JP2012174999A - Semiconductor device and manufacturing method of the same - Google Patents

Semiconductor device and manufacturing method of the same Download PDF

Info

Publication number
JP2012174999A
JP2012174999A JP2011037561A JP2011037561A JP2012174999A JP 2012174999 A JP2012174999 A JP 2012174999A JP 2011037561 A JP2011037561 A JP 2011037561A JP 2011037561 A JP2011037561 A JP 2011037561A JP 2012174999 A JP2012174999 A JP 2012174999A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
electrode
resistor
polysilicon
film
insulating film
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2011037561A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takeshi Kitamura
健 北村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Asahi Kasei Electronics Co Ltd
Original Assignee
Asahi Kasei Electronics Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Asahi Kasei Electronics Co Ltd filed Critical Asahi Kasei Electronics Co Ltd
Priority to JP2011037561A priority Critical patent/JP2012174999A/en
Publication of JP2012174999A publication Critical patent/JP2012174999A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a semiconductor device which has a resistance element obtaining a stable resistance value without receiving the influences of electric charges in the surrounding area while preventing the increase of a layout area and has no limitation on the polarity of the electric potential applied to a resistor, and to provide a manufacturing method of the semiconductor device.SOLUTION: A semiconductor device includes a resistance element 10 formed on a LOCOS oxide film 3 on a silicon substrate 1, and the resistance element 10 has: a polysilicon film for shielding 11 formed on the LOCOS oxide film 3; a silicon oxide film 13 formed on the polysilicon film for shielding 11; a polysilicon resistor 15 formed on the silicon oxide film 13; a first electrode 21 joined to one end part of the polysilicon resistor 15; a second electrode 22 joined to the other end part of the polysilicon resistor 15; and a third electrode 23 joined to the polysilicon film for shielding 11. One of the first electrode 21 and the second electrode 22 is electrically connected with a third electrode 23 through wiring 25.

Description

本発明は、半導体装置及びその製造方法に関するものである。例えば、ポリシリコン抵抗体を有する半導体装置、特に周辺の電位による抵抗値変化の低減を目的とし、ポリシリコン抵抗体の抵抗値を安定させる技術に関するものである。   The present invention relates to a semiconductor device and a manufacturing method thereof. For example, the present invention relates to a semiconductor device having a polysilicon resistor, and more particularly to a technique for stabilizing the resistance value of a polysilicon resistor for the purpose of reducing a change in resistance value due to a peripheral potential.

半導体集積回路では、抵抗素子、コンデンサ、トランジスタ等の素子を組み合わせて所望の電子回路を構成する。このため、各素子は、特性がなるべく変わらないことが望ましい。抵抗素子を例にすると、抵抗素子の抵抗値が変化してしまうことは、電子回路を構成する上で好ましくない。しかしながら、多くの抵抗素子が、ポリシリコンや拡散層を素材としており、その周辺(上面や下面)の半導体基板等の電位と、抵抗素子の電位との電位差が生じている。そして、この電位差により空乏層の広がり状態が変わり、導電領域の幅が変動する。このため、抵抗素子の抵抗値が変化してしまうことがある。   In a semiconductor integrated circuit, a desired electronic circuit is configured by combining elements such as a resistance element, a capacitor, and a transistor. For this reason, it is desirable that the characteristics of each element remain as small as possible. Taking a resistive element as an example, the resistance value of the resistive element changes is not preferable in constructing an electronic circuit. However, many resistance elements are made of polysilicon or a diffusion layer, and a potential difference is generated between the potential of the semiconductor substrate or the like in the periphery (upper surface or lower surface) and the potential of the resistance element. Then, the spread state of the depletion layer changes due to this potential difference, and the width of the conductive region varies. For this reason, the resistance value of the resistance element may change.

特開2003−282725号公報JP 2003-282725 A

例えば、上記の特許文献1の図5(以下、従来例1という。)には、抵抗素子として、LOCOS酸化膜を介してウェル領域の上方に形成されたポリシリコン抵抗体が開示されている。この従来例1では、ポリシリコン抵抗体への印加電圧が同じでも、ポリシリコン抵抗体に接続する各電極の電位条件が異なれば、ポリシリコン抵抗体の抵抗値が変化してしまう。   For example, FIG. 5 of Patent Document 1 (hereinafter referred to as Conventional Example 1) discloses a polysilicon resistor formed as a resistive element above a well region with a LOCOS oxide film interposed therebetween. In Conventional Example 1, even if the voltage applied to the polysilicon resistor is the same, the resistance value of the polysilicon resistor changes if the potential condition of each electrode connected to the polysilicon resistor is different.

従来例1について具体的に説明すると、図7(a)及び(b)に示すように、シリコン基板101上にLOCOS酸化膜103を介してポリシリコン抵抗体105が形成されており、ポリシリコン抵抗体105の一端に第1の電極111が形成され、ポリシリコン抵抗体105の他端に第2の電極112が形成されている。ここで、図7(a)に示すように、条件1´として、第1の電極111に+3[V]を印加すると共に、第2の電極112に0[V]を印加した場合を想定する。また、図7(b)に示すように、条件2´として、第1の電極111に+4[V]を印加すると共に、第2の電極に+1[V]を印加した場合を想定する。   The conventional example 1 will be described in detail. As shown in FIGS. 7A and 7B, a polysilicon resistor 105 is formed on a silicon substrate 101 with a LOCOS oxide film 103 interposed therebetween. A first electrode 111 is formed at one end of the body 105, and a second electrode 112 is formed at the other end of the polysilicon resistor 105. Here, as shown in FIG. 7A, it is assumed that Condition 3 ′ applies +3 [V] to the first electrode 111 and 0 [V] to the second electrode 112. . Further, as shown in FIG. 7B, it is assumed that the condition 2 ′ is that +4 [V] is applied to the first electrode 111 and +1 [V] is applied to the second electrode.

条件1´、条件2´ともに、第1の電極111と第2の電極112との間の電位差は3[V]である。しかしながら、ポリシリコン抵抗体105内の空乏層に着目すると、条件1´よりも条件2´の方が空乏層の広がりが大きい。これは、第2の電極112とシリコン基板101との電位差が、条件1´よりも条件2´の方が大きいためである。
その結果、条件1´よりも条件2´の方がポリシリコン抵抗体105内の電流パスが狭くなり、その分だけポリシリコン抵抗体105の抵抗値が大きくなってしまう。つまり、従来例1では、ポリシリコン抵抗体105の抵抗値は電極電位に依存し、不安定であるという課題(以下、第1の課題という。)があった。
In both condition 1 ′ and condition 2 ′, the potential difference between the first electrode 111 and the second electrode 112 is 3 [V]. However, paying attention to the depletion layer in the polysilicon resistor 105, the expansion of the depletion layer is larger in the condition 2 ′ than in the condition 1 ′. This is because the potential difference between the second electrode 112 and the silicon substrate 101 is larger in the condition 2 ′ than in the condition 1 ′.
As a result, the current path in the polysilicon resistor 105 is narrower in the condition 2 ′ than in the condition 1 ′, and the resistance value of the polysilicon resistor 105 is increased accordingly. That is, in the conventional example 1, the resistance value of the polysilicon resistor 105 depends on the electrode potential and is unstable (hereinafter referred to as a first problem).

