JP4419575B2 - RESISTANCE ELEMENT AND ITS MANUFACTURING METHOD, BIAS CIRCUIT AND SEMICONDUCTOR DEVICE MANUFACTURING METHOD - Google Patents
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Description
本発明は、例えば無線システムの送信機に適用される電力増幅器に搭載される抵抗素子およびその製造方法、並びにバイアス回路および半導体装置の製造方法に関する。 The present invention relates to a resistance element mounted on a power amplifier applied to, for example, a transmitter of a wireless system, a manufacturing method thereof, a bias circuit, and a manufacturing method of a semiconductor device.
無線送信機の電力増幅器(パワーアンプモジュール)、特に携帯電話用送信部に適用されるパワーアンプモジュールでは、増幅素子としての電界効果トランジスタ(FET)のバイアス電流を所定の値に設定することがパワーアンプモジュールの性能(電力付加効率や歪特性など)を決める重要な要素となる。 In a power amplifier (power amplifier module) of a radio transmitter, particularly a power amplifier module applied to a transmitter for a mobile phone, setting the bias current of a field effect transistor (FET) as an amplifying element to a predetermined value is a power It is an important factor that determines the performance (power added efficiency, distortion characteristics, etc.) of the amplifier module.
電界効果トランジスタのバイアス電圧、バイアス電流を決めるためにはゲートにバイアス回路が接続される。このバイアス回路はゲートバイアス供給端子から供給される電圧を抵抗にて分圧し、ゲートに印加する方法が用いられている。しかしながら、プロセス誤差により、電界効果トランジスタのしきい値がばらついた場合には、一定の抵抗値で分圧すると、動作電流が一定にならないという問題があった。 In order to determine the bias voltage and bias current of the field effect transistor, a bias circuit is connected to the gate. This bias circuit uses a method in which a voltage supplied from a gate bias supply terminal is divided by a resistor and applied to the gate. However, when the threshold value of the field-effect transistor varies due to a process error, there is a problem that the operating current does not become constant when the voltage is divided by a constant resistance value.
また、電界効果トランジスタの完成後にゲートへのバイアス電圧を調整することも行われているが、それぞれの電界効果トランジスタに対して抵抗のトリミングが必要になりトリミング時間を増大させる、バイアス回路の面積を増加させるという問題があった。 In addition, although the bias voltage to the gate is adjusted after the completion of the field effect transistor, trimming of the resistance is required for each field effect transistor, and the area of the bias circuit that increases the trimming time is increased. There was a problem of increasing.
この問題を解決するためのバイアス回路が提案されている(特許文献1参照)。特許文献1に提案の発明は、電界効果トランジスタのチャネルと同じ構造を抵抗として使うものである。このように、しきい値電圧のプロセスばらつきに連動して、完成後の電界効果トランジスタのしきい値に合致した抵抗値をもつ抵抗素子を半導体基板の中に作製できると、バイアス回路の小型化を図ることができ、バイアス調整の手間を大幅に削減することができる。
しかしながら、しきい値電圧がプラスになるとチャネルのシート抵抗は、MΩ〜GΩのオーダーになり、このような抵抗素子はバイアス回路には使えないという問題があった。これは、エンハンスメントモードの電界効果トランジスタのチャネルは、ゲート電極に印加される電圧が0Vの場合には、基本的に電流が流れないように設計されているからである。 However, when the threshold voltage becomes positive, the sheet resistance of the channel is on the order of MΩ to GΩ, and there is a problem that such a resistance element cannot be used in the bias circuit. This is because the channel of the enhancement mode field effect transistor is basically designed so that no current flows when the voltage applied to the gate electrode is 0V.
特にパワーアンプ用途に使用される電界効果トランジスタに対しては、消費電力を減らす目的で、しきい値電圧をプラスにし、ゲート電圧が0Vの際のオフ電流を小さくする、エンハンスメント型のトランジスタを作製する要求が強い。 For field-effect transistors used for power amplifiers in particular, enhancement-type transistors are manufactured that increase the threshold voltage and reduce the off-current when the gate voltage is 0 V in order to reduce power consumption. The demand to do is strong.
以上のように、しきい値電圧がプラスの場合にも適用可能で、チャネルのシート抵抗を数百Ω程度にすることができ、バイアス回路等の回路に適用可能な構造の抵抗素子およびその製造方法が望まれている。また、しきい値電圧がプラスの場合にも適用可能で、トリミングを行うことなくバイアス電流を一定にすることができるバイアス回路が求められている。 As described above, it can be applied even when the threshold voltage is positive, the sheet resistance of the channel can be reduced to about several hundreds Ω, and the resistance element having a structure applicable to a circuit such as a bias circuit and its manufacture A method is desired. Further, there is a need for a bias circuit that can be applied even when the threshold voltage is positive and that can keep the bias current constant without performing trimming.
本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、プロセスばらつきにより電界効果トランジスタのしきい値が変動しても、当該しきい値の変動に抵抗値が連動し、完成後の電界効果トランジスタのしきい値に合致した実用的な抵抗値をもつ抵抗素子およびその製造方法を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and its purpose is that even if the threshold value of a field effect transistor fluctuates due to process variations, the resistance value is linked to the fluctuation of the threshold value. It is an object of the present invention to provide a resistance element having a practical resistance value that matches the threshold value of the field effect transistor and a manufacturing method thereof.
本発明の他の目的は、プロセスばらつきにより電界効果トランジスタのしきい値が変動しても、バイアス電流を一定にすることができるバイアス回路を提供することにある。 Another object of the present invention is to provide a bias circuit capable of keeping the bias current constant even if the threshold value of the field effect transistor varies due to process variations.
本発明の他の目的は、プロセスばらつきにより電界効果トランジスタのしきい値が変動しても、当該しきい値の変動に抵抗値が連動し、完成後の電界効果トランジスタのしきい値に合致した実用的な抵抗値をもつ抵抗素子を電界効果トランジスタと同一の基板に製造することができる半導体装置の製造方法を提供することにある。 Another object of the present invention is that even if the threshold value of the field effect transistor fluctuates due to process variations, the resistance value is linked to the fluctuation of the threshold value, and matches the threshold value of the completed field effect transistor. An object of the present invention is to provide a semiconductor device manufacturing method capable of manufacturing a resistance element having a practical resistance value on the same substrate as a field effect transistor.
上記の目的を達成するため、本発明は、第1導電型のチャネルをもつ電界効果トランジスタが形成された半導体基板に形成された抵抗素子であって、前記半導体基板に形成された第1導電型の前記チャネルを利用したチャネル抵抗と、前記チャネル抵抗に電流を流す1対の端子と、前記チャネル抵抗に流す電流の方向に沿って延伸するスリット状のパターンで第2導電型不純物が導入されて形成され、前記チャネル抵抗を含む前記半導体基板のバンドエネルギーを調整して前記チャネル抵抗の抵抗値を調整する抵抗調整部とを有する。 To achieve the above object, the present onset Ming, a resistive element field-effect transistor formed on a semiconductor substrate formed with a channel of a first conductivity type, a first conductive formed on the semiconductor substrate The second conductivity type impurity is introduced in a channel resistance using the channel of the mold, a pair of terminals for passing current through the channel resistance, and a slit-like pattern extending along the direction of current flowing through the channel resistance. And a resistance adjusting unit that adjusts a band energy of the semiconductor substrate including the channel resistance to adjust a resistance value of the channel resistance.
