JPS6328348B2 - - Google Patents
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- JPS6328348B2 JPS6328348B2 JP56106725A JP10672581A JPS6328348B2 JP S6328348 B2 JPS6328348 B2 JP S6328348B2 JP 56106725 A JP56106725 A JP 56106725A JP 10672581 A JP10672581 A JP 10672581A JP S6328348 B2 JPS6328348 B2 JP S6328348B2
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- capacitance
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- H01L29/93—
Landscapes
- Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、チツプサイズを小ならしめるために
なされた三端子を有する可変容量装置に関するも
のである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a variable capacitance device having three terminals, which is designed to reduce the chip size.
空乏層の伸びを制御するための空乏層制御電極
と、空乏層による容量変化を読み出すための容量
読出電極とを別個に設けるように構成した三端子
の可変容量装置の一例として第1図の構造が知ら
れている。同図において1はN+型層、2はこの
N+型層1上に形成されたN型層、3はN型層2
内に選択的に形成されたP+型領域、4はPN接合
部、5は絶縁膜、6は上記P+型層3に設けられ
た空乏層制御電極、7は絶縁膜5上に設けられた
容量読出電極、8は上記N+型層1上に設けられ
た両電極6,7に対する共通電極である。以上に
おいて、上記空乏層制御電極6と共通電極8との
間に逆バイアス電圧を印加すると、PN接合部4
から主として不純物濃度の低いN型層2側に空乏
層9が拡がるので、容量読出電極7と共通電極8
との間で容量の変化が生じ容量読出電極7からは
逆バイアス電圧の変化に対応した容量変化が読み
出される。このような三端子可変容量装置は空乏
層制御電極と容量読出電極とを兼用させるように
構成した従来の二端子可変容量装置に比較する
と、逆バイアス電圧の変化に対して急峻な容量変
化が得られる利点を有している。 The structure shown in Fig. 1 is an example of a three-terminal variable capacitance device configured to separately provide a depletion layer control electrode for controlling the extension of the depletion layer and a capacitance readout electrode for reading the capacitance change due to the depletion layer. It has been known. In the same figure, 1 is the N + type layer, and 2 is this layer.
N type layer formed on N + type layer 1, 3 is N type layer 2
4 is a PN junction, 5 is an insulating film, 6 is a depletion layer control electrode provided on the P + type layer 3, and 7 is provided on the insulating film 5. A capacitance readout electrode 8 is a common electrode for both electrodes 6 and 7 provided on the N + type layer 1. In the above, when a reverse bias voltage is applied between the depletion layer control electrode 6 and the common electrode 8, the PN junction 4
Since the depletion layer 9 mainly expands toward the N-type layer 2 side where the impurity concentration is low, the capacitance readout electrode 7 and the common electrode 8
A change in capacitance occurs between the capacitance and the capacitance readout electrode 7, and a capacitance change corresponding to a change in reverse bias voltage is read out from the capacitance reading electrode 7. Compared to the conventional two-terminal variable capacitance device configured to serve as both the depletion layer control electrode and the capacitance readout electrode, such a three-terminal variable capacitance device can achieve a steep capacitance change in response to a change in reverse bias voltage. It has the advantage of being
しかしながら、上記のように空乏層9を拡がら
せるためのN型層2の不純物濃度は通常1014/cm3
程度に選ばれているが、この程度の値であると望
ましい容量変化を得るためにはP+型層3の間隔
を数μに説定する必要があるために、共通電極8
と容量読出電極7との間で読み出される容量を増
加させたい場合には第2図のように上記P+型層
3を多数設けなければならない。このP+型層3
の巾は10〜20数μの値を必要とするので、結果的
に空乏層制御電極6を含む空乏層制御部によつて
半導体チツプの面積の大部分が占められることに
なり、容量読出電極7から読み出す容量を増加さ
せるのは難かしくなる。 However, as mentioned above, the impurity concentration of the N-type layer 2 for expanding the depletion layer 9 is usually 10 14 /cm 3
However, in order to obtain the desired capacitance change with this value, it is necessary to set the spacing between the P + type layers 3 to several micrometers, so the common electrode 8
If it is desired to increase the capacitance read out between the capacitance readout electrode 7 and the capacitance readout electrode 7, a large number of the P + type layers 3 must be provided as shown in FIG. This P + type layer 3
Since the width of the depletion layer control section including the depletion layer control electrode 6 is required to be a value of 10 to 20 microns, most of the area of the semiconductor chip is occupied by the depletion layer control section including the depletion layer control electrode 6. It becomes difficult to increase the read capacity from 7.
