JPH0513683A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

半導体装置の製造方法

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JPH0513683A
JPH0513683A JP16057991A JP16057991A JPH0513683A JP H0513683 A JPH0513683 A JP H0513683A JP 16057991 A JP16057991 A JP 16057991A JP 16057991 A JP16057991 A JP 16057991A JP H0513683 A JPH0513683 A JP H0513683A
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JP
Japan
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film
poly
wiring
polysilicon
forming
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JP16057991A
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English (en)
Inventor
Takashi Hosaka
俊 保坂
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Seiko Instruments Inc
Original Assignee
Seiko Instruments Inc
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【構成】 高抵抗 Poly-Si膜3を形成した後、高抵抗 P
oly-Si膜の配線を形成すべき領域を絶縁膜4で覆い、絶
縁膜4で覆われていない領域の Poly-Si膜を低抵抗にし
た後に、金属膜5を形成し、絶縁膜上の金属膜を除去
後、配線としてのパターニングを行う。 【効果】 高抵抗 Poly-Siとシリサイド配線とが1つの
連続した配線となるため、工程が簡単になり、かつ構造
が簡単になる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、半導体装置に使用さ
れている多結晶シリコン膜の抵抗の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】半導体装置の抵抗体として多結晶シリコ
ン膜 ( Poly-Si膜)を使用する事が一般に行われてい
る。一方、近年半導体装置の高速化、高集積化に従い、
Poly-Si膜にかわり Poly-Si膜とシリサイド膜との2層
構造を持つポリサイド(Polycide) 膜が使用されるよう
になってきた。配線として使用される Poly-Si膜の抵抗
は最低でも1×10-3Ωcmであり、一方ポリサイド膜
はそれよりも低くなり、1×10-4Ωcmの抵抗を有す
る。しかし、抵抗体として用いるには上記の抵抗よりも
高い値が必要である。例えばSRAMに用いられる抵抗
は1メガ(M)Ω〜1ギガ(G)Ωの抵抗が必要であ
る。他のデバイスでも1×10-3Ωcm以上の抵抗が必
要な場合が多い。特に高い抵抗が必要になる時、ポリサ
イド膜をその抵抗体として用いる時には幅(W)が小さ
く、長さ(L)が長い抵抗となる。例えば10KΩの抵
抗を1×10-4Ωcmのポリサイド膜で作るとすれば、
W=4μm、厚みt=0.1μmとしてL=4000μ
m(4mm)となり非常に長い配線となり、抵抗体の占
める面積が大きくなり、チップ面積の増大となる。 Pol
y-Si膜の場合はそのドーピング量により抵抗率が変化す
るので、1つの配線の中に高抵抗部と低抵抗部を形成で
きる。従って Poly-Siの抵抗体を用いる時、1つのPoly
-Si膜で済むことが多く、抵抗体以外のところも配線や
ゲート電極に使用できた。
【0003】以上の様子を図4に示す。図4に示すよう
に半導体基板21の上に形成された絶縁膜22上に高抵
抗部と低抵抗部が同一の Poly-Si膜23で形成されてお
り、高抵抗部と低抵抗部の接続も全く問題がない。しか
し、ポリサイド膜を使用する時、ポリサイド膜の抵抗率
を任意に制御することはできず、1つの配線の中に低抵
抗部と高抵抗部を一緒に作ることができない。そこで、
例えば図5に示すように半導体基板31の上に絶縁膜3
2を介して配線を2層にして行う方法が取られている。
すなわち、低い抵抗が必要な配線をポリサイド配線34
として、高い抵抗が必要な配線を多結晶シリコン膜36
としている。37はソース、ドレイン35とコンタクト
をとり配線として用いるAl膜である。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】抵抗体を有する半導体
装置では、ポリサイド配線と多結晶シリコン膜抵抗体と
の2層配線となるので、工程数が多くフォトリソグラフ
ィの数が多くなりコストアップとなる。 Poly-Si膜だけ
だったら1層で済むところをポリサイド膜を使用する時
はわざわざ2層にせざるを得ない場合もあり、工程数が
