TECHNISCHES GEBIET
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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung.
STAND DER TECHNIK
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Als Widerstand für eine Halbleitervorrichtung wird häufig ein Diffusionswiderstand
benutzt, der als Diffusionsschicht auf dem Halbleitersubstrat ausgebildet ist. Der
Diffusionswiderstand ist derart gestaltet, daß Bor zum Beispiel in einem Abschnitt der
Oberfläche einer n-leitenden epitaxialen Schicht dotiert ist, um einen p+ Diffusionsbereich zu
bilden. Anschlieflend werden Elektroden (z.B. Al-Elektroden usw.) an
gegenüberliegenden Enden des Diffusionsbereichs ausgebildet.
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Bisher wird als Widerstandsmaterial ein polykristalliner Siliziumfilm benutzt. Der
polykristalline Siliziumwiderstand ist in der in Fig. 6 dargestellten Art und Weise so gestaltet,
daß ein als Widerstand dienender polykristalliner Silizium film 3 mit Verunreinigungen
auf einer feldisolierenden Schicht 2 (SiO&sub2;-Schicht) ausgebildet ist, die ihrerseits auf
einer Hauptoberfläche eines Siliziumsubstrats ausgebildet ist. Danach wird eine SiO&sub2;-
Schicht 4 auf der gesamten Oberfläche des polykristallinen Siliziumfilms 3
durchchemische Dampfablagerung (CVD) aufgebracht und es werden dann zwei Al-Elektroden
durch Kontaktlöcher an gegenüberliegenden Enden des polykristallinen Silizium films 3
ausgebildet. Dieser derart gestaltete polykristalline Siliziumwiderstand 7 besitzt die
folgenden Eigenschaften, wenn er mit dem vorstehend beschriebenen Diffusionswiderstand
verglichen wird:
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(i) Der Diffusionswiderstand hat jene Eigenschaft, daß ein Widerstandswert sich in
Abhängigkeit von einer Verarmungsschicht ändert, die sogenannte rückwirkende
Vorspannungsabhängigkeit, da ein Zonenübergang durch Anlegen der umgekehrten
Vorspannung zwischen ihm und dem benachbarten Halbleiterbereich getrennt wird,
wohingegen der polykristalline Siliziumwiderstand diese rückwirkende
Vorspannungsabhängigkeit nicht besitzt;
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(ii) der Diffusionswiderstand hat jene Eigenschaft, daß eine Ausweitung einer
Verarmungsschicht in Abhängigkeit von einer daran angelegten Spannung verändert wird,
um dadurch einen Widerstandswert, die sogenannte Eigenvorspannungsabhängigkeit, zu
ändern, wohingegen der polykristalline Siliziumwiderstand 7 diese
Eigenvorspannungsabhängigkeit nicht besitzt;
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(iii) der Diffusionswiderstand wird in seinem Widerstandswert in Abhängigkeit von der
Orientierung eines Wafers und durch den Einfluß der auf ihn während des
Herstellungsprozesses ausgeübten mechanischen Belastung (z.B. während des
Vergußprozesses) verändert, wohingegen der polykristalline Siliziumwiderstand 7 in
seinem Widerstandswert durch die Orientierung des Wafers nicht und durch die
mechanische Belastung während des Herstellungsprozesses kaum beeinflußt wird;
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und
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(iv) der polykristalline Siliziumwiderstand ist weitaus vorteilhafter hinsichtlich der
Temperatureigenschaften.
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Als einer der bipolaren Transistoren, wurde nun ein
Ultrahochgeschwindigkeits - Bipolartransistor vorgeschlagen, der derart konstruiert ist, daß sowohl eine von der Basis
als auch eine vom Emitter wegführende Elektrode durch einen polykristallinen Siliziumfilm
gebildet werden. Anschließend werden ein Basisbereich und ein Emitterbereich mittels
Seibstausrichtung durch aus dem polykristallinen Siliziumfilm diffundierende
Verunreinigungen gebildet, wobei der polykristalline Siliziumfilm als die vom Emitter
wegführende Elektrode dient. Fig. 8 zeigt ein Beispiel eines Herstellungsverfahrens für den
Ultrahochgeschwindigkeits - Bipolartransistor.
