KR20010091279A - Programmable resister of semiconductor device - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 반도체 장치의 프로그램어블 저항에 관한 것으로서, 특히 정확한 저항값을 설정할 수 있는 프로그램어블 저항에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a programmable resistance of a semiconductor device, and more particularly to a programmable resistance capable of setting an accurate resistance value.
일반적으로 반도체 장치에서는 바이폴라 또는 모스 트랜지스터와 같은 능동소자와 저항 및 캐패시터와 같은 수동소자를 기판 상에 집적하여 원하는 회로를 구현한 것이다.In general, in semiconductor devices, active circuits such as bipolar or MOS transistors and passive devices such as resistors and capacitors are integrated on a substrate to implement a desired circuit.
통상적으로 반도체 장치의 저항은 확산저항을 사용하였으나 확산저항은 저항값의 크기에 비례하여 면적을 차지하게 되므로 고집적 반도체 장치에서는 수십 내지 수백 ㏀의 고저항 설계시에는 폴리 실리콘을 이용한 저항을 사용하게 되었다.In general, the resistance of a semiconductor device uses a diffusion resistor, but the diffusion resistance occupies an area in proportion to the magnitude of the resistance value. Therefore, in a highly integrated semiconductor device, a resistor using a polysilicon is used in a high resistance design of several tens to several hundreds of kΩ. .
도 1은 종래의 폴리 실리콘으로 형성한 프로그램어블 저항의 구성을 나타낸다. 종래의 프로그램어블 저항은 "n"자형 단위 저항체를 일방향으로 배열하고 좌측에 선택된 단위 저항체(UR1)의 좌측 하단과 우측에 선택된 단위 저항체(URn)의 우측하단을 저항(R)의 제 1 및 제 2 저항단자(10, 20)로 형성하기 위하여 금속콘택으로 제공한다. 그리고, 선택된 단위 저항체 사이의 다른 단위 저항체들(UR2~URn-1)은 인접쌍을 이루어 우측 하단과 좌측하단이 금속 콘택을 통해 연결부(UC1~UCn-1)에 의해 트레인구조로 상호 연결된다.1 shows a configuration of a programmable resistor formed of conventional polysilicon. The conventional programmable resistor arranges an "n" shaped unit resistor in one direction and the lower right end of the unit resistor URn selected on the lower left side and the right side of the unit resistor UR1 selected on the left side. 2 is provided as a metal contact to form a resistance terminal (10, 20). The other unit resistors UR2 to URn-1 between the selected unit resistors are adjacent to each other and are connected to each other in a train structure by the connection parts UC1 to UCn-1 through metal contacts.
각 단위 저항체는 중간에 콘택부가 형성되어 단위저항체의 저항값을 1/2로 줄이고자 하는 경우엔 중간연결부(MC)에 의해 단위 저항체(URn)의 좌우 가지가 중간에서 금속콘택에 의해 연결되게 된다.Each unit resistor has a contact portion formed in the middle thereof, and when the resistance value of the unit resistor is reduced to 1/2, the left and right branches of the unit resistor URn are connected by metal contacts in the middle by the intermediate connector MC. .
그러므로, 저항(R)의 저항값은 각 단위 저항체의 저항값을 UR이라면Therefore, if the resistance value of the resistor R is UR as the resistance value of each unit resistor
R=(n-1)UR+(1/2)UR로 프로그램되는 것이다.It is programmed as R = (n-1) UR + (1/2) UR.
그러나, 이와 같은 종래의 프로그램 저항은 단위 저항체가 "n"형 구조로 구성되므로, 각 단위 저항체의 상단부의 굴곡부(30)의 저항값이 직선부의 저항값에비해 감소되는 문제가 있다. 즉, 직선부에 비해 굴곡부(30)의 저항값이 약 30~40% 정도 감소되게 된다.However, such a conventional program resistor has a problem in that the unit resistor is formed of an “n” type structure, so that the resistance value of the bent portion 30 at the upper end of each unit resistor is reduced compared to the resistance value of the straight portion. That is, the resistance value of the curved portion 30 is reduced by about 30 to 40% compared to the straight portion.
그러므로, 실제로 설정된 저항값은 전체 10에서 직선부가 9이고 굴곡부가 1이라면,Therefore, if the resistance value actually set is a straight line 9 and a bend 1 in 10,
R=0.6(1/10)(n-1)UR+(9/10)(n-1)UR+(1/2)UR로 변경되게 되는 것이다.R = 0.6 (1/10) (n-1) UR + (9/10) (n-1) UR + (1/2) UR.