かなり増えると同時にマスク合わせも必要になり、微細
なパターンを形成しにくくなる。また Poly-Si膜とポリ
サイド膜のコンタクトをしっかり取る必要があり、コン
タクト形成に配慮が必要となる。さらに2層配線となる
ために、半導体装置の凹凸度が増加し、その後の配線の
断線や短絡を防止する方法として特別な平坦化方法が必
要となる。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
にこの発明は、金属膜を使用し、金属膜形成時に、1層
目の Poly-Si膜を形成後高抵抗部を形成する領域にシリ
コン酸化膜やシリコン窒化膜などの絶縁膜を形成し、そ
の後、金属膜を積層する。次に高抵抗部の領域に積層し
ているシリサイド膜を除去する。次に配線形成のフォト
リソグラフィを行い配線を形成する。
【0006】
【作用】配線層である金属膜と高い抵抗体である Poly-
Si膜が1つの層で形成されるので工程増も少なく、かつ
連続した1つの配線として使えるのでコンタクトに関す
る問題がなくなり、良好な特性をもつ抵抗体を有する半
導体装置が形成できる。
【0007】
【実施例】本発明の実施例を図1に基づいて説明する。
図1(a)に示すように半導体基板1の上に絶縁膜2を
形成し、その上に多結晶シリコン膜3を積層する。本発
明の構成要素は多結晶シリコン膜3からであり、それま
での構造は種々のものが考えられる。例えば、トランジ
スタを形成した後に本発明を行ってもよい。図1(a)
に示す多結晶シリコン膜( Poly-Si膜)3は一般には不
純物をドーピングしないノンドープの Poly-Si膜である
が、高抵抗体を作成できる程度の不純物を含む Poly-Si
膜であってもよい。
【0008】次に図1(b)に示すように、高抵抗部の
Poly-Si膜を形成するための不純物のドーピングを行
う。この不純物として、リン(P)、砒素(As)ある
いはボロン(B)などが一般に用いられているが、他の
元素または不純物であってもよい。また不純物をドーピ
ングしなくても高抵抗部が作成できるのであればこの不
純物のドーピングは不要である。さらに、この不純物の
ドーピングはウエハ全面に打ち込んで問題ないが、高抵
抗部の領域のみにドーピングしてもよい。このドーピン
グの方法として、イオン注入法と拡散法がある。
【0009】次に図1(c)に示すように絶縁膜4を形
成する。この絶縁膜4はシリコン酸化膜(SiO2 膜)
やシリコン窒化膜(SiN膜)やシリコン酸窒化膜(S
iON膜)等が挙げられる。この絶縁膜4は後の不純物
ドーピングのストッパーの役目と Poly-Si膜とシリサイ
ド膜とを分離する役目がある。次に図1(d)に示すよ
うに高抵抗部となる領域のみ絶縁膜4を残し、他の領域
の絶縁膜4を除去し Poly-Si膜3を露出させる。
【0010】次に図1(e)に示すように低抵抗部の P
oly-Si膜を形成する為に高濃度の不純物のドーピングを
行う。この不純物のドーピングの方法としてイオン注入
法と拡散法がある。不純物元素としてリン(P)、砒素
(As)、アンチモン(Sb)、ボロン(B)などが挙
げられる。ポリサイド膜の場合、電流を流すのに寄与し
ているのは大部分がシリサイド膜であるので、この高濃
度の不純物のドーピングの工程の不純物の量は Poly-Si
膜単独で配線を形成する時よりも少なくてよい。このポ
リサイド膜をゲート電極としても使用する場合、この
(e)の工程における不純物の量の最小限界はトランジ
スタの特性が安定して形成されるところで決定される。
【0011】また、このポリサイド膜を配線層として用
いる場合は、 Poly-Si膜の不純物の濃度を特に上げる必
要はなく、図1(b)の工程で行った高抵抗用の不純物
のドーピングのレベルでも問題ないため、高濃度の不純
物のドーピングの工程をなくすことも可能である。いず
れにしても不純物のドーピングは用いるデバイスによっ
て決められる。ポリサイド膜をゲート電極として使用す
る場合も、トランジスタの特性が安定して形成される最
小限のドーピング量で高抵抗部の Poly-Si膜を形成でき
るならば、この図1(e)の工程を省くことができる。
図1(e)の工程を経て、図1(f)にあるように低抵
抗Poly-Si部と、高抵抗Poly-Si部とが形成される。
【0012】次に図1(g)に示すように金属膜5を形
成する。この金属膜5の材料としてタングステン
(W)、チタン(Ti)、モリブデン(Mo)、白金
(Pt)、コバルト(Co)、パラジウム(Pd)、金
(Au)、銅(Cu)、銀(Ag)等が挙げられる。金
属膜の形成方法として、化学気相成長(CVD)法や物
理気相成長(PVD)法がある。金属膜5を形成した後
に、熱処理を行いシリサイド膜を形成してもよいし、熱
処理を行わなくてもよい。熱処理を行っても絶縁膜4の
上に存在する金属膜5はシリサイド膜にはならない。つ
まり多結晶シリコン膜3と接触している金属膜5が熱処
理により一部または全部シリサイド膜となる。
【0013】次に、図1(h)に示すように高抵抗部の
領域の金属膜5を選択的にエッチング除去する。この金
属膜のエッチング方法として、ドライエッチングとウエ
ットエッチングがある。このエッチングのストッパーと
して絶縁膜4がある。次に、配線層を形成する。この
時、高抵抗部と低抵抗部を別々にパターニングし、それ