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Wie in Fig. 8A dargestellt ist, sind auf einer Hauptoberfläche eines ersten, wie z.B. einem
p-leitenden Siliziumsubstrat 11, ein zweiter Leitfähigkeitstyp, wie z.B. ein n-leitender
Kollektor mit vergrabenem Bereich 12 und ein p-leitender Kanalsperrbereich 13
ausgebildet, und darauf wächst dann eine n-leitende epitaxiale Schicht 14 auf. Danach wird
ein vom Kollektor wegführender und mit dem vergrabenen Bereich 12 des Kollektors in
Verbindung stehender hochdotierter, n-leitender Bereich 15 ausgebildet, und ein
feldisolierender Film 16 wird durch lokale Oxidation in den Bereichen mit Ausnahme des
vom Kollektor wegführenden Bereichs 15 und eines Bereichs 14A ausgebildet, auf denen
Basis- und Kollektorbereiche in nachfolgenden Schritten ausgebildet werden. Eine dünne
isolierende Schicht, wie z.B. eine SiO&sub2; - Schicht 17, wird dann auf der gesamten Oberfläche
ausgebildet und ein Abschnitt davon, der dem Bereich 14A entspricht ist freigelassen, um
einen ersten polykristallinen Siliziumfilm 18 durch das CVD - Verfahren auszubilden, der
als eine von der Basis wegführende Elektrode dient. Anschließend wird der polykristalline
Siliziumfilm 18 mit Bor als p-leitende Verunreinigung dotiert. Danach wird der p+
polykristalline Siliziumfilm 18 einem Maskierungsverfahren durch eine erste
Abschirmmaske 19 hindurch unterzogen, die ein der externen Konfiguration der von der
Basis wegführenden Elektrode entsprechendes Muster besitzt.
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Bezugnehmend auf Fig. 8B wird ein SiO&sub2; - Film 20 durch das CVD - Verfahren auf der
gesamten Oberfläche einschließlich dem den Maskierungsprozeß unterzogenen p+
polykristallinen Siliziumfilm 18 aufgebracht, und danach wird darauf eine zweite
Abschimmaske 21 ausgebildet. Ein Teil des SiO&sub2; - Films 20 und des p+ polykristallinen
Siliziumfilms 18, der einem aktiven Abschnitt zur Ausbildung eines intrinsischen
Basisbereich und eines Emitterbereichs entspricht, werden selektiv mit einem Ätzverfahren
durch die Abschirmmaske 21 hindurch entfernt, um dadurch eine Öffnung 23 und ebenso
eine von der Basis wegführende aus dem p+ polykristallinen Siliziumfilm 18 gebildete
Elektrode 22 auszubilden.
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Anschließend, wie in Fig. 8C gezeigt, wird die p4eitende Verunreitügung Bor mit einer
Ionenimplantationstechnik durch die Öffnung 23 implantiert, um einen
Basisverbindungsbereich 24 auf dem Bereich 14A auszubilden, wodurch ein noch
auszubildender externer Basisbereich und der noch auszubildende intrinsische Basisbereich
verbunden werden. Mittels des CVD - Verfahrens wird dann ein SiO&sub2; - Film aufgebracht
und der vorstehend durch das CVD -Verfahren aufgebrachte SiO&sub2; - Film wird mittels einer
Wärmebehandlung bei ungefahr 900 ºC verdichtet. Aufgrund der Wärmebehandlung bei
diesem Schritt diffundiert die Verunreinigung Bor aus der von der Basis wegführenden
Elektrode 22
des p+ polykristallinen Siliziumfilms, um einen Teil eines externen
Basisbereichs 26 auszubilden. Anschließend wird mittels eines Rückätzverfahrens eine
Seitenwand 25 aus SiO&sub2; an der inneren Wand der von der Basis wegführenden Elektrode
22 ausgebildet, die auf die Öffnung 23 zeigt.
