JP2750992B2 - 半導体装置およびその製造方法 - Google Patents
半導体装置およびその製造方法Info
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Description
の製造方法に関し、特に、多結晶シリコンからなる抵抗
層を有する半導体装置およびその製造方法に関する。
有する半導体装置が知られている。図21は、従来のポ
リシリコン抵抗膜を有する半導体装置を示した平面図で
あり、図22は図21に示した半導体装置のX−Xにお
ける断面構造図である。図21および図22を参照し
て、従来の半導体装置は、シリコン基板1と、シリコン
基板1上に形成された絶縁酸化膜2と、絶縁酸化膜2上
に所定の間隔を隔ててほぼ同一方向に延びるように形成
されたポリシリコン抵抗膜3aおよび3bと、ポリシリ
コン抵抗膜3aおよび3bならびに絶縁酸化膜2上に形
成された絶縁酸化膜4と、絶縁酸化膜4上にポリシリコ
ン抵抗膜3aを覆うように形成された金属配線層5a
と、ポリシリコン抵抗膜3aに電気的に接続された金属
配線層7aと、ポリシリコン抵抗膜3bに電気的に接続
された金属配線層7bと、金属配線層5a、金属配線層
7aおよび金属配線層7bを覆うように形成されたブラ
ズマ窒化膜6とを備えている。
bは、たとえばそれらの抵抗比によって回路の出力値を
決定するなどの用途に使用される。図23は、ポリシリ
コン抵抗膜3aおよび3bを使用する定電圧回路を示し
た回路図である。図23を参照して、抵抗RA としてポ
リシリコン抵抗膜3aを使用し、抵抗RB としてポリシ
リコン抵抗膜3bを使用する。この場合に、出力電圧V
OUT は、図23に示す式によって表わされる。図中
Q1 、Q2 はトランジスタ、R1 、RA およびRBは抵
抗、VCCは電源電圧、VBEはトランジスタQ1 のベース
エミッタ間電圧である。このように、出力電圧VOUT は
抵抗RA (ポリシリコン抵抗膜3a)と抵抗RB (ポリ
シリコン抵抗膜3b)との抵抗比によって決定される。
そしてその抵抗比は、ポリシリコン抵抗膜3aおよび3
bのそれぞれの長さまたは幅をかえることによって調節
していた。
はポリシリコン抵抗膜3aとポリシリコン抵抗膜3bと
の抵抗比によって回路の出力値を決定する場合がある。
た従来のポリシリコン抵抗膜を有する半導体装置では、
次のような問題点があった。図24は、従来のポリシリ
コン抵抗膜を有する半導体装置の問題点を説明するため
の断面構造図である。図24を参照して、プラズマ窒化
膜6中には多量の水素イオンH+ 10が含まれている。
すなわち、プラズマCVD法を用いてプラズマ窒化膜6
を形成すると、プラズマ窒化膜6に水素成分が含有され
ることになる。これらの詳細は、たとえば、J.App
l.Phys.,Vol 49,No.4,April
1978 pp 2473−2477に開示されてい
る。これらの水素イオンH+ 10がポリシリコン抵抗膜
3aおよび3bのグレインバウンダリ(結晶粒界)に供
給されるという不都合があった。これらは、たとえば、
J. Appl. Phys., Vol 63, No.4,15 February 1988 pp 1
117-1120 などに開示されている。すなわち、プラズマ
窒化膜6の形成後の熱処理工程によって、380℃程度
以上の温度が加わると、プラズマ窒化膜6中の水素イオ
ンH+ 10がポリシリコン抵抗膜3aおよび3bに供給
されるという不都合が生じていた。なお、プラズマ窒化
膜6は、外部からのイオンの浸入を防止するためのパッ
シベーション膜としてLSIには不可欠なものである。
び3b内にプラズマ窒化膜6から水素イオン10が供給
されると、ポリシリコン抵抗膜3aおよび3bの抵抗値
が変化してしまう。ここで、ポリシリコン膜3aの上方
には金属配線層5aが形成されているため、プラズマ窒
化膜6からポリシリコン抵抗膜3aに供給される水素イ
オン10の量は、ポリシリコン抵抗膜3bに供給される
水素イオン10の量よりも少ない。このように、供給さ
れる水素イオン10の量が異なると、ポリシリコン抵抗
膜3aの抵抗値の変動量とポリシリコン抵抗膜3bの抵
抗値の変動量が相違することになる。この結果、ポリシ
リコン抵抗膜3aとポリシリコン抵抗膜3bとの抵抗比
