(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体基板に形成され、
自層の周辺にあって単一の電位の導電層に並走すると共に、層間絶縁膜を介して形成された抵抗素子層と、
前記抵抗素子層の一方の端部に導通するように形成された第１の電極と、
前記抵抗素子層の他方の端部に導通するように形成された第２の電極と、
を有し、
前記抵抗素子層は、
前記第１の電極が形成されている位置と前記第２の電極が形成されている位置との間の実際に抵抗として機能する抵抗領域に、自層の電位と前記導電層の電位との電位差によって変化する抵抗値変化成分の抵抗値変化係数が正の値になる正極領域と、当該抵抗値変化係数が負の値になる負極領域とをそれぞれ少なくとも１つ有し、
前記抵抗領域の基準位置から前記正極領域又は前記負極領域の中心位置までの間の抵抗値を量とする指標値と、前記正極領域又は前記負極領域の抵抗値と、前記抵抗値変化係数との積の総和が零になるように形成されたことを特徴とする半導体抵抗素子。
【請求項２】
前記抵抗素子層は、
前記正極領域と前記負極領域とが互いに直列に接続され、
前記第１の電極が形成されている位置が、前記基準位置になるように形成されたことを特徴とする請求項１に記載の半導体抵抗素子。
【請求項３】
半導体基板に形成され、
自層の周辺にあって単一の電位の導電層に並走すると共に、層間絶縁膜を介して形成された抵抗素子層と、
前記抵抗素子層の一方の端部に導通するように形成された第１の電極と、
前記抵抗素子層の他方の端部に導通するように形成された第２の電極と、
を有し、
前記抵抗素子層は、
前記第１の電極が形成されている位置と前記第２の電極が形成されている位置との間の実際に抵抗として機能する抵抗領域に、自層の電位と前記導電層の電位との電位差によって変化する抵抗値変化成分の抵抗値変化係数が正の値になる正極領域と、当該抵抗値変化係数が負の値になる負極領域とをそれぞれ少なくとも１つ有し、
前記抵抗領域の基準位置から前記正極領域又は前記負極領域の中心位置までの間の抵抗値を量とする指標値と、前記正極領域又は前記負極領域の抵抗値と、前記抵抗値変化係数との積の総和が零になり、
かつ、前記正極領域又は前記負極領域の抵抗値と、前記抵抗値変化係数との積の総和が零になるように形成されたことを特徴とする半導体抵抗素子。
【請求項４】
前記抵抗素子層は、
前記正極領域と前記負極領域とが互いに直列に接続され、
前記抵抗領域の両端部間の中心位置が、前記基準位置になるように形成されたことを特徴とする請求項３に記載の半導体抵抗素子。
【請求項５】
半導体基板に形成され、
自層の周辺にあって単一の電位の導電層に並走すると共に、層間絶縁膜を介して形成された抵抗素子層と、
前記抵抗素子層の一方の端部に導通するように形成された第１の電極と、
前記抵抗素子層の他方の端部に導通するように形成された第２の電極と、
を有し、
前記抵抗素子層は、
前記第１の電極が形成されている位置と前記第２の電極が形成されている位置との間の実際に抵抗として機能する抵抗領域に、自層の電位と前記導電層の電位との電位差によって変化する抵抗値変化成分の抵抗値変化係数が正の値になる正極領域と、当該抵抗値変化係数が負の値になる負極領域とをそれぞれ少なくとも１つ有し、
前記正極領域と前記負極領域とが互いに並列に接続され、
前記正極領域又は前記負極領域の抵抗値と、前記抵抗値変化係数との積の総和が零になるように形成されたことを特徴とする半導体抵抗素子。
【請求項６】
前記抵抗素子層は、
種類や濃度が異なる不純物イオンをインプラント又は拡散させることによって、前記正極領域と前記負極領域とをそれぞれ少なくとも１つ有するように形成されたことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の半導体抵抗素子。
【請求項７】
前記抵抗素子層は、
材質にポリシリコンを用いて形成されたポリシリコン層であることを特徴とする請求項６に記載の半導体抵抗素子。
【請求項８】
前記抵抗素子層は、
拡散層であることを特徴とする請求項６に記載の半導体抵抗素子。
【請求項９】
前記導電層は、
前記半導体基板、前記抵抗素子層と異なる成分又は形成工程で形成された層、又はメタルを用いて形成されたメタル層であることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の半導体抵抗素子。
【請求項１０】
前記抵抗素子層を互いに電気的に接続する補助電極を有したことを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の半導体抵抗素子。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれか１項に記載の半導体抵抗素子を少なくとも１つ有すると共に、
前記半導体抵抗素子と異なる種類の半導体素子を少なくとも１つ有することを特徴とする半導体モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体抵抗素子及び半導体抵抗素子を有する半導体モジュールに関し、特に抵抗素子層の電位とその周辺の半導体基板等の電位との電位差によって抵抗素子層の抵抗値が変化するのを抑えた半導体抵抗素子及び半導体抵抗素子を有する半導体モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
所望の半導体モジュールを製造するのに際しては、抵抗素子や容量素子、スイッチング素子等の様々な複数の素子を組み合わせていく。この為、半導体モジュールに集積される各素子は、なるべくその特性が変わらないことが望ましい。抵抗素子を一例にして説明すると、抵抗素子の抵抗値が変化すれば、その抵抗素子を複数用いて構成されている半導体モジュール全体の抵抗値が変化してしまうことになり、半導体モジュールを構成する上で極めて好ましいことではない。
【０００３】
ところが、多くの抵抗素子の抵抗素子層は、ポリシリコンを用いて形成されたポリシリコン層や拡散層である。この為、抵抗素子層の電位と、抵抗素子層の上面や下面といった周辺の半導体基板等の電位との電位差が生じる。すると、空貧層の広がり状態が変わり、導電領域の幅が変わってしまうことがある。これにより、抵抗素子の抵抗値が、本来の抵抗値から変化する。
このような抵抗素子層とその周辺の半導体基板等との電位差によって、抵抗値が変化するのを抑える必要がある。そこで、抵抗値が変化するのを抑えた抵抗素子として、図１２に示すような特許文献１の半導体装置１００がある。
【０００４】
図１２に示す半導体装置１００は、Ｐ型の半導体基板１０１の上に形成されたＮ型の島領域１０２の主面に、Ｐ型の拡散領域１０３が形成されている。この表面に、高電位電圧を印加する第１の電極１０４と、低電位電圧を印加する第２の電極１０５とを設けると共に、Ｐ型の拡散領域１０３の表面の外側の島領域１０２の表面に、高電位電圧を印加する第３の電極１０６と、低電位電圧を印加する第４の電極１０７とを設けている。これにより、半導体装置１００は、島領域１０２の電位分布がＰ型の拡散領域１０３の電位分布に沿うように構成されている。
【０００５】
又、半導体装置１００の他にも、図１３に示すような特許文献２の半導体装置２００がある。
この半導体装置２００は、半導体基板２０１に形成されたエピタキシャル層２０２と、エピタキシャル層２０２の内部に形成された埋込層２０３と、その埋込層２０３と同程度の深さを有して埋込層２０３とが離間して形成された環状の素子分離領域２０４と、エピタキシャル層２０２の表面から環状の素子分離領域内に形成されたＮ＋型層２０５とを有する。
【０００６】