この第1の課題を解決するものとして、上記の特許文献1の図1(以下、従来例2という。)に開示された構造がある。
従来例2について具体的に説明すると、図8(a)及び(b)に示すように、P型の半導体基板201上にN−型のエピタキシャル層202が形成され、このエピタキシャル層202が素子分離領域(図示せず)によって周囲から素子分離されると共に、抵抗素子として、LOCOS酸化膜203を介してエピタキシャル層202の上方に形成されたポリシリコン抵抗体205を備え、このポリシリコン抵抗体205の一端が第2の電極212と配線及び第3の電極213を介してエピタキシャル層202に電気的に接続されている。
As a solution to the first problem, there is a structure disclosed in FIG. 1 (hereinafter referred to as Conventional Example 2) of Patent Document 1 described above.
The conventional example 2 will be described in detail. As shown in FIGS. 8A and 8B, an N− type epitaxial layer 202 is formed on a P type semiconductor substrate 201, and the epitaxial layer 202 is separated from the element. An element is isolated from the surroundings by a region (not shown), and a resistance element includes a polysilicon resistor 205 formed above the epitaxial layer 202 via a LOCOS oxide film 203. One end is electrically connected to the epitaxial layer 202 through the second electrode 212, the wiring, and the third electrode 213.

従来例2によれば、第2の電極212とエピタキシャル層202とが同電位に保持されると共に、第1の電極211とエピタキシャル層202との電位差は(第1の電極211の電位に依らず)同じ値に保持される。このため、上記の第1の課題を解決することができる。しかしながら、従来例2では、第1の電極211、第2の電極212に印加できる電位の極性に制限がある。   According to Conventional Example 2, the second electrode 212 and the epitaxial layer 202 are held at the same potential, and the potential difference between the first electrode 211 and the epitaxial layer 202 is independent of the potential of the first electrode 211. ) Keep the same value. For this reason, said 1st subject can be solved. However, in Conventional Example 2, the polarity of the potential that can be applied to the first electrode 211 and the second electrode 212 is limited.

具体的に説明するため、図8(a)に示すように、条件1´´として、第1の電極211に+4[V]を印加し、第2の電極212に+1[V]を印加して、第1の電極211と第2の電極212との間の電位差を3[V]に設定した場合を想定する。このとき、第3の電極213の電位は+1[V]であり、エピタキシャル層202の電位も+1[V]である。半導体基板201の電位はGND、即ち0[V]であるため、N−型のエピタキシャル層202とP型の半導体基板201との間のPN接合には逆バイアスが印加され、基板電流は流れない。   For concrete explanation, as shown in FIG. 8A, as condition 1 ″, +4 [V] is applied to the first electrode 211 and +1 [V] is applied to the second electrode 212. Thus, it is assumed that the potential difference between the first electrode 211 and the second electrode 212 is set to 3 [V]. At this time, the potential of the third electrode 213 is +1 [V], and the potential of the epitaxial layer 202 is also +1 [V]. Since the potential of the semiconductor substrate 201 is GND, that is, 0 [V], a reverse bias is applied to the PN junction between the N− type epitaxial layer 202 and the P type semiconductor substrate 201 and no substrate current flows. .

一方、図8(b)に示すように、条件2´´として、第1の電極211に−4[V]を印加し、第2の電極212に−1[V]を印加して、第1の電極211と第2の電極212との間の電位差を3[V]に設定した場合を想定する。このとき、第3の電極213とエピタキシャル層202の各電位は−1[V]である。半導体基板201の電位は0[V]であるため、N−型のエピタキシャル層202とP型の半導体基板201との間のPN接合には順バイアスが印加され、基板電流が流れてしまう。基板電流が流れることにより、ポリシリコン抵抗体205の抵抗値は不安定になる。   On the other hand, as shown in FIG. 8B, as condition 2 ″, −4 [V] is applied to the first electrode 211, −1 [V] is applied to the second electrode 212, and Assume that the potential difference between the first electrode 211 and the second electrode 212 is set to 3 [V]. At this time, each potential of the third electrode 213 and the epitaxial layer 202 is −1 [V]. Since the potential of the semiconductor substrate 201 is 0 [V], a forward bias is applied to the PN junction between the N− type epitaxial layer 202 and the P type semiconductor substrate 201, and the substrate current flows. When the substrate current flows, the resistance value of the polysilicon resistor 205 becomes unstable.

このように、従来例2では、回路上のポリシリコン抵抗体205に印加することができる電位の極性条件に制限があり、電極電位の極性の違いにより、基板との間に生じるPN接合に順バイアスが印加されてしまう場合がある。このため、従来例2は、例えばポリシリコン抵抗体205にマイナスの電位が印加される回路には不適であるという課題(以下、第2の課題という。)があった。   As described above, in Conventional Example 2, there is a limit to the polarity condition of the potential that can be applied to the polysilicon resistor 205 on the circuit. A bias may be applied. For this reason, Conventional Example 2 has a problem (hereinafter referred to as a second problem) that it is unsuitable for a circuit in which a negative potential is applied to the polysilicon resistor 205, for example.

さらに、従来例2では、基板に設けられたエピタキシャル層202を他領域と電気的に分離するために、エピタキシャル層202の外周にSTI(Shallow Trench Isolation)等の素子分離領域を設ける必要がある。このため、ポリシリコン抵抗体205やエピタキシャル層202を含む抵抗体素子のレイアウト面積が増大してしまう、という課題(第3の課題)もあった。
そこで、この発明は上記の第1〜第3の課題に鑑みてなされたものであって、抵抗素子について、レイアウト面積の増大を防ぎつつ、周辺の電荷の影響を受けずに安定した抵抗値を得ることができ、しかも、抵抗体に印加できる電位の極性に制限のない半導体装置及びその製造方法の提供を目的とする。
Furthermore, in Conventional Example 2, it is necessary to provide an element isolation region such as STI (Shallow Trench Isolation) on the outer periphery of the epitaxial layer 202 in order to electrically isolate the epitaxial layer 202 provided on the substrate from other regions. For this reason, there is also a problem (third problem) that the layout area of the resistor element including the polysilicon resistor 205 and the epitaxial layer 202 increases.
Accordingly, the present invention has been made in view of the above first to third problems, and a resistance element has a stable resistance value without being influenced by peripheral charges while preventing an increase in layout area. Another object of the present invention is to provide a semiconductor device that can be obtained and has no limitation on the polarity of the potential that can be applied to the resistor, and a manufacturing method thereof.

上記課題を解決するために、本発明の一態様に係る半導体装置は、半導体基板と、前記半導体基板上に形成された第1の絶縁膜と、前記第1の絶縁膜上に形成された抵抗素子と、を備えた半導体装置であって、前記抵抗素子は、前記第1の絶縁膜上に形成された導電体と、前記導電体上に形成された第2の絶縁膜と、前記第2の絶縁膜上に形成された抵抗体と、前記抵抗体に接合された第1の電極と、前記第1の電極から離れた位置で前記抵抗体に接合された第2の電極と、前記導電体に接合された第3の電極と、を有し、前記第1の電極及び前記第2の電極うちの一方が、配線を介して前記第3の電極と電気的に接続されていることを特徴とする。   In order to solve the above problems, a semiconductor device according to one embodiment of the present invention includes a semiconductor substrate, a first insulating film formed over the semiconductor substrate, and a resistor formed over the first insulating film. An element, and the resistance element includes a conductor formed on the first insulating film, a second insulating film formed on the conductor, and the second A resistor formed on the insulating film, a first electrode bonded to the resistor, a second electrode bonded to the resistor at a position away from the first electrode, and the conductive A third electrode bonded to the body, wherein one of the first electrode and the second electrode is electrically connected to the third electrode through a wiring. Features.

