JP3166153B2 - 半導体装置 - Google Patents
半導体装置Info
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Description
し、特に、多結晶シリコン膜、アモルファスシリコン膜
等のシリコン系の膜からなる抵抗素子を備えた半導体装
置に関する。
伴い、わずかな寸法で大きな抵抗を実現できるように、
多結晶シリコン膜、アモルファスシリコン膜等のシリコ
ン系の膜を用いた抵抗素子が多く採用されている。
断面図である。図5に示すように、シリコン基板等の半
導体基板20上に二酸化シリコン等の絶縁膜21が形成
され、その絶縁膜21上に抵抗素子22が形成される。
抵抗素子22は、例えば、多結晶シリコン膜、アモルフ
ァスシリコン膜等のシリコン系の膜に不純物をイオン注
入して形成される。抵抗素子22の抵抗値は、膜厚、膜
幅等の寸法とドーピングした不純物の含有量等によって
調整される。
が形成され、その第1の層間絶縁膜23上には所定間隔
を隔てて金属配線24が配置される。金属配線24と抵
抗素子22との間には接続孔29を介して電気的に接続
される。
が形成され、その第2の層間絶縁膜25上には窒化チタ
ン膜26が形成される。窒化チタン膜26上には第3の
層間絶縁膜27が形成される。
素子22を備えた半導体装置では、層間絶縁膜に含まれ
る水素やトランジスタの特性安定化のために行う水素雰
囲気中での熱処理で生じる水素が多結晶シリコン中のダ
ングリングボンドと結合してダングリングボンドの密度
が変化するため、抵抗素子22の抵抗値等が変動して抵
抗素子の特性が不安定となる。
膜等からなる抵抗素子の電極である金属配線24の間隔
28が広く、抵抗素子22への被り量が少なければ、多
結晶シリコン膜形成工程以降での熱処理やトランジスタ
特性安定化のために行われる水素雰囲気中での熱処理に
よって、層間絶縁膜中の水素が拡散してダングリングボ
ンドと結合しダングリングボンドの密度が変動する。こ
の密度変動により抵抗素子22の抵抗値も変動するた
め、高精度な抵抗素子を必要とする回路等に採用するこ
とは困難であった。
種々の技術が提案されている。例えば、特開平3ー89
549号公報(以下、従来例1という)には、図6に示
すように、半導体基板30上に多結晶半導体の抵抗素子
31が形成され、アルミニウム層からなる電極32が電
気的分離に必要な最小幅の分離領域を除いて抵抗素子3
1の実質的全面に覆われた半導体装置が開示されてい
る。なお、図6中、33は半導体基板30上に形成され
た絶縁層、34は二酸化シリコン膜、35は水素の拡散
係数が小さい物質の層である。この従来例1の半導体装
置によれば、多結晶半導体の抵抗素子31は、アルミニ
ウム層から発する水素によってほぼ飽和状態になるの
で、抵抗素子31の抵抗値は、水素で飽和した多結晶半
導体の抵抗率で決まる一定の値を保つ、としている。
下、従来例2という)には、水素の多結晶シリコンへの
到達を防ぐために配線層とは別に抵抗素子の上部を完全
に覆う金属膜が形成された半導体装置が開示されてい
る。
では、アルミニウム層からなる電極32が抵抗素子31
の実質的全面を覆っているが、電気的に分離するため所
定間隔を隔てて分離部32aを備えている。そのため、
水素が分離部32aを通り、抵抗素子31中のダングリ
ングボンドと結合して、抵抗素子31の抵抗値が変動す
るおそれがある。そのため、従来例1の半導体装置で
は、抵抗素子31の周囲に水素の拡散係数が小さい物質
の層35を有するが、構造が複雑になり、製造コストが
増大する。
が抵抗素子の上部を覆うだけのために用いられ、配線と
しては用いられないので、種々の電気的な接続形態を採
ることができない。また、抵抗素子上部を覆うためだけ
に金属層が形成されていると配線の発熱による熱を逃が
すことが難しくなり、熱の変動による抵抗値への変動も
出てくる。
れたものであり、抵抗値の変動を確実に低減でき、金属
配線を利用することにより種々の電気的な接続形態を採
ることができる半導体装置を提供することを目的とす
る。
半導体基板上にシリコン系の膜からなる抵抗素子を有す
る半導体装置であって、前記抵抗素子に電気的に接続さ
れた第1の金属配線と、その第1の金属配線の上部に層
間絶縁膜を介して配置され、前記第1の金属配線と電気
的に接続され、前記第1の金属配線の分離部を覆う上部
の金属配線と、を有することを特徴とするものである。
ぼ上部全面を覆うのが好ましく、その場合、配線厚と間
隔の比が0.5以上になるように形成されるのが好まし
い。
面を覆ってもよく、互いに層間絶縁膜を介して絶縁され
た2以上の金属配線からなってもよい。
配線の間は、層間絶縁膜に成形された接続孔を介して電
気的に接続されるのが好ましい。