上記の本発明の抵抗素子では、半導体基板の別の領域に形成された電界効果トランジスタの第1導電型のチャネルをチャネル抵抗として利用している。そして、チャネル抵抗を含む半導体基板のバンドエネルギーを調整してチャネル抵抗の抵抗値を調整する抵抗調整部がスリット状のパターンで形成されている。抵抗調整部が、チャネル抵抗に流す電流の方向に沿って延伸するスリット状のパターンで形成されることにより、実用的な抵抗値を得るための電流経路を確保しつつ、チャネル抵抗の抵抗値が調整される。また、電界効果トランジスタの第1導電型のチャネルをチャネル抵抗として利用することにより、電界効果トランジスタのしきい値と相関をもつ抵抗値が得られる。 In the resistance element of the present invention described above, the channel of the first conductivity type of the field effect transistor formed in another region of the semiconductor substrate is used as the channel resistance. And the resistance adjustment part which adjusts the band energy of the semiconductor substrate containing channel resistance and adjusts the resistance value of channel resistance is formed with the slit-shaped pattern. The resistance adjuster is formed in a slit-like pattern extending along the direction of the current flowing through the channel resistance, so that the resistance value of the channel resistance is secured while securing a current path for obtaining a practical resistance value. Adjusted. Further, by using the channel of the first conductivity type of the field effect transistor as the channel resistance, a resistance value having a correlation with the threshold value of the field effect transistor can be obtained.
上記の目的を達成するため、本発明は、バイアス電圧供給端子から供給される電圧を抵抗分圧して、第1導電型のチャネルをもつ電界効果トランジスタのゲート端子へのバイアス電圧を調整するバイアス回路であって、前記バイアス電圧供給端子と、基準電位と、第1の抵抗素子と、第2の抵抗素子と、を有し、前記第1の抵抗素子の第1端子と前記第2の抵抗素子の第1端子が接続され、当該接続点が前記電界効果トランジスタの前記ゲート端子に接続され、前記第1の抵抗素子の第2 端子が前記バイアス電圧供給端子に接続され、前記第2の抵抗素子の第2 端子が前記基準電位に接続され、前記第2の抵抗素子は、前記電界効果トランジスタと同一の半導体基板に形成されており、前記半導体基板に形成された第1導電型の前記チャネルを利用した第1導電型のチャネル抵抗と、前記チャネル抵抗に流す電流の方向に沿って延伸するスリット状のパターンで第2導電型不純物が導入されて形成され、前記チャネル抵抗を含む前記半導体基板のバンドエネルギーを調整して前記チャネル抵抗の抵抗値を調整する抵抗調整部とを有する。 To achieve the above object, the present onset Ming, bias adjustment voltage supplied from the bias voltage supply terminal by resistance-dividing, the bias voltage to the gate terminal of the field effect transistor having a channel of the first conductivity type A circuit having a bias voltage supply terminal, a reference potential, a first resistance element, and a second resistance element; and a first terminal of the first resistance element and the second resistance. A first terminal of an element is connected; the connection point is connected to the gate terminal of the field effect transistor; a second terminal of the first resistance element is connected to the bias voltage supply terminal; A second terminal of the element is connected to the reference potential, and the second resistance element is formed on the same semiconductor substrate as the field effect transistor, and the channel of the first conductivity type formed on the semiconductor substrate is formed. And channel resistance of the first conductivity type using said second conductivity type impurity in the slit-like pattern extending along the direction of the current flowing through the channel resistance is formed by introducing, the semiconductor substrate including the channel resistance A resistance adjusting unit that adjusts the band energy of the channel resistance to adjust the resistance value of the channel resistance.
上記の本発明のバイアス回路では、基準電位と電界効果トランジスタのゲート端子との間に、上記した電界効果トランジスタのしきい値と相関をもつ第2の抵抗素子が接続されている。従って、電界効果トランジスタのしきい値が変動した場合であっても、しきい値の増減に応じて、第2の抵抗素子の抵抗値が増減する。すなわち、しきい値が増加した場合には抵抗値が増加して抵抗分圧により電界効果トランジスタのゲート端子に印加される電圧が増加する。しきい値が減少した場合には抵抗値が減少して抵抗分圧により電界効果トランジスタのゲート端子に印加される電圧が減少する。 In the above-described bias circuit of the present invention, the second resistance element having a correlation with the threshold value of the field effect transistor is connected between the reference potential and the gate terminal of the field effect transistor. Therefore, even when the threshold value of the field effect transistor fluctuates, the resistance value of the second resistance element increases or decreases according to the increase or decrease of the threshold value. That is, when the threshold value increases, the resistance value increases, and the voltage applied to the gate terminal of the field effect transistor increases due to the resistance voltage division. When the threshold value decreases, the resistance value decreases, and the voltage applied to the gate terminal of the field effect transistor decreases due to the resistance voltage division.
上記の目的を達成するため、本発明は、電界効果トランジスタの第1導電型のチャネルを、半導体基板の他の領域においてチャネル抵抗として利用する抵抗素子の製造方法であって、前記半導体基板にスリット状のパターン開口を有するマスク層を形成する工程と、前記マスク層をマスクとして前記半導体基板に第2導電型不純物を導入して、前記チャネル抵抗を含む前記半導体基板のバンドエネルギーを調整して前記チャネル抵抗の抵抗値を変える抵抗調整部を形成する工程とを有する。 To achieve the above object, the present onset Ming, a first conductivity type channel field effect transistor, in other regions of the semiconductor substrate to a method of manufacturing a resistance element utilized as a channel resistance, the semiconductor substrate A step of forming a mask layer having a slit-like pattern opening; and introducing a second conductivity type impurity into the semiconductor substrate using the mask layer as a mask to adjust a band energy of the semiconductor substrate including the channel resistance. Forming a resistance adjusting portion for changing the resistance value of the channel resistance.
上記の本発明の抵抗素子の製造方法では、半導体基板の別の領域に形成された電界効果トランジスタの第1導電型のチャネルをチャネル抵抗として利用している。従って、電界効果トランジスタのしきい値と相関をもつ抵抗値が得られる。
また、チャネル抵抗を含む半導体基板のバンドエネルギーを調整してチャネル抵抗の抵抗値を調整する抵抗調整部をスリット状のパターンで形成している。抵抗調整部を、チャネル抵抗に流す電流の方向に沿って延伸するスリット状のパターンで形成することにより、実用的な抵抗値を得るための電流経路を確保しつつ、チャネル抵抗の抵抗値を調整することができる。
In the resistance element manufacturing method of the present invention described above, the channel of the first conductivity type of the field effect transistor formed in another region of the semiconductor substrate is used as the channel resistance. Therefore, a resistance value having a correlation with the threshold value of the field effect transistor can be obtained.
In addition, a resistance adjusting portion that adjusts the resistance value of the channel resistance by adjusting the band energy of the semiconductor substrate including the channel resistance is formed in a slit-like pattern. Adjusting the resistance value of the channel resistance while securing a current path for obtaining a practical resistance value by forming the resistance adjustment part with a slit-like pattern extending along the direction of the current flowing through the channel resistance can do.
