JPS60200562A - 半導体集積回路装置 - Google Patents

半導体集積回路装置

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Publication number
JPS60200562A
JPS60200562A JP59057912A JP5791284A JPS60200562A JP S60200562 A JPS60200562 A JP S60200562A JP 59057912 A JP59057912 A JP 59057912A JP 5791284 A JP5791284 A JP 5791284A JP S60200562 A JPS60200562 A JP S60200562A
Authority
JP
Japan
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resistance element
resistance
resistor
conductivity
integrated circuit
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Pending
Application number
JP59057912A
Other languages
English (en)
Inventor
Tatsuo Fuji
藤 龍夫
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 Corp
Original Assignee
NEC Corp
Nippon Electric Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by NEC Corp, Nippon Electric Co Ltd filed Critical NEC Corp
Priority to JP59057912A priority Critical patent/JPS60200562A/ja
Publication of JPS60200562A publication Critical patent/JPS60200562A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L28/00Passive two-terminal components without a potential-jump or surface barrier for integrated circuits; Details thereof; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L28/20Resistors
    • H01L28/24Resistors with an active material comprising a refractory, transition or noble metal, metal compound or metal alloy, e.g. silicides, oxides, nitrides

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
  • Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (AREA)

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】 (技術分野) 本発明は、半導体集積回路装置の構成に関わシ、特にア
ナログ信号処理用半導体集積回路装置に用いられる抵抗
素子の構造に関わるものである。
(従来技術) +用熾龜踏什−hfHT他シh−今品道仕佑fu旧1畝
状置は、近年、ディジタル論理回路用としてだけでなく
、アナログ信号処理用としての用途も開けつつある。即
ち、アナログ信号処理回路とその信号処理を制御するデ
ィジタル論理回路とを1チツプに搭載した、いわゆる1
チッグ大規模アナログ信号処理システムである。
ところで、アナログ信号処理回路においては、ディジタ
ル論理回線と異なり、バイアス印加、電圧分割等の目的
で抵抗素子が多用され、かつ必要な抵抗値も故Ωから数
MΩと広い範囲にわたっている。さらに、アナログ信号
処理回路においては、抵抗素子に印加される電圧は一定
ではなく連続的に変化するが、一方で、信号処理によっ
て信号に付加される歪は理想的には苓であることが要求
される。したがって、抵抗素子の抵抗値の印加電圧によ
る変化は理想的には零でなければならない。
上述の観点から、従来半導体集積回路装置に用いられて
できた抵抗素子を検討する。
第1の抵抗素子は一導電型の半導体基板表面に異なる導
電型を示す不純物を熱拡散ないしイオン注入して形成さ