アモルファスシリコン膜からなる。
第1の金属配線の分離部の上部を覆う金属配線が配置さ
れるので、層間絶縁膜に含まれる水素やトランジスタ特
性安定化のために行われる水素雰囲気中での熱処理時の
水素が第1の金属配線下の抵抗素子に到達するのを阻止
でき、ダングリングボンドの密度を安定化させ、抵抗素
子における抵抗値の変動を確実に低減させることができ
る。
覆っているので、種々の電気的な接続形態を採ることが
でき、さらに熱の放熱も容易にすることができる。
を参照して説明する。図1(A)は本発明の第1の実施
の形態に係る半導体装置を示す断面図、(B)はその平
面図である。
シリコン基板からなる半導体基板1と、その半導体基板
1上に形成された二酸化シリコン等からなる絶縁膜2
と、その絶縁膜2上に形成され、多結晶シリコン膜、ア
モルファスシリコン膜等のシリコン系の膜からなる抵抗
素子3と、その抵抗素子3の上部に第1の層間絶縁膜4
を介して配置され、間隔を隔てた分離部9を備えた第1
の金属配線6と、その第1の金属配線6の上部に第2の
層間絶縁膜7を介して配置され、第1の金属配線6の分
離部9の上部を覆う第2の金属配線11と、を有する。
は、例えば、アルミニウム、銅、チタン、窒化チタン、
アルミニウム及びシリコンの合金、アルミニウム、シリ
コン及び銅の合金、アルミニウム及び銅の合金等で作ら
れる。また、これらの金属配線6、11はスパッタリン
グや蒸着等によって堆積して形成される。
に形成された第1の接続孔5を介して抵抗素子3に電気
的に接続され、抵抗素子3の電極になる。第2の金属配
線11は、第2の層間絶縁膜7に形成された第2の接続
孔10を介して第1の金属配線6に電気的に接続され
る。接続孔5、10の形状としては、粒コンタクトや遮
断面積の大きいスリットコンタクト等が用いられる。
抗素子3に到達する水素の量を低減するため、配線厚と
間隔の比(アスペクト比)が0.5以上に狭くなるよう
に形成されるのが好ましい。また、第2の金属配線11
は、少なくとも分離部9の上部の全面を覆い、できれば
抵抗素子3の上部の全面を覆っているのが好ましい。
で覆われているが、絶縁膜12はさらに上部の金属配線
(図示せず)とを絶縁する層間絶縁膜でもよく、また、
最上層のパッシベーション膜でもよい。
部9の上部を覆う第2の金属配線11が配置されるの
で、層間絶縁膜に含まれる水素やトランジスタ特性安定
化のために実施する水素雰囲気中での熱処理時に生じる
水素が、第1の金属配線6下の抵抗素子3に到達するの
を阻止でき、ダングリングボンドの密度を安定化させ、
抵抗素子3における抵抗値の変動を確実に低減させるこ
とができる。第1の金属配線6が第2の金属配線11と
電気的に接続されていることにより、熱の放熱が容易に
なり熱による抵抗値の変動も低減することができる。
を覆っているので、種々の電気的な接続形態を採ること
ができ、半導体装置の用途を広げることができる。
半導体装置を示す断面図である。図2に示すように、第
2の実施の形態では、第2の金属配線11の上部に第3
の層間絶縁膜8を介して配置された第3の金属配線13
をさらに有し、第2の金属配線11の端部と第3の金属
配線13の端部が重なり合い、その重なった部分が第1
の金属配線6の分離部9の上部を覆うように配置され
る。
8に形成された第3の接続孔15及び第2の層間絶縁膜
7に形成された第2の接続孔10を介して第1の金属配
線6に電気的に接続される。第2の実施の形態に係る半
導体装置は積層しながら製造されるので、第3の接続孔
15及び第2の接続孔10の間には、第2の金属配線1
1と同一の物質で作られた台座部11aを有する。この
台座部11aは、電気的接続のために用いられ、確実な
電気的接続を得るために、接続孔15、10の径以上の
大きさを有するのが好ましい。このように分離部9を上
部配線で覆うために接続する場合、接続孔を分離部9の
近くに形成しておく方が抵抗素子3に到達する水素をよ
り阻止する事ができる。
で覆われているが、絶縁膜14はさらに上部の金属配線
(図示せず)とを絶縁する層間絶縁膜でもよく、また、
最上層のパッシベーション膜でもよい。
半導体装置を示す断面図である。図3に示すように、第
3の実施の形態では、第2の金属配線11の端部と第3
の金属配線13の端部がそれぞれ第1の金属配線6の分
離部9の途中まで配置され、かつ、両者の端部により第
1の金属配線6の分離部9を覆うように配置される。
10の間には、第2の金属配線11と同一の物質で作ら
れた台座部11aを有するが、確実な電気的接続を得る
ために、接続孔15、10の径以上の大きさが好まし
い。
半導体装置を示す断面図である。図4に示すように、第
4の実施の形態では、第2の金属配線11の端部と第3
