JPH0370170A - 半導体素子の形成方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は、高抵抗素子としての高抵抗ポリシリコン上
にその後の処理過程におけるＨ基等の高抵抗ポリシリコ
ンへの侵入を防ぐ窒化膜を形成させた構造において、よ
り安定した高抵抗素子を形成できるようにした半導体素
子の形成方法に関するものである。

（従来の技術） 第２図は、従来の半導体素子の形成方法により得られる
高抵抗素子の構造の最終工程の断面図である。この第２
図に示すように、従来の高抵抗素子の構造としては、ま
ずＳｔ基Ｆｉｌ上に絶縁Ｍ２を既知のＳｉと０．との酸
化反応、またはＣＶＤ法により１００〜５００人形成す
る。

次いで、ＣＶＤ法を用いて５ｉｎ４の熱分解反応により
、ポリシリコン３を１５００〜４０００人形威する。

次に、形成にリンを熱拡散により５Ｘ１Ｇ”〜６Ｘ　１
０”　Ｅ　２０　ｔｏｎｓ　／　ｃｊ拡散させ、第１層
目＋７）　ホ１７シリコン３のシート抵抗（１を１０〜
４０Ω１０に下げる。そして、公知のホトリソ・エツチ
ング技術を用いて所望のパターンを得る。

その後、Ｓｔと０！との酸化反応またはＣＶＤ法により
絶縁膜４を１０００〜３０００人形成する。

続いて、第１層目のポリシリコン３と第２層目のポリシ
リコン５を電気的に接続するためのコンタクトホール６
を、第１層目のポリシリコン３上の絶縁膜４に公知のホ
トリソ・エツチング技術を用いて形成する。

その後、高抵抗素子となる第２層目のポリシリコン５を
ＣＶＤ法により、３００〜３０００人形成する。

この第２層目のポリシリコン５にイオン注入法により、
リンをＯ〜Ｉ　Ｅ　１９　ｔｏｎｓ／ｃｄ打ち込み、所
望の抵抗値を得る。そして、公知のホトリソ・エツチン
グ技術を用いて、所望のパターンを形成する。

続いて、ＣＶＤ法を用いて絶縁Ｍ７を４０００〜８００
０人程度の厚さに全面に形威し、その後、金属配線８と
電気的接続を得るためのコンタクトホール９を、公知の
ホトリソ・エツチング技術を用いて、第１層目のポリシ
リコン３上の絶縁膜７と絶縁膜４に形成する。

続いて、金属配線８を形威し、第１層目のポリシリコン
３と金属配、１Ｂおよび外部入力と電気的接続を得る。

その後、素子の最終保３１　ＩＩとして耐湿性に優れて
いるプラズマ窒化膜１０を既知のプラズマＣＶＤ法で生
成する。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、上記従来の半導体素子の形成方法により
、半導体素子の最終保護膜としてプラズマ窒化膜１０を
用いると、プラズマ窒化膜ＩＯ中に残留している未反応
の水素１１　（Ｎ−Ｈ，Ｓ−Ｈという形態で膜中に残留
している）が、絶縁膜７を通過して高抵抗素子となる第
２層目のポリシリコン５中に侵入する。

ポリシリコン５中に水素１１が侵入すると、ポリシリコ
ン５の抵抗値が下がり、目標となる高抵抗を得ることが
できなくなるばかりではなく、抵抗値のバラツキも大き
いものとなる。

以上のように、最終保！！膜としてのプラズマ窒化膜ｌ
Ｏは、耐湿性の面では優れているが、下層に高抵抗素子
を形威している場合は、その抵抗値を下げてしまう要因
となる。

この発明は、前記従来技術がもっている問題点のうち、
プラズマ窒化膜中の残留水素が絶縁膜を通過してポリシ
リコン中に侵入して、このポリシリコンの抵抗値を低下
させる点について解決した半導体素子の形成方法を提供
するものである。

（課題を解決するための手段） この発明は前記問題点を解決するために、半導体素子の
形成方法において、高抵抗素子上に薄い絶縁膜を形成す
る工程を導入したものである。

（作　用） この発明によれば、半導体素子の形成方法において、以
上のような工程を導入したので、高抵抗素子上の薄い絶
縁膜により、最終保護膜であるプラズマ窒化膜からの残
留水素の高抵抗素子への侵入を抑える。したがって、前
記問題点を除去できる。

（実施例） 以下、この発明の半導体素子の形成方法の実施例につい
て図面に基づき説明する。第１図はこの発明の形成方法
によって得られた半導体素子の構造を示す断面図である
。

この第１図において、第２層目のポリシリコン２５を形
成するまでの工程は第２図で述べた従来の場合と同様で
ある。

すなわち、Ｓｉ基板２１上に既知のＳＬとＯ！との酸化
反応、またはＣＶＤ法により絶縁［２２の形成後、ＣＶ
Ｄ法を用いて、ＳｉＨ，の熱分解反応により、第１層目
のポリシリコン２３を形成する。