このような構成であれば、第1の電極及び第2の電極のうちの一方が第3の電極と同電位となるため、抵抗体内の空乏層は、第1の電極と第2の電極との間の電位差(即ち、電圧条件)が同じであれば各電極の電位に関わらず、一定の大きさとなる。このため、抵抗体について、周辺の電荷の影響を受けずに安定した抵抗値を得ることができる。また、抵抗体は、第1の絶縁膜によって半導体基板から電気的に分離されている導電体によってシールドされているため、導電体と半導体基板との間にPN接合等の電流パスが生じることはない。このため、抵抗体に印加できる電位の極性に制限はない。さらに、抵抗素子の外周に素子分離層を設ける必要もないため、レイアウト面積の増大を防ぐことができる。   In such a configuration, since one of the first electrode and the second electrode has the same potential as the third electrode, the depletion layer in the resistor has the first electrode, the second electrode, If the potential difference (i.e., voltage condition) is the same, the voltage is constant regardless of the potential of each electrode. For this reason, it is possible to obtain a stable resistance value of the resistor without being affected by peripheral charges. In addition, since the resistor is shielded by a conductor that is electrically separated from the semiconductor substrate by the first insulating film, a current path such as a PN junction is generated between the conductor and the semiconductor substrate. Absent. For this reason, there is no restriction | limiting in the polarity of the electric potential which can be applied to a resistor. Furthermore, since it is not necessary to provide an element isolation layer on the outer periphery of the resistance element, an increase in layout area can be prevented.

なお、本発明の「半導体基板」としては、例えば、後述するシリコン基板1が該当する。「第1の絶縁膜」としては、例えば、後述するLOCOS酸化膜3が該当する。「導電体」としては、例えば、後述するシールド用ポリシリコン膜11が該当する。「第2の絶縁膜」としては、例えば、後述するシリコン酸化膜13が該当する。「抵抗体」としては、例えば、後述するポリシリコン抵抗体15が該当する。   The “semiconductor substrate” of the present invention corresponds to, for example, a silicon substrate 1 described later. As the “first insulating film”, for example, a LOCOS oxide film 3 described later corresponds. As the “conductor”, for example, a shielding polysilicon film 11 described later corresponds. As the “second insulating film”, for example, a silicon oxide film 13 described later corresponds. As the “resistor”, for example, a polysilicon resistor 15 described later corresponds.

また、上記の半導体装置において、前記第1の絶縁膜上に形成された容量素子、をさらに備え、前記容量素子は、前記絶縁膜上に形成された下部電極と、前記下部電極上に形成された第3の絶縁膜と、前記第3の絶縁膜上に形成された上部電極と、を有し、前記下部電極及び前記導電体はそれぞれ第1のポリシリコン膜で構成され、前記第2の絶縁膜と前記第3の絶縁膜はそれぞれ第1のシリコン酸化膜で構成され、前記上部電極及び前記抵抗体はそれぞれ第2のポリシリコン膜で構成されていることを特徴としてもよい。   The semiconductor device may further include a capacitor element formed on the first insulating film, the capacitor element being formed on the lower electrode and the lower electrode formed on the insulating film. A third insulating film and an upper electrode formed on the third insulating film, wherein the lower electrode and the conductor are each composed of a first polysilicon film, and the second electrode The insulating film and the third insulating film may each be composed of a first silicon oxide film, and the upper electrode and the resistor may be each composed of a second polysilicon film.

このような構成であれば、抵抗素子と容量素子とを製造工程を兼用しながら同時に形成することができる。これにより、工程数の増大を防ぐことができる。例えば、第1のポリシリコン膜を成膜し、これをフォトリソグラフィ及びエッチング技術を用いてパターニングすることによって、導電体と下部電極とを同時に形成することができる。また、例えば、第1のポリシリコンを熱酸化して第1のシリコン酸化膜を形成することによって、第2の絶縁膜と第3の絶縁膜とを同時に形成することができる。さらに、第2のポリシリコン膜を成膜し、これをフォトリソグラフィ及びエッチング技術を用いてパターニングすることによって、抵抗体と上部電極とを同時に形成することができる。   With such a configuration, it is possible to simultaneously form the resistor element and the capacitor element while using the manufacturing process. Thereby, the increase in the number of processes can be prevented. For example, a conductor and a lower electrode can be formed simultaneously by forming a first polysilicon film and patterning it using photolithography and etching techniques. Further, for example, the second insulating film and the third insulating film can be simultaneously formed by thermally oxidizing the first polysilicon to form the first silicon oxide film. Further, the resistor and the upper electrode can be formed at the same time by forming a second polysilicon film and patterning it using photolithography and etching techniques.

なお、本発明の「容量素子」としては、例えば、後述するIPOキャパシタ30が該当する。「第3の絶縁膜」としては、例えば、後述するシリコン酸化膜14が該当する。「第1のポリシリコン膜」としては、例えば、後述するポリシリコン膜11´が該当する。「第2のポリシリコン膜」としては、例えば、後述するポリシリコン膜15´が該当する。   The “capacitance element” of the present invention corresponds to, for example, an IPO capacitor 30 described later. As the “third insulating film”, for example, a silicon oxide film 14 to be described later corresponds. As the “first polysilicon film”, for example, a polysilicon film 11 ′ described later corresponds. As the “second polysilicon film”, for example, a polysilicon film 15 ′ described later corresponds.

本発明のさらに別の態様に係る半導体装置の製造方法は、半導体基板上に第1の絶縁膜を介して抵抗素子を形成する工程を含み、前記抵抗素子を形成する工程は、前記第1の絶縁膜上に導電体を形成する工程と、前記導電体上に第2の絶縁膜を形成する工程と、前記第2の絶縁膜上に抵抗体を形成する工程と、前記抵抗体に第1の電極を接合するする工程と、前記第1の電極から離れた位置で前記抵抗体に第2の電極を接合する工程と、前記導電体に第3の電極を接合する工程と、前記第1の電極及び前記第2の電極のうちの一方を、配線を介して前記第3の電極と電気的に接続する工程と、を含むことを特徴とする。
このような方法であれば、上記のように、抵抗素子について、レイアウト面積の増大を防ぎつつ、周辺の電荷の影響を受けずに安定した抵抗値を得ることができ、しかも、抵抗体に印加できる電位の極性に制限のない半導体装置を製造することができる。
A manufacturing method of a semiconductor device according to still another aspect of the present invention includes a step of forming a resistance element on a semiconductor substrate via a first insulating film, and the step of forming the resistance element includes the first step. A step of forming a conductor on the insulating film; a step of forming a second insulating film on the conductor; a step of forming a resistor on the second insulating film; Bonding the second electrode to the resistor, bonding the second electrode to the resistor at a position away from the first electrode, bonding the third electrode to the conductor, and the first And one of the second electrode and the second electrode is electrically connected to the third electrode through a wiring.
With such a method, as described above, it is possible to obtain a stable resistance value without being affected by peripheral charges while preventing an increase in the layout area of the resistive element, and applying it to the resistor. A semiconductor device in which the polarity of the potential that can be generated is not limited can be manufactured.

本発明によれば、抵抗素子について、レイアウト面積の増大を防ぎつつ、周辺の電荷の影響を受けずに安定した抵抗値を得ることができ、しかも、抵抗体に印加できる電位の極性に制限のない半導体装置及びその製造方法を提供することができる。   According to the present invention, it is possible to obtain a stable resistance value without being influenced by peripheral charges while preventing an increase in the layout area of the resistance element, and it is possible to limit the polarity of the potential that can be applied to the resistor. Semiconductor device and method for manufacturing the same can be provided.

第1実施形態に係る半導体装置100の構成例を示す図。1 is a diagram illustrating a configuration example of a semiconductor device 100 according to a first embodiment. 抵抗素子10における電極電位と空乏層の広がりとの関係を示す図。The figure which shows the relationship between the electrode potential in the resistive element 10, and the breadth of a depletion layer. 半導体装置100の他の構成例を示す図。FIG. 10 is a diagram illustrating another configuration example of the semiconductor device 100. 第2実施形態に係る半導体装置200の構成例を示す図。The figure which shows the structural example of the semiconductor device 200 which concerns on 2nd Embodiment. 半導体装置200の製造方法を示す図(その1)。FIG. 3 is a diagram illustrating a method for manufacturing the semiconductor device 200 (part 1); 半導体装置200の製造方法を示す図(その2)。FIG. 6 is a diagram (No. 2) illustrating a method for manufacturing the semiconductor device 200; 従来例1の課題を説明するための図。The figure for demonstrating the subject of the prior art example 1. FIG. 従来例2の課題を説明するための図。The figure for demonstrating the subject of the prior art example 2. FIG.

