專利名稱：半導(dǎo)體裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及包含電阻元件作為構(gòu)成要素的半導(dǎo)體裝置，特別是涉及可防止因電阻元件區(qū)的噪聲而引起誤操作的電路及其布局。更具體地說，是涉及為了改善半導(dǎo)體存儲(chǔ)裝置的內(nèi)部電源電壓發(fā)生電路的噪聲承受性能的結(jié)構(gòu)。
在半導(dǎo)體裝置中，為了調(diào)整或產(chǎn)生各部分的電壓和電流而使用電阻元件。作為利用電阻元件的電路的一例，可舉出動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(DRAM)中的降壓電路。該內(nèi)部降壓電路將外部的電源電壓在內(nèi)部進(jìn)行降壓，產(chǎn)生比外部電源電壓低的內(nèi)部電源電壓。通過使用經(jīng)內(nèi)部降壓過的電源電壓來維持與過去的存儲(chǔ)器的互換性，同時(shí)保證伴隨大存儲(chǔ)容量化而微型化的元件的耐壓特性。


圖13是概略地表示現(xiàn)有的動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器的整體結(jié)構(gòu)的圖。在圖13中，動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器1包括接受從外部加到外部端子2上的外部電源電壓extVcc、降壓后生成內(nèi)部電源電壓intVcc的內(nèi)部降壓電路3；使從內(nèi)部降壓電路3得到的內(nèi)部電源電壓intVcc作為個(gè)的工作電源電壓工作、根據(jù)從外部供給的信號(hào)對(duì)存儲(chǔ)單元的選擇和數(shù)據(jù)的寫入或讀出進(jìn)行必要的控制的控制電路4；包含呈行列狀排列的多個(gè)動(dòng)態(tài)型存儲(chǔ)單元的存儲(chǔ)器陣列5。
控制電路4接受指令存儲(chǔ)單元行選擇工作開始的行地址選通信號(hào)/RAS、指令存儲(chǔ)器陣列5的的存儲(chǔ)單元列選擇工作開始的列地址選通信號(hào)/CAS、指令數(shù)據(jù)寫入工作的寫入允許信號(hào)/WE、指令數(shù)據(jù)輸出的輸出允許信號(hào)/OE和地址信號(hào)An。
此處，存儲(chǔ)器陣列5包括與各存儲(chǔ)器列對(duì)應(yīng)設(shè)置的、檢測(cè)對(duì)應(yīng)列上的存儲(chǔ)單元數(shù)據(jù)并放大的讀出放大器；對(duì)控制電路4給出的地址信號(hào)進(jìn)行譯碼、選擇存儲(chǔ)器陣列5的存儲(chǔ)器行和存儲(chǔ)器列的譯碼器；使選擇的列與內(nèi)部數(shù)據(jù)總線(未明確示出)連接的列選擇門電路；和將存儲(chǔ)單元各列預(yù)充電至規(guī)定的電位并使之均衡的預(yù)充電—均衡電路等的所有的外圍電路。這些存儲(chǔ)器陣列外圍電路還使從內(nèi)部降壓電路3得到的內(nèi)部電源電壓intVcc作為一個(gè)工作電源電壓工作。
動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器1還包括使從內(nèi)部降壓電路3得到的內(nèi)部電源電壓intVcc作為一個(gè)工作電源電壓工作、在控制電路4的控制下從加到數(shù)據(jù)輸入輸出端子7上的外部寫入數(shù)據(jù)DQn生成內(nèi)部寫入數(shù)據(jù)并寫入存儲(chǔ)器陣列5的已選中的存儲(chǔ)單元的輸入電路6；接受內(nèi)部電源電壓intVcc作為一個(gè)工作電源電壓工作、在控制電路4的控制下將存儲(chǔ)器陣列5的已選中的存儲(chǔ)單元的數(shù)據(jù)變換成外部電源電壓exeVcc電平的外部讀出數(shù)據(jù)并輸出至數(shù)據(jù)輸入輸出端子7的輸出電路8。
在該動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器1中，當(dāng)行地址選通信號(hào)/RAS變成激活狀態(tài)的L電平時(shí)，將這時(shí)給出的地址信號(hào)An作為行地址，進(jìn)行存儲(chǔ)器陣列5中的行選擇工作，與選擇行連接的存儲(chǔ)單元的數(shù)據(jù)由讀出放大器檢測(cè)放大并鎖存。其次，當(dāng)列地址選通信號(hào)/CAS驅(qū)動(dòng)到激活狀態(tài)的L電平時(shí)，在存儲(chǔ)器陣列5中根據(jù)這時(shí)給出的地址信號(hào)An開始進(jìn)行列選擇工作。在寫入允許信號(hào)/WE是激活狀態(tài)的L電平時(shí)，使輸入電路6激活，從供給數(shù)據(jù)輸入輸出端7的數(shù)據(jù)DQn生成內(nèi)部寫入數(shù)據(jù)，寫入與存儲(chǔ)器陣列5的選擇行和選擇列的交叉部分對(duì)應(yīng)配置的存儲(chǔ)單元。在輸出允許信號(hào)/OE被激活時(shí)使輸出電路8激活，將存儲(chǔ)器陣列5的已選中的存儲(chǔ)單元的數(shù)據(jù)變換成外部電源電壓exeVcc電平并輸出至數(shù)據(jù)輸入輸出端子7。
內(nèi)部降壓電路3包括當(dāng)外部電源電壓extVcc為規(guī)定的電平時(shí)、從該外部電源電壓extVcc生成不依賴于外部電源電壓extVcc的一定的基準(zhǔn)電壓Vref的基準(zhǔn)電壓發(fā)生電路10；根據(jù)該基準(zhǔn)電壓發(fā)生電路10產(chǎn)生的基準(zhǔn)電壓Vref從外部電源電壓extVcc生成內(nèi)部電源電壓intVcc的內(nèi)部電壓發(fā)生電路12。內(nèi)部電壓發(fā)生電路12在內(nèi)部電源線13上生成與該基準(zhǔn)電壓Vref的電平大致相等的內(nèi)部電源電壓intVcc。
圖14是表示圖13所示的內(nèi)部降壓電路3的基準(zhǔn)電壓發(fā)生電路10和內(nèi)部電壓發(fā)生電路12的具體結(jié)構(gòu)例的圖。在圖14中，基準(zhǔn)電壓發(fā)生電路10包括接在供給外部電源電壓extVcc的電源節(jié)點(diǎn)2a和接地點(diǎn)之間、發(fā)生不依賴于該外部電源電壓extVcc的一定的恒定電流i0的恒定電流發(fā)生電路10a；接在電源節(jié)點(diǎn)2a和接地點(diǎn)之間、將從該恒定電流發(fā)生電路10a來的恒定電流i0變換成電壓、發(fā)生不依賴于外部電源電壓extVcc的一定的基準(zhǔn)電壓Vref的恒定電壓發(fā)生電路10b。
內(nèi)部電壓發(fā)生電路12將該基準(zhǔn)電壓Vref與內(nèi)部電源線13上的內(nèi)部電源電壓intVcc進(jìn)行比較，根據(jù)該比較結(jié)果從電源節(jié)點(diǎn)2a向內(nèi)部電源線13供給電流，使內(nèi)部電源電壓intVcc保持于基準(zhǔn)電壓Vref的電平。
恒定電流發(fā)生電路10a包括接在電源節(jié)點(diǎn)2a和節(jié)點(diǎn)N1之間的高電阻的電阻元件R0；具有連接到電源節(jié)點(diǎn)2a的一個(gè)導(dǎo)通節(jié)點(diǎn)(源)、連接到節(jié)點(diǎn)N2的另一個(gè)導(dǎo)通節(jié)點(diǎn)(漏)和連接到節(jié)點(diǎn)N1的控制柵的P溝道MOS場(chǎng)效應(yīng)管Q1；具有連接到節(jié)點(diǎn)N1的一個(gè)導(dǎo)通節(jié)點(diǎn)、連接到節(jié)點(diǎn)N3另一個(gè)導(dǎo)通節(jié)點(diǎn)和連接到節(jié)點(diǎn)N2的控制柵的P溝道MOS場(chǎng)效應(yīng)管Q2；具有連接到節(jié)點(diǎn)N2的一個(gè)導(dǎo)通節(jié)點(diǎn)(漏)和連接到接地點(diǎn)的另一個(gè)導(dǎo)通節(jié)點(diǎn)以及接到電源節(jié)點(diǎn)2a上的控制柵的N溝道MOS場(chǎng)效應(yīng)管Q3；其一個(gè)導(dǎo)通節(jié)點(diǎn)和控制柵與節(jié)點(diǎn)N3連接、且另一個(gè)導(dǎo)通節(jié)點(diǎn)連接到接地點(diǎn)的N溝道MOS場(chǎng)效應(yīng)管Q4。
MOS場(chǎng)效應(yīng)管Q3的溝道長(zhǎng)度比MOS場(chǎng)效應(yīng)管Q1的溝道長(zhǎng)度足夠大，MOS場(chǎng)效應(yīng)管Q3的電流驅(qū)動(dòng)力比MOS場(chǎng)效應(yīng)管Q1的電流驅(qū)動(dòng)力足夠小。電阻元件R0具有例如幾百KΩ到1MΩ那樣大的電阻值。下面，就該恒定電流發(fā)生電路的工作進(jìn)行說明。
從外部加上電源電壓extVcc，當(dāng)該電平上升并經(jīng)電阻元件R0流過電流時(shí)，在該電阻元件R0上產(chǎn)生電壓降。節(jié)點(diǎn)N1連接到P溝道MOS場(chǎng)效應(yīng)管Q1的控制柵，因此，當(dāng)該電阻元件R0的電壓降比MOS場(chǎng)效應(yīng)管Q1的閾值電壓的絕對(duì)值大時(shí)，MOS場(chǎng)效應(yīng)管Q1導(dǎo)通，電流從電源節(jié)點(diǎn)2a經(jīng)MOS場(chǎng)效應(yīng)管Q1和Q3流過。如前所述，MOS場(chǎng)效應(yīng)管Q3其溝道長(zhǎng)度L足夠長(zhǎng)，其電流驅(qū)動(dòng)力比MOS場(chǎng)效應(yīng)管Q1的電流驅(qū)動(dòng)力足夠小。另一個(gè)面，節(jié)點(diǎn)N2連接到P溝道MOS場(chǎng)效應(yīng)管Q2的控制柵上，該MOS場(chǎng)效應(yīng)管Q2根據(jù)節(jié)點(diǎn)N2的電位也把從電阻元件R0，來的電流送給MOS場(chǎng)效應(yīng)管Q4。電阻元件R0例如是在多晶硅層上形成的電阻，具有很大的電阻值，故向MOS場(chǎng)效應(yīng)管Q2和Q4流過足夠小的電流。