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Wie in Fig. 8D gezeigt, wird danach letztendlich ein zweiter polykristalliner Siliziumfilm
28, der als die vom Emitter wegführende Elektrode dient, durch ein CVD - Verfahren an
einer durch die Seitenwand 25 bestimmten Öffnung 27 ausgebildet, und eine p-leitende
Verunreinigung (wie z.B. B oder BF&sub2;) wird durch ein Ionenimplantationsverfahren in den
polykristallinen Siliziumfilm 28 implantiert, der im Gegenzug getempert wird, um einen p-
leitenden intrinsischen Basisbereich 29 am aktiven Abschnitt auszubilden. Anschließend
wird eine n-leitende Verunreinigung (wie z.B. Arsen) in den Film durch ein
Ionenimplantationsverfahren implantiert und der Film wird getempert, um einen n-leitenden
Emitterbereich 30 auszubilden. Der p-leitende intrinsische Basisbereich 29 und der n-
leitende Emitterbereich 30 können anstatt nach dem oben beschriebenen Verfahren in der
Weise hergestellt werden, daß die p-leitende Verunreinigung und die n-eitende
Verunreinigung nacheinander in den polykristallinen Siliziumfilm 28 durch ein
Ionenimplantationsverfahren implantiert und gleichzeitig getempert werden. Aufgrund des
Temperverfahrens zur Ausbildung der Basis- und Emitterelektroden diffundiert die
Verunreinigung Bor aus der von der Basis wegführenden Elektrode 22 des p+
polykristallinen Siliziumfilms 21, um letztendlich den externen Basisbereich 26 auszubilden.
Der intrinsische Basisbereich 29 besitzt nun eine höhere Verunreinigungsdichte als der
Basisverbindungsbereich 24. Danach werden Kontaktlöcher ausgebildet, und eine
Basiselektrode 31, eine Kollektorelektrode 32 und eine Emitterelektrode 33 werden aus
Metall (wie z.B. Al) hergestellt, wodurch ein Ultrahochgeschwindigkeits - Bipolartransistor
34 gebildet wird.
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Der vorstehend beschriebene polykristalline Siliziumwiderstand wird bei einem
Ultrahochgeschwindigkeits - Bipolar - LSI, Bi-CMOS usw. einschließlich des vorstehend
beschriebenen Ultrahochgeschwindigkeits - Bipolartransistors verwendet.
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Da der vorstehend beschriebene polykristalline Siliziumwiderstand jedoch auf einer
feldisolierenden Schicht 2 ausgebildet wird, wird eine Stufe größer, wodurch eine
Unterbrechung der Stufe und Elektronenwanderung an der Al -Elektrode 6
(Durchverbindung)
der oberen Schicht aufgrund der Bedeckung des durch das
CVD - Verfahren abgeschiedenen SiO&sub2; - Films 4 an einem Stufenabschnitt A (Fig. 6) auftreten
können. Desweiteren kann, da der durch das CVD - Verfahren abgeschiedene SiO&sub2; - Film 4
angesichts der Filmqualität empfindlich ist, falls die Al - Durchverbindung 8, wie in Fig. 7
gezeigt ist, über den Widerstand 7 greift, ein zwischen dem polykristallinem
Siliziumwiderstand 7 und der Al - Durchverbindung 8 an einem Stufenabschnitt B ein
Leckstrom erzeugt werden.
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Der Grund, daß die Qualität des durch das CVD - Verfahren abgeschiedenen SiO&sub2; - Films 4
verschlechtert wird, ist folgender. Wenn nämlich der polykristalline Siliziumfilm 3, der ein
Widerstand wird, dem Maskierungsverfahren, wie z.B. dem reaktiven Ionenätzverfahren
(RIE) durch eine Abschirmmaske hindurch, unterzogen wird, wird eine Oberfläche der
feldisolierenden Schicht 2 beschädigt, und eine Oberfläche des polykristallinen Siliziumfilms
3 wird verschmutzt und beschädigt, wenn das mit Rückständen verbundene Abtragen der
Abschirmmaske durchgeführt wird, so daß der durch das CVD - Verfahren auf dem
polykristallinen Siliziumfilm abgeschiedene SiO&sub2; - Film 4 in der Dicke abnimmt und brüchig
wird.
