JPH06291258A - 薄膜抵抗の形成方法 - Google Patents

薄膜抵抗の形成方法

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JPH06291258A
JPH06291258A JP7992993A JP7992993A JPH06291258A JP H06291258 A JPH06291258 A JP H06291258A JP 7992993 A JP7992993 A JP 7992993A JP 7992993 A JP7992993 A JP 7992993A JP H06291258 A JPH06291258 A JP H06291258A
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JP
Japan
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thin film
aluminum
film resistor
forming
resistance
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JP7992993A
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English (en)
Inventor
Osamu Takano
修 高野
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Oki Electric Industry Co Ltd
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Oki Electric Industry Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 アルミニウムパターンを先に形成し、後から
薄膜抵抗を形成することにより、オーミック特性が良好
でArエッチング及び残渣シリコンエッチング等の影響
を全く受けることがなく、精度の良い安定した薄膜抵抗
を提供する。 【構成】 半導体装置における薄膜抵抗の形成方法にお
いて、半導体基板上にアルミニウム配線パターン15を
形成する工程と、薄膜抵抗膜17Aを堆積する工程と、
アルミニウム配線パターン15に接続されるようにホト
リソグラフィ技術を用いて薄膜抵抗パターン17を形成
する工程とを施す。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は半導体装置における薄膜
抵抗の形成方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、このような分野の技術としては、
例えば、「ワンチップ集積化圧力センサ」,電学論C,
109巻12号,平成元年 P.855〜861に開示
されるようなものがあった。図4はかかる従来の薄膜抵
抗を有する半導体装置の断面図である。
【0003】以下に、従来の半導体装置における薄膜抵
抗の形成工程を説明する。まず、基板1としてp形シリ
コンにnpnトランジスタ2のコレクタ領域n+埋め込
み層形成のためのAsをイオン注入し、n形エピタキシ
ャル層を10μm成長させる。次に、p+ アイソレーシ
ョン拡散を行い、npnトランジスタ2のコレクタn+
拡散を行う。
【0004】次に、ボロンのイオン注入により、感度温
度補償回路の帰還抵抗RF 、npnトランジスタ2のベ
ース領域及び感度温度補償回路の直列抵抗RS をそれぞ
れ異なるドーズ量で形成する。ピエゾ抵抗素子は感度温
度補償回路の直列抵抗RS と同一条件で形成する。n+
の拡散により、npnトランジスタ2のエミッタ領域お
よびゼロ点温度補償回路の帰還抵抗RE を形成する。
【0005】次に、Si−Crの薄膜抵抗3をスパッタ
リングで成膜しパターン形成し、アルミニウム4を真空
蒸着し、電極および配線を形成し、CVDで酸化膜及び
窒化膜を成膜しパッシベーション膜としてのLTO膜
5、Si3 4 膜6を形成し、最後に、裏面よりKOH
溶液を用いたアルカリ異方性エッチングにより、ダイヤ
フラム(図示なし)を形成する。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
半導体装置における薄膜形成方法では、 (1)薄膜抵抗をパターニングした後に、アルミニウム
の蒸着を行うので、薄膜が大気中に晒されることにな
り、表面に薄い酸化化合物が形成されてしまう。その結
果、アルミニウムと薄膜抵抗とのオーミック特性が悪化
し、抵抗値のばらつきが大きくなってしまう。
【0007】(2)前記酸化化合物を除去しようとした
場合、アルミニウム蒸着時にArエッチング等を行わざ
るを得なくなり、薄膜抵抗の一部がエッチングされてし
まい、抵抗値が変化してしまうので、目標の抵抗値を得