上記の目的を達成するため、本発明は、同一の半導体基板の第1の領域に電界効果トランジスタを形成し、第2の領域に抵抗素子を形成する半導体装置の製造方法であって、前記半導体基板の第1の領域に前記電界効果トランジスタの第1導電型のチャネルを形成すると同時に、前記第2の領域に前記抵抗素子の第1導電型のチャネル抵抗を形成する工程と、前記半導体基板の前記第1の領域にパターン開口を有し、前記第2の領域にスリット状のパターン開口を有するマスク層を形成する工程と、前記半導体基板に前記マスク層のパターンで第2導電型不純物を導入して、前記第1の領域に接合ゲートを形成し、前記第2の領域に前記チャネル抵抗を含む前記半導体基板のバンドエネルギーを調整して前記チャネル抵抗の抵抗値を調整する抵抗調整部を形成する工程とを有する。 To achieve the above object, the present onset Ming, the first region of the same semiconductor substrate to form a field effect transistor, a method of manufacturing a semiconductor device for forming a resistance element in the second region, the Forming a first conductivity type channel of the field effect transistor in a first region of the semiconductor substrate and simultaneously forming a first conductivity type channel resistance of the resistance element in the second region; and Forming a mask layer having a pattern opening in the first region and a slit-shaped pattern opening in the second region, and applying a second conductivity type impurity in the pattern of the mask layer to the semiconductor substrate. It is introduced, to form a junction gate in the first region to adjust the resistance value of the channel resistance by adjusting the band energy of the semiconductor substrate including the channel resistance in the second region And a step of forming an anti-adjuster.
上記の本発明の半導体装置の製造方法では、半導体基板の第1の領域に電界効果トランジスタの第1導電型のチャネルを形成すると同時に、第2の領域に抵抗素子の第1導電型のチャネル抵抗を形成している。
また、第1の領域においてゲート構造を形成するためのマスク層に、第2の領域においてスリット状のパターン開口を形成しておく。そして、マスク層をマスクとしてパターンを半導体基板に転写して第1の領域にゲート構造を形成する工程を利用して、第2の領域に抵抗調整部を形成する。
これにより、同じ工程を経て電界効果トランジスタと抵抗素子とが同一の基板に作製されることから、電界効果トランジスタのしきい値と相関をもつ抵抗素子が作製できる。
In the method for manufacturing a semiconductor device of the present invention, the first conductivity type channel of the field effect transistor is formed in the first region of the semiconductor substrate, and at the same time, the first conductivity type channel resistance of the resistance element is formed in the second region. Is forming.
Further, a slit-like pattern opening is formed in the second region in the mask layer for forming the gate structure in the first region. Then, a resistance adjusting portion is formed in the second region by using a process of transferring the pattern to the semiconductor substrate using the mask layer as a mask and forming a gate structure in the first region.
As a result, the field effect transistor and the resistance element are manufactured on the same substrate through the same process, so that a resistance element having a correlation with the threshold value of the field effect transistor can be manufactured.
本発明の抵抗素子およびその製造方法によれば、プロセスばらつきにより電界効果トランジスタのしきい値が変動しても、当該しきい値の変動に抵抗値が連動し、完成後の電界効果トランジスタのしきい値に合致した実用的な抵抗値をもつ抵抗素子を実現することができる。 According to the resistance element and the manufacturing method thereof of the present invention, even if the threshold value of the field effect transistor fluctuates due to process variations, the resistance value is linked to the fluctuation of the threshold value. A resistive element having a practical resistance value that matches the threshold value can be realized.
本発明のバイアス回路によれば、プロセスばらつきにより電界効果トランジスタのしきい値が変動しても、バイアス電流を一定にすることができる。 According to the bias circuit of the present invention, the bias current can be made constant even if the threshold value of the field effect transistor varies due to process variations.
本発明の半導体装置の製造方法によれば、プロセスばらつきにより電界効果トランジスタのしきい値が変動しても、当該しきい値の変動に抵抗値が連動し、完成後の電界効果トランジスタのしきい値に合致した実用的な抵抗値をもつ抵抗素子と電界効果トランジスタとが同一の基板に形成された半導体装置を製造することができる。 According to the semiconductor device manufacturing method of the present invention, even if the threshold value of the field effect transistor fluctuates due to process variations, the resistance value is linked to the fluctuation of the threshold value, and the threshold value of the completed field effect transistor is increased. A semiconductor device in which a resistance element having a practical resistance value matching the value and a field effect transistor are formed on the same substrate can be manufactured.
以下に、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
(第1実施形態)
図1は、本実施形態に係るバイアス回路を備えたパワーアンプモジュール(電力増幅器)の構成例を示す図である。
(First embodiment)
FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration example of a power amplifier module (power amplifier) including a bias circuit according to the present embodiment.
図1に示すように、電力増幅器1は、FET(電界効果トランジスタ)2と、FET2のゲート端子Gと接続点ND11で接続されたバイアス回路3と、例えば正の電圧Vggが供給されるバイアス電圧供給端子4と、電源電圧Vddが供給される電源電圧供給端子5とを有する。バイアス回路3は、バイアス電圧供給端子4と接地電位GNDとの間に直列接続された、第1の抵抗素子R11と第2の抵抗素子R12とを有する。
As shown in FIG. 1, a
第1の抵抗素子R11の第1端子と第2の抵抗素子R12の第1端子が接続され、その接続点ND11がFET2のゲート端子Gに接続されている。
第1の抵抗素子R11の第2端子がバイアス電圧供給端子4に接続され、第2の抵抗素子R12の第2端子が接地電位GNDに接続されている。
FET2のドレイン端子Dは電源電圧供給端子5に接続され、ソース端子Sが接地電位(基準電位)GNDに接続されている。
The first terminal of the first resistance element R11 and the first terminal of the second resistance element R12 are connected, and the connection point ND11 is connected to the gate terminal G of the FET2.