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Im Falle des polykristallinen Siliziumwiderstands kann nun bei konstanter Dicke der Wert
des Schichtwiderstands in Übereinstimmung mit der Art der Verunreinigung und der Höhe
der Dosis kontrolliert werden. Obwohl Bor (B), Arsen (As) und Phosphor (P) usw. jedoch
verschiedene Eigenschaften besitzen, so weist doch jede dieser Verunreinigungen eine
gemeinsame Tendenz auf, nämlich, daß falls eine Höhe der Dosis dieser Verunreinigungen
weit über einen vorbestimmten Wert erhöht wird, ein Wert des Schichtwiderstands nicht
verkleinert, sondern aufgrund der Entmischung der Verunreinigungen usw. vergrößert
wird. Fig. 4 ist eine graphische Darstellung, die die Abhängigkeit des Schichtwiderstands
von der Höhe der Dosis an Bor darstellt, wobei die Kurve a&sub2; einen konventionellen Fall
zeigt. Fig. 5 ist eine graphische Darstellung, die die Abhängigkeit des Schichtwiderstands
von der Höhe der Dosis an Arsen oder Phosphor darstellt, wobei die Kurve b&sub2; einen
konventionellen Fall zeigt. Wie aus diesen Zeichnungen deutlich ersichtlich ist, ist es
schwer gewesen, bei Verwendung des polykristallinen Siliziumwiderstands mit einem
dünnen Film (normalerweise zur Herstellung eines hohen Widerstandswerts verwendet)
einen kleinen Widerstandswert zu erhalten.
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Ein Herstellungsverfahren für einen Halbleiter ist aus JP-A-61-96756 bekannt, das darauf
abzielt, eine Verminderung des Widerstandes zu vermeiden, sogar wenn eine
Passivierungs- oder eine isolierende P-SiN - Film - Zwischenschicht vorhanden sind, die durch eine
CVD - Plasmatechnik hergestellt sind. Um dieses Ziel zu erreichen, wird ein Si&sub3;N&sub4; - Film auf dem
isolierenden Zwischenschichtfilm durch das thermische CVD - Verfahren ausgebildet.
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Desweiteren offenbart EP-A-0 281 276 ein Verfahren zur Ausbildung eines polykristallinen
Siliziumwiderstands, das die Schritte, Aufbringen der Schicht aus polykristallinem Silizium,
Implantieren der Schicht mit Silizium, um die Schicht amorph zu machen, Einfügen einer
Verunreinigung zur Dotierung der Schicht und Tempern der Schicht in einer inerten und
anschließend in einer Wasserstoff- Atmosphäre, umfaßt.
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Eine Aufgabe einer Ausführungsform der gegenwärtigen Erfindung ist es, ein Verfahren zur
Herstellung einer Halbleitervorrichtung zur Verfügung zu stellen, das fähig ist einen
stabilen, isolierenden Film mit guter Qualität auszubilden und einen Widerstand mit hoher
Zuverlässigkeit erzeugt, der keine Unterbrechung der Stufe der Elektroden und keine
Durchverbindung oder einen Leckstrom zwischen dem Widerstand und der
Durchverbindung verursacht. Im besonderen sollte das Verfahren einen Widerstand mit
einem geringeren Widerstandswert in hochdotierten Bereichen zur Verfügung stellen.
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Zur Lösung der vorstehenden Aufgabe stellt die gegenwärtige Erfindung ein Verfahren zur
Herstellung einer Halbleitervorrichtung zur Verfügung, das die Schritte umfaßt:
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Ausbilden eines Halbleiterfilms, der ein Widerstand wird, auf einer Isolierschicht;
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Einbringen einer Verunreimgung mittels Ionenimplantation in den Halbleiterfilm, der der
Widerstand wird, um ihn amorph zu machen;
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anschließende Wärmebehandlung des Halbleiterfilms bei einem mittleren
Temperaturbereich von ungefahr 500ºC bis 800ºC in einer Atmosphäre, die Gas einer
Wasserstofferbindung und/oder Wasserstoffgas enthält;
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sequentielles Aufbringen eines Sillziumdioxidfilms auf der gesamten Oberfläche
einschließlich dem Bereich, der der Widerstand wird;
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danach abermals eine Wärmebehandlung des Halbleiterfilms bei einem höheren
Temperaturbereich von mehr als 900ºC, um diesen dadurch zur Ausbildung des
Widerstandes zu aktivieren; und
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danach Ausbilden der Elektroden des Widerstandes.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform beträgt der höhere Temperaturbereich ungefähr
1000ºC.