の金属配線13の端部が重なり合い、その重なった部分
が第1の金属配線6の分離部9の上部を覆うように配置
される。また、第3の金属配線13は、第3の層間絶縁
膜8に形成された第3の接続孔15を介して第2の金属
配線11に電気的に接続される。
の金属配線11に加えて第3の金属配線13を用いて抵
抗素子3の上部を覆うので、抵抗素子3の抵抗値の変動
をより確実に防止することができる。また、第3の金属
配線13を用いることにより、第1の実施の形態以上
に、種々の電気的な接続形態を採ることができ、半導体
装置の用途が広がる。
とはなく、特許請求の範囲に記載された技術的事項の範
囲内において、種々の変更が可能である。例えば、配線
の積層数は図面に開示されたものに限らず、例えば5層
や6層の配線構造であってもよい。また、抵抗素子3が
容量素子やトランジスタ素子の一部を構成してもよく、
その場合、抵抗素子3は半導体基板1に不純物をイオン
注入して形成される。
に第1の金属配線の分離部の上部を覆う金属配線が配置
されるので、層間絶縁膜に含まれる水素やトランジスタ
特性安定化のために行われる水素雰囲気中での熱処理時
の水素が第1の金属配線下の抵抗素子に到達するのを阻
止でき、ダングリングボンドの密度を安定化させ、抵抗
素子における抵抗値の変動を確実に低減させることがで
きる。その結果、半導体装置の信頼性を高めることがで
きる。
覆っているので、種々の電気的な接続形態を採ることが
でき、半導体装置の用途を広げることができる。
抗値の変動も低減することができる。
体装置を示す断面図、(B)はその平面図である。
示す断面図である。
示す断面図である。
示す断面図である。
Claims (4)
- 【請求項1】半導体基板上にシリコン系の膜からなる抵
抗素子を有する半導体装置であって、前記抵抗素子上に
第1の層間絶縁膜を介して配置され、前記抵抗素子に電
気的に接続された第1の金属配線と、当該第1の金属配
線の上部に第2の層間絶縁膜を介して配置され、前記第
1の金属配線と電気的に接続され、前記第1の金属配線
の前記抵抗素子上にある分離部を覆う上部の金属配線
と、を有することを特徴とする半導体装置。 - 【請求項2】前記上部の金属配線は、前記抵抗素子の上
部全面を覆うことを特徴とする請求項1に記載の半導体
装置。 - 【請求項3】前記上部の金属配線は、互いに第1又は第
2の層間絶縁膜を介して絶縁された2以上の金属配線か
らなることを特徴とする請求項1又は2に記載の半導体
装置。 - 【請求項4】前記抵抗素子と前記第1の金属配線、及び
前記第1の金属配線と前記上部の金属配線の間は、それ
ぞれ前記第1の層間絶縁膜又は前記第2の層間絶縁膜に
形成された接続孔を介して電気的に接続されることを特
徴とする請求項1乃至3のいずれか1つの項に記載の半
導体装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP21759798A JP3166153B2 (ja) | 1998-07-31 | 1998-07-31 | 半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP21759798A JP3166153B2 (ja) | 1998-07-31 | 1998-07-31 | 半導体装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2000049284A JP2000049284A (ja) | 2000-02-18 |
JP3166153B2 true JP3166153B2 (ja) | 2001-05-14 |
Family
ID=16706800
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP21759798A Expired - Fee Related JP3166153B2 (ja) | 1998-07-31 | 1998-07-31 | 半導体装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3166153B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003243522A (ja) | 2002-02-20 | 2003-08-29 | Mitsubishi Electric Corp | 抵抗素子を使用した半導体装置 |
-
1998
- 1998-07-31 JP JP21759798A patent/JP3166153B2/ja not_active Expired - Fee Related
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