以下、本発明による実施形態を、図面を用いて説明する。なお、以下に説明する各図において、同一の構成を有する部分には同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する場合もある。
(1)第1実施形態
図1(a)及び(b)は、本発明の第1実施形態に係る半導体装置100の構成例を示す図である。図1(a)は図1(b)をX−X´線で切断した断面図であり、図1(b)は平面図である。
図1(a)及び(b)に示すように、この半導体装置100は、シリコン基板1と、シリコン基板1上に形成されたLOCOS酸化膜3と、LOCOS酸化膜3上に形成された抵抗素子10と、を備える。シリコン基板1は、例えばP型のバルクシリコン基板(P−Sub)である。LOCOS酸化膜3は、LOCOS法により形成されたシリコン酸化膜である。
Hereinafter, embodiments according to the present invention will be described with reference to the drawings. Note that, in each drawing described below, parts having the same configuration are denoted by the same reference numerals, and repeated description thereof may be omitted.
(1) First Embodiment FIGS. 1A and 1B are diagrams showing a configuration example of a semiconductor device 100 according to a first embodiment of the present invention. 1A is a cross-sectional view of FIG. 1B cut along the line XX ′, and FIG. 1B is a plan view.
As shown in FIGS. 1A and 1B, the semiconductor device 100 includes a silicon substrate 1, a LOCOS oxide film 3 formed on the silicon substrate 1, and a resistance element formed on the LOCOS oxide film 3. 10. The silicon substrate 1 is, for example, a P-type bulk silicon substrate (P-Sub). The LOCOS oxide film 3 is a silicon oxide film formed by the LOCOS method.

また、抵抗素子10は、LOCOS酸化膜3上に形成されたシールド用ポリシリコン膜11と、シールド用ポリシリコン膜11上に形成されたシリコン酸化膜13と、シリコン酸化膜13上に形成されたポリシリコン抵抗体15と、を有する。シールド用ポリシリコン膜11は、例えばCVD(Chemical Vapor Deposition)法によって成膜されたポリシリコン膜である。このシールド用ポリシリコン膜11にはボロン等のP型不純物、又はリン若しくはヒ素等のN型の不純物が添加されており、所定の導電性を有する。このシールド用ポリシリコン膜11の厚さは、例えば150〜400nmである。また、シリコン酸化膜13は、例えばシールド用ポリシリコン膜11を熱酸化することによって(又は、CVD法によって)成膜されたものであり、その厚さは例えば10〜50nmである。ポリシリコン抵抗体15は、例えばCVD法によって成膜されたポリシリコン膜である。このポリシリコン抵抗体15には、上記のようなP型不純物又はN型不純物が添加されており、所定の導電性を有する。このポリシリコン抵抗体15の厚さは、例えば150〜400nmである。   The resistance element 10 is formed on the shielding polysilicon film 11 formed on the LOCOS oxide film 3, the silicon oxide film 13 formed on the shielding polysilicon film 11, and the silicon oxide film 13. A polysilicon resistor 15. The shielding polysilicon film 11 is a polysilicon film formed by, for example, a CVD (Chemical Vapor Deposition) method. The shielding polysilicon film 11 is doped with a P-type impurity such as boron or an N-type impurity such as phosphorus or arsenic, and has a predetermined conductivity. The thickness of the shielding polysilicon film 11 is, for example, 150 to 400 nm. The silicon oxide film 13 is formed, for example, by thermally oxidizing the shielding polysilicon film 11 (or by the CVD method), and has a thickness of, for example, 10 to 50 nm. The polysilicon resistor 15 is a polysilicon film formed by, for example, a CVD method. The polysilicon resistor 15 is added with the P-type impurity or the N-type impurity as described above, and has a predetermined conductivity. The thickness of the polysilicon resistor 15 is, for example, 150 to 400 nm.

また、この抵抗素子10は、ポリシリコン抵抗体15に接合された第1の電極21と、第1の電極21から離れた位置でポリシリコン抵抗体15に接合された第2の電極22と、シールド用ポリシリコン膜11に接合された第3の電極23とを有する。例えば図1(a)及び(b)に示すように、第1の電極21は、ポリシリコン抵抗体15の上面における一方の端部に接合されている。第2の電極22は、ポリシリコン抵抗体15の上面における他方の端部に接合されている。また、第3の電極23は、シールド用ポリシリコン膜11の上面であってポリシリコン抵抗体15の直下から外れた部分(即ち、ポリシリコン抵抗体15で覆われていない部分)に接合されている。   The resistance element 10 includes a first electrode 21 bonded to the polysilicon resistor 15, a second electrode 22 bonded to the polysilicon resistor 15 at a position away from the first electrode 21, And a third electrode 23 bonded to the shielding polysilicon film 11. For example, as shown in FIGS. 1A and 1B, the first electrode 21 is bonded to one end of the upper surface of the polysilicon resistor 15. The second electrode 22 is joined to the other end of the upper surface of the polysilicon resistor 15. Further, the third electrode 23 is joined to the portion of the upper surface of the shielding polysilicon film 11 that is out of the polysilicon resistor 15 (that is, the portion not covered with the polysilicon resistor 15). Yes.

図1(a)及び(b)では示していないが、これらシールド用ポリシリコン膜11と、シリコン酸化膜13と、ポリシリコン抵抗体15は、層間絶縁膜によって覆われている。また、第1の電極21、第2の電極22及び第3の電極23の各上面はそれぞれ層間絶縁膜上に露出している。そして、この例では、層間絶縁膜上に形成された配線25を介して、第2の電極22と第3の電極23とが電気的に接続されている。なお、第1の電極21、第2の電極22、第3の電極23は、例えば、アルミニウム等の低融点金属で形成されたコンタクト電極、又は、タングステン等の高融点金属で形成されたプラグ電極である。配線25は、例えばアルミニウム若しくはその合金、又は、銅等で形成されている。   Although not shown in FIGS. 1A and 1B, the shielding polysilicon film 11, the silicon oxide film 13, and the polysilicon resistor 15 are covered with an interlayer insulating film. The upper surfaces of the first electrode 21, the second electrode 22, and the third electrode 23 are exposed on the interlayer insulating film. In this example, the second electrode 22 and the third electrode 23 are electrically connected through the wiring 25 formed on the interlayer insulating film. The first electrode 21, the second electrode 22, and the third electrode 23 are, for example, a contact electrode formed of a low melting point metal such as aluminum or a plug electrode formed of a high melting point metal such as tungsten. It is. The wiring 25 is made of, for example, aluminum or an alloy thereof, or copper.

ところで、図1(a)及び(b)に示す抵抗素子10において、ポリシリコン抵抗体15の抵抗値は、第1の電極21と第2の電極22との間の電位差(即ち、電圧条件)が同じであれば、第1の電極21、第2の電極22の各電位に関わらず、一定の大きさとなる。この点について以下に説明する。
図2(a)及び(b)は、抵抗素子10における電極電位と空乏層の広がりとの関係を示す断面図である。ここでは、具体的に説明するため、図2(a)に示すように、条件1として、第1の電極21に+3[V]を印加し、第2の電極12に0[V]を印加して、第1の電極21と第2の電極22との間の電位差を3[V]に設定した場合を想定する。また、図2(b)に示すように、条件2として、第1の電極21に+4[V]を印加し、第2の電極12に+1[V]を印加して、第1の電極21と第2の電極22との間の電位差を3[V]に設定した場合を想定する。
Incidentally, in the resistance element 10 shown in FIGS. 1A and 1B, the resistance value of the polysilicon resistor 15 is the potential difference between the first electrode 21 and the second electrode 22 (that is, voltage condition). Are the same regardless of the potentials of the first electrode 21 and the second electrode 22. This will be described below.
2A and 2B are cross-sectional views showing the relationship between the electrode potential in the resistance element 10 and the spread of the depletion layer. Here, for specific description, as shown in FIG. 2A, as condition 1, +3 [V] is applied to the first electrode 21 and 0 [V] is applied to the second electrode 12. Assume that the potential difference between the first electrode 21 and the second electrode 22 is set to 3 [V]. Further, as shown in FIG. 2B, as condition 2, +4 [V] is applied to the first electrode 21, +1 [V] is applied to the second electrode 12, and the first electrode 21 is applied. Assume that the potential difference between the first electrode 22 and the second electrode 22 is set to 3 [V].

