JP2003045983A - Semiconductor device and its manufacturing method - Google Patents

Semiconductor device and its manufacturing method

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JP2003045983A
JP2003045983A JP2001232660A JP2001232660A JP2003045983A JP 2003045983 A JP2003045983 A JP 2003045983A JP 2001232660 A JP2001232660 A JP 2001232660A JP 2001232660 A JP2001232660 A JP 2001232660A JP 2003045983 A JP2003045983 A JP 2003045983A
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thin film
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resistance
semiconductor device
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Hiroshi Yoshida
浩 吉田
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Sony Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To constitute a semiconductor integrated circuit capable of reducing contact resistant of a resistant element and a wiring layer using a cermet based material and assembling an accurate minute thin film high resistant element or the like of a stable resistant value. SOLUTION: A semiconductor device is provided with a semiconductor substrate 11, an SiO2 film 12 provided on the semiconductor substrate 11, a thin film resistant layer 13 provided on the whole face or a part of the SiO2 film 12, and the wiring layer 17 formed selectively on a thin film resistant layer 13. The thin film resistant layer 13 has a resistant element area A used as a resistant element R1 and wiring connection areas B1, B2 connecting the resistant element R1 and the wiring layer 17. The wiring connection areas B1, B2 include the whole formation area of the wiring layer 17 on a thin film resistant layer except for the resistant element area A. Since contact resistance r of the resistant element R1 and the wiring layer 17 can be suppressed very low, influence of the contact resistance r can be excluded from the resistant value of the high resistant element R1.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は高抵抗素子を集積回
路に組み入れた半導体装置及びその製造方法に関する。
詳しくは、抵抗素子として使用される抵抗素子領域及び
この抵抗素子と配線層とを接続する配線接続領域を有し
た薄膜抵抗層を備え、抵抗素子領域以外の薄膜抵抗層上
の配線層の形成領域を配線接続領域に全て含むようにし
て、抵抗素子と配線層との接触抵抗を低減できるように
すると共に、安定した抵抗値の高抵抗素子等をトランジ
スタ回路に組み入れた高信頼度の半導体装置を提供でき
るようにしたものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor device having a high resistance element incorporated in an integrated circuit and a method of manufacturing the same.
Specifically, a thin film resistance layer having a resistance element region used as a resistance element and a wiring connection region connecting the resistance element and a wiring layer is provided, and a wiring layer formation region on the thin film resistance layer other than the resistance element region. , The contact resistance between the resistance element and the wiring layer can be reduced, and a highly reliable semiconductor device in which a high resistance element having a stable resistance value is incorporated in a transistor circuit can be provided. It was done like this.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、半導体集積回路の多機能及び多用
途化に伴って、低周波回路や高周波回路等においては各
種金属薄膜抵抗素子が使用されるに至っている。この技
術分野では半導体集積回路の縮小化に伴って薄膜抵抗素
子自体の占有面積も小さくすることが必要となり、高抵
抗率で経時的な、あるいは温度依存性の少ない、且つ高
精度で加工し易い安定した薄膜抵抗素子が要望されてき
ている。
2. Description of the Related Art In recent years, various metal thin film resistance elements have come to be used in low frequency circuits, high frequency circuits and the like with the multi-functionalization and versatility of semiconductor integrated circuits. In this technical field, it is necessary to reduce the area occupied by the thin film resistance element itself as the semiconductor integrated circuit is reduced in size, and it is easy to process with high resistivity over time or with little temperature dependence and with high accuracy. There is a demand for stable thin film resistance elements.

【0003】この種の半導体集積回路の製造工程で利用
されている抵抗素子の種類を大きく分類すると、拡散抵
抗素子、電界効果型抵抗素子、薄膜多結晶シリコン(ポ
リSi)抵抗、薄膜金属(合金)抵抗素子、薄膜金属系
化合物抵抗素子等に分けられる。
The types of resistance elements used in the manufacturing process of this kind of semiconductor integrated circuit are roughly classified into diffusion resistance elements, field effect resistance elements, thin film polycrystalline silicon (polySi) resistors, and thin film metals (alloys). ) Resistance elements, thin film metal compound resistance elements, etc.

【0004】拡散抵抗及び電界効果型抵抗は、特に、抵
抗値を制御するパラメータが、デバイス性能のために最
適化されなければならないパラメータと同じである為、
抵抗値の制約となる。従って、実際的な半導体集積回路
の拡散構造または電界効果型抵抗では低抵抗値しか得ら
れない。拡散抵抗は半導体集積回路上に過大なスペース
を必要とするという欠点、すなわち半導体集積回路のサ
イズが縮小し続ける場合の重大な不利な点も有してい
る。
Diffused resistors and field effect resistors, in particular, have the same parameters that control the resistance value as those that must be optimized for device performance.
It becomes a constraint on the resistance value. Therefore, only a low resistance value can be obtained with a practical diffusion structure of a semiconductor integrated circuit or a field effect resistor. Diffused resistors also have the disadvantage of requiring too much space on the semiconductor integrated circuit, a significant disadvantage if the size of the semiconductor integrated circuit continues to shrink.

【0005】薄膜多結晶シリコン(PolySi)抵抗
材料は、表面エネルギー(準位)、接合層との界面エネ
ルギー、Si未結合手の存在(水素の吸着)、結晶欠陥
密度、結晶粒の性状、結晶粒界エネルギーなど、多結晶
シリコンにおけるキャリアの伝導機構を構成する因子が
多く、高抵抗化(20×103μΩcm以上)になるほ
ど、抵抗素子としての安定性と再現性に欠けてくる。
The thin film polycrystalline silicon (PolySi) resistance material has a surface energy (level), an interface energy with a bonding layer, the presence of Si dangling bonds (hydrogen adsorption), a crystal defect density, a crystal grain property, and a crystal. There are many factors that constitute the carrier conduction mechanism in polycrystalline silicon, such as grain boundary energy, and the higher the resistance (20 × 10 3 μΩcm or more), the less stable and reproducible the resistance element becomes.

【0006】また、薄膜多結晶シリコン抵抗材料は複数
の工程の熱処理の影響により大きな変動を受ける。特に
この種の抵抗材料は高抵抗側で顕著となる傾向があり、
抵抗精度と抵抗温度係数が2000ppm/℃と大きい
ことも知られている。
Further, the thin film polycrystalline silicon resistance material undergoes great fluctuations due to the effects of heat treatment in a plurality of steps. In particular, this kind of resistance material tends to be remarkable on the high resistance side,
It is also known that the resistance accuracy and the temperature coefficient of resistance are as large as 2000 ppm / ° C.

【0007】薄膜金属抵抗素子ではCrSi系材料(C
rSi、CrSi2、CrSiN等)が最も広く使用さ
れるが、このCrSi系材料に関しては、非常に酸化さ
れ易く、CrSi系抵抗の製造プロセスでは、パターニ
ングした抵抗膜が酸素雰囲気や酸素プラズマに晒される
工程が多い。このため、基準抵抗膜表面に酸化や変質が
生じる。表面が酸化されたり、変質した基準抵抗膜の上
に、配線を形成すると、接触抵抗が大きくかつ不安定に
なる。
In a thin film metal resistance element, a CrSi-based material (C
Most widely used are rSi, CrSi 2 , CrSiN, etc., but this CrSi-based material is very easily oxidized, and the patterned resistance film is exposed to an oxygen atmosphere or oxygen plasma in the manufacturing process of the CrSi-based resistor. There are many processes. For this reason, oxidation or deterioration occurs on the surface of the reference resistance film. When the wiring is formed on the reference resistance film whose surface is oxidized or deteriorated, the contact resistance becomes large and becomes unstable.

【0008】例えば、CrSi2系の薄膜抵抗素子で
は、CrSi2の抵抗値が360℃近傍の温度で大きく
変化し、薄膜抵抗素子の形成後から半導体装置の完成に
至るまでの被熱工程を経ることによって、抵抗値が大幅
に変動することが知られている。
For example, in a CrSi 2 type thin film resistance element, the resistance value of CrSi 2 largely changes at a temperature near 360 ° C., and a heat treatment step is performed after the thin film resistance element is formed until the semiconductor device is completed. Therefore, it is known that the resistance value fluctuates significantly.

【0009】さらに、金属/合金系薄膜抵抗素子には、
NiCr系合金抵抗やTa、Ti、W、Mo等の薄膜金
属が使用されるが、抵抗率が小さく高抵抗率化には抵抗
膜を薄くしなければならず、熱的安定性が悪くなること
が知られている。
Further, the metal / alloy thin film resistance element includes
NiCr alloy resistance and thin-film metals such as Ta, Ti, W, Mo are used, but the resistance is small and the resistance film must be thin to increase the resistivity, resulting in poor thermal stability. It has been known.

【0010】金属系化合物抵抗素子にはTaN膜や、T
iN膜、TiON膜、WN膜等を用いたものが多いが、
成膜中の化学反応(酸化、窒化)を利用した形成方法が
圧倒的であり、その為、再現性良く安定した高抵抗素子
を得ることができない場合が多い。
A TaN film or T
In many cases, iN film, TiON film, WN film, etc. are used.
A forming method using a chemical reaction (oxidation, nitriding) during film formation is overwhelming, and therefore, it is often impossible to obtain a stable high resistance element with good reproducibility.

【0011】次に、これらの抵抗材料を用いた抵抗素子
の形成方法について説明をする。図15は従来例に係る
第1の半導体装置10の構成例を示す断面図である。
Next, a method of forming a resistance element using these resistance materials will be described. FIG. 15 is a cross-sectional view showing a configuration example of the first semiconductor device 10 according to the conventional example.

【0012】図15に示す半導体装置10は半導体基板
1の絶縁膜2上に薄膜抵抗素子3を有したものである。
この薄膜抵抗素子3は以下のように形成される。まず、
半導体基板1の絶縁膜2上の全面にTiN膜等の抵抗層
を形成する。金属系化合物による薄膜抵抗素子3を形成
するためである。
A semiconductor device 10 shown in FIG. 15 has a thin film resistance element 3 on an insulating film 2 of a semiconductor substrate 1.
The thin film resistance element 3 is formed as follows. First,
A resistance layer such as a TiN film is formed on the entire surface of the insulating film 2 of the semiconductor substrate 1. This is because the thin film resistance element 3 is formed of a metal compound.

【0013】その後、抵抗層をパターニングしてTiN
膜系の薄膜抵抗素子3を形成する。そして、薄膜抵抗素
子3を含む絶縁膜2上に保護用の絶縁膜4を形成する
(絶縁膜被覆工程)。その後、絶縁膜4を選択的に開口
してコンタクトホール5,6を形成する(接続孔形成工
程)。このコンタクトホール5、6は薄膜抵抗素子3と
配線層7を接続するためである。
Then, the resistance layer is patterned to form TiN.
A film type thin film resistance element 3 is formed. Then, the insulating film 4 for protection is formed on the insulating film 2 including the thin film resistance element 3 (insulating film coating step). After that, the insulating film 4 is selectively opened to form the contact holes 5 and 6 (connection hole forming step). The contact holes 5 and 6 are for connecting the thin film resistance element 3 and the wiring layer 7.

【0014】その後、コンタクトホール5,6を含む絶
縁膜4上に導電膜を形成する。そして、この導電膜をパ
ターニングして配線層7を形成する(配線層成膜工
程)。これにより、図15に示す半導体基板1に薄膜抵
抗素子3を有する半導体装置10が完成する。TaN膜
系の薄膜抵抗素子3では再現性良く低抵抗率を得ること
ができる。
After that, a conductive film is formed on the insulating film 4 including the contact holes 5 and 6. Then, the conductive film is patterned to form the wiring layer 7 (wiring layer film forming step). As a result, the semiconductor device 10 having the thin film resistance element 3 on the semiconductor substrate 1 shown in FIG. 15 is completed. With the TaN film-based thin film resistance element 3, a low resistivity can be obtained with good reproducibility.

【0015】近年では、シリコン系絶縁材料をベースに
したサーメット系抵抗材料を使用した高抵抗素子が半導
体装置に導入されつつある。サーメット系抵抗材料は高
融点金属材料とシリコン系絶縁材料との複合材料であ
り、耐熱性や耐酸化性に優れた特性をもち、しかもその
比率により高抵抗化が可能であり、また優れた低抵抗温
度係数をも有しており、現在、半導体集積回路に広く採
用されているシリコン系絶縁物とも密着性や整合性に優
れ、半導体装置に搭載する抵抗素子材料としては極めて
有効な材料の一つである。
In recent years, high resistance elements using a cermet-based resistance material based on a silicon-based insulating material are being introduced into semiconductor devices. Cermet-based resistance material is a composite material of refractory metal material and silicon-based insulating material, and has excellent heat resistance and oxidation resistance, and its ratio makes it possible to achieve high resistance and excellent low resistance. It also has a temperature coefficient of resistance, and it has excellent adhesion and compatibility with silicon-based insulators that are widely used in semiconductor integrated circuits at present, and is one of the most effective materials as a resistance element material to be mounted in semiconductor devices. Is one.

【0016】図16は従来例に係る第2の半導体装置2
0の構成例を示す断面図である。図16に示す半導体装
置20は高抵抗率の薄膜高抵抗素子8を有するものであ
る。この薄膜高抵抗素子8は以下のように形成される。
まず、半導体基板1の絶縁膜2上の全面にサーメット系
抵抗材料を使用した薄膜高抵抗層を形成する。薄膜高抵
抗素子8を形成するためである。その後、薄膜高抵抗層
上に導電膜を形成する(配線層成膜)。そして、この導
電膜をパターニングして配線層7及び抵抗素子領域Aを
形成する。これにより、図16に示す半導体基板1に薄
膜高抵抗素子8を有する半導体装置20が完成する。
FIG. 16 shows a second semiconductor device 2 according to a conventional example.
It is sectional drawing which shows the structural example of 0. A semiconductor device 20 shown in FIG. 16 has a high resistivity thin film high resistance element 8. The thin film high resistance element 8 is formed as follows.
First, a thin film high resistance layer using a cermet resistance material is formed on the entire surface of the insulating film 2 of the semiconductor substrate 1. This is because the thin film high resistance element 8 is formed. After that, a conductive film is formed on the thin film high resistance layer (wiring layer film formation). Then, the conductive film is patterned to form the wiring layer 7 and the resistance element region A. As a result, the semiconductor device 20 having the thin film high resistance element 8 on the semiconductor substrate 1 shown in FIG. 16 is completed.

【0017】図17は第2の半導体装置20の問題点を
示す断面図である。図17に示す波線円内図の8Aは抵
抗素子領域Aの薄膜高抵抗層上に生じた凹凸状部であ
る。この凹凸状部8Aはレジスト膜9をマスクにして導
電膜をパターニングする際に、RIE等の異方性エッチ
ングに曝され、しかも、オーバーエッチングされて生じ
たものである。図18は第2の半導体装置20の他の問
題点を示す断面図である。図18に示す長さLは抵抗素
子の設計長さであり、長さL+ΔLはウエットエッチン
グにより間延びした抵抗素子の長さである。
FIG. 17 is a sectional view showing a problem of the second semiconductor device 20. Reference numeral 8A in the broken line circle diagram shown in FIG. 17 denotes an uneven portion formed on the thin film high resistance layer in the resistance element region A. The uneven portion 8A is formed by being exposed to anisotropic etching such as RIE when the conductive film is patterned using the resist film 9 as a mask, and is also over-etched. FIG. 18 is a sectional view showing another problem of the second semiconductor device 20. The length L shown in FIG. 18 is the designed length of the resistance element, and the length L + ΔL is the length of the resistance element extended by wet etching.

【0018】[0018]

【発明が解決しようとする課題】ところで、従来技術に
係る半導体装置及びその製造方法によれば、以下のよう
な問題がある。 第1の半導体装置10及びその製造方法によれば、
図15に示した薄膜抵抗層が高抵抗化するほど、抵抗層
自身の抵抗値(シート抵抗値)に依存して、コンタクト
ホール5,6における接触抵抗が高くなり、この接触抵
抗が薄膜抵抗層と配線層との接続抵抗(寄生抵抗)に介
在し、不安定要因の一つとして影響を与えてしてしま
う。
The semiconductor device and the method of manufacturing the same according to the prior art have the following problems. According to the first semiconductor device 10 and the manufacturing method thereof,
As the resistance of the thin film resistance layer shown in FIG. 15 becomes higher, the contact resistance in the contact holes 5 and 6 becomes higher depending on the resistance value (sheet resistance value) of the resistance layer itself. Intervenes in the connection resistance (parasitic resistance) between the wiring layer and the wiring layer, and exerts an influence as one of the unstable factors.

【0019】従って、抵抗値の高い接触抵抗の存在とそ
の不安定性とが精密微細薄膜高抵抗素子の精度にも大き
な影響を与えてしまう。この抵抗値の変動は高周波回路
等において、周波数特性を劣化させる原因となる。
Therefore, the existence and instability of the contact resistance having a high resistance value has a great influence on the precision of the precision fine thin film high resistance element. This fluctuation of the resistance value causes deterioration of frequency characteristics in a high frequency circuit or the like.