따라서, 회로 설계자는 이와 같은 프로그램어블 저항값의 공정 변화치를 미리 예측하여 설계하여야 하므로 설계상 곤란하고, 정확한 저항값 설계가 어려운 문제가 있었다.Therefore, the circuit designer has to design in advance such a process change value of the programmable resistance value in advance, which is difficult in design and difficult to design accurate resistance value.
이와 같이 저항값이 정확하게 설정되지 않을 경우에는 지연회로의 시정수값이 달라지게 되므로, 회로설계자는 이를 반영한 마진을 충분히 고려하여야 하고 이에 마진폭이 증대되어 회로의 고속동작을 제한하게 된다.In this case, if the resistance value is not set correctly, the time constant value of the delay circuit is changed. Therefore, the circuit designer should fully consider the margin reflecting this and the margin width is increased to limit the high speed operation of the circuit.
본 발명의 목적은 이와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 굴곡부가 없는 프로그램어블 저항을 제공하여 정확한 저항값 설계가 가능한 반도체장치의 프로그램어블 저항을 제공하는 데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a programmable resistance of a semiconductor device capable of designing accurate resistance values by providing a programmable resistance without a bent portion in order to solve the problems of the prior art.
도 1은 종래의 반도체 장치의 프로그램어블 저항의 구성을 나타낸 도면.1 is a diagram showing the configuration of a programmable resistor of a conventional semiconductor device.
도 2는 본 발명에 의한 반도체 장치의 프로그램어블 저항의 구성을 나타낸 도면.2 is a diagram showing the configuration of a programmable resistor of a semiconductor device according to the present invention;
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>
10 : 제 1 저항단자 20 : 제 2 저항단자10: first resistance terminal 20: second resistance terminal
30 : 굴곡부 40 : 로우 중간 연결부30: bend 40: low intermediate connection
RRU : 상부 저항열 RRD : 하부 저항열RRU: Upper resistance row RRD: Lower resistance row
URU1~URU2n : 상부 단위 저항체 URD1~URD2n : 하부 단위 저항체URU1 ~ URU2n: Upper unit resistor URD1 ~ URD2n: Lower unit resistor
UCU1~UCUn-1 : 상부 연결부 UCD1~UCDn-1 : 하부 연결부UCU1 ~ UCUn-1: Upper connection part UCD1 ~ UCDn-1: Lower connection part
MC1~MC2n-2 : 컬럼 중간 연결부MC1 ~ MC2n-2: Intermediate column connection
상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 장치는 반도체 기판 상에, 제 1 방향으로 소정 길이 연장된 직선형의 단위 저항체가 제 2 방향으로 일정 간격으로 배열된 상부 저항열과, 상기 반도체 기판 상에, 상기 제 1 저항열에 상기 제 1 방향에서 인접하여 배치되고, 상기 제 1 방향으로 소정 길이 연장된 직선형의단위 저항체가 상기 제 2 방향으로 일정 간격으로 배열된 하부 저항열과, 상기 하부 저항열의 어느 하나의 단위 저항체의 하단에 콘택되는 제 1 저항단자와, 상기 하부 저항열의 어느 하나의 단위 저항체의 우측에 배치된 다른 하나의 단위 저항체의 하단에 콘택되는 제 2 저항단자와, 상기 제 1 저항단자와 제 2 저항단자의 사이에 배치된 적어도 한 쌍 이상의 단위 저항체 인접쌍들의 하단을 상호 콘택하는 하부 연결부와, 상기 제 1 저항단자와 제 2 저항단자의 사이에 배치된 상기 상부 저항열의 적어도 한 쌍 이상의 단위 저항체 인접쌍들의 상단을 상호 콘택하는 상부 연결부와, 제 1 저항단자와 제 2 저항단자의 사이에 배치된 상기 상부 및 하부 저항열의 상하로 대응하는 적어도 한 쌍 이상의 단위 저항체 인접쌍들의 상단과 하단을 상호 콘택하거나 상부 저항열의 인접쌍들의 하단과 하부 저항열의 인접쌍들의 상단을 상호 연결하는 중간 연결부를 구비하고, 상기 제 1 및 제 2 저항단자와 상부, 하부 및 중간 연결부의 금속형성에 의해 상기 상부 및 하부 저항열의 조합으로 저항값을 프로그램하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object of the present invention, the apparatus of the present invention is a top unit of resistance resistors are arranged on the semiconductor substrate, the linear unit resistors extending a predetermined length in the first direction at regular intervals in the second direction, A lower resistance row arranged adjacent to the first resistance row in the first direction and extending in a predetermined length in the first direction, the lower resistance row being arranged at regular intervals in the second direction; A first resistor terminal contacting the bottom of one unit resistor, a second resistor terminal contacting the bottom of the other unit resistor disposed on the right side of one unit resistor of the lower row of resistors, and the first resistor terminal A lower connection portion which contacts the lower ends of at least one pair of unit resistor adjacent pairs disposed between the second resistor terminal and the second resistor terminal; An upper connection portion contacting an upper end of at least one pair of unit resistor adjacent pairs of the upper resistance lines disposed between the terminal and the second resistance terminal, the upper portion disposed between the first resistance terminal and the second resistance terminal; An intermediate connection portion for contacting an upper end and a lower end of at least one pair of adjacent pairs of unit resistors corresponding to the upper and lower sides of the lower resistance row or interconnecting the lower end of the adjacent pairs of the upper resistance row and the upper end of the adjacent pairs of the lower resistance row; The resistance value is programmed by combining the upper and lower resistance lines by forming metals of the first and second resistance terminals and the upper, lower and intermediate connecting portions.