もしそれを実現させるとなると半導体チツプサ
イズを大ならしめる必要があり、コストアツプは
避けられない。 If this were to be realized, it would be necessary to increase the size of the semiconductor chip, and an increase in costs would be unavoidable.
本発明は以上の問題に対処してなされたもの
で、一表面にV字状溝が設けられ、内部に空乏層
を上下方向に発生させるための障壁を有する半導
体基板を用いこのV字状溝面に容量読出部を設け
ることにより、実質的に容量読出部の面積を増加
させることなく従来欠点を除去し得るように構成
した可変容量装置を提供することを目的とするも
のである。以下図面を参照して本発明実施例を説
明する。第3図は本発明実施例による可変容量装
置を示す断面図で、10はP+型層、11はこの
P+型層10上に形成されたN型層、12はN型
層11内に選択的に形成されたN+型領域、13
は上記N型層11表面に形成されたV字状溝、1
4はV字状溝13面内に選択的に形成されたN+
型領域、15はN+型領域14に設けられた例え
ばオーミツク電極から成る容量読出電極、16は
上記N+型領域12に設けられた逆バイアス電圧
印加用電極である。 The present invention has been made in response to the above problems, and uses a semiconductor substrate in which a V-shaped groove is provided on one surface and has a barrier inside to generate a depletion layer in the vertical direction. It is an object of the present invention to provide a variable capacitance device configured to eliminate the conventional drawbacks without substantially increasing the area of the capacitance readout section by providing the capacitance readout section on the surface. Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 3 is a cross-sectional view showing a variable capacitance device according to an embodiment of the present invention, where 10 is a P + type layer and 11 is a P + type layer.
An N type layer formed on the P + type layer 10, 12 an N + type region selectively formed in the N type layer 11, 13
1 is a V-shaped groove formed on the surface of the N-type layer 11;
4 is N + selectively formed within the V-shaped groove 13 surface.
15 is a capacitive reading electrode formed of, for example, an ohmic electrode provided in the N + type region 14, and 16 is an electrode for applying a reverse bias voltage provided in the N + type region 12.
以上の構成において、空乏層制御電極6と電極
16との間に逆バイアス電圧を印加する。ここで
この逆バイアス電圧は半導体基板内部の障壁より
V字状溝方向へ空乏層を広げるような方向のバイ
アス電圧で、例えば第4図の例ではN型層11を
基準電位とすると、P+型層10が負電位となる
ようなバイアス電圧である。この逆バイアス電圧
が小さい時は第4図のようにPN接合部4から主
として不純物濃度の低いN型層11側に拡がり始
めた空乏層9はあまり拡がらず上記V字状溝13
面に到達しない位置にある。次に逆バイアス電圧
を増加すると、第5図のように空乏層9は大きく
拡がつてV字状溝13面と接するような位置に進
む。 In the above configuration, a reverse bias voltage is applied between the depletion layer control electrode 6 and the electrode 16. Here, this reverse bias voltage is a bias voltage in a direction that expands the depletion layer from the barrier inside the semiconductor substrate toward the V-shaped groove.For example, in the example shown in FIG. 4, if the N-type layer 11 is set to the reference potential, P The bias voltage is such that the mold layer 10 has a negative potential. When this reverse bias voltage is small, as shown in FIG. 4, the depletion layer 9 that has started to spread from the PN junction 4 mainly toward the N-type layer 11 side with a low impurity concentration does not spread much, and the V-shaped groove 13
It is in a position that does not reach the surface. Next, when the reverse bias voltage is increased, the depletion layer 9 expands greatly and advances to a position where it comes into contact with the surface of the V-shaped groove 13, as shown in FIG.