【0020】 第2の半導体装置20及びその製造方
法によれば、サーメット系抵抗材料がシリコン系酸化物
と酷似した材料であって、RIE法による異方性エッチ
ング時のエッチングストッパとして直接利用することが
困難なことから、図17に示した抵抗素子領域へのオー
バーエッチング及びその表面損傷により抵抗値が変動し
てしまうおそれがある。従って、膜厚10〜150nm
程度に形成を必要とされる薄膜高抵抗層上の絶縁膜にR
IE法によってコンタクトホールを形成することを極め
て困難にしている。
According to the second semiconductor device 20 and the manufacturing method thereof, the cermet-based resistance material is a material very similar to the silicon-based oxide, and is directly used as an etching stopper during anisotropic etching by the RIE method. Therefore, there is a possibility that the resistance value may change due to over-etching of the resistance element region shown in FIG. 17 and its surface damage. Therefore, the film thickness is 10 to 150 nm
R on the insulating film on the thin film high resistance layer that needs to be formed to some extent
It makes extremely difficult to form a contact hole by the IE method.

【0021】 また、図18に示した半導体装置20
では、RIE法による異方性エッチングに代えて、ウエ
ットエッチング法を採用した場合、その加工精度が悪化
する。つまり、抵抗値を規定する抵抗素子の長さLが、
Ti膜、Pt膜及びAu膜等の導電層のオーバーエッチ
ングによってL+ΔLに広がってしまう。
Further, the semiconductor device 20 shown in FIG.
Then, when the wet etching method is adopted instead of the anisotropic etching by the RIE method, the processing accuracy thereof deteriorates. That is, the length L of the resistance element that defines the resistance value is
The conductive layer such as the Ti film, the Pt film, and the Au film is spread to L + ΔL by overetching.

【0022】従って、安定した抵抗値の高抵抗素子等を
組み入れた半導体集積回路装置を製造することが困難と
なる。また、いずれも製造工程上の困難なプロセスが多
く、工程数の増加とコスト増加が余儀なくされ、また、
抵抗素子の高精度化の妨げとなっている。
Therefore, it is difficult to manufacture a semiconductor integrated circuit device incorporating a high resistance element having a stable resistance value. In addition, there are many difficult processes in the manufacturing process, which inevitably increases the number of processes and costs.
This is an obstacle to increasing the precision of the resistance element.

【0023】そこで、この発明はこのような従来の課題
を解決したものであって、サーメット系抵抗材料を使用
できるようにすると共に、抵抗素子と配線層との接触抵
抗を低減できるようにして、安定した抵抗値の精密微細
薄膜高抵抗素子等を組み入れた半導体集積回路を構成で
きるようにした半導体装置及びその製造方法を提供する
ことを目的とする。
Therefore, the present invention solves the conventional problems as described above, and makes it possible to use a cermet-based resistance material and reduce the contact resistance between the resistance element and the wiring layer. An object of the present invention is to provide a semiconductor device capable of forming a semiconductor integrated circuit incorporating a precision fine thin film high resistance element having a stable resistance value, and a manufacturing method thereof.

【0024】[0024]

【課題を解決するための手段】上述した課題は、半導体
基板と、この半導体基板上に設けられた絶縁性の膜と、
この絶縁性の膜上の全面又は一部に設けられた薄膜抵抗
層と、薄膜抵抗層上に選択的に形成された配線層とを備
え、この薄膜抵抗層は抵抗素子として使用する抵抗素子
領域及び該抵抗素子と配線層とを接続する配線接続領域
を有しており、この抵抗素子領域以外の薄膜抵抗層上の
配線層の形成領域が配線接続領域となっていることを特
徴とする半導体装置によって解決される。
SUMMARY OF THE INVENTION The above-mentioned problems include a semiconductor substrate, an insulating film provided on the semiconductor substrate,
A thin film resistance layer provided on the entire surface or a part of the insulating film and a wiring layer selectively formed on the thin film resistance layer are provided, and the thin film resistance layer is used as a resistance element region. And a wiring connection region for connecting the resistance element and the wiring layer, and a region for forming the wiring layer on the thin film resistance layer other than the resistance element region is the wiring connection region. Solved by the device.

【0025】本発明に係る半導体装置によれば、抵抗素
子として使用される抵抗素子領域及びこの抵抗素子と配
線層とを接続する配線接続領域を有した薄膜抵抗層が備
えられ、この配線接続領域には抵抗素子領域以外の薄膜
抵抗層上の配線層の形成領域を全てが含まれるものであ
る。
According to the semiconductor device of the present invention, the thin film resistance layer having the resistance element region used as the resistance element and the wiring connection region for connecting the resistance element and the wiring layer is provided, and the wiring connection region is provided. Includes all the formation area of the wiring layer on the thin film resistance layer other than the resistance element area.

【0026】従って、抵抗素子と配線層との接触抵抗を
極めて低く抑えることができるので、高抵抗素子を構成
するような場合に、高抵抗素子の抵抗値から接触抵抗の
影響を除くことができる。これにより、安定した抵抗値
の精密微細薄膜高抵抗素子等を半導体集積回路に組み入
れた高信頼度の半導体装置を提供することができる。
Therefore, the contact resistance between the resistance element and the wiring layer can be suppressed to an extremely low level, so that when a high resistance element is formed, the influence of the contact resistance can be removed from the resistance value of the high resistance element. . This makes it possible to provide a highly reliable semiconductor device in which a precision fine thin film high resistance element having a stable resistance value is incorporated in a semiconductor integrated circuit.

【0027】本発明に係る半導体装置の第1の製造方法
は半導体基板上の絶縁性の膜の全面又は一部に薄膜抵抗
層を形成する工程と、薄膜抵抗層の所定の領域上に選択
的にマスク部材を形成する工程と、マスク部材を形成し
た薄膜抵抗層上に導電性の膜を形成する工程と、導電性
の膜を選択的に除去して当該マスク部材を露出するよう
に該導電性の膜を分離する工程と、分離された導電性の
膜の間に露出したマスク部材を除去する工程とを含むこ
とを特徴とするものである。
A first method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention comprises a step of forming a thin film resistance layer on the entire surface or a part of an insulating film on a semiconductor substrate, and selectively forming a predetermined region of the thin film resistance layer. A step of forming a mask member, a step of forming a conductive film on the thin film resistance layer on which the mask member is formed, and a step of selectively removing the conductive film to expose the mask member. The method is characterized by including a step of separating the conductive film and a step of removing the mask member exposed between the separated conductive films.

【0028】本発明に係る半導体装置の第1の製造方法
によれば、半導体基板上で抵抗素子領域と配線接続領域
とが画定された薄膜抵抗層を有する半導体装置をリフト
オフ法によって形成することができる。
According to the first method of manufacturing a semiconductor device of the present invention, a semiconductor device having a thin film resistance layer in which a resistance element region and a wiring connection region are defined on a semiconductor substrate can be formed by a lift-off method. it can.

【0029】しかも、配線接続領域には抵抗素子領域以
外の薄膜抵抗層上の配線層の形成領域を全てを含んでい
るので、サーメット系抵抗材料を使用した場合でも、抵
抗素子と配線層との接触抵抗を極めて低く抑えることが
できる。抵抗素子の抵抗値から接触抵抗の影響を除くこ
とができる。従って、複雑で難度の高い製造プロセスを
採用することもなく、トランジスタ回路に安定した抵抗
値の高抵抗素子等を組み入れた高信頼度の半導体装置を
製造することができる。
Moreover, since the wiring connection region includes the entire region for forming the wiring layer on the thin film resistance layer other than the resistance element region, even when the cermet-based resistance material is used, the resistance element and the wiring layer are not separated from each other. The contact resistance can be kept extremely low. The influence of contact resistance can be removed from the resistance value of the resistance element. Therefore, it is possible to manufacture a highly reliable semiconductor device in which a high resistance element having a stable resistance value is incorporated in a transistor circuit without adopting a complicated and difficult manufacturing process.

【0030】本発明に係る半導体装置の第2の製造方法
は半導体基板上の絶縁性の膜の全面又は一部に薄膜抵抗
層を形成する工程と、薄膜抵抗層上に絶縁性の膜を形成
する工程と、絶縁性の膜を選択的に除去して薄膜抵抗層
保護用の膜を画定する工程と、薄膜抵抗層保護用の膜及
び薄膜抵抗層上に導電性の膜を形成する工程と、導電性
の膜を選択的に除去して薄膜抵抗層保護用の膜を露出す
るように該導電性の膜を素子分離する工程とを含むこと
を特徴とするものである。
A second method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention comprises a step of forming a thin film resistance layer on the whole surface or a part of the insulation film on a semiconductor substrate, and forming an insulation film on the thin film resistance layer. A step of selectively removing the insulating film to define a film for protecting the thin film resistance layer, and a step of forming a film for protecting the thin film resistance layer and a conductive film on the thin film resistance layer. A step of selectively removing the conductive film to isolate the conductive film so as to expose the film for protecting the thin film resistance layer.

【0031】本発明に係る半導体装置の第2の製造方法
によれば、半導体基板上で抵抗素子領域と配線接続領域
とが画定された薄膜抵抗層を有し、かつ、抵抗素子とし
て使用する部分の薄膜抵抗層上に保護膜を有する半導体
装置を形成することができる。
According to the second method of manufacturing a semiconductor device of the present invention, a portion having a thin film resistance layer in which a resistance element region and a wiring connection region are defined on a semiconductor substrate and used as a resistance element It is possible to form a semiconductor device having a protective film on the thin film resistance layer.

【0032】しかも、第1の製造方法と同様にして、サ
ーメット系抵抗材料を使用した場合でも、抵抗素子と配
線層との接触抵抗を極めて低く抑えることができ、高抵
抗素子等を組み入れた高信頼度の半導体装置を製造する
ことができる。
Moreover, similar to the first manufacturing method, even when a cermet-based resistance material is used, the contact resistance between the resistance element and the wiring layer can be suppressed to a very low level, and a high resistance element or the like can be incorporated. A reliable semiconductor device can be manufactured.

【0033】本発明に係る半導体装置の第3の製造方法
は半導体基板上の絶縁性の膜の全面又は一部に薄膜抵抗
層を形成する工程と、薄膜抵抗層の所定の領域上に絶縁
性の膜及びマスク部材を順次積層形成する工程と、絶縁
性の膜、マスク部材及び薄膜抵抗層上に導電性の膜を形
成する工程と、導電性の膜を選択的に除去して当該マス
ク部材を露出するように該導電性の膜を分離する工程
と、分離された導電性の膜の間に露出したマスク部材を
除去する工程とを含むことを特徴とするものである。
A third method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention comprises a step of forming a thin film resistance layer on the entire surface or a part of an insulating film on a semiconductor substrate, and an insulation property on a predetermined region of the thin film resistance layer. Step of sequentially laminating the film and the mask member, a step of forming a conductive film on the insulating film, the mask member and the thin film resistance layer, and the mask member by selectively removing the conductive film. And a step of separating the conductive film so as to expose the conductive film, and a step of removing the mask member exposed between the separated conductive films.

【0034】本発明に係る半導体装置の第3の製造方法
によれば、半導体基板上で抵抗素子領域と配線接続領域
とが画定された薄膜抵抗層を有し、かつ、抵抗素子とし
て使用する部分の薄膜抵抗層上に保護膜を有する半導体
装置をリフトオフ方法により形成することができる。
According to the third method of manufacturing a semiconductor device of the present invention, a portion having a thin film resistance layer in which a resistance element region and a wiring connection region are defined on a semiconductor substrate and used as a resistance element A semiconductor device having a protective film on the thin film resistance layer can be formed by a lift-off method.

【0035】しかも、第1及び第3の製造方法と同様に
して、サーメット系抵抗材料を使用した場合でも、抵抗
素子と配線層との接触抵抗を極めて低く抑えることがで
き、高抵抗素子等を組み入れた高信頼度の半導体装置等
を製造することができる。
Moreover, similar to the first and third manufacturing methods, even when a cermet-based resistance material is used, the contact resistance between the resistance element and the wiring layer can be suppressed to an extremely low level, and a high resistance element or the like can be obtained. It is possible to manufacture an incorporated high reliability semiconductor device or the like.

【0036】[0036]

【発明の実施の形態】続いて、この発明に係る半導体装
置及びその製造方法の一実施の形態について、図面を参
照しながら説明をする。 (1)第1の実施形態 図1Aは本発明係る第1の実施形態としての半導体装置
100の構成例を示す断面図及び図1Bはその抵抗素子
R1の回路図である。この実施形態では抵抗素子として
使用される抵抗素子領域及びこの抵抗素子と配線層とを
接続する配線接続領域を有した薄膜抵抗層を備え、この
抵抗素子領域以外の薄膜抵抗層上の配線層の形成領域を
配線接続領域とするようにして、抵抗素子と配線層との
接触抵抗を低減できるようにすると共に、安定した抵抗
値の高抵抗素子等をトランジスタ回路に組み入れた高信
頼度の半導体装置を提供できるようにしたものである。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Next, an embodiment of a semiconductor device and a method of manufacturing the same according to the present invention will be described with reference to the drawings. (1) First Embodiment FIG. 1A is a sectional view showing a configuration example of a semiconductor device 100 according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 1B is a circuit diagram of its resistance element R1. In this embodiment, a thin film resistance layer having a resistance element region used as a resistance element and a wiring connection region for connecting the resistance element and a wiring layer is provided, and a wiring layer on the thin film resistance layer other than the resistance element region By using the formation region as a wiring connection region, the contact resistance between the resistance element and the wiring layer can be reduced, and a highly reliable semiconductor device in which a high resistance element having a stable resistance value is incorporated in a transistor circuit. Is provided.

【0037】図1Aに示す半導体装置100は半導体基
板11を有している。半導体基板11にはP型又はN型
のSi基板、高速・高誘電率のGaAs化合物系の半導
体基板等が使用される。この半導体基板11上には絶縁
性の膜の一例となるシリコン酸化膜(以下でSiO2
12という)設けられる。このSiO2膜12上の全面
又は一部には薄膜抵抗層13が設けられている。薄膜抵
抗層13はマイクロ波用の高抵抗素子に適用して好適で
ある。
The semiconductor device 100 shown in FIG. 1A has a semiconductor substrate 11. As the semiconductor substrate 11, a P-type or N-type Si substrate, a high-speed / high-dielectric constant GaAs compound-based semiconductor substrate, or the like is used. A silicon oxide film (hereinafter referred to as a SiO 2 film 12) which is an example of an insulating film is provided on the semiconductor substrate 11. A thin film resistance layer 13 is provided on the entire surface or a part of the SiO 2 film 12. The thin film resistance layer 13 is suitable for application to a high resistance element for microwaves.

【0038】この薄膜抵抗層13は例えば抵抗素子R1
として使用する抵抗素子領域A及びこの抵抗素子R1と
配線層17とを接続する配線接続領域B1,B2を有し
ている。薄膜抵抗層13は抵抗素子R1と配線層17の
一部を兼用するようになされる。
The thin film resistance layer 13 is, for example, a resistance element R1.
It has a resistance element region A to be used as, and wiring connection regions B1 and B2 for connecting the resistance element R1 and the wiring layer 17. The thin-film resistance layer 13 serves as the resistance element R1 and part of the wiring layer 17.

【0039】この半導体装置100では図1Bに示す抵
抗素子R1の抵抗値R[Ω]は、薄膜抵抗層13の抵抗
材料の比抵抗(抵抗率)をρ[μΩ/cm]とし、抵抗
素子R16として使用する薄膜抵抗層13の長さをl
[μm]とし、その膜厚をd[μm]とし、その幅をw
[μm]とすると、(1)式、すなわち、 R=ρ・l/(100d・w)・・・・(1) により求められる。シート抵抗ρs[Ω/□]は(2)
式、すなわち、 ρs=ρ/100d ・・・・(2) により求められる。
In the semiconductor device 100, the resistance value R [Ω] of the resistance element R1 shown in FIG. 1B is set to ρ [μΩ / cm] as the specific resistance (resistivity) of the resistance material of the thin film resistance layer 13, and the resistance element R16. The length of the thin film resistance layer 13 used as
[Μm], its thickness is d [μm], and its width is w
When [μm] is satisfied, it is obtained by the equation (1), that is, R = ρ · l / (100d · w) ... (1). Sheet resistance ρs [Ω / □] is (2)
Formula, that is, ρs = ρ / 100d (2)

【0040】この抵抗素子領域A以外の薄膜抵抗層13
上の配線層17の形成領域は配線接続領域B1,B2と
なっている。つまり、薄膜抵抗層13と配線層17は積
層構造となされ、配線層17の下層が全て抵抗素子R1
との接続領域となっているものである。
The thin film resistance layer 13 other than the resistance element region A
The formation regions of the upper wiring layer 17 are wiring connection regions B1 and B2. That is, the thin-film resistance layer 13 and the wiring layer 17 have a laminated structure, and the entire lower layer of the wiring layer 17 is the resistance element R1.
It is a connection area with.