當(dāng)節(jié)點(diǎn)N1的電位上升，MOS場(chǎng)效應(yīng)管Q1的電導(dǎo)變小，流過節(jié)點(diǎn)N2的電流變小，節(jié)點(diǎn)N2的電位下降，MOS場(chǎng)效應(yīng)管Q2的電導(dǎo)變大，流過大的電流，節(jié)點(diǎn)N1的電位下降。相反，在節(jié)點(diǎn)N1的電位下降時(shí)，MOS場(chǎng)效應(yīng)管Q1的電導(dǎo)變大，節(jié)點(diǎn)N2的電位上升，經(jīng)MOS場(chǎng)效應(yīng)管Q2流過的電流變小。通過該MOS場(chǎng)效應(yīng)管Q1和Q2的反饋，在MOS場(chǎng)效應(yīng)管Q1和Q2中流過一定的電流。因MOS場(chǎng)效應(yīng)管Q3的電流驅(qū)動(dòng)力足夠小，可使該MOS場(chǎng)效應(yīng)管Q1的柵—源間的電壓成為Vth(p)。這里，Vth(p)表示MOS場(chǎng)效應(yīng)管Q1和Q2的閾值電壓的絕對(duì)值。即，節(jié)點(diǎn)N1的電位成為extVcc—Vth(p)。從而，流過電阻元件R0的電流i0可由下式表示。
i0＝Vth(p)/R0這里，電阻元件R0的電阻值用同一符號(hào)R0表示。該電阻值R0如剛才所述是幾百KΩ～1MΩ大的電阻值，電流i0也是十分小的值，MOS場(chǎng)效應(yīng)管Q2的源—柵間的電壓成為Vth(p)。即，節(jié)點(diǎn)N2的電位V(N2)由下式給出。
V(N2)＝V(N1)—Vth(p)＝extVcc—2·Vth(p)這里，V(N1)表示節(jié)點(diǎn)N1的電壓。因而，P溝道MOS場(chǎng)效應(yīng)管Q1的源—柵間的電壓不依賴于外部電源電壓extVcc，而成為2·Vtb(p)的恒定電壓，此外，MOS場(chǎng)效應(yīng)管Q1和Q2的柵—源間的電壓同樣也不依賴于外部電源電壓extVcc，而成為恒定的電壓(Vth(p))。從而，節(jié)點(diǎn)N1的電壓和電源節(jié)點(diǎn)2a的外部電源電壓extVcc間的電壓差也成為恒定的Vth(p)，該電阻元件R0經(jīng)MOS場(chǎng)效應(yīng)管Q1和Q2流過的電流i0＝Vth(p)/R0也成為恒定值。由此，可得到不依賴于外部電源電壓extVcc的恒定電流。
恒定電壓發(fā)生電路10b包括接在節(jié)點(diǎn)N4和接地點(diǎn)之間、且其柵極與節(jié)點(diǎn)N3連接的N溝道MOS場(chǎng)效應(yīng)管Q5；接在電源節(jié)點(diǎn)2a和節(jié)點(diǎn)N4之間、且控制柵與節(jié)點(diǎn)N4連接的P溝道MOS場(chǎng)效應(yīng)管Q6；接在電源節(jié)點(diǎn)2a和節(jié)點(diǎn)N5之間、且柵極與節(jié)點(diǎn)N4連接的P溝道MOS場(chǎng)效應(yīng)管Q7；接在節(jié)點(diǎn)N5和接地點(diǎn)之間的電阻元件R1。從節(jié)點(diǎn)N5輸出基準(zhǔn)電壓Vref。下面說明該恒定電壓發(fā)生電路10b的工作。
MOS場(chǎng)效應(yīng)管Q4和Q5構(gòu)成電流鏡象(current mirror)電路。當(dāng)MOS場(chǎng)效應(yīng)管Q4和Q5的尺寸(溝道長(zhǎng)和溝道寬之比)相等時(shí)，向MOS場(chǎng)效應(yīng)管Q5流過與流過該MOS場(chǎng)效應(yīng)管Q4的電流i0大小相等的電流。MOS場(chǎng)效應(yīng)管Q6和Q7構(gòu)成電流鏡象(currentmirror)電路。當(dāng)MOS場(chǎng)效應(yīng)管Q6和Q7的尺寸相等時(shí)，該MOS場(chǎng)效應(yīng)管Q6和Q7流過大小相等的電流。MOS場(chǎng)效應(yīng)管Q5流過電流i0，該電流i0可流過MOS場(chǎng)效應(yīng)管Q6，所以，MOS場(chǎng)效應(yīng)管Q7可流過電流i0。若設(shè)電阻元件R1的電阻值為R1，則在節(jié)點(diǎn)N5上產(chǎn)生i0·R1的電壓。因而，從該節(jié)點(diǎn)N5輸出的基準(zhǔn)電壓Vref可由下式表示。
Vref＝i0·R1＝Vth(p)·R1/R0由上式可知，該基準(zhǔn)電壓Vref由電阻元件R0和R1的電阻值和MOS場(chǎng)效應(yīng)管Q1和Q2的閾值電壓決定，成為不依賴于外部電源電壓extVcc的一定的電壓。內(nèi)部電壓發(fā)生電路根據(jù)該基準(zhǔn)電壓Vref產(chǎn)生內(nèi)部電源電壓intVcc。
內(nèi)部電壓發(fā)生電路12包括接在節(jié)點(diǎn)N6和節(jié)點(diǎn)N8之間、且其柵極接受基準(zhǔn)電壓Vref的N溝道MOS場(chǎng)效應(yīng)管Q8；接在節(jié)點(diǎn)N7和節(jié)點(diǎn)N8之間、且其柵極與內(nèi)部電源線13連接的P溝道MOS場(chǎng)效應(yīng)管Q9；接在電源節(jié)點(diǎn)2a和節(jié)點(diǎn)N6之間、且柵極與節(jié)點(diǎn)N7連接的N溝道MOS場(chǎng)效應(yīng)管Q10；接在電源節(jié)點(diǎn)2a和節(jié)點(diǎn)N7之間、且其柵極與節(jié)點(diǎn)N7連接的P溝道MOS場(chǎng)效應(yīng)管Q11；接在節(jié)點(diǎn)N8和接地點(diǎn)之間、且其柵極接受激活信號(hào)φ的N溝道MOS場(chǎng)效應(yīng)管Q12；接在電源節(jié)點(diǎn)2a和電源線13之間、且其柵極與節(jié)點(diǎn)N6連接的P溝道MOS場(chǎng)效應(yīng)管Q13。激活信號(hào)φ在該動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器處于激活狀態(tài)、即進(jìn)行存儲(chǔ)單元的選擇工作時(shí)處于激活狀態(tài)。下面說明該內(nèi)部電壓發(fā)生電路12的工作。
MOS場(chǎng)效應(yīng)管Q8和Q9構(gòu)成差動(dòng)比較級(jí)。在內(nèi)部電源線13上的內(nèi)部電源電壓intVcc比基準(zhǔn)電壓Vref高的情況下，MOS場(chǎng)效應(yīng)管Q9的電導(dǎo)比MOS場(chǎng)效應(yīng)管Q8的電導(dǎo)大，其流過的電流也比流過MOS場(chǎng)效應(yīng)管Q8的電流大。經(jīng)過MOS場(chǎng)效應(yīng)管Q11向該MOS場(chǎng)效應(yīng)管Q9供給電流。MOS場(chǎng)效應(yīng)管Q11和Q10構(gòu)成電流鏡象電路，與流經(jīng)MOS場(chǎng)效應(yīng)管Q11的電流大小相同的電流流過MOS場(chǎng)效應(yīng)管Q10。因而，在該狀態(tài)下，MOS場(chǎng)效應(yīng)管Q8不能將經(jīng)MOS場(chǎng)效應(yīng)管Q10供給的電流全部放電完，節(jié)點(diǎn)N6的電位上升，MOS場(chǎng)效應(yīng)管Q13的柵極電位上升，MOS場(chǎng)效應(yīng)管Q13的電流供給量減少或停止電流供給。
相反，在內(nèi)部電源電壓intVcc比基準(zhǔn)電壓Vref低的情況下，MOS場(chǎng)效應(yīng)管Q8的電導(dǎo)比MOS場(chǎng)效應(yīng)管Q9的電導(dǎo)大，在此情況下，MOS場(chǎng)效應(yīng)管Q8將經(jīng)MOS場(chǎng)效應(yīng)管Q10供給的電流全部放電完，節(jié)點(diǎn)N6的電位下降，因此，MOS場(chǎng)效應(yīng)管Q13的電導(dǎo)變大，從電源節(jié)點(diǎn)2a向內(nèi)部電源線13供給電流，使內(nèi)部電源線13上的內(nèi)部電源電壓intVcc的電平上升。從而，在該內(nèi)部電壓發(fā)生電路12工作時(shí)間，內(nèi)部電源電壓intVcc可保持于基準(zhǔn)電壓Vref的電平。
在備用狀態(tài)下，激活信號(hào)φ處于L電平的非激活狀態(tài)，MOS場(chǎng)效應(yīng)管Q12截止，該內(nèi)部電源電壓發(fā)生電路12為非激活狀態(tài)，節(jié)點(diǎn)N6的電平成為外部電源電壓extVcc電平，MOS場(chǎng)效應(yīng)管Q13截止。
圖15(A)和(B)是表示恒定電流電路10a中的電阻元件R0的平面布局和剖面結(jié)構(gòu)的概略圖。如圖15(A)所示，電阻元件R0包括沿圖的垂直方向延伸的多個(gè)第1電阻部分Ra和與相鄰的第1電阻部分Ra的一端相互連接的第2電阻部分Rb。電阻元件R0的兩端分別經(jīng)接觸孔Na和Nb與電源節(jié)點(diǎn)和節(jié)點(diǎn)N1電連接。電阻元件R0由多晶硅構(gòu)成。使用該多晶硅的電阻的薄層電阻值較低，為了在限定的小面積內(nèi)形成恒流電路所必須的數(shù)百KΩ～數(shù)MΩ的大電阻值，平行配置多個(gè)線寬小的第1電阻部分Ra，使它們相互電連接呈鋸齒狀，由此，該電阻元件R0的整體等效長(zhǎng)度變長(zhǎng)，從而實(shí)現(xiàn)高電阻值。
圖15(B)是概略地示出沿圖15(A)的15A—15A的剖面線的剖面結(jié)構(gòu)的圖。通常，這樣的電阻元件R0為了減小與襯底間的寄生電容而經(jīng)膜厚較厚的場(chǎng)絕緣膜FD在半導(dǎo)體襯底P—SUB上形成。半導(dǎo)體襯底P—SUB是P型半導(dǎo)體層，通常，被固定在負(fù)電位的偏置電壓VBB電平上。
在該圖15(B)所示的結(jié)構(gòu)中，各個(gè)第1電阻部Ra與半導(dǎo)體襯底P—SUB之間形成寄生電容Cp。圖15(B)雖未示出，但第2電阻1部分Rb同樣對(duì)半導(dǎo)體襯底P—SUB也具有寄生電容。當(dāng)該電阻元件R0的電阻值大、其整體長(zhǎng)度長(zhǎng)時(shí)，該寄生電容Cp的合成寄生電容Cpara的值變得不可忽視。下面，說明該寄生電容Cpara對(duì)電路工作的影響。
