JPH0454979B2 - - Google Patents

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JPH0454979B2
JPH0454979B2 JP58085280A JP8528083A JPH0454979B2 JP H0454979 B2 JPH0454979 B2 JP H0454979B2 JP 58085280 A JP58085280 A JP 58085280A JP 8528083 A JP8528083 A JP 8528083A JP H0454979 B2 JPH0454979 B2 JP H0454979B2
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resistor
polysilicon layer
electrode
forming
layer
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Yasutaka Yamaguchi
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Nippon Electric Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は半導体装置の製造方法に関し、特に半
導体基板上に形成される抵抗体の製造方法に関す
る。
通常、抵抗R及びシート抵抗Rsは抵抗体の幅
W、抵抗体の長さL、抵抗体の厚さt比抵抗ρに
よつて決定され次式で表わされる。
R=L/W・t・ρ ……(1) Rs=ρ/t ……(2) (1)、(2)式よりわかるように高抵抗を形成する手
段としては次の3つの方法がある。
まず第1の方法は抵抗体の幅W、長さLを設計
パターンから調整する事である、ここで抵抗体の
幅Wはフオトレジスト工程の解像度下限まで小さ
くできるが、下限に近い設計を行うと、製造のば
らつきが大きくなり、安定した抵抗値を有する抵
抗体が得られないこと及び、抵抗体の長さLを大
きくして高抵抗を形成すると、集積度が上らない
という欠点もある。
第2の方法は抵抗体の比抵抗ρを上げる事であ
る。しかしながら半導体装置で通常使用される抵
抗層は他の部分でトンネル配線、一般配線、ゲー
ト電極等として使用されており、これらの使用目
的からは、できるだけ比抵抗を下げる事が望まし
い。従つて、抵抗体自身の比抵抗を上げる為に
は、新らたに製造プロセスを追加し、抵抗体用の
抵抗層をつくる必要がある。しかしながら製造プ
ロセス工程の追加はコストの上昇をまねくと共に
欠陥を生じやすくなり、歩留が下がるという欠点
がある。
第3の方法として抵抗体の厚さtを薄くする事
によつても高抵抗体は形成できるが、第2の方法
と同様に、特別に薄い抵抗層をつくる必要がある
ため第2の方法と同様の欠点がある。又、第3の
方法では、電極引き出し用に抵抗層上部に形成さ
れた層間絶縁膜の開孔を行う時に抵抗層までエツ
チングされる。このため抵抗層の厚さを薄くする
には限度があり、従来この方法は採用されていな
い。
次に抵抗体の長さLを大きくして高抵抗体を
MISFETと共に製造する従来の半導体装置の製
造方法について図面を用いて説明する。
第1図a〜eは抵抗体とMISFETとを含む従
来の半導体装置の製造工程における断面図であ
る。
第1図aに示すように、公知のNチヤンネル
MISFETの製造の場合と同様にP型半導体基板
1上に素子分離の酸化膜2を成長させたのち、第
1ゲート絶縁膜3を形成する。次に素子形成領域
にしきい値コントロールのP型不純物、例えばホ
ウ素のイオン注入を行つたのち、第1のポリシリ
コン層4を成長させ、ホトレジスト5を被着しパ
ターニングを行う。
次に第1のポリシリコン層をエツチングし、抵
抗体41及び第1ゲート電極42を形成する。そ
してN型不純物をイオン注入してソース・ドレイ
ン領域6を形成し、第2ゲート絶縁膜7を成長さ
せる。更に埋込コンタクト部8の第1及び第2ゲ
ート絶縁膜を除去する〔第1図b〕。
次に第2ゲート電極となるN型の第2のポリシ
リコン層9を形成し、ホトレジスト5を被着しパ
ターニングする〔第1図c〕。
次に第2のポリシリコン層9をエツチングし第