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Eine spezielle Ausführungsform stellt eine Aulbringung eines Siliziumnitridfilms auf der
gesamten Oberfläche vor dem Aufbringen des Siliziumdioxidfilms zur Verfügung.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
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Fig. 1A-1D sind Darstellungen einer Ausführungsform des Verfahrens zur Herstellung
eines Widerstands;
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Fig. 2A-2E sind Darstellungen einer Ausführungsform des Verfahrens zur Herstellung
eines Widerstands gemäß der gegenwärtigen Erfindung;
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Fig. 3A-3E sind Darstellungen einer anderen Ausführungsform des Verfahrens zur
Herstellung eines Widerstands gemäß der gegenwärtigen Erfindung;
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Fig. 4 ist ein Diagramm, das eine Abhängigkeit eines Schichtwiderstandswerts
sowohl von einem konventionellen polykristallinen Siliziumwiderstand als
auch von der gegenwärtigen Erfindung in Abhängigkeit von der Höhe der
Bordosis darstellt;
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Fig. 5 ist ein Diagramm, das eine Abhängigkeit eines Schichtwiderstandswerts
sowohl von einem konventionellen polykristallinen Siliziumwiderstand als
auch von der gegenwärtigen Erfindung in Abhängigkeit von der Höhe der
Phosphor- oder Arsendosis darstellt;
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Fig. 6 ist ein Schnitt, der ein Beispiel eines herkömmlichen polykristallinen
Siliziumwiderstands zeigt;
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Fig. 7 ist eine Draufsicht, die den Zustand darstellt, an dem eine Durchverbindung
den polykristallinen Siliziumwiderstand überquert; und
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Fig. 8 sind Darstellungen eines Beispiels des Verfahrens zur Herstellung eines
Ultrahochgeschwindigkeits - Bipolartransistors.
BEVORZUGTE AUSFÜHRUNGSFORM ZUR AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG
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Die Ausführungsformen der gegenwärtigen Erfindung werden unter Bezugnahme auf die
beigefügte Zeichnung beschrieben.
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Fig. 1 zeigt ein Beispiel eines Verfahrens zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung und
im besonderen einen Widerstand nach diesem Verfahren.
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In dem in Fig. 1A dargestellten Beispiel ist eine feldisolierende Schicht 42 auf einer
Hauptoberfläche eines Halbleitersubstrats, wie z.B. einem Siliziumsubstrat 41 ausgebildet,
und ein polykristalliner Siliziumfilm 43 mit einer Dicke von ungefahr 100-400 nm ist auf
der feldisolierenden Schicht 42 mittels eines CVD - Verfahrens aufgetragen. Die
feldisolierende Schicht 42 kann eine mittels eines Verfahrens, wie z.B. durch lokale
Oxidation (LOCOS) oder ein CVD - Verfahren, hergestellte SiO&sub2; - Schicht sein.
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Gemäß Fig. 1B wird eine Verunreinigung, wie z.B. Bor, durch eine
Ionenimplantationstechnik in den polykristallinen Siliziumfilm 43 eingebracht, dann wird
selektiv eine Abschirmmaske 44 auf einem Bereich des polykristallinen Sillziumfilms, der
ein Widerstand werden soll, mittels einer photolithographischen Technik ausgebildet, und
der Bereich wird durch die Abschirmmaske 44 hindurch einem Maskierungsverfahren, wie
z.B. einem RIE - Verfahren, unterzogen, um somit einen Widerstandskörper 45
auszubilden.
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Als nächstes, wie in Fig. 1C dargestellt ist, wird die Abschirmmaske 44 durch ein mit
Rückständen behaftetes Verfahren abgetragen, und ein Siliziumnitridfilm 46 (Si&sub3;N&sub4;) wird
auf der gesamten Oberfläche der Vorrichtung einschließlich dem Widerstandskörper 45
z.B. durch ein Niederdruck CVD - Verfahren bei einer Temperatur von 700ºC aufgetragen,
und anschließend wird darauf ein Siliziumdioxidfilm 47 (SiO&sub2;) z.B. durch das Normaldruck
CVD - Verfahren bei einer Temperatur von 350ºC aufgetragen. Der Siliziumnitridfilm 46
kann sogar als ein dichter Film auf der feldisolierenden Schicht 42, die im
Maskierungsverfahren des polykristallinen Siliziufilms beschädigt wurde, und auf der
Oberfläche
des Widerstandskörpers 45, der während des mit Rückständen verbundenen
Abtragens der Abschirmmaske verschmutzt oder beschädigt wurde, ausgebildet werden,
wodurch eine gute Bedeckung und weniger Fadenlunker zur Verfügung gestellt werden.