The second terminal of the first resistance element R11 is connected to the bias
The drain terminal D of the
通常、第1の抵抗素子R11あるいは第2の抵抗素子R12にトリミング抵抗が使用されているが、本実施形態ではトリミング抵抗を使用しない。その代わりに、FET2と第2の抵抗素子R12とは同一の半導体基板に形成されている。第1の抵抗素子R11は、FET2のしきい値とは関係のないチャネル抵抗や、メタル薄膜抵抗等により構成される。なお、第1の抵抗素子R11もFET2と同一の基板に形成されることが好ましい。
Normally, a trimming resistor is used for the first resistor element R11 or the second resistor element R12, but in this embodiment, no trimming resistor is used. Instead, the
上記の電力増幅器1では、高周波信号がFET2のゲート端子Gに与えられる。バイアス回路2は、バイアス電圧供給端子4から供給される正の電圧に基づき、ゲート端子Gに与えるバイアス電圧を設定する。FET2は、バイアス電圧に基づく動作点で増幅し、高周波成分を含んだバイアス電流を出力する。
In the
本実施形態に係るバイアス回路3は、トリミングを行わなくとも、プロセスばらつきによるFET2のしきい値の変動に応じて、当該変動に比例したバイアス電圧を接続点ND11に与える機能を有する。より詳細には、バイアス回路3を構成する第2の抵抗素子R12は、FET2と同時に同一の半導体基板に作製されたものであるから、プロセスばらつきによりFET2のしきい値が変動すれば、同様に第2の抵抗素子R12の抵抗値が連動して変化するため、第2の抵抗素子R12は完成後のFET2のしきい値電圧に合致した抵抗値を有する。
The bias circuit 3 according to the present embodiment has a function of applying a bias voltage proportional to the change to the connection point ND11 in accordance with a change in the threshold value of the
図2は、同一の半導体基板に形成されたFET2と第2の抵抗素子R12の模式的な断面図である。
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of the
図2では、FET2が、エピタキシャル基板の中で格子不整合を許容して高い電子移動度を実現する擬似格子接合高電子移動度トランジスタ(PHEMT : Pseudomorphic High Electron Mobility Transistor)で構成され、第2の抵抗素子R12がPHEMTのエピタキシャル成長基板を利用して作製された例である。本実施形態では、一例として第1導電型をn型とし、第2導電型をp型として説明する。
In FIG. 2, the
半絶縁性の単結晶GaAs基板11上に、不純物が添加されていないGaAsよりなるバッファ層12を介して、III−V族化合物半導体よりなる障壁層13が形成されている。
A
障壁層13は、例えば、組成比0.2〜0.3のAlを含むAlGaAs混晶による半導体で構成され、不純物を含まない厚さ200nm程度の高抵抗領域13aと、高濃度のn型不純物としてSiを2〜6×1018/cm3 程度添加した厚さ4nm程度のキャリア供給領域13bと、不純物を添加していない厚さ2nm程度の高抵抗領域13cをバッファ層12側から順次積層した構造となっている。障壁層13の上には、チャネル層14が形成されている。
The
チャネル層14は、障壁層13を構成する半導体よりも狭いバンドギャップを有する半導体、例えば組成比0.1〜0.2で不純物が添加されていないInを含むInGaAs混晶による半導体で構成されている。これにより、チャネル層14には、障壁層13のキャリア供給領域13bおよび後述する高抵抗の障壁層15のキャリア供給領域15bから、キャリア(電子)が供給されて蓄積されるようになっている。これにより、チャネル層14は、電子が走行するn型のチャネルを構成する。チャネル層14の上には、障壁層15が形成されている。
The
障壁層15は、障壁層13と同様に、組成比0.2〜0.3のAlを含むAlGaAs混晶による半導体で構成され、不純物を含まない厚さ2nm程度の高抵抗領域15aと、高濃度のn型不純物としてSiを2〜6×1018/cm3 程度添加した厚さ4nm程度のキャリア供給領域15bと、不純物を添加していない厚さ70〜200nm程度の高抵抗領域15cを、チャネル層14側から順次積層した構成となっている。
Similar to the
高抵抗領域15cには、例えばZn等のp型不純物が、チャネル層14から10nm以上離れた所までドーピングされたp型不純物領域17a,17bが形成されている。p型不純物領域17aは、接合型トランジスタFET2の接合ゲートを構成するものであり、p型不純物領域17bは、抵抗素子R2の抵抗調整部を構成するものである。
In the
高抵抗領域15cの表面には、厚さ300nm程度の窒化シリコンからなる絶縁膜16,19が形成されている。絶縁膜16には、p型不純物領域17aを露出する開口が形成されており、開口内にはp型不純物領域17aに接続されたゲート電極18が形成されている。ゲート電極18は、基板側からTi、PtおよびAuを順次積層した構成となっている。
Insulating
当該絶縁膜16,19には、FET11の形成領域において、適当な間隔を空けて障壁層15を露出する2つの開口部が形成されている。さらに第2の抵抗素子R12の形成領域において、適当な間隔を空けて障壁層15を露出する2つの開口部が形成されている。各開口部には、障壁層15とオーミック接触した電極21が形成される。FET2の領域側の2つの電極21は、ソース端子Sあるいはドレイン端子Dとなる。第2の抵抗素子R12の領域側の2つの電極21は、第2の抵抗素子R12に電流を流す1対の端子となる。電極21は、基板側から金ゲルマニウム(AuGe)、ニッケル(Ni)及び金(Au)を順次積層して合金化したものにより構成されている。
In the insulating
上記したように、本実施形態に係るバイアス回路に適用される第2の抵抗素子R12は、FET2に使用されるチャネル層14をチャネル抵抗として用いるものである。そして、チャネル抵抗を調整するために、チャネル層14の上層にp型不純物領域17bが形成されている。
As described above, the second resistance element R12 applied to the bias circuit according to the present embodiment uses the
図3は、第2の抵抗素子の平面図である。第2の抵抗素子R12側の図2の断面図は、図3のA−A’線における断面図に相当する。 FIG. 3 is a plan view of the second resistance element. 2 on the second resistance element R12 side corresponds to the cross-sectional view taken along the line A-A 'of FIG.
図3に示すように、本実施形態に係る第2の抵抗素子R12では、抵抗調整部を構成するp型不純物領域17bが、チャネル層14(第2の抵抗素子R12側ではチャネル抵抗となる)に流す電流の方向に沿って延伸するスリット状のパターンで形成されている。p型不純物領域17bが上層に形成されると、チャネル抵抗を含む半導体基板(ここでは基板11から障壁層15までの層の全体をいう)のバンドエネルギーが調整されて、p型不純物領域17bが上層に形成された部分におけるチャネル層14の抵抗値が非常に大きくなりほとんど電流が流れなくなる。
As shown in FIG. 3, in the second resistance element R12 according to the present embodiment, the p-
このため、チャネル層14の上層全面にp型不純物領域17bを形成してしまうと、第2の抵抗素子R12の抵抗値がMΩ〜GΩとなってしまう。これに対し、本実施形態では、スリット状のパターンでp型不純物領域17bを形成しているため、p型不純物領域17bが上層に形成されていない部分におけるチャネル層14において電流が流れることから、抵抗値を数百Ω程度と実用的な値にまで小さくすることができる。
For this reason, if the p-
FET2におけるしきい値電圧は、チャネル構造、ゲート構造(p型不純物領域17aの濃度および深さ、ゲート長)に依存する。本実施形態に係る第2の抵抗素子R12は、FET2と同じチャネル層14を利用したチャネル抵抗と、FET2の拡散ゲートとなるp型不純物領域17aと同じp型不純物領域17bとを有することから、プロセスばらつきによりFET2のしきい値が変動すれば、第2の抵抗素子R12の抵抗値も連動して変化することとなる。
The threshold voltage in the
すなわち、FET2のしきい値が増加した場合には、第2の抵抗素子R12の抵抗値が上がる。従って、接続点ND11におけるバイアス電圧が増加し、バイアス電流の低下が抑制される。反対に、FET2のしきい値が低下した場合には、第2の抵抗素子R12の抵抗値が低下する。従って、接続点ND11におけるバイアス電圧が低下し、バイアス電流の変動が抑制される。第2の抵抗素子R12の抵抗値(シート抵抗)は、数百Ω程度であるためバイアス回路としての機能を果たす。
That is, when the threshold value of FET2 increases, the resistance value of the second resistance element R12 increases. Therefore, the bias voltage at the connection point ND11 increases, and a decrease in the bias current is suppressed. On the other hand, when the threshold value of the