これにより容量読出電極15と空乏層制御電極
6との間の容量変化は、逆バイアス電圧が増加す
る程空乏層が拡がるために小さくなり、両電極1
5と6間からは逆バイアス電圧の変化に対応した
容量変化が読み出されるようになる。すなわち空
乏層制御電極6と電極16との間に印加される逆
バイアス電圧によつて、容量読出電極15と空乏
層制御電極6との間の容量変化が制御されること
になる。 As a result, the capacitance change between the capacitance readout electrode 15 and the depletion layer control electrode 6 becomes smaller as the reverse bias voltage increases, as the depletion layer expands.
From between 5 and 6, capacitance changes corresponding to changes in reverse bias voltage are read out. That is, the change in capacitance between the capacitance read electrode 15 and the depletion layer control electrode 6 is controlled by the reverse bias voltage applied between the depletion layer control electrode 6 and the electrode 16.
この場合、V字状溝13面に設けられた容量読
出電極15の有効面積はそのVの角度をθとした
時平面上の面積の1/sinθ倍と大きくなるため
に、同一のチツプサイズでもその分より大きな容
量変化を読み出すことができる。すなわち同じ容
量変化を読み出す場合は小さなチツプサイズで事
足りることができる。 In this case, the effective area of the capacitive readout electrode 15 provided on the surface of the V-shaped groove 13 is 1/sinθ times the area on the plane when the angle of V is θ, so even if the chip size is the same, It is possible to read a capacitance change larger than 1 minute. In other words, when reading out the same capacitance change, a small chip size is sufficient.
V字状溝を形成する手段は周知の異方性エツチ
ングを利用することによつて、容易に目的を達成
することができる。 The purpose of forming the V-shaped groove can be easily achieved by utilizing the well-known anisotropic etching.
第6図は本発明の他の実施例を示すもので、V
字状溝13を複数個形成した構造を示し各容量読
出電極15をそれぞれ相互結線することによつて
より大きな容量を得ることができる。 FIG. 6 shows another embodiment of the present invention, in which V
A larger capacitance can be obtained by showing a structure in which a plurality of character-shaped grooves 13 are formed and by interconnecting the respective capacitance readout electrodes 15.
空乏層制御電極15を形成するために実施例で
はP+型半導体層10を形成した例を示したが、
これらは何ら半導体層に限ることなく内部におい
て逆バイアス電圧の印加のもとで上下方向に空乏
層を発生させるための障壁を備えたものであれば
良く、例えばMIS構造、シヨツトキー接合構造等
の中から目的に応じて任意のものを選択すること
ができる。また容量読出電極15もオーミツク電
極に限らずそれらのいずれで構成しても良い。 In the embodiment, an example was shown in which the P + type semiconductor layer 10 was formed to form the depletion layer control electrode 15.
These layers are not limited to semiconductor layers, but may be any layer that has a barrier for generating a depletion layer in the vertical direction under the application of a reverse bias voltage, for example, in an MIS structure, a Schottky junction structure, etc. You can select any one depending on your purpose. Further, the capacitive readout electrode 15 is not limited to an ohmic electrode, but may be formed of any of them.
以上説明して明らかなように本発明によれば、
一表面にV字状溝を有する半導体基板を用いこの
V字状溝面に容量読出部を設けるように構成する
ものであるから、平面上の容量読出部の面積を増
加しなくとも実質的に容量読出部から読み出す容
量を増加させることができる。 As is clear from the above explanation, according to the present invention,
Since a semiconductor substrate having a V-shaped groove on one surface is used and a capacitance readout section is provided on the surface of this V-shaped groove, the area of the capacitance readout section on the plane can be substantially increased without increasing the area of the capacitance readout section. The capacity read from the capacity reading section can be increased.
したがつて半導体チツプサイズを小ならしめる
ことができるのでコストダウンを計ることができ
る。 Therefore, the size of the semiconductor chip can be reduced, resulting in cost reduction.