その表面に、ＬＯＣＯＳ酸化膜２０６と、ポリシリコン抵抗２０７と、層間絶縁膜２０８とが順次形成され、更にポリシリコン抵抗２０７の上の層間絶縁膜２０８の３箇所に電極２１０〜２１２が形成されている。更に、Ｎ＋型層２０５の上方には、電極２１３が形成されている。この時、３つの電極２１０〜２１２は、電極２１２と電極２１０との距離と、電極２１２と電極２１１との距離が等しくなるように、ポリシリコン抵抗２０７の略中央位置に配置される。電極２１２と電極２１３とは、同電位を維持することができるように配線２０９によって結線されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平５−１９０７７３号公報
【特許文献２】特許第４３８３０１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記で説明した特許文献１の半導体装置１００では、抵抗素子をなす拡散領域１０３の下面にある導電型の島領域１０２にも電流が流れる。この為、半導体装置１００が、無駄な電流を消費するという問題があった。
又、特許文献２の半導体装置２００では、電極２１２と電極２１３とが、配線２０９によって同電位を維持することができるように配線２０９で結線されている。この為、ポリシリコン抵抗２０７の中点に無駄な容量性負荷が付く。この為、半導体装置２００が、信号に歪みを生じさせることがあった。
そこで、本発明は、上記の課題に鑑み、無駄な電流や信号の歪み等を発生させることなく、抵抗素子層の電位と、その周辺の半導体基板や電源線、信号線等の電位との電位差によって抵抗素子層の抵抗値が変化してしまうことを抑えることのできる半導体抵抗素子及び半導体抵抗素子を有する半導体モジュールを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明による半導体抵抗素子及び半導体抵抗素子を有する半導体モジュールは、上記の目的を達成する為に、次のように構成される。
本発明による第１の半導体抵抗素子は、半導体基板に形成され、自層の周辺にあって単一の電位の導電層に並走すると共に、層間絶縁膜を介して形成された抵抗素子層と、前記抵抗素子層の一方の端部に導通するように形成された第１の電極と、前記抵抗素子層の他方の端部に導通するように形成された第２の電極と、を有し、前記抵抗素子層は、前記第１の電極が形成されている位置と前記第２の電極が形成されている位置との間の実際に抵抗として機能する抵抗領域に、自層の電位と前記導電層の電位との電位差によって変化する抵抗値変化成分の抵抗値変化係数が正の値になる正極領域と、当該抵抗値変化係数が負の値になる負極領域とをそれぞれ少なくとも１つ有し、前記抵抗領域の基準位置から前記正極領域又は前記負極領域の中心位置までの間の抵抗値を量とする指標値と、前記正極領域又は前記負極領域の抵抗値と、前記抵抗値変化係数との積の総和が零になるように形成されたことを特徴とする。
【００１０】
上記の第１の半導体抵抗素子によれば、抵抗素子層は、第１の電極が形成されている位置と第２の電極が形成されている位置との間の実際に抵抗として機能する抵抗領域に、正極領域と負極領域とをそれぞれ少なくとも１つ有するように形成されている。通常、半導体抵抗素子には、抵抗素子層の電位と、その周辺の半導体基板等の電位との電位差によって生じる抵抗値変化成分がある。そして、基準位置から正極領域の中心位置まで、又は負極領域の中心位置までの間の抵抗値を量とする指標値と、前記正極領域又は前記負極領域の抵抗値と、抵抗値変化係数との積の総和が零になるように、抵抗素子層を形成する。
【００１１】
これにより、第１電極の電位が固定されている場合に、正極領域と正極領域とで、抵抗値変化成分のつり合いがとれるようになる。従って、抵抗素子層の周辺部で無駄な電流を発生させないと共に、抵抗素子層に無駄な容量性負荷を付けることなく、上記の電位差によって、抵抗素子層の抵抗値が変化してしまうのを抑えることが可能となる。
【００１２】
本発明による第２の半導体抵抗素子は、前記抵抗素子層は、前記正極領域と前記負極領域とが互いに直列に接続され、前記第１の電極が形成されている位置が、前記基準位置になるように形成されたことを特徴とする。
これにより、基準位置を第１電極が形成されている位置とし、抵抗素子層の正極領域の電位とその周辺の半導体基板等の電位との電位差によって変化する抵抗値変化成分と、抵抗素子層の負極領域の電位とその周辺の半導体基板等の電位との電位差によって変化する正極領域の抵抗値変化成分と負極領域の抵抗値変化成分とを相殺することで、抵抗素子層の抵抗値が変化してしまうのを抑えることが可能となる。
【００１３】
本発明による第３の半導体抵抗素子は、半導体基板に形成され、自層の周辺にあって単一の電位の導電層に並走すると共に、層間絶縁膜を介して形成された抵抗素子層と、前記抵抗素子層の一方の端部に導通するように形成された第１の電極と、前記抵抗素子層の他方の端部に導通するように形成された第２の電極と、を有し、前記抵抗素子層は、前記第１の電極が形成されている位置と前記第２の電極が形成されている位置との間の実際に抵抗として機能する抵抗領域に、自層の電位と前記導電層の電位との電位差によって変化する抵抗値変化成分の抵抗値変化係数が正の値になる正極領域と、当該抵抗値変化係数が負の値になる負極領域とをそれぞれ少なくとも１つ有し、前記抵抗領域の基準位置から前記正極領域又は前記負極領域の中心位置までの間の抵抗値を量とする指標値と、前記正極領域又は前記負極領域の抵抗値と、前記抵抗値変化係数との積の総和が零になり、かつ、前記正極領域又は前記負極領域の抵抗値と、前記抵抗値変化係数との積の総和が零になるように形成されたことを特徴とする。
【００１４】
上記の第３の半導体抵抗素子によれば、基準位置から正極領域の中心位置まで、又は負極領域の中心位置までの間の抵抗値を量とする指標値と、前記正極領域又は負極領域の抵抗値と、抵抗値変化係数との積の総和が零になると共に、抵抗値と、抵抗値変化係数との積の総和が零になるように、抵抗素子層を形成する。
これにより、第１電極の電位が固定されていない場合に、抵抗素子層の電位と、その周辺の半導体基板等の電位との電位差によって生じる正極領域の抵抗値変化成分と負極領域の抵抗値変化成分とを相殺して、抵抗素子層の抵抗値が変化してしまうのを抑えることが可能となる。
【００１５】
本発明による第４の半導体抵抗素子は、前記抵抗素子層は、前記正極領域と前記負極領域とが互いに直列に接続され、前記抵抗領域の両端部間の中心位置が、前記基準位置になるように形成されたことを特徴とする。
上記の第４の半導体抵抗素子によれば、抵抗素子層は、正極領域と負極領域とが直列に接続されるように形成されている。このような接続形態で、抵抗素子層に例えば３つの領域を形成する場合には、抵抗領域の両端部間の中心位置を基準位置とする。
これにより、抵抗素子層の電位と、その周辺の半導体基板等の電位との電位差によって生じる正極領域の抵抗値変化成分と負極領域の抵抗値変化成分とを相殺して、抵抗素子層の抵抗値が変化してしまうのを抑えることが可能となる。
【００１６】
本発明による第５の半導体抵抗素子は、半導体基板に形成され、自層の周辺にあって単一の電位の導電層に並走すると共に、層間絶縁膜を介して形成された抵抗素子層と、前記抵抗素子層の一方の端部に導通するように形成された第１の電極と、前記抵抗素子層の他方の端部に導通するように形成された第２の電極と、を有し、前記抵抗素子層は、前記第１の電極が形成されている位置と前記第２の電極が形成されている位置との間の実際に抵抗として機能する抵抗領域に、自層の電位と前記導電層の電位との電位差によって変化する抵抗値変化成分の抵抗値変化係数が正の値になる正極領域と、当該抵抗値変化係数が負の値になる負極領域とをそれぞれ少なくとも１つ有し、前記正極領域と前記負極領域とが互いに並列に接続され、前記正極領域又は前記負極領域の抵抗値と、前記抵抗値変化係数との積の総和が零になるように形成されたことを特徴とする。
【００１７】
上記の第５の半導体抵抗素子によれば、抵抗素子層は、正極領域と負極領域とが並列に接続されるように形成されている。
このような時、正極領域の抵抗値変化成分と負極領域の抵抗値変化成分とを相殺するのには、当該抵抗値と、抵抗値変化係数との積の総和が零になるように正極領域と負極領域とを形成すれば良い。