れる領域を用いる抵抗素子である。
この抵抗素子は形成過程から明らかなようにP−N接合
で分離されているため、抵抗素子に印加される゛電圧に
よってP−N接合での空之層巾が変化し、したがって抵
抗素子領域の実効寸法が変化するため、抵抗負の印加電
圧依存性が太きい。抵抗値の印加電圧依存性を小さくす
るためには、抵抗素子領域の不純物濃度を可能な限シ高
めることであるが、この結果として抵抗領域の導電度が
極めて高くなるため、高い抵抗値を得るためには、抵抗
素子の寸法を大きくしなければならず、したがって大規
模集積回路装置には適さなくなってしまう。
第2の抵抗素子はB r P ! As T Or 等
を不純物とする多結晶シリコン薄膜で形成される抵抗素
子である。この抵抗素子は通常厚い酸化硅素膜上に形成
されるから、前記第1の抵抗素子の如くP−N接合の逆
バイアス印加による空之層巾の変化の影響は受けないか
ら、抵抗値の印加電圧依存性は第1の抵抗素子に比較す
ると小さい。しかしながら、抵抗素子の基材が多結晶シ
リコンであるため、結晶粒界に存在する界面準位に起因
する生成−再結合電流の大きさが、抵抗素子に印加され
る電圧によって変化することから、抵抗値の印加電圧依
存性は苓にはならない。前記、印加電圧依存性に関わる
、結晶粒界の界面準位の効果を減少せしめるには、多結
晶シリコン層の導電度を高める不純物の導入量を可能な
限シ高めると良いが、この場合、第1の抵抗素子と同様
に、高抵抗値を得るためには抵抗素子の寸法を大きくす
る必要があシ、大規模集積回路には適さない。
第3の抵抗素子は、S i Cr + Ni Cr +
サーメット等の合金薄膜で形成される抵抗素子である。
この抵抗素子は、基材が金槙であるから抵抗値の印加電
圧依存性は完全に苓ではないが、極めて小さく高忠実度
を要求されるオーディオ用回路の抵抗素子として十分用
い得るものである。しかしながら、基材が2種以上の金
属からなる合金であるため、薄膜の形成に通常用いられ
る真空蒸着法ないしスパッタ法では合金の組成比を一ポ
に保つのは極めて困難である。即ち、異なる金属では蒸
気圧、あるいはスパッタリングイールドが異ガることが
ら、所定の組成比を有する材料を蒸着源あるいはスパッ
タターゲットとして用いても、使用時間の経過とともに
、蒸気圧の低い、あるいはスノくツタリングイールドの
低い成分の量が徐々に増加し、したがって形成される合
金薄膜を一定に保っても得られる抵抗値に徐々に変化す
る。したがって、第3の抵抗素子においては抵抗1iK
を所望の値とするために、各抵抗素子についてトリミン
グを行なうのが一般的手法とされている。
以上の説明よシ明らかなように、従来用いられてきた抵
抗素子はアナログ信号処理用大規模集積回路に適用する
には、電圧依存性ないし形成方法の点で困難である。
(発明の目的) 本発明の目的は、前記従来の抵抗素子の難点を排し、電
圧依存性が極めて小さく、かつ形成方法も簡便であって
アナログ信号処理用大規模集積口(発明の構成) 本発明の抵抗素子は、単一金属の薄膜に、その5vtv
を低下せしめる不純物をイオン注入法によって導入し1
゛ヒものを基材とすることを特徴としている。
即ち、抵抗素子の母材は単一金属の薄膜であるから膜厚
を蒸着源ないしスパッタターゲットの組成の変化は生じ
ることがなく、膜厚を常に一定に保つ限p、一定の抵抗
値を有するlWj模を得ることができる。さらに、イオ
ン注入法による不純′吻の導入は、導入不純物量をイオ
ン電流の積分の形で電気的に制御できることから、導′
亀朗の低下景を十分な精度で制御できる。したがって得
られる抵抗素子の抵抗値の精度は十分高いものであり、
トリミングは不要である。また母材は前記従来の第三の
抵抗素子と同様輩馴薄膜であるから、電圧依存性はほぼ
零である。
さらにまた本発明の抵抗素子においては、従来の第3の
抵抗素子では形成困難な、導電度の異な石基材を用いた
抵抗素子を得ることができる。即ち、イオン注入による
不純物のへダ入は過自なマスク材金用いて容易に阻止で
きることrオリ用して、低抵抗値は爾導′嶋裳の詰偶に
より、盈た高抵抗値は低導′−反の基材を用いた抵抗素
子とすることが可能である。したがって、本発明の抵抗
素子では、広い抵抗11IL範囲Je有する抵抗素子群
を手法素子範囲を広げることなく得ることができる。こ
の点もアナログ信号処理用大規模果4it回路に通用す
る抵抗素子として本発明の抵抗素子の利点の一つで・b
る。
(発明の実施例) 以下、本発明に1抛し図面を用いて詳述する。
第1図18) 、 tb)は本発明の第1の実施例會示
す。
同図(a)は、チャンネル屋エンハンスノントaMO8
F’ETIと負荷抵抗2とからなるソースフォロア型反
転アンプの回路を示している。MOSFET1のゲート
入力端子3を・こ印加されるアリルログ傷°号は、−w
′屯圧(+U)、負荷抵抗2.およびMO8i!’ET