次いで、全面にリンを熱拡散により拡散させ、第１ＩＩ
目のポリシリコン２３のシート抵抗値を下げるとともに
、公知のホトリソ・エツチング技術により、所望のパタ
ーンを形成する。

次いで、Ｓｔと０８との酸化反応またはＣＶＤ法により
、絶縁膜２４を形成し、この絶縁膜２４において、第１
層目のポリシリコン２３上にコンタクトホール２６を公
知のホトリソ技術を用いて形成し、しかる後に、第２層
目のポリシリコン２５をＣＶＤ法により形威し、第ｔ層
目のポリシリコン２３と第２層目のポリシリコン２５と
を電気的に接続する。

以上までの工程は第２図により説明したものと同様であ
る。なお、各層の膜厚は第２図と同様であり、その記載
を省略する。

このように、第１図は、この発明における素子構造を示
したものである。まず従来の方法によって高抵抗素子と
なる第２層目のポリシリコン２５をＣＶＤ法により３０
０〜３０００人形成した後、この第２層目のポリシリコ
ン２５にイオン注入法により、リンをＯからＩ　Ｅ　１
９１ｏｎｓ／　ｃａ打ち込み、所望の抵抗値を得る。

次いで、公知のホトリソ・エツチング技術を用いて、所
望のパターンを形成する。その後、高抵抗素子となる第
２層目のポリシリコン２５上に既知のＣＶＤ法により酸
化Ｉ！２７を３００”Ｃ〜５００℃の温度で１００〜５
００Å生成させる。

次いで、この酸化膜２７上に既知の減圧ＣＶＤ法により
窒化膜２８を４００〜１０００℃の温度で１００〜５０
０人生威させる。

生成て、既知のＣＶＤ法を用いて、絶縁膜２９を４００
０〜８０００人形威し、その後、金属配ｔＩＡ３０と電
気的接続を得るためのコンタクトホール３１を公知のホ
トリソ・エツチング技術を用いて第１層目のポリシリコ
ン２３上において、絶縁ＩＰ１２４、酸化Ｍｇ２、窒化
膜２８、絶縁膜２９に形成し、続いて金属配線３０を形
成し、外部入力と電気的接続を得る。

その後、素子の最終保護膜として既知のプラズマＣＶＤ
法によりプラズマ窒化膜３２を形成する。

減圧ＣＶＤ法で生成させた窒化膜２８は膜中水素濃度が
低く、かつ緻密で、耐湿性にも優れているので、上記方
法で、高抵抗素子としての第２層目のポリシリコン２５
と最終保護膜であるプラズマ窒化膜３２との間に、減圧
ＣＶＤ法で窒化膜２８を生成させると、この窒化８２Ｂ
が上層のプラズマ窒化膜３２からの水素の侵入を防ぐ役
割を果たす、これにより、高抵抗素子としての第２層目
のポリシリコン２５は水素の影響を受けずに安定した高
抵抗を保てる。

なお、上記実施例では、高抵抗素子としての、第２層目
のポリシリコン２５上にＣＶＤ法により得られた酸化膜
２７とＣＶＤ法により形成した窒化膜２８上にＣＶＤ法
により絶縁膜２９を形成したが、特にこれらの酸化膜２
７および絶縁膜２９を設けなくても、減圧ＣＶＤ法で形
成した窒化膜２８のみでも、この上に形成されるプラズ
マ窒化膜３２からの第２層目のポリシリコン２５への水
素の侵入を防ぐ役割を果たす。

（発明の効果） 以上、詳細に説明したように、この発明によれば、高抵
抗素子としての第２層目のポリシリコンと最終保護膜で
あるプラズマ窒化膜との間に少なくとも減圧ＣＶＤ法で
生成させた窒化膜を形成することにより、高抵抗素子と
しての第２層ポリシリコンは最終保護膜であるプラズマ
窒化膜中の残留水素の影響を受けず、安定した高抵抗を
得ることができ、抵抗値の制御性が向上する。

【図面の簡単な説明】

第り図はこの発明の半導体素子の形成方法の一実施例に
よって得られた高抵抗素子を有する半導体素子の断面図
、第２図は従来の半導体素子の形成方法により得られた
高抵抗素子を有する半導体素子の断面図である。 ２１・・・Ｓｉ基板、２２，２４．２９・・・絶縁膜、
２３・・・第１層目のポリシリコン、２５・・・第２層
目のポリシリコン、２７・・・酸化膜、２日・・・窒化
膜、３０・・・金属配線、３２・・・プラズマ窒化膜。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （ａ）Ｓｉ基板上に絶縁膜を介して所定の抵抗値を有す
   る第１層目のポリシリコンを形成してパターン化する工
   程と、 （ｂ）上記Ｓｉ基板上に絶縁膜を介して、高抵抗素子と
   しての第２層目のポリシリコンを上記第１層目のポリシ
   リコンと電気的に接続するように形成する工程と、 （ｃ）上記第２層目のポリシリコン上に少なくとも減圧
   ＣＶＤ法により窒化膜を生成させた後にプラズマ窒化膜
   を形成する工程と、 よりなる半導体素子の形成方法。