이하, 첨부한 도면을 참조하여, 본 발명의 일 실시예를 통해 본 발명을 보다 상세하게 설명하고자 한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, it will be described in detail the present invention through an embodiment of the present invention.
도 2는 본 발명에 의한 반도체 장치의 프로그램어블 저항의 구성을 나타낸다.2 shows a configuration of a programmable resistor of a semiconductor device according to the present invention.
도 2의 프로그램어블 저항은 반도체 기판 상에, 컬럼 방향으로 소정 길이 연장된 직선형의 단위 저항체(URU1~URU2n)가 로우 방향으로 일정 간격으로 배열된 상부 저항열(RRU)과, 단위 저항체(URD1~URD2n)를 가지는 하부 저항열(RRD)을 포함한다.The programmable resistors of FIG. 2 include the upper row of resistors RRU having linear unit resistors URU1 to URU2n extending in a column direction in a row direction at regular intervals in a row direction on the semiconductor substrate, and the unit resistors URD1 to FIG. URD2n) has a lower resistance row (RRD).
상부 저항열(RRU)과 하부 저항열(RRD)의 각 단위 저항체(URU1~URU2n) (URD1~URD2n)는 각각 대응되는 것들이 동일 컬럼에 배치된다.Each of the unit resistors URU1 to URU2n and URD1 to URD2n of the upper row of resistors RRU and the lower row of resistors RRR is disposed in the same column.
상기 상하부 저항열(RRU, RRD)은 MOS 트랜지스터의 게이트 전극 형성시 사용되는 폴리 실리콘으로 동일 공정에서 주변회로부 영역에 형성된다. 각 단위 저항체가 상하부로 나뉘어 작은 길이로 형성되므로 사진식각 공정시 선폭의 변화를 최소화시킬 수 있다. 즉 긴 길이의 폴리 실리콘 패턴에 비하여 공정에 의한 변화를 작은 길이만큼 줄일 수 있는 것이다.The upper and lower resistance strings RRU and RRD are polysilicon used to form the gate electrode of the MOS transistor, and are formed in the peripheral circuit region in the same process. Since each unit resistor is divided into upper and lower parts to form a small length, the change in line width can be minimized during the photolithography process. That is, compared to the polysilicon pattern of long length, the change by the process can be reduced by a small length.
저항 프로그램은 저항값에 대응되는 개수의 단위 저항체들을 선택하고 선택된 단위 저항체들을 금속배선 공정시 상호 연결시킴으로써 원하는 저항값을 설정하는 것이다. 즉, 선택된 단위 저항체 중 최좌측의 하부 저항열(RRD)의 선택된 단위 저항체(URD1)의 하단에 제 1 저항단자(10)를 콘택시키고, 최우측의 하부 저항열(RRD)의 선택된 다른 단위 저항체(URD2n)하단에 제 2 저항단자(20)를 콘택시켜서 설정한다.The resistance program sets a desired resistance value by selecting a number of unit resistors corresponding to the resistance value and interconnecting the selected unit resistors in the metallization process. That is, the first resistor terminal 10 is contacted to the lower end of the selected unit resistor URD1 of the leftmost lower row of resistors RRD among the selected unit resistors, and the other selected unit resistor of the lowermost row of resistors RRD is selected. The second resistor terminal 20 is set in contact with the bottom of (URD2n).
