有する可変容
    量素子が酸数個半導体基板上に形成され、複数個の@量
    読出部が互いに接tcされると共に複数個の空乏層制御
    部にバイアス切換回路を介してバイアス電圧が印加され
    てなることt%徴とする特許請求の範囲第1頓記載の可
    変容量素子。 3、 上記複数個の可変容量素子とバイアス切換回路と
    が同一半導体基板上に形成されてなることY特徴とする
    特許請求の範囲第2項記載の可変容量素子。
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DE19843406437 DE3406437A1 (de) 1983-02-23 1984-02-22 Kondensatorelement mit einstellbarer kapazitaet
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Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SE515783C2 (sv) * 1997-09-11 2001-10-08 Ericsson Telefon Ab L M Elektriska anordningar jämte förfarande för deras tillverkning
ES2317648T3 (es) * 1997-09-11 2009-04-16 Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ) Dispositivo electrico que comprende una capacitancia o capacidad depe ndiente del voltaje o tension y metodo de fabricacion del mismo.
US6828638B2 (en) * 1999-12-22 2004-12-07 Intel Corporation Decoupling capacitors for thin gate oxides
DE10126328A1 (de) 2001-05-30 2002-12-12 Infineon Technologies Ag Integrierte, abstimmbare Kapazität
DE10339703B4 (de) * 2003-08-28 2006-08-10 Infineon Technologies Ag Schaltungsanordnung für einen hochauflösenden digital steuerbaren Schwingkreis
US9660110B2 (en) * 2014-09-26 2017-05-23 Qualcomm Incorporated Varactor device with backside contact

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4910196A (ja) * 1972-04-12 1974-01-29

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1514431C3 (de) * 1965-04-07 1974-08-22 Siemens Ag, 1000 Berlin Und 8000 Muenchen Halbleiteranordnung mit pn-Übergang zur Verwendung als spannungsabhängige Kapazität
US3456166A (en) * 1967-05-11 1969-07-15 Teledyne Inc Junction capacitor
US3535600A (en) * 1968-10-10 1970-10-20 Gen Electric Mos varactor diode
DE1803883A1 (de) * 1968-10-18 1970-05-27 Siemens Ag Durch mindestens zwei abstimmbare Kapazitaetsdioden gesteuerte elektrische Anordnung
US3591836A (en) * 1969-03-04 1971-07-06 North American Rockwell Field effect conditionally switched capacitor
IT1039154B (it) * 1974-08-12 1979-12-10 Ibm Miglioramento a processi di fabricazione di dispositivi impieganti semiconduttori particolarmente strutture mos
NL7609587A (nl) * 1975-09-08 1977-03-10 Ncr Co Elektrisch afstembare mnos-capaciteit.
FR2326761A1 (fr) * 1975-09-30 1977-04-29 Siemens Ag Memoire d'informations pour la memorisation d'informations sous forme de porteurs de charge electriques et procede pour sa mise en oeuvre
JPS5599765A (en) * 1979-01-25 1980-07-30 Nec Corp Mos memory device
AU535235B2 (en) * 1979-03-12 1984-03-08 Clarion Co. Ltd. Semiconductor device
JPS5799787A (en) * 1980-12-12 1982-06-21 Clarion Co Ltd Variable capacitance device
JPS57103366A (en) * 1980-12-18 1982-06-26 Clarion Co Ltd Variable-capacitance device
JPS57103367A (en) * 1980-12-18 1982-06-26 Clarion Co Ltd Variable-capacitance device
GB2104725B (en) * 1981-07-17 1986-04-09 Clarion Co Ltd Variable capacitance device

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4910196A (ja) * 1972-04-12 1974-01-29

Also Published As

Publication number Publication date
GB2138206B (en) 1987-01-14
GB2138206A (en) 1984-10-17
FR2541514A1 (fr) 1984-08-24
FR2541514B1 (fr) 1987-07-10
DE3406437A1 (de) 1984-08-23
GB8404567D0 (en) 1984-03-28

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