JPH0579184B2 - - Google Patents

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JPH0579184B2
JPH0579184B2 JP20017787A JP20017787A JPH0579184B2 JP H0579184 B2 JPH0579184 B2 JP H0579184B2 JP 20017787 A JP20017787 A JP 20017787A JP 20017787 A JP20017787 A JP 20017787A JP H0579184 B2 JPH0579184 B2 JP H0579184B2
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JP
Japan
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polycrystalline silicon
film
silicon film
hydrogen
plasma
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Fumihiko Goto
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Nippon Electric Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、集積回路の製造方法に関し、特に多
結晶シリコン抵抗素子の製造方法に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a method of manufacturing an integrated circuit, and more particularly to a method of manufacturing a polycrystalline silicon resistive element.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来、この種の製造方法は、多結晶シリコン膜
を成長させる工程、抵抗値を決定する為の不純物
を導入する工程、多結晶シリコン膜を所定形状に
パターニングする工程、層間絶縁膜を成長する工
程、配線引出しの為のコンタクト孔を層間絶縁膜
に形成する工程、配線金属を成長し、パターニン
グする工程、表面保護膜を成長する工程とから成
つていた。
Conventionally, this type of manufacturing method has included a step of growing a polycrystalline silicon film, a step of introducing impurities to determine the resistance value, a step of patterning the polycrystalline silicon film into a predetermined shape, and a step of growing an interlayer insulating film. The method consisted of the steps of forming contact holes in the interlayer insulating film for drawing out the wiring, growing and patterning the wiring metal, and growing a surface protection film.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

上述した従来の集積回路の製造方法において、
表面保護膜には、プラズマCVD法によるSiN膜
(以下、プラズマ堆積SiN膜と記す)が用いられ
ている。これは、プラズマ堆積SiN膜の耐湿性の
良さ、アルカリイオンのブロツキング効果、機械
的強度が優れている等の理由による。しかし、プ
ラズマ堆積SiN膜は10〜40原子数パーセント
(a/o)の水素を含む為、この水素が多結晶シ
リコン膜中に拡散することが知られている。この
水素が、多結晶シリコン膜中のシリコンのダング
リングボンド(不対結合手)をパツシベートする
為に、伝導度が上昇し、抵抗値が、設計値よりも
下がつてしまうという欠点がある。
In the conventional integrated circuit manufacturing method described above,
As the surface protection film, an SiN film produced by plasma CVD method (hereinafter referred to as plasma deposited SiN film) is used. This is due to the excellent moisture resistance, alkali ion blocking effect, and mechanical strength of the plasma deposited SiN film. However, since plasma deposited SiN films contain 10 to 40 atomic percent (a/o) hydrogen, it is known that this hydrogen diffuses into the polycrystalline silicon film. Since this hydrogen passivates the dangling bonds of silicon in the polycrystalline silicon film, the conductivity increases and the resistance value becomes lower than the designed value.

この欠点を解決する方法として、例えば、多結
晶シリコン抵抗素子上を、減圧CVD法で形成し
たSi3N4膜で被覆し、拡散してくる水素を、緻密
なSi3N4膜でブロツクしようとするものがある。
但し、この方法でもSi3N4膜の成長、そのパター
ニングと工程が長くなるという欠点がある。ま
た、そのブロツキング効果も効果はあるが、完全
ではないという欠点がある。
One way to solve this problem is to cover the polycrystalline silicon resistance element with a Si 3 N 4 film formed by low-pressure CVD, and block the diffused hydrogen with the dense Si 3 N 4 film. There is something that says.
However, this method also has the disadvantage that the growth and patterning of the Si 3 N 4 film and its patterning process are lengthy. Also, although the blocking effect is effective, it has the drawback that it is not perfect.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

本発明による集積回路の製造方法は、多結晶シ
リコン膜を形成後プラズマCVD法で窒化シリコ
ン膜を形成し熱処理を行なうか又は水素を含むプ
ラズマ雰囲気にさらして水素を拡散させて前記多
結晶シリコン膜中のシリコンのダングリングボン
ドを飽和させる工程と、所定の不純物を導入して
多結晶シリコン抵抗素子を形成する工程とを含む
ものである。
In the method for manufacturing an integrated circuit according to the present invention, after forming a polycrystalline silicon film, a silicon nitride film is formed by a plasma CVD method and heat treatment is performed, or the polycrystalline silicon film is exposed to a plasma atmosphere containing hydrogen to diffuse hydrogen. This process includes a step of saturating the dangling bonds of silicon in the silicon, and a step of introducing a predetermined impurity to form a polycrystalline silicon resistance element.