これにより、正極領域と負極領域とが直列に接続されている時と同様に、抵抗素子層の電位と、その周辺の半導体基板等の電位との電位差によって生じる正極領域の抵抗値変化成分と負極領域の抵抗値変化成分とを相殺して、抵抗素子層の抵抗値が変化してしまうのを抑えることが可能となる。
【００１８】
本発明による第６の半導体抵抗素子は、前記抵抗素子層は、種類や濃度が異なる不純物イオンをインプラント又は拡散させることによって、前記正極領域と前記負極領域とをそれぞれ少なくとも１つ有するように形成されたことを特徴とする。
上記の第６の半導体抵抗素子によれば、種類や濃度が異なる不純物イオンをインプラント又は拡散させることによって、抵抗素子層が正極領域と負極領域とをそれぞれ少なくとも１つ有するように抵抗素子層を形成することが可能になる。例えば、抵抗素子層をポリシリコンにより形成する場合には、１３属のイオンをインプラント又は拡散させることで、正極領域を形成することができる。又、１５属のイオンをインプラント又は拡散させることで、負極領域を形成することができる。
【００１９】
本発明による第７の半導体抵抗素子は、前記抵抗素子層は、材質にポリシリコンを用いて形成されたポリシリコン層であることを特徴とする。
上記の第７の半導体抵抗素子によれば、上記で説明したように、抵抗素子層の抵抗値が変化してしまうのを抑えることできるように構成されている為、抵抗素子層を形成するのにあたって、抵抗素子層の周辺部の電位との電位差によって抵抗値が比較的に変化し易い材質を用いることが可能になる。又、従来技術の半導体抵抗素子で用いられている材質と同じ材質を用いることも可能になる。
【００２０】
本発明による第８の半導体抵抗素子は、前記抵抗素子層は、拡散層であることを特徴とする。
上記の第８の半導体抵抗素子によれば、抵抗素子層が、従来技術の半導体抵抗素子で用いられているポリシリコンを用いて形成されている為、上記の第８の半導体抵抗素子と同じ作用を得ることが可能になる。
【００２１】
本発明による第９の半導体抵抗素子は、前記導電層は、前記半導体基板、前記抵抗素子層と異なる成分又は形成工程で形成された層、又はメタルを用いて形成されたメタル層であることを特徴とする。
上記の第９の半導体抵抗素子によれば、導電層を形成するのにあって従来技術の半導体抵抗素子と同じ材質を用いることが可能になる。
【００２２】
本発明による第１０の半導体抵抗素子は、前記抵抗素子層を互いに電気的に接続する補助電極を有したことを特徴とする。
上記の第１０の半導体抵抗素子によれば、補助電極が、正極領域と負極領域とを互いに接続する。例えば、正極領域と負極領域との接続部分で不純物イオンがインプラントされない領域ができてしまうことがあり、正極領域と負極領域とを直接接続することに難しい場合がある。このような時に、直接接続することが難しい正極領域と負極領域とを、補助電極を用いて互いに接続することが可能となる。又、補助電極を用いることで、抵抗素子層同士の接続を補強することも可能になる。
【００２３】
本発明による半導体モジュールは、上記の第１〜第１０の半導体抵抗素子のうちのいずれか１つの半導体抵抗素子を少なくとも１つ有すると共に、前記半導体抵抗素子と異なる種類の半導体素子を少なくとも１つ有することを特徴とする。
上記の半導体モジュールによれば、上記の第１〜第１０の半導体抵抗素子のいずれか１つの半導体抵抗素子と、更に容量素子等とを有して構成される。上述したように、上記の第１〜第１０の半導体抵抗素子は、抵抗素子層の周辺部で無駄な電流を発生させないと共に、抵抗素子層に無駄な容量性負荷を付けることなく、抵抗素子の電位と抵抗素子層の周辺の半導体基板等の電位との電位差の影響を受けて、抵抗値が変化するのを抑えることができる。よって、第１〜第１０の抵抗素子を用いて構成された半導体モジュールでも、無駄な電流を発生させないと共に、無駄な容量性負荷を付けることがなく、半導体モジュールの全体の抵抗値が変化するのを抑えることが可能になる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明による半導体抵抗素子によれば、抵抗素子層の周辺部で無駄な電流を発生させないと共に、抵抗素子層に無駄な容量性負荷を付けることなく、抵抗素子層の周辺の半導体基板や、抵抗素子層の上部を通過する電源線、信号線等の電位と、抵抗素子の電位との電位差の影響を受けて、抵抗値が変化するのを抑えることができる。
この為、例えば、信号の歪みが少ないことが要求されるオーディオ用の半導体モジュールを構成する場合に、本発明による半導体抵抗素子を用いることによって、半導体モジュールの全体での信号の歪みを少なくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の第１実施形態に係る半導体抵抗素子１０を有する半導体モジュールの構成を示す上面図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る半導体抵抗素子１０を有する半導体モジュールの構成を示す断面図（図１に示す半導体抵抗素子１０の切断線Ａ−Ａにおける断面）である。
【図３】一般的な反転バッファ回路３０の構成を示すブロックである。
【図４】本発明の第２実施形態に係る半導体抵抗素子４０を有する半導体モジュールの構成を示す上面図である。
【図５】本発明の第２実施形態に係る半導体抵抗素子４０を有する半導体モジュールの構成を示す（図４に示す半導体抵抗素子４０の切断線Ａ−Ａにおける断面）である。
【図６】本発明の第３実施形態に係る半導体抵抗素子５０を有する半導体モジュールの構成を示す上面図である。
【図７】本発明の第３実施形態に係る半導体抵抗素子５０を有する半導体モジュールの構成を示す（図６に示す半導体抵抗素子５０の切断線Ａ−Ａにおける断面）である。
【図８】本発明の第３実施形態に係る半導体抵抗素子５０を有する半導体モジュールの構成を示す（図６に示す半導体抵抗素子５０の切断線Ｂ−Ｂにおける断面）である。
【図９】本発明の第１変形例に係る半導体抵抗素子６０を有する半導体モジュールの構成を示す上面図である。
【図１０】本発明の第１実施形態に係る半導体抵抗素子６０を有する半導体モジュールの構成を示す断面図（図９に示す半導体抵抗素子６０の切断線Ａ−Ａにおける断面）である。
【図１１】本発明の第２変形例に係る半導体抵抗素子７０を有する半導体モジュールの構成を示す上面図である。
【図１２】従来の半導体装置１００の構成を示す断面図である。
【図１３】従来の半導体装置２００の構成を示す断面図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、添付図面を参照しながら、本発明による半導体抵抗素子及び半導体抵抗素子を有する半導体モジュールの実施形態を詳細に説明する。尚、図面の説明において、同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
（第１実施形態）
まず、図１及び図２参照して、本発明の第１実施形態に係る半導体抵抗素子１０を有する半導体モジュールの構成・作用を説明する。図１は、本発明の第１実施形態に係る半導体抵抗素子１０を有する半導体モジュールの構成を示す上面図である。又、図２は、本発明の第１実施形態に係る半導体抵抗素子１０を有する半導体モジュールの構成を示す断面図（図１に示す半導体抵抗素子１０の切断線Ａ−Ａにおける断面）である。
【００２７】
（半導体抵抗素子１０の構成）
図１及び図２に示す半導体抵抗素子１０を有する半導体モジュールは、同一の半導体基板の上に他の半導体素子を集積している。尚、半導体抵抗素子１０の構成を分かりやすく説明する為に、各実施形態で参照する各図面では、半導体基板の上に集積された半導体抵抗素子１０の部分だけを抜粋して図示する。又、各図面の上面図では、層間絶縁膜１５を省略して図示する。
半導体抵抗素子１０は、第１の電極１１と、第２の電極１２と、抵抗素子層１３と、半導体基板１４と、層間絶縁膜１５とを有して構成される。