圖16(A)是表示圖14所示的恒定電流發(fā)生電路10a中寄生電容Cpara的連接狀態(tài)的圖。雖然寄生電容Cp是沿電阻元件R0分散配置的，但在圖16(A)中，寄生電容Cpara是作為1個(gè)合成寄生電容Cpara來等效地表示的。
下面，參照?qǐng)D16(B)所示的波形圖說明該圖16(A)所示的恒定電流發(fā)生電路10a的外部電源電壓extVcc上升時(shí)的工作。
在時(shí)刻t0以前，外部電源電壓extVcc穩(wěn)定在電壓V1的電平。在該狀態(tài)下，節(jié)點(diǎn)N1的電位如剛才所說成為V1—Vth(p)。因而，流經(jīng)電阻元件R0的電流i0可由下式表示。
i0＝(extVcc—V(N1))/R0＝Vth(p)/R0此外，由恒定電流i0生成的基準(zhǔn)電壓Vref也保持在規(guī)定的電平上。
在時(shí)刻t0，外部電源電壓extVcc開始上升，在時(shí)刻t1到達(dá)電壓V2的電平。當(dāng)不存在寄生電容Cpara時(shí)，如圖16(B)中的實(shí)線所示，節(jié)點(diǎn)N1的電位隨該外部電源電壓extVcc的上升以一定的差(Vth(p))上升。但是，因相對(duì)電阻元件R0存在寄生電容Cpara，故該節(jié)點(diǎn)N1的電位如圖16(B)的虛線所示，按照由電阻元件R0和寄生電容Cpara的電容值所決定的時(shí)間常數(shù)緩慢上升。
在時(shí)刻t0到時(shí)刻t1的期間，電源節(jié)點(diǎn)2a和節(jié)點(diǎn)N1間的電阻元件R0上的電壓比電壓Vth(p)大。因而在該狀態(tài)下，電流i0增加(因extVcc—V(N1)＞Vth(p))，基準(zhǔn)電壓Vref的電平也隨之上升?；鶞?zhǔn)電壓Vref隨著外部電源電壓extVcc的上升而上升，內(nèi)部電源電壓intVcc的電平也隨之上升。
微型化內(nèi)部電路的晶體管按照該內(nèi)部電源電壓intVcc來工作，從而產(chǎn)生內(nèi)部電路構(gòu)成要素的耐壓特性變壞的問題。此外，該內(nèi)部電路的信號(hào)幅度隨上升的內(nèi)部電源電壓變化，因而產(chǎn)生耗電增加的問題。進(jìn)而，作為內(nèi)部電路構(gòu)成要素的MOS場(chǎng)效應(yīng)管(絕緣柵型場(chǎng)效應(yīng)管)的柵極電位隨該內(nèi)部電源電壓intVcc的上升而上升(因內(nèi)部信號(hào)的電平上升)，而且，工作速度變化，內(nèi)部信號(hào)的確定時(shí)序變化，從而可能產(chǎn)生內(nèi)部電路的誤工作。
在時(shí)刻t1，當(dāng)外部電源電壓extVcc成為電壓V2的一定的電平時(shí)，該外部電源電壓extVcc和節(jié)點(diǎn)N1電壓的差逐漸變小，恒定電流i0的電流值也逐漸變小，最終達(dá)到所要的電流值Vth(p)/R0，基準(zhǔn)電壓Vref也隨之恢復(fù)到規(guī)定的電平。
當(dāng)外部電源電壓extVcc低于其電平時(shí)，同樣，節(jié)點(diǎn)N1的電壓下降也平緩，電阻元件R0上的電壓比規(guī)定的電壓值Vth(p)小，恒定電流i0的值也隨之比預(yù)定的值小，基準(zhǔn)電壓Vref亦隨之下降，內(nèi)部電源電壓intVcc下降。從而，在該狀態(tài)下，由于內(nèi)部電源電壓的波動(dòng)，所以內(nèi)部電路可能產(chǎn)生誤工作。
如上所述，電阻元件R0在使用了多晶硅電阻體的情況下，因其寄生電容大，故恒定電流發(fā)生電路對(duì)外部電源電壓extVcc變動(dòng)的響應(yīng)特性變壞，從而，產(chǎn)生內(nèi)部電源電壓隨恒定電流的變動(dòng)而變動(dòng)的問題。
因附在該電阻元件上的寄生電容而使響應(yīng)特性變壞的問題不僅象上述那樣在與外部電源電壓那樣的固定電壓連接的電阻元件上存在，一般，對(duì)于設(shè)在信號(hào)的傳輸路徑上的電阻元件也同樣會(huì)產(chǎn)生。這時(shí)，信號(hào)不能高速傳輸，妨礙了高速工作。
此外，為了防止這樣的噪聲的影響，一般使用由電阻和電容構(gòu)成的低通濾波器，但是，當(dāng)使用這樣的低通濾波器時(shí)，使用的電容需要比較大的布局面積，但從集成化的觀點(diǎn)來看，希望盡量減小其占有面積。
因此，本發(fā)明的目的在于，提供一種包含電阻元件且耐噪聲性能優(yōu)良的半導(dǎo)體裝置。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是，提供一種在電源產(chǎn)生噪聲時(shí)也可穩(wěn)定地供給一定的電流的恒定電流發(fā)生電路。
本發(fā)明的又一個(gè)目的是，提供一種當(dāng)電源產(chǎn)生噪聲時(shí)也可穩(wěn)定地生成一定電平的內(nèi)部電源電壓的內(nèi)部降壓電路。
本發(fā)明的特定目的是，提供一種不受外部電源電壓的噪聲的影響可穩(wěn)定地生成內(nèi)部電源電壓的、用于半導(dǎo)體存儲(chǔ)裝置的內(nèi)部電源降壓電路。
本發(fā)明的另一個(gè)特定目的是，提供一種低占有面積的低通濾波器。
本發(fā)明的又一個(gè)特定目的是，提供一種可高速傳輸信號(hào)的電阻元件結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明第1方面的半導(dǎo)體裝置包括經(jīng)絕緣膜在第1導(dǎo)電型半導(dǎo)體層上形成的電阻元件；相對(duì)該形成電阻元件的整個(gè)區(qū)域在上述電阻元件形成區(qū)域?qū)Ｓ玫陌雽?dǎo)體層表面上形成的第2導(dǎo)電型半導(dǎo)體區(qū)域；向上述半導(dǎo)體區(qū)域供給特定節(jié)點(diǎn)的電壓的電壓供給裝置。
在本發(fā)明第2方面的半導(dǎo)體裝置中，本發(fā)明第1方面的電阻元件接在與特定節(jié)點(diǎn)連接的第1節(jié)點(diǎn)和與該第1節(jié)點(diǎn)分開設(shè)置的第2節(jié)點(diǎn)之間。
在本發(fā)明第3方面的半導(dǎo)體裝置中，本發(fā)明第2方面的特定節(jié)點(diǎn)與供給預(yù)定的第1電壓的節(jié)點(diǎn)結(jié)合。
在本發(fā)明第4方面的半導(dǎo)體裝置中，本發(fā)明第1方面的電阻元件接在第1節(jié)點(diǎn)和第2節(jié)點(diǎn)之間。特定節(jié)點(diǎn)連接到供給與該第1和第2節(jié)點(diǎn)上的電壓不同的、預(yù)定的一定電壓的節(jié)點(diǎn)。
在本發(fā)明第5方面的半導(dǎo)體裝置中，本發(fā)明第1方面至第4方面的任何一個(gè)裝置中的半導(dǎo)體區(qū)域包括具有在半導(dǎo)體層上形成的第1雜質(zhì)濃度的第2導(dǎo)電型的半導(dǎo)體阱區(qū)；在該半導(dǎo)體阱區(qū)的表面形成并連接成能從電壓供給裝置接受電壓、而且具有比第1雜質(zhì)濃度高的第2雜質(zhì)濃度的雜質(zhì)半導(dǎo)體區(qū)域。
在本發(fā)明第6方面的半導(dǎo)體裝置中，本發(fā)明第1方面至第4方面裝置中的絕緣膜具有與元件分離用的厚的場(chǎng)絕緣膜相同的膜厚。
在本發(fā)明第7方面的半導(dǎo)體裝置中，在本發(fā)明第5方面的裝置中的雜質(zhì)半導(dǎo)體區(qū)域具有在上述半導(dǎo)體阱區(qū)表面上互相分離形成的多個(gè)島區(qū)域。
本發(fā)明第8方面的半導(dǎo)體裝置還具有在電阻元件形成區(qū)域的另外的區(qū)域內(nèi)形成、經(jīng)第2絕緣膜在該導(dǎo)電型半導(dǎo)體層表面上形成、且進(jìn)而連接在接受預(yù)定的第1電壓的節(jié)點(diǎn)和連接到特定節(jié)點(diǎn)的第1節(jié)點(diǎn)之間的第2電阻元件；相對(duì)第2電阻元件形成區(qū)域且在上述電阻元件形成區(qū)域?qū)Ｓ玫陌雽?dǎo)體層表面上形成的第2導(dǎo)電型半導(dǎo)體區(qū)域；向上述半導(dǎo)體區(qū)域供給特定節(jié)點(diǎn)的電壓和供給與第1電壓不同的預(yù)定的第2恒定電壓的裝置。
在本發(fā)明第9方面的半導(dǎo)體裝置中，本發(fā)明第8方面的裝置中的第2恒定電壓供給裝置包含在該第2電阻元件的上層形成的導(dǎo)體層，該導(dǎo)體層將第2電阻元件覆蓋。
在本發(fā)明第10方面的半導(dǎo)體裝置中，本發(fā)明第2方面或第8方面的裝置還具備產(chǎn)生恒定電流的裝置，該裝置與電阻元件的第2節(jié)點(diǎn)連接，在該電阻元件的第1和第2節(jié)點(diǎn)之間產(chǎn)生不依賴第1電位的恒定電壓，上述恒定電流的大小由該恒定電壓和電阻元件的電阻值決定。
在本發(fā)明第11方面半導(dǎo)體裝置中，本發(fā)明10的裝置還具備將該恒定電流發(fā)生裝置產(chǎn)生的恒定電流轉(zhuǎn)換成電壓、產(chǎn)生獨(dú)立于特定節(jié)點(diǎn)電壓的基準(zhǔn)電壓的基準(zhǔn)電壓發(fā)生裝置。
在本發(fā)明第12方面的半導(dǎo)體裝置中，在本發(fā)明第11方面的裝置中，進(jìn)而具備電流供給驅(qū)動(dòng)元件和比較/調(diào)整裝置，該電流供給驅(qū)動(dòng)元件向特定節(jié)點(diǎn)加上與從外部供給的外部電源電壓對(duì)應(yīng)的電壓，進(jìn)而使該外部電源電壓供給節(jié)點(diǎn)和用于傳送內(nèi)部工作電源電壓的內(nèi)部電源線連接，從該外部電源電壓供給節(jié)點(diǎn)向內(nèi)部電源線供給電流，該比較/調(diào)整裝置將內(nèi)部電源線上的電壓與基準(zhǔn)電壓發(fā)生裝置產(chǎn)生的基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較，根據(jù)該比較結(jié)果來調(diào)整電流供給驅(qū)動(dòng)元件所供給的電流量。