【0041】この配線接続領域B1,B2における薄膜
抵抗層13と配線層17との間の接触抵抗rは全て並列
に分布することになる。従って、配線層17と薄膜抵抗
層13とを接続孔用の開口部、つまり、コンタクトホー
ルを介在して接続する場合に比べて、配線層17と薄膜
抵抗層13との接触抵抗rを極めて少なくすることがで
きる。
The contact resistances r between the thin film resistance layer 13 and the wiring layer 17 in the wiring connection regions B1 and B2 are all distributed in parallel. Therefore, the contact resistance r between the wiring layer 17 and the thin film resistance layer 13 is extremely small as compared with the case where the wiring layer 17 and the thin film resistance layer 13 are connected via an opening for a connection hole, that is, a contact hole. can do.

【0042】つまり、抵抗素子R1と配線層17との間
の接触抵抗rは、薄膜抵抗層13が高抵抗化するほど当
該抵抗層自身の抵抗値(シート抵抗値)に大きく依存す
るようになり、高抵抗になるほど接触抵抗rが高くなる
傾向に推移するが、配線層17の下層が全て抵抗素子R
1との接続領域となっているので、接触抵抗rは全て並
列に分布することにより、接触抵抗rを極めて少なくす
ることができる。
That is, the contact resistance r between the resistance element R1 and the wiring layer 17 becomes more dependent on the resistance value (sheet resistance value) of the resistance layer itself as the resistance of the thin film resistance layer 13 becomes higher. The higher the resistance, the higher the contact resistance r, but the lower layer of the wiring layer 17 is entirely resistive element R.
The contact resistance r is extremely small because the contact resistance r is distributed in parallel.

【0043】この薄膜抵抗層13には例えば膜厚が30
0nm以下又は/及びシート抵抗値500Ω/□以上の
高抵抗ものが使用される。薄膜抵抗層13にはシリコン
(Si)、酸素(O)、窒素(N)、又は/及び炭素
(C)のいずれかの元素から成る絶縁性化合物(SiO
2、SiN、SiC)をベースとなされる。
The thin film resistance layer 13 has, for example, a film thickness of 30.
A high resistance material having a sheet resistance value of 0 nm or less and / or a sheet resistance value of 500 Ω / □ or more is used. The thin film resistance layer 13 has an insulating compound (SiO 2) composed of any element of silicon (Si), oxygen (O), nitrogen (N), and / or carbon (C).
2 , SiN, SiC).

【0044】この絶縁性化合物に対してタンタル(T
a)、ニオブ(Nb)、チタン(Ti)、モリブデン
(Mo)、タングステン(W)、ニッケル(Ni)、バ
ナジウム(V)、ハフニウム(Hf)、ランタン(L
a)、ジルコニウム(Zr)の中から選択された少なく
とも一種類以上の元素を含み構成されるものが使用され
る。
For this insulating compound, tantalum (T
a), niobium (Nb), titanium (Ti), molybdenum (Mo), tungsten (W), nickel (Ni), vanadium (V), hafnium (Hf), lanthanum (L)
A material containing at least one element selected from a) and zirconium (Zr) is used.

【0045】または、薄膜抵抗層13にはSi、O、
N、又は/及びCのいずれかの元素から成る絶縁性化合
物であるSiO2、SiN、SiCをベースとなされ、
この絶縁性化合物に対してイリジウム(Ir)、ルテニ
ウム(Ru)、白金(Pt)の中から選択された少なく
とも一種類以上の元素を含み構成されるものが使用され
る。
Alternatively, the thin film resistance layer 13 is made of Si, O,
SiO 2 , SiN, or SiC, which is an insulating compound composed of N or / and C, is used as a base,
A compound containing at least one element selected from iridium (Ir), ruthenium (Ru), and platinum (Pt) is used for this insulating compound.

【0046】薄膜抵抗層13上には配線層17が選択的
に形成されている。配線層17は金属性の膜及び/又は
高融点金属を積層した導電層を含むものである。この例
では、下層から上層へ向かってTi膜14、Pt膜15
及びAu(金)膜16の順に積層され導電層を成してい
る。以下で配線層17と導電層とは同等に取り扱うこと
にする。
A wiring layer 17 is selectively formed on the thin film resistance layer 13. The wiring layer 17 includes a conductive layer formed by laminating a metallic film and / or a refractory metal. In this example, the Ti film 14 and the Pt film 15 are arranged from the lower layer to the upper layer.
And Au (gold) film 16 are laminated in this order to form a conductive layer. Hereinafter, the wiring layer 17 and the conductive layer will be treated equally.

【0047】また、配線層17とこの配線層17及び薄
膜抵抗層13の接続部分とは同一のマスクパターンによ
って自己整合的に同時に加工されて成るものである。配
線層17と薄膜抵抗層13との接続孔形成工程を省略で
きるなどの配線工程の簡略化が図れる。
The wiring layer 17 and the connection portion of the wiring layer 17 and the thin film resistance layer 13 are simultaneously processed in the same mask pattern in a self-aligned manner. The wiring process can be simplified by omitting the step of forming a connection hole between the wiring layer 17 and the thin film resistance layer 13.

【0048】続いて、半導体装置100の製造方法につ
いて説明をする。図2A〜Cは半導体装置100の形成
例(その1)、図3A〜Cはその形成例(その2)を各
々の示す工程図である。この例では図1に示した抵抗素
子R1を有する半導体装置100をリフトオフ法により
製造する場合を前提とする。
Next, a method of manufacturing the semiconductor device 100 will be described. 2A to 2C are process diagrams showing a formation example (No. 1) of the semiconductor device 100 and FIGS. 3A to 3C are process diagrams showing the formation example (No. 2). In this example, it is assumed that the semiconductor device 100 having the resistance element R1 shown in FIG. 1 is manufactured by the lift-off method.

【0049】まず、図2Aにおいて、半導体基板11上
の絶縁性の膜(以下でSiO2膜という)12の全面に
薄膜抵抗層13を形成する。薄膜抵抗層13はSiO2
膜12の上の一部領域に形成してもよい。薄膜抵抗層1
3はCVD法、スパッタ法、蒸着法のいずれかを適用し
て成膜する。
First, in FIG. 2A, a thin film resistance layer 13 is formed on the entire surface of an insulating film (hereinafter referred to as a SiO 2 film) 12 on a semiconductor substrate 11. The thin film resistance layer 13 is SiO 2
It may be formed in a partial region on the film 12. Thin film resistance layer 1
3 is formed by applying any one of the CVD method, the sputtering method and the vapor deposition method.

【0050】このとき、SiO2、SiN又はSiCの
絶縁性化合物のいずれかをベースにして、Ta、Nb、
Ti、Mo、W、Ni、V、Hf、La、Zrの金属の
中から一種類以上の元素を選択し化合した複合材料(以
下でサーメット系抵抗材料という)により薄膜抵抗層1
3を形成する。
At this time, based on any one of the insulating compounds of SiO 2 , SiN or SiC, Ta, Nb,
The thin film resistance layer 1 is made of a composite material (hereinafter referred to as a cermet resistance material) in which one or more elements are selected and combined from metals such as Ti, Mo, W, Ni, V, Hf, La and Zr.
3 is formed.

【0051】この時点で半導体基板11との接続孔(コ
ンタクトホール)の形成が必要な場合は、薄膜抵抗層1
3上に接続孔形成用のレジストパターンを形成した後
に、RIE法により、この薄膜抵抗層13と下層の絶縁
層とを連続エッチングして、半導体基板11とのコンタ
クトホールを形成するようになされる。
At this point, if it is necessary to form a connection hole (contact hole) with the semiconductor substrate 11, the thin film resistance layer 1
After forming a resist pattern for forming a contact hole on the substrate 3, the thin film resistance layer 13 and the lower insulating layer are continuously etched by the RIE method to form a contact hole with the semiconductor substrate 11. .

【0052】その後、抵抗素子領域Aを画定するため
に、マスク部材の一例となる第1のレジスト膜18を図
2Bに示す薄膜抵抗層13の所定の領域上に選択的に形
成する。例えば、薄膜抵抗層13上にレジストを塗布
し、更に、レチクル等をマスクにしてこのレジストを露
光する。このレチクルには抵抗素子領域Aを画定するパ
ターンが焼き付けられている。その後、レジストを現像
することによりレジスト膜18をパターニングすること
ができる(フォトレジスト法)。
Thereafter, in order to define the resistance element region A, a first resist film 18 as an example of a mask member is selectively formed on a predetermined region of the thin film resistance layer 13 shown in FIG. 2B. For example, a resist is applied on the thin film resistance layer 13, and the resist is exposed using a reticle or the like as a mask. A pattern defining the resistance element region A is printed on this reticle. Then, the resist film 18 can be patterned by developing the resist (photoresist method).

【0053】このレジスト膜18は抵抗素子R1として
使用する薄膜抵抗層部分の形状を画定する機能と、後工
程における素子分離の際のエッチングによるダメージか
らその部分の薄膜抵抗層13を保護する機能とを有して
いる。
The resist film 18 has the function of defining the shape of the thin film resistance layer portion used as the resistance element R1 and the function of protecting the thin film resistance layer 13 in that portion from damage due to etching during element separation in a later step. have.

【0054】その後、図2Cに示す第1のレジスト膜1
8及び薄膜抵抗層13上に導電性の膜を形成する。導電
性の膜に関しては少なくとも1層以上から成る金属性の
導電層17’を成膜する。例えば、下層から上層へ向か
ってTi膜14、Pt膜15及びAu(金)膜16を順
に積層成膜して導電層17’を形成する。
After that, the first resist film 1 shown in FIG. 2C is formed.
8 and a conductive film is formed on the thin film resistance layer 13. As for the conductive film, a metallic conductive layer 17 'composed of at least one layer is formed. For example, the Ti film 14, the Pt film 15, and the Au (gold) film 16 are sequentially stacked from the lower layer to the upper layer to form the conductive layer 17 '.

【0055】その後、導電層17’の配線パターン化
と、この導電層17’及び薄膜抵抗層13の接合部分の
画定とを行うために、図3Aに示す導電層17’上に選
択的に第2のレジスト膜19を形成する。レジスト膜1
9もフォトレジスト法によってパターニングする。
Thereafter, in order to form a wiring pattern of the conductive layer 17 'and to define a joint portion between the conductive layer 17' and the thin film resistance layer 13, a selective pattern is formed on the conductive layer 17 'shown in FIG. 3A. The second resist film 19 is formed. Resist film 1
9 is also patterned by the photoresist method.

【0056】例えば、導電層17’上にレジストを塗布
し、更に、レチクル等をマスクにしてレジストを露光す
る。この際のレチクルには素子間を接続する配線及びこ
れらの配線と薄膜抵抗層13との接合部分を画定するパ
ターンが焼き付けられている。その後、レジストを現像
することによりレジスト膜19をパターニングすること
ができる。
For example, a resist is applied on the conductive layer 17 ', and the resist is exposed using a reticle or the like as a mask. At this time, the reticle is printed with wirings that connect the elements and patterns that define the joints between these wirings and the thin film resistance layer 13. Then, the resist film 19 can be patterned by developing the resist.

【0057】その後、レジスト膜19をマスクにして導
電層17’を選択的に除去して、第1のレジスト膜18
を露出するようにこの導電層17’を素子分離する。こ
のとき、導電層17’はRIE法等により除去する(異
方性エッチング法)。この際、抵抗素子領域Aはレジス
ト膜18によって被覆されているので、エッチングに曝
されても、このレジスト膜18がバリヤとなって薄膜抵
抗層13を保護することができる。薄膜抵抗層13の表
面の平坦状態及び所定の膜厚を維持できる。抵抗値の変
動を無くすことができる。
After that, the conductive layer 17 'is selectively removed by using the resist film 19 as a mask, and the first resist film 18 is formed.
The conductive layer 17 'is separated into elements so as to expose. At this time, the conductive layer 17 'is removed by the RIE method or the like (anisotropic etching method). At this time, since the resistance element region A is covered with the resist film 18, the resist film 18 serves as a barrier and protects the thin film resistance layer 13 even when exposed to etching. The flat state of the surface of the thin film resistance layer 13 and a predetermined film thickness can be maintained. It is possible to eliminate fluctuations in resistance value.

【0058】この第2のレジスト膜19による同一のマ
スクパターンによって自己整合的に導電層17’の素子
分離とこの導電層17’及び薄膜抵抗層13の接続部分
とを同時に加工することができる。この素子分離後の導
電層17’は配線層17となる。
By the same mask pattern formed by the second resist film 19, the element isolation of the conductive layer 17 'and the connection portion of the conductive layer 17' and the thin film resistance layer 13 can be simultaneously processed in a self-aligned manner. The conductive layer 17 'after the element isolation becomes the wiring layer 17.

【0059】更に、薄膜抵抗層13を連続して加工すべ
く、図3Bに示す配線層17の間に露出した第1のレジ
スト膜18を除去する。このレジスト膜18は所定の薬
液により除去される。これにより、図1に示した抵抗素
子R1を有する半導体装置100を製造することができ
る。
Further, in order to continuously process the thin film resistance layer 13, the first resist film 18 exposed between the wiring layers 17 shown in FIG. 3B is removed. The resist film 18 is removed with a predetermined chemical solution. As a result, the semiconductor device 100 having the resistance element R1 shown in FIG. 1 can be manufactured.

【0060】このように、本発明に係る第1の実施形態
としての半導体装置100によれば、抵抗素子R1とし
て使用される抵抗素子領域A及びこの抵抗素子R1と配
線層17とを接続する配線接続領域B1,B2を有した
薄膜抵抗層13が備えられ、この抵抗素子領域A以外の
薄膜抵抗層13上の配線層17の形成領域が配線接続領
域B1,B2となされているものである。
As described above, according to the semiconductor device 100 of the first embodiment of the present invention, the resistance element region A used as the resistance element R1 and the wiring connecting the resistance element R1 and the wiring layer 17 are formed. The thin film resistance layer 13 having the connection regions B1 and B2 is provided, and the formation regions of the wiring layer 17 on the thin film resistance layer 13 other than the resistance element region A are the wiring connection regions B1 and B2.

【0061】従って、抵抗素子R1と配線層17との接
触抵抗rを極めて低く抑えることができるので、高抵抗
回路を構成するような場合に、高抵抗素子R1の抵抗値
から接触抵抗rの影響を除くことができる。これによ
り、高抵抗素子R1と配線層17とを接続するコンタク
トホールの形成を省略することができる。しかも、安定
した抵抗値の高抵抗素子R1等をトランジスタ回路に組
み入れた高信頼度の半導体装置100を提供することが
できる。
Therefore, the contact resistance r between the resistance element R1 and the wiring layer 17 can be suppressed to an extremely low value. Therefore, when a high resistance circuit is constructed, the influence of the contact resistance r from the resistance value of the high resistance element R1. Can be excluded. Thereby, the formation of the contact hole connecting the high resistance element R1 and the wiring layer 17 can be omitted. Moreover, it is possible to provide the highly reliable semiconductor device 100 in which the high resistance element R1 or the like having a stable resistance value is incorporated in the transistor circuit.

【0062】また、本発明に係る半導体装置100の製
造方法によれば、半導体基板11上で抵抗素子領域Aと
配線接続領域B1,B2とが画定された薄膜抵抗層13
を有する半導体装置100をリフトオフ法によって形成
することができる。
Further, according to the method of manufacturing the semiconductor device 100 of the present invention, the thin film resistance layer 13 in which the resistance element region A and the wiring connection regions B1 and B2 are defined on the semiconductor substrate 11.
The semiconductor device 100 having the structure can be formed by a lift-off method.

【0063】従って、ウエットエッチング法に依存する
ことなく、また、複雑で難度の高い製造プロセスを採用
することもなく、サーメット系抵抗材料を使用した高抵
抗素子R1等をトランジスタ回路に組み入れた半導体装
置100を再現性良く製造することができる。
Therefore, a semiconductor device in which a high resistance element R1 or the like using a cermet-based resistance material is incorporated in a transistor circuit without depending on a wet etching method and without employing a complicated and highly difficult manufacturing process. 100 can be manufactured with good reproducibility.