この半導体抵抗素子１０は、グランドの電位にバイアスされたＰ型の半導体基板１４の上に、層間絶縁膜１５を介して抵抗素子層１３が形成される。
【００２８】
この抵抗素子層１３は、例えばポリシリコンの材質を用いて形成されたポリシリコン層である。又、半導体抵抗素子１０は、抵抗値が変化しないように構成されるものである為、抵抗素子層１３の電位と抵抗素子層１３の周辺部の電位との電位差によって抵抗値が比較的に変化し易い材質を用いたり、従来技術の半導体抵抗素子と同じ材質を用いたりして、抵抗素子層１３を形成することもできる。例えば、抵抗素子層１３は、ポリシリコン層の他にも、拡散層であっても良い。
【００２９】
又、抵抗素子層１３は、電流を流す為の一組の導体である第１の電極１１と第２の電極１２とに接続される。第１の電極１１及び第２の電極１２は、メタル等の素材によって形成され、例えばアルミによって形成されたアルミ電極である。第１の電極１１は抵抗素子層１３の一方の端部に導通するように形成され、第２の電極１２は抵抗素子層１３の他方の端部に導通するように形成される。
【００３０】
抵抗素子層１３のうちの、第１の電極１１が形成されている位置と第２の電極１２が形成されている位置との間の領域が、実際に抵抗として機能する抵抗領域になる。この為、抵抗素子層１３のうち、抵抗素子層１３の図１及び図２中の左端部から第１の電極１１が形成されている位置までの領域と、抵抗素子層１３の図１及び図２中の右端部から第２の電極１２が形成されている位置までの領域とは、実際に抵抗として機能しない領域になる。又、本実施形態では、説明上、第１の電極１１の中心位置を第１の電極１１が形成されている位置とし、第２の電極１２の中心位置を第２の電極１２が形成されている位置としている。
【００３１】
そして、抵抗素子層１３は、領域１３Ａと領域１３Ｂとが直列に接続されている。領域１３Ａの抵抗値をＲ１とし、領域１３Ｂの抵抗値をＲ２とする。半導体抵抗素子１０として必要な所望の抵抗値、つまり抵抗素子層１３の全体の抵抗値Ｒは、領域１３Ａの部分の抵抗値Ｒ１と領域１３Ｂの部分の抵抗値Ｒ２とを足し合わせたものになる。
領域１３Ａの電位と半導体基板１４の電位との電位差による領域１３Ａの抵抗値変化係数をＫ１とし、この領域１３Ａの抵抗値変化係数Ｋ１は正又は負の値になる。又、領域１３Ｂの電位と半導体基板１４等の電位との電位差による領域１３Ｂの抵抗値変化係数をＫ２とし、この領域１３Ｂの抵抗値変化係数Ｋ２は領域１３Ａの抵抗値変化係数Ｋ１と符号が異なる値になる。
【００３２】
例えば、抵抗値変化係数Ｋ１が正の値であれば、抵抗値変化係数Ｋ２が負の値になる。よって、領域１３Ａは正極領域になり、領域１３Ｂは負極領域になる。これとは逆に、抵抗値変化係数Ｋ１が負の値であれば、抵抗値変化係数Ｋ２が正の値になる。よって、領域１３Ａは負極領域になり、領域１３Ｂは正極領域になる。
この抵抗素子層１３が、ポリシリコンにより形成されたポリシリコン層である場合には、１３属のイオンをインプラント又は拡散させることで、抵抗値変化係数が正の値である正極領域を形成することができる。又、１５属のイオンをインプラント又は拡散させることで、抵抗値変化係数が負の値である負極領域を形成することができる。
【００３３】
この他にも、抵抗素子層１３がポリシリコン層である場合には、例えばボロンイオンをインプラント又は拡散させることで、抵抗値変化係数が正の値である正極領域を形成することができる。又、リンイオンをインプラント又は拡散させることで、抵抗値変化係数を負の値である負極領域を形成することができる。このように、種類や濃度が異なる不純物イオンをインプラント又は拡散させることによって、正極領域と負極領域とをそれぞれ少なくとも１つ有するように抵抗素子層１３を形成する。
【００３４】
抵抗素子層１３の周囲には、二酸化ケイ素（ＳｉＯ2）等の材質を用いて、層間絶縁膜１５が形成される。この層間絶縁膜１５は、半導体基板１４上に形成された半導体素子等を、電源線、信号線等と電気的に絶縁すると共に、保護する。
尚、抵抗素子層１３の周辺の半導体基板１４や、抵抗素子層１３の上部を通過する電源線、信号線等が、単一の電位であって電気が流れる導電層になる。従って、抵抗素子層１３となるポリシリコン層と異なる成分又は形成工程で形成されたポリシリコン層や、抵抗素子層１３となる拡散層と異なる成分又は形成工程で形成された拡散層や、メタルを用いて形成されたメタル層等も、全て導電層である。
【００３５】
（半導体抵抗素子１０の作用）
次に、図１及び図２に示した半導体抵抗素子１０が半導体モジュールとして集積された時に、第１の電極１１と第２の電極１２との電極間に電流が流れて電圧が発生する。その時に、抵抗素子層１３の電位と、抵抗素子層１３の周辺の半導体基板１４等の電位との電位差によって、半導体抵抗素子１０の抵抗素子層１３の抵抗値Ｒが変化するのを抑える流れを、以下で説明する。
尚、半導体抵抗素子１０の抵抗値が変化するのを抑える働きは、第１の電極１１の電位が固定された状態で使用される時に、特に高く得られる。この為、本実施形態の説明では、第１の電極１１の電位をＶＰ１とし、固定の電位とする。又、第２の電極１２の電位をＶＰ２とし、自由に変化しうる任意の電位として説明する。
【００３６】
まず、第１の電極１１又は第２の電極１２のいずれか一方の電極が形成されている位置を基準位置ｏとする。ここでは、第１の電極１１が形成されている位置を基準位置ｏとする。又、領域１３Ａでは、領域１３Ａのうちの抵抗領域の両端部間の中心の位置を中心位置ａとする。又、領域１３Ｂのでは、領域１３Ｂのうちの抵抗領域の両端部間の中心の位置を中心位置ｂとする。そして、基準位置ｏから中心位置ａまでの間の抵抗値を量とする指標値をｒ１とする。又、基準位置ｏから中心位置ｂまでの間の抵抗値を量とする指標値をｒ２とする。
すると、指標値ｒ１を、下記の数１に示す式のように表わすことができる。又、指標値ｒ２を、下記の数２に示す式のように表わすことができる。
【００３７】
【数１】
0005651068.tif 000002
【００３８】
【数２】
0005651068.tif 000003
【００３９】
更に、領域１３Ａのうちの抵抗領域の中心位置ａの電位と半導体基板１４の電位との電位差をＶ１とする。又、領域１３Ｂのうちの抵抗領域の中心位置ｂの電位と半導体基板１４の電位との電位差をＶ２とする。
すると、領域１３Ａの電位とその周辺の電位とが同じである場合の領域１３Ａの抵抗値に対する抵抗値変化成分ｄＲ１を、下記の数３に示す式のように表わすことができる。又、領域１３Ｂの電位とその周辺の電位とが同じである場合の領域１３Ｂの抵抗値に対する抵抗値変化成分ｄＲ２を、下記の数４に示す式のように表わすことができる。
【００４０】
【数３】
0005651068.tif 000004
【００４１】
【数４】
0005651068.tif 000005
【００４２】
厳密には、半導体抵抗素子１０において、上記の指標値ｒ１，ｒ２や抵抗値変化成分ｄＲ１，ｄＲ２には、変数の成分として抵抗値Ｒ１，Ｒ２が含まれている。この為、抵抗値Ｒ１，Ｒ２が変化することにより、これらの指標値ｒ１，ｒ２や抵抗値変化成分ｄＲ１，ｄＲ２も変化してしまう。但し、通常の半導体モジュールにおいて、抵抗値の変化量は抵抗値の１／１００程度以下である。よって、指標値ｒ１，ｒ２及び抵抗値変化成分ｄＲ１，ｄＲ２を考える時に、抵抗値Ｒ１，Ｒ２及び指標値ｒ１，ｒ２を固定値として考えることができる。又、抵抗値変化成分ｄＲ１を電位差Ｖ１のみにより変化する可変値とし、抵抗値変化成分ｄＲ２を電位差Ｖ２のみにより変化する可変値として考えることができる。
よって、半導体基板１４の電位を零とすると、電位差Ｖ１を下記の数５に示す式のように表わすことができる。又、電位差Ｖ２を下記の数６に示す式のように表わすことができる。
【００４３】
【数５】
0005651068.tif 000006
【００４４】
【数６】