ぞれ独立に配線を形成してもよいが、一般にパターニン
グの工程を少なくするために1回のパターニングで高抵
抗部と低抵抗部の配線を同時に形成する。
【0014】従って、金属膜/ Poly-Si膜、金属膜/絶
縁膜/ Poly-Si膜および絶縁膜/Poly-Si膜の3種類の
構造のものを同時にエッチングする。また、このエッチ
ングの工程の前に、金属膜を除去した領域の絶縁膜4を
選択的にエッチング除去しておけば、金属膜/ Poly-Si
膜、金属膜/絶縁膜/ Poly-Si膜及び Poly-Si膜の3種
類の構造のエッチングとなる。一般に、絶縁膜のエッチ
ングは最も困難であるから、工程(e)において高濃度
の不純物ドーピングの時に高抵抗の Poly-Si膜に不純物
がドーピングされない最小限の絶縁膜の厚みと、工程
(h)において、金属膜のエッチングの時のストッパー
となるのに適当な最小限の絶縁膜の厚みとのどちらも満
足する最小限の厚みを有していれば、絶縁膜4の厚みは
薄い方が望ましい。
【0015】次に、図2に示すように熱処理を施すと、
Poly-Si膜と接触している金属膜は一部あるいは全部が
シリサイド膜となる。もちろん、この熱処理はこの後の
種々の工程で取られる熱処理と兼用できる。次に、図3
で平面的にみた本発明の実施例について述べる。図3
(a)は図1(d)で述べた絶縁膜4の領域11を示
す。図3(b)は、図1(h)でのパターン形成後の平
面形状である。図3(b)に示すように金属膜/ Poly-
Si膜配線13と Poly-Si抵抗体の配線14は連続して
つながっている。
【0016】以上のようにして形成された Poly-Si膜の
抵抗体は金属膜/ Poly-Si膜配線と連続して形成される
ので精度の高い抵抗体となる。尚、図1(h)の金属膜
を除去する工程は、熱処理を施した後に行ってもよい。
この時、 Poly-Si膜を接触する金属膜はシリサイド化
し、絶縁膜の上にある金属膜は金属膜のままであるの
で、金属膜をエッチングし、シリサイド膜をエッチング
しないエッチング液を用いて、金属膜のみをエッチング
することができる。この後、シリサイド膜及び Poly-Si
膜をエッチングする。
【0017】
【発明の効果】この発明は、以上説明したように、金属
膜/ Poly-Si膜と高抵抗 Poly-Si配線が1つの連続した
配線となるので、従来の2層配線構造をとらなくても1
層構造で高抵抗 Poly-Si配線と金属膜/ Poly-Si膜配線
が形成できる。また微細な配線パターンも形成できるの
で、精度の高い Poly-Si抵抗体が形成される。また金属
膜を使用しているので、配線抵抗を小さくできるという
効果もある。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a)〜(h)はこの発明の半導体装置の製造
方法の工程順を示す断面図である。
【図2】この発明の半導体装置の出来上がりを示す断面
図である。
【図3】(a)(b)はこの発明の半導体装置の製造方
法の工程順を示す平面図である。
【図4】従来の高抵抗部と低抵抗配線を有する Poly-Si
配線を示す断面図である。
【図5】従来の金属膜/ Poly-Si膜層と高抵抗の Poly-
Si抵抗体の2層配線からなる半導体装置の断面図であ
る。
【符号の説明】
1 半導体基板 2 絶縁膜 3 Poly-Si膜 3′高濃度にドーピングされた Poly-Si膜 4 絶縁膜 5 金属膜

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 【請求項1】 多結晶シリコン膜の抵抗体を有する半導
    体装置において、多結晶シリコン膜を形成する工程と、
    前記多結晶シリコン膜に不純物をドーピングして高抵抗
    の多結晶シリコン膜を形成する工程と、将来高抵抗配線
    となる多結晶シリコン膜の領域を絶縁膜で覆う工程と、
    前記絶縁膜で覆われた領域以外の多結晶シリコン膜にさ
    らに不純物をドーピングして低い抵抗の多結晶シリコン
    膜を形成する工程と、金属膜を形成する工程と、将来高
    抵抗配線となる多結晶シリコン膜の領域の上の金属膜を
    選択的に除去する工程と、配線パターンを形成する工程
    とを含む事を特徴とする半導体装置の製造方法。
JP16057991A 1991-07-01 1991-07-01 半導体装置の製造方法 Pending JPH0513683A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10751836B2 (en) 2015-05-04 2020-08-25 Trumpf Werkzeugmaschinen Gmbh + Co. Kg Gas nozzle having a displaceable valve sleeve

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JPS5372483A (en) * 1976-12-09 1978-06-27 Matsushita Electric Ind Co Ltd Semiconductor device and its manufacture
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