が変動する。このような場合に、たとえば図13に示し
た定電圧回路において出力電圧VOUT は、抵抗RA (ポ
リシリコン抵抗膜3a)と抵抗R B (ポリシリコン抵抗
膜3b)との抵抗比の変動に伴って変動する。したがっ
て、ポリシリコン抵抗膜3aとポリシリコン抵抗膜3b
との抵抗比が変動すると、設計どおりの出力値が得られ
ないという問題点があった。
は、複数本をペアで用いてそれらの抵抗比によって出力
電圧や電流を決定する。したがって、その抵抗比が変動
すると所望の出力が得られないという問題点があった。
ためになされたもので、請求項1に記載の発明の目的
は、半導体装置において、複数本のポリシリコン抵抗膜
の上方にプラズマ窒化膜が形成された場合にその複数本
のポリシリコン抵抗膜の抵抗比が変動するのを有効に防
止することである。
置において、複数本のポリシリコン抵抗膜の上方にプラ
ズマ窒化膜が形成された場合にそれらのポリシリコン抵
抗膜の抵抗比を所定の値に制御することである。
置の製造方法において、複数本のポリシリコン抵抗膜の
上方にプラズマ窒化膜を有する場合に、それらのポリシ
リコン抵抗膜の抵抗比の変動を防止するための金属被覆
層を製造プロセスを複雑化させずに形成することであ
る。
装置は、対になった第1および第2の抵抗の抵抗比を調
節することによって出力を制御するリニア回路を備えた
半導体装置であって、第1の抵抗となる多結晶シリコン
からなる第1抵抗層と、第2の抵抗となる多結晶シリコ
ンからなる第2抵抗層と、第1抵抗層上に所定の重なり
面積率で重なるように形成された第1金属層と、第2抵
抗層上に上記した所定の重なり面積率とほぼ同じ重なり
面積率で重なるように形成された第2金属層と、第1金
属層および第2金属層を覆うように形成された水素成分
を含む窒化膜とを備えている。
縁膜上に形成された不純物を含む多結晶シリコンからな
る第1の抵抗層と、第1の抵抗層と所定の間隔を隔てて
形成され第1の抵抗層との抵抗比が所定の値に設定され
た不純物を含む多結晶シリコンからなる第2の抵抗層
と、第1および第2の抵抗層上に形成された第2の絶縁
膜と、第2の絶縁膜上に第1の抵抗層と部分的に重なる
とともに第1の抵抗層とは電気的に接続されないように
形成された第1の金属層と、第2の絶縁膜上に第2の抵
抗層と部分的に重なるとともに第2の抵抗層とは電気的
に接続されないように形成された第2の金属層と、第1
の金属層および第2の金属層上に形成された水素成分を
含む窒化膜とを備えている。そして、第1の金属層と第
1の抵抗層との重なり面積率と、第2の金属層と第2の
抵抗層との重なり面積率とがほぼ等しい。
縁膜上に形成された不純物を含む多結晶シリコンからな
る第1の抵抗層と、第1の抵抗層と所定の間隔を隔てて
形成され第1の抵抗層との抵抗比が所定の値に設定され
た不純物を含む多結晶シリコンからなる第2の抵抗層
と、第1の抵抗層、第2の抵抗層および第1の絶縁膜上
に接触して形成された第2の絶縁膜と、その第2の絶縁
膜上に形成された水素イオンの供給を妨げる金属配線層
と、第2の絶縁膜および金属配線層上に接触して形成さ
れた水素成分を含む窒化膜とを備えた半導体装置におい
て、上記金属配線層が第1の抵抗層および第2の抵抗層
に重ならない位置に形成されている。
は、第1の絶縁膜上に所定の間隔を隔ててそれらの抵抗
比が所定の値に設定され不純物を含む多結晶シリコンか
らなる第1の抵抗層および第2の抵抗層を形成する工程
と、第1の抵抗層および第2の抵抗層上に所定領域に開
口部を有する第2の絶縁膜を形成する工程と、開口部内
で第1および第2の抵抗層に電気的に接続するとともに
第2の絶縁膜上に沿って延びる金属層を形成する工程
と、金属層をパターニングすることによって第1の抵抗
層に電気的に接続される第1の金属配線層と第2の抵抗
層に電気的に接続される第2の金属配線層と第1の抵抗
層を所定の重なり面積率で部分的に覆うとともに第1お
よび第2の抵抗層には電気的に接続されない第1の金属
被覆層と第2の抵抗層を上記した所定の重なり面積率と
ほぼ同じ重なり面積率で部分的に覆うとともに第1およ
び第2の抵抗層には電気的に接続されない第2の金属被
覆層とを形成する工程と、第1の金属配線層、第2の金
属配線層、第1の金属被覆層および第2の金属被覆層上