0005651068.tif 000007
【００４５】
従って、領域１３Ａの電位と、半導体基板１４の電位との電位差Ｖ１によって変化する抵抗値変化成分ｄＲ１を、下記の数７に示す式のように表わすことができる。又、領域１３Ｂの電位と、半導体基板１４の電位との電位差Ｖ２によって変化する抵抗値変化成分ｄＲ２を、下記の数８に示す式のように表わすことができる。
【００４６】
【数７】
0005651068.tif 000008
【００４７】
【数８】
0005651068.tif 000009
【００４８】
ここで、上記の数７に示した式を、指標値ｒ１を用いて表わすと、下記の数９に示す式のように表わすことができる。又、上記の数８に示した式を、指標値ｒ２を用いて表わすと、下記の数１０に示す式のように表わすことができる。
【００４９】
【数９】
0005651068.tif 000010
【００５０】
【数１０】
0005651068.tif 000011
【００５１】
又、抵抗素子層１３の抵抗値変化成分ｄＲは、抵抗値変化成分ｄＲ１と抵抗値変化成分ｄＲ２とを足し合わせたものである。よって、抵抗値変化成分ｄＲを、下記の数１１に示す式のように表わすことができる。
【００５２】
【数１１】
0005651068.tif 000012
【００５３】
ここで、第１の電極１１の電位ＶＰ１が固定の電位であり、第２の電極１２の電位ＶＰ２が任意の電位である場合に、常に抵抗値変化成分ｄＲ１，ｄＲ２の合計である抵抗値変化成分ｄＲを電位ＶＰ２に無関係に一定にする為には、上記の数１１に示した式の第２の電極１２の電位ＶＰ２の関わる項であるＲ１・Ｋ１・ｒ１＋Ｒ２・Ｋ２・ｒ２を零にすれば良いことがわかる。すなわち、領域１３Ａ，１３Ｂの指標値と、抵抗値と、抵抗値変化係数との積の総和を、零にすれば良い。
【００５４】
領域１３Ａの抵抗値変化係数Ｋ１と、領域１３Ｂの抵抗値変化係数Ｋ２とを用いて、抵抗素子層１３の抵抗値変化成分ｄＲが第２の電極１２の電位ＶＰ２に関わらず一定になるように領域１３Ａの指標値ｒ１及び領域１３Ｂの指標値ｒ２を決める。これにより、第１の電極１１の電位ＶＰ１及び第２の電極１２の電位ＶＰ２に対する、抵抗素子層１３の抵抗値変化成分ｄＲを常に無くすことができる。
【００５５】
具体例として、抵抗素子層１３の抵抗値Ｒが９０ｋΩである場合には、領域１３Ａの抵抗値変化係数Ｋ１＝０．００５、領域１３Ｂの抵抗値変化係数Ｋ２＝−０．００４、第１の電極１１の電位ＶＰ１＝１Ｖ（固定の電位）、第２の電極１２の電位ＶＰ２を任意の電位にすると、領域１３Ａの指標値ｒ１＝３０ｋΩ、領域１３Ｂの指標値ｒ２＝７５ｋΩにすれば良い。すると、領域１３Ａの抵抗値Ｒ１＝６０ｋΩになり、領域１３Ｂの抵抗値Ｒ２＝３０ｋΩになる。
【００５６】
上記で説明したように、半導体抵抗素子１０においては、抵抗素子層１３の電位と、抵抗素子層１３の周辺の半導体基板１４や図示しないが抵抗素子層１３の上部を通過する電源線、信号線等の電位との電位差の影響を受けて、抵抗素子層１３の抵抗値Ｒが変化するのを抑えることができる。又、この半導体抵抗素子１０においては、抵抗素子層１３の抵抗値Ｒが変化するのを抑えるのにあたって、無駄な電流を発生させないと共に、抵抗素子層１３に無駄な容量性負荷を付けることがない。
【００５７】
（半導体抵抗素子１０を用いた反転バッファ回路３０の構成）
半導体抵抗素子１０は、各種の半導体モジュールを構成する一素子として用いることができる。具体例として、半導体抵抗素子１０と同じ構成を有する半導体抵抗素子３４，３５を用いて、図３に示すような反転バッファ回路３０として機能する半導体モジュールを構成することができる。図３は、一般的な反転バッファ回路３０の構成を示すブロックである。
【００５８】
図３に示す反転バッファ回路３０は、半導体モジュールとして集積された一般的なバッファ回路である。反転バッファ回路３０は、例えば、アナログセンサとＡ／Ｄコンバータとの間に接続され、Ａ／Ｄ変換の際に入力信号の振幅を調整する為に用いられる。この反転バッファ回路３０は、入力端子３１と、出力端子３２と、オペアンプ３３と、半導体抵抗素子３４，３５とを有して構成される。
入力端子３１は、入力信号を入力する端子である。又、出力端子３２は、反転バッファ回路３０で処理された出力信号を出力する端子である。
【００５９】
オペアンプ３３は、反転入力端子が半導体抵抗素子３４と半導体抵抗素子３５との間のノードに接続され、出力端子が半導体抵抗素子３５と出力端子３２との間のノードに接続される。つまり、オペアンプ３３が半導体抵抗素子３５の両端子間に接続されていることで、反転バッファ回路３０は出力端子３２から出力される信号を入力側にフィードバックすることができるようになっている。そして、オペアンプ３３の反転入力端子に入力される信号の電位は、非反転入力端子に入力される信号の電位と同電位になろうとする。従って、オペアンプ３３の非反転入力端子の電位は一定であるので、反転入力端子に入力される信号の電位も常に一定になる。
【００６０】
半導体抵抗素子３４，３５は、上記で説明した本実施形態に係る半導体抵抗素子１０と同じ構成であり、互いに直列に接続される。又、半導体抵抗素子３４，３５は、その第１の電極がオペアンプ３３の反転入力端子側に接続される。
バッファ回路３０は、上記の抵抗素子３４，３５を用いて構成され、抵抗素子３４，３５の第１の電極がオペアンプ３３の反転入力端子側に接続されている。これにより、バッファ回路３０は、入力端子３１から入力された信号の電位によって変化する半導体抵抗素子３４，３５を構成する抵抗素子層の電位と、半導体基板等の電位との電位差によって抵抗値変化成分を相殺して、抵抗素子層の抵抗値が変化するのを抑えることができるようになっている。
【００６１】
この反転バッファ回路３０における入出力のゲインは、半導体抵抗素子３５の抵抗値／半導体抵抗素子３４の抵抗値である。上記で説明した従来技術における半導体抵抗素子では、その周囲の半導体基板等との電位差によって抵抗値が変わってしまう。特に、入力信号が高い電圧の場合と低い電圧の場合とでは、ゲインが大きく異なる為、出力信号に歪みが発生することがある。しかしながら、反転バッファ回路３０は、本実施形態に係る半導体抵抗素子１０と同じ構成を有する抵抗素子３４，３５を用いて構成されている。この為、抵抗素子３４，３５は、その周囲の半導体基板等との電位差によって抵抗値が変わってしまうことがない。よって、入力信号が高い電圧の場合と低い電圧の場合とでも、ゲインが変化することがなく、又出力信号に歪みが発生することもない。
尚、この半導体抵抗素子１０は、第１の電極１１の電位ＶＰ１が固定の電位であるものとして説明したが、勿論第１の電極１１の電位ＶＰ１及び第２の電極１２の電位ＶＰ２が任意の電位で使用される様々な種類の半導体モジュールを構成する際にも用いることができる。
【００６２】
（第２実施形態）
続いて、図４及び図５を参照して、本発明の第２実施形態に係る半導体抵抗素子４０を有する半導体モジュールの構成・作用を説明する。図４は、本発明の第２実施形態に係る半導体抵抗素子４０を有する半導体モジュールの構成を示す上面図である。又、図５は、本発明の第２実施形態に係る半導体抵抗素子４０を有する半導体モジュールの構成を示す断面図（図４に示す半導体抵抗素子４０の切断線Ａ−Ａにおける断面）である。
【００６３】
（半導体抵抗素子４０の構成）
図４及び図５に示す半導体抵抗素子４０を有する半導体モジュールは、半導体抵抗素子１０を有する半導体モジュールと同じ構成である。又、半導体抵抗素子４０は、半導体抵抗素子１０と同じ構成要部を有して構成される。しかしながら、半導体抵抗素子１０では、抵抗素子層１３が領域１３Ａ，１３Ｂの２つに分かれていた。これに対して、半導体抵抗素子４０では、抵抗素子層１３に相当する抵抗素子層４１が領域４１Ａ〜４１Ｃの３つに分かれている。抵抗素子層４１は、素材、位置等が抵抗素子層１３と全く同じように形成されており、又領域４１Ａ〜４１Ｃが抵抗素子層１３と同じように直列に接続されている。又、抵抗素子層４１のうちの、第１の電極１１が形成されている位置と第２の電極１２が形成されている位置との間の領域が、実際に抵抗として機能する抵抗領域になる。