【0064】(2)第2の実施形態 図4Aは本発明係る第2の実施形態としての半導体装置
200の構成例を示す断面図及び図4Bはその抵抗素子
R2の回路図である。この実施形態では抵抗素子領域A
の薄膜抵抗層13上に絶縁性の保護膜が設けられ、配線
層分離工程時やその後の工程等において、RIE等のエ
ッチングから抵抗素子領域Aの薄膜抵抗層表面を保護で
きるようにすると共に、抵抗素子領域Aの抵抗素子R2
に配線層17が直接、接触しないようにしたものであ
る。その他は第1の実施形態と同様であり、同じ名称及
び同じ符号のものは同じ機能を有するので、その説明を
省略する。
(2) Second Embodiment FIG. 4A is a sectional view showing a structural example of a semiconductor device 200 according to a second embodiment of the present invention, and FIG. 4B is a circuit diagram of its resistance element R2. In this embodiment, the resistance element region A
An insulative protective film is provided on the thin film resistance layer 13 in order to protect the surface of the thin film resistance layer in the resistance element region A from etching such as RIE in the wiring layer separation step and subsequent steps. Resistance element R2 of resistance element region A
The wiring layer 17 is designed so as not to come into direct contact therewith. Others are the same as those in the first embodiment, and those having the same name and the same reference numeral have the same function, and thus the description thereof will be omitted.

【0065】図4Aに示す半導体装置200は半導体基
板11を有している。この半導体基板11上にはSiO
2膜12が設けられる。このSiO2膜12上の全面又は
一部には薄膜抵抗層13が設けられている。薄膜抵抗層
13はサーメット系抵抗材料から成る。この薄膜抵抗層
13は例えば抵抗素子R2として使用する抵抗素子領域
A及びこの抵抗素子R2と配線層17とを接続する配線
接続領域B1,B2を有している。薄膜抵抗層13は抵
抗素子R2と配線層17の一部を兼用するようになされ
る。
The semiconductor device 200 shown in FIG. 4A has a semiconductor substrate 11. SiO is formed on the semiconductor substrate 11.
Two membranes 12 are provided. A thin film resistance layer 13 is provided on the entire surface or a part of the SiO 2 film 12. The thin film resistance layer 13 is made of a cermet resistance material. The thin film resistance layer 13 has, for example, a resistance element region A used as a resistance element R2 and wiring connection regions B1 and B2 connecting the resistance element R2 and the wiring layer 17. The thin-film resistance layer 13 serves as the resistance element R2 and a part of the wiring layer 17.

【0066】この半導体装置200でも図4Bに示す抵
抗素子領域A以外の薄膜抵抗層13上の配線層17の形
成領域が配線接続領域B1,B2となっている。従っ
て、配線層17と薄膜抵抗層13との接触抵抗rを極め
て少なくすることができる。
Also in this semiconductor device 200, the formation regions of the wiring layer 17 on the thin film resistance layer 13 other than the resistance element region A shown in FIG. 4B are the wiring connection regions B1 and B2. Therefore, the contact resistance r between the wiring layer 17 and the thin film resistance layer 13 can be extremely reduced.

【0067】この抵抗素子領域Aの薄膜抵抗層13上に
は絶縁性の保護膜22が設けられている。保護膜22に
はSiO2膜やSiN膜が使用される。この保護膜22
は配線層分離工程時やその後の工程等において、RIE
等のエッチングから抵抗素子領域Aの薄膜抵抗層表面を
保護するためである。
An insulating protective film 22 is provided on the thin film resistance layer 13 in the resistance element region A. As the protective film 22, a SiO 2 film or a SiN film is used. This protective film 22
During the wiring layer separation process and subsequent processes, RIE
This is to protect the surface of the thin film resistance layer in the resistance element region A from etching such as.

【0068】薄膜抵抗層13上には配線層17が選択的
に形成されている。配線層17の端部は保護膜22の端
部を抑え込むようにせり上がって設けられる。これは抵
抗素子領域Aの抵抗素子R2に配線層17が直接、接触
しないようにしたためである。配線層17は金属性の膜
及び/又は高融点金属を積層した導電層を含むものであ
る。この例では、下層から上層へ向かってTi膜14、
Pt膜15及びAu(金)膜16の順に積層され導電層
を成している。
A wiring layer 17 is selectively formed on the thin film resistance layer 13. The end portion of the wiring layer 17 is provided so as to rise so as to hold down the end portion of the protective film 22. This is because the wiring layer 17 is prevented from directly contacting the resistance element R2 in the resistance element region A. The wiring layer 17 includes a conductive layer formed by laminating a metallic film and / or a refractory metal. In this example, from the lower layer to the upper layer, the Ti film 14,
The Pt film 15 and the Au (gold) film 16 are laminated in this order to form a conductive layer.

【0069】また、配線層17とこの配線層17及び薄
膜抵抗層13の接続部分とは第1の実施形態と同様にし
て同一のマスクパターンによって自己整合的に同時に加
工されて成るものである。配線層17と薄膜抵抗層13
との接続孔形成工程を省略できるなどの配線工程の簡略
化が図れる。
The wiring layer 17 and the connection portion of the wiring layer 17 and the thin film resistance layer 13 are simultaneously processed in the same mask pattern by the same mask pattern as in the first embodiment. Wiring layer 17 and thin film resistance layer 13
It is possible to simplify the wiring process, such as omitting the connection hole forming process.

【0070】続いて、半導体装置200の製造方法につ
いて説明をする。図5A〜Cは半導体装置200の形成
例(その1)、図6A〜Cはその形成例(その2)を各
々の示す工程図である。この例では図4Aに示した抵抗
素子R2を有する半導体装置200をリアクティブ・イ
オンエッチング(RIE)法により製造する場合を前提
とする。
Next, a method of manufacturing the semiconductor device 200 will be described. 5A to 5C are process diagrams showing a formation example (No. 1) of the semiconductor device 200, and FIGS. 6A to 6C are process diagrams showing the formation example (No. 2). In this example, it is assumed that the semiconductor device 200 having the resistance element R2 shown in FIG. 4A is manufactured by the reactive ion etching (RIE) method.

【0071】まず、図5Aにおいて、半導体基板11上
のSiO2膜12の全面に薄膜抵抗層13を形成する。
薄膜抵抗層13はSiO2膜上の一部領域に形成しても
よい。薄膜抵抗層13はCVD法、スパッタ法、蒸着法
のいずれかを適用して成膜する。このとき、絶縁性化合
物としてSiO2、SiN又はSiCをベースにして、
Ta、Nb、Ti、Mo、W、Ni、V、Hf、La、
Zrの中から一種類以上の元素を選択して化合したサー
メット系抵抗材料により薄膜抵抗層13を形成する。
First, in FIG. 5A, the thin film resistance layer 13 is formed on the entire surface of the SiO 2 film 12 on the semiconductor substrate 11.
The thin film resistance layer 13 may be formed in a partial region on the SiO 2 film. The thin film resistance layer 13 is formed by applying any one of the CVD method, the sputtering method and the vapor deposition method. At this time, based on SiO 2 , SiN or SiC as an insulating compound,
Ta, Nb, Ti, Mo, W, Ni, V, Hf, La,
The thin film resistance layer 13 is formed of a cermet-based resistance material obtained by selecting one or more elements from Zr and combining them.

【0072】その後、図5Bにおいて、薄膜抵抗層13
上に絶縁性の膜の一例となるSiO 2膜22’を形成す
る。SiO2膜22’はCVD法等により形成され、素
子分離後は保護膜22となる。そこで、図5Cにおい
て、SiO2膜22’を選択的に除去して薄膜抵抗層保
護用の膜を画定する。このとき、抵抗素子領域Aを画定
するために、SiO2膜22’上に第1のレジスト膜2
8を選択的に形成する。
Then, in FIG. 5B, the thin film resistance layer 13
SiO as an example of an insulating film 2Forming a membrane 22 '
It SiO2The film 22 'is formed by the CVD method or the like,
After separation of the child, it becomes the protective film 22. So the smell in Figure 5C
And SiO2The film 22 'is selectively removed to protect the thin film resistance layer.
Define a protective film. At this time, the resistive element region A is defined
In order to do2The first resist film 2 is formed on the film 22 '.
8 is selectively formed.

【0073】例えば、薄膜抵抗層13上にレジストを塗
布し、更に、レチクル等をマスクにしてこのレジストを
露光する。このレチクルには抵抗素子領域Aを画定する
パターンが焼き付けられている。その後、レジストを現
像することによりレジスト膜28をパターニングするこ
とができる(フォトレジスト法)。このレジスト膜28
は抵抗素子R2として使用する薄膜抵抗層部分の形状を
画定する機能を有している。
For example, a resist is applied on the thin film resistance layer 13, and the resist is exposed using a reticle or the like as a mask. A pattern defining the resistance element region A is printed on this reticle. After that, the resist film 28 can be patterned by developing the resist (photoresist method). This resist film 28
Has a function of defining the shape of the thin film resistance layer portion used as the resistance element R2.

【0074】そして、図6Aにおいてレジスト膜28を
マスクにして、SiO2膜22’をエッチングする。S
iO2膜22’はRIE法により異方性エッチングされ
る。これにより、抵抗素子領域Aの画定とその領域Aに
保護膜22を形成することができる。
Then, in FIG. 6A, the SiO 2 film 22 'is etched using the resist film 28 as a mask. S
The iO 2 film 22 'is anisotropically etched by the RIE method. As a result, the resistive element region A can be defined and the protective film 22 can be formed in the region A.

【0075】その後、マスクとして使用したレジスト膜
28を除去した後に、図6Bにおいて、保護膜22及び
薄膜抵抗層13上に導電層17’を形成する。導電性の
膜に関しては第1の実施形態と同様にして下層から上層
へ向かってTi膜14、Pt膜15及びAu(金)膜1
6を順に積層成膜して導電層17’を形成する。
Then, after removing the resist film 28 used as the mask, a conductive layer 17 'is formed on the protective film 22 and the thin film resistance layer 13 in FIG. 6B. Regarding the conductive film, similar to the first embodiment, the Ti film 14, the Pt film 15, and the Au (gold) film 1 are formed from the lower layer toward the upper layer.
6 is sequentially stacked to form a conductive layer 17 '.

【0076】そして、図6Cにおいて、導電層17’を
選択的に除去して保護膜22を露出するようにその導電
層17’を素子分離する。このとき、導電層17’の配
線パターン化と、この導電層17’及び薄膜抵抗層13
の接合部分の画定とをするために、導電層17’上に選
択的に第2のレジスト膜29を形成する。レジスト膜2
9もフォトレジスト法によってパターニングする。
Then, in FIG. 6C, the conductive layer 17 ′ is selectively removed to isolate the conductive layer 17 ′ so as to expose the protective film 22. At this time, the wiring pattern of the conductive layer 17 ′ and the conductive layer 17 ′ and the thin film resistance layer 13 are formed.
A second resist film 29 is selectively formed on the conductive layer 17 ′ in order to define the junction portion of the second resist film 29. Resist film 2
9 is also patterned by the photoresist method.

【0077】例えば、導電層17’上にレジストを塗布
し、更に、レチクル等をマスクにしてレジストを露光す
る。この際のレチクルには素子間を接続する配線及びこ
れらの配線と薄膜抵抗層13との接合部分を画定するパ
ターンが焼き付けられている。その後、レジストを現像
することによりレジスト膜29をパターニングすること
ができる。
For example, a resist is applied on the conductive layer 17 ', and the resist is exposed by using a reticle or the like as a mask. At this time, the reticle is printed with wirings that connect the elements and patterns that define the joints between these wirings and the thin film resistance layer 13. After that, the resist film 29 can be patterned by developing the resist.

【0078】そして、レジスト膜29をマスクにして導
電層17’を選択的に除去して、補G膜22を露出する
ようにこの導電層17’を素子分離する。このとき、導
電層17’はRIE法等により除去する(異方性エッチ
ング法)。抵抗素子領域Aは保護膜22によって被覆さ
れているので、エッチングに曝されても、この保護膜2
2がバリヤとなって薄膜抵抗層13を保護することがで
きる。薄膜抵抗層13の表面の平坦状態及び所定の膜厚
を維持できる。抵抗値の変動を無くすことができる。
Then, the conductive layer 17 ′ is selectively removed by using the resist film 29 as a mask, and the conductive layer 17 ′ is isolated so that the auxiliary G film 22 is exposed. At this time, the conductive layer 17 'is removed by the RIE method or the like (anisotropic etching method). Since the resistance element region A is covered with the protective film 22, even if exposed to etching, the protective film 2
2 serves as a barrier to protect the thin film resistance layer 13. The flat state of the surface of the thin film resistance layer 13 and a predetermined film thickness can be maintained. It is possible to eliminate fluctuations in resistance value.

【0079】この第2のレジスト膜29による同一のマ
スクパターンによって自己整合的に導電層17’の素子
分離とこの導電層17’及び薄膜抵抗層13の接続部分
とを同時に加工することができる。この素子分離後の導
電層17’は配線層17となる。これにより、図4Aに
示した半導体基板11上で抵抗素子領域Aと配線接続領
域B1,B2とが画定された薄膜抵抗層13を有し、か
つ、抵抗素子R2として使用する部分の薄膜抵抗層13
上に保護膜22を有する半導体装置200を形成するこ
とができる。
With the same mask pattern formed by the second resist film 29, the element isolation of the conductive layer 17 'and the connecting portion of the conductive layer 17' and the thin film resistance layer 13 can be simultaneously processed in a self-aligned manner. The conductive layer 17 'after the element isolation becomes the wiring layer 17. As a result, the thin film resistance layer 13 having the resistance element region A and the wiring connection regions B1 and B2 defined on the semiconductor substrate 11 shown in FIG. 4A is provided, and the thin film resistance layer of the portion used as the resistance element R2 is formed. Thirteen
The semiconductor device 200 having the protective film 22 thereon can be formed.

【0080】このように、本発明に係る第2の実施形態
としての半導体装置200によれば、抵抗素子領域Aの
薄膜抵抗層13上に絶縁性の保護膜22が備えられ、配
線層分離工程時やその後の工程等において、RIE等の
エッチングから抵抗素子領域Aの薄膜抵抗層表面を保護
することができる。
As described above, according to the semiconductor device 200 as the second embodiment of the present invention, the insulating protective film 22 is provided on the thin film resistance layer 13 in the resistance element region A, and the wiring layer separation step is performed. The surface of the thin film resistance layer in the resistance element region A can be protected from etching such as RIE at the time or in subsequent steps.

【0081】これと共に、抵抗素子領域Aの抵抗素子R
2に配線層17が直接、接触しないように立ち上げるこ
とができる。しかも、第1の実施形態と同様にして、抵
抗素子領域A以外の薄膜抵抗層13上の配線層17の形
成領域が配線接続領域B1,B2となっているものであ
る。
At the same time, the resistance element R in the resistance element region A is
The wiring layer 17 can be raised so as not to directly contact the wiring layer 2. Moreover, similarly to the first embodiment, the formation regions of the wiring layer 17 on the thin film resistance layer 13 other than the resistance element region A are the wiring connection regions B1 and B2.

【0082】従って、抵抗素子R2と配線層17との接
触抵抗rを極めて低く抑えることができるので、抵抗素
子R2から接触抵抗rの影響を除くことができる。これ
により、安定した抵抗値の高抵抗素子R2等をトランジ
スタ回路に組み入れた高信頼度の半導体装置200を提
供することができる。
Therefore, since the contact resistance r between the resistance element R2 and the wiring layer 17 can be suppressed to an extremely low level, the influence of the contact resistance r can be eliminated from the resistance element R2. As a result, it is possible to provide the highly reliable semiconductor device 200 in which the high resistance element R2 and the like having a stable resistance value are incorporated in the transistor circuit.

【0083】また、本発明に係る半導体装置200の製
造方法によれば、第1の実施形態と同様にして、ウエッ
トエッチング法に依存することなく、サーメット系抵抗
材料を使用した高抵抗素子R2等を組み入れた高信頼度
の半導体装置200を製造することができる。
Further, according to the method of manufacturing the semiconductor device 200 of the present invention, as in the first embodiment, the high resistance element R2 and the like using the cermet-based resistance material is used without depending on the wet etching method. It is possible to manufacture a highly reliable semiconductor device 200 incorporating the above.

【0084】(3)第3の実施形態 図7Aは本発明係る第3の実施形態としての半導体装置
300の構成例を示す断面図及び図7Bはその抵抗素子
R3の回路図である。この実施形態では抵抗素子領域A
の薄膜抵抗層13上に絶縁性の保護膜が設けられ、リフ
トオフ法において、レジスト除去時の薬液等及び後工程
におけるエッチング処理等から抵抗素子領域Aの薄膜抵
抗層表面を保護できるようにすると共に、抵抗素子領域
Aの抵抗素子R3に配線層17が直接、接触しないよう
にしたものである。その他は第1の実施形態と同様であ
り、同じ名称及び同じ符号のものは同じ機能を有するの
で、その説明を省略する。
(3) Third Embodiment FIG. 7A is a sectional view showing a structural example of a semiconductor device 300 according to a third embodiment of the present invention, and FIG. 7B is a circuit diagram of its resistance element R3. In this embodiment, the resistance element region A
An insulating protective film is provided on the thin-film resistance layer 13 of FIG. 1 to enable the lift-off method to protect the surface of the thin-film resistance layer in the resistance element region A from a chemical solution or the like at the time of resist removal and an etching treatment in a later step. The wiring layer 17 does not directly contact the resistance element R3 in the resistance element region A. Others are the same as those in the first embodiment, and those having the same name and the same reference numeral have the same function, and thus the description thereof will be omitted.