〔実施例〕〔Example〕

次に、本発明の実施例について図面を参照して
説明する。
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

第1図a〜eは本発明の第1の実施例を説明す
るための工程順に配置した半導体チツプの断面図
である。
1A to 1E are cross-sectional views of semiconductor chips arranged in the order of steps for explaining a first embodiment of the present invention.

まず、第1図aに示す様に、通常の製造方法に
より、MOS FETを、形成した後、抵抗を形成
する為の多結晶シリコン膜3を減圧CVD法によ
り、200〜600nmの厚さで成長する。次に、第1
図bに示すように、混合ガスSiH4+NH3あるい
はSiH4+N2を用いてプラズマ堆積SiN膜6を100
〜500nmの厚さで成長し、300〜700℃、N2雰囲
気で30分〜3時間の熱処理を行い、多結晶シリコ
ン膜3の中へ水素を拡散される。次に第1図cに
示すように、弗酸を主成分とする溶液で、プラズ
マ堆積SiN膜6を除去し、その後、31P+を、30〜
150kev、1×1013〜5×1014cm-2の条件で、注入
し、抵抗値を決定する不純物を導入する。次に、
第7図dに示すように、ホトリソグラフイー技術
により、多結晶シリコン膜3を所定形状にパター
ニングした後、常圧CVD法により、0.5〜1.5μm
の厚さのリンケイ酸ガラス(PSG)を、層間絶
縁膜8として成長する。PSGフローを行い、下
地の段差を平滑化した後、ホトリソグラフイー技
術を用いて、コンタクト孔9を、開口する。次
に、第1図dに示すように、0.5〜1.0μmの厚さ
のAl膜をスパツタ法で形成し、ホトリソグラフ
イー技術を用いてパターニングを行ない電極配線
10,11を設けて抵抗素子12を形成する。表
面保護膜13として、プラズマ堆積SiN膜を0.1
〜0.5μmの厚さで成長し、ホトリソグラフイー技
術により、ボンデイングパツド(図示せず)を開
口する。
First, as shown in Figure 1a, a MOS FET is formed using a normal manufacturing method, and then a polycrystalline silicon film 3 for forming a resistor is grown to a thickness of 200 to 600 nm using a low pressure CVD method. do. Next, the first
As shown in FIG .
The polycrystalline silicon film 3 is grown to a thickness of ~500 nm, and heat treated at 300~700°C in an N2 atmosphere for 30 minutes~3 hours to diffuse hydrogen into the polycrystalline silicon film 3. Next, as shown in FIG.
Implantation is performed under the conditions of 150keV and 1×10 13 to 5×10 14 cm −2 to introduce impurities that determine the resistance value. next,
As shown in FIG. 7d, the polycrystalline silicon film 3 is patterned into a predetermined shape by photolithography, and then patterned to a thickness of 0.5 to 1.5 μm by atmospheric pressure CVD.
Phosphorsilicate glass (PSG) with a thickness of After performing a PSG flow to smooth the level difference in the base, a contact hole 9 is opened using photolithography technology. Next, as shown in FIG. 1d, an Al film with a thickness of 0.5 to 1.0 μm is formed by a sputtering method, and patterned using photolithography to provide electrode wirings 10 and 11 and resistive elements 12. form. As the surface protection film 13, a plasma-deposited SiN film is used at 0.1
A bonding pad (not shown) is grown using photolithographic techniques.

プラズマ堆積SiN膜6中の水素が熱処理により
多結晶シリコン膜3中に拡散しダングリングボン
ドを飽和させるので、表面保護膜13中の水素は
抵抗素子12の抵抗値に影響を与えることはな
い。
Hydrogen in the plasma-deposited SiN film 6 diffuses into the polycrystalline silicon film 3 by heat treatment and saturates the dangling bonds, so the hydrogen in the surface protection film 13 does not affect the resistance value of the resistance element 12.

第2図は本発明の第2の実施例を説明するため
のプラズマ反応装置の概略図である。
FIG. 2 is a schematic diagram of a plasma reactor for explaining a second embodiment of the present invention.

