JPH03136363A - 多結晶シリコン膜抵抗体 - Google Patents
多結晶シリコン膜抵抗体Info
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- JPH03136363A JPH03136363A JP27682689A JP27682689A JPH03136363A JP H03136363 A JPH03136363 A JP H03136363A JP 27682689 A JP27682689 A JP 27682689A JP 27682689 A JP27682689 A JP 27682689A JP H03136363 A JPH03136363 A JP H03136363A
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- Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野〕
本発明は多結晶シリコン膜抵抗体に関し、特に放熱路を
有する多結晶シリコン膜抵抗体に関する。
有する多結晶シリコン膜抵抗体に関する。
従来の多結晶シリコン膜抵抗体は、単に厚い絶縁膜上に
設置されるか、または、多結晶シリコン膜抵抗体を流れ
る電流により発生するジュール熱による温度上昇を避け
るため、放熱効果の高い薄い絶縁膜上に設置されていた
。
設置されるか、または、多結晶シリコン膜抵抗体を流れ
る電流により発生するジュール熱による温度上昇を避け
るため、放熱効果の高い薄い絶縁膜上に設置されていた
。
上述した従来の多結晶シリコン膜抵抗体において、これ
が厚い絶縁膜上に設置される前者の場合には、ジュール
熱のために抵抗体としての劣化、すなわち、回路が正常
に動作するために必要な抵抗値変動の許容範囲（±２０
％）を越える抵抗値の変動が発生する。
が厚い絶縁膜上に設置される前者の場合には、ジュール
熱のために抵抗体としての劣化、すなわち、回路が正常
に動作するために必要な抵抗値変動の許容範囲（±２０
％）を越える抵抗値の変動が発生する。
一方、多結晶シリコン膜抵抗体が薄い絶縁膜上に設置さ
れる後者の場合には、前者の場合と異なり放熱効果は確
保されるが、抵抗体とシリコン基板との間の容量の増加
による回路動作の遅れ、すなわち、ＲＣ時定数の増加に
よる周波数特性の劣１ヒが発生する。
れる後者の場合には、前者の場合と異なり放熱効果は確
保されるが、抵抗体とシリコン基板との間の容量の増加
による回路動作の遅れ、すなわち、ＲＣ時定数の増加に
よる周波数特性の劣１ヒが発生する。
このため、例えば、ＥＣＬ回路によるＩＧＨｚ以上で動
作するプリスケーラのように、抵抗体に大電流密度の電
流を流せる高速スイッチング動作に適した抵抗体を実現
することは困難であった。
作するプリスケーラのように、抵抗体に大電流密度の電
流を流せる高速スイッチング動作に適した抵抗体を実現
することは困難であった。
ただ、前者の場合には、ジュール熱による抵抗体の温度
上昇が雰囲気温度＋１０℃以内であるならば、ジュール
熱による抵抗値の変動は実質的に問題にならないという
実験結果が得られている。
上昇が雰囲気温度＋１０℃以内であるならば、ジュール
熱による抵抗値の変動は実質的に問題にならないという
実験結果が得られている。
また、ＲＣ時定数の増加に対しては、ＩＧＨｚ以上の高
速動作を必要とする場合、絶縁膜の膜厚としては１μ！
ｎ以上必要とされている。
速動作を必要とする場合、絶縁膜の膜厚としては１μ！
ｎ以上必要とされている。
本発明の多結晶シリコン膜抵抗体は、シリコン基板上に
第１の絶縁膜を介して形成された多結晶シリコン膜抵抗
体において、多結晶シリコン膜抵抗体直下の第１の絶縁
膜にシリコン基板に到る開口部を設け、開口部に第２の
絶縁膜を含む多層膜が埋設されている。
第１の絶縁膜を介して形成された多結晶シリコン膜抵抗
体において、多結晶シリコン膜抵抗体直下の第１の絶縁
膜にシリコン基板に到る開口部を設け、開口部に第２の