在本發(fā)明第13方面的半導(dǎo)體裝置中，在本發(fā)明第2方面的裝置中的加到特定節(jié)點(diǎn)的電壓是從外部供給的電源電壓。
本發(fā)明第14方面的半導(dǎo)體裝置是在本發(fā)明第4方面的裝置中還具備連接在第2節(jié)點(diǎn)和恒定電壓供給節(jié)點(diǎn)之間的電容元件。
本發(fā)明第15方面的半導(dǎo)體裝置是在本發(fā)明第8方面的裝置中還具備連接在第2恒定電壓供給節(jié)點(diǎn)和特定節(jié)點(diǎn)之間的電容元件。
在本發(fā)明第1方面的半導(dǎo)體裝置中，相對(duì)于電阻元件形成區(qū)域設(shè)置供給特定節(jié)點(diǎn)電壓的半導(dǎo)體區(qū)域。當(dāng)該特定節(jié)點(diǎn)與電阻元件的一端連接時(shí)，電阻元件和半導(dǎo)體區(qū)域之間的寄生電容作為耦合電容而起作用，特定節(jié)點(diǎn)的電位變化也被傳送到該電阻元件的另一端，加在電阻元件兩端的電壓保持一定電平。此外，若將該特定節(jié)點(diǎn)連接到與電阻元件兩端不同的節(jié)點(diǎn)上并固定其電位，則可積極地利用該電阻元件和半導(dǎo)體區(qū)域之間的寄生電容，以低占有面積實(shí)現(xiàn)由電阻元件和寄生電容構(gòu)成的低通濾波器。
在本發(fā)明第2方面的半導(dǎo)體裝置中，電阻元件一端的節(jié)點(diǎn)與特定節(jié)點(diǎn)連接，因而，可以把電阻元件和半導(dǎo)體區(qū)域之間形成的電容作為耦合電容來利用，使特定節(jié)點(diǎn)的電位變化傳送到第2節(jié)點(diǎn)。
在本發(fā)明第3方面的半導(dǎo)體裝置中，因?yàn)橄蛟撎囟ü?jié)點(diǎn)供給一定的電壓，所以，即使在該一定電壓上疊加有噪聲也能保持電阻元件兩端電壓恒定。
在本發(fā)明第4方面的半導(dǎo)體裝置中，半導(dǎo)體區(qū)域和與電阻元件兩端不同的節(jié)點(diǎn)連接，從而，可以積極地把該電阻元件和半導(dǎo)體區(qū)域之間的電容利用起來、作為穩(wěn)定化電容或作為由電阻元件和該寄生電容構(gòu)成的低通濾波器用的電容。
在本發(fā)明第5方面的半導(dǎo)體裝置中，半導(dǎo)體區(qū)域具有在半導(dǎo)體層上形成的第1雜質(zhì)濃度的第2導(dǎo)電型的半導(dǎo)體阱區(qū)；在該半導(dǎo)體阱區(qū)的表面形成并接受來自電壓供給裝置的電壓的其濃度比第1雜質(zhì)濃度高的第2雜質(zhì)半導(dǎo)體區(qū)域，因而，在電阻元件和雜質(zhì)半導(dǎo)體區(qū)域之間形成的電容的電極阻抗變低，電荷在該半導(dǎo)體區(qū)域內(nèi)高速移動(dòng)，從而可以實(shí)現(xiàn)響應(yīng)特性良好的電容。
在本發(fā)明第6方面的半導(dǎo)體裝置中，電阻元件在具有與元件分離用的厚的場(chǎng)絕緣膜厚度相同膜厚的絕緣膜上形成。在這種狀態(tài)下，可以使用與過去相同的絕緣膜和電阻元件制造工藝來實(shí)現(xiàn)電阻元件，而且電阻元件的配置位置也可以與過去相同。
在本發(fā)明第7和第8方面的半導(dǎo)體裝置中，將接在供給恒定電壓的節(jié)點(diǎn)和電阻元件一端之間的電阻元件、和該電阻元件的半導(dǎo)體區(qū)域固定在規(guī)定的電壓上，因此，通過該第2電阻元件的低通濾波功能可以使該電阻元件的第1節(jié)點(diǎn)電壓不受噪聲的影響，從而使其穩(wěn)定。
在本發(fā)明第9方面的半導(dǎo)體裝置中，包含有在該第2電阻元件上層形成的導(dǎo)體層，可以防止噪聲對(duì)該第2電阻元件的影響，使該電阻元件的第1節(jié)點(diǎn)的電位更加穩(wěn)定。
在本發(fā)明第10方面的半導(dǎo)體裝置中，在該電阻元件的第1和第2節(jié)點(diǎn)之間產(chǎn)生一定的電壓，生成由該一定電壓和電阻元件的電阻值決定的恒定電流，因此，可以生成不受噪聲影響的穩(wěn)定的恒定電流。
在本發(fā)明第11方面的半導(dǎo)體裝置中，將該恒定電流轉(zhuǎn)換成電壓來產(chǎn)生基準(zhǔn)電壓，所以，可以產(chǎn)生不受噪聲影響的穩(wěn)定的基準(zhǔn)電壓。
在本發(fā)明第12方面的半導(dǎo)體裝置中，將該基準(zhǔn)電壓與內(nèi)部電源線上的電源電壓進(jìn)行比較，從外部電源節(jié)點(diǎn)向內(nèi)部電源線供給電流，因此，可以生成不受噪聲影響的穩(wěn)定的內(nèi)部電源電壓。
在本發(fā)明第13方面的半導(dǎo)體裝置中，規(guī)定的電位是外部來的電源電壓，可以抑制該外部電源電壓的噪聲的影響。
在本發(fā)明第14方面的半導(dǎo)體裝置中，在電阻元件的第2節(jié)點(diǎn)和規(guī)定的電壓節(jié)點(diǎn)之間連接電容元件，所以，可以用該第2電阻元件和電容實(shí)現(xiàn)具有小的占有面積、低截止頻率的低通濾波器。
在本發(fā)明第15方面的半導(dǎo)體裝置中，在第2規(guī)定電壓節(jié)點(diǎn)和特定節(jié)點(diǎn)之間連接電容元件，所以，可以經(jīng)具有小的占有面積、低截止頻率的低通濾波器向該第1電阻元件傳送所要的信號(hào)或電壓，可以抑制噪聲對(duì)該電阻元件的影響。
圖1是概略地示出按照本發(fā)明的實(shí)施例1的半導(dǎo)體裝置的布局和剖面結(jié)構(gòu)的圖。
圖2(A)是概略地示出本發(fā)明的實(shí)施例1中半導(dǎo)體裝置的恒定電流發(fā)生電路的等效電路的圖，(B)和(C)是示出(A)所示的半導(dǎo)體裝置在產(chǎn)生電源噪聲時(shí)的工作的波形圖。
圖3是概略地示出本發(fā)明的實(shí)施例2中半導(dǎo)體裝置的平面布局、剖面結(jié)構(gòu)和附在電阻體上的寄生電容的圖。
圖4是概略地示出本發(fā)明的實(shí)施例2的變形例的平面布局、剖面結(jié)構(gòu)和寄生電容的圖。
圖5是概略地示出按照本發(fā)明的實(shí)施例3的半導(dǎo)體裝置的剖面結(jié)構(gòu)和寄生電容的圖。
圖6是概略地示出使用本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置的半導(dǎo)體存儲(chǔ)裝置中存儲(chǔ)單元的等效電路和剖面結(jié)構(gòu)的圖。
圖7是概略地示出按照本發(fā)明的實(shí)施例4的半導(dǎo)體裝置的剖面結(jié)構(gòu)的圖。
圖8是概略地示出按照本發(fā)明的實(shí)施例5的半導(dǎo)體裝置的電路結(jié)構(gòu)的圖。
圖9是概略地示出圖8所示的電阻元件部的剖面結(jié)構(gòu)的圖。
圖10是示出按照本發(fā)明的實(shí)施例6的半導(dǎo)體裝置的結(jié)構(gòu)的圖。
圖11是概略地示出按照本發(fā)明的實(shí)施例7的半導(dǎo)體裝置的結(jié)構(gòu)的圖。
圖12是概略地示出按照本發(fā)明的實(shí)施例8的半導(dǎo)體裝置的結(jié)構(gòu)的圖。
圖13是概略地示出現(xiàn)有的半導(dǎo)體裝置的整體結(jié)構(gòu)的圖。
圖14是示出圖13所示的內(nèi)部降壓電路的結(jié)構(gòu)的圖。
圖15是概略地示出恒定電流發(fā)生電路所用的電阻元件的平面布局和剖面結(jié)構(gòu)的圖。
圖16是用于說明現(xiàn)有的恒定電流發(fā)生電路的問題的圖。
實(shí)施例1圖1(A)和(B)示出本發(fā)明的實(shí)施例1的半導(dǎo)體裝置的主要部分的結(jié)構(gòu)。在圖1(A)中，示出了本發(fā)明的實(shí)施例1的電阻元件的平面布局和與其相鄰配置的絕緣柵型場(chǎng)效應(yīng)管的平面布局，在圖1(B)中，概略地示出了沿該圖1(A)所示的1A—1A線的剖面結(jié)構(gòu)。
在圖1(A)中，電阻元件R0包括沿圖的垂直方向延伸的多個(gè)很細(xì)的第1電阻部分Ra和與相鄰位置上的電阻部分Ra的兩端相互連接的第2電阻部分Rb。電阻元件R0的一端經(jīng)接觸孔與節(jié)點(diǎn)N1連接，該電阻元件R0的另一端經(jīng)接觸孔與電源節(jié)點(diǎn)(特定節(jié)點(diǎn))2aa連接。配置例如用鋁構(gòu)成的導(dǎo)體布線VS將該電阻元件形成區(qū)域包圍。該導(dǎo)體布線VS經(jīng)接觸孔與電源節(jié)點(diǎn)2aa連接。該電源節(jié)點(diǎn)2aa構(gòu)成電阻元件R0的另一端，外部電源電壓extVcc從未圖示的布線層(位于該導(dǎo)體布線的上層例如由鋁布線構(gòu)成的電源線)經(jīng)電源節(jié)點(diǎn)2a供給電源節(jié)點(diǎn)2aa。
在平面布局中，形成N阱NWr作為具有低濃度n型雜質(zhì)的半導(dǎo)體阱區(qū)，以便將該電壓供給用的導(dǎo)體布線VS包圍起來。該N阱NWr經(jīng)接觸孔CT與電壓供給用的布線VS電連接。
與相對(duì)該電阻元件形成區(qū)域而設(shè)置的N阱NWr相鄰，形成半導(dǎo)體元件形成用的N阱NWt。在該N阱NWt內(nèi)形成絕緣柵型場(chǎng)效應(yīng)管(以下稱MOS場(chǎng)效應(yīng)管)。在圖1(A)中，代表性地示出一個(gè)MOS場(chǎng)效應(yīng)管。該MOS場(chǎng)效應(yīng)管包含作為控制電極的柵電極層TG、作為源—漏區(qū)域的雜質(zhì)區(qū)域ISR和IDR。
在圖1(B)中，在加偏置電壓VBB的P型半導(dǎo)體襯底P—SUB的表面上形成N阱NWr。沿該N阱NWr的周圍形成高濃度n型雜質(zhì)區(qū)域VSn，用于向N阱NWr供給外部電源電壓extVcc。經(jīng)電源供給用的導(dǎo)體布線VS向該高濃度n型雜質(zhì)區(qū)域VSn供給外部電源電壓extVcc，N阱NWr的電壓固定在該外部電源電壓extVcc電平上。在該N阱NWr表面的雜質(zhì)區(qū)域VSn的內(nèi)部形成與元件分離用的場(chǎng)絕緣膜具有相同厚度的場(chǎng)絕緣膜FD。在該場(chǎng)絕緣膜FD的表面形成電阻元件R0。在圖1(B)中，為簡(jiǎn)化圖面、強(qiáng)調(diào)本發(fā)明的特征，沒有示出在用于布線間絕緣的層間絕緣膜和MOS場(chǎng)效應(yīng)管的柵極下部形成的柵絕緣膜。在下面的別的實(shí)施例的結(jié)構(gòu)中也適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行這一省略。