IQ札互コンダクタンス(E 1rL)によりて定する
’4111] 4K したがって垢[l′1されかつ位
相が反転されて出力端子4に出力される。ここで、負荷
抵抗2が前述した単−金属の薄膜に、2i4=寛度を低
下せしめる不純物をイオン注入法によ#)4人したもの
を基材とした抵抗素子であシ、この第1の実施例では、
鍼属薄膜としてCr薄膜を、不純物としてSIを用いた
同図fb)は同図(a)の回路構成を実現した構造断面
図であシ、p型9i基板11表面に近接して形成された
N型Si領域12.13 ’にそれぞれソース、ドレイ
ンとし、ゲート絶縁層14とゲー)’t[4i15とか
らなるゲート領域を令するNテヤンイ、ル型エンハンス
メントff1M0 S F ET 1と、このMO8F
H’ilの周辺の厚いフィールド酸化膜16上にSiが
イオン注入さitたCr薄膜から;ケる抵抗素子2が設
けられ、かつ抵抗素子2の一端はMOSFETのノース
12に、他端は電源配線17にそれぞれA1層18によ
って接続されている。
第2図は、本発明の第2の実施例を示すものでるり、演
算増幅器21と入力抵抗22および帰還抵抗23とから
なる反転増巾器である。演算増幅 −器21が理想増幅
器でめれば〔出力電圧1/ 入力1−圧〕は〔帰還抵抗
23の抵抗値〕/ 人力抵抗22の抵抗(WJに比例し
、位相は反転する。しit カi −C、i’! IL
’Jl率11000焙にするにtユ、帰:層抵抗23の
抵抗値を入力抵抗22の抵抗1viの1000倍にしな
ければならない。このよりに3.i′1′−1も差のあ
る抵抗素子を、例えばνし1(の第3の抵抗素子で得よ
うとすると帰還抵抗23011&抗ぶ子の幅と長さの比
L/\■は入力抵抗22の抵抗素子のL/Wの1000
f音となってしまう。しンクX L ン、(がら1.鉢
晃明の第2の実施セ1」に2いては、抵抗、に子とTa
薄膜にNをイオン注入して;導1ff: jK金吐−1
−”laのたものとし、かつ、帰は抵抗23に対応す7
5抵抗素子・\のイオン注入社を、入力抵抗22に対応
する抵抗素子へのイオン比人鈑より多く L、T’a薄
膜の導電度と〔)重点抵抗23にス・I応する抵抗素子
〕:〔入力miA 22 &C、Q;J応する抵抗素子
)=1:1000にシWl i!+’1することによシ
、それぞれの抵抗素子の1、/Wi寺しくすることに成
功している。
なお、以上の続開においては、単一金属の薄膜としては
、Cr薄膜およびTa薄膜を、また導電度低下用不純物
としては8iおよびNを用いて説明したが、それぞれ、
他の金属(Mo、Ti、等)および他の不純物元素(0
,B、C,等)を用いても同様の効果を得られる。
また、本発明の抵抗素子はアナログ信号処理用大規模集
積回路への適用を目的としたが、ディジタル信号処理集
積回路に適用しても十分効果があることは明らかである
【図面の簡単な説明】
第1図ia) 、 (b)は本発明の第一の実施例を示
した回路図および断面図であシ、第2図は本発明の第二
の実施例を示す回路図である。 1°・・° Nチャンネルエンハンスメン) W MO
S F’BT。 2・・・・・・負荷抵抗、11・・・・・・PmSi基
板、 12゜13・・・・・・N型Si領域、 14・
・・・・・ゲート絶縁層、15・・・・・・ゲート電極
、21・旧・・演算増幅器、22・・・・・・入力抵抗
、23・・・・・・帰還抵抗。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 半導体基板の一生表面に、1個または複数個の能動素子
    および1個または複数個の抵抗素子から構成されている
    半導体集積回路装置において、前記抵抗素子が金属薄膜
    に前記金属の導itiを低下せしめる不純物がイオン注
    入されて形成されたものであることを特徴とする半導体
    集積回路装置。
JP59057912A 1984-03-26 1984-03-26 半導体集積回路装置 Pending JPS60200562A (ja)

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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5111169A (en) * 1974-07-18 1976-01-29 Iwatsu Electric Co Ltd Hakumakukairono seizohoho
JPS53124089A (en) * 1977-04-05 1978-10-30 Fujitsu Ltd Semiconductor integrated circuit

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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