絶縁膜を含む多層膜が埋設されている。
次に本発明について図面を参照して説明する。
第１図（ａ＞、（ｂ）は本発明の第１の実施例の構造を
得るための主要工程の断面図である。
得るための主要工程の断面図である。
まず、第１図（ａ）に示すように、シリコン基板１上に
、第１の絶縁膜であるところの厚さ１．３μｍの絶縁用
酸化膜２を形成し、絶縁用酸化膜２における多結晶シリ
コン膜抵抗体形成予定領域内の所定の領域にフォトレジ
ストをマスクにして反応性イオンエツチングによりシリ
コン基板１に到る面積が多結晶シリコンマク抵抗体の底
面面積の１１５となる開口部を形成し、シリコンの選択
成長により開口部にエピタキシャル成長膜３を形成する
。
、第１の絶縁膜であるところの厚さ１．３μｍの絶縁用
酸化膜２を形成し、絶縁用酸化膜２における多結晶シリ
コン膜抵抗体形成予定領域内の所定の領域にフォトレジ
ストをマスクにして反応性イオンエツチングによりシリ
コン基板１に到る面積が多結晶シリコンマク抵抗体の底
面面積の１１５となる開口部を形成し、シリコンの選択
成長により開口部にエピタキシャル成長膜３を形成する
。
次に、第１図（ｂ）に示すように、熱酸化によりエピタ
キシャル成長膜３の表面を酸化して第２の絶縁膜として
の膜厚５００人の酸化膜４を形成する。ここで、エピタ
キシャル成長膜３と酸化膜４とからなる２層膜により開
口部は埋設されることになる。続いて、多結晶シリコン
膜抵抗体形成予定領域に多結晶シリコン膜抵抗体５を形
成し、さらにＣＶＤ酸化膜６．アルミ電極７を形成し、
本発明の第１の実施例の構造を得る。
キシャル成長膜３の表面を酸化して第２の絶縁膜として
の膜厚５００人の酸化膜４を形成する。ここで、エピタ
キシャル成長膜３と酸化膜４とからなる２層膜により開
口部は埋設されることになる。続いて、多結晶シリコン
膜抵抗体形成予定領域に多結晶シリコン膜抵抗体５を形
成し、さらにＣＶＤ酸化膜６．アルミ電極７を形成し、
本発明の第１の実施例の構造を得る。
第２図および第３図は、本実施例をＥＣＬ回路に流す電
流が６ｍＡ必要なトグル周波数（クロック周波数）ＩＧ
Ｈｚのプリスケーラに適用した場合、本実施例における
多結晶シリコン膜抵抗体５の底面の面積に対する開口部
の面積比（−１１５）、および、第２の絶縁膜としての
酸化膜４の膜厚（＝５００人）、に関する最適条件を出
した実験結果である。ここで、多結晶シリコン膜抵抗体
５の幅を、多結晶シリコン膜のエツチングによるパター
ン形成の精度く±５％）から決まる最小幅３μｍとする
と、多結晶シリコン膜抵抗体５に流れる単位幅当りの電
流密度は６ ｍ Ａ ／ ３μｍ＝２ｍＡ／μｍとなる
。第２図および第３図は、雰囲気温度が２５℃、多結晶
シリコン膜抵抗体５の長さ９幅、膜厚１層抵抗ρ３が１
０μｍ。
流が６ｍＡ必要なトグル周波数（クロック周波数）ＩＧ
Ｈｚのプリスケーラに適用した場合、本実施例における
多結晶シリコン膜抵抗体５の底面の面積に対する開口部
の面積比（−１１５）、および、第２の絶縁膜としての
酸化膜４の膜厚（＝５００人）、に関する最適条件を出
した実験結果である。ここで、多結晶シリコン膜抵抗体
５の幅を、多結晶シリコン膜のエツチングによるパター
ン形成の精度く±５％）から決まる最小幅３μｍとする
と、多結晶シリコン膜抵抗体５に流れる単位幅当りの電
流密度は６ ｍ Ａ ／ ３μｍ＝２ｍＡ／μｍとなる
。第２図および第３図は、雰囲気温度が２５℃、多結晶
シリコン膜抵抗体５の長さ９幅、膜厚１層抵抗ρ３が１
０μｍ。
３μｍ、３０００人、２００Ω、７口であるとき、多結
晶シリコン膜抵抗体５に流れる単位幅当りの電流密度に
対する多結晶シリコン膜抵抗体５の温度上昇（△Ｔ）の
特性図である。
晶シリコン膜抵抗体５に流れる単位幅当りの電流密度に
対する多結晶シリコン膜抵抗体５の温度上昇（△Ｔ）の
特性図である。
第２図は、第２の絶縁膜としての酸化膜４の膜厚を５０
０人に固定し、多結晶シリコン膜抵抗体５の底面の面積