にプラズマ窒化膜を形成する工程とを備えている。
御する方法は、第1抵抗層と第1金属層との第1の重な
り面積率と、第2抵抗層と第2金属層との第2の重なり
面積率とを所定の値になるように選択して窒化膜から第
1抵抗層および第2抵抗層中に浸入する水素成分の量を
調節することによって第1抵抗層と第2抵抗層との抵抗
比を制御することを特徴とする。
第1金属層との重なり面積率と、第2抵抗層と第2金属
層との重なり面積率とがほぼ等しいので、第1抵抗層お
よび第2抵抗層に水素成分を含む窒化膜から水素イオン
が供給された場合に、第1抵抗層の抵抗の変化率と第2
抵抗層の抵抗の変化率とがほぼ等しくなる。これによ
り、第1抵抗層と第2抵抗層との抵抗比の変動を有効に
防止することができる。この結果、第1抵抗層と第2抵
抗層の抵抗比を制御することによって出力を制御するリ
ニア回路において出力値の変動を有効に防止することが
できる。
抗層には電気的に接続されない第1の金属層と第1の抵
抗層との重なり面積率と、第2の抵抗層には電気的に接
続されない第2の金属層と第2の抵抗層との重なり面積
率とがほぼ等しいので、その第1および第2の抵抗層に
は接続されない第1および第2の金属層の存在により、
第1の抵抗層および第2の抵抗層に水素成分を含む窒化
膜から水素イオンが供給された場合に、第1の抵抗層の
抵抗の変化率と第2の抵抗層の抵抗の変化率とがほぼ等
しくなる。これにより、第1の抵抗層と第2の抵抗層と
の抵抗比の変動を有効に防止することができる。
を含む窒化膜と第1の抵抗層または第2の抵抗層との間
に窒化膜からの水素イオンの供給を妨げる金属配線層が
存在しないので、第1の抵抗層と第2の抵抗層に供給さ
れる水素イオンの供給割合が等しくなる。これにより、
第1の抵抗層と第2の抵抗層との抵抗値の変化率が等し
くなり、第1の抵抗層と第2の抵抗層との抵抗比の変動
が有効に防止される。
は、第1の抵抗層および第2の抵抗層上に所定領域に開
口部を有する第2の絶縁膜が形成され、開口部内で第1
および第2の抵抗層に電気的に接続するとともに第2の
絶縁層上に沿って延びる金属層が形成され、その金属層
をパターニングすることによって、第1の抵抗層に電気
的に接続される第1の金属配線層と、第2の抵抗層に電
気的に接続される第2の金属配線層と、第1の抵抗層を
所定の重なり面積率で部分的に覆うとともに第1および
第2の抵抗層には電気的に接続されない第1の金属被覆
層と、第2抵抗層を上記所定の重なり面積率とほぼ同じ
重なり面積率で部分的に覆うとともに第1および第2の
抵抗層には電気的に接続されない第2の金属被覆層とが
形成されるので、第1の金属被覆層および第2の金属被
覆層が、第1の金属配線層と第2の金属配線層の形成時
に同時に形成され、製造工程が複雑化することもない。
を制御する方法では、第1抵抗層と第1金属層との第1
の重なり面積率と第2抵抗層と第2金属層との第2の重
なり面積率とを所定の値になるように選択して窒化膜か
ら第1および第2の抵抗層中に浸入する水素成分の量を
調節することによって第1および第2抵抗層の抵抗比が
制御されるので、容易に所望の回路特性を得ることがで
きる。
イオンの量によってポリシリコン抵抗膜の抵抗値がどの
ように変化するについて以下のような実験を行なった。
すなわち、ポリシリコン抵抗膜を覆う金属層のポリシリ
コン抵抗膜に対する被覆面積を4段階に変化させて、ポ
リシリコン抵抗膜の抵抗値の変化率を測定した。図1〜
図8は、上記実験に用いたポリシリコン抵抗膜を有する
半導体装置の断面図および平面図であり、図9はその実
験結果を示した相関図である。すなわち、本実験では、
ポリシリコン抵抗膜103を覆うアルミの被覆面積率
を、0%(図1および図2参照)、23%(図3および
図4参照)、45%(図5および図6参照)、および7
8%(図7および図8参照)の4段階に変化させた状態
で、ポリシリコン抵抗膜103の抵抗値の変化率を測定
した。そしてその測定結果を図9に示している。
率が0%の状態を示している。図1および図2を参照し
て、この実験に用いた構造(実験サンプルAL0)は、
SiO2 からなる絶縁酸化膜102と、絶縁酸化膜10
2上の所定領域に形成されたポリシリコン抵抗膜103
と、ポリシリコン抵抗膜を覆うように形成され、所定領
域にコンタクトホールを有するCVD−SiO2 からな