2ゲート電極91及び引出し電極92を形成した
のち、その上部に絶縁膜10を成長させ所定の開
孔部11を形成する〔第1図d〕。
次にAlを被着しパターニングすることによつ
て電極12を形成し、抵抗と書き替え可能な
ROM(以下EPROMと記す)を含む半導体装置が
完成する〔第1図e〕。
第1図aで形成する第1のポリシリコン層4の
シート抵抗Rsは150〜50Ω/□程度であり、高抵
抗を形成する目的で第1のポリシリコン層4の不
純物濃度を下げRsを大きくすると、第1ゲート
電極42(フローテイングゲート)上に形成され
る第2ゲート絶縁膜7の耐圧が低下する現象が生
ずるため単にRsを高くするのに不純物濃度を下
げる事は好ましくない。
又第1のポリシリコン層4の厚さを薄くする事
でRsを上げる方法はEPROM素子には何ら問題は
ないが、第1図dにおいて、抵抗体41上部に被
着される絶縁膜10に開孔部11を設ける時に抵
抗体である第1のポリシリコン層も一部エツチン
グされ、抵抗体41がなくなつてしまう場合があ
る。この第1のポリシリコンがエツチングされる
現象は最近、素子の微細化が要求され開孔部のエ
ツチング装置として異方性エツチングが可能な反
応性イオンエツチング装置が使用されてから発生
するようになつた。これは絶縁膜と、ポリシリコ
ンの選択エツチング比が低いことに起因してい
る。このように、第1のポリシリコン層を薄くし
て高抵抗を形成する方法は開孔部形成時にポリシ
リコン層がなくなり電極の引出しができなくなる
という欠点がある。
上記理由から従来高抵抗を形成するには、抵抗
体の幅Wに対する長さLの割合を大きくとる方法
が用いられてきているが、集積度が低く、抵抗値
のばらつきが大きいという欠点があつた。
本発明の目的は、上記欠点を除去し、製造工程
を増すことなく薄い抵抗体を形成し、抵抗体の電
極引出し部のみ抵抗層を厚くした抵抗体を有する
半導体装置の製造方法を提供することにある。
本発明の半導体装置の製造方法は、半導体基板
上に酸化膜を形成したのち第1のポリシリコン層
を形成する工程と、前記第1のポリシリコン層を
パターニングMISトランジスタの第1の電極と抵
抗体層とを同時に形成する工程と、前記第1の電
極上に酸化膜を形成したのち全面に第2のポリシ
リコン層を形成する工程と、前記第2のポリシリ
コン層をパターニングし前記第1の電極上の酸化
膜上にMISトランジスタの第2の電極を形成し、
かつ前記抵抗層の両端部に導電層を形成すると共
に所望の抵抗値が得られように前記抵抗体層の抵
抗領域をエツチングする工程とを含んで構成され
る。
次に本発明の実施例について図面を用いて詳細
に説明する。
第2図a〜eは本発明に関連する技術を説明す
るための製造工程における半導体チツプの断面図
である。製造工程は第1図a〜eのMISFET製
造の場合とほぼ同一である。
まず、P型半導体基板1上に素子分離の酸化膜
2を成長させたのち、第1ゲート絶縁膜3を形成
する。次に素子形成領域にしきい値コントロール
のイオン注入を行つたのち、厚さ500〜5000Åの
第1のポリシリコン層4を成長させホトレジスト
5を被着しパターニングを行なう〔第2図a〕。
次に第1のポリシリコン層4をエツチングし抵
抗体41及び第1のゲート電極42を形成したの
ちN型不純物をイオン注入しソース・ドレイン領
域6を形成する。更に第2ゲート絶縁膜7を形成
したのち埋込コンタクト部8の第1及び第2ゲー
ト絶縁膜及び抵抗体41上の第2のゲート絶縁膜
7を除去する〔第2図b〕。
次に厚さ4000〜8000ÅのN型の第2のポリシリ
コン層9を形成しホトレジスト5を被着しパター
ニングする〔第2図c〕。
次に第2のポリシリコン層9をエツチングし、
第2ゲート電極91、引出し電極92及び抵抗引
出し電極93,93′を形成する。続いて絶縁膜
10を成長させたのちホトレジスト5を被着し、
パターニング後開孔部11を形成する〔第2図
d〕。
次にAlを被着しパターニングすることにより
電極12を形成し抵抗とEPROMを含む半導体装
置が完成する〔第2図e〕。
このようにして形成された半導体装置は、第1
図eの従来の半導体装置に比べ抵抗引出し電極9
3,93′が余分に形成されている。しかしなが
ら、抵抗引出し電極93,93′は第2のポリシ