Somit kann der auf dem die gute Filmqualität besitzende Siliziumnitridfilm 46 ausgebildete
Sillziumdioxidfilm 47 ebenso widerstandsfähig ausgebildet werden, um eine gute
Filmqualität zu erhalten.
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Danach werden der Siliziumdioxidfilm 47 und der Siliziumnitridfilm 46 selektiv entfernt,
um zwei Kontaktlöcher 48 an diesen Abschnitten auszubilden, die den gegenüberliegenden
Enden des Widerstandskörpers 45 entsprechen, und darauf wird Al z.B. durch ein
Sputterverfahren ausgebildet und anschließend wird es einem Maskierungsverfahren zur
Ausbildung von zwei Elektroden 49A und 49B an gegenüberliegenden Enden des
Widerstandskörpers 45 unterzogen, dadurch erhält man mittels des Sinterverfahrens einen
in Fig. 1D dargestellten fertigen polykristallinen Siliziumwiderstand 50.
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Gemäß dem vorstehend beschriebenen Verfahren zur Herstellung, wird die Oberfläche der
feldioslierenden Schicht 42 beschädigt, falls der polykristalline Siliziumfilm 43 einem
Maskierungsverfahren nach einem RIE-Verfahren unterzogen wird, und die Oberfläche des
Widerstandskörpers 45 wird verschmutzt und beschädigt, wenn die Abschirmmaske 44 auf
dem Widerstandskörper 45 dem mit Rückständen verbundenem Abtragen unterzogen wird,
aber ein stabiler, isolierender Film mit einer guten Bedeckung und einer ausreichenden
Dicke, wie z.B. ein CVD - Film 51, kann darauf durch sequentielle Ablagerung des
Siliziumnitridfilms 46 und des Siliziumdioxidfilms 47 ausgebildet werden. Der
Siliziumnitridfilm 46 kann nämlich mit einer guten Bedeckung als dichter Film sogar auf
einer beschädigten Oberfläche usw. ausgebildet werden, so daß der auf dem
Siliziumnitridfilm 46 ausgebildete Siliziumdioxidfilm 47 einen stabilen Film mit guter
Filmqualität darstellt, ohne dabei durch die beschädigte Oberfläche oder Ähnlichem
beeinflußt zu werden. Somit kann eine Unterbrechung der Stufen der Al-Elektroden 49A
und 49B aufgrund der Bedeckung und ebenso das Auftreten der Elektronenwanderung
vermieden werden. Ferner erreicht die Haltespannung zwischen dem Widerstand 50 und
einer Al-Durchverbindung 8 (siehe. Fig. 7), die sich quer über den Widerstand 50 durch
den CVD - Film 51 erstreckt einen ausreichenden Wert, so daß das Auftreten eines
Leckstroms dazwischen verhindert ist, wodurch die Herstellung eines stabilen Widerstands
50 ermöglicht ist. Desweiteren kann eine Störung Vth aufgrund der feldisolierenden
Schicht nicht als störend betrachtet werden, da ein stabiler CVD - Film 51 erzielbar ist.
Darüber hinaus kann der Einfluß der durch das Herstellungsverfahren erzeugten
Verschmutzung auf die Vorrichtung durch den Siliziumnitridfilm 46 reduziert werden.
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Fig. 2 zeigt eine Ausführungsform eines Verfahrens zur Herstellung einer
Halbleitervorrichtung gemäß der gegenwärtigen Erfindung, und im besonderen ein
Verfahren zur Herstellung eines Widerstands, das es ermöglicht, dessen Widerstandswert
zu reduzieren.
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In der in Fig. 2A dargestellten Ausführungsform ist eine feldisolierende Schicht 42 auf einer
Hauptoberfläche eines Halbleitersubstrats, wie z.B. Siliziumsubstrat 41, ausgebildet, und
ein polykristalliner Siliziumfilm 63 ist darauf mittels eines CVD - Verfahrens aufgebracht.
Eine Abschirmmaske (nicht dargestellt) mit selektiven Öffnungen an den Abschnitten, an
denen ein kleinerer Widerstand ausgebildet werden soll, ist auf dem polykristallinen
Siliziumfilm 63 ausgebildet. Dann wird ein Verunreinigungsmaterial, wie z.B. Bor (B)
(oder Phosphor (P), Arsen (As) usw.), in den polykristallinen Siliziumfilm 63 durch die
Ionenimplantationstechnik eingefügt. In diesem Fall ist die Höhe der Dosis des durch die
Ionenimplantationstechnik eingefügten Bors (oder des Phosphors, des Arsens usw.) hoch,
so daß der Zustand des polykristallinen Siliziumfilms 63 in einen amorphen Zustand
umgewandelt wird. Wechselweise kann der amorphe Zustand des polykristallinen
Siliziumfilms 63 in einen noch mehr amorpheren Zustand durch Einfügen von Silizium
mittels der Ionenimplantationstechnik usw. übergeführt werden.