【００６４】
そして、上記の実施形態の説明と同じ変数を用いて、領域４１Ａの抵抗値をＲ１とし、領域４１Ｂの抵抗値をＲ２とし、領域４１Ｃの抵抗値をＲ３とする。つまり、抵抗素子層４１の全体の抵抗値Ｒは、領域４１Ａの抵抗値Ｒ１と、領域４１Ｂの抵抗値Ｒ２と、領域４１Ｃの抵抗値Ｒ３とを足し合わせたものになる。
又、領域４１Ａの電位と半導体基板１４の電位との電位差による領域４１Ａの抵抗値変化係数をＫ１とする。領域４１Ｂの電位と半導体基板１４の電位との電位差による領域４１Ｂの抵抗値変化係数をＫ２とする。半導体基板１４Ｃの電位と半導体基板１４の電位との電位差による抵抗値変化係数は領域４１Ａの抵抗値変化係数Ｋ１と同じ値とする。
【００６５】
又、半導体抵抗素子４０では、抵抗素子層４１のうちの抵抗領域の両端部間の中心の位置を基準位置ｏとする。そして、領域４１Ａ〜４１Ｃの抵抗領域の中心位置をａ〜ｃとすると、指標値ｒ１〜ｒ３は、それぞれの領域の中心位置ａ〜ｃと基準位置ｏの位置関係を表し、基準位置ｏからそれぞれの領域の中心位置ａ〜ｃまでの間の抵抗値を量とする。
半導体抵抗素子４０においても、半導体抵抗素子１０と同様に、種類や濃度が異なる不純物イオンをインプラント又は拡散させることで、領域４１Ａ〜４１Ｃの抵抗値変化係数Ｋ１，Ｋ２を決定し、領域４１Ａ〜４１Ｃを正極領域又は負極領域にすれば良い。
【００６６】
（半導体抵抗素子４０の作用）
図４及び図５に示した半導体抵抗素子４０が半導体集積回路として集積された時に、第１の電極１１と第２の電極１２との電極間に電流が流れて電圧が発生する。その時に、抵抗素子層４１の電位と、抵抗素子層４１の周辺の半導体基板１４等との電位との電位差によって、半導体抵抗素子４０の抵抗素子層４１の抵抗値Ｒが変化するのを抑える流れを、以下で説明する。
【００６７】
尚、半導体抵抗素子４０の抵抗値が変化するのを抑える働きは、第１の電極１１の電位ＶＰ１及び第２の電極１２の電位ＶＰ２に関係することなく働く。この為、本実施形態の説明では、第１の電極１１の電位ＶＰ１及び第２の電極１２の電位ＶＰ２の両方が、自由に変化しうる任意の電位であるものとして説明する。
半導体抵抗素子４０では、抵抗素子層４１のうちの抵抗領域の両端部間の中心の位置を、基準位置ｏとする。又、領域４１Ａでは、領域４１Ａのうちの抵抗領域の両端部間の中心の位置を中心位置ａとする。又、領域４１Ｂでは、領域４１Ｂの全てが抵抗領域である為、領域４１Ｂの両端部間の中心の位置を中心位置ｂとする。又、領域４１Ｃでは、領域４１Ｃのうちの抵抗領域の両端部間の中心の位置を中心位置ｃとする。
【００６８】
尚、領域４１Ａ〜４１Ｃの中心位置ａ〜ｃは、領域の形成の仕方によって、基準位置ｏよりも第１の電極１１寄りの位置である場合と、基準位置ｏよりも第２の電極１２寄りの位置である場合と、又は基準位置ｏと同じ位置である場合がある。
そして、基準位置ｏから中心位置ａまでの間の抵抗値を用いた値を指標値ｒ１とする。又、基準位置ｏから中心位置ｂまでの間の抵抗値を用いた値を指標値ｒ２とする。又、基準位置ｏから中心位置ｃまでの間の抵抗値を用いた値を指標値ｒ３とする。すると、指標値ｒ１を、下記の数１２に示す式のように表わすことができる。又、指標値ｒ２を、下記の数１３に示す式のように表わすことができる。更に、指標値ｒ３を、下記の数１４に示す式のように表わすことができる。
【００６９】
【数１２】
0005651068.tif 000013
【００７０】
【数１３】
0005651068.tif 000014
【００７１】
【数１４】
0005651068.tif 000015
【００７２】
更に、領域４１Ａの中心位置ａの電位と半導体基板１４の電位との電位差をＶ１とする。又、領域４１Ｂの中心位置ｂの電位と半導体基板１４の電位との電位差をＶ２とする。領域４１Ｃの中心位置ｃの電位と半導体基板１４の電位との電位差をＶ３とする。
すると、領域４１Ａの電位とその周辺の電位とが同じ場合に対する領域４１Ａの抵抗値変化成分ｄＲ１を、下記の数１５に示す式のように表わすことができる。又、領域４１Ｂの電位とその周辺の電位とが同じ場合に対する領域４１Ｂの抵抗値変化成分ｄＲ２を、下記の数１６に示す式のように表わすことができる。領域４１Ｃの電位とその周辺の電位とが同じ場合に対する領域４１Ｃの抵抗値変化成分ｄＲ３を、下記の数１７に示す式のように表わすことができる。
【００７３】
【数１５】
0005651068.tif 000016
【００７４】
【数１６】
0005651068.tif 000017
【００７５】
【数１７】
0005651068.tif 000018
【００７６】
厳密には、半導体抵抗素子４０においても、上記の指標値ｒ１〜ｒ３や抵抗値変化成分ｄＲ１〜ｄＲ３には、変数の成分として抵抗値Ｒ１〜Ｒ３が含まれている。この為、抵抗値Ｒ１〜Ｒ３が変化することにより、これらの指標値ｒ１〜ｒ３や抵抗値変化成分ｄＲ１〜ｄＲ３も変化してしまう。但し、上記で説明したように、通常の半導体モジュールにおいては、抵抗値Ｒ１〜Ｒ３及び指標値ｒ１〜ｒ３を固定値として考えることができる。又、抵抗値変化成分ｄＲ１を電位差Ｖ１のみにより変化する可変値とし、抵抗値変化成分ｄＲ２を電位差Ｖ２のみにより変化する可変値とし、抵抗値変化成分ｄＲ３を電位差Ｖ３のみにより変化する可変値として考えることができる。
半導体基板１４の電位を零とすると、電位差Ｖ１を下記の数１８に示す式のように表わすことができる。又、電位差Ｖ２を下記の数１９に示す式のように表わすことができる。更に、電位差Ｖ３を下記の数２０に示す式のように表わすことができる。
【００７７】
【数１８】
0005651068.tif 000019
【００７８】
【数１９】
0005651068.tif 000020
【００７９】
【数２０】
0005651068.tif 000021
【００８０】
従って、領域４１Ａの電位と、半導体基板１４の電位との電位差Ｖ１によって変化する抵抗値変化成分ｄＲ１を、下記の数２１に示す式のように表わすことができる。又、領域４１Ｂの電位と、半導体基板１４の電位との電位差Ｖ２によって変化する抵抗値変化成分ｄＲ２を、下記の数２２に示す式のように表わすことができる。領域４１Ｃの電位と、半導体基板１４の電位との電位差Ｖ３によって変化する抵抗値変化成分ｄＲ３を、下記の数２３に示す式のように表わすことができる。
【００８１】
【数２１】
0005651068.tif 000022
【００８２】
【数２２】
0005651068.tif 000023
【００８３】
【数２３】
0005651068.tif 000024
【００８４】
ここで、指標値ｒ１を用いると、上記の数２１に示した式を下記の数２４に示す式のように表わすことができる。又、指標値ｒ２を用いると、上記の数２２に示した式を下記の数２５に示す式のように表わすことができる。指標値ｒ３を用いると、上記の数２３に示した式を下記の数２６に示す式のように表わすことができる。
【００８５】
【数２４】
0005651068.tif 000025
【００８６】
【数２５】
0005651068.tif 000026
【００８７】
【数２６】
0005651068.tif 000027
【００８８】
又、抵抗素子層４１の抵抗値変化成分ｄＲは、抵抗値変化成分ｄＲ１〜ｄＲ３を全て足し合わせたものである。よって、下記の数２７に示す式のように表わすことができる。尚、半導体抵抗素子４０は、第１の電極１１の電位ＶＰ１と、第２の電極１２の電位ＶＰ２とが任意の電位で使用されるものである。この為、下記の数２７に示す式には、電位ＶＰ１と電位ＶＰ２とが任意の電位であることによる成分を表す項が足されている。
【００８９】
【数２７】
0005651068.tif 000028
【００９０】