に対する開口部の面積比をパラメータとした場合の特性
図である。図から明らかなように、（開口部の面積／多
結晶シリコン膜抵抗体５の底面の面積）が１７５以上で
あれば、多結晶シリコン膜抵抗体５の温度上昇に関して
は問題が無いことになる。
０人に固定し、多結晶シリコン膜抵抗体５の底面の面積
に対する開口部の面積比をパラメータとした場合の特性
図である。図から明らかなように、（開口部の面積／多
結晶シリコン膜抵抗体５の底面の面積）が１７５以上で
あれば、多結晶シリコン膜抵抗体５の温度上昇に関して
は問題が無いことになる。
第３図は、（開口部の面積／多結晶シリコン膜抵抗体５
の底面の面積）を１１５に固定し、第２の絶縁膜として
の酸化膜４の膜厚をパラメータとした場合の特性図であ
る。多結晶シリコン膜抵抗体５の温度上昇に関しては、
図から明らかなように、第２の絶縁膜としての酸化膜４
の膜厚が５００Å以下であれば良いことになる。
の底面の面積）を１１５に固定し、第２の絶縁膜として
の酸化膜４の膜厚をパラメータとした場合の特性図であ
る。多結晶シリコン膜抵抗体５の温度上昇に関しては、
図から明らかなように、第２の絶縁膜としての酸化膜４
の膜厚が５００Å以下であれば良いことになる。
開口部の面積比の増大、第２の絶縁膜としての酸化膜４
の膜厚の減少は、容量が増加することになる。開口部の
面積比の下限、第２の絶縁膜としての酸化膜４の膜厚の
上限は周波数特性より決定されるが、両者の上限および
下限は独立に決定されるものではなく、両者の間の相関
関係に基ずき決定される。
の膜厚の減少は、容量が増加することになる。開口部の
面積比の下限、第２の絶縁膜としての酸化膜４の膜厚の
上限は周波数特性より決定されるが、両者の上限および
下限は独立に決定されるものではなく、両者の間の相関
関係に基ずき決定される。
また、多結晶シリコン膜抵抗体の使用目的により、開口
部の面積比、第２の絶縁膜の膜厚の最適値が別の値とな
ることは自明の理である。
部の面積比、第２の絶縁膜の膜厚の最適値が別の値とな
ることは自明の理である。
なお、本実施例ではエピタキシャル成長膜３として、シ
リコンを用いたが、これに限定するものではない。タン
グステン、モリブデン等の選択エピタキシャル成長膜と
気相成長による第２の絶縁膜を用いても良く、また、シ
リコンエピタキシャル膜上に多結晶シリコン膜を堆積し
た２層膜上に熱酸化により第２の絶縁膜である酸化膜を
形成した３層膜でも良い。
リコンを用いたが、これに限定するものではない。タン
グステン、モリブデン等の選択エピタキシャル成長膜と
気相成長による第２の絶縁膜を用いても良く、また、シ
リコンエピタキシャル膜上に多結晶シリコン膜を堆積し
た２層膜上に熱酸化により第２の絶縁膜である酸化膜を
形成した３層膜でも良い。
第４図（ａ）、（ｂ）は本発明の第２の実施例の構造を
得るための主要工程の断面図である。
得るための主要工程の断面図である。
まず、第４図（ａ）に示すように、シリコン基板１上に
、第１の絶縁膜であるところの厚さ１．３μｍの絶縁用
酸化膜２を形成し、絶縁用酸化＠２における多結晶シリ
コン膜抵抗体形成予定領域内の所定の領域にフォトレジ
ストをマスクにして反応性イオンエツチングによりシリ
コン基板１に到る面積が多結晶シリコンマク抵抗体の底
面面積の１１５となる開口部を形成し、開口部に露呈し
たシリコン基板１を熱酸化して第２の絶縁膜であるとこ
ろの膜厚５００人の酸化膜４ａを形成し、さらに、多結
晶シリコン膜を堆積し、エッチバックにより不要部分の
多結晶シリコン膜を除去し、開口部に多結晶シリコン膜
８を埋設する。ここで、酸化膜４ａと多結晶シリコン膜
８とからなる２層膜により開口部は埋設されることにな
る。
、第１の絶縁膜であるところの厚さ１．３μｍの絶縁用
酸化膜２を形成し、絶縁用酸化＠２における多結晶シリ
コン膜抵抗体形成予定領域内の所定の領域にフォトレジ
ストをマスクにして反応性イオンエツチングによりシリ
コン基板１に到る面積が多結晶シリコンマク抵抗体の底