実際に、上記のJPHEMTを作製した場合におけるFET2のしきい値Vthと第2の抵抗素子R12の抵抗値とを測定したところ、図4に示すような相関関係が得られた。図中、CV1は、第2の抵抗素子R12として、幅30μm、長さ10μmのチャネル抵抗を使用し、p型不純物領域17bを幅0.5μm、間隔0.5μmで30本並べた場合の測定結果である。CV2は、第2の抵抗素子R12として、幅30μm、長さ10μmのチャネル抵抗を使用し、p型不純物領域17bを幅1μm、間隔1μmで15本並べた場合の測定結果である。
Actually, when the threshold value Vth of the
図4に示すように、FET2のしきい値Vthが大きくなると、第2の抵抗素子R12の抵抗値が大きくなっていることがわかる。さらに、第2の不純物領域17bのスリット状のパターンの幅、間隔、本数を制御することにより、FET2のしきい値の変化に対する抵抗値の変化を調整することができることがわかる。チャネル抵抗の幅に対して、p型不純物領域17bのパターン数が多いほど、抵抗の変化率も大きくなる。
As shown in FIG. 4, it can be seen that the resistance value of the second resistance element R12 increases as the threshold value Vth of the FET2 increases. Furthermore, it can be seen that by controlling the width, interval, and number of slit-like patterns in the
例えば、バイアス電圧供給端子4に供給される正の電圧を3Vにした場合に、FET2のしきい値が0.4Vのときにバイアス電圧を0.5Vに、FET2のしきい値が0.5Vのときにバイアス電圧を0.6Vとなるように調整する場合、例えば第1の抵抗素子を2.5kΩに設定しておく。そして、第2の抵抗素子R12の抵抗が、FET2のしきい値が0.4Vのときに500Ωに、FET2のしきい値が0.5Vのときに625Ωになるような相関関係を有するように、第2の抵抗素子R12の構造を設定すれば、問題なくバイアス電圧を制御することができる。
For example, when the positive voltage supplied to the bias
以上説明したように、本実施形態に係る第2の抵抗素子R12によれば、プロセスばらつきによりFET2のしきい値が変動しても、当該しきい値の変動に抵抗値が連動し、完成後のFET2のしきい値に合致した実用的な抵抗値をもつ。
As described above, according to the second resistance element R12 according to the present embodiment, even if the threshold value of the
従って、上記の抵抗素子を適用して構成される本発明のバイアス回路によれば、プロセスばらつきによりFET2のしきい値が変動しても、バイアス電流を一定にすることができる。
Therefore, according to the bias circuit of the present invention configured by applying the above-described resistance element, the bias current can be made constant even if the threshold value of the
次に、同一の半導体基板にFET2と第2の抵抗素子R12を形成する半導体装置の製造方法について、図5〜図7を参照して説明する。
Next, a method for manufacturing a semiconductor device in which the
まず、図5(a)に示すように、GaAsよりなる基板11の上に、不純物を含まないGaAsをエピタキシャル成長させてバッファ層12を形成する。バッファ層12上に、不純物を添加しないAlGaAs、Siを不純物として添加したn型AlGaAs層および不純物を添加しないAlGaAs層を順次エピタキシャル成長させ、高抵抗領域13a、キャリア供給領域13bおよび高抵抗領域13cを積層した障壁層13を形成する。
First, as shown in FIG. 5A, a
次に、障壁層13の上に、不純物を含まないInGaAsをエピタキシャル成長させてチャネル層14を形成する。さらに、チャネル層14の上に、不純物を添加しないAlGaAs、Siを不純物として添加したn型AlGaAsおよび不純物を添加しないAlGaAsを順次エピタキシャル成長させて、高抵抗領域15a、キャリア供給領域15bおよび高抵抗領域15cを積層した障壁層15を形成する。
Next, on the
次に、図5(b)に示すように、障壁層15上に、例えばCVD(Chemical Vapor Deposition)法により、窒化シリコンを堆積して絶縁膜(マスク層)16を形成する。
Next, as shown in FIG. 5B, an insulating film (mask layer) 16 is formed on the
次に、図6(c)に示すように、レジストをマスクとして、抵抗素子を形成する領域およびFETのゲートの形成領域における絶縁膜16をRIE(Reactive Ion Etching) により除去して開口部16a,16bを形成する。その後、レジストを除去する。絶縁膜16に形成するFET2側の開口部16aのパターンはゲートパターンであり、第2の抵抗素子R12側の開口部16bのパターンは、図3に示すようなスリット状のパターンである。なお、絶縁膜16は、本発明のマスク層に相当するが、特に材料に限定はない。
Next, as shown in FIG. 6C, using the resist as a mask, the insulating
次に、図6(d)に示すように、例えば基板を600°に加熱して、絶縁膜16の開口部16a,16bにp型不純物となるZnを気相拡散し、障壁層15に一定の深さを有するp型不純物領域17a,17bを形成する。
ここで、p型不純物のドーピングをイオン注入で行うことも可能であるが、この場合、高温熱処理によってドーピングした不純物を活性化させる必要があるので、気相拡散の方が好ましい。ここで、気相拡散をする場合は、時間制御によって拡散深さを制御する。
Next, as shown in FIG. 6D, for example, the substrate is heated to 600 °, and Zn serving as a p-type impurity is vapor-phase diffused in the
Here, it is possible to dope the p-type impurity by ion implantation. However, in this case, it is necessary to activate the doped impurity by high-temperature heat treatment, so vapor phase diffusion is preferable. Here, when vapor phase diffusion is performed, the diffusion depth is controlled by time control.
次に、図7(e)に示すように、開口部16aに開口をもつレジストを形成し、ゲートメタルとして、Ti/Pt/Auの積層膜を蒸着し、リフトオフ法により、ゲート電極部以外のゲートメタルを除去しゲート電極18を形成する。これにより、絶縁膜16の開口部16a内にp型不純物領域17aに接続するゲート電極18が形成される。
Next, as shown in FIG. 7E, a resist having an opening in the
次に、図7(f)に示すように、例えばCVD法により、ウエハ全面に窒化シリコンを堆積して絶縁膜19を形成する。
Next, as shown in FIG. 7F, an insulating
次に、図7(g)に示すように、例えばレジストを用いたエッチングにより、第2の抵抗素子R12の形成領域側の絶縁膜16,19に障壁層15を露出する2つの開口部を形成し、FET2の形成領域側の絶縁膜16,19に障壁層15を露出する2つの開口部を形成する。
Next, as shown in FIG. 7G, two openings exposing the
以降の工程としては、レジストパターンを残したまま全面に、例えば金ゲルマニウム合金AuGe、ニッケルNiおよび金Auを順次蒸着して金属層を形成し、リフトオフ法によりレジストパターンとともに不要部分の金属層を除去して、電極形成部にのみ金属層を残し、例えば400℃程度の熱処理により合金化させ、第2の抵抗素子の一対の端子かつ、ソース端子あるいはドレイン端子となる電極21を形成することで、図2に示した半導体装置が製造される。
As a subsequent process, for example, a gold germanium alloy AuGe, nickel Ni, and gold Au are sequentially deposited on the entire surface while leaving the resist pattern, and a metal layer is formed by a lift-off method, and an unnecessary portion of the metal layer is removed together with the resist pattern. Then, leaving the metal layer only in the electrode formation portion, alloying by, for example, a heat treatment of about 400 ° C., and forming the pair of terminals of the second resistance element and the
上記の本実施形態に係る抵抗素子の製造方法、および半導体装置の製造方法によれば、FET2が形成される半導体基板を利用した第2の抵抗素子R12を、FET2と同時に形成することができるため、低コスト化を図ることができる。また、同一の基板にFET2と第2の抵抗素子R12を形成するため、小型化を図ることができる。