この実施例は、前出の第1の実施例と、多結晶
シリコン膜中への水素の導入方法が異なるのみ
で、その他の工程は全て同一である。多結晶シリ
コン膜中へ水素を導入するには、多結晶シリコン
膜を成長した後、基板温度を300〜400℃にして、
NH3プラズマ中にさらせばよい。
This embodiment differs from the first embodiment described above only in the method of introducing hydrogen into the polycrystalline silicon film, and all other steps are the same. To introduce hydrogen into a polycrystalline silicon film, after growing the polycrystalline silicon film, raise the substrate temperature to 300 to 400°C.
Just expose it to NH 3 plasma.

この実施例では、熱処理を格別必要としないの
で工程が簡略となる利点がある。
This embodiment has the advantage of simplifying the process since no special heat treatment is required.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上説明したように本発明は、多結晶シリコン
膜にあらかじめ、水素を導入し、多結晶シリコン
膜中のシリコンのダングリングボンドを飽和させ
ておき、その後、抵抗値を決定するイオン注入を
行なつて抵抗素子を形成することにより、表面保
護膜としてプラズマ堆積SiN膜を用いた場合にお
いても、抵抗値の変動(低下)あるいはばらつき
を、小さく押え、集積回路の特性及び信頼性を改
善できる効果がある。
As explained above, the present invention introduces hydrogen into a polycrystalline silicon film in advance to saturate the silicon dangling bonds in the polycrystalline silicon film, and then performs ion implantation to determine the resistance value. By forming a resistive element using a plasma-deposited SiN film as a surface protection film, it is possible to suppress fluctuations (decrease) or variations in resistance to a small level, thereby improving the characteristics and reliability of integrated circuits. be.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図a〜eは、本発明の第1の実施例を説明
するための工程順に配置した半導体チツプの断面
図、第2図は本発明の第2の実施例を説明するた
めのプラズマ反応装置の概略図である。 1……p型シリコン基板、2……シリコン酸化
膜、3……多結晶シリコン膜、4……ゲート電
極、5a……ソース領域、5b……ドレイン領
域、6……プラズマ堆積SiN膜、7……31P+、8
……層間絶縁膜、9……コンタクト孔、10,1
1……電極配線、12……抵抗素子、13……表
面保護膜、14……プラズマ反応装置、15,1
6……電極。
1A to 1E are cross-sectional views of a semiconductor chip arranged in the order of steps for explaining a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a diagram showing a plasma reaction for explaining a second embodiment of the present invention. FIG. 2 is a schematic diagram of the device. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... P-type silicon substrate, 2... Silicon oxide film, 3... Polycrystalline silicon film, 4... Gate electrode, 5a... Source region, 5b... Drain region, 6... Plasma deposited SiN film, 7 …… 31 P + , 8
...Interlayer insulating film, 9...Contact hole, 10,1
1... Electrode wiring, 12... Resistance element, 13... Surface protective film, 14... Plasma reaction device, 15, 1
6... Electrode.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 多結晶シリコン膜を形成する工程と、前記多
結晶シリコン膜上にプラズマCVD法で窒化シリ
コン膜を形成し熱処理を行なつて前記多結晶シリ
コン膜に前記窒化シリコン膜から水素を拡散させ
るか又は前記多結晶シリコン膜を水素を含むプラ
ズマ雰囲気にさらして前記多結晶シリコン膜に水
素を拡散させ、前記多結晶シリコン膜中のシリコ
ンのダングリングボンドを飽和させる工程と、前
記多結晶シリコン膜に所定の不純物を導入して多
結晶シリコン抵抗素子を形成する工程とを含むこ
とを特徴とする集積回路の製造方法。
1. A step of forming a polycrystalline silicon film, and forming a silicon nitride film on the polycrystalline silicon film by a plasma CVD method and performing heat treatment to diffuse hydrogen from the silicon nitride film into the polycrystalline silicon film, or a step of exposing the polycrystalline silicon film to a plasma atmosphere containing hydrogen to diffuse hydrogen into the polycrystalline silicon film to saturate silicon dangling bonds in the polycrystalline silicon film; and forming a polycrystalline silicon resistance element by introducing an impurity into the integrated circuit.
JP62200177A 1987-08-10 1987-08-10 Manufacture of integrated circuit Granted JPS6442851A (en)

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