図2(a)に示す条件1では、シールド用ポリシリコン膜11の電位は、第2の電極22の電位と同じ0[V]に保持される。シールド用ポリシリコン膜11の電位と、シリコン基板1の電位は共に0[V]であり、当該間に電位差はない。このため、シールド用ポリシリコン膜11の内部のうちの、LOCOS酸化膜3側の部分には、空乏層は生じない。シールド用ポリシリコン膜11の内部で空乏層が生じるのは、シリコン酸化膜13側の部位だけである。   Under the condition 1 shown in FIG. 2A, the potential of the shielding polysilicon film 11 is maintained at 0 [V], which is the same as the potential of the second electrode 22. The potential of the shielding polysilicon film 11 and the potential of the silicon substrate 1 are both 0 [V], and there is no potential difference between them. For this reason, a depletion layer does not occur in the portion of the shielding polysilicon film 11 on the LOCOS oxide film 3 side. The depletion layer is generated only in the silicon oxide film 13 side in the shielding polysilicon film 11.

一方、図2(b)に示す条件2では、シールド用ポリシリコン膜11の電位は、第2の電極22の電位と同じ+1[V]に保持される。シールド用ポリシリコン膜11とシリコン基板1との間には1[V]の電位差が生じる。このため、シールド用ポリシリコン膜11の内部のうちの、LOCOS酸化膜3側の部分にも、空乏層が生じる。また、シールド用ポリシリコン膜11の内部のうちの、シリコン酸化膜13側の部位にも空乏層が生じる。   On the other hand, under the condition 2 shown in FIG. 2B, the potential of the shielding polysilicon film 11 is held at +1 [V], which is the same as the potential of the second electrode 22. A potential difference of 1 [V] is generated between the shielding polysilicon film 11 and the silicon substrate 1. For this reason, a depletion layer is also formed in the portion of the shielding polysilicon film 11 on the LOCOS oxide film 3 side. In addition, a depletion layer is also generated at the site on the silicon oxide film 13 side in the shielding polysilicon film 11.

しかしながら、条件1、2の両方について、ポリシリコン抵抗体15とシールド用ポリシリコン膜11との間の電位差に着目すると、当該間の電位差は0[V]〜3[V]であり、電位勾配は共に同じである。つまり、条件1、2の両方について、ポリシリコン抵抗体15の内部の空乏層の広がりは同じであり、条件1から条件2に変更しても(或いは、条件2から条件1に変更しても)空乏層の広がりは変化しない。これは、ポリシリコン抵抗体15の抵抗値は電極電位に依存することなく安定していることを意味する。従来例1と比較して、抵抗値は電極電位に依存することなく安定しており、周辺の電荷の影響を受けずに安定した抵抗値を得ることができる。   However, focusing on the potential difference between the polysilicon resistor 15 and the shielding polysilicon film 11 under both conditions 1 and 2, the potential difference between them is 0 [V] to 3 [V], and the potential gradient Are the same. In other words, the spread of the depletion layer inside the polysilicon resistor 15 is the same for both conditions 1 and 2, and even if the condition 1 is changed to the condition 2 (or the condition 2 is changed to the condition 1) ) The spread of the depletion layer does not change. This means that the resistance value of the polysilicon resistor 15 is stable without depending on the electrode potential. Compared to the conventional example 1, the resistance value is stable without depending on the electrode potential, and a stable resistance value can be obtained without being affected by the peripheral charges.

また、この半導体装置100では、シリコン基板1とシールド用ポリシリコン膜11との間にはLOCOS酸化膜3が介在しており、このLOCOS酸化膜3によってシリコン基板1とシールド用ポリシリコン膜11との間は電気的に絶縁されている。このため、第2の電極22の電位がプラス、マイナスの何れであっても電流パスが生じることはなく、例えば、基板電流を抑えるためにシリコン基板1内の濃度プロファイルを考慮する必要は一切ない。従来例2と比較して、ポリシリコン抵抗体15に印加できる電位の極性に制限はないといえる。   In the semiconductor device 100, a LOCOS oxide film 3 is interposed between the silicon substrate 1 and the shielding polysilicon film 11, and the LOCOS oxide film 3 allows the silicon substrate 1 and the shielding polysilicon film 11 to be connected. Are electrically insulated. For this reason, a current path does not occur regardless of whether the potential of the second electrode 22 is positive or negative. For example, there is no need to consider the concentration profile in the silicon substrate 1 in order to suppress the substrate current. . Compared to Conventional Example 2, it can be said that there is no limit to the polarity of the potential that can be applied to the polysilicon resistor 15.

さらに、この半導体装置100では、抵抗素子10の下側にはLOCOS酸化膜3が存在し、その上側及び周囲は層間絶縁膜で覆われ、囲まれている。このため、従来例2と比較して、抵抗素子10の外周にSTI等の素子分離層を設ける必要はなく、レイアウト面積の増大を防ぐことができる。
このように、本発明の第1実施形態によれば、抵抗素子10について、レイアウト面積の増大を防ぎつつ、周辺の電荷の影響を受けずに安定した抵抗値を得ることができ、しかも、ポリシリコン抵抗体15に印加できる電位の極性に制限のない半導体装置を実現することが可能である。
Further, in the semiconductor device 100, the LOCOS oxide film 3 exists below the resistance element 10, and the upper side and the periphery thereof are covered and surrounded by the interlayer insulating film. For this reason, it is not necessary to provide an element isolation layer such as STI on the outer periphery of the resistance element 10 as compared with the conventional example 2, and an increase in layout area can be prevented.
As described above, according to the first embodiment of the present invention, it is possible to obtain a stable resistance value of the resistance element 10 without being influenced by peripheral charges, while preventing an increase in layout area. It is possible to realize a semiconductor device in which the polarity of potential that can be applied to the silicon resistor 15 is not limited.

なお、上記の第1実施形態では、低電位側である第2の電極22を第3の電極23と電気的に接続する場合について説明した。しかしながら、本発明では、例えば図3に示すように、低電位側ではなく、高電位側である第1の電極21を配線25を介して第3の電極23と電気的に接続してもよい。このような場合であっても、上記と同様のメカニズムにより、同様の効果を得ることができる。   In the first embodiment, the case where the second electrode 22 on the low potential side is electrically connected to the third electrode 23 has been described. However, in the present invention, for example, as shown in FIG. 3, the first electrode 21 on the high potential side instead of the low potential side may be electrically connected to the third electrode 23 via the wiring 25. . Even in such a case, the same effect can be obtained by the same mechanism as described above.