【0085】図7Aに示す半導体装置300は半導体基
板11を有している。この半導体基板11上にはSiO
2膜12が設けられる。このSiO2膜12上の全面又は
一部には薄膜抵抗層13が設けられている。薄膜抵抗層
13はサーメット系抵抗材料から成る。この薄膜抵抗層
13は例えば抵抗素子R3として使用する抵抗素子領域
A及びこの抵抗素子R3と配線層17とを接続する配線
接続領域B1,B2を有している。薄膜抵抗層13は抵
抗素子R3と配線層17の一部を兼用するようになされ
る。
The semiconductor device 300 shown in FIG. 7A has a semiconductor substrate 11. SiO is formed on the semiconductor substrate 11.
Two membranes 12 are provided. A thin film resistance layer 13 is provided on the entire surface or a part of the SiO 2 film 12. The thin film resistance layer 13 is made of a cermet resistance material. The thin film resistance layer 13 has, for example, a resistance element region A used as a resistance element R3 and wiring connection regions B1 and B2 connecting the resistance element R3 and the wiring layer 17. The thin-film resistance layer 13 serves as the resistance element R3 and a part of the wiring layer 17.

【0086】この半導体装置300でも図7Bに示す抵
抗素子領域A以外の薄膜抵抗層13上の配線層17の形
成領域が配線接続領域B1,B2となっている。従っ
て、配線層17と薄膜抵抗層13との接触抵抗rを極め
て少なくすることができる。
Also in this semiconductor device 300, the formation regions of the wiring layer 17 on the thin film resistance layer 13 other than the resistance element region A shown in FIG. 7B are the wiring connection regions B1 and B2. Therefore, the contact resistance r between the wiring layer 17 and the thin film resistance layer 13 can be extremely reduced.

【0087】この抵抗素子領域Aの薄膜抵抗層13上に
は絶縁性の保護膜32が設けられている。この保護膜3
2にはSiN膜が使用される。保護膜32は配線層分離
工程時やその後の工程等において、RIE等のエッチン
グから抵抗素子領域Aの薄膜抵抗層表面を保護するため
である。
An insulating protective film 32 is provided on the thin film resistance layer 13 in the resistance element region A. This protective film 3
A SiN film is used for 2. The protective film 32 is for protecting the surface of the thin film resistance layer in the resistance element region A from etching such as RIE in the wiring layer separation step and the subsequent steps.

【0088】薄膜抵抗層13上には配線層17が選択的
に形成されている。配線層17の端部は保護膜32の端
部を抑え込むように設けられる。これは抵抗素子領域A
の抵抗素子R3に配線層17が直接、接触しないように
したためである。配線層17は金属性の膜及び/又は高
融点金属を積層した導電層を含むものである。この例で
は、下層から上層へ向かってTi膜14、Pt膜15及
びAu(金)膜16の順に積層され導電層を成してい
る。
A wiring layer 17 is selectively formed on the thin film resistance layer 13. The end of the wiring layer 17 is provided so as to hold down the end of the protective film 32. This is the resistance element area A
This is because the wiring layer 17 is prevented from directly contacting the resistance element R3. The wiring layer 17 includes a conductive layer formed by laminating a metallic film and / or a refractory metal. In this example, a Ti film 14, a Pt film 15, and an Au (gold) film 16 are stacked in this order from the lower layer to the upper layer to form a conductive layer.

【0089】また、配線層17とこの配線層17及び薄
膜抵抗層13の接続部分とは第1の実施形態と同様にし
て同一のマスクパターンによって自己整合的に同時に加
工されて成るものである。配線層17と薄膜抵抗層13
との接続孔形成工程を省略できるなどの配線工程の簡略
化が図れる。
Further, the wiring layer 17 and the connection portion of the wiring layer 17 and the thin film resistance layer 13 are simultaneously processed in the same mask pattern by the same mask pattern as in the first embodiment. Wiring layer 17 and thin film resistance layer 13
It is possible to simplify the wiring process, such as omitting the connection hole forming process.

【0090】続いて、半導体装置300の製造方法につ
いて説明をする。図8A〜Cは半導体装置300の形成
例(その1)、図9A〜Cはその形成例(その2)を各
々の示す工程図である。この例では図7Aに示した抵抗
素子R3を有する半導体装置300をリフトオフ法によ
り製造する場合を前提とする。
Next, a method of manufacturing the semiconductor device 300 will be described. 8A to 8C are process diagrams showing a formation example (No. 1) of the semiconductor device 300, and FIGS. 9A to 9C are process diagrams showing the formation example (No. 2). In this example, it is assumed that the semiconductor device 300 having the resistance element R3 shown in FIG. 7A is manufactured by the lift-off method.

【0091】まず、図8Aにおいて、半導体基板11上
のSiO2膜12の全面に薄膜抵抗層13を形成する。
薄膜抵抗層13はCVD法、スパッタ法、蒸着法のいず
れかを適用して成膜する。このとき、絶縁性化合物のS
iO2、SiN又はSiCのいずれかをベースにして、
Ta、Nb、Ti、Mo、W、Ni、V、Hf、La、
Zrの中から一種類以上の元素を選択して化合したサー
メット系抵抗材料により薄膜抵抗層13を形成する。
First, in FIG. 8A, the thin film resistance layer 13 is formed on the entire surface of the SiO 2 film 12 on the semiconductor substrate 11.
The thin film resistance layer 13 is formed by applying any one of the CVD method, the sputtering method and the vapor deposition method. At this time, the insulating compound S
Based on either iO 2 , SiN or SiC,
Ta, Nb, Ti, Mo, W, Ni, V, Hf, La,
The thin film resistance layer 13 is formed of a cermet-based resistance material obtained by selecting one or more elements from Zr and combining them.

【0092】この薄膜抵抗層13の所定の領域上に絶縁
性の膜及びマスク部材を順次積層形成するために、ま
ず、薄膜抵抗層13の全面に絶縁性の膜の一例となるS
iN膜32’を形成する。その後、抵抗素子領域Aを画
定するために、マスク部材の一例となる第1のレジスト
膜38を図8Bに示すSiN膜32’の所定の領域上に
選択的に形成する。
In order to sequentially form an insulating film and a mask member on a predetermined region of the thin film resistance layer 13, first, as an example of an insulating film, an S film is formed on the entire surface of the thin film resistance layer 13.
An iN film 32 'is formed. Then, in order to define the resistance element region A, a first resist film 38 as an example of a mask member is selectively formed on a predetermined region of the SiN film 32 'shown in FIG. 8B.

【0093】例えば、SiN膜32’上にレジストを塗
布し、更に、レチクル等をマスクにしてこのレジストを
露光する。このレチクルには抵抗素子領域Aを画定する
パターンが焼き付けられている。その後、レジストを現
像することによりレジスト膜38をパターニングするこ
とができる(フォトレジスト法)。
For example, a resist is applied on the SiN film 32 ', and the resist is exposed using a reticle or the like as a mask. A pattern defining the resistance element region A is printed on this reticle. After that, the resist film 38 can be patterned by developing the resist (photoresist method).

【0094】このレジスト膜38は抵抗素子R3として
使用する薄膜抵抗層部分の形状を画定する機能と、後工
程における素子分離の際のレジスト除去時の薬液による
ダメージからその部分の薄膜抵抗層13を保護する機能
とを有している。その後、図8Cに示すレジスト膜38
をマスクにして抵抗素子領域A以外のSiN膜32’を
除去する。SiN膜32’はRIE法により除去する。
このエッチングによって抵抗素子領域Aに残留したSi
N膜32’が保護膜32となる。
The resist film 38 defines the shape of the thin film resistance layer portion used as the resistance element R3, and protects the thin film resistance layer 13 from that portion due to the damage caused by the chemical during the resist removal at the time of element separation in the subsequent process. It has a function to protect. After that, the resist film 38 shown in FIG.
Is used as a mask to remove the SiN film 32 'outside the resistive element region A. The SiN film 32 'is removed by the RIE method.
Si remaining in the resistance element region A due to this etching
The N film 32 ′ becomes the protective film 32.

【0095】その後、図9Aに示す第1のレジスト膜3
8及び薄膜抵抗層13上に導電性の膜を形成する。導電
性の膜に関しては少なくとも1層以上から成る金属性の
導電層を成膜する。例えば、下層から上層へ向かってT
i膜14、Pt膜15及びAu(金)膜16を順に積層
成膜して導電層17’を形成する。
After that, the first resist film 3 shown in FIG. 9A is formed.
8 and a conductive film is formed on the thin film resistance layer 13. As for the conductive film, a metal conductive layer composed of at least one layer is formed. For example, T from the lower layer to the upper layer
The i film 14, the Pt film 15, and the Au (gold) film 16 are sequentially stacked to form a conductive layer 17 '.

【0096】その後、導電層17’の配線パターン化
と、この導電層17’及び薄膜抵抗層13の接合部分の
画定とを行うために、図9Bに示す導電層17’上に選
択的に第2のレジスト膜39を形成する。レジスト膜3
9もフォトレジスト法によってパターニングする。
Thereafter, in order to pattern the wiring of the conductive layer 17 'and to define the joint portion of the conductive layer 17' and the thin film resistance layer 13, the conductive layer 17 'shown in FIG. 9B is selectively patterned on the conductive layer 17'. The second resist film 39 is formed. Resist film 3
9 is also patterned by the photoresist method.

【0097】例えば、導電層17’上にレジストを塗布
し、更に、レチクル等をマスクにしてレジストを露光す
る。この際のレチクルには素子間を接続する配線及びこ
れらの配線と薄膜抵抗層13との接合部分を画定するパ
ターンが焼き付けられている。その後、レジストを現像
することによりレジスト膜39をパターニングすること
ができる。
For example, a resist is applied on the conductive layer 17 ', and the resist is exposed using a reticle or the like as a mask. At this time, the reticle is printed with wirings that connect the elements and patterns that define the joints between these wirings and the thin film resistance layer 13. After that, the resist film 39 can be patterned by developing the resist.

【0098】その後、レジスト膜39をマスクにして導
電層17’を選択的に除去して、第1のレジスト膜38
を露出するようにこの導電層17’を素子分離する。こ
のとき、導電層17’はRIE法等により除去する(異
方性エッチング法)。この際、抵抗素子領域Aはレジス
ト膜38及び保護膜32によって被覆されているので、
エッチングに曝されても、上層のレジスト膜38がバリ
ヤとなって薄膜抵抗層13を保護することができる。
After that, the conductive layer 17 'is selectively removed by using the resist film 39 as a mask, and the first resist film 38 is formed.
The conductive layer 17 'is separated into elements so as to expose. At this time, the conductive layer 17 'is removed by the RIE method or the like (anisotropic etching method). At this time, since the resistance element region A is covered with the resist film 38 and the protective film 32,
Even when exposed to etching, the upper resist film 38 serves as a barrier to protect the thin film resistance layer 13.

【0099】この第2のレジスト膜39による同一のマ
スクパターンによって自己整合的に導電層17’の素子
分離とこの導電層17’及び薄膜抵抗層13の接続部分
とを同時に加工することができる。この素子分離後の導
電層17’は配線層17となる。
By the same mask pattern by the second resist film 39, the element isolation of the conductive layer 17 'and the connection portion of the conductive layer 17' and the thin film resistance layer 13 can be simultaneously processed in a self-aligned manner. The conductive layer 17 'after the element isolation becomes the wiring layer 17.

【0100】更に、薄膜抵抗層13を連続して加工すべ
く、図9Cに示す配線層17の間に露出した第1のレジ
スト膜38を除去する。このレジスト膜38は所定の薬
液により除去される。この際、抵抗素子領域Aは保護膜
32によって被覆されているので、レジスト除去用の薬
液に曝されても、保護膜32がバリヤとなって薄膜抵抗
層13を保護することができる。薄膜抵抗層13の表面
の平坦状態及び所定の膜厚を維持できる。抵抗値の変動
を無くすことができる。これにより、図7Aに示した抵
抗素子R3上に保護膜32を有する半導体装置300を
製造することができる。
Further, in order to continuously process the thin film resistance layer 13, the first resist film 38 exposed between the wiring layers 17 shown in FIG. 9C is removed. The resist film 38 is removed with a predetermined chemical solution. At this time, since the resistance element region A is covered with the protective film 32, even if the resistive element region A is exposed to the resist removing chemical, the protective film 32 serves as a barrier to protect the thin film resistive layer 13. The flat state of the surface of the thin film resistance layer 13 and a predetermined film thickness can be maintained. It is possible to eliminate fluctuations in resistance value. As a result, the semiconductor device 300 having the protective film 32 on the resistance element R3 shown in FIG. 7A can be manufactured.

【0101】このように、本発明に係る第3の実施形態
としての半導体装置300によれば、抵抗素子領域Aの
薄膜抵抗層13上に絶縁性の保護膜32が備えられ、配
線層分離工程時やその後の工程等において、RIE等の
エッチング及びレジスト除去時の薬液から抵抗素子領域
Aの薄膜抵抗層表面を保護することができる。
As described above, according to the semiconductor device 300 of the third embodiment of the present invention, the insulating protective film 32 is provided on the thin film resistance layer 13 in the resistance element region A, and the wiring layer separation step is performed. At the time or in subsequent steps, the surface of the thin film resistance layer in the resistance element region A can be protected from a chemical solution used in etching such as RIE and resist removal.

【0102】これと共に、抵抗素子領域Aの抵抗素子R
3に配線層17が直接、接触しないように立ち上げるこ
とができる。しかも、第1の実施形態と同様にして、抵
抗素子領域A以外の薄膜抵抗層13上の配線層17の形
成領域が配線接続領域B1,B2となっているものであ
る。
At the same time, the resistance element R in the resistance element region A is
The wiring layer 17 can be set up so as not to come into direct contact with the wiring layer 3. Moreover, similarly to the first embodiment, the formation regions of the wiring layer 17 on the thin film resistance layer 13 other than the resistance element region A are the wiring connection regions B1 and B2.

【0103】従って、抵抗素子R3と配線層17との接
触抵抗rを極めて低く抑えることができるので、抵抗素
子R3から接触抵抗rの影響を除くことができる。これ
により、安定した抵抗値の高抵抗素子R3等をトランジ
スタ回路に組み入れた高信頼度の半導体装置300を提
供することができる。
Therefore, since the contact resistance r between the resistance element R3 and the wiring layer 17 can be suppressed to an extremely low level, the influence of the contact resistance r can be eliminated from the resistance element R3. As a result, it is possible to provide a highly reliable semiconductor device 300 in which the high resistance element R3 or the like having a stable resistance value is incorporated in a transistor circuit.

【0104】また、本発明に係る半導体装置300の製
造方法によれば、第1の実施形態と同様にして、ウエッ
トエッチング法に依存することなく、サーメット系抵抗
材料を使用した高抵抗素子R3等を組み入れた高信頼度
の半導体装置300を製造することができる。
Further, according to the method of manufacturing the semiconductor device 300 of the present invention, as in the first embodiment, the high resistance element R3 or the like using the cermet type resistance material is used without depending on the wet etching method. It is possible to manufacture a highly reliable semiconductor device 300 incorporating the above.

【0105】(4)実施例 図10〜図14は本発明に係る実施例としての半導体装
置400の形成例(その1〜5)を示す工程図である。
この例では半導体ウエハとしてGaAs半導体基板21
を準備し、この基板21にn型の電界効果トランジスタ
と第1の実施形態で説明した薄膜抵抗層13を形成する
場合を前提とする。
(4) Embodiments FIGS. 10 to 14 are process diagrams showing formation examples (Nos. 1 to 5) of a semiconductor device 400 as an embodiment according to the present invention.
In this example, a GaAs semiconductor substrate 21 is used as a semiconductor wafer.
Is prepared and the n-type field effect transistor and the thin film resistance layer 13 described in the first embodiment are formed on the substrate 21.

【0106】まず、図10Aに示すn型の電界効果トラ
ンジスタを形成したGaAs半導体基板21を準備す
る。GaAs半導体基板21は絶縁性の膜12としてS
iO2膜12A,12B等により素子分離されている。
この基板21にはゲート電極(ゲートメタル)23が形
成されると共に、p型の埋め込み層(p−well)2
4が形成されている。ゲート電極23下の基板21には
オーミックメタル(高融点金属シリサイド膜)23Aが
形成されている。
First, the GaAs semiconductor substrate 21 having the n-type field effect transistor shown in FIG. 10A is prepared. The GaAs semiconductor substrate 21 is made of S as the insulating film 12.
The elements are separated by the iO 2 films 12A and 12B.
A gate electrode (gate metal) 23 is formed on the substrate 21, and a p-type buried layer (p-well) 2 is formed.
4 are formed. An ohmic metal (high melting point metal silicide film) 23A is formed on the substrate 21 below the gate electrode 23.