る絶縁酸化膜104と、絶縁酸化膜104の2つのコン
タクトホール内でポリシリコン抵抗膜103にそれぞれ
電気的に接続されたアルミ配線層107と、アルミ配線
層107および絶縁酸化膜104を覆うように形成され
たプラズマ窒化膜106とを備えている。ここで、アル
ミ被覆面積率とは、アルミ配線層107以外でポリシリ
コン抵抗膜103を覆うアルミ被覆層のポリシリコン抵
抗膜103に対する被覆面積率を意味する。したがっ
て、この図1および図2に示した実験サンプルAL0で
は、ポリシリコン抵抗膜103を覆うアルミ被覆層が存
在しないので、アルミ被覆面積率は0%となる。
ルAL1では、ポリシリコン抵抗膜103を覆うように
アルミ被覆層105aが形成されている。このアルミ被
覆層105aのポリシリコン抵抗膜103に対する被覆
面積率は、23%である。
ルAL2では、ポリシリコン抵抗膜103を被覆するよ
うにアルミ被覆層105aおよび105bが形成されて
いる。このアルミ被覆層105aおよび105bによる
アルミ被覆面積率は45%である。
AL3では、アルミ被覆層105aが一方のアルミ配線
層と一体的に形成されている。そして、このアルミ被覆
層105cによるアルミ被覆面積率は78%である。
および図2参照)、AL1(図3および図4参照)、A
L3(図5および図6参照)、および、AL3(図7お
よび図8参照)におけるポリシリコン抵抗膜103の抵
抗増加率を測定したところ、図9に示すような結果が得
られた。図9を参照して、アルミ被覆面積率が多いほど
抵抗値が増加しているのがわかる。すなわち、プラズマ
窒化膜106からポリシリコン抵抗膜103に供給され
る水素イオンの量が少ないほど、抵抗値が増加すること
がわかる。また、アルミ被覆面積率を調整することによ
って、抵抗値を制御することができることも明らかにな
った。このような実験結果を前提として、以下、本発明
の実施例を図面に基づいて説明する。
リコン抵抗膜を有する半導体装置の平面図である。図1
1は図10に示した半導体装置のX−Xにおける断面構
造図であり、図12は図10に示した半導体装置のY−
Yにおける断面構造図である。図10〜図12を参照し
て、この第1実施例の半導体装置は、シリコン基板1
と、シリコン基板1の主表面上に形成された絶縁酸化膜
2と、絶縁酸化膜2上に所定の間隔を隔てて延びるよう
に形成されたポリシリコン抵抗膜3aおよび3bと、ポ
リシリコン抵抗膜3a、3bおよび絶縁酸化膜2上に形
成された絶縁酸化膜4と、絶縁酸化膜4上にポリシリコ
ン抵抗膜3aを所定の面積率で覆うように形成された金
属配線層5aと、絶縁酸化膜4上にポリシリコン抵抗膜
3bを金属配線層5aがポリシリコン抵抗膜3aを覆う
面積率と同じ面積率で覆うように形成された金属配線層
5bと、ポリシリコン抵抗膜3bにコンタクトホール4
bを介して電気的に接続された金属配線層7bと、同様
にコンタクトホール4aを介してポリシリコン抵抗膜3
aに電気的に接続された金属配線層7aと、金属配線層
5a,5b,7aおよび7bを覆うように形成されたプ
ラズマ窒化膜6とを備えている。
では、ポリシリコン抵抗膜3aおよび3bをそれぞれ覆
うように金属配線層5aおよび5bを設けるとともに、
ポリシリコン抵抗膜3aと金属配線層5aとの重なり面
積率と、ポリシリコン抵抗膜3bと金属配線層5bとの
重なり面積率とを等しくするように構成する。このよう
に構成することによって、プラズマ窒化膜6からポリシ
リコン抵抗膜3aおよび3bにそれぞれ供給される水素
イオンの供給割合が等しくなる。この結果、ポリシリコ
ン抵抗膜3aの抵抗値の変化率とポリシリコン抵抗膜3
bの抵抗値の変化率とが等しくなるので、ポリシリコン
抵抗膜3aとポリシリコン抵抗膜3bとの抵抗比の変動
を有効に防止することができる。この結果、LSIリニ
ア回路において複数本のポリシリコン抵抗を用い、その
ポリシリコン抵抗の上方にプラズマ窒化膜が形成された
場合にも、ポリシリコン抵抗膜3aおよび3bの抵抗比
の変動を有効に防止することができ、設計どおりの回路
特性を得ることができる。なお、金属配線層5aおよび
5bとしては、Al、AlSiおよびAlSiCuなど
の単層膜を用いてもよいし、これらとTiNまたはTi
Wとを組合わせた多層膜を用いてもよい。
