基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及在半導(dǎo)體集成電路內(nèi)產(chǎn)生基準(zhǔn)電壓的基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]使用圖4，對在現(xiàn)有的基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生裝置中使用的電路進行說明。圖4是基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生裝置的電路圖。被連接成作為電流源發(fā)揮作用的耗盡型NMOS晶體管(以下記作D型NMOS晶體管)9使恒定電流流過以二極管接法連接的增強型NMOS晶體管(以下記作E型NMOS晶體管)10。利用該恒定電流，在E型NMOS晶體管10中產(chǎn)生與各晶體管的閾值以及尺寸對應(yīng)的基準(zhǔn)電壓。
[0003]首先，參照圖5的示意性剖視圖，對基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生裝置的基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)進行說明?；鶞?zhǔn)電壓產(chǎn)生裝置具有D型NMOS晶體管9以及E型NMOS晶體管10。
[0004]被連接成作為電流源發(fā)揮作用的D型NMOS晶體管9中，以閾值在耗盡區(qū)進行動作的方式具有埋溝(Buried Channel) 12,以漏極17為電源端子,柵電極13和源極16與基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生端子連接。通過這樣的連接，上述D型NMOS晶體管9作為恒流源發(fā)揮作用。另一方面，以二極管接法與上述D型NMOS晶體管9連接的E型NMOS晶體管10以閾值在增強區(qū)進行動作的方式具有表面溝道11，柵電極13和漏極15與基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生端子連接，源極14與接地端子連接。即，上述D型NMOS晶體管9和上述E型NMOS晶體管10串聯(lián)連接。因此，如果用等效電路表示，則為圖4所示的電路圖。
[0005]接下來，參照圖3，對該基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生裝置的動作進行說明。
[0006]由于上述D型NMOS晶體管9作為恒流源進行動作，因此，作為此處的晶體管特性，例如，按固定間隔施加源極-襯底接地的柵電壓的情況下的漏極電流成為如圖3的D型NMOS晶體管特性8所示那樣，閾值為B，且在柵電壓為O處可得到漏極電流。另一方面，關(guān)于上述E型NMOS晶體管10，作為相同的晶體管特性，例如，按固定間隔施加源極-襯底接地的柵電壓的情況下的漏極電流如圖3所示，可得到閾值為A的E型NMOS晶體管特性7。此處，由于上述E型NMOS晶體管10以二極管接法與作為上述恒流源的D型NMOS晶體管9連接，因此，上述E型NMOS晶體管10需要用于使上述D型NMOS晶體管特性8的柵電壓為O的電流流動的柵電壓，該柵電壓為圖3的輸出電壓C，并成為基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生裝置的輸出。
[0007]在現(xiàn)有技術(shù)中，如專利文獻I所示，以使恒流源的D型NMOS晶體管利用埋溝進行耗盡區(qū)中的動作、使以二極管接法連接的E型NMOS晶體管利用表面溝道進行增強區(qū)中的動作的方式，構(gòu)成基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生裝置。此處，在晶體管特性中，相對于圖3所示的源極-襯底接地的柵電壓的漏極電流特性特別重要。該特性為會因晶體管的溫度變化而變動的電特性。由于構(gòu)成基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生裝置的晶體管的各溫度特性不同，因此，難以在較大溫度范圍內(nèi)使基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生裝置的溫度特性變得平坦。
[0008]專利文獻1:日本特開昭56-108258號公報