るのが困難であり、精度の良い抵抗が形成できなくな
る。 (3)微細化に伴うトランジスタの浅接合化が進んだ場
合、コンタクトからアルミニウム配線へのシリコンの拡
散を抑えるために、アルミニウムとシリコンの合金を使
用するが、アルミニウムをパターニングした際に、パタ
ーン領域外に細かい多結晶シリコン粒が残ってしまう。
この多結晶シリコン粒をエッチングする際、ドライエッ
チングによると薄膜抵抗までエッチングされてしまい、
目標の抵抗値を得ることが非常に困難であり、最悪の場
合、薄膜抵抗がなくなってしまう。
【0008】また、ウエットエッチングでも薄膜抵抗の
材質を考慮しないとエッチングされたり、変質したりす
る可能性が大きい。例えば、TaSiO2 などの薄膜
は、多結晶シリコン粒をエッチングするフッ硝酸液に簡
単にエッチングされてしまう。更に、薄膜抵抗は、一般
的に500〜1000Å程度の厚さなので、ドライエッ
チングなどでも厚さがすぐに薄くなってしまい、抵抗値
が変化する。一方、薄膜上をレジスト等で保護すること
が考えられるが、前記多結晶シリコンは導電性があるた
めに薄膜抵抗はリークしてしまう。
【0009】実際の使用例としては、AD変換器や高性
能なOPアンプで使用される薄膜抵抗は抵抗値が製品の
性能にとって非常に重要であることから、上記のような
形成方法では、薄膜抵抗の特性や性能のばらつきによっ
て歩留まりが低下する恐れがあった。 (4)アルミニウム配線は、たとえ薄膜抵抗のような1
000Å前後の僅かな段差でも、結晶粒界に沿ってクラ
ックが入り、断線しやすい。更に、悪いことには、薄膜
抵抗をドライエッチングで形成する際に、エッチングガ
スの回り込みにより薄膜端部の断面は逆テーパになりや
すいために、より一層断線しやすくなる。
【0010】本発明は、以上述べた問題点を解決するた
めに、アルミニウムパターンを先に形成し、後から薄膜
抵抗を形成することにより、オーミック特性が良好で、
Arエッチング及び残渣シリコンエッチング等の影響を
全く受けることがなく、しかも精度の良い安定した薄膜
抵抗の形成方法を提供することを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、半導体装置における薄膜抵抗の形成方法
において、半導体基板上に配線パターンを形成する工程
と、薄膜抵抗膜を堆積する工程と、前記配線パターンに
接続されるように薄膜抵抗パターンを形成する工程とを
施すようにしたものである。
【0012】
【作用】本発明によれば、半導体基板上に配線パターン
を形成し、薄膜抵抗膜を堆積した後に、前記配線パター
ンに接続されるように薄膜抵抗パターンを形成するよう
にしたので、薄膜抵抗自身は配線パターンの熱処理の影
響を全く受けない。したがって、薄膜を蒸着する工程の
制御だけで抵抗値が決まるために、ばらつきの少ない精
度の良い薄膜抵抗を形成することができる。
【0013】
【実施例】以下、本発明の実施例について図を参照しな
がら詳細に説明する。図1は本発明の実施例を示す薄膜
抵抗の要部拡大形成工程断面図、図2はその薄膜抵抗形
成部の拡大平面図、図3は本発明の実施例を示す薄膜抵
抗の形成工程断面図である。
【0014】まず、図3(a)に示すように、p型シリ
コン基板11に公知の技術を用いてトランジスタ12を
形成し、保護膜となるCVD酸化膜13をp型シリコン
基板11上に形成する。次に、図3(b)に示すよう
に、公知のホトリソ技術を用い、接続を取る領域のCV
D酸化膜13を除去し、コンタクトホール14を設け
る。
【0015】次いで、図3(c)に示すように、公知の
蒸着技術を用いて、アルミニウム膜15A(アルミニウ
ム−シリコン合金膜でもよい)を堆積する。次に、図3
(d)に示すように、公知のホトリソグラフィ技術を用
いて、アルミニウム膜15Aのパターニングを行い、ア
ルミニウム配線パターン15を形成する。この時、アル
ミニウム−シリコン合金膜の場合は、パターン以外の領
域に細かな多結晶シリコン粒が残るので、これをドライ
またはウエットエッチングを用いて除去する。その後で
アルミニウムとシリコンのオーミックを取るためにシン
タ処理を行う。
【0016】前記シンタ処理が終わった後に、図1
(a)に示すように、薄膜抵抗膜17Aをスパッタ処理
にて蒸着する。この時、蒸着前にArエッチングを用い
て、アルミニウム表面の酸化物を除去してから、連続し
て薄膜抵抗膜17Aを蒸着する。ここで、薄膜抵抗膜と
しては、TaSiO2 膜、Cr−Si膜を形成する。ま
た、NiCr膜やTaN膜を形成することもできる。
【0017】次いで、図1(b)に示すように、ホトリ
ソグラフィ技術を用いて、薄膜抵抗パターン17を形成
する。このようにして形成された薄膜抵抗パターン17
が図2に示されている。この図から明らかなように、こ
の実施例では、アルミニウム配線パターン15の薄膜抵
抗パターン17との接続部に凹凸16を形成するように
している。