また、上記の第1実施形態では、本発明の「導電体」として、シールド用ポリシリコン膜(即ち、導電性を有するポリシリコン膜)を用いる場合について説明した。しかしながら、本発明において「導電体」はポリシリコンに限定されるものではない。「導電体」は、例えば、アモルファスシリコンでもよく、さらにGaAs等のシリコン以外の半導体でもよい。或いは、「導電体」は半導体ではなく、より導電性の高い金属膜でもよい。金属膜としては、例えば、アルミニウム若しくはその合金、チタン、ニッケル、銅などを挙げることができる。   In the first embodiment, the case where the shielding polysilicon film (that is, the conductive polysilicon film) is used as the “conductor” of the present invention has been described. However, the “conductor” in the present invention is not limited to polysilicon. The “conductor” may be, for example, amorphous silicon, or a semiconductor other than silicon such as GaAs. Alternatively, the “conductor” may be a metal film having higher conductivity instead of a semiconductor. Examples of the metal film include aluminum or an alloy thereof, titanium, nickel, and copper.

(2)第2実施形態
また、本発明の抵抗素子は、IPO(Inter Poly Oxide)キャパシタと縦方向の構造が同じである。このため、抵抗素子とIPOキャパシタとを同一基板上に混載することが可能であり、抵抗素子とIPOキャパシタとを製造工程を兼用しながら同時に形成することができる。第2実施形態では、この点について説明する。
(2) Second Embodiment The resistance element of the present invention has the same vertical structure as an IPO (Inter Poly Oxide) capacitor. Therefore, the resistance element and the IPO capacitor can be mixedly mounted on the same substrate, and the resistance element and the IPO capacitor can be simultaneously formed while using the manufacturing process. In the second embodiment, this point will be described.

図4は、本発明の第2実施形態に係る半導体装置200の構成例を示す断面図である。図4に示すように、この半導体装置200は、抵抗素子10とIPOキャパシタ30とを備える。これらの中で、IPOキャパシタ30は、LOCOS酸化膜3上に形成された下部電極12と、下部電極12上に形成されたシリコン酸化膜14と、シリコン酸化膜14上に形成された上部電極16と、を有する。下部電極12は、例えばCVD法によって成膜されたポリシリコン膜である。この下部電極12にはボロン等のP型不純物、又はリン若しくはヒ素等のN型の不純物が添加されており、所定の導電性を有する。この下部電極12の厚さは、抵抗素子10が有するシールド用ポリシリコン膜11の厚さと同じである。   FIG. 4 is a cross-sectional view showing a configuration example of a semiconductor device 200 according to the second embodiment of the present invention. As shown in FIG. 4, the semiconductor device 200 includes a resistance element 10 and an IPO capacitor 30. Among these, the IPO capacitor 30 includes a lower electrode 12 formed on the LOCOS oxide film 3, a silicon oxide film 14 formed on the lower electrode 12, and an upper electrode 16 formed on the silicon oxide film 14. And having. The lower electrode 12 is a polysilicon film formed by, for example, a CVD method. The lower electrode 12 is doped with a P-type impurity such as boron or an N-type impurity such as phosphorus or arsenic, and has a predetermined conductivity. The thickness of the lower electrode 12 is the same as the thickness of the shielding polysilicon film 11 included in the resistance element 10.

また、シリコン酸化膜14は、例えば下部電極12を熱酸化することによって(又は、CVD法によって)成膜されたものである。このシリコン酸化膜14の厚さは、抵抗素子10が有するシリコン酸化膜13の厚さと同じである。上部電極16は、例えばCVD法によって成膜されたポリシリコン膜である。この上部電極16には、上記のようなP型不純物又はN型不純物が添加されており、所定の導電性を有する。この上部電極16の厚さは、抵抗素子10が有するポリシリコン抵抗体15の厚さと同じである。   The silicon oxide film 14 is formed by, for example, thermally oxidizing the lower electrode 12 (or by a CVD method). The thickness of the silicon oxide film 14 is the same as the thickness of the silicon oxide film 13 included in the resistance element 10. The upper electrode 16 is a polysilicon film formed by, for example, a CVD method. The upper electrode 16 is doped with a P-type impurity or an N-type impurity as described above, and has predetermined conductivity. The thickness of the upper electrode 16 is the same as the thickness of the polysilicon resistor 15 included in the resistance element 10.

また、このIPOキャパシタ30は、第4の電極34と、第5の電極35と、第6の電極36と、第7の電極37とを有する。第4の電極34は、上部電極16の上面における一方の端部に接合されている。第5の電極35は、上部電極16の上面における他方の端部に接合されている。また、第6の電極36は、下部電極12の上面であって上部電極16の直下から外れた位置にある一方の端部に接合されている。第7の電極37は、下部電極12の上面であって上部電極16の直下から外れた位置にある他方の端部に接合されている。   The IPO capacitor 30 includes a fourth electrode 34, a fifth electrode 35, a sixth electrode 36, and a seventh electrode 37. The fourth electrode 34 is joined to one end of the upper surface of the upper electrode 16. The fifth electrode 35 is joined to the other end of the upper surface of the upper electrode 16. In addition, the sixth electrode 36 is joined to one end portion on the upper surface of the lower electrode 12 and at a position deviated from directly below the upper electrode 16. The seventh electrode 37 is joined to the other end portion on the upper surface of the lower electrode 12 and at a position off from directly below the upper electrode 16.

図4では示していないが、上記構成のIPOキャパシタ30は層間絶縁膜によって覆われており、第4の電極34、第5の電極35、第6の電極36及び第7の電極37の各上面はそれぞれ層間絶縁膜上に露出している。そして、この例では、層間絶縁膜上に形成された配線38を介して、第4の電極34と第5の電極35とが電気的に接続されている。また、層間絶縁膜上に形成された配線39を介して、第6の電極36と第7の電極37とが電気的に接続されている。   Although not shown in FIG. 4, the IPO capacitor 30 configured as described above is covered with an interlayer insulating film, and the upper surfaces of the fourth electrode 34, the fifth electrode 35, the sixth electrode 36, and the seventh electrode 37. Are exposed on the interlayer insulating film. In this example, the fourth electrode 34 and the fifth electrode 35 are electrically connected via the wiring 38 formed on the interlayer insulating film. Further, the sixth electrode 36 and the seventh electrode 37 are electrically connected through the wiring 39 formed on the interlayer insulating film.

なお、第4の電極34、第5の電極35、第6の電極36及び第7の電極37は、例えば、アルミニウム等の低融点金属で形成されたコンタクト電極、又は、タングステン等の高融点金属で形成されたプラグ電極である。配線38、39は、例えばアルミニウム若しくはその合金、又は、銅等で形成されている。次に、上記の半導体装置200の製造方法について説明する。   The fourth electrode 34, the fifth electrode 35, the sixth electrode 36, and the seventh electrode 37 are, for example, a contact electrode formed of a low melting point metal such as aluminum or a high melting point metal such as tungsten. It is a plug electrode formed by. The wirings 38 and 39 are made of, for example, aluminum or an alloy thereof, or copper. Next, a method for manufacturing the semiconductor device 200 will be described.

図5(a)〜図6(b)は、本発明の第2実施形態に係る半導体装置200の製造方法を示す断面図である。
図5(a)に示すように、シリコン基板1上にLOCOS酸化膜3を形成した後で、例えばCVD法により、このLOCOS酸化膜3上にポリシリコン膜11´を成膜する。次に、例えばイオン注入技術により、このポリシリコン膜11´にP型不純物又はN型不純物を導入して、ポリシリコン膜11´に所定の導電性を持たせる。次に、図5(b)に示すように、このポリシリコン膜11´を例えば熱酸化して、シリコン酸化膜13´を形成する。さらに、例えばCVD法により、シリコン酸化膜13´上にポリシリコン膜15´を形成する。そして、例えばイオン注入技術により、このポリシリコン膜15´にP型不純物又はN型不純物を導入して、ポリシリコン膜15´に所定の導電性を持たせる。
FIG. 5A to FIG. 6B are cross-sectional views illustrating a method for manufacturing a semiconductor device 200 according to the second embodiment of the present invention.
As shown in FIG. 5A, after the LOCOS oxide film 3 is formed on the silicon substrate 1, a polysilicon film 11 'is formed on the LOCOS oxide film 3 by, eg, CVD. Next, P-type impurities or N-type impurities are introduced into the polysilicon film 11 ′ by, for example, an ion implantation technique, so that the polysilicon film 11 ′ has predetermined conductivity. Next, as shown in FIG. 5B, this polysilicon film 11 'is thermally oxidized, for example, to form a silicon oxide film 13'. Further, a polysilicon film 15 ′ is formed on the silicon oxide film 13 ′ by, eg, CVD. Then, for example, by using an ion implantation technique, a P-type impurity or an N-type impurity is introduced into the polysilicon film 15 ′ to give the polysilicon film 15 ′ predetermined conductivity.