According to the resistance element manufacturing method and the semiconductor device manufacturing method according to the above-described embodiment, the second resistance element R12 using the semiconductor substrate on which the
(第2実施形態)
第1実施形態では、接合ゲート構造のFET2の基板構造を利用して第2の抵抗素子R12を作製する例について説明したが、本実施形態では、リセスゲート構造のFET2の基板構造を利用して第2の抵抗素子を作製する例について説明する。
(Second Embodiment)
In the first embodiment, the example in which the second resistance element R12 is manufactured using the substrate structure of the FET2 having the junction gate structure has been described. However, in the present embodiment, the second structure using the substrate structure of the FET2 having the recess gate structure is used. An example of fabricating the
図8は、同一の半導体基板に形成されたFET2と第2の抵抗素子R12の模式的な断面図である。
FIG. 8 is a schematic cross-sectional view of the
図8では、半導体基板のうち、単結晶GaAs基板11〜障壁層15の構成までは、第1実施形態と同様であるため、その説明は省略する。
In FIG. 8, since the configuration of the single
FET2の形成領域において、障壁層15の高抵抗領域15cは、チャネル層14から所定の深さまで彫り込まれており、彫り込み部17cに障壁層15とショットキー障壁を形成するリセス構造のゲート電極18が形成されている。本願明細書では、このようにゲート電極18直下の基板が彫り込まれた構造をリセス構造と称する。
In the formation region of the
第2の抵抗素子R12の形成領域において、障壁層15の高抵抗領域15cは、上記の彫り込み部17cと同様の深さで彫り込まれた彫り込み部17dを有する。彫り込み部17dは、第2の抵抗素子R2の抵抗調整部を構成する。
In the formation region of the second resistance element R12, the
高抵抗領域15cの表面には、第1実施形態と同様に、窒化シリコンからなる絶縁膜16,19が形成されている。当該絶縁膜16,19には、FET2の形成領域において、適当な間隔を空けて障壁層15を露出する2つの開口部が形成されている。さらに第2の抵抗素子R12の形成領域において、適当な間隔を空けて障壁層15を露出する2つの開口部が形成されている。各開口部には、第1実施形態と同様に、障壁層15とオーミック接触した電極21が形成される。FET2の領域側の2つの電極21は、ソース端子Sあるいはドレイン端子Dとなる。第2の抵抗素子R12の領域側の2つの電極21は、抵抗素子R12に電流を流す1対の端子となる。
As in the first embodiment, insulating
第1実施形態と同様に、本実施形態に係るバイアス回路に適用される第2の抵抗素子R12は、FET2に使用されるチャネル層14をチャネル抵抗として用いるものである。そして、チャネル抵抗を調整するために、チャネル層14の上層に彫り込み部17dが形成されている。
Similar to the first embodiment, the second resistance element R12 applied to the bias circuit according to the present embodiment uses the
図9は、第2の抵抗素子の平面図である。第2の抵抗素子R12側の図8の断面図は、図9のA−A’線における断面図に相当する。 FIG. 9 is a plan view of the second resistance element. The cross-sectional view of FIG. 8 on the second resistance element R12 side corresponds to the cross-sectional view taken along the line A-A 'of FIG.
図9に示すように、本実施形態に係る第2の抵抗素子R12では、抵抗調整部を構成する彫り込み部17dが、チャネル層14(第2の抵抗素子R12側ではチャネル抵抗となる)に流す電流の方向に沿って延伸するスリット状のパターンで形成されている。彫り込み部17dが上層に形成されると表面空乏層の影響により、チャネル抵抗を含む半導体基板(ここでは基板11から障壁層15までの層の全体をいう)のバンドエネルギーが調整されて、彫り込み部17dが上層に形成された部分におけるチャネル層14の抵抗値が非常に大きくなりほとんど電流が流れなくなる。
As shown in FIG. 9, in the second resistance element R12 according to the present embodiment, the engraved
このため、チャネル層14の上層全面に彫り込み部17dを形成してしまうと、第2の抵抗素子R12の抵抗値がMΩ〜GΩとなってしまう。これに対し、本実施形態では、スリット状のパターンで彫り込み部17dを形成しているため、彫り込み部17dが上層に形成されていない部分におけるチャネル層14において電流が流れることから、抵抗値を数百Ω程度と実用的な値にまで小さくすることができる。
For this reason, if the engraved
FET2におけるしきい値電圧は、チャネル構造、ゲート構造(彫り込み部の深さ、ゲート長)に依存する。本実施形態に係る第2の抵抗素子R12は、FET2と同じチャネル層14を利用した抵抗チャネルと、FET2の彫り込み部17cと類似の彫り込み部17dとを有することから、プロセスばらつきによりFET2のしきい値が変動すれば、第2の抵抗素子R12の抵抗値も連動して変化することとなる。
The threshold voltage in the
すなわち、FET2のしきい値が増加した場合には、第2の抵抗素子R12の抵抗値が上がる。従って、接続点ND11におけるバイアス電圧が増加し、バイアス電流の変動が抑制される。反対に、FET2のしきい値が低下した場合には、第2の抵抗素子R12の抵抗値が低下する。従って、接続点ND11におけるバイアス電圧が低下し、バイアス電流の変動が抑制される。第2の抵抗素子R12の抵抗値(シート抵抗)は、数百Ω程度であるためバイアス回路としての機能を果たす。
That is, when the threshold value of FET2 increases, the resistance value of the second resistance element R12 increases. Therefore, the bias voltage at the connection point ND11 increases, and the fluctuation of the bias current is suppressed. On the other hand, when the threshold value of the
さらに、第1実施形態と同様に、彫り込み部17dのスリット状のパターンの幅、間隔、本数を制御することにより、FET2のしきい値の変化に対する抵抗値の変化を調整することができる。チャネル抵抗の幅に対して、彫り込み部17dのパターン数が多いほど、抵抗の変化率も大きくなる。
Further, similarly to the first embodiment, by controlling the width, interval, and number of slit-shaped patterns of the engraved
以上説明したように、本実施形態に係る第2の抵抗素子R12、および当該第2の抵抗素子を適用して構成されるバイアス回路によれば、第1実施形態と同様の効果を奏することができる。 As described above, according to the second resistance element R12 according to the present embodiment and the bias circuit configured by applying the second resistance element, the same effects as in the first embodiment can be obtained. it can.
上記した同一の半導体基板にFET2と第2の抵抗素子R12を形成する半導体装置の製造方法については、第1実施形態で説明した図6(d)に示すp型不純物の導入工程において、絶縁膜16をエッチングマスクとして障壁層15をエッチングして彫り込み部17c,17dを形成すればよく、その他は第1実施形態と同様の手順で作製することができる。なお、エッチングマスクとなる絶縁膜16は本発明のマスク層に相当するが、マスク層として通常のレジストマスクを用いてもよい。
Regarding the method of manufacturing the semiconductor device in which the
本実施形態に係る抵抗素子および半導体装置の製造方法によっても、第1実施形態と同様に、低コスト化、小型化を図ることができる。 Also by the resistance element and the method for manufacturing a semiconductor device according to the present embodiment, it is possible to reduce the cost and the size as in the first embodiment.