[0009]近年來，隨著電子設(shè)備的高精度化的發(fā)展，要求對該電子設(shè)備進行控制的IC的高精度化。作為示例，在1C、尤其是在以電壓檢波器或電壓調(diào)節(jié)器為代表的電源管理IC中，伴隨搭載有IC的便攜設(shè)備的小型化以及通用性，要求即使周圍溫度環(huán)境發(fā)生變化、尤其是即使在IC內(nèi)部溫度發(fā)生變化，基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生裝置也能夠高精度地產(chǎn)生基準(zhǔn)電壓，即，要求基準(zhǔn)電壓的溫度特性更加平坦。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]鑒于上述要求，本發(fā)明以提供具有更加平坦的溫度特性的基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生裝置為課題。
[0011 ] 在本發(fā)明中，為了解決上述問題，在基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生裝置中，通過如下兩個D型NMOS晶體管來構(gòu)成電路，由此得到具有更加平坦的溫度特性的基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生裝置，其中，一個D型NMOS晶體管是為了發(fā)揮電流源作用而存在的D型NMOS晶體管，另一個D型NMOS晶體管為了流入所述一個D型NMOS的恒定電流而以二極管接法連接，并與上述一個D型NMOS晶體管具有相同的溫度系數(shù)。
[0012]發(fā)明效果
[0013]在本發(fā)明中，在基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生裝置中具有D型NMOS晶體管和具備相同溫度系數(shù)的D型NMOS晶體管，由此，改善了基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生裝置的溫度特性。
【附圖說明】
[0014]圖1是構(gòu)成本發(fā)明的實施例的基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生裝置的晶體管的示意性特性圖。
[0015]圖2是本發(fā)明的實施例的基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生裝置的示意性電路圖。
[0016]圖3是對現(xiàn)有技術(shù)進行說明的構(gòu)成基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生裝置的晶體管的示意性特性圖。
[0017]圖4是對現(xiàn)有技術(shù)進行說明的基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生裝置的示意性電路圖。
[0018]圖5是對現(xiàn)有技術(shù)進行說明的基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生裝置的示意性剖視圖。
[0019]標(biāo)號說明
[0020]I具有閾值A(chǔ)的第二 NMOS晶體管的特性[0021 ]2具有閾值B的第一 NMOS晶體管的特性
[0022]3第一 NMOS晶體管的溫度系數(shù)的閾值電壓關(guān)聯(lián)性
[0023]4第二 NMOS晶體管的溫度系數(shù)的閾值電壓關(guān)聯(lián)性
[0024]5具有閾值A(chǔ)的D型NMOS晶體管
[0025]6具有閾值B的D型NMOS晶體管
[0026]7閾值A(chǔ)的E型NMOS晶體管特性
[0027]8閾值B的D型NMOS晶體管特性
[0028]9 D型NMOS晶體管
[0029]1E 型 NMOS 晶體管
[0030]11表面溝道
[0031]12 埋溝
[0032]13柵電極
[0033]14、16 源極
[0034]15、17 漏極
【具體實施方式】
[0035]以下，參照附圖，對本發(fā)明的實施例進行說明。
[0036]最初，參照圖1的(a)，對本發(fā)明的特征進行說明。圖1的(a)是關(guān)于具有溫度特性3的第一 NMOS晶體管和具有溫度特性4的第二 NMOS晶體管，描繪出作為第一導(dǎo)電型的D型NMOS晶體管的溫度系數(shù)與閾值之間的關(guān)聯(lián)性的示意性特性圖。溫度系數(shù)是所關(guān)注的物理量在規(guī)定的溫度范圍內(nèi)的平均變化率，此處為閾值電壓的溫度系數(shù)。此處，由于設(shè)NMOS晶體管為D型，因此，在溝道區(qū)中擴散的雜質(zhì)的導(dǎo)電型為N型，成為埋溝。在第一 NMOS晶體管和第二 NMOS晶體管中，作為用于決定閾值的雜質(zhì)的種類以及深度方向的分布特性(profile)和幾何尺寸不同，因此第一 NMOS晶體管和第二 NMOS晶體管具有不同的溫度系數(shù)。