在該電阻元件形成區(qū)域中，在電阻元件Ra和N阱NWr之間形成寄生電容Cp。圖中未示出的電阻元件Rb相對(duì)N阱同樣有寄生電容。
N阱NWr和N阱NWt由場(chǎng)絕緣膜FDa分離。在該N阱NWt的表面形成高濃度的P型雜質(zhì)區(qū)域ISR和IDR。
在該圖1(B)中，晶體管形成區(qū)域在N阱NWt內(nèi)形成。但是，N阱NWt是為形成P溝道MOS場(chǎng)效應(yīng)管而設(shè)的，當(dāng)形成N溝道MOS場(chǎng)效應(yīng)管時(shí)，取代N阱NWt而形成P阱?？稍谠揚(yáng)阱內(nèi)形成N阱，反之亦可。
場(chǎng)絕緣膜FD和FDa可以用LOCOS法形成，但也可以在場(chǎng)絕緣膜FDa形成之后再形成N阱NWr和NWt、接著形成場(chǎng)絕緣膜FD。此外，也可以同時(shí)形成場(chǎng)絕緣膜FD和FDa、然后在別的工序中只對(duì)N阱NWr注入高能離子來形成。
通過設(shè)置電阻元件形成區(qū)域?qū)Ｓ玫腘阱NWr，可以獨(dú)立于晶體管形成區(qū)域的N阱NWt，將該N阱NWr的電位固定在外部電源電壓extVcc的電平上。再有，N阱NWt也經(jīng)未圖示的高濃度雜質(zhì)區(qū)域加上規(guī)定的偏置電壓。
在圖1(A)和(B)所示的結(jié)構(gòu)中，在電阻元件和N阱NWr之間形成的寄生電容Cp的合成寄生電容Cpara是在電阻元件和外部電源節(jié)點(diǎn)2aa之間形成的。即，電阻元件對(duì)外部電源電壓具有寄生電容。下面，說明將該N阱NWr的電位固定在外部電源電壓extVcc時(shí)的作用效果。
圖2(A)示出將圖1(A)和(B)所示的電阻元件用于圖14所示的恒定電流發(fā)生電路時(shí)的等效電路。在恒定電流發(fā)生電路10a中，電阻元件R0具有相對(duì)電源節(jié)點(diǎn)2a形成的寄生電容Cpara。其余的結(jié)構(gòu)與圖13所示的相同，對(duì)應(yīng)的部分附上同一參照序號(hào)并省略其詳細(xì)說明。恒定電流發(fā)生電路10b和內(nèi)部電壓發(fā)生電路12也與圖13所示的結(jié)構(gòu)相同，只用方框圖表示。下面，參照?qǐng)D2(B)和(C)說明該圖2(A)所示的恒定電流發(fā)生電路10a的工作。
在圖2(B)中，在時(shí)刻t0以前，加在外部電源節(jié)點(diǎn)2a上的電壓extVcc處于電壓V1的電平。在該狀態(tài)下，節(jié)點(diǎn)N1處于V1—Vth(p)的電平，電流i0和基準(zhǔn)電壓Vref都保持一定的電平。
在時(shí)刻t0，外部電源電壓extVcc上升。寄生電容Cpara等效地接在節(jié)點(diǎn)N1和電源節(jié)點(diǎn)2a之間。從而，電源節(jié)點(diǎn)2a的電壓上升通過該寄生電容Cpara的電容耦合傳送到節(jié)點(diǎn)N1。因此，節(jié)點(diǎn)N1的電壓也隨該外部電源電壓extVcc上升而上升。在該狀態(tài)下，電源節(jié)點(diǎn)2a和節(jié)點(diǎn)N1之間的電壓為恒定的Vth(p)。因而，在該狀態(tài)下，恒定電流i0保持恒定的電流值，相應(yīng)地，基準(zhǔn)電壓Vref也保持一定的電平。
在時(shí)刻t1，當(dāng)外部電源電壓extVcc達(dá)到電壓V2時(shí)，節(jié)點(diǎn)N1也保持在V2-Vth(p)的電平上。當(dāng)該外部電源電壓extVcc保持在該電壓V2的電平時(shí)，節(jié)點(diǎn)N1的電平同樣也保持在V2-Vth(p)的電平上。
如該圖2(B)所示，電源節(jié)點(diǎn)2a和節(jié)點(diǎn)N1間的電壓(電位差)即使當(dāng)電源電壓extVcc上升時(shí)也保持一定的電壓Vth(p)，加在電阻元件R0上的電壓不變。因此，即使產(chǎn)生電源噪聲也能穩(wěn)定地將電流i0保持在一定的電流電平上，相應(yīng)地基準(zhǔn)電壓Vref也能保持在一定的電平上。因此，即使外部電源電壓extVcc上升，內(nèi)部電源電壓intVcc也能保持在一定的電平上。
下面，參照?qǐng)D2(C)說明外部電源電壓extVcc降低時(shí)的工作。
在時(shí)刻t0以前，外部電源電壓extVcc為一定的電平V1，在該狀態(tài)下，恒定電流i0和基準(zhǔn)電壓Vref保持一定的電平。在時(shí)刻t0，當(dāng)外部電源電壓extVcc降低時(shí)，該電平的降低通過寄生電容Cpara傳送到節(jié)點(diǎn)N1。因此，電源節(jié)點(diǎn)2a和節(jié)點(diǎn)N1間的電壓差即使當(dāng)電源電壓extVcc下降時(shí)也保持一定，電阻元件R0流經(jīng)一定的電流，基準(zhǔn)電壓ref也能保持在一定的電平上。
在時(shí)刻t1，當(dāng)外部電源電壓extVcc達(dá)到電壓V3并穩(wěn)定在該電壓V3時(shí)，節(jié)點(diǎn)N1也穩(wěn)定在電壓V3-Vth(p)的電平上。通過將N阱NWr的電位固定在外部電源電壓xtVcc的電平上，可以使相對(duì)節(jié)點(diǎn)N1的寄生電容Cpara不接在負(fù)電壓VBB供給節(jié)點(diǎn)上，而接在外部電源節(jié)點(diǎn)2a上。通過該寄生電容Cpara的耦合，電源節(jié)點(diǎn)2a的電壓變動(dòng)傳送到節(jié)點(diǎn)N1上，電阻元件R0兩端所加的電壓可保持一定，可以實(shí)現(xiàn)電源噪聲承受力強(qiáng)的恒定電流—恒定電壓發(fā)生電路。即，通過相對(duì)外部電源電壓extVcc形成電阻元件R0的寄生電容Cpara，寄生電容Cpara不作為節(jié)點(diǎn)N1的負(fù)載電容、而作為耦合電容主動(dòng)地起作用，可以使電源節(jié)點(diǎn)2a的電壓變動(dòng)高速地傳送到節(jié)點(diǎn)N1上。
實(shí)施例2
圖3(A)概略地示出本發(fā)明的實(shí)施例2的電阻元件的平面布局。在該圖3(A)中，電阻元件R0包括沿圖垂直方向延伸的多個(gè)第1電阻部分Ra和與相鄰的第1電阻部分Ra的兩端相互連接的第2電阻部分Rb。該電阻元件R0在有源區(qū)ACT上形成。有源區(qū)ACT在后面說明，這里示出在其半導(dǎo)體層表面形成雜質(zhì)區(qū)域的區(qū)域。在電阻元件R0的上層形成由鋁層形成的導(dǎo)體層VS10，使其和該有源區(qū)ACT在平面布局中重合。該導(dǎo)體層VS10覆蓋整個(gè)有源區(qū)ACT而形成，以便將電阻元件R0覆蓋。
在半導(dǎo)體層的表面形成N型阱區(qū)NWr以便在平面布局中將有源區(qū)ACT包圍。電阻元件R0的一端經(jīng)接觸孔與節(jié)點(diǎn)2aa連接，另一端與節(jié)點(diǎn)N1連接。導(dǎo)體層VS10同樣經(jīng)接觸孔CT與N阱NWr電連接。
與在圖1(A)所示的場(chǎng)絕緣膜上形成電阻元件R0的結(jié)構(gòu)相比，在有源區(qū)ACT上形成電阻元件R0時(shí)，不必沿場(chǎng)膜周圍設(shè)置由鋁構(gòu)成的導(dǎo)體布線，可以減少電阻元件的占有面積。
圖3(B)概略地示出沿圖3(A)所示的3A—3A線的剖面結(jié)構(gòu)。在圖3(A)中，在固定在規(guī)定的偏置電壓VBB上的半導(dǎo)體襯底P—SUB的表面上形成N阱NWr，將有源區(qū)ACT包圍。電阻元件R0的第1電阻部分Ra和未圖示的MOS場(chǎng)效應(yīng)管的控制電極由同一布線層形成。即，由和構(gòu)成圖1(A)和(B)所示的MOS場(chǎng)效應(yīng)管的控制電極的電極布線層TG相同的布線層形成。該電阻元件R0(Ra)和MOS場(chǎng)效應(yīng)管的控制電極用同一制作工藝形成。從而，在N阱NWr的表面上，以該電阻元件R0(Ra，Rb)作為掩模以自對(duì)準(zhǔn)方式形成高濃度的N型雜質(zhì)區(qū)域IP和VSn，使寄生電容的電極阻抗降低，能高速地移動(dòng)電荷。沿有源區(qū)的周圍形成的雜質(zhì)區(qū)域VSn與電壓供給用的導(dǎo)體層VS10電連接。形成導(dǎo)體層VS10將該電阻元件R0(Ra，Rb)全部覆蓋。
在圖3(A)和(B)所示的電阻元件的結(jié)構(gòu)的情況下，電阻元件R0(Ra，Rb)的上面、底面和左右側(cè)面分別具有寄生電容。即，如圖(C)所示，電阻部分Ra(或Rb)的底面相對(duì)N阱NWr具有寄生電容Cp1，其左右側(cè)面相對(duì)雜質(zhì)區(qū)域IP具有寄生電容Cp2，且其表面相對(duì)導(dǎo)體層VS10具有寄生電容Cp3。在電阻元件R0(Ra，Rb)和N阱NWr之間形成的柵絕緣膜與場(chǎng)絕緣膜相比其膜厚極薄。因此，該電阻元件的電容值與在場(chǎng)絕緣膜上形成的電阻元件相比十分大。此外，與該導(dǎo)體層VS10之間形成寄生電容，進(jìn)一步增大了電容量。因此，圖2(A)所示的寄生電容Cpara的值變得十分大。
通常，相對(duì)節(jié)點(diǎn)N1存在由MOS場(chǎng)效應(yīng)管Q1和Q2引起的寄生電容。為了可靠地將電源節(jié)點(diǎn)2a的電位變化傳送到節(jié)點(diǎn)N1，希望寄生電容Cpara的電容值盡可能大。電容耦合時(shí)向節(jié)點(diǎn)N1注入電荷或拉出電荷的量與寄生電容Cpara的電容值成比例。若寄生電容Cpara的電容值比該寄生電容Cpara以外的節(jié)點(diǎn)N1的寄生電容的電容值十分大，則可以通過電容耦合可靠地使節(jié)點(diǎn)N1的電位根據(jù)電源節(jié)點(diǎn)2a來變化。因此，在該圖3(A)和(B)所示的電阻元件的結(jié)構(gòu)的情況下，寄生電容Cpara的電容值可以充分大，可以可靠地使節(jié)點(diǎn)N1的電位根據(jù)電源節(jié)點(diǎn)2a的電位變化來變化，可以使電阻元件R0兩端的電位差保持一定，可以使恒定電流發(fā)生電路的工作穩(wěn)定。