(第3実施形態)
図10は、本発明にかかるバイアス回路を備えた電力増幅器の他の構成例を示す回路図である。本実施形態に係る電力増幅器40は、FETを多段に配置したパワーアンプモジュール(電力増幅器)の構成例である。
(Third embodiment)
FIG. 10 is a circuit diagram showing another configuration example of the power amplifier including the bias circuit according to the present invention. The
図10に示すように、本実施形態に係る電力増幅器40は、FET41のバイアス回路43、FET42のバイアス回路44、バイアス回路43の接続点41と入力端子TINとの間に接続された入力整合回路45、FET41のドレイン端子Dとバイアス回路44のの接続点ND42に接続された段間整合回路46、FET42のドレイン端子Dと出力端子TOUT との間に接続された出力整合回路47とを有している。
As shown in FIG. 10, the
バイアス回路43は、正の電圧Vggが供給されるバイアス電圧供給端子48と接地電位GNDとの間に直列接続された第1の抵抗素子R41と第2の抵抗素子R42とを有し、第1の抵抗素子R41と第2の抵抗素子R42との接続点ND41がFET41のゲート端子Gに接続されている。FET41のドレイン端子Dは、電源電圧Vddの供給端子49に接続され、ソース端子Sが接地されている。
The
バイアス回路44は、正のバイアス電圧Vggが供給されるバイアス電圧供給端子48と接地電位GNDとの間に直列接続された第1の抵抗素子R43と第2の抵抗素子R44とを有し、第1の抵抗素子R43と第2の抵抗素子R44の接続点ND42がFET42のゲート端子Gに接続されている。FET42のドレイン端子Dは電源電圧Vddの供給端子49に接続され、ソース端子Sが接地されている。
The
以上の構成を有する電力増幅器40において、第2の抵抗素子R42と第2の抵抗素子R44は、FET41およびFET42と同一の半導体基板に形成されている。第1の抵抗素子R41,R43は、FET41,42のしきい値とは関係のないチャネル抵抗や、メタル薄膜抵抗等により構成される。なお、第1の抵抗素子R41,R43もFET41,42と同一の基板に形成されることが好ましい。
In the
FET41およびFET42と同一の半導体基板に形成される第2の抵抗素子R42,R44の構造は、第1実施形態あるいは第2実施形態で説明したのと同様である。
The structures of the second resistance elements R42 and R44 formed on the same semiconductor substrate as the FET 41 and
上記のような電力増幅器の構成においても、第1実施形態あるいは第2実施形態と同様の効果を奏することができる。 Even in the configuration of the power amplifier as described above, the same effects as those of the first embodiment or the second embodiment can be obtained.
本発明は、上記の実施形態の説明に限定されない。例えば、本実施形態では、ゲート端子に正電圧を印加するエンハンスメント型のFETについて説明したが、ゲート端子に負電圧を印加する場合にも同様に適用することが可能である。従って、広い範囲のしきい値に対応することができる。 The present invention is not limited to the description of the above embodiment. For example, in the present embodiment, the enhancement type FET that applies a positive voltage to the gate terminal has been described. However, the present invention can be similarly applied to a case where a negative voltage is applied to the gate terminal. Accordingly, a wide range of threshold values can be handled.
例えば、本発明はJFETのトランジスタにも適用することができる。この場合には、まずn型(第1導電型)のチャネルとしてGaAs基板にSiを注入する。アニールをしてn型不純物を活性化させた後に選択拡散マスクの絶縁膜を堆積する。FETの領域にゲートとなる部分を開口し、かつ、抵抗素子の領域にスリット状のパターンで開口を形成する。その後、p型(第2導電型)の不純物であるZnを拡散させる。しきい値がプラスに変動するにつれ、抵抗素子の抵抗値は大きくなるように変化する。この抵抗素子をトランジスタのバイアス回路に使用することで、しきい値電圧がばらついてもバイアス電流を一定に抑えることが可能となる。 For example, the present invention can be applied to a JFET transistor. In this case, Si is first implanted into the GaAs substrate as an n-type (first conductivity type) channel. After annealing and activating the n-type impurity, an insulating film of a selective diffusion mask is deposited. A portion to be a gate is opened in the FET region, and an opening is formed in a slit pattern in the resistor element region. Thereafter, Zn which is a p-type (second conductivity type) impurity is diffused. As the threshold value changes positively, the resistance value of the resistance element changes so as to increase. By using this resistance element in a transistor bias circuit, the bias current can be kept constant even if the threshold voltage varies.
また、基板11はGaAsに限らず、InP系の基板にも適用される。この場合には、チャネル層14はInAs系半導体を用い、障壁層13,15はチャネル層14よりもエネルギーバンドギャップが大きい半導体を用いる。
その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の変更が可能である。
Further, the
In addition, various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.
1…電力増幅器、2…電界効果トランジスタ(FET)、3…バイアス回路、4…バイアス電圧供給端子、5…電源電圧供給端子、11…基板、12…バッファ層、13…障壁層、13a…高抵抗領域、13b…キャリア供給領域、13c…高抵抗領域、14…チャネル層、15…障壁層、15a…高抵抗領域、15b…キャリア供給領域、15c…高抵抗領域、16…絶縁膜、17a,17b…p型不純物領域、17c,17d…彫り込み部、18…ゲート電極、19…絶縁膜、21…電極、R11,R12,R41,42…抵抗素子、41,42…FET、43,44…バイアス回路、45…入力整合回路、46…段間整合回路、47…出力整合回路、48…バイアス電圧供給端子、49…電源電圧供給端子
DESCRIPTION OF
Claims (10)
前記半導体基板に形成された第1導電型の前記チャネルを利用したチャネル抵抗と、
前記チャネル抵抗に電流を流す1対の端子と、
前記チャネル抵抗に流す電流の方向に沿って延伸するスリット状のパターンで第2導電型不純物が導入されて形成され、前記チャネル抵抗を含む前記半導体基板のバンドエネルギーを調整して前記チャネル抵抗の抵抗値を調整する抵抗調整部と
を有する抵抗素子。 A resistance element formed on a semiconductor substrate on which a field effect transistor having a first conductivity type channel is formed,
Channel resistance using the channel of the first conductivity type formed in the semiconductor substrate;
A pair of terminals for passing current through the channel resistance;
The second resistance type impurity is introduced in a slit-like pattern extending along the direction of the current flowing through the channel resistance, and the resistance of the channel resistance is adjusted by adjusting the band energy of the semiconductor substrate including the channel resistance. A resistance element having a resistance adjustment unit for adjusting a value.
前記半導体基板に形成された第1導電型の前記チャネルを利用したチャネル抵抗と、Channel resistance using the channel of the first conductivity type formed in the semiconductor substrate;
前記チャネル抵抗に電流を流す1対の端子と、A pair of terminals for passing current through the channel resistance;
前記チャネル抵抗に流す電流の方向に沿って延伸するスリット状のパターンで前記半導体基板が彫り込まれて形成され、前記チャネル抵抗を含む前記半導体基板のバンドエネルギーを調整して前記チャネル抵抗の抵抗値を調整する抵抗調整部とThe semiconductor substrate is engraved with a slit-like pattern extending along the direction of the current flowing through the channel resistance, and the band energy of the semiconductor substrate including the channel resistance is adjusted to adjust the resistance value of the channel resistance. The resistance adjustment section to adjust
を有する抵抗素子。A resistance element having
前記バイアス電圧供給端子と、
基準電位と、
第1の抵抗素子と、
第2の抵抗素子と、
を有し、
前記第1の抵抗素子の第1端子と前記第2の抵抗素子の第1端子が接続され、当該接続点が前記電界効果トランジスタの前記ゲート端子に接続され、
前記第1の抵抗素子の第2 端子が前記バイアス電圧供給端子に接続され、
前記第2の抵抗素子の第2 端子が前記基準電位に接続され、
前記第2の抵抗素子は、
前記電界効果トランジスタと同一の半導体基板に形成されており、
前記半導体基板に形成された第1導電型の前記チャネルを利用した第1導電型のチャネル抵抗と、
前記チャネル抵抗に流す電流の方向に沿って延伸するスリット状のパターンで第2導電型不純物が導入されて形成され、前記チャネル抵抗を含む前記半導体基板のバンドエネルギーを調整して前記チャネル抵抗の抵抗値を調整する抵抗調整部と
を有するバイアス回路。 A bias circuit for resistance-dividing a voltage supplied from a bias voltage supply terminal to adjust a bias voltage to a gate terminal of a field effect transistor having a first conductivity type channel;
The bias voltage supply terminal;
A reference potential;
A first resistance element;
A second resistance element;
Have
A first terminal of the first resistance element and a first terminal of the second resistance element are connected, and the connection point is connected to the gate terminal of the field effect transistor;
A second terminal of the first resistance element is connected to the bias voltage supply terminal;
A second terminal of the second resistive element is connected to the reference potential;
The second resistance element is:
Formed on the same semiconductor substrate as the field effect transistor,
A channel resistance of a first conductivity type using the channel of the first conductivity type formed in the semiconductor substrate;
The second resistance type impurity is introduced in a slit-like pattern extending along the direction of the current flowing through the channel resistance, and the resistance of the channel resistance is adjusted by adjusting the band energy of the semiconductor substrate including the channel resistance. A bias circuit having a resistance adjustment unit for adjusting a value.