ここで、第１の電極１１の電位ＶＰ１及び第２の電極１２の電位ＶＰ２が任意の電位である場合に、常に抵抗値変化成分ｄＲ１〜ｄＲ３の合計である抵抗値変化成分ｄＲを第１の電極１１の電位ＶＰ１及び第２の電極１２の電位ＶＰ２に無関係に一定にする。その為には、領域４１Ａ〜４１Ｃの指標値と抵抗値と抵抗値変化係数との積の総和が零になると共に、領域４１Ａ〜４１Ｃの抵抗値と抵抗値変化係数との積の総和が零になれば良いことがわかる。
【００９１】
領域４１Ａの抵抗値変化係数Ｋ１と、領域４１Ｂの抵抗値変化係数Ｋ２と、領域４１Ｃの抵抗値変化係数Ｋ１とを用いて、抵抗素子層４１の抵抗値変化成分ｄＲが第１の電極１１の電位ＶＰ１及び第２の電極１２の電位ＶＰ２に関わらず一定になるように領域４１Ａの指標値ｒ１、領域４１Ｂの指標値ｒ２、及び領域４１Ｃの指標値ｒ３を決める。これにより、第１の電極１１の電位ＶＰ１及び第２の電極１２の電位ＶＰ２に対する、抵抗素子層４１の抵抗値変化成分ｄＲを常に無くすことができる。
【００９２】
具体例として、抵抗素子層４１の抵抗値が９０ｋΩである場合には、領域４１Ａの抵抗値変化係数Ｋ１＝０．００５、領域４１Ｂの抵抗値変化係数Ｋ２＝−０．００４、第１の電極１１の電位ＶＰ１及び第２の電極１２の電位ＶＰ２を任意の電位にすれば良い。すると、領域４１Ａの抵抗値Ｒ１＝２０ｋΩになり、領域４１Ｂの抵抗値Ｒ２＝５０ｋΩになり、領域４１Ｃの抵抗値Ｒ３＝２０ｋΩになる。
【００９３】
上記で説明したように、半導体抵抗素子４０は、第１の電極１１の電位ＶＰ１及び第２の電極１２の電位ＶＰ２の両方が、自由に変化しうる任意の電位になるものであった。しかしながら、半導体抵抗素子４０においても、抵抗素子層４１の電位と、抵抗素子層４１の周辺の半導体基板１４や図示しないが抵抗素子層４１の上部を通過する電源線、信号線等の電位との電位差の影響を受けて、抵抗素子層４１の抵抗値Ｒが変化するのを抑えることができる。又、この半導体抵抗素子４０においても、抵抗素子層４１の抵抗値Ｒが変化するのを抑えるのにあたって、無駄な電流を発生させないと共に、抵抗素子層４１に無駄な容量性負荷を付けることがない。
勿論、半導体抵抗素子４０についても、図３に示した反転バッファ回路３０を構成する半導体抵抗素子３４，３５として用いることができる。
【００９４】
（第３実施形態）
続いて、図６〜図８を参照して、本発明の第３実施形態に係る半導体抵抗素子５０を有する半導体モジュールの構成・作用を説明する。図６は、本発明の第３実施形態に係る半導体抵抗素子５０を有する半導体モジュールの構成を示す上面図である。又、図７は、本発明の第３実施形態に係る半導体抵抗素子５０を有する半導体モジュールの構成を示す断面図（図６に示す半導体抵抗素子５０の切断線Ａ−Ａにおける断面）である。図８は、本発明の第３実施形態に係る半導体抵抗素子５０を有する半導体モジュールの構成を示す断面図（図６に示す半導体抵抗素子５０の切断線Ｂ−Ｂにおける断面）である。
【００９５】
（半導体抵抗素子５０の構成）
図６〜図８に示す半導体抵抗素子５０を有する半導体モジュールは、半導体抵抗素子１０，４０を有する半導体モジュールと同じ構成である。又、半導体抵抗素子５０は、半導体抵抗素子１０，４０と同じ構成要部を有して構成される。しかしながら、例えば半導体抵抗素子１０では、第１の電極１１と第２の電極１２との間で、領域１３Ａと領域１３Ｂとが直列に接続されていた。これに対して、半導体抵抗素子５０では、第１の電極３１と第２の電極３２との間で、領域５１Ａと領域５１Ｂとが並列に接続されている。つまり、抵抗素子層５１は、領域５１Ａと領域５１Ｂとを並列に接続した合成抵抗である。尚、領域５１Ａと領域５１Ｂとに領域分けされている抵抗素子層５１は、全く別個の抵抗素子層として考えることもできる。
そして、上記の実施形態の説明と同じ変数を用いて、領域５１Ａの抵抗値をＲ１とし、領域５１Ｂの抵抗値をＲ２とする。すると、抵抗素子層５１の抵抗値（合成抵抗値）Ｒを、下記の数２８に示す式のように表わすことができる。
【００９６】
【数２８】
0005651068.tif 000029
【００９７】
又、領域５１Ａの抵抗値変化係数をＫ１とし、領域５１Ａの抵抗値変化係数Ｋ１は正又は負の値になる。又、領域５１Ｂの抵抗値変化係数をＫ２とし、領域５１Ａの抵抗値変化係数Ｋ１と符号が異なる値になる。
半導体抵抗素子５０においても、半導体抵抗素子１０，４０と同様に、インプラント又は拡散させる不純物イオンの種類やの濃度を変えることで、領域５１Ａの抵抗値変化係数Ｋ１及び領域５１Ｂの抵抗値変化係数Ｋ２を正の値又は負の値にする。このようにして、抵抗素子層５１は、抵抗素子層５１の領域５１Ａと領域５１Ｂとが、正極領域又は負極領域に造り分けられているものである。又は、抵抗素子層５１は、正極領域として機能する抵抗素子層と、負極領域として機能する抵抗素子層との別個の抵抗素子層を接続されたものである。
【００９８】
（半導体抵抗素子５０の作用）
次に、図６〜図８に示した半導体抵抗素子５０が半導体集積回路として集積された時に、第１の電極３１と第２の電極３２との電極間に電流が流れることにより電圧が発生する。その時に、抵抗素子層５１の電位と、抵抗素子層５１の周辺の半導体基板１４等との電位との電位差によって、半導体抵抗素子５０の抵抗素子層５１の抵抗値Ｒが変化するのを抑える流れを、以下で説明する。
【００９９】
尚、半導体抵抗素子５０の抵抗値が変化するのを抑える働きは、第１の電極３１の電位ＶＰ１及び第２の電極３２の電位ＶＰ２に関係することなく働く。この為、本実施形態の説明でも、第１の電極３１の電位ＶＰ１及び第２の電極３２の電位ＶＰ２の両方が、自由に変化しうる任意の電位であるものとして説明する。
【０１００】
半導体抵抗素子５０は、抵抗素子層５１Ａ，５１Ｂのうちの抵抗領域の両端部間の中心の位置を基準位置ｏとする。又、領域５１Ａでは、領域５１Ａのうちの抵抗領域の両端部間の中心の位置を中心位置ａとする。又、領域５１Ｂでは、領域５１Ｂのうちの抵抗領域の両端部間の中心の位置を中心位置ｂとする。この為、基準位置ｏと中心位置ａと中心位置ｂとの３つの位置は、全て同じ位置になる。そして、領域５１Ａの中心位置ａの電位と半導体基板１４の電位との電位差をＶ１とすると、領域５１Ｂの中心位置ｂの電位と半導体基板１４の電位との電位差もＶ１となる。
すると、領域５１Ａの抵抗値変化成分ｄＲ１を、下記の数２９に示す式のように表わすことができる。又、領域５１Ｂの抵抗値変化成分ｄＲ２を、下記の数３０に示す式のように表わすことができる。
【０１０１】
【数２９】
0005651068.tif 000030
【０１０２】
【数３０】
0005651068.tif 000031
【０１０３】
尚、半導体基板１４の電位を零とすると、電位差Ｖ１を下記の数３１に示す式のように表わすことができる。
【０１０４】
【数３１】
0005651068.tif 000032
【０１０５】
又、領域５１Ａと領域５１Ｂとは、並列に接続されている。この為、抵抗素子層５１の抵抗値Ｒを、下記の数３２に示す式のように表わすことができる。
【０１０６】
【数３２】
0005651068.tif 000033
【０１０７】
更に、上記の数３２に示す式の分母のＲ１・Ｋ１＋Ｒ２・Ｋ２を零とし、分子のＫ１・Ｋ２・ｖ１2を１や（Ｋ１＋Ｋ２）・Ｖ１より小さい値として考えて無視する。すると、抵抗素子層５１の全体の抵抗値Ｒを、下記の数３３に示す式のように表わすことができる。
【０１０８】
【数３３】
0005651068.tif 000034
【０１０９】
仮に、領域５１Ａを形成するのに用いた材質Ｘのみで抵抗素子層５１を形成する。すると、抵抗素子層５１の電位と、抵抗素子層５１の周辺の半導体基板１４との電位との電位差Ｖｘによって、抵抗素子層５１の抵抗値ＲＸを、下記の数３４に示す式のように表わすことができる。
【０１１０】
【数３４】
0005651068.tif 000035
【０１１１】
同様に、領域５１Ｂを形成するのに用いた材質Ｙのみで抵抗素子層５１を形成する。すると、抵抗素子層５１の電位と、抵抗素子層５１の周辺の半導体基板１４との電位との電位差ＶＹによって、抵抗素子層５１の抵抗値ＲＹを、下記の数３５に示す式のように表わすことができる。