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Anschließend wird darauf, wie in Fig. 2B dargestellt ist, ein Maskierungsverfahren durch
eine Abschirmmaske 65 hindurch mittels des RIE - Verfahrens usw. derart angewendet,
daß der amorphe Siliziumfilm 63a in den Abschnitten übrigbleibt, die den
Widerstandskörper darstellen sollen.
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Anschließend wird, wie in Fig. 2C dargestellt ist, der amorphe Siliziumfilm 63a für
ungefahr 10 bis 60 Minuten bei einem mittleren Temperaturbereich von ungefähr 500ºC bis
800ºC in einer H&sub2; - Gasatmosphäre erhitzt, die z.B. NH&sub3; - Gas enthält. Während der
Wärmebehandlung bei dem mittleren Temperaturbereich nimmt man an, daß das NH&sub3; - Gas
sich zersetzt und somit die Hydratisierung der freien Bindung (wie z.B. Wasserstoff geht
mit
der freien Bindung eine Bindung ein) im polykristallinen Siliziumfilm vorantreibt und
ebenso das Kornwachstum leicht verbessert.
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Danach wird darauf, wie in Fig. 2D dargestellt ist, ein SiO&sub2; - Film 66 mittels des
CVD - Verfahrens aufgebracht, und anschließend wird die Vorrichtung bei hohen Temperaturen
von mehr als 900ºC erhitzt, wie z.B. bei 1000ºC in N&sub2; - Gesatmosphäre, um sie zu
aktivieren und das Kornwachstum darin zu fördern, wodurch ein Widerstandskörper 67 des
polykristallinen Films gebildet wird.
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Zwei Kontaktlöcher 68 werden dann durch den SiO&sub2; - Film 66 hindurch ausgebildet, und
die Vorrichtung wird anschließend einem Temperverfahren bei einer Temperatur von
750ºC in einer N&sub2; - Gasatmosphäre und danach einem Temperverfahen bei einer
Temperatur von 335ºC in Wasserstoffatmosphäre unterzogen. Dann werden zwei Al-
Elektroden 69A und 69B an gegenüberliegenden Enden des Widerstandskörpers 67 durch
das Sputterverfahren von Al und dem Maskierungsverfahren ausgebildet, wodurch man
einen Endwiderstand 70 mit einem kleinen Widerstandswert durch Sintern der Vorrichtung
bei einer Temperatur von 400ºC in einer Atmosphäre aus N&sub2; - Gas und H&sub2; - Gas erhält.
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Der Widerstand 70 kann gleichzeitig mit dem vorstehend beschriebenen
Hochgeschwindigkeits - Bipolartransistor hergestellt werden. In diesem Fall kann der
polykristalline Siliziumfilm 63 gleichzeitig mit dem polykristallinen Siliziumfilm 18 des
Bipolartransistors 34 ausgebildet werden, und das Verfahren des Hochtemperaturtemperns
bei einer Temperatur von mehr als 900ºC kann mit dem gleichen Verfahren wie dem
Emitter-Diffusionsverfahren des Bipolartransistors 34 durchgeführt werden.