【0107】このゲート電極23の両脇であって、埋め
込み層23内には一対のN+不純物拡散層25A,25
Bが形成されている。N+不純物拡散層25Aによって
例えば、ソースが構成され、N+不純物拡散層25Bに
よってドレインが構成される。更に、ソースの引出し電
極領域のコンタクト部分には、オーミックメタル(高融
点金属シリサイド膜)26Aが形成され、ドレインの引
出し電極領域のコンタクト部分には、オーミックメタル
(高融点金属シリサイド膜)26Bが形成されている。
その後、GaAs半導体基板21上にプラズマシリコン
窒化膜(SiN膜)27からなる絶縁層を成膜すること
により、図10Aに示したn型の電界効果トランジスタ
を形成したGaAs半導体基板21が構成される。
A pair of N + impurity diffusion layers 25A, 25 are formed in the buried layer 23 on both sides of the gate electrode 23.
B is formed. For example, the N + impurity diffusion layer 25A constitutes a source, and the N + impurity diffusion layer 25B constitutes a drain. Further, an ohmic metal (high melting point metal silicide film) 26A is formed in the contact portion of the source extraction electrode region, and an ohmic metal (high melting point metal silicide film) 26B is formed in the contact portion of the drain extraction electrode region. Has been done.
After that, an insulating layer made of a plasma silicon nitride film (SiN film) 27 is formed on the GaAs semiconductor substrate 21 to form the GaAs semiconductor substrate 21 having the n-type field effect transistor shown in FIG. 10A. .

【0108】その後、図10Bにおいて、SiN膜27
が覆われたGaAs半導体基板21上の凹凸部へのエア
ー・ブリッジ用のレジスト膜28をパターニングする。
このレジスト膜28は薄膜抵抗層形成中、例えば、ゲー
ト電極23上の凹凸部を無くしてその部分を仮に平坦化
するためである。
Then, in FIG. 10B, the SiN film 27 is formed.
A resist film 28 for air bridge to the uneven portion on the GaAs semiconductor substrate 21 covered with is patterned.
This is because the resist film 28 eliminates the uneven portion on the gate electrode 23 during the formation of the thin film resistance layer and temporarily flattens the portion.

【0109】そして、図11Aに示すSiN膜27及び
レジスト膜28を有したGaAs半導体基板21上に薄
膜抵抗層13を形成する。薄膜抵抗層13にはサーメッ
ト系抵抗材料を使用し、例えば、薄膜メタル抵抗TaS
iO2を成膜する。このときの成膜はスパッタ装置を使
用してTa原子とSiO2等の絶縁性化合物の多元スパ
ッタ法により行う。例えば、薄膜抵抗層13は高周波マ
グネトロンスパッタによりTaターゲットをDC出力=
250W、高周波スパッタによりSiO2ターゲットを
RF出力=850W、Ar流量=45sccm、圧力=
0.55Pa、半導体基板21温度(ウエハステージ温
度)を40℃にして成膜することにより得られる。この
ような成膜条件で得られた薄膜抵抗層13は、シート抵
抗が4.5kΩ/□、面内均一性の評価値としてσ/A
verageが2.5%、膜厚が105nm程度となる。
Then, the thin film resistance layer 13 is formed on the GaAs semiconductor substrate 21 having the SiN film 27 and the resist film 28 shown in FIG. 11A. A cermet-based resistance material is used for the thin film resistance layer 13, and for example, a thin film metal resistance TaS is used.
A film of iO 2 is formed. The film formation at this time is performed by a multi-source sputtering method of Ta atoms and an insulating compound such as SiO 2 using a sputtering device. For example, the thin film resistance layer 13 outputs DC from a Ta target by high frequency magnetron sputtering.
250 W, an SiO 2 target RF output by RF sputtering = 850W, Ar flow rate = 45 sccm, pressure =
It can be obtained by forming a film at a temperature of 0.55 Pa and a temperature of the semiconductor substrate 21 (wafer stage temperature) of 40 ° C. The thin film resistance layer 13 obtained under such film forming conditions has a sheet resistance of 4.5 kΩ / □ and an evaluation value of in-plane uniformity of σ / A.
The verage is 2.5% and the film thickness is about 105 nm.

【0110】この薄膜抵抗層13の成膜後、図11Bに
おいて、コンタクトホール形成用のレジスト膜29を形
成する。例えば、薄膜抵抗層13上にレジストを塗布
し、更に、レチクル等をマスクにしてこのレジストを露
光する。このレチクルにはコンタクトホールを画定する
パターンが焼き付けられている。その後、レジストを現
像することによりレジスト膜をパターニングすることが
できる(フォトレジスト法)。
After forming the thin film resistance layer 13, a resist film 29 for forming a contact hole is formed in FIG. 11B. For example, a resist is applied on the thin film resistance layer 13, and the resist is exposed using a reticle or the like as a mask. A pattern defining a contact hole is printed on the reticle. Then, the resist film can be patterned by developing the resist (photoresist method).

【0111】その後、図12Aに示すレジスト膜29を
マスクにしてRIE法によりコンタクトホールを形成す
る。このとき、ソース領域上の薄膜抵抗層13とSiN
膜27と選択的に除去してオーミックメタル26Aを露
出する開口部31Aを形成する。同時に、ドレイン領域
上の薄膜抵抗層13とSiN膜27と選択的に除去して
オーミックメタル26Bを露出する開口部31Bを形成
する。この開口部31Aがソースを引出すためのコンタ
クトホールとなり、開口部31Bがドレインを引出すた
めのコンタクトホールとなる。
After that, a contact hole is formed by RIE using the resist film 29 shown in FIG. 12A as a mask. At this time, the thin film resistance layer 13 on the source region and SiN
An opening 31A exposing the ohmic metal 26A is formed by selectively removing the film 27. At the same time, the thin film resistance layer 13 and the SiN film 27 on the drain region are selectively removed to form an opening 31B exposing the ohmic metal 26B. The opening 31A serves as a contact hole for drawing out the source, and the opening 31B serves as a contact hole for drawing out the drain.

【0112】その後、図12Bにおいて、コンタクトホ
ール形成用のレジスト膜29を全面除去すると共に、マ
スク部材の一例となる抵抗素子領域画定用のレジスト膜
(第1のレジスト膜)18を選択的に形成する。このレ
ジスト膜18は抵抗素子として薄膜抵抗層13を使用す
る領域Aを画定するためである。例えば、薄膜抵抗層1
3上にレジストを塗布し、更に、レチクル等をマスクに
してこのレジストを露光する。このレチクルには抵抗素
子領域を画定するパターンが焼き付けられている。その
後、レジストを現像することによりレジスト膜18をパ
ターニングすることができる。
Thereafter, in FIG. 12B, the resist film 29 for forming the contact hole is entirely removed, and the resist film (first resist film) 18 for defining the resistance element region, which is an example of the mask member, is selectively formed. To do. This resist film 18 is for defining the region A where the thin film resistance layer 13 is used as a resistance element. For example, thin film resistance layer 1
3 is coated with a resist, and the resist is exposed using a reticle or the like as a mask. A pattern that defines a resistance element region is printed on the reticle. Then, the resist film 18 can be patterned by developing the resist.

【0113】この際のレジスト膜18の膜厚は300n
m程度であり、好ましくはレジスト膜18の肩部をなだ
らかに形成する。このなだらか形状は半導体基板21を
130℃のベーク処理を行うことで得られる。レジスト
膜18の膜厚や、その肩部をなだらかに形成するのは、
リフトオフ法を採るためであり、例えば後工程におい
て、配線層下の横方向に存在するレジスト膜を除去し易
くするためである。
The film thickness of the resist film 18 at this time is 300 n.
m, and preferably the shoulder portion of the resist film 18 is formed gently. This gentle shape is obtained by baking the semiconductor substrate 21 at 130 ° C. The thickness of the resist film 18 and the shoulders are formed gently
This is because the lift-off method is adopted, and for example, in the subsequent step, it is easy to remove the resist film existing in the lateral direction under the wiring layer.

【0114】その後、図13Aに示すレジスト膜18を
含む薄膜抵抗層13上に第1の配線層(1stメタル
層)としてTi膜14、Pt膜15及びAu膜16を順
次積層して成膜する。Ti膜14、Pt膜15及びAu
膜16は導電膜17’を構成する。Ti膜14は50n
m程度であり、Pt膜15は30nmであり、Au膜1
6は600nmであり、いずれもスパッタリング法によ
り成膜する。
Thereafter, a Ti film 14, a Pt film 15, and an Au film 16 are sequentially laminated and formed as a first wiring layer (1st metal layer) on the thin film resistance layer 13 including the resist film 18 shown in FIG. 13A. . Ti film 14, Pt film 15 and Au
The film 16 constitutes a conductive film 17 '. Ti film 14 is 50n
m, the Pt film 15 is 30 nm, and the Au film 1
6 is 600 nm, and all are formed by a sputtering method.

【0115】その後、図13Bに示す第1の導電層1
7’上にレジスト膜(第2のレジスト膜)19を形成す
る。このレジスト膜19は、導電層17’の配線パター
ン化と、この導電層17’及び薄膜抵抗層13の接合部
分の画定とを行うためである。例えば、導電層17’上
にレジストを塗布し、更に、レチクル等をマスクにして
このレジストを露光する。このレチクルには配線パター
ンや素子分離用パターンが焼き付けられている。その
後、レジストを現像することによりレジスト膜19をパ
ターニングすることができる。
Then, the first conductive layer 1 shown in FIG. 13B is formed.
A resist film (second resist film) 19 is formed on 7 '. This resist film 19 is for carrying out the wiring patterning of the conductive layer 17 'and defining the joint portion of the conductive layer 17' and the thin film resistance layer 13. For example, a resist is applied on the conductive layer 17 ', and the resist is exposed using a reticle or the like as a mask. A wiring pattern and a device isolation pattern are printed on this reticle. Then, the resist film 19 can be patterned by developing the resist.

【0116】その後、図14Aに示すレジスト膜19を
マスクにして導電層17’を選択的に除去して、レジス
ト膜18を露出するようにこの導電層17’を素子分離
する。このとき、導電層17’はRIE法等によりイオ
ンミーリングしてカットする(異方性エッチング法)。
この際、抵抗素子領域Aはレジスト膜18によって被覆
されているので、エッチングに曝されても、このレジス
ト膜18がバリヤとなって薄膜抵抗層13を保護するこ
とができる。薄膜抵抗層13の表面の平坦状態及び所定
の膜厚を維持できる。抵抗値の変動を無くすことができ
る。
Then, the conductive layer 17 'is selectively removed by using the resist film 19 shown in FIG. 14A as a mask, and the conductive layer 17' is separated into elements so that the resist film 18 is exposed. At this time, the conductive layer 17 'is ion-milled and cut by the RIE method or the like (anisotropic etching method).
At this time, since the resistance element region A is covered with the resist film 18, the resist film 18 serves as a barrier and protects the thin film resistance layer 13 even when exposed to etching. The flat state of the surface of the thin film resistance layer 13 and a predetermined film thickness can be maintained. It is possible to eliminate fluctuations in resistance value.

【0117】このレジスト膜19による同一のマスクパ
ターンによって自己整合的に導電層17’の素子分離と
この導電層17’及び薄膜抵抗層13の接続部分とを同
時に加工することができる。この素子分離後の導電層1
7’は配線層17となる。
With the same mask pattern formed by the resist film 19, the element isolation of the conductive layer 17 'and the connection portion of the conductive layer 17' and the thin film resistance layer 13 can be simultaneously processed in a self-aligned manner. Conductive layer 1 after element isolation
7'becomes the wiring layer 17.

【0118】そして、図14Bに示す薄膜抵抗層13を
連続して加工すべく、配線層17の間に露出したレジス
ト膜18を除去する。このレジスト膜18は所定の薬液
により除去される。その後、半導体基板21をアニール
処理する。このときの処理条件は加熱温度400℃、H
2雰囲気で10分間程度とする。このアニール処理によ
って薄膜抵抗層13、及び配線層17としてのTi膜1
4、Pt膜15及びAu膜16のストレスが緩和され、
薄膜抵抗層13の熱的安定性を確保するようになされ
る。これにより、GaAs半導体基板21上にn型の電
界効果トランジスタTrと抵抗素子R1とを備えた半導
体装置400が完成する。
Then, in order to continuously process the thin film resistance layer 13 shown in FIG. 14B, the resist film 18 exposed between the wiring layers 17 is removed. The resist film 18 is removed with a predetermined chemical solution. Then, the semiconductor substrate 21 is annealed. The processing conditions at this time are heating temperature of 400 ° C., H
2 Atmosphere for about 10 minutes. By this annealing treatment, the Ti film 1 as the thin film resistance layer 13 and the wiring layer 17 is formed.
4, the stress of the Pt film 15 and the Au film 16 is relieved,
The thermal stability of the thin film resistance layer 13 is ensured. As a result, the semiconductor device 400 including the n-type field effect transistor Tr and the resistance element R1 on the GaAs semiconductor substrate 21 is completed.

【0119】このようにして、本発明に係る実施例とし
ての半導体装置400の製造方法によれば、第1の実施
形態に係る半導体装置の製造方法が応用されるので、n
型の電界効果トランジスタTrと、抵抗素子R1とを有
する半導体装置400をリフトオフ法によって形成する
ことができる。
As described above, according to the method of manufacturing the semiconductor device 400 as the example of the present invention, the method of manufacturing the semiconductor device according to the first embodiment is applied, and therefore n
The semiconductor device 400 having the field effect transistor Tr of the type and the resistance element R1 can be formed by the lift-off method.

【0120】従って、ウエットエッチング法に依存する
ことなく、また、複雑で難度の高い製造プロセスを採用
することもなく、サーメット系抵抗材料を使用した高抵
抗素子R1等をトランジスタ回路に組み入れた半導体装
置400を再現性良く製造することができる。
Therefore, a semiconductor device in which the high resistance element R1 or the like using a cermet-based resistance material is incorporated in a transistor circuit without depending on the wet etching method and without employing a complicated and highly difficult manufacturing process. 400 can be manufactured with good reproducibility.

【0121】この実施例では第1の実施形態を応用する
場合について説明したが、これに限られることはなく、
第2及び第3の実施形態に係る薄膜抵抗層の製造方法を
応用してn型の電界効果トランジスタと薄膜抵抗層13
を有する半導体装置400を形成することもできる。
In this example, the case of applying the first embodiment has been described, but the present invention is not limited to this.
The thin-film resistance layer manufacturing method according to the second and third embodiments is applied to apply an n-type field effect transistor and a thin-film resistance layer 13.
It is also possible to form the semiconductor device 400 having the above.

【0122】この発明は第1の実施例に限定されるもの
ではなく、高抵抗素子R(R>0.5kΩ/□)の搭載
が必要とされる論理回路機能を有する半導体集積回路装
置、または、高精度が要求されるバイポーラトランジス
タ(BipTr)素子等から構成されるアナログ回路機
能を有する半導体集積回路装置、または、BipTr素
子と電界効果トランジスタ(MOSTr)素子から構成
されるアナログ・デジタル回路機能を有するBiCOM
S半導体集積回路装置、または、高周波集積回路機能を
有するMMIC(Microwave Monolithic IC)系の
GaAs半導体装置に関して応用することができる。
The present invention is not limited to the first embodiment, but a semiconductor integrated circuit device having a logic circuit function which requires mounting of a high resistance element R (R> 0.5 kΩ / □), or , A semiconductor integrated circuit device having an analog circuit function composed of a bipolar transistor (BipTr) element or the like which requires high accuracy, or an analog / digital circuit function composed of a BipTr element and a field effect transistor (MOSTr) element. BiCOM with
The present invention can be applied to an S semiconductor integrated circuit device or an MMIC (Microwave Monolithic IC) type GaAs semiconductor device having a high frequency integrated circuit function.

【0123】この他に本発明に係る半導体装置の製造方
法によれば、以下のような効果が得られる。 サーメット系抵抗材料を薄膜抵抗層13に採用する
ことが可能になり、従来の拡散抵抗素子、電界効果型抵
抗素子等に比べ、抵抗値を制御するパラメータが、デバ
イス性能のために最適化されなければならないパラメー
タと兼用する抵抗値の制限が全くなく、独立してサーメ
ット系抵抗材料の組成比を変更等することにより所望の
抵抗率が得られる。
Besides, according to the method of manufacturing a semiconductor device of the present invention, the following effects can be obtained. A cermet-based resistance material can be adopted for the thin-film resistance layer 13, and the parameter for controlling the resistance value must be optimized for device performance as compared with the conventional diffusion resistance element, field effect resistance element, and the like. There is no limitation on the resistance value that also serves as a parameter that must be used, and the desired resistivity can be obtained by independently changing the composition ratio of the cermet-based resistance material.