に絶縁酸化膜2を形成する。そして、絶縁酸化膜2上に
所定の間隔を隔てて所定の方向に延びるようにポリシリ
コン抵抗膜3aおよび3bをそれぞれ形成する。ポリシ
リコン抵抗膜3aおよび3bならびに絶縁酸化膜2上に
絶縁酸化膜4を形成する。ポリシリコン抵抗膜3aおよ
び3b上に位置する絶縁酸化膜4の所定領域にコンタク
トホール4aおよび4bを形成する。絶縁酸化膜4上の
全面およびコンタクトホール4a、4b内に金属層(図
示せず)を形成した後パターニングすることによって、
金属配線層5aおよび5bと金属配線層7aおよび7b
とを形成する。最後に全面を覆うように保護膜としての
プラズマ窒化膜6を形成する。
の製造方法では、ポリシリコン抵抗膜3aおよび3bの
それぞれの金属配線層7aおよび7bの形成時に同時に
回路の金属配線層5aおよび5bが形成されるので、製
造プロセスを複雑化させることなく容易に同一の重なり
面積率で覆う金属配線層5aおよび5bを形成すること
ができる。
シリコン抵抗膜を有する半導体装置の平面図である。図
14は、図13に示した半導体装置のX−Xにおける断
面構造図である。図13および図14を参照して、この
第2実施例の半導体装置は、シリコン基板1と、シリコ
ン基板1の主表面上に形成された絶縁酸化膜2と、絶縁
酸化膜2上に所定の間隔を隔てて所定の方向に延びるよ
うに形成されたポリシリコン抵抗膜3aおよび3bと、
ポリシリコン抵抗膜3aおよび3bならびに絶縁酸化膜
2を覆うように形成された絶縁酸化膜4と、絶縁酸化膜
4上にポリシリコン抵抗膜3aを所定の重なり面積で覆
うように形成された回路の金属配線層5aと、絶縁酸化
膜4上にポリシリコン抵抗膜3bを、金属配線層5aが
ポリシリコン抵抗膜3aを覆うのと同一の重なり面積率
で覆うように形成されたダミー金属配線層15bと、ポ
リシリコン抵抗膜3aにコンタクトホール4aを介して
電気的に接続された金属配線層7aと、ポリシリコン抵
抗膜3bにコンタクトホール4bを介して電気的に接続
された金属配線層7bと、金属配線層5a、ダミー金属
配線層15b、金属配線層7aおよび7bを覆うように
形成されたプラズマ窒化膜6とを備えている。
線層5aがポリシリコン抵抗膜3aの上方に形成されて
いる場合に、金属配線層5aがポリシリコン抵抗膜3a
が覆うのと同一の重なり面積率でポリシリコン抵抗膜3
bを覆うダミー金属配線層15bを設けるように構成す
る。このように構成することによって、第1実施例と同
様の効果を得ることができる。すなわち、プラズマ窒化
膜6からポリシリコン抵抗膜3aおよび3bにそれぞれ
供給される水素イオンの供給割合が等しくなり、この結
果ポリシリコン抵抗膜3aの抵抗値の変化率とポリシリ
コン抵抗膜3bの抵抗値の変化率とが等しくなる。これ
により、ポリシリコン抵抗膜3aとポリシリコン抵抗膜
3bとの抵抗比の変動を有効に防止することができる。
したがって、設計値どおりの回路特性を得ることができ
る。
線層5a、金属配線層7aおよび7bと同一工程で形成
できるので、製造工程を複雑化することもない。
シリコン抵抗膜を有する半導体装置を示した平面図であ
る。図15を参照して、この第3実施例は、ポリシリコ
ン抵抗膜3aおよび3bの両方を1本の配線層25が横
切っている場合の本発明の適用例である。すなわち、ポ
リシリコン抵抗膜3aおよび3bを1本の配線層25が
横切っている場合には、金属配線層25の長い方のポリ
シリコン抵抗膜3a上に位置する領域25aの線幅を他
の部分に比べて大きくする。これにより、ポリシリコン
抵抗膜3aおよび3bのそれぞれに対する金属配線層2
5の被覆面積率が等しくなる。この結果、この第3実施
例においても、上記した第1実施例および第2実施例と
同様の効果を得ることができる。すなわち、プラズマ窒
化膜(図示せず)からポリシリコン抵抗膜3aおよび3
bにそれぞれ供給される水素イオンの供給割合が等しく
なり、この結果ポリシリコン抵抗膜3aの抵抗値の変化
率とポンプ抵抗膜3bの抵抗値の変化率とが等しくな
る。これにより、ポリシリコン抵抗膜3aとポリシリコ
ン抵抗膜3bとの抵抗比の変動を有効に防止することが
できる。したがって、設計値どおりの回路特性を得るこ
とができる。なお、金属配線層25を図15に示したよ
うなパターン形状に形成するのは、従来のパターニング