此外，該電阻元件R0上層的導(dǎo)體VS10起屏蔽層的作用，防止紫外線對(duì)電阻元件R0的照射。由此，抑制紫外線對(duì)構(gòu)成電阻元件R0的多晶硅照射時(shí)的沖擊離子(impact ion)化現(xiàn)象，并由此抑制空穴/電子的發(fā)生，抑制電阻元件R0的電阻值的變化。
變形例圖4(A)～(C)概略地示出本發(fā)明的實(shí)施例2的變形例的結(jié)構(gòu)。圖4(A)示出本發(fā)明的實(shí)施例2的變形例的平面布局，圖4(B)示出沿圖4(A)的4A—4A線的剖面結(jié)構(gòu)，圖4(C)示出寄生電容的分布。該圖4(A)和圖4(B)所示的結(jié)構(gòu)在用于固定N阱NWr的電位的導(dǎo)體布線VS20只沿電阻元件R0的周圍形成這一點(diǎn)上、與圖3(A)和(B)所示的結(jié)構(gòu)是不同的。在該圖4(A)和(B)所示的結(jié)構(gòu)的情況下，如圖(C)所示，電阻元件R0的各電阻部分(Ra，Rb)只對(duì)N阱區(qū)NWr表面的雜質(zhì)區(qū)域IP具有寄生電容Cp1和Cp2。因此，因沒有設(shè)置上層的導(dǎo)體，故與圖3(A)和(B)所示的結(jié)構(gòu)相比，寄生電容的電容值小，柵絕緣膜GD的膜厚十分薄，所以，其寄生電容Cpara的電容值可以充分大。
此外，與剛才的實(shí)施例2一樣，在N阱NWr表面形成雜質(zhì)區(qū)域IP，因此，該N阱NWr的表面電阻可以小，相應(yīng)地寄生電容Cpara一邊的電極電阻可以變小，在該電極上可高速地進(jìn)行電荷移動(dòng)，可使外部電源電壓extVcc的變化快速地傳送到各電阻部分的寄生電容(Cp1，Cp2)中，可實(shí)現(xiàn)響應(yīng)特性良好的寄生電容。
如上所述，若按照本發(fā)明的實(shí)施例2，在有源區(qū)上形成電阻元件，所以，可使該電阻元件和阱區(qū)之間的寄生電容的電容值變大，可使節(jié)點(diǎn)N1的電位隨外部電源電壓extVcc的變化而可靠地變化，可實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的電路。
實(shí)施例3圖5(A)示出本發(fā)明的實(shí)施例3的半導(dǎo)體裝置的主要部分的剖面結(jié)構(gòu)。在該圖5(A)所示的結(jié)構(gòu)中，在電阻元件R0的電阻部分Ra(Rb)上層形成由第2多晶硅層形成的電壓供給導(dǎo)體層VSC，將該電阻元件R0(Ra，Rb)全部覆蓋。在該電壓供給用的導(dǎo)體層VSC上層，形成由鋁形成的低電阻導(dǎo)體層VS30，將該電壓供給用的導(dǎo)體層VSC覆蓋。導(dǎo)體層VS30與導(dǎo)體層VSC電連接，而且與在N阱NWr表面形成的雜質(zhì)區(qū)域Vn電連接。該導(dǎo)體層VS30傳送外部電源電壓extVcc。通過在上層形成第2多晶硅層以將電阻元件R0(Ra)覆蓋，可以使如圖3(A)～(C)所示那樣地形成的電阻元件的各電阻部分Ra和Rb與導(dǎo)體層VSC之間的距離變小，可使該電阻元件R0的寄生電容更加增大。
即，如圖5(B)所示，電壓供給用的導(dǎo)體層VSC和電阻部分Ra(Rb)的兩面之間形成的寄生電容Cp5比剛才圖3(C)所示的寄生電容Cp3大，相應(yīng)地可使合成寄生電容Cpara的電容值變大。這里，在圖5(B)中，為簡(jiǎn)化圖面沒有示出電阻部分Ra(或Rb)的左右側(cè)面和上層的電壓供給導(dǎo)體VSC之間形成的寄生電容。
圖6(A)示出當(dāng)半導(dǎo)體裝置是半導(dǎo)體存儲(chǔ)裝置時(shí)存儲(chǔ)單元的等效電路，圖6(B)概略示出該存儲(chǔ)單元的剖面結(jié)構(gòu)。
在圖6(A)中，存儲(chǔ)單元與字線WL和位線BL的交叉部分對(duì)應(yīng)配置。存儲(chǔ)單元的1行與字線WL連接，存儲(chǔ)單元的1列與位線BL(位線對(duì)BL，/BL)連接。存儲(chǔ)單元包括將信息以電荷的形式存儲(chǔ)的存儲(chǔ)單元電容MC；由響應(yīng)字線WL上的信號(hào)電位而導(dǎo)通、將該存儲(chǔ)單元電容MC與位線連接的N溝道MOS場(chǎng)效應(yīng)管構(gòu)成的存取晶體管MT。向存儲(chǔ)單元電容MC的一個(gè)電極(單元板)供給一定的單元板電壓Vcp。在存儲(chǔ)單元電容MC的另一電極(存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn))SN上積蓄與存儲(chǔ)信息對(duì)應(yīng)的電荷量。
在圖6(B)中，在P型半導(dǎo)體層P—SUB的表面形成的P型阱PW，在P型阱的表面形成存儲(chǔ)單元。該存取場(chǎng)效應(yīng)管MT包含在P阱PW的表面形成的高濃度N型雜質(zhì)區(qū)域SR和DR；在這些雜質(zhì)區(qū)域SR和DR之間的P阱的表面經(jīng)柵絕緣膜GD形成的柵電極層PL1。珊電極層PL1由第1層多晶硅形成。雜質(zhì)SR與由第2層多晶硅形成的導(dǎo)體布線PL2連接。該導(dǎo)體布線PL2構(gòu)成位線BL。
存儲(chǔ)單元電容MC包含由與雜質(zhì)區(qū)域DR連接的第3層多晶硅層形成的導(dǎo)體布線PL3；由經(jīng)絕緣膜(未圖示)與該導(dǎo)體布線PL3的上部表面相對(duì)配置的第4層多晶硅形成的導(dǎo)體布線PL4。該導(dǎo)體布線PL3形成存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)SN和存儲(chǔ)單元電容MC的一個(gè)電極層，導(dǎo)體布線PL4形成存儲(chǔ)單元電容MC的單元板電極(另一個(gè)電極)。
在由該第4層多晶硅布線形成的單元板電極布線PL4的上層，與導(dǎo)體布線PL1平行地形成第1層鋁金屬布線A1。該由鋁構(gòu)成的金屬布線A1在未圖示的部分與導(dǎo)體布線PL1連接。導(dǎo)體布線PL1形成字線WL和存取晶體管的柵電極，將該導(dǎo)體布線PL1和低電阻的鋁布線A1以規(guī)定的間隔連接，由此減小字線WL的電阻。
該金屬布線A1在與圖5(A)所示的導(dǎo)體層VS30同一布線層上形成。電壓供給用導(dǎo)體層VSC由第2層多晶硅形成，在與構(gòu)成位線的導(dǎo)體布線PL2同一布線層上形成。因此，這些導(dǎo)體布線VSC和VS30是用與存儲(chǔ)單元的制造工藝相同的制造工藝來形成的。
在該圖6(B)所示的結(jié)構(gòu)中，與由第1層鋁布線形成的金屬布線A1和在第1層多晶硅層中形成的第2層多晶硅布線之間的距離相比，使在第2層多晶硅層中形成的位線(導(dǎo)體布線PL2)和導(dǎo)體布線(柵電極布線)PL1之間的距離非常小，因此，圖5(A)中的電阻元件R0和導(dǎo)體布線VSC之間的寄生電容的電容值可以充分大。
如上所述，若按照本發(fā)明的實(shí)施例3，在用于固定阱電位的導(dǎo)體布線和電阻元件之間形成另外的導(dǎo)體布線，將該另外的布線與阱電位固定用的導(dǎo)體布線進(jìn)行電連接，所以可以使該另外的布線與電阻元件之間的寄生電容變大，相應(yīng)地可以使電阻元件R0相對(duì)外部電源電壓extVcc具有的寄生電容Cpara的電容值充分大，可以使接地N1的電位快速而準(zhǔn)確地跟隨外部電源電壓extVcc的變化，可以使電路穩(wěn)定。
再有，在圖5(A)所示的結(jié)構(gòu)中，也實(shí)現(xiàn)了導(dǎo)體布線VS30對(duì)電阻元件R0(Ra，Rb)起屏蔽層的作用。
實(shí)施例4圖7概略地示出本發(fā)明的實(shí)施例4的半導(dǎo)體裝置的主要部分的剖面結(jié)構(gòu)。在該圖7所示的結(jié)構(gòu)中，電阻元件在由第2層多晶硅層形成的導(dǎo)體層上形成。在圖7中，示出電阻元件R0的電阻部分RRa(或RRb)。該電阻元件的電阻部分RRa和RRb分別包含在一個(gè)方向上以規(guī)定的間隔重復(fù)配置的電阻部分；和在與該方向垂直的方向上配設(shè)的、與沿該方向延伸的電阻元件進(jìn)行電連接的電阻部分。
當(dāng)使用第2層多晶硅布線作為該電阻元件時(shí)，在MOS場(chǎng)效應(yīng)管的柵電極形成時(shí)，在該N阱NWr的表面尚未形成電阻元件。因此，在MOS場(chǎng)效應(yīng)管的雜質(zhì)注入工序中，通過在該N阱NWr的整個(gè)表面注入N型雜質(zhì)，可以形成高濃度的n型雜質(zhì)區(qū)域NIR。該n型雜質(zhì)區(qū)域NIR通過覆蓋這些電阻部分而形成的導(dǎo)體VS20與電阻元件RRa(或RRb)的上層連接。給導(dǎo)體VS20加上外部電源電壓extVcc。
在該圖7所示的結(jié)構(gòu)的情況下，在該N阱NWr的整個(gè)表面形成n型雜質(zhì)區(qū)域NIR。因此，可以使在該電阻部分RRa(RRb)和雜質(zhì)區(qū)域NIR之間形成的寄生電容的電極電阻低、使外部電源電壓extVcc的變化快速地傳送到N阱NWr的整個(gè)表面，可以快速地進(jìn)行電容耦合、使接地N1的電位按照該外部電源電壓extVcc的變化而變化，可以實(shí)現(xiàn)響應(yīng)特性好的電容、使恒定電流發(fā)生電路穩(wěn)定地工作。
實(shí)施例5圖8概略地示出本發(fā)明的實(shí)施例4的半導(dǎo)體裝置的主要部分的剖面結(jié)構(gòu)。在圖8中，只示出恒定電流發(fā)生電路的部分結(jié)構(gòu)。恒定電流發(fā)生電路10a包含接在外部電源節(jié)點(diǎn)2a和節(jié)點(diǎn)LPF之間的電阻元件RF；和接在節(jié)點(diǎn)LPF和接地節(jié)點(diǎn)之間的電容CF。對(duì)于電阻元件RF，在和接地節(jié)點(diǎn)之間主動(dòng)地形成寄生電容Cpa。