【0124】 さらに、サーメット系抵抗材料を薄膜
抵抗層13に採用することで、従来の反応性スパッタリ
ング法によって形成される薄膜抵抗材料、TaN、Ti
N、TaON、TiON、WNなど、成膜中の窒化雰囲
気、酸化雰囲気などの化学反応を利用して抵抗材料を形
成する場合に比べて再現性良くしかも安定性良く高抵抗
素子を形成することができる。
Further, by adopting a cermet resistance material for the thin film resistance layer 13, the thin film resistance material formed by the conventional reactive sputtering method, TaN, Ti.
It is possible to form a high-resistance element with good reproducibility and stability as compared with the case where a resistance material is formed by utilizing a chemical reaction such as N, TaON, TiON, WN, etc. during the film formation such as a nitriding atmosphere or an oxidizing atmosphere. it can.

【0125】 同様にしてTa、W、Ti等の薄膜金
属抵抗材料や、NiCr系の薄膜合金抵抗材料では得ら
れなかった高抵抗率(20×103μΩcm)がサーメ
ット系抵抗材料によって得られるようになった。このこ
とで、サーメット系抵抗材料を容易に半導体集積回路で
利用できるようになった。
Similarly, a high resistivity (20 × 10 3 μΩcm), which cannot be obtained by a thin film metal resistance material such as Ta, W, or Ti, or a NiCr type thin film alloy resistance material, can be obtained by a cermet type resistance material. Became. As a result, the cermet resistance material can be easily used in the semiconductor integrated circuit.

【0126】 サーメット系抵抗材料を使用した場合
は、CrSi2やCrSiN等の薄膜抵抗素子に比べ
て、薄膜抵抗素子の酸化抑制の為の特別な工程や製法や
追加工程の必要がなく、大幅な製造コストを増加するこ
となく、尚かつ、複雑な素子構造や繁雑な製造工程を伴
うことなく、耐熱性/耐酸化性がより優れた薄膜抵抗素
子を形成することができる。
When the cermet-based resistance material is used, there is no need for a special step, a manufacturing method or an additional step for suppressing the oxidation of the thin film resistance element, as compared with a thin film resistance element such as CrSi 2 or CrSiN. It is possible to form a thin film resistance element having more excellent heat resistance / oxidation resistance without increasing the manufacturing cost and without involving a complicated element structure or complicated manufacturing steps.

【0127】 サーメット系抵抗材料を半導体集積回
路に使用することで、拡散抵抗素子や、ポリシリコン抵
抗素子等と比べ、抵抗値を変動させたり、伝導キャリヤ
の動作に影響を与えたりするシリコン未結合手の存在
(水素の吸着)、結晶欠陥密度、表面エネルギー順位、
結晶粒の性状、結晶粒界の状態など抵抗値を突発的に著
しく変動させる要因を全て回避することができる。
By using a cermet-based resistance material in a semiconductor integrated circuit, silicon unbonded, which causes a change in resistance value and influences the operation of conduction carriers, as compared with a diffusion resistance element, a polysilicon resistance element, or the like. Presence of hands (hydrogen adsorption), crystal defect density, surface energy rank,
It is possible to avoid all the factors that suddenly and significantly change the resistance value, such as the properties of crystal grains and the state of crystal grain boundaries.

【0128】これはサーメット系抵抗材料中の金属材料
が、耐熱性、耐酸化性に富んでいること、、且つ化学的
に安定であり、薄膜抵抗素子中で、熱衝撃、酸化、化学
的、電気化学的反応を抑制する効果が極めて高い特性が
あることによる。
This is because the metal material in the cermet-based resistance material is rich in heat resistance and oxidation resistance and is chemically stable, and in the thin film resistance element, thermal shock, oxidation, chemical, This is because it has a very high effect of suppressing the electrochemical reaction.

【0129】 サーメット系抵抗材料によって、ポリ
シリコン抵抗や拡散抵抗等では得られなかった、シート
抵抗10kΩ/□の良好な高抵抗素子を極めて安定し
て、再現性よく、かつ、信頼性良く形成することができ
た。
With the cermet-based resistance material, a good high resistance element having a sheet resistance of 10 kΩ / □, which could not be obtained with a polysilicon resistance or a diffusion resistance, is formed extremely stably with good reproducibility and reliability. I was able to.

【0130】 また、サーメット系抵抗材料を使用し
た薄膜抵抗層13によれば、優れた温度特性(抵抗温度
係数<±200ppm/℃)を示し、経時変化が極めて
小さく、信頼性が高い高抵抗素子を提供できると共に、
上述の耐酸化性及び耐熱性を同時に利用した半導体装置
の製造が可能となった。特に、半導体製造工程における
能動素子(トランジスタ等)形成時などの熱処理工程に
十分耐え得ることができ、しかも、製造工程上の制約が
なく付加価値の高い半導体装置の提供が可能となる。
Further, according to the thin film resistance layer 13 using the cermet-based resistance material, a high resistance element exhibiting excellent temperature characteristics (resistance temperature coefficient <± 200 ppm / ° C.), extremely small change over time, and high reliability. Can be provided,
It has become possible to manufacture a semiconductor device that simultaneously utilizes the above-mentioned oxidation resistance and heat resistance. In particular, it is possible to provide a semiconductor device that can sufficiently withstand a heat treatment process such as formation of an active element (transistor or the like) in a semiconductor manufacturing process and has no added value in the manufacturing process.

【0131】[0131]

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る半導
体装置によれば、抵抗素子として使用される抵抗素子領
域及びこの抵抗素子と配線層とを接続する配線接続領域
を有した薄膜抵抗層が備えられ、抵抗素子領域以外の薄
膜抵抗層上の配線層の形成領域が配線接続領域となって
いるものである。
As described above, according to the semiconductor device of the present invention, the thin film resistance layer having the resistance element region used as the resistance element and the wiring connection region connecting the resistance element and the wiring layer. Is provided, and an area where the wiring layer is formed on the thin film resistance layer other than the resistance element area is a wiring connection area.

【0132】この構成によって、抵抗素子と配線層との
接触抵抗を極めて低く抑えることができるので、高抵抗
素子を構成するような場合に、高抵抗素子の抵抗値から
接触抵抗の影響を除くことができる。安定した抵抗値の
高抵抗素子等をトランジスタ回路に組み入れた高信頼度
の半導体装置を提供することができる。
With this structure, the contact resistance between the resistance element and the wiring layer can be suppressed to an extremely low level. Therefore, when a high resistance element is formed, the influence of the contact resistance should be excluded from the resistance value of the high resistance element. You can It is possible to provide a highly reliable semiconductor device in which a high resistance element or the like having a stable resistance value is incorporated in a transistor circuit.

【0133】本発明に係る半導体装置の第1の製造方法
によれば、半導体基板上の絶縁性の膜の全面又は一部に
形成された薄膜抵抗層の所定の領域上に選択的にマスク
部材を形成し、更に、このマスク部材を形成した薄膜抵
抗層上に導電性の膜を形成し、その後、導電性の膜を選
択的に除去して当該マスク部材を露出するように該導電
性の膜を分離し、ここで分離された導電性の膜の間に露
出したマスク部材を除去するようになされる。
According to the first manufacturing method of the semiconductor device of the present invention, the mask member is selectively formed on a predetermined region of the thin film resistance layer formed on the whole surface or a part of the insulating film on the semiconductor substrate. And further forming a conductive film on the thin-film resistance layer on which the mask member is formed, and then selectively removing the conductive film to expose the mask member. The film is separated, and the mask member exposed between the separated conductive films is removed.

【0134】この構成によって、半導体基板上で抵抗素
子領域と配線接続領域とが画定された薄膜抵抗層を有す
る半導体装置をリフトオフ法によって形成することがで
きる。しかも、配線接続領域には抵抗素子領域以外の薄
膜抵抗層上の配線層の形成領域を全てを含んでいるの
で、抵抗素子と配線層との接触抵抗を極めて低く抑える
ことができる。抵抗素子の抵抗値から接触抵抗の影響を
除くことができる。
With this structure, a semiconductor device having a thin film resistance layer in which a resistance element region and a wiring connection region are defined on a semiconductor substrate can be formed by a lift-off method. Moreover, since the wiring connection region includes the entire region for forming the wiring layer on the thin film resistance layer other than the resistance element region, the contact resistance between the resistance element and the wiring layer can be suppressed to an extremely low level. The influence of contact resistance can be removed from the resistance value of the resistance element.

【0135】これにより、複雑で難度の高い製造プロセ
スを採用することもなく、トランジスタ回路に安定した
抵抗値の高抵抗素子等を組み入れた高信頼度の半導体装
置を製造することができる。
As a result, it is possible to manufacture a highly reliable semiconductor device in which a high resistance element or the like having a stable resistance value is incorporated in a transistor circuit without adopting a complicated and highly difficult manufacturing process.

【0136】本発明に係る半導体装置の第2の製造方法
によれば、半導体基板上の絶縁性の膜の全面又は一部に
形成された薄膜抵抗層上に絶縁性の膜を形成し、その
後、この絶縁性の膜を選択的に除去して薄膜抵抗層保護
用の膜を画定し、更に、この膜及び薄膜抵抗層上に導電
性の膜を形成した後に、この導電性の膜を選択的に除去
して薄膜抵抗層保護用の膜を露出するように素子分離す
るようになされる。
According to the second method of manufacturing a semiconductor device of the present invention, an insulating film is formed on the thin film resistance layer formed on the entire surface or a part of the insulating film on the semiconductor substrate, and then the insulating film is formed. , The insulating film is selectively removed to define a film for protecting the thin film resistance layer, and a conductive film is formed on the film and the thin film resistance layer, and then the conductive film is selected. Elements are removed so that the film for protecting the thin film resistance layer is exposed to separate the elements.

【0137】この構成によって、半導体基板上で抵抗素
子領域と配線接続領域とが画定された薄膜抵抗層を有
し、かつ、抵抗素子として使用する部分の薄膜抵抗層上
に保護膜を有する半導体装置を形成することができる。
しかも、第1の製造方法と同様にして、抵抗素子と配線
層との接触抵抗を極めて低く抑えることができ、高抵抗
素子等を組み入れた高信頼度の半導体装置を製造するこ
とができる。
With this structure, the semiconductor device has the thin film resistance layer in which the resistance element region and the wiring connection region are defined on the semiconductor substrate, and has the protective film on the thin film resistance layer of the portion used as the resistance element. Can be formed.
Moreover, similar to the first manufacturing method, the contact resistance between the resistance element and the wiring layer can be suppressed to an extremely low level, and a highly reliable semiconductor device incorporating a high resistance element or the like can be manufactured.

【0138】本発明に係る半導体装置の第3の製造方法
によれば、半導体基板上の絶縁性の膜の全面又は一部に
形成された薄膜抵抗層の所定の領域上に絶縁性の膜及び
マスク部材を順次積層形成し、その後、絶縁性の膜、マ
スク部材及び薄膜抵抗層上に導電性の膜を形成した後
に、導電性の膜を選択的に除去して当該マスク部材を露
出するように導電性の膜を分離し、ここで分離された導
電性の膜の間に露出したマスク部材を除去するようにな
される。
According to the third manufacturing method of the semiconductor device of the present invention, the insulating film and the insulating film are formed on the predetermined region of the thin film resistance layer formed on the entire surface or a part of the insulating film on the semiconductor substrate. A mask member is sequentially laminated and formed, and then a conductive film is formed on the insulating film, the mask member and the thin film resistance layer, and then the conductive film is selectively removed to expose the mask member. Then, the conductive film is separated, and the mask member exposed between the separated conductive films is removed.

【0139】この構成によって、半導体基板上で抵抗素
子領域と配線接続領域とが画定された薄膜抵抗層を有
し、かつ、抵抗素子として使用する部分の薄膜抵抗層上
に保護膜を有する半導体装置をリフトオフ方法により形
成することができる。しかも、第1及び第2の製造方法
と同様にして、抵抗素子と配線層との接触抵抗を極めて
低く抑えることができ、高抵抗素子等を組み入れた高信
頼度の半導体装置を製造することができる。
With this structure, the semiconductor device has the thin film resistance layer in which the resistance element region and the wiring connection region are defined on the semiconductor substrate, and has the protective film on the thin film resistance layer of the portion used as the resistance element. Can be formed by a lift-off method. Moreover, similar to the first and second manufacturing methods, the contact resistance between the resistance element and the wiring layer can be suppressed extremely low, and a highly reliable semiconductor device incorporating a high resistance element or the like can be manufactured. it can.

【0140】この発明は高抵抗素子を集積回路に組み入
れた半導体装置及びその製造方法に適用して極めて好適
である。
The present invention is extremely suitable when applied to a semiconductor device in which a high resistance element is incorporated in an integrated circuit and a manufacturing method thereof.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】Aは本発明係る第1の実施形態としての半導体
装置100の構成例を示す断面図及びBはその回路図で
ある。
FIG. 1A is a cross-sectional view showing a configuration example of a semiconductor device 100 according to a first embodiment of the present invention, and B is a circuit diagram thereof.

【図2】A〜Cは半導体装置100の形成例(その1)
を示す工程図である。
2A to 2C are examples of forming the semiconductor device 100 (No. 1).
FIG.

【図3】A及びBは半導体装置100の形成例(その
2)を示す工程図である。
3A and 3B are process diagrams showing a formation example (No. 2) of the semiconductor device 100.

【図4】Aは本発明係る第2の実施形態としての半導体
装置200の構成例を示す断面図及びBはその回路図で
ある。
FIG. 4A is a sectional view showing a configuration example of a semiconductor device 200 according to a second embodiment of the present invention, and B is a circuit diagram thereof.

【図5】A〜Cは半導体装置200の形成例(その1)
を示す工程図である。
5A to 5C are examples of forming the semiconductor device 200 (No. 1).
FIG.

【図6】A〜Cは半導体装置200の形成例(その2)
を示す工程図である。
6A to 6C are examples of forming the semiconductor device 200 (Part 2).
FIG.

【図7】Aは本発明係る第3の実施形態としての半導体
装置300の構成例を示す断面図及びBはその回路図で
ある。
FIG. 7A is a sectional view showing a configuration example of a semiconductor device 300 as a third embodiment according to the present invention, and B is a circuit diagram thereof.

【図8】A〜Cは半導体装置300の形成例(その1)
を示す工程図である。
8A to 8C are examples of forming the semiconductor device 300 (No. 1).
FIG.

【図9】A〜Cは半導体装置300の形成例(その2)
を示す工程図である。
9A to 9C are examples of forming the semiconductor device 300 (Part 2).
FIG.

【図10】A及びBは本発明に係る実施例としての半導
体装置400の形成例(その1)を示す工程図である。
10A and 10B are process diagrams showing a formation example (1) of a semiconductor device 400 as an embodiment according to the present invention.

【図11】A及びBは半導体装置400の形成例(その
2)を示す工程図である。
11A and 11B are process diagrams showing a formation example (No. 2) of the semiconductor device 400.

【図12】A及びBは半導体装置400の形成例(その
3)を示す工程図である。
12A and 12B are process diagrams showing a formation example (No. 3) of the semiconductor device 400.

【図13】A及びBは半導体装置400の形成例(その
4)を示す工程図である。
13A and 13B are process diagrams showing a formation example (No. 4) of the semiconductor device 400.

【図14】A及びBは半導体装置400の形成例(その
5)を示す工程図である。
14A and 14B are process diagrams showing a formation example (No. 5) of the semiconductor device 400.

【図15】従来例に係る第1の半導体装置10の構成例
示す断面図である。
FIG. 15 is a cross-sectional view showing a configuration example of a first semiconductor device 10 according to a conventional example.

【図16】従来例に係る第2の半導体装置20の構成例
示す断面図である。
FIG. 16 is a cross-sectional view showing a configuration example of a second semiconductor device 20 according to a conventional example.

【図17】第2の半導体装置20の問題点を示す断面図
である。
FIG. 17 is a cross-sectional view showing a problem of the second semiconductor device 20.