【０１１２】
【数３５】
0005651068.tif 000036
【０１１３】
ここで、上記の数３３に示した式の抵抗値Ｒと、上記の数３４に示した式の抵抗値ＲＸと、上記の数３５に示した式の抵抗値ＲＹとの各抵抗値を比較する。すると、領域５１Ａの抵抗値変化係数Ｋ１の極性と領域５１Ａの抵抗値変化係数Ｋ２の極性とが異なっていると、半導体抵抗素子５０の抵抗値Ｒの電位差Ｖ１によって変化する抵抗値変化成分ｄＲは、抵抗素子Ｘの抵抗値変化成分と抵抗素子Ｙの抵抗値変化成分との間をとることがわかる。従って、抵抗素子層５１の領域５１Ａと領域５１Ｂとを全く同一の材質を用いて形成せずに、異なる材質を用いて正極領域又は負極領域になるように形成すれば良い。すなわち、半導体抵抗素子５０のような並列接続の合成抵抗である場合には、基準位置ｏと中心位置ａ，ｂとの関係によって変わる指標値に関係することなく、領域５１Ａ，５１Ｂの抵抗値と、抵抗値変化係数との積の総和を、零にすれば良い。
【０１１４】
このようにして、抵抗値Ｒ１，Ｒ２及び抵抗値変化係数Ｋ１，Ｋ２を調整して正極領域又は負極領域を形成すれば、上記の実施形態で説明したのと同様に、抵抗値変化成分ｄＲ１と抵抗値変化成分ｄＲ２とを相殺させて、第１の電極３１の電位ＶＰ１及び第２の電極３２の電位ＶＰ２に対する、抵抗素子層５１の抵抗値変化成分ｄＲを零、つまり常に無くすことができる。
【０１１５】
具体例として、半導体抵抗素子５０の抵抗値Ｒが１２ｋΩである場合には、領域５１Ａの抵抗値変化係数Ｋ１＝０．００２、領域５１Ｂの抵抗値変化係数Ｋ２＝−０．００３、第１の電極１１の電位ＶＰ１及び第２の電極１２の電位ＶＰ２を任意の電圧にすれば良い。すると、領域５１Ａの抵抗値Ｒ１＝３０ｋΩになり、領域５１Ｂの抵抗値Ｒ２＝２０ｋΩになる。
【０１１６】
上記で説明したように、半導体抵抗素子５０は、第１の電極１１の電位ＶＰ１と、第２の電極１２の電位ＶＰ２とが任意の電位である。しかしながら、半導体抵抗素子５０においても、抵抗素子層の領域の接続方法に関係なく、抵抗素子層５１の電位と、抵抗素子層５１の周辺の半導体基板１４や図示しないが抵抗素子層５１の上部を通過する電源線、信号線等の電位との電位差の影響を受けて、抵抗素子層５１の抵抗値Ｒが変化するのを抑えることができる。又、この半導体抵抗素子５０においても、抵抗素子層５１の抵抗値Ｒが変化するのを抑えるのにあたって、無駄な電流を発生させないと共に、抵抗素子層５１に無駄な容量性負荷を付けることがない。
勿論、半導体抵抗素子５０についても、図３に示した反転バッファ回路３０を構成する半導体抵抗素子３４，３５として用いることができる。
【０１１７】
（第１変形例）
最後に、図９及び図１０を参照して、本発明の各実施形態に係る抵抗素子の第１変形例に係る半導体抵抗素子６０を有する半導体モジュールの構成を説明する。図９は、本発明の第１変形例に係る半導体抵抗素子６０を有する半導体モジュールの構成を示す上面図である。又、図１０は、本発明の第１変形例に係る半導体抵抗素子６０を有する半導体モジュールの構成を示す断面図（図９に示す半導体抵抗素子６０の切断線Ａ−Ａにおける断面）である。
【０１１８】
図９及び図１０に示す半導体抵抗素子６０は、半導体抵抗素子１０と同様の各部を有して構成されるが、更に、補助電極６１を有している。
補助電極６１は、第１の電極１１及び第２の電極１２と同様な素材で形成され、領域１３Ａと領域１３Ｂとを互いに電気的に接続する。
不純物イオンをインプラントすることにより領域１３Ａと領域１３Ｂとを作り分ける場合には、領域１３Ａと領域１３Ｂとの接続部分で、そのどちらにも不純物イオンがインプラントされない領域ができたり、逆に両方の不純物イオンがインプラントされて中和してしまう領域ができたりする場合がある。このような領域が多くできると、領域１３Ａと領域１３Ｂとの接続部分にＰＮジャンクションが形成されてしまい、純粋な抵抗値が得られなくなる場合がある。
【０１１９】
このように、領域１３Ａと領域１３Ｂとを互いに直接接続することが難しい場合には、補助電極６１を介して各領域を互いに接続することができる。又、抵抗素子層同士の接続を補強する為に、上記の補助電極６１を用いることもできる。例えば、上記で説明した半導体抵抗素子１０の２つの領域１３Ａと領域１３Ｂとを、補助電極６１を介して互いに接続することもできる。
【０１２０】
（第２変形例）
又、図１１を参照して、本発明の第４実施形態に係る抵抗素子の第２変形例に係る半導体抵抗素子７０を有する半導体モジュールの構成を説明する。図１１は、本発明の第２変形例に係る半導体抵抗素子７０の構成を示す上面図である。
図１１に示す半導体抵抗素子７０は、半導体抵抗素子６０と同様の各部を有して構成されるが、抵抗素子層５１が互いに独立した抵抗素子層７１，７２として形成されている。領域５１Ａに相当するものが抵抗素子層７１であり、領域５１Ｂに相当するものが抵抗素子層７２である。
【０１２１】
第１〜第３の実施形態に係る半導体抵抗素子は、種類や濃度が異なる不純物イオンをインプラント又は拡散させることによって、抵抗素子層が正極領域又は負極領域を有するように形成していた。しかしながら、半導体抵抗素子７０のように、複数の抵抗素子層を並列に接続する場合には、全く異なる材質を用いることで独立した複数の抵抗素子層を形成することもできる。敢えて、全く異なる材質を用いることで独立した複数の抵抗素子層を形成し、補助電極６１を用いて、それらの抵抗素子層同士を互いに接続したり、抵抗素子層同士の接続を補強したりすることもできる。
【０１２２】
（各実施形態に係る半導体抵抗素子）
各実施形態に係る半導体抵抗素子は、半導体抵抗素子１０を例にして説明すると、抵抗素子層１３が、抵抗値変化係数Ｋ１が正の値で正極領域になる領域１３Ａと、抵抗値変化係数Ｋ２が負の値で負極領域になる領域１３Ｂとに分かれている。この領域１３Ａと領域１３Ｂとが、電気的に接続されている。なお、この抵抗素子層１３のうちの、第１の電極１１が形成されている位置と第２の電極１２が形成されている位置との間の領域が、実際に抵抗として機能する抵抗領域となる。
【０１２３】
このような構成によって、抵抗素子層１３の正極領域の電位と、抵抗素子層１３の周辺の半導体基板１４等の電位との電圧差によって生じる抵抗値変化成分と、抵抗素子層１３の負極領域の電位と、抵抗素子層１３の周辺の半導体基板１４等の電位との電圧差によって生じる抵抗値変化成分とを相殺することができる。よって、抵抗素子層の抵抗値が変化してしまうのを抑えることができる。
【産業上の利用可能性】
【０１２４】
半導体モジュールを製造する際に、抵抗値が変化するのを抑えた半導体抵抗素子として用いることができる。具体的には、歪みが少ないことが要求されるオーディオ機器等の各種の半導体モジュールとして用いることができる。
【符号の説明】
【０１２５】
１０，４０，５０，６０，７０……半導体抵抗素子
１１，７１……第１の電極
１２，７２……第２の電極
１３，４１，５１，６１，７１……抵抗素子層
１４……半導体基板
１５……層間絶縁膜
６１……補助電極
【図１】
0005651068.tif 000037
【図２】
0005651068.tif 000038
【図３】
0005651068.tif 000039
【図４】
0005651068.tif 000040
【図５】
0005651068.tif 000041
【図６】
0005651068.tif 000042
【図７】
0005651068.tif 000043
【図８】
0005651068.tif 000044
【図９】
0005651068.tif 000045
【図１０】
0005651068.tif 000046
【図１１】
0005651068.tif 000047
【図１２】
0005651068.tif 000048
【図１３】
0005651068.tif 000049