面面積の１１５となる開口部を形成し、開口部に露呈し
たシリコン基板１を熱酸化して第２の絶縁膜であるとこ
ろの膜厚５００人の酸化膜４ａを形成し、さらに、多結
晶シリコン膜を堆積し、エッチバックにより不要部分の
多結晶シリコン膜を除去し、開口部に多結晶シリコン膜
８を埋設する。ここで、酸化膜４ａと多結晶シリコン膜
８とからなる２層膜により開口部は埋設されることにな
る。
次に、第４図（ｂ）に示すように、多結晶シリコン膜抵
抗体形成予定領域に多結晶シリコン膜抵抗体５を形成し
、さらにＣＶＤ酸化膜６．アルミ電極７を形成し、本発
明の第２の実施例の構造を得る。
抗体形成予定領域に多結晶シリコン膜抵抗体５を形成し
、さらにＣＶＤ酸化膜６．アルミ電極７を形成し、本発
明の第２の実施例の構造を得る。
本実施例をＥＣＬ回路に流す電流が６ｍＡ必要なトグル
周波数（クロック周波数）ＩＧＨｚのプリスケーラに適
用した場合にも、第２図、第３図に示したものと同じ結
果を得る。
周波数（クロック周波数）ＩＧＨｚのプリスケーラに適
用した場合にも、第２図、第３図に示したものと同じ結
果を得る。
以上説明したように本発明の多結晶シリコン膜抵抗体は
、シリコン基板上に第１の絶縁膜を介して形成された多
結晶シリコン膜抵抗体において、多結晶シリコン膜抵抗
体直下の第１の絶縁膜にシリコン基板に到る開口部を設
け、開口部に第２の絶縁膜を含む多層膜を埋設すること
により、周波数特性を犠牲にすることなく、放熱効果の
良好な多結晶シリコン膜抵抗体を実現することが可能と
なる。
、シリコン基板上に第１の絶縁膜を介して形成された多
結晶シリコン膜抵抗体において、多結晶シリコン膜抵抗
体直下の第１の絶縁膜にシリコン基板に到る開口部を設
け、開口部に第２の絶縁膜を含む多層膜を埋設すること
により、周波数特性を犠牲にすることなく、放熱効果の
良好な多結晶シリコン膜抵抗体を実現することが可能と
なる。
抵抗体に流れる単位幅当りの電流密度に対する多結晶シ
リコン膜抵抗体５の温度上昇（八Ｔ）の特性図、第４図
（ａ）、（ｂ）は本発明の第２の実施例の構造を得るた
めの主要工程の断面図である。
リコン膜抵抗体５の温度上昇（八Ｔ）の特性図、第４図
（ａ）、（ｂ）は本発明の第２の実施例の構造を得るた
めの主要工程の断面図である。
１・・・シリコン基板、２・・・絶縁用酸化膜、３・・
・エピタキシャル膜、４．４ａ・・・酸化膜、５・・・
多結晶シリコン膜抵抗体、６・・・ＣＶＤ酸化膜、７・
・・アルミ電極、８・・・多結晶シリコン膜。
・エピタキシャル膜、４．４ａ・・・酸化膜、５・・・
多結晶シリコン膜抵抗体、６・・・ＣＶＤ酸化膜、７・
・・アルミ電極、８・・・多結晶シリコン膜。
Claims (3)
- （１）シリコン基板上に第１の絶縁膜を介して形成され
た多結晶シリコン膜抵抗体において、前記多結晶シリコ
ン膜抵抗体直下の前記第１の絶縁膜には前記シリコン基
板に到る開口部が設けられ、前記開口部には第２の絶縁
膜を含む多層膜が埋設されていることを特徴とする多結
晶シリコン膜抵抗体。 - （２）前記第２の絶縁膜を上層、エピタキシャル成長膜
を下層にして前記多層膜が構成されることを特徴とする
請求項（１）記載の多結晶シリコン膜抵抗体。 - （３）多結晶シリコン膜を上層、前記第２の絶縁膜を下
層にして前記多層膜が構成されることを特徴とする請求
項（１）記載の多結晶シリコン膜抵抗体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27682689A JP2864569B2 (ja) | 1989-10-23 | 1989-10-23 | 多結晶シリコン膜抵抗体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27682689A JP2864569B2 (ja) | 1989-10-23 | 1989-10-23 | 多結晶シリコン膜抵抗体 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03136363A true JPH03136363A (ja) | 1991-06-11 |