技術を用いて容易に行なえるので、製造プロセスを複雑
化させることもない。
シリコン抵抗膜を有する半導体装置を示した平面図であ
る。図16を参照して、この第4実施例は、上記した第
3実施例と同様に、ポリシリコン抵抗膜3aおよび3b
上に1本の金属配線層35が重なるように形成されてい
る場合の本発明の適用例である。すなわち、この第4実
施例では、金属配線層35の短い方のポリシリコン抵抗
膜3b上に位置する領域35bの線幅を他の部分に比べ
て小さくなるように形成する。これにより、ポリシリコ
ン抵抗膜3aおよび3bのそれぞれに対する金属配線層
35の被覆面積率を同じにすることができる。この結
果、上述した第1実施例〜第3実施例と同様の効果を得
ることができる。すなわち、プラズマ窒化膜(図示せ
ず)からポリシリコン抵抗膜3aおよび3bにそれぞれ
供給される水素イオンの供給割合が等しくなり、この結
果ポリシリコン抵抗膜3aの抵抗値の変化率とポリシリ
コン抵抗膜3bの抵抗値の変化率とが等しくなる。これ
により、ポリシリコン抵抗膜3aとポリシリコン抵抗膜
3bとの抵抗比の変動を有効に防止することができる。
この結果、設計値どおりの回路特性を得ることができ
る。
シリコン抵抗膜を有する半導体装置を示した平面図であ
り、図18は図17に示した半導体装置のX−Xにおけ
る断面図であり、図19はY−Yにおける断面図であ
る。図17〜図19を参照して、この第5実施例の半導
体装置は、シリコン基板1と、シリコン基板1の主表面
上に形成された絶縁酸化膜2と、絶縁酸化膜2上に所定
の間隔を隔てて所定の方向に延びるように形成されたポ
リシリコン抵抗膜3aおよび3bと、ポリシリコン抵抗
膜3aおよび3bならびに絶縁酸化膜2上に接触して形
成された絶縁酸化膜4と、絶縁酸化膜4に設けられたコ
ンタクトホール4bを介してポリシリコン抵抗膜3bに
電気的に接続された金属配線層7bと、同様にコンタク
トホール4aを介してポリシリコン抵抗膜3aに電気的
に接続された金属配線層7aと、絶縁酸化膜4上にポリ
シリコン抵抗膜3aおよび3bに重ならないように配置
された金属配線層45と、金属配線層7aおよび7bな
らびに絶縁酸化膜4上に接触して形成された保護膜とし
てのプラズマ窒化膜6とを備えている。
リコン抵抗膜3aおよび3b上には金属配線層7aおよ
び7b以外に金属配線層を配置しないように構成する。
このように構成することによって、プラズマ窒化膜6か
らポリシリコン抵抗膜3aおよび3bにそれぞれ供給さ
れる水素イオンの供給割合が等しくなり、この結果ポリ
シリコン抵抗膜3aおよび3bのそれぞれの抵抗値の変
化率が等しくなる。これにより、ポリシリコン抵抗膜3
aおよび3bの抵抗比の変動を有効に防止することがで
きる。この結果、所望の回路特性を得ることができる。
シリコン抵抗膜を有する半導体装置を示した平面図であ
る。図20を参照して、この第6実施例の半導体装置で
は、3つの同一のパターン形状を有するポリシリコン抵
抗膜53a、53bおよび53cを所定の間隔を隔てて
配置する。そして、ポリシリコン抵抗膜53a、53b
および53cの上方にそれらをそれぞれ覆うように形成
する金属配線層55a、55bおよび55cのパターン
形状を変化させる。すなわち、ポリシリコン抵抗膜53
aおよび金属配線層55aの重なり面積率と、ポリシリ
コン抵抗膜53bおよび金属配線層55bの重なり面積
率と、ポリシリコン抵抗膜53cおよび金属配線層55
cの重なり面積率とを変化させることによって、同一パ
ターン形状のポリシリコン抵抗膜53a、53bおよび
53cに対して、プラズマ窒化膜(図示せず)から供給
される水素イオンの供給量を変化させる。これにより、
ポリシリコン抵抗膜53a、53bおよび53cのそれ
ぞれの抵抗値を任意の値に設定することができる。図2
0の場合には、ポリシリコン抵抗膜53cの抵抗値が最
も大きく、ポリシリコン抵抗膜53bの抵抗値が中間で
あり、ポリシリコン抵抗膜53aの抵抗値が最も小さく
なる。したがって、所定の抵抗比を得たい場合には、所
定の被覆面積を選択すればよい。
層と第2抵抗層との抵抗比を制御するリニア回路を備え
た半導体装置において、第1抵抗層上に所定の重なり面
積率で重なるように第1金属層を形成し、第2抵抗層上