請求項3記載のバイアス回路。 The field effect transistor, a bias circuit according to claim 3 have a junction gate containing a second conductivity type impurity.
前記バイアス電圧供給端子と、The bias voltage supply terminal;
基準電位と、A reference potential;
第1の抵抗素子と、A first resistance element;
第2の抵抗素子と、A second resistance element;
を有し、Have
前記第1の抵抗素子の第1端子と前記第2の抵抗素子の第1端子が接続され、当該接続点が前記電界効果トランジスタの前記ゲート端子に接続され、A first terminal of the first resistance element and a first terminal of the second resistance element are connected, and the connection point is connected to the gate terminal of the field effect transistor;
前記第1の抵抗素子の第2端子が前記バイアス電圧供給端子に接続され、A second terminal of the first resistance element is connected to the bias voltage supply terminal;
前記第2の抵抗素子の第2端子が前記基準電位に接続され、A second terminal of the second resistive element is connected to the reference potential;
前記第2の抵抗素子は、The second resistance element is:
前記電界効果トランジスタと同一の半導体基板に形成されており、Formed on the same semiconductor substrate as the field effect transistor,
前記半導体基板に形成された第1導電型の前記チャネルを利用した第1導電型のチャネル抵抗と、A channel resistance of a first conductivity type using the channel of the first conductivity type formed in the semiconductor substrate;
前記チャネル抵抗に流す電流の方向に沿って延伸するスリット状のパターンで前記半導体基板が彫り込まれて形成され、前記チャネル抵抗を含む前記半導体基板のバンドエネルギーを調整して前記チャネル抵抗の抵抗値を調整する抵抗調整部とThe semiconductor substrate is engraved with a slit-like pattern extending along the direction of the current flowing through the channel resistance, and the band energy of the semiconductor substrate including the channel resistance is adjusted to adjust the resistance value of the channel resistance. The resistance adjustment section to adjust
を有するバイアス回路。A bias circuit.
請求項5記載のバイアス回路。 The field effect transistor, a bias circuit according to claim 5 wherein the have a recess structure in which the semiconductor substrate is engraved directly under the gate terminal.
前記半導体基板にスリット状のパターン開口を有するマスク層を形成する工程と、
前記マスク層をマスクとして前記半導体基板に第2導電型不純物を導入して、前記チャネル抵抗を含む前記半導体基板のバンドエネルギーを調整して前記チャネル抵抗の抵抗値を変える抵抗調整部を形成する工程と
を有する抵抗素子の製造方法。 A method of manufacturing a resistance element that uses a channel of a first conductivity type of a field effect transistor as a channel resistance in another region of a semiconductor substrate,
Forming a mask layer having a slit-like pattern opening on the semiconductor substrate;
Introducing a second conductivity type impurity into the semiconductor substrate using the mask layer as a mask, and adjusting a band energy of the semiconductor substrate including the channel resistance to form a resistance adjustment unit that changes a resistance value of the channel resistance; A method for manufacturing a resistance element comprising:
前記半導体基板にスリット状のパターン開口を有するマスク層を形成する工程と、Forming a mask layer having a slit-like pattern opening on the semiconductor substrate;
前記マスク層をマスクとして前記半導体基板をエッチングして、前記チャネル抵抗を含む前記半導体基板のバンドエネルギーを調整して前記チャネル抵抗の抵抗値を変える抵抗調整部を形成する工程とEtching the semiconductor substrate using the mask layer as a mask, and adjusting a band energy of the semiconductor substrate including the channel resistance to form a resistance adjustment unit that changes a resistance value of the channel resistance;
を有する抵抗素子の製造方法。The manufacturing method of the resistive element which has this.
前記半導体基板の第1の領域に前記電界効果トランジスタの第1導電型のチャネルを形成すると同時に、前記第2の領域に前記抵抗素子の第1導電型のチャネル抵抗を形成する工程と、
前記半導体基板の前記第1の領域にパターン開口を有し、前記第2の領域にスリット状のパターン開口を有するマスク層を形成する工程と、
前記半導体基板に前記マスク層のパターンで第2導電型不純物を導入して、前記第1の領域に接合ゲートを形成し、前記第2の領域に前記チャネル抵抗を含む前記半導体基板のバンドエネルギーを調整して前記チャネル抵抗の抵抗値を調整する抵抗調整部を形成する工程と
を有する半導体装置の製造方法。 A method of manufacturing a semiconductor device in which a field effect transistor is formed in a first region of the same semiconductor substrate and a resistance element is formed in a second region,
Forming a first conductivity type channel of the field effect transistor in the first region of the semiconductor substrate and simultaneously forming a first conductivity type channel resistance of the resistance element in the second region;
Forming a mask layer having a pattern opening in the first region of the semiconductor substrate and a slit-like pattern opening in the second region;
A second conductivity type impurity is introduced into the semiconductor substrate in a pattern of the mask layer to form a junction gate in the first region, and a band energy of the semiconductor substrate including the channel resistance in the second region. Forming a resistance adjusting unit that adjusts and adjusts the resistance value of the channel resistance.
前記半導体基板の第1の領域に前記電界効果トランジスタの第1導電型のチャネルを形成すると同時に、前記第2の領域に前記抵抗素子の第1導電型のチャネル抵抗を形成する工程と、Forming a first conductivity type channel of the field effect transistor in the first region of the semiconductor substrate and simultaneously forming a first conductivity type channel resistance of the resistance element in the second region;
前記半導体基板の前記第1の領域にパターン開口を有し、前記第2の領域にスリット状のパターン開口を有するマスク層を形成する工程と、Forming a mask layer having a pattern opening in the first region of the semiconductor substrate and a slit-like pattern opening in the second region;
前記半導体基板を前記マスク層のパターンでエッチングして、前記第1の領域にリセス構造のゲート電極を形成し、前記第2の領域に前記チャネル抵抗を含む前記半導体基板のバンドエネルギーを調整して前記チャネル抵抗の抵抗値を調整する抵抗調整部を形成する工程とEtching the semiconductor substrate with the pattern of the mask layer to form a gate electrode having a recess structure in the first region, and adjusting a band energy of the semiconductor substrate including the channel resistance in the second region Forming a resistance adjuster for adjusting a resistance value of the channel resistance;
を有する半導体装置の製造方法。A method for manufacturing a semiconductor device comprising:
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