[0037]而且，基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生裝置例如由表現(xiàn)出圖1的(a)中的溫度系數(shù)D的、具有閾值電壓B的第一 NMOS晶體管和具有閾值電壓A的第二 NMOS晶體管這兩個NMOS晶體管構(gòu)成。即，由具有相同溫度系數(shù)的兩個晶體管構(gòu)成基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生裝置。這是因為，由上述結(jié)構(gòu)構(gòu)成的基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生裝置產(chǎn)生的基準(zhǔn)電壓基本上由兩個NMOS晶體管的閾值之差決定。
[0038]此外，通過調(diào)整兩個NMOS晶體管的幾何尺寸，能夠設(shè)置兩個NMOS晶體管的閾值之差。因此，如果利用溫度系數(shù)相同的NMOS晶體管來構(gòu)成基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生裝置，則即使溫度發(fā)生變化，作為閾值電壓之差的基準(zhǔn)電壓也能夠大致固定。各個NMOS晶體管具有的閾值電壓A以及閾值電壓B能夠進行調(diào)整。例如，能夠利用離子注入法來調(diào)整溝道區(qū)的屬性，此時，關(guān)于所使用的雜質(zhì)，例如在上述第一 NMOS晶體管中可以為砷，在第二 NMOS晶體管中可以為磷。
[0039]此外，關(guān)于此處的晶體管的電特性，如圖1的(b)所示，具有閾值電壓A的第二NMOS晶體管為特性1，具有閾值電壓B的第一 NMOS晶體管為特性2。使用這些NMOS晶體管的輸出電壓之差，根據(jù)在上述圖3中說明的動作原理，能夠得到基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生裝置的輸出C0
[0040]在上述情況下，基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生裝置的示意性電路圖成為圖2所示那樣，通過以具有閾值電壓B的第一 D型NMOS晶體管5為恒流源，使具有閾值電壓A的第二 D型NMOS晶體管6以二極管接法進行連接，由此構(gòu)成基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生裝置。
[0041]其結(jié)果是，在作為本發(fā)明的特征的、由具有相同溫度系數(shù)的D型NMOS晶體管構(gòu)成的基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生裝置中，能夠具有平坦的溫度特性。
【主權(quán)項】
1.一種基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生裝置，其具有: 第一 N型耗盡型MOS晶體管，其流過恒定電流；以及 第二 N型耗盡型MOS晶體管，其以二極管接法與所述第一 N型耗盡型MOS晶體管連接，閾值電壓的溫度系數(shù)與所述第一 N型耗盡型MOS晶體管的閾值電壓的溫度系數(shù)相同，該第二 N型耗盡型MOS晶體管基于所述恒定電流產(chǎn)生基準(zhǔn)電壓。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生裝置，其特征在于， 在以二極管接法連接的所述第二 N型耗盡型MOS晶體管的埋溝中，擴散有與流過恒定電流的所述第一 N型耗盡型MOS晶體管的埋溝不同的雜質(zhì)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生裝置，其特征在于， 所述基準(zhǔn)電壓為所述第一 N型耗盡型MOS晶體管的閾值電壓與所述第二 N型耗盡型MOS晶體管的閾值電壓之差。
【專利摘要】本發(fā)明提供具有平坦的溫度特性的基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生裝置。具有：第一導(dǎo)電型的耗盡型MOS晶體管(5)，其被連接成作為電流源發(fā)揮作用，流出恒定電流；以及第一導(dǎo)電型的耗盡型MOS晶體管(6)，其以二極管接法連接，具有與耗盡型MOS晶體管(5)相同的埋溝和相同的溫度特性，基于恒定電流，產(chǎn)生基準(zhǔn)電壓。耗盡型MOS晶體管(5)與耗盡型MOS晶體管(6)的溫度特性相同，因此，基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生裝置的輸出的溫度特性平坦。
【IPC分類】G05F1-567
【公開號】CN104571251
【申請?zhí)枴緾N201410548857
【發(fā)明人】橋谷雅幸, 吉野英生
【申請人】精工電子有限公司
【公開日】2015年4月29日
【申請日】2014年10月16日
【公告號】US20150115930