に上記所定の重なり面積率とほぼ同じ重なり面積率で重
なるように第2金属層を形成することによって、プラズ
マ窒化膜から第1抵抗層および第2抵抗層にそれぞれ供
給される水素イオンの供給割合が等しくなるので、第1
抵抗層の抵抗値の変化率と第2抵抗層の抵抗値の変化率
とが等しくなり、第1の抵抗層と第2の抵抗層との抵抗
比の変動を有効に防止することができる。この結果、設
計どおりの出力を得ることができる。
膜上に第1の抵抗層を部分的に覆うとともに第1の抵抗
層には電気的に接続されないようにように第1の金属層
を形成し、第2の絶縁膜上に第2の抵抗層を部分的に覆
うとともに第2の抵抗層には電気的に接続されないよう
に第2の金属層を形成し、第1の金属層と第1の抵抗層
との重なり面積率と第2の金属層と第2の抵抗層との重
なり面積率とをほぼ等しくすることによって、その第1
および第2の抵抗層には接続されない第1および第2の
金属層の存在により、プラズマ窒化膜から第1の抵抗層
および第2の抵抗層にそれぞれ供給される水素イオンの
供給割合が等しくなるので、第1の抵抗層の抵抗値の変
化率と第2の抵抗層の抵抗値の変化率とが等しくなり、
第1の抵抗層と第2の抵抗層との抵抗比の変動を有効に
防止することができる。この結果、設計どおりの回路特
性を得ることができる。
層および第2の抵抗層と水素成分を含む窒化膜との間
に、第1の抵抗層および第2の抵抗層のための金属配線
層以外の窒化膜からの水素イオンの供給を妨げる金属配
線層が形成されないので、第1の抵抗層および第2の抵
抗層にプラズマ窒化膜から供給される水素イオンの供給
割合が等しくなる。この結果、第1の抵抗層と第2の抵
抗層の抵抗値の変化率もそれぞれ等しくなり、第1の抵
抗層と第2の抵抗層との抵抗比の変動を有効に防止する
ことができる。
よび第2の抵抗層上に所定領域に開口部を有する第2の
絶縁膜を形成し、その開口部内で第1および第2の抵抗
層に電気的に接続するとともに第2の絶縁膜上に沿って
延びる金属層を形成し、その後その金属層をパターニン
グすることによって、第1の抵抗層に電気的に接続する
第1の金属層と、第2の抵抗層に電気的に接続する第2
の金属層と、第1の抵抗層を所定の重なり面積率で部分
的に覆うとともに第1および第2の抵抗層には電気的に
接続されない第1の金属被覆層と、第2の抵抗層を上記
所定の重なり面積率とほぼ同じ重なり面積率で部分的に
覆うとともに第1および第2の抵抗層には電気的に接続
されない第2の金属被覆層とを形成することにより、第
1の金属被覆層および第2の金属被覆層が第1の金属配
線層および第2の金属配線層の形成時に同時に形成され
るので、製造工程を複雑化することなく容易に第1の抵
抗層と第2の抵抗層との抵抗比の変動を有効に防止する
ことができる。
れば、第1抵抗層と第1金属層との第1の重なり面積率
と、第2抵抗層と第2金属層との第2の重なり面積率と
を所定の値になるように選択して窒化膜から第1および
第2抵抗層中に浸入する水素成分の量を調節することに
よって第1抵抗層と第2抵抗層との抵抗比を制御するこ
とにより、容易に所定の抵抗比を有する半導体回路を得
ることができる。
するための実験サンプルAL0(アルミ被覆面積率=0
%)を示した平面図である。
る。
するための実験サンプルAL1(アルミ被覆面積率=2
3%)を示した平面図である。
る。
するための実験サンプルAL2(アルミ被覆面積率=4
5%)を示した平面図である。
る。
するための実験サンプルAL3(アルミ被覆面積率=7
8%)を示した平面図である。
る。
したアルミ被覆面積率と抵抗増加率との関係を示した相
関図である。
膜を有する半導体装置の平面図である。
−Xにおける断面図である。
−Yにおける断面図である。
膜を有する半導体装置の平面図である。
−Xにおける断面図である。
膜を有する半導体装置の平面図である。
膜を有する半導体装置の平面図である。
膜を有する半導体装置の平面図である。
−Xにおける断面図である。
−Yにおける断面図である。
膜を有する半導体装置の平面図である。
置の平面図である。
おける断面図である。
置の問題点を説明するための断面図である。
Claims (5)
- 【請求項1】 対になった第1および第2の抵抗の抵抗
比を調節することによって出力を制御するリニア回路を