第1図および第2図は共に従来例を示す断面
図、第3図乃至第6図はいずれも本発明実施例を
示す断面図である。
4……PN接合部、6……空乏層制御電極、9
……空乏層、13……V字状溝、15……容量読
出電極。
1 and 2 are sectional views showing a conventional example, and FIGS. 3 to 6 are sectional views showing an embodiment of the present invention. 4...PN junction, 6... Depletion layer control electrode, 9
...depletion layer, 13...V-shaped groove, 15...capacitance readout electrode.
Claims (1)
乏層を上下方向に発生させるための障壁を有す
る半導体基板と、 (b) 上記V字状溝に設けられた容量読出部と、 (c) 上記半導体基板の他表面に設けられた空乏層
制御部と、 (d) 上記半導体基板の一表面に設けられたバイア
ス電圧印加用電極と、 (e) 上記障壁より上記V字状溝方向へ空乏層を広
げるように、上記空乏層制御部とバイアス印加
用電極との間に逆バイアス電圧を印加する手段
と、を備え、 (f) 上記空乏層制御部と、上記容量読出部との間
で容量変化を読出すように構成したことを特徴
とする可変容量装置。 2 上記バイアス印加用電極を、上記V字状溝の
周辺に配置したことを特徴とする特許請求の範囲
第1項記載の可変容量装置。 3 上記V字状溝を複数個有することを特徴とす
る特許請求の範囲第1項記載の可変容量装置。 4 上記容量読出部がオーミツク電極構造、P−
N接合構造、MIS構造、シヨツトキー接合構造の
いずれかであることを特徴とする特許請求の範囲
第1項乃至第3項のいずれかに記載の可変容量装
置。 5 上記空乏層制御部がP−N接合構造、MIS構
造、シヨツトキー接合構造のいずれかであること
を特徴とする特許請求の範囲第1項乃至第4項の
いずれかに記載の可変容量装置。[Scope of Claims] 1 (a) a semiconductor substrate having a V-shaped groove provided on one surface and having a barrier therein for generating a depletion layer in the vertical direction; (b) a semiconductor substrate provided in the V-shaped groove; (c) a depletion layer control section provided on the other surface of the semiconductor substrate; (d) a bias voltage application electrode provided on one surface of the semiconductor substrate; (e) the above (f) means for applying a reverse bias voltage between the depletion layer control section and the bias application electrode so as to spread the depletion layer from the barrier toward the V-shaped groove; (f) the depletion layer control section; and the capacitance reading section, the variable capacitance device being configured to read a capacitance change between the capacitor and the capacitance reading section. 2. The variable capacitance device according to claim 1, wherein the bias applying electrode is arranged around the V-shaped groove. 3. The variable capacitance device according to claim 1, comprising a plurality of the V-shaped grooves. 4 The capacitance readout section has an ohmic electrode structure, P-
4. The variable capacitance device according to claim 1, wherein the variable capacitance device has any one of an N junction structure, an MIS structure, and a Schottky junction structure. 5. The variable capacitance device according to claim 1, wherein the depletion layer control section has one of a PN junction structure, an MIS structure, and a Schottky junction structure.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10672581A JPS5825276A (en) | 1981-07-08 | 1981-07-08 | Variable capacitance device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10672581A JPS5825276A (en) | 1981-07-08 | 1981-07-08 | Variable capacitance device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS5825276A JPS5825276A (en) | 1983-02-15 |
JPS6328348B2 true JPS6328348B2 (en) | 1988-06-08 |
Family
ID=14440911
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP10672581A Granted JPS5825276A (en) | 1981-07-08 | 1981-07-08 | Variable capacitance device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS5825276A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0711572Y2 (en) * | 1990-10-02 | 1995-03-22 | 貞雄 栗山 | Hydroponics container |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS56106724A (en) * | 1979-08-02 | 1981-08-25 | Pressmora Nominees Pty Ltd | Improved packing press machine |
-
1981
- 1981-07-08 JP JP10672581A patent/JPS5825276A/en active Granted
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS56106724A (en) * | 1979-08-02 | 1981-08-25 | Pressmora Nominees Pty Ltd | Improved packing press machine |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0711572Y2 (en) * | 1990-10-02 | 1995-03-22 | 貞雄 栗山 | Hydroponics container |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS5825276A (en) | 1983-02-15 |
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