なお、図5(a)又は(b)で示したポリシリコン膜11´、15´に対するP型不純物又はN型不純物の導入工程は、イオン注入技術ではなく、その成膜過程で(即ち、in−situ)で行ってもよい。また、不純物の導入工程は、例えば、フォトリソグラフィ技術とイオン注入技術とを組み合わせて、抵抗素子形成領域に対する不純物のドーズ量と、キャパシタ形成領域に対するドーズ量とを異ならせるようにしても良い。注入する不純物種についても同様の方法で、各領域で異ならせるようにしてもよい。これにより、同一のポリシリコン膜11´で形成されるシールド用ポリシリコン膜11と下部電極12とについて、各々の抵抗値を別々の値に設定することができる。また、同一のポリシリコン膜15´で形成されるポリシリコン抵抗体15と上部電極16とについても、各々の抵抗値を別々の値に設定することができる。   Note that the introduction process of P-type impurities or N-type impurities into the polysilicon films 11 ′ and 15 ′ shown in FIG. 5A or 5B is not an ion implantation technique but a film formation process (that is, in). -Situ). In addition, in the impurity introduction step, for example, the dose amount of the impurity with respect to the resistance element formation region and the dose amount with respect to the capacitor formation region may be made different by combining a photolithography technique and an ion implantation technique. The impurity species to be implanted may be made different in each region by the same method. As a result, the resistance values of the shielding polysilicon film 11 and the lower electrode 12 formed of the same polysilicon film 11 ′ can be set to different values. Also, the resistance values of the polysilicon resistor 15 and the upper electrode 16 formed of the same polysilicon film 15 'can be set to different values.

次に、図5(c)に示すように、例えばフォトリソグラフィ技術により、ポリシリコン膜15´上にレジストパターン41を形成する。そして、このレジストパターン41をマスクに用いて、ポリシリコン膜15´をエッチングする。これにより、図5(d)に示すように、抵抗素子形成領域にポリシリコン抵抗体15を形成すると同時に、キャパシタ形成領域に上部電極16を形成する。ポリシリコン抵抗体15と上部電極16を形成した後で、図5(c)に示したレジストパターン41を除去する。   Next, as shown in FIG. 5C, a resist pattern 41 is formed on the polysilicon film 15 'by, for example, photolithography. Then, using this resist pattern 41 as a mask, the polysilicon film 15 'is etched. As a result, as shown in FIG. 5D, the polysilicon resistor 15 is formed in the resistance element formation region, and at the same time, the upper electrode 16 is formed in the capacitor formation region. After the polysilicon resistor 15 and the upper electrode 16 are formed, the resist pattern 41 shown in FIG. 5C is removed.

次に、図6(a)に示すように、例えばフォトリソグラフィ技術により、ポリシリコン抵抗体15及び上部電極16をそれぞれ覆う形状のレジストパターン42を形成する。そして、このレジストパターン42をマスクに用いて、シリコン酸化膜13´とポリシリコン膜11´を順次エッチングする。これにより、図6(b)に示すように、抵抗素子形成領域にシリコン酸化膜13を形成すると同時に、キャパシタ形成領域にシリコン酸化膜14を形成する。また、抵抗素子形成領域にシールド用ポリシリコン膜11を形成すると同時に、キャパシタ形成領域に下部電極12を形成する。   Next, as shown in FIG. 6A, resist patterns 42 each having a shape covering the polysilicon resistor 15 and the upper electrode 16 are formed by, for example, photolithography. Then, using the resist pattern 42 as a mask, the silicon oxide film 13 'and the polysilicon film 11' are sequentially etched. As a result, as shown in FIG. 6B, the silicon oxide film 13 is formed in the resistance element formation region, and at the same time, the silicon oxide film 14 is formed in the capacitor formation region. Further, simultaneously with the formation of the shielding polysilicon film 11 in the resistance element formation region, the lower electrode 12 is formed in the capacitor formation region.

次に、図6(c)に示すように、例えばCVD法により、シリコン基板1の上方全面に層間絶縁膜45を形成する。そして、フォトリソグラフィ技術及びエッチング技術を用いて、この層間絶縁膜にコンタクトホールを形成する。続いて、例えばスパッタリング法により、このコンタクトホールを埋め込むように金属膜を堆積し、堆積した金属膜を例えばCMP法により研削する。これにより、図6(c)に示すように、第1の電極21〜第7の電極37を形成する。その後、配線を形成して、図4に示した半導体装置200が完成する。   Next, as shown in FIG. 6C, an interlayer insulating film 45 is formed on the entire upper surface of the silicon substrate 1 by, eg, CVD. Then, contact holes are formed in the interlayer insulating film by using a photolithography technique and an etching technique. Subsequently, a metal film is deposited so as to fill the contact hole by, for example, a sputtering method, and the deposited metal film is ground by, for example, a CMP method. Thereby, as shown in FIG.6 (c), the 1st electrode 21-the 7th electrode 37 are formed. Thereafter, wiring is formed, and the semiconductor device 200 shown in FIG. 4 is completed.

以上説明したように、本発明の第2実施形態によれば、抵抗素子10とIPOキャパシタ30とを製造工程を兼用しながら同時に形成することができる。例えば、ポリシリコン膜11´を成膜し、これをフォトリソグラフィ及びエッチング技術を用いてパターニングすることによって、シールド用ポリシリコン膜11と下部電極12とを同時に形成することができる。また、例えば、ポリシリコン11´を熱酸化することによって(又は、CVD法によって)、抵抗素子10のシリコン酸化膜13とIPOキャパシタ30のシリコン酸化膜14とを同時に形成することができる。さらに、ポリシリコン膜15´を成膜し、これをフォトリソグラフィ及びエッチング技術を用いてパターニングすることによって、ポリシリコン抵抗体15と上部電極16とを同時に形成することができる。これにより、工程数の増大を防ぐことができる。   As described above, according to the second embodiment of the present invention, the resistance element 10 and the IPO capacitor 30 can be simultaneously formed while using the manufacturing process. For example, by forming a polysilicon film 11 ′ and patterning it using photolithography and etching techniques, the shielding polysilicon film 11 and the lower electrode 12 can be formed simultaneously. Further, for example, the silicon oxide film 13 of the resistance element 10 and the silicon oxide film 14 of the IPO capacitor 30 can be simultaneously formed by thermally oxidizing the polysilicon 11 ′ (or by CVD). Further, the polysilicon resistor 15 and the upper electrode 16 can be formed simultaneously by forming a polysilicon film 15 'and patterning it using photolithography and etching techniques. Thereby, the increase in the number of processes can be prevented.