그리고, 상하부 단위 저항체를 상호 연결하기 위하여 상기 제 1 저항단자(10)와 제 2 저항단자(20)의 사이에 배치된 2n-2개의 단위 저항체들(URD2~URD2n-1)의 n-1개의 인접쌍들의 하단을 하부 연결부(UCD1~UCDn-1)로 각각 상호 콘택시킨다.In addition, n-1 of 2n-2 unit resistors URD2 to URD2n-1 disposed between the first and second resistor terminals 10 and 20 to interconnect upper and lower unit resistors. The lower ends of adjacent pairs are mutually contacted with lower connection parts UCD1 to UCDn-1.
또한, 상기 제 1 저항단자(10)와 제 2 저항단자(20)의 사이에 배치된 상기 상부 저항열(RRU)의 2n-2개의 단위 저항체들(URU1~URU2n-2)의 n-1개의 인접쌍들의상단을 상부 연결부(UCU1~UCUn-1)로 상호 콘택시킨다.In addition, n-1 of 2n-2 unit resistors URU1 to URU2n-2 of the upper resistance row RRU disposed between the first resistor terminal 10 and the second resistor terminal 20. The upper ends of the adjacent pairs are mutually contacted with the upper connections UCU1 to UCUn-1.
그리고, 동일 컬럼의 상하부 단위 저항체들은 컬럼 중간 연결부들(MC1~MC2n-2)에 의해 콘택시킴으로써 상호 연결시킨다. 또한, 단위 저항체들(URD2n-1 및 URD2n)은 로우 중간 연결부(40)에 의해 가로 방향으로 상호 연결한다.The upper and lower unit resistors of the same column are connected to each other by contact by the column intermediate connectors MC1 to MC2n-2. In addition, the unit resistors URD2n−1 and URD2n are interconnected in the horizontal direction by the row intermediate connector 40.
그러므로, 도시된 저항(R)의 저항값은 각 상부 단위 저항체의 저항값을 URU, 하부 단위 저항체의 저항값을 URD라면 다음과 같다.Therefore, the resistance value of the resistor R shown is as follows if the resistance value of each upper unit resistor is URU, and the resistance value of the lower unit resistor is URD.
R= (2n-2)URU + 2nURDR = (2n-2) URU + 2nURD
즉, 본 발명에서는 각 단위 저항체가 직선부로만 형성되고 굴곡부가 없으므로 공정변수에 의한 각 단위 저항체의 저항값 변화가 최소화됨으로써 정확한 저항값을 설정할 수 있다.That is, in the present invention, since each unit resistor is formed only with a straight portion and there is no bend, the change in resistance value of each unit resistor due to process variables is minimized, thereby making it possible to set an accurate resistance value.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.Although described above with reference to a preferred embodiment of the present invention, those skilled in the art will be variously modified and changed within the scope of the invention without departing from the spirit and scope of the invention described in the claims below I can understand that you can.
이상, 설명한 바와 같이 본 발명에서는 단위 저항체가 굴곡이 없는 직선상으로 형성되므로, 공정변수를 최소화시킬 수 있고, 각 직선부의 길이를 소정 길이로 나누어 구성함으로써, 공정상에서 선폭 변화에 의한 저항값 변화를 최소화하여 정확한 저항을 설정할 수 있어서, 회로 설계를 용이하게 하고, 회로동작상의 마진을 타이트하게 가져갈 수 있도록 하여 고속 동작화에 기여할 수 있다.As described above, in the present invention, since the unit resistor is formed in a straight line without bending, the process variable can be minimized, and by dividing the length of each linear portion into a predetermined length, the resistance value change due to the line width change in the process can be achieved. Accurate resistance can be set by minimizing, facilitating circuit design and enabling tighter margins in circuit operation, thereby contributing to high speed operation.
또한, 웨이퍼의 중앙부와 주변부의 공정편차도 줄어들게 되므로 웨이퍼상의위치에 관계없이 균일한 저항값을 유지할 수 있다.In addition, since the process deviation of the center portion and the peripheral portion of the wafer is reduced, it is possible to maintain a uniform resistance value regardless of the position on the wafer.
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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KR1020000012796A KR20010091279A (en) | 2000-03-14 | 2000-03-14 | Programmable resister of semiconductor device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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KR1020000012796A KR20010091279A (en) | 2000-03-14 | 2000-03-14 | Programmable resister of semiconductor device |
Publications (1)
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Family
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Family Applications (1)
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KR1020000012796A KR20010091279A (en) | 2000-03-14 | 2000-03-14 | Programmable resister of semiconductor device |
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