リコン層9をエツチングし、第2のゲート電極9
1及び引出し電極92と同時に形成できるので特
別の工程を追加する必要はない。また、高抵抗体
を得るために第1のポリシリコン層を薄く形成し
て抵抗体41も形成しても、開孔部11を形成す
る部分には抵抗引出し電極93,93′が形成さ
れているため抵抗体がエツチングされてなくなる
恐れはない。
第3図a,bは本発明の一実施例を説明するた
めの半導体チツプの平面図及びA−A′断面図で
ある。なお第3図aにおいては構造を明確にする
ために絶縁膜を省略してある。
第1のポリシリコン層により形成される抵抗体
41′が抵抗引出し電極93,93′のない部分で
薄く形成されていることを除き第2図に示した関
連技術と同一である。このような構造の抵抗体は
例えば、第1のポリシリコン層を他の部分で低抵
抗層として使用するため厚く形成しなければなら
ない時に、第1のポリシリコン層を厚く形成して
抵抗体を形成したのち、第2図c,dに示す製造
工程において第2のポリシリコン層9をエツチン
グする際に、エツチング時間を長くして抵抗体4
1の抵抗領域を所望の抵抗値が得られるようにエ
ツチングすることにより形成することができる。
このようにして第1のポリシリコン層の膜厚を調
整できるので抵抗体のシート抵抗Rsを自由にコ
ントロールする事ができる。このポリシリコン層
のエツチングに際して反応性イオンエツチング装
置を使用すれば、半導体基板面に対して垂直方向
しかエツチングが進まず、従つてパターン幅の寸
法を変化させることなく抵抗体となるポリシリコ
ン層の厚さのみを調整できる。
上記したように本実施例によつて形成される抵
抗は従来の製造工程に何ら特別な工程を追加する
事なく、集積度が高く、歩留が良く、従つて製造
コストを安く作ることができる。又、薄いポリシ
リコンの抵抗体電極部で発生していた断線不良を
生じる事もなくなり、信頼性の高い半導体装置を
製造する事が可能である。上記実施例としてはN
チヤンネルEPROMに関して説明をしたが2層以
上の導電体を有するNチヤンネル及びPチヤンネ
ル相補型の半導体装置に対しても適用可能であ
る。
以上詳細に説明したように、本発明によれば、
製造工程を追加することなく、抵抗値の高い抵抗
体を有する、集積度の向上した半導体装置の製造
方法が得られるのでその効果は大きい。
【図面の簡単な説明】
第1図a〜eは従来のEPROMを含む
MISFETの製造工程における半導体チツプの断
面図、第2図a〜eは本発明の関連技術を説明す
るための製造工程における半導体チツプの断面
図、第3図a,bは本発明の一実施例を説明する
ための半導体チツプの平面図及び断面図である。 1……P型半導体基板、2……酸化膜、3……
第1ゲート絶縁膜、4……第1のポリシリコン
層、5……ホトレジスト、6……ソース・ドレイ
ン領域、7……第2ゲート絶縁膜、8……埋込コ
ンタクト部、9……第2のポリシリコン層、10
……絶縁膜、11……開孔部、12……電極、4
1,41′……抵抗体、42……第1ゲート電極、
91……第2ゲート電極、92……引出し電極、
93,93′……抵抗引出し電極。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 半導体基板上に酸化膜を形成したのち第1の
    ポリシリコン層を形成する工程と、前記第1のポ
    リシリコン層をパターニングしMISトランジスタ
    の第1の電極と抵抗体層とを同時に形成する工程
    と、前記第1の電極上に酸化膜を形成したのち全
    面に第2のポリシリコン層を形成する工程と、前
    記第2のポリシリコン層をパターニングし前記第
    1の電極上の酸化膜上にMISトランジスタの第2
    の電極を形成し、かつ前記抵抗層の両端部に導電
    層を形成すると共に所望の抵抗値が得られるよう
    に前記抵抗体層の抵抗領域をエツチングする工程
    とを含むことを特徴とする半導体装置の製造方
    法。
JP58085280A 1983-05-16 1983-05-16 半導体装置の製造方法 Granted JPS59210658A (ja)

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