| JP2864569B2 JP2864569B2 (ja) | 1999-03-03 |
Family
ID=17574943
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27682689A Expired - Lifetime JP2864569B2 (ja) | 1989-10-23 | 1989-10-23 | 多結晶シリコン膜抵抗体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2864569B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07176690A (ja) * | 1993-12-17 | 1995-07-14 | Nec Corp | 半導体装置の製造方法 |
| US20130307074A1 (en) * | 2012-05-16 | 2013-11-21 | International Business Machines Corporation | Epitaxial Semiconductor Resistor With Semiconductor Structures On Same Substrate |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3935687B2 (ja) | 2001-06-20 | 2007-06-27 | アルプス電気株式会社 | 薄膜抵抗素子およびその製造方法 |
-
1989
- 1989-10-23 JP JP27682689A patent/JP2864569B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07176690A (ja) * | 1993-12-17 | 1995-07-14 | Nec Corp | 半導体装置の製造方法 |
| US20130307074A1 (en) * | 2012-05-16 | 2013-11-21 | International Business Machines Corporation | Epitaxial Semiconductor Resistor With Semiconductor Structures On Same Substrate |
| US8956938B2 (en) * | 2012-05-16 | 2015-02-17 | International Business Machines Corporation | Epitaxial semiconductor resistor with semiconductor structures on same substrate |
| US20150054081A1 (en) * | 2012-05-16 | 2015-02-26 | International Business Machines Corporation | Epitaxial semiconductor resistor with semiconductor structures on same substrate |
| US9373637B2 (en) | 2012-05-16 | 2016-06-21 | Globalfoundries Inc. | Epitaxial semiconductor resistor with semiconductor structures on same substrate |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2864569B2 (ja) | 1999-03-03 |
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