備えた半導体装置であって、 前記第1の抵抗となる多結晶シリコンからなる第1抵抗
層と、 前記第2の抵抗となる多結晶シリコンからなる第2抵抗
層と、 前記第1抵抗層上に所定の重なり面積率で重なるように
形成された第1金属層と、 前記第2抵抗層上に前記所定の重なり面積率とほぼ同じ
重なり面積率で重なるように形成された第2金属層と、 前記第1金属層および第2金属層を覆うように形成され
た水素成分を含む窒化膜とを備えた、半導体装置。 - 【請求項2】 第1の絶縁膜上に形成された不純物を含
む多結晶シリコンからなる第1の抵抗層と、 前記第1の抵抗層と所定の間隔を隔てて形成され、前記
第1の抵抗層との抵抗比が所定の値に設定された、不純
物を含む多結晶シリコンからなる第2の抵抗層と、 前記第1および第2の抵抗層上に形成された第2の絶縁
膜と、 前記第2の絶縁膜上に前記第1の抵抗層と部分的に重な
るとともに前記第1の抵抗層とは電気的に接続されない
ように形成された第1の金属層と、 前記第2の絶縁膜上に前記第2の抵抗層と部分的に重な
るとともに前記第2の抵抗層とは電気的に接続されない
ように形成された第2の金属層と、 前記第1の金属層および前記第2の金属層上に形成され
た水素成分を含む窒化膜とを備え、 前記第1の金属層と前記第1の抵抗層との重なり面積率
と、前記第2の金属層と前記第2の抵抗層との重なり面
積率とがほぼ等しい、半導体装置。 - 【請求項3】 第1の絶縁膜上に形成された不純物を含
む多結晶シリコンからなる第1の抵抗層と、 前記第1の抵抗層と所定の間隔を隔てて形成され、前記
第1の抵抗層との抵抗比が所定の値に設定された、不純
物を含む多結晶シリコンからなる第2の抵抗層と、 前記第1の抵抗層、前記第2の抵抗層および前記第1の
絶縁膜上に接触して形成された第2の絶縁膜と、 前記第2の絶縁膜上に形成された水素イオンの供給を妨
げる金属配線層と、 前記第2の絶縁膜および前記金属配線層上に接触して形
成された水素成分を含む窒化膜とを備えた半導体装置に
おいて、 前記金属配線層は、前記第1の抵抗層および前記第2の
抵抗層に重ならない位置に形成されていることを特徴と
する、半導体装置。 - 【請求項4】 第1の絶縁膜上に所定の間隔を隔てて、
それらの抵抗比が所定の値に設定され、不純物を含む多
結晶シリコンからなる第1の抵抗層および第2の抵抗層
を形成する工程と、 前記第1の抵抗層および前記第2の抵抗層上に所定領域
に開口部を有する第2の絶縁膜を形成する工程と、 前記開口部内で前記第1および第2の抵抗層に電気的に
接続するとともに前記第2の絶縁膜上に沿って延びる金
属層を形成する工程と、 前記金属層をパターニングすることによって、前記第1
の抵抗層に電気的に接続される第1の金属配線層と、前
記第2の抵抗層に電気的に接続される第2の金属配線層
と、前記第1の抵抗層を所定の重なり面積率で部分的に
覆うとともに前記第1および第2の抵抗層には電気的に
接続されない第1の金属被覆層と、前記第2の抵抗層を
前記所定の重なり面積率とほぼ同じ重なり面積率で部分
的に覆うとともに前記第1および第2の抵抗層には電気
的に接続されない第2の金属被覆層とを形成する工程
と、 前記第1の金属配線層、前記第2の金属配線層、前記第
1の金属被覆層および前記第2の金属被覆層上にプラズ
マ窒化膜を形成する工程とを備えた、半導体装置の製造
方法。 - 【請求項5】 多結晶シリコンからなる第1抵抗層と、
多結晶シリコンからなる第2抵抗層と、前記第1抵抗層
上に重なるように形成された第1金属層と、前記第2抵
抗層上に重なるように形成された第2金属層と、前記第
1金属層および第2金属層を覆うように形成された水素
成分を含む窒化膜とを備えた半導体装置における、前記
第1抵抗層と前記第2抵抗層との抵抗比を制御する方法
において、 前記第1抵抗層と前記第1金属層との第1の重なり面積
率と、前記第2抵抗層と前記第2金属層との第2の重な
り面積率とを所定の値になるように選択して、前記窒化
膜から前記第1抵抗層および前記第2抵抗層中に浸入す
る水素成分の量を調節することによって、前記第1抵抗
層と前記第2抵抗層との抵抗比を制御することを特徴と
する、半導体装置における抵抗比を制御する方法。
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