【0018】したがって、アルミニウム配線パターン1
5と薄膜抵抗パターン17との接触面積(アルミニウム
の厚さ方向)を稼いでいる。その上に、アルミニウム配
線パターン15からの薄膜抵抗パターン17の剥離を防
止することができる。したがって、信頼性の高いアルミ
ニウム配線パターン15と薄膜抵抗パターン17との接
続を行うことができる。
【0019】以上のように、本発明の実施例によれば、
薄膜抵抗パターンをアルミニウム配線パターンを設けた
後に形成するようにしたので、次のような効果を奏する
ことができる。 (1)アルミニウムシンタの処理は、薄膜抵抗形成前に
すでに実施されているので、薄膜抵抗自身はアルミニウ
ムシンタの熱処理の影響を全く受けない。
【0020】(2)薄膜の蒸着前にArエッチングを行
うことにより、アルミニウム表面の酸化物を除去してか
ら薄膜を蒸着するようにしたので、アルミニウムと薄膜
抵抗とのオーミックは良好である。したがって、例え薄
膜の材料が酸化されやすいものであっても、薄膜の性質
には全く依存することなく、アルミニウムとの良好なオ
ーミックを得ることができる。
【0021】(3)配線材料としてアルミニウムの代わ
りに、アルミニウム−シリコン合金を使用したとして
も、薄膜抵抗形成時には既に残渣シリコンの除去工程は
実施された後なので、残渣シリコンの除去工程がドライ
やウエット処理に関係なく、当然のことながら薄膜抵抗
は前記除去工程の影響を受けることは全くない。 (4)薄膜抵抗形成後にArエッチングを行う必要がな
いので、薄膜抵抗の厚さは変化しないことから、薄膜を
蒸着する工程の制御だけで抵抗値が決まるために、ばら
つきの少ない精度の良い薄膜抵抗を形成することができ
る。
【0022】(5)アルミニウムをエッチングした後の
テーパ状の端部〔図1(b)参照〕に薄膜抵抗が形成さ
れるので、アルミニウムが下地の段差によって断線する
ことがない。当然のことながら、薄膜抵抗をエッチング
した時の逆テーパ状になるような薄膜抵抗端面の形状は
全く関係なくなる。 (6)薄膜抵抗の材料がアルミニウムと共晶を形成しや
すいものでも、容易にアルミニウムパターン形成工程に
関係なく、薄膜抵抗パターンが形成できるので、使用で
きる薄膜材料の選択の幅が広がる。
【0023】(7)アルミニウムとの密着性が悪いもの
であっても、アルミニウムパターン形成後にアルミニウ
ムと、薄膜抵抗材料の両方に密着性のある物質をアルミ
ニウム上に形成することにより、薄膜抵抗パターンを形
成することができる。 (8)更に、本実施例の構造にした場合は、万一薄膜抵
抗の形成条件等の間違いにより、目標とする抵抗値から
大きくはずれてしまった時に、薄膜抵抗をいったんエッ
チングして再度形成し直すことができるために、薄膜抵
抗形成工程でロットアウトしてもこれを救済できる。
【0024】なお、本発明は上記実施例に限定されるも
のではなく、本発明の趣旨に基づいて種々の変形が可能
であり、これらを本発明の範囲から排除するものではな
い。
【0025】
【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明に
よれば、配線パターンを形成した後、薄膜抵抗パターン
を形成しているので、オーミック特性が良好で、精度の
よい安定した薄膜抵抗を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例を示す薄膜抵抗の要部拡大形成
工程断面図である。
【図2】本発明の実施例を示す薄膜抵抗形成部の拡大平
面図である。
【図3】本発明の実施例を示す薄膜抵抗の形成工程断面
図である。
【図4】従来の薄膜抵抗を有する半導体装置の断面図で
ある。
【符号の説明】
11 p型シリコン基板 12 トランジスタ 13 CVD酸化膜 14 コンタクトホール 15A アルミニウム膜 15 アルミニウム配線パターン 16 凹凸 17A 薄膜抵抗膜 17 薄膜抵抗パターン

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 半導体装置における薄膜抵抗の形成方法
    において、(a)半導体基板上に配線パターンを形成す
    る工程と、(b)薄膜抵抗膜を堆積する工程と、(c)
    前記配線パターンに接続されるように薄膜抵抗パターン
    を形成する工程とを施すことを特徴とする薄膜抵抗の形
    成方法。
  2. 【請求項2】 前記薄膜抵抗膜の堆積前にArエッチン
    グを施すことを特徴とする請求項1記載の薄膜抵抗の形
    成方法。
JP7992993A 1993-04-07 1993-04-07 薄膜抵抗の形成方法 Withdrawn JPH06291258A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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