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Gemäß dem vorstehend beschriebenen Verfahren zur Herstellung, kann der Zustand des
polykristallinen Siliziumfilms 63 in einen amorphen Zustand durch Einbringen einer
Verunreinigung mittels einer Ionenimplantationstechnik darin umgewandelt und
anschließend einem Maskierungsverfahren unterworfen werden. Dann wird das Bauteil bei
einem Temperaturbereich von ungefahr 500ºC bis 800ºC in einer H&sub2; - Gasatmosphäre mit
NH&sub3; - Gas erhitzt und danach bei einer hohen Temperatur von mehr als 900ºC getempert,
so daß ein Widerstandswert in einem Bereich, in dem die Verunreinigung vermehrt
eingebracht wurde, wie z.B. in den sogenannten hochdotierten Bereichen, verringert
werden kann, wie das in einer Kurve a&sub1; aus Fig. 4 (Bor eingebracht) oder in einer Kurve b&sub1;
aus Fig. 5 (Phosphor oder Arsen eingebracht) gezeigt ist. Ein unterer Wert dieses
Widerstandswerts kann z.B. um ungefähr 40% verringert werden, wobei die Gründe hierfür
nicht geklärt worden sind, aber es scheint, daß durch Erhitzen der Vorrichtung bei einer
Temperatur von ungefahr 500ºC bis 800ºC in der Atmosphäre mit NH&sub3; - Gas das
Auseinanderwandern der Verunreinigung unterdrückt und zusätzlich die Rekristallisation,
wie z.B. das Kornwachstum, während dem nachfolgenden Hochtemperaturverfahren zur
Aktivierung des amorphen Siliziumfilms gefördert wird. Es ist von Vorteil, daß die
Wärmebehandlung mit dem NH&sub3; - Gas sogar bei der Wärmebehandlung bei einem mittleren
Temperaturbereich sicher ausgeführt werden kann.
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Fig. 3 zeigt eine andere Ausführungsform des in Fig. 2 dargestellten Verfahrens zur
Herstellung. Hier sind die den in Fig. 2 entsprechenden Teile mit dem gleichen
Bezugszeichen versehen und brauchen somit nicht mehr beschrieben werden. Bei dieser
Ausführungsform wird das Verfahren zur Herstellung auf die Vorrichtung aus Fig. 1
angewandt, die die zwei Schichten aus dem Siliziumnitrid- und dem Siliziumdioxidfilm
besitzt. Bei dieser Ausführungsform nämlich werden zuerst die in Fig. 3A bis 3C
dargestellten Verfahren (entsprechend den in Fig. 2A bis 2C dargestellten Verfahren)
durchgeführt. Die Verfahren sind: Erhitzen der Vorrichtung bei einer Temperatur von
ungefahr 500ºC bis 800ºC in einer H&sub2; - Gasatmosphäre zusammen mit NH&sub3; - Gas und dann
anschließend sequentielles Aufbringen eines Si&sub3;N&sub4; - Films 71 und eines SiO&sub2; - Films 66
durch das Niederdruck CVD - Verfahren bzw. durch das CVD - Verfahren, wie in Fig. 3D
dargestellt. Der Si&sub3;N&sub4; - Film 71 kann kontinuierlich gemäß dem in Fig. 3C dargestellten
Verfahren durch Einleiten von SiH&sub4; - Gas ausgebildet werden. Danach werden in der
gleichen Art und Weise wie bei dem Verfahren aus Fig. 2 die Kontaktlöcher und
anschließend die Al-Elektroden 69A und 69B ausgebildet, wodurch man einen wie Fig. 3D
dargestellten Endwiderstand 72 erhält. Gemaß der Ausführungsform aus Fig. 3 kann ein
Widerstandswert am hoch dotieren Bereich in ähnlicher Weise wie bei der
Ausführungsform aus Fig. 2 zunehmend verringert werden, und ebenso wird der
Widerstand 72 mit einem isolierenden Film mit guter Bedeckung zur Verfügung gestellt.
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Bei der vorstehend beschriebenen Ausführungsform wird die Wärmebehandlung beim
mittleren Temperaturbereich in der H&sub2;- Gas Atmosphäre mit NH&sub3;- Gas nach dem in Fig. 2C
dargestellten Verfahren ausgeführt, aber diese Wärmebehandlung kann in einer
Gasatmosphäre durchgeführt werden, die nur NH&sub3;- Gas enthält. Desweiteren kann
SiH&sub4; - Gas, HCl
- Gas, SiH&sub2;Cl&sub2; - Gas oder Ähnliches an Stelle vom NH&sub3;- Gas verwendet werden,
und somit kann die Wärmebehandlung sowohl in einer Gasatmosphare durchgeführt
werden, die nur SiH&sub4; - Gas, HCl - Gas oder SiH&sub2;Cl&sub2; - Gas als auch in einer Gasatmosphäre,
die H&sub2;- Gas und die vorstehend erwähnten Gase enthält. Darüber hinaus kann die
Wärmebehandlung in einer Gasatmosphäre durchgeführt werden, die nur H&sub2; - Gas enthält.