在節(jié)點(diǎn)LPF和節(jié)點(diǎn)N1之間連接電阻元件R0。該電阻元件R0具有和實(shí)施例1～4一樣的結(jié)構(gòu)，其剖面結(jié)構(gòu)后面再詳細(xì)說明，在電阻元件R0的下部形成的阱區(qū)與節(jié)點(diǎn)LPF連接，相對(duì)節(jié)點(diǎn)LPF設(shè)有附屬于該電阻元件R0的寄生電容Cpb。其它的晶體管Q1、Q2、Q3和Q4的結(jié)構(gòu)與剛才圖14所示的結(jié)構(gòu)相同，省略其詳細(xì)說明。
在該圖8所示的恒定電流發(fā)生電路10a中，由電阻元件RF和電容CF形成低通濾波器。該電容CF和寄生電容Cpa并聯(lián)連接。因此，通過使用與剛才實(shí)施例1～4所示的電阻元件R0同一結(jié)構(gòu)的元件作為該電阻元件RF，可以有效地形成具有大電容值的寄生電容Cpa(這時(shí)，寄生電容Cpa不與外部電源節(jié)點(diǎn)而與接地節(jié)點(diǎn)連接)。因此，即使外部電源電壓extVcc發(fā)生變動(dòng)，通過由該電阻元件RF、電容CF和寄生電容Cpa構(gòu)成的低通濾波器也能夠除去該外部電源電壓extVcc的噪聲，可使節(jié)點(diǎn)LPF的電位穩(wěn)定在恒定的電平上。
電阻元件R0接在節(jié)點(diǎn)LPF和節(jié)點(diǎn)N1之間，MOS場(chǎng)效應(yīng)管Q1接在節(jié)點(diǎn)LPF和節(jié)點(diǎn)N2之間，其柵極與節(jié)點(diǎn)N1連接。因此，該恒定電流發(fā)生電路10a以節(jié)點(diǎn)LPF作為電源節(jié)點(diǎn)進(jìn)行恒定電流發(fā)生工作。節(jié)點(diǎn)LPF的電壓因電阻元件RF、電容CF和寄生電容Cpa的作用而成為除去了噪聲的穩(wěn)定的電壓電平。因而，該恒定電流發(fā)生電路10a可以不受外部電源電壓extVcc的影響穩(wěn)定地產(chǎn)生一定的恒定電流。此外，假使節(jié)點(diǎn)LPF的電壓變動(dòng)，該節(jié)點(diǎn)LPF的電壓變化也可以傳送到節(jié)點(diǎn)N1、使節(jié)點(diǎn)LPF和節(jié)點(diǎn)N1之間的電壓保持一定，可以穩(wěn)定地生成所要大小的恒定電流。
圖9(A)示出圖8所示的電阻元件RF的部分結(jié)構(gòu)。在圖9(A)中，在P型半導(dǎo)體襯底P—SUB表面形成由低濃度的N型雜質(zhì)區(qū)域構(gòu)成的N阱NWF。在該N阱NWF的表面，形成具有與元件分離用的場(chǎng)絕緣膜相同膜厚的厚的絕緣膜(稱場(chǎng)絕緣膜)FDF。電阻元件RF在該場(chǎng)絕緣膜FDF上形成。圖9(A)只示出該電阻元件RF的沿一個(gè)方向延伸的電阻部分RFa(或RFb)的剖面部分。在該N阱NWF表面形成高濃度雜質(zhì)區(qū)域VSnF，將場(chǎng)絕緣膜FDF包圍。在電阻元件RF(RFa，RFb)的上層形成由鋁形成的金屬導(dǎo)體布線VS40，將這些電阻元件覆蓋。該金屬導(dǎo)體布線VS40與雜質(zhì)區(qū)域VSnF連接且與接地節(jié)點(diǎn)連接。因此，N阱NWF固定在接地電位。半導(dǎo)體襯底被偏置在負(fù)電位VBB。
在該圖9(A)所示的結(jié)構(gòu)的情況下，在電阻部分RFa(RFb)和N阱NWF之間形成的寄生電容Cpara相對(duì)接地節(jié)點(diǎn)形成。該寄生電容Cpara的合成寄生電容Cpa與圖8所示的電容CF并聯(lián)連接。由此，即使在截止頻率低的情況下，也可以在不增大占有面積的情況下實(shí)現(xiàn)所需要的電容值，可以實(shí)現(xiàn)低占有面積的低通濾波器，可使節(jié)點(diǎn)LPF不受外部電源電壓extVcc的影響而穩(wěn)定地保持一定的電壓電平。
圖9(B)示出圖8所示的電阻R0的部分結(jié)構(gòu)。在該圖9(B)中，示出電阻元件R0的電阻部分Ra(Rb)的部分剖面結(jié)構(gòu)。這些電阻部分Ra(Rb)在在N阱NWr表面形成的場(chǎng)絕緣膜FD上形成。沿N阱NWr的周圍形成高濃度的N型雜質(zhì)區(qū)域VSn，將該場(chǎng)絕緣膜FD包圍。在電阻部分Ra(Rb)的上層形成由鋁形成的金屬導(dǎo)體布線VS50。該金屬導(dǎo)體布線VS50與節(jié)點(diǎn)LPF連接且與高濃度N型雜質(zhì)區(qū)域VSn連接。因此，N阱NWr固定在節(jié)點(diǎn)LPF的電壓電平上。節(jié)點(diǎn)LPF經(jīng)圖9(A)所示的電阻元件RF與電源節(jié)點(diǎn)2a連接，所以，除去了噪聲的電壓被傳送到節(jié)點(diǎn)LPF、N阱NWr也穩(wěn)定地保持在一定的電平上。電阻部分Ra(Rb)和N阱NWr之間形成的寄生電容Cp對(duì)節(jié)點(diǎn)LPF形成。因此，即使未被低通濾波器除去的噪聲傳送到節(jié)點(diǎn)LPF，通過該寄生電容Cp的合成電容，節(jié)點(diǎn)N1的電位也發(fā)生變化，可以使加在電阻元件R0兩端之間的電壓保持一定的電平。再有，金屬導(dǎo)體布線VS50在這些電阻元件部分Ra(Rb)上形成，將電阻部分Ra(Rb)覆蓋。
再有，也可以使用剛才實(shí)施例2～4中的任一種結(jié)構(gòu)來取代用于固定該圖9(A)和(B)所示的電阻元件和阱的電位的結(jié)構(gòu)。
如上所述，若按照本發(fā)明的實(shí)施例5，從外部電源節(jié)點(diǎn)經(jīng)低通濾波器向恒定電流發(fā)生電路的電源節(jié)點(diǎn)傳送外部電源電壓，所以，該恒定電流發(fā)生電路的電源節(jié)點(diǎn)的電位可以不受外部電源電壓extVcc的噪聲的影響，穩(wěn)定地保持一定的電平。此外，對(duì)于構(gòu)成該低通濾波器的電阻元件，專門設(shè)置阱區(qū)，通過使該阱區(qū)固定在接地電壓電平上，能以小的占有面積使低通濾波器包含的電容的電容值設(shè)定成大的值。此外，在恒定電流發(fā)生電路中，對(duì)恒定電流發(fā)生用的電阻元件R0，將專門設(shè)置的阱區(qū)與該低通濾波器的輸出節(jié)點(diǎn)連接，所以，假使未除去噪聲的電壓傳送到內(nèi)部電源節(jié)點(diǎn)，因該電阻元件的寄生電容可以使該恒定電流發(fā)生用的電阻元件兩端間的電壓電平根據(jù)噪聲變化，可以穩(wěn)定地使該恒定電流發(fā)生用的電阻元件兩端間的電壓保持在一定的電平上。
實(shí)施例6 圖10概略地示出本發(fā)明的實(shí)施例6的半導(dǎo)體裝置的主要部分的結(jié)構(gòu)。在圖10中，電阻元件RZ設(shè)在信號(hào)輸入節(jié)點(diǎn)20和節(jié)點(diǎn)21之間。對(duì)該電阻元件設(shè)置專用的阱區(qū)，該阱區(qū)與信號(hào)輸入節(jié)點(diǎn)20連接。信號(hào)SIG經(jīng)電阻元件RZ的降壓或限流等的作用后被傳送到節(jié)點(diǎn)21。在該工作時(shí)，電阻元件RZ對(duì)信號(hào)輸入節(jié)點(diǎn)20連接有寄生電容Csp。因而信號(hào)輸入節(jié)點(diǎn)20的信號(hào)變化快速地傳送到節(jié)點(diǎn)21。由此，與電阻元件RZ對(duì)接地節(jié)點(diǎn)具有寄生電容的情況相比，可以快速地將信號(hào)SIG傳送到節(jié)點(diǎn)21。
在該圖10所示的結(jié)構(gòu)中，電阻元件RZ和阱電位固定用的導(dǎo)體布線的結(jié)構(gòu)也可以使用剛才實(shí)施例1～4的任何一種結(jié)構(gòu)。
如上所述，若按照本發(fā)明的實(shí)施例6，對(duì)電阻元件設(shè)置專用的阱區(qū)，該阱區(qū)因固定在信號(hào)輸入節(jié)點(diǎn)的電位上，所以能快速地將加給信號(hào)輸入節(jié)點(diǎn)的信號(hào)傳送到電阻元件的另一端。若使電阻元件另一端與例如雙極性晶體管的基極連接，則可以使雙極性晶體管快速地跟隨輸入信號(hào)工作。
實(shí)施例7圖11概略地示出本發(fā)明的實(shí)施例6的半導(dǎo)體裝置的的結(jié)構(gòu)。在圖11中，電阻元件R30連接在電源節(jié)點(diǎn)30和邏輯門LG的工作電源節(jié)點(diǎn)31之間。與剛才的實(shí)施例1～4的結(jié)構(gòu)一樣，對(duì)該電阻元件30設(shè)置專用阱區(qū)，該阱區(qū)固定在接地電位電平上。邏輯門LG例如具有由P溝道MOS場(chǎng)效應(yīng)管PQ和N溝道MOS場(chǎng)效應(yīng)管NQ構(gòu)成的CMOS反相器的結(jié)構(gòu)。
在該圖11所示的結(jié)構(gòu)的情況下，電阻元件R30對(duì)接地節(jié)點(diǎn)具有寄生電容C30(阱電位固定在接地電位)。因此，即使電源節(jié)點(diǎn)30上的電源電壓Vcc變動(dòng)時(shí)，該電源噪聲也會(huì)被電阻元件R30和寄生電容C30過濾掉，或者被寄生電容C30吸收。因此，邏輯門的工作電源節(jié)點(diǎn)31可穩(wěn)定地保持在一定的電平上。邏輯門LG不會(huì)錯(cuò)誤地判斷該輸入信號(hào)IN的邏輯電平，可實(shí)現(xiàn)即使產(chǎn)生電源噪聲時(shí)也能穩(wěn)定工作的邏輯門。這時(shí)，構(gòu)成低通濾波器的要素的寄生電容C30將相對(duì)于電阻元件形成區(qū)域形成的阱區(qū)作為其一個(gè)電極。因此，在由該電阻元件和電容元件構(gòu)成的低通濾波器中，不需要電容元件的占有面積，可以實(shí)現(xiàn)低占有面積、電源電壓穩(wěn)定的電路。
再有，該邏輯門LG不限于反相器，也可以是其它的多輸入的邏輯門。此外，也可以將該電阻元件設(shè)置于接地節(jié)點(diǎn)中。