1 シリコン基板
3 LOCOS酸化膜
10 抵抗体素子
11 シールド用ポリシリコン膜
12 下部電極
11´、15´ ポリシリコン膜
13、14 シリコン酸化膜
15 ポリシリコン抵抗体
16 上部電極
21、23、34〜37 電極
25、37、38 配線
30 IPOキャパシタ
41、42 レジストパターン
45 層間絶縁膜
100、200 半導体装置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Silicon substrate 3 LOCOS oxide film 10 Resistor element 11 Shielding polysilicon film 12 Lower electrode 11 ', 15' Polysilicon film 13, 14 Silicon oxide film 15 Polysilicon resistor 16 Upper electrode 21, 23, 34-37 Electrode 25, 37, 38 Wiring 30 IPO capacitors 41, 42 Resist pattern 45 Interlayer insulating film 100, 200 Semiconductor device

Claims (3)

半導体基板と、
前記半導体基板上に形成された第1の絶縁膜と、
前記第1の絶縁膜上に形成された抵抗素子と、を備えた半導体装置であって、
前記抵抗素子は、
前記第1の絶縁膜上に形成された導電体と、
前記導電体上に形成された第2の絶縁膜と、
前記第2の絶縁膜上に形成された抵抗体と、
前記抵抗体に接合された第1の電極と、
前記第1の電極から離れた位置で前記抵抗体に接合された第2の電極と、
前記導電体に接合された第3の電極と、を有し、
前記第1の電極及び前記第2の電極うちの一方が、配線を介して前記第3の電極と電気的に接続されていることを特徴とする半導体装置。
A semiconductor substrate;
A first insulating film formed on the semiconductor substrate;
A resistance element formed on the first insulating film, and a semiconductor device comprising:
The resistance element is
A conductor formed on the first insulating film;
A second insulating film formed on the conductor;
A resistor formed on the second insulating film;
A first electrode joined to the resistor;
A second electrode joined to the resistor at a position away from the first electrode;
A third electrode bonded to the conductor,
One of the first electrode and the second electrode is electrically connected to the third electrode through a wiring.
前記第1の絶縁膜上に形成された容量素子、をさらに備え、
前記容量素子は、
前記絶縁膜上に形成された下部電極と、
前記下部電極上に形成された第3の絶縁膜と、
前記第3の絶縁膜上に形成された上部電極と、を有し、
前記下部電極及び前記導電体はそれぞれ第1のポリシリコン膜で構成され、
前記第2の絶縁膜と前記第3の絶縁膜はそれぞれ第1のシリコン酸化膜で構成され、
前記上部電極及び前記抵抗体はそれぞれ第2のポリシリコン膜で構成されていることを特徴とする請求項1に記載の半導体装置。
A capacitive element formed on the first insulating film,
The capacitive element is
A lower electrode formed on the insulating film;
A third insulating film formed on the lower electrode;
An upper electrode formed on the third insulating film,
The lower electrode and the conductor are each composed of a first polysilicon film,
The second insulating film and the third insulating film are each composed of a first silicon oxide film,
2. The semiconductor device according to claim 1, wherein each of the upper electrode and the resistor is made of a second polysilicon film.
半導体基板上に第1の絶縁膜を介して抵抗素子を形成する工程を含み、
前記抵抗素子を形成する工程は、
前記第1の絶縁膜上に導電体を形成する工程と、
前記導電体上に第2の絶縁膜を形成する工程と、
前記第2の絶縁膜上に抵抗体を形成する工程と、
前記抵抗体に第1の電極を接合するする工程と、
前記第1の電極から離れた位置で前記抵抗体に第2の電極を接合する工程と、
前記導電体に第3の電極を接合する工程と、
前記第1の電極及び前記第2の電極のうちの一方を、配線を介して前記第3の電極と電気的に接続する工程と、を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
Forming a resistance element on a semiconductor substrate via a first insulating film,
The step of forming the resistance element includes:
Forming a conductor on the first insulating film;
Forming a second insulating film on the conductor;
Forming a resistor on the second insulating film;
Bonding a first electrode to the resistor;
Bonding a second electrode to the resistor at a position away from the first electrode;
Bonding a third electrode to the conductor;
And a step of electrically connecting one of the first electrode and the second electrode to the third electrode through a wiring.
JP2011037561A 2011-02-23 2011-02-23 Semiconductor device and manufacturing method of the same Pending JP2012174999A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011037561A JP2012174999A (en) 2011-02-23 2011-02-23 Semiconductor device and manufacturing method of the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011037561A JP2012174999A (en) 2011-02-23 2011-02-23 Semiconductor device and manufacturing method of the same

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2012174999A true JP2012174999A (en) 2012-09-10

Family

ID=46977586

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2011037561A Pending JP2012174999A (en) 2011-02-23 2011-02-23 Semiconductor device and manufacturing method of the same

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2012174999A (en)

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09139470A (en) * 1995-11-15 1997-05-27 Toshiba Corp Semiconductor device and its manufacture
JPH09321229A (en) * 1995-08-24 1997-12-12 Seiko Instr Inc Semiconductor device and its manufacture
JP2000124405A (en) * 1998-10-15 2000-04-28 Asahi Kasei Microsystems Kk Passive device for integrated circuit and manufacture thereof
JP2002076281A (en) * 2000-08-30 2002-03-15 Seiko Instruments Inc Semiconductor device and method of manufacturing the same
JP2003243522A (en) * 2002-02-20 2003-08-29 Mitsubishi Electric Corp Semiconductor device using resistor element
JP2006054325A (en) * 2004-08-12 2006-02-23 Seiko Instruments Inc Semiconductor device
JP2008210964A (en) * 2007-02-26 2008-09-11 Seiko Instruments Inc Semiconductor device and manufacturing method therefor

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09321229A (en) * 1995-08-24 1997-12-12 Seiko Instr Inc Semiconductor device and its manufacture
JPH09139470A (en) * 1995-11-15 1997-05-27 Toshiba Corp Semiconductor device and its manufacture
JP2000124405A (en) * 1998-10-15 2000-04-28 Asahi Kasei Microsystems Kk Passive device for integrated circuit and manufacture thereof
JP2002076281A (en) * 2000-08-30 2002-03-15 Seiko Instruments Inc Semiconductor device and method of manufacturing the same
JP2003243522A (en) * 2002-02-20 2003-08-29 Mitsubishi Electric Corp Semiconductor device using resistor element
JP2006054325A (en) * 2004-08-12 2006-02-23 Seiko Instruments Inc Semiconductor device
JP2008210964A (en) * 2007-02-26 2008-09-11 Seiko Instruments Inc Semiconductor device and manufacturing method therefor

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102210449B1 (en) GaN TRANSISTORS WITH POLYSILICON LAYERS FOR CREATING ADDITIONAL COMPONENTS
TWI472031B (en) Semiconductor device
TWI430432B (en) Power semiconductor device with electrostatic discharge structure and manufacturing method
JP2018517283A (en) Device isolator with reduced parasitic capacitance
JP5818238B2 (en) Semiconductor device
TWI648860B (en) Capacitive structure in a semiconductor device having reduced capacitance variability
JP6585978B2 (en) Semiconductor device and manufacturing method of semiconductor device
WO2014181819A1 (en) Semiconductor device
US8823137B2 (en) Semiconductor device
KR100855558B1 (en) Semiconductor integrated circuit device and method of fabricating the same
JP2009009984A (en) Semiconductor device and its manufacturing method
JP4744103B2 (en) Semiconductor device including resistance element and manufacturing method thereof
TW201332121A (en) Semiconductor device and method for manufacturing semiconductor device
JP2012174999A (en) Semiconductor device and manufacturing method of the same
JP6707917B2 (en) Semiconductor device and manufacturing method thereof
JP5666354B2 (en) Semiconductor device and manufacturing method thereof
JP2020013902A (en) Semiconductor device and manufacturing method thereof
JP2002222918A (en) Semiconductor device
JP7193053B2 (en) Semiconductor device and its manufacturing method
JP6343052B2 (en) Semiconductor device
JP5266955B2 (en) Semiconductor device
TWI742221B (en) Trench metal oxide semiconductor device and manufacuring method thereof
TWI632660B (en) Semiconductor structure and method of manufacturing the same
JP2008108799A (en) Semiconductor device
JP2018056214A (en) Diode element and manufacturing method therefor

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20131212

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20140530

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20140603

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20141209