【図18】第2の半導体装置20の他の問題点を示す断
面図である。
FIG. 18 is a cross-sectional view showing another problem of the second semiconductor device 20.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11・・・半導体基板、12・・・SiO2膜(絶縁性
の膜)、13・・・薄膜抵抗層、17・・・配線層、1
7’・・・導電層、18・・・第1のレジスト膜、19
・・・第2のレジスト膜、21・・・GaAs半導体基
板、22・・・保護膜、32・・・SiN膜(保護
膜)、Tr・・・電界効果トランジスタ、R1〜R3・
・・抵抗素子
11 ... Semiconductor substrate, 12 ... SiO 2 film (insulating film), 13 ... Thin film resistance layer, 17 ... Wiring layer, 1
7 '... Conductive layer, 18 ... First resist film, 19
... Second resist film, 21 ... GaAs semiconductor substrate, 22 ... Protective film, 32 ... SiN film (protective film), Tr ... Field effect transistors, R1 to R3.
..Resistance elements

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 5F033 GG02 HH07 HH13 HH18 HH31 HH32 HH35 JJ01 JJ07 JJ13 JJ18 KK01 KK26 LL02 MM08 PP06 PP15 PP19 QQ09 QQ13 QQ37 RR04 RR06 VV09 WW00 WW02 XX09 5F038 AR07 AR13 EZ20    ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    F-term (reference) 5F033 GG02 HH07 HH13 HH18 HH31                       HH32 HH35 JJ01 JJ07 JJ13                       JJ18 KK01 KK26 LL02 MM08                       PP06 PP15 PP19 QQ09 QQ13                       QQ37 RR04 RR06 VV09 WW00                       WW02 XX09                 5F038 AR07 AR13 EZ20

Claims (33)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 半導体基板と、 前記半導体基板上に設けられた絶縁性の膜と、 前記絶縁性の膜上の全面又は一部に設けられた薄膜抵抗
層と、 前記薄膜抵抗層上に選択的に形成された配線層とを備
え、 前記薄膜抵抗層は、 抵抗素子として使用する抵抗素子領域及び該抵抗素子と
前記配線層とを接続する配線接続領域を有しており、 前記抵抗素子領域以外の薄膜抵抗層上の配線層の形成領
域が前記配線接続領域となっていることを特徴とする半
導体装置。
1. A semiconductor substrate, an insulating film provided on the semiconductor substrate, a thin film resistance layer provided on the entire surface or a part of the insulating film, and selected on the thin film resistance layer. And a wiring connection region connecting the resistance element and the wiring layer, the thin film resistance layer has a resistance element region used as a resistance element and a wiring connection region connecting the resistance element and the wiring layer. A semiconductor device, wherein a wiring layer forming region on the thin film resistance layer other than the above is the wiring connecting region.
【請求項2】 前記薄膜抵抗層は、 前記抵抗素子と前記配線層の一部を兼用することを特徴
とする請求項1に記載の半導体装置。
2. The semiconductor device according to claim 1, wherein the thin film resistance layer also serves as the resistance element and a part of the wiring layer.
【請求項3】 前記配線層と該配線層及び前記薄膜抵抗
層の接続部分とは同一のマスクパターンによって自己整
合的に同時に加工されて成ることを特徴とする請求項1
に記載の半導体装置。
3. The wiring layer and the connection portion of the wiring layer and the thin film resistance layer are simultaneously processed in the same mask pattern in a self-aligned manner.
The semiconductor device according to.
【請求項4】 前記薄膜抵抗層は、 シリコン、酸素、窒素、又は/及び炭素のいずれかの元
素から成る絶縁性化合物をベースとなされ、 前記絶縁性化合物に対してイリジウム、ルテニウム、白
金の中から選択された少なくとも一種類以上の元素を含
み構成されることを特徴とする請求項1に記載の半導体
装置。
4. The thin-film resistance layer is based on an insulating compound made of any one of silicon, oxygen, nitrogen, and / or carbon, and the insulating compound is selected from iridium, ruthenium, and platinum. The semiconductor device according to claim 1, wherein the semiconductor device is configured to include at least one element selected from the above.
【請求項5】 前記薄膜抵抗層は、 シリコン、酸素、窒素、又は/及び炭素のいずれかの元
素から成る絶縁性化合物をベースとなされ、 前記絶縁性化合物に対してタンタル、ニオブ、チタン、
モリブデン、タングステン、ニッケル、バナジウム、ハ
フニウム、ランタン、ジルコニウムの中から選択された
少なくとも一種類以上の元素を含み構成されることを特
徴とする請求項1に記載の半導体装置。
5. The thin-film resistance layer is based on an insulating compound made of any one of silicon, oxygen, nitrogen, and / or carbon, and tantalum, niobium, titanium,
The semiconductor device according to claim 1, comprising at least one element selected from the group consisting of molybdenum, tungsten, nickel, vanadium, hafnium, lanthanum and zirconium.
【請求項6】 前記配線層は、 金属性の膜及び高融点金属を積層した導電層を含むこと
を特徴とする請求項1に記載の半導体装置。
6. The semiconductor device according to claim 1, wherein the wiring layer includes a conductive layer in which a metallic film and a refractory metal are laminated.
【請求項7】 前記抵抗素子領域の薄膜抵抗層上に絶縁
性の保護膜が設けられることを特徴とする請求項1に記
載の半導体装置。
7. The semiconductor device according to claim 1, wherein an insulating protective film is provided on the thin film resistance layer in the resistance element region.
【請求項8】 前記保護膜は、 前記抵抗素子の形状を画定するためのマスク部材により
同一形状に加工されて成ることを特徴とする請求項1に
記載の半導体装置。
8. The semiconductor device according to claim 1, wherein the protective film is processed into the same shape by a mask member for defining the shape of the resistance element.
【請求項9】 前記薄膜抵抗層には、 膜厚が300nm以下又は/及びシート抵抗値500Ω
/□以上の高抵抗層が使用されることを特徴とする請求
項1に記載の半導体装置。
9. The thin film resistance layer has a film thickness of 300 nm or less and / or a sheet resistance value of 500Ω.
The semiconductor device according to claim 1, wherein a high resistance layer having a squareness of / □ or more is used.
【請求項10】 半導体基板上の絶縁性の膜の全面又は
一部に薄膜抵抗層を形成する工程と、 前記薄膜抵抗層の所定の領域上に選択的にマスク部材を
形成する工程と、 前記マスク部材を形成した薄膜抵抗層上に導電性の膜を
形成する工程と、 前記導電性の膜を選択的に除去して当該マスク部材を露
出するように該導電性の膜を分離する工程と、 分離された前記導電性の膜の間に露出した前記マスク部
材を除去する工程とを含むことを特徴とする半導体装置
の製造方法。
10. A step of forming a thin film resistance layer on the entire surface or a part of an insulating film on a semiconductor substrate, a step of selectively forming a mask member on a predetermined region of the thin film resistance layer, A step of forming a conductive film on the thin film resistance layer having a mask member formed thereon, and a step of selectively removing the conductive film to separate the conductive film so as to expose the mask member. And a step of removing the mask member exposed between the separated conductive films.
【請求項11】 前記薄膜抵抗層は、 前記抵抗素子と前記配線層の一部を兼用することを特徴
とする請求項10に記載の半導体装置の製造方法。
11. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 10, wherein the thin film resistance layer also serves as the resistance element and a part of the wiring layer.
【請求項12】 前記薄膜抵抗層は、 シリコン、酸素、窒素、又は/及び炭素のいずれかの元
素から成る絶縁性化合物をベースとなされ、 前記絶縁性化合物に対してタンタル、ニオブ、チタン、
モリブデン、タングステン、ニッケル、バナジウム、ハ
フニウム、ランタン、ジルコニウムの中から選択された
少なくとも一種類以上の元素を含み構成されることを特
徴とする請求項10に記載の半導体装置の製造方法。
12. The thin film resistance layer is based on an insulating compound made of any one of silicon, oxygen, nitrogen, and / or carbon, and tantalum, niobium, titanium,
11. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 10, wherein the method includes at least one element selected from molybdenum, tungsten, nickel, vanadium, hafnium, lanthanum, and zirconium.
【請求項13】 前記薄膜抵抗層は、 シリコン、酸素、窒素、又は/及び炭素のいずれかの元
素から成る絶縁性化合物をベースとなされ、 前記絶縁性化合物に対してイリジウム、ルテニウム、白
金の中から選択された少なくとも一種類以上の元素を含
み構成されることを特徴とする請求項10に記載の半導
体装置の製造方法。
13. The thin-film resistance layer is based on an insulating compound made of any one of silicon, oxygen, nitrogen, and / or carbon, and the insulating compound is selected from iridium, ruthenium, and platinum. 11. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 10, wherein the semiconductor device is configured to include at least one kind of element selected from the above.
【請求項14】 前記配線層は、 金属性の膜及び高融点金属を積層した導電層を含むこと
を特徴とする請求項10に記載の半導体装置の製造方
法。
14. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 10, wherein the wiring layer includes a conductive layer in which a metallic film and a refractory metal are laminated.
【請求項15】 前記抵抗素子領域の薄膜抵抗層上に絶
縁性の保護膜が設けられることを特徴とする請求項10
に記載の半導体装置の製造方法。
15. The insulating protective film is provided on the thin film resistance layer in the resistance element region.
A method of manufacturing a semiconductor device according to item 1.
【請求項16】 前記保護膜は、 前記抵抗素子の形状を画定するためのマスク部材により
同一形状に加工されて成ることを特徴とする請求項10
に記載の半導体装置の製造方法。
16. The protective film is formed into the same shape by a mask member for defining the shape of the resistance element.
A method of manufacturing a semiconductor device according to item 1.
【請求項17】 前記薄膜抵抗層には、 膜厚が300nm以下又は/及びシート抵抗値500Ω
/□以上の高抵抗のものが使用されることを特徴とする
請求項10に記載の半導体装置の製造方法。
17. The thin film resistance layer has a film thickness of 300 nm or less and / or a sheet resistance value of 500Ω.
11. A method of manufacturing a semiconductor device according to claim 10, wherein a high resistance of /.quadrature. Or more is used.
【請求項18】 半導体基板上の絶縁性の膜の全面又は
一部に薄膜抵抗層を形成する工程と、 前記薄膜抵抗層上に絶縁性の膜を形成する工程と、 前記絶縁性の膜を選択的に除去して薄膜抵抗層保護用の
膜を画定する工程と、 前記薄膜抵抗層保護用の膜及び薄膜抵抗層上に導電性の
膜を形成する工程と、 前記導電性の膜を選択的に除去して前記薄膜抵抗層保護
用の膜を露出するように該導電性の膜を素子分離する工
程とを含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
18. A step of forming a thin film resistance layer on the entire surface or a part of an insulation film on a semiconductor substrate; a step of forming an insulation film on the thin film resistance layer; A step of selectively removing and defining a film for protecting the thin film resistance layer; a step of forming a conductive film on the film for protecting the thin film resistance layer and the thin film resistance layer; and selecting the conductive film And removing the conductive film by element isolation so that the film for protecting the thin film resistance layer is exposed.
【請求項19】 前記薄膜抵抗層は、 前記抵抗素子と前記配線層の一部を兼用することを特徴
とする請求項18に記載の半導体装置の製造方法。
19. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 18, wherein the thin film resistance layer also serves as the resistance element and a part of the wiring layer.
【請求項20】 前記薄膜抵抗層は、 シリコン、酸素、窒素、又は/及び炭素のいずれかの元
素から成る絶縁性化合物をベースとなされ、 前記絶縁性化合物に対してタンタル、ニオブ、チタン、
モリブデン、タングステン、ニッケル、バナジウム、ハ
フニウム、ランタン、ジルコニウムの中から選択された
少なくとも一種類以上の元素を含み構成されることを特
徴とする請求項18に記載の半導体装置の製造方法。
20. The thin-film resistance layer is based on an insulating compound made of any one of silicon, oxygen, nitrogen, and / or carbon, and tantalum, niobium, titanium,
19. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 18, wherein the method includes at least one element selected from molybdenum, tungsten, nickel, vanadium, hafnium, lanthanum, and zirconium.
【請求項21】 前記薄膜抵抗層は、 シリコン、酸素、窒素、又は/及び炭素のいずれかの元
素から成る絶縁性化合物をベースとなされ、 前記絶縁性化合物に対してイリジウム、ルテニウム、白
金の中から選択された少なくとも一種類以上の元素を含
み構成されることを特徴とする請求項18に記載の半導
体装置の製造方法。
21. The thin film resistance layer is based on an insulating compound made of any one of silicon, oxygen, nitrogen, and / or carbon, and the insulating compound may be one of iridium, ruthenium, and platinum. 19. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 18, wherein the semiconductor device is configured to include at least one kind of element selected from the above.
【請求項22】 前記配線層は、 金属性の膜及び高融点金属を積層した導電層を含むこと
を特徴とする請求項18に記載の半導体装置の製造方
法。
22. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 18, wherein the wiring layer includes a conductive layer in which a metallic film and a refractory metal are laminated.
【請求項23】 前記抵抗素子領域の薄膜抵抗層上に絶
縁性の保護膜が設けられることを特徴とする請求項18
に記載の半導体装置の製造方法。
23. An insulating protective film is provided on the thin film resistance layer in the resistance element region.
A method of manufacturing a semiconductor device according to item 1.
【請求項24】 前記保護膜は、 前記抵抗素子の形状を画定するためのマスク部材により
同一形状に加工されて成ることを特徴とする請求項18
に記載の半導体装置の製造方法。
24. The protective film is formed in the same shape by a mask member for defining the shape of the resistance element.
A method of manufacturing a semiconductor device according to item 1.
【請求項25】 前記薄膜抵抗層には、 膜厚が300nm以下又は/及びシート抵抗値500Ω
/□以上の高抵抗のものが使用されることを特徴とする
請求項18に記載の半導体装置の製造方法。
25. The thin film resistance layer has a film thickness of 300 nm or less and / or a sheet resistance value of 500 Ω.
The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 18, wherein a high resistance of / □ or more is used.
【請求項26】 半導体基板上の絶縁性の膜の全面又は
一部に薄膜抵抗層を形成する工程と、 前記薄膜抵抗層の所定の領域上に絶縁性の膜及びマスク
部材を順次積層形成する工程と、 前記絶縁性の膜、マスク部材及び薄膜抵抗層上に導電性
の膜を形成する工程と、 前記導電性の膜を選択的に除去して当該マスク部材を露
出するように該導電性の膜を分離する工程と、 分離された前記導電性の膜の間に露出した前記マスク部
材を除去する工程とを含むことを特徴とする半導体装置
の製造方法。
26. A step of forming a thin film resistance layer on an entire surface or a part of an insulation film on a semiconductor substrate, and an insulating film and a mask member are sequentially laminated on a predetermined region of the thin film resistance layer. A step of forming a conductive film on the insulating film, the mask member and the thin film resistance layer; and a step of selectively removing the conductive film to expose the mask member. And a step of removing the mask member exposed between the separated conductive films, the method of manufacturing a semiconductor device.
【請求項27】 前記薄膜抵抗層は、 前記抵抗素子と前記配線層の一部を兼用することを特徴
とする請求項26に記載の半導体装置の製造方法。
27. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 26, wherein the thin film resistance layer also serves as the resistance element and a part of the wiring layer.
【請求項28】 前記薄膜抵抗層は、 シリコン、酸素、窒素、又は/及び炭素のいずれかの元
素から成る絶縁性化合物をベースとなされ、 前記絶縁性化合物に対してタンタル、ニオブ、チタン、
モリブデン、タングステン、ニッケル、バナジウム、ハ
フニウム、ランタン、ジルコニウムの中から選択された
少なくとも一種類以上の元素を含み構成されることを特
徴とする請求項26に記載の半導体装置の製造方法。
28. The thin film resistance layer is based on an insulating compound made of any one of silicon, oxygen, nitrogen, and / or carbon, and tantalum, niobium, titanium,
27. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 26, comprising at least one element selected from molybdenum, tungsten, nickel, vanadium, hafnium, lanthanum, and zirconium.
【請求項29】 前記薄膜抵抗層は、 シリコン、酸素、窒素、又は/及び炭素のいずれかの元
素から成る絶縁性化合物をベースとなされ、 前記絶縁性化合物に対してイリジウム、ルテニウム、白
金の中から選択された少なくとも一種類以上の元素を含
み構成されることを特徴とする請求項26に記載の半導
体装置の製造方法。
29. The thin film resistance layer is based on an insulating compound made of any one of silicon, oxygen, nitrogen, and / or carbon, and the insulating compound may be one of iridium, ruthenium, and platinum. 27. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 26, comprising at least one kind of element selected from the above.
【請求項30】 前記配線層は、 金属性の膜及び高融点金属を積層した導電層を含むこと
を特徴とする請求項26に記載の半導体装置の製造方
法。
30. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 26, wherein the wiring layer includes a conductive layer in which a metallic film and a refractory metal are laminated.
【請求項31】 前記抵抗素子領域の薄膜抵抗層上に絶
縁性の保護膜が設けられることを特徴とする請求項26
に記載の半導体装置の製造方法。
31. An insulating protective film is provided on the thin film resistance layer in the resistance element region.
A method of manufacturing a semiconductor device according to item 1.
【請求項32】 前記保護膜は、 前記抵抗素子の形状を画定するためのマスク部材により
同一形状に加工されて成ることを特徴とする請求項26
に記載の半導体装置の製造方法。
32. The protective film is formed in the same shape by a mask member for defining the shape of the resistance element.
A method of manufacturing a semiconductor device according to item 1.
【請求項33】 前記薄膜抵抗層には、 膜厚が300nm以下又は/及びシート抵抗値500Ω
/□以上の高抵抗のものが使用されることを特徴とする
請求項26に記載の半導体装置の製造方法。
33. The thin film resistance layer has a film thickness of 300 nm or less and / or a sheet resistance value of 500 Ω.
27. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 26, wherein a material having a high resistance of / □ or more is used.
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