如上所述，若按照本發(fā)明的實(shí)施例7，在邏輯門的工作電源節(jié)點(diǎn)和供給電源電壓的電源節(jié)點(diǎn)之間設(shè)置電阻元件，并專門為該電阻元件設(shè)置固定于接地電位的阱區(qū)，所以，可以實(shí)現(xiàn)占有面積小、能吸收電源噪聲和使邏輯門的工作電源電壓穩(wěn)定的電路。
實(shí)施例8圖12示出本發(fā)明的實(shí)施例8的半導(dǎo)體裝置的結(jié)構(gòu)。在圖12中，電阻元件R40接在輸入節(jié)點(diǎn)41和輸出節(jié)點(diǎn)42之間，在節(jié)點(diǎn)42和接地節(jié)點(diǎn)之間，連接電容元件C40。電阻元件R40由多晶硅形成，與實(shí)施例1～4一樣，對(duì)該電阻元件R40設(shè)置專用阱區(qū)。對(duì)該電阻元件專門設(shè)置的阱區(qū)與接地節(jié)點(diǎn)連接。因此，電阻元件R40對(duì)地具有寄生電容CP40。
在該圖12所示的結(jié)構(gòu)中，形成低通濾波器，對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行濾波處理并送到節(jié)點(diǎn)42、產(chǎn)生輸出信號(hào)OUT。在該低通濾波器中，寄生電容CP40連接成與C40并聯(lián)。該寄生電容CP40具有較大的電容值。因此，可減小電容C40的電容值，可以實(shí)現(xiàn)低占有面積的低通濾波器。
再有，若恒定電流發(fā)生電路是在電阻元件的兩端產(chǎn)生一定的電壓、根據(jù)該電阻值和電阻元件兩端所加的電壓來產(chǎn)生恒定電流的結(jié)構(gòu)，則可以利用任意結(jié)構(gòu)的恒定電流發(fā)生電路。
如上所述，若按照本發(fā)明，因?yàn)槭窃诎雽?dǎo)體表面與電阻體相對(duì)地設(shè)置阱區(qū)、使該阱區(qū)與特定的節(jié)點(diǎn)連接的結(jié)構(gòu)，所以，即使在電阻體的一端發(fā)生噪聲，電阻體另一端的電位因通過半導(dǎo)體阱區(qū)和電阻體之間的電容將該噪聲補(bǔ)償，所以，可以實(shí)現(xiàn)噪聲的承受性能良好的半導(dǎo)體裝置。
特別是，通過使阱區(qū)與電阻體一端連接，由于電阻體和阱區(qū)之間的寄生電容，電阻體一端的電位變動(dòng)通過電容耦合可傳送到電阻體的另一端，從而，可實(shí)現(xiàn)響應(yīng)特性好的半導(dǎo)體裝置。
通過使該半導(dǎo)體阱區(qū)和電阻體一端與電源電壓供給節(jié)點(diǎn)連接，即使電源電壓發(fā)生噪聲，也能使加在該電阻體兩端的電壓保持一定的電壓電平，相應(yīng)地可以使流過該電阻體的電流恒定。
此外，取而代之，通過使半導(dǎo)體阱區(qū)連接到接受和電阻體兩端的電壓不同的規(guī)定電壓的節(jié)點(diǎn)，電阻體上形成大的寄生電容，可以由該寄生電容將電阻體一端產(chǎn)生的噪聲吸收，從而，可實(shí)現(xiàn)噪聲承受性能好的半導(dǎo)體裝置。
權(quán)利要求
1.一種半導(dǎo)體裝置，其特征在于包括經(jīng)絕緣膜在第1導(dǎo)電型半導(dǎo)體層上形成的電阻元件；相對(duì)于形成上述電阻元件的整個(gè)區(qū)域而且是在上述電阻元件形成區(qū)域?qū)Ｓ玫纳鲜霭雽?dǎo)體層表面上形成的第2導(dǎo)電型半導(dǎo)體區(qū)域；和向上述半導(dǎo)體區(qū)域供給特定節(jié)點(diǎn)的電壓的電壓供給裝置。
2.權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于上述電阻元件接在與上述特定節(jié)點(diǎn)連接的第1節(jié)點(diǎn)和第2節(jié)點(diǎn)之間。
3.權(quán)利要求2所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于上述特定節(jié)點(diǎn)連接到供給預(yù)定的電壓的節(jié)點(diǎn)。
4.權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于上述電阻元件接在第1節(jié)點(diǎn)和第2節(jié)點(diǎn)之間，上述特定節(jié)點(diǎn)連接到供給與上述第1和第2節(jié)點(diǎn)上的電壓不同的、預(yù)定的恒定電壓的節(jié)點(diǎn)。
5.權(quán)利要求1至4的任何一項(xiàng)所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于上述半導(dǎo)體區(qū)域包括具有在上述半導(dǎo)體層表面上形成的第1雜質(zhì)濃度的第2導(dǎo)電型的半導(dǎo)體阱區(qū)；在上述半導(dǎo)體阱區(qū)的表面形成并連接成能從上述電壓供給裝置接受電壓、而且具有比上述第1雜質(zhì)濃度高的第2雜質(zhì)濃度的第2導(dǎo)電型雜質(zhì)半導(dǎo)體區(qū)域。
6.權(quán)利要求1～4的任何一項(xiàng)所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于上述絕緣膜具有與元件分離用的厚的場(chǎng)絕緣膜相同的膜厚。
7.權(quán)利要求5所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于上述雜質(zhì)半導(dǎo)體區(qū)域具有在上述半導(dǎo)體阱區(qū)上互相分離形成的多個(gè)島區(qū)域。
8.權(quán)利要求2所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于還具有在上述電阻元件形成區(qū)域的另外的區(qū)域內(nèi)形成、經(jīng)第2絕緣膜在上述導(dǎo)電型半導(dǎo)體層表面上形成、且進(jìn)而連接在接受預(yù)定的第1電壓的節(jié)點(diǎn)和連接到上述特定節(jié)點(diǎn)的上述第1節(jié)點(diǎn)之間的第2電阻元件；相對(duì)上述第2電阻元件形成區(qū)域形成、且在上述電阻元件形成區(qū)域?qū)Ｓ玫纳鲜霭雽?dǎo)體層表面上形成的第2導(dǎo)電型的第2半導(dǎo)體區(qū)域；向上述第2半導(dǎo)體區(qū)域供給上述第1電壓和與上述特定節(jié)點(diǎn)的電壓不同的第2恒定電壓的第2電壓供給裝置。
9.權(quán)利要求8所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于上述第2電壓供給裝置包括在上述第2電阻元件上層形成的導(dǎo)體層，該導(dǎo)體層將上述第2電阻元件覆蓋。
10.權(quán)利要求2或8所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于還具備產(chǎn)生恒定電流的恒定電流發(fā)生裝置，該裝置使上述特定節(jié)點(diǎn)與上述第2節(jié)點(diǎn)連接，在上述電阻元件的第1和第2節(jié)點(diǎn)之間產(chǎn)生不依賴上述特定節(jié)點(diǎn)的電壓的恒定電壓，上述恒定電流的大小由上述恒定電壓和上述電阻元件的電阻值決定。
11.權(quán)利要求10所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于還具備將上述恒定電流發(fā)生裝置產(chǎn)生的流經(jīng)上述電阻元件的恒定電流轉(zhuǎn)換成電壓、產(chǎn)生獨(dú)立于上述特定節(jié)點(diǎn)電壓的基準(zhǔn)電壓的基準(zhǔn)電壓發(fā)生裝置。
12.權(quán)利要求11所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于進(jìn)而具備電流供給驅(qū)動(dòng)元件和比較—調(diào)整裝置，該電流供給驅(qū)動(dòng)元件向上述特定節(jié)點(diǎn)加上與外部給的外部電源電壓對(duì)應(yīng)的電壓，使上述外部電源電壓供給節(jié)點(diǎn)和用于傳送內(nèi)部工作電源電壓的內(nèi)部電源線連接，從上述外部電源電壓供給節(jié)點(diǎn)向上述內(nèi)部電源線供給電流，該比較/調(diào)整裝置將上述內(nèi)部電源線上的電壓與上述基準(zhǔn)電壓發(fā)生裝置產(chǎn)生的基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較，根據(jù)該比較結(jié)果來調(diào)整上述電流供給驅(qū)動(dòng)元件所供給的電流量。
13.權(quán)利要求2所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于加到上述特定節(jié)點(diǎn)的電壓是從外部供給的電源電壓。
14.權(quán)利要求4所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于還具備連接在上述第2節(jié)點(diǎn)和上述特定節(jié)點(diǎn)之間的電容元件。
15.權(quán)利要求8所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于還具備連接在上述第2恒定電壓供給節(jié)點(diǎn)和上述特定節(jié)點(diǎn)之間的電容元件。
全文摘要
提供包含電阻元件的耐噪聲性能好的半導(dǎo)體裝置。相對(duì)于半導(dǎo)體層(P－SUB)表面形成的電阻元件(R0:Ra,Rb)設(shè)置阱區(qū)(NWr),將該阱區(qū)固定在特定的電壓電平上。在阱區(qū)(NWr)和電阻元件(R0)之間形成寄生電容,通過該寄生電容來補(bǔ)償該電阻元件一端產(chǎn)生的噪聲。
文檔編號(hào)H01L29/66GK1184336SQ9711548
公開日1998年6月10日 申請(qǐng)日期1997年7月28日 優(yōu)先權(quán)日1996年11月29日
發(fā)明者諏訪真人 申請(qǐng)人:三菱電機(jī)株式會(huì)社