JPH07142677A - 半導体装置およびその製造方法 - Google Patents

半導体装置およびその製造方法

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JPH07142677A
JPH07142677A JP5274793A JP27479393A JPH07142677A JP H07142677 A JPH07142677 A JP H07142677A JP 5274793 A JP5274793 A JP 5274793A JP 27479393 A JP27479393 A JP 27479393A JP H07142677 A JPH07142677 A JP H07142677A
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silicon film
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Takahiro Kitamura
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 放熱性の向上。配線の段切れ防止。抵抗体中
の不純物の外部拡散の防止。 【構成】 シリコン基板1上にシリコン酸化膜2、3を
設け、その上に多結晶シリコン膜4を形成する。選択的
に不純物をドープして抵抗体5を形成し、多結晶シリコ
ン膜4およびシリコン酸化膜3を選択的に除去して抵抗
体5を囲む形状の開口を形成する。軽く熱酸化を行っ
て、シリコン基板1、多結晶シリコン膜4、多結晶シリ
コン抵抗体の表面に薄いシリコン酸化膜6を形成する。
シリコン酸化膜8を堆積し、抵抗体5の両端に窓開けを
行った後、Al配線9を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体装置に関し、特
に、抵抗素子に発生する熱を抵抗素子側面よりノンドー
プ多結晶シリコンを通して半導体基板に放熱する構造を
有する抵抗素子に関する。
【0002】
【従来の技術】図2(a)は、特開平2−283058
号公報にて提案されたこの種半導体装置の平面図であ
り、図2(b)はそのB−B′線の断面図である。本従
来例の抵抗素子を形成するには、まず、シリコン基板1
1上に厚いシリコン酸化膜12と薄いシリコン酸化膜1
3とを設け、薄いシリコン酸化膜13に開口部を設け
る。次に、ノンドープ多結晶シリコン膜14をCVD法
で堆積し、抵抗となる部分にのみボロン等の不純物をイ
オン注入法または拡散法により導入して多結晶シリコン
抵抗体15を形成し、フォトリソグラフィ技術およびエ
ッチング技術により所定の形状の抵抗体と、その端部と
シリコン基板との間を接続するノンドープ多結晶シリコ
ン膜14のみを残すようにパターニングする。次に、シ
リコン酸化膜16を形成し、端子用の窓明けを行った
後、アルミニウムを被着し、これをパターニングしてA
l配線17を形成する。
【0003】このように形成された半導体装置では、多
結晶シリコン抵抗体15の両端が、シリコン酸化膜13
に設けられた開口部を介してノンドープ多結晶シリコン
膜14によりシリコン基板11と接続されるため、多結
晶シリコン抵抗体15から発生した熱は、シリコン酸化
膜13を通って放熱されるのみならず、ノンノープ多結
晶シリコン膜14を通ってシリコン基板11へ放熱され
る。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の半導体
装置では、抵抗体の両端のみが多結晶シリコン膜を介し
て半導体基板と接続されるに過ぎなかったため、十分な
放熱効果を得ることはできなかった。特に、細長い抵抗
体や蛇行する形状の抵抗体の場合には放熱効果が不足し
てチップが過熱する恐れが生じる。また、従来例では、
多結晶シリコン抵抗体の端部、ノンドープ多結晶シリコ
ン膜の端部、シリコン酸化膜の開口部に段差が生じるた
め、その上を横切るAl配線が段切れしやすいという問
題点があった。
【0005】また、従来の半導体装置は、ノンドープ多
結晶シリコン膜が多結晶シリコン抵抗体とシリコン基板
とに直接接するものであったため、後工程の熱処理で多
結晶シリコン抵抗体中の不純物が、ノンドープ多結晶シ
リコン膜中に拡散して抵抗値が変化してしまう可能性が
ありさらに多結晶シリコン抵抗体がシリコン基板に電気
的に接続されてしまう可能性があり、精度が高くかつ信
頼性の高い抵抗素子を得ることが困難であった。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
め、本発明によれば、半導体基板(1)上に絶縁膜
(3)を介して多結晶シリコン抵抗体(5)が形成さ
れ、前記多結晶シリコン抵抗体の周囲に前記半導体基板
の表面を露出させる開口が形成され、該開口がノンドー
プ多結晶シリコン膜(7)で埋め込まれ、前記多結晶シ
リコン抵抗体の側面全体が薄い絶縁膜(6)を介して前
記ノンドープ多結晶シリコン膜に接していることを特徴
とする半導体装置が提供される。
【0007】また、半導体基板(1)上に絶縁膜(3)
を形成する工程と、該絶縁膜上に多結晶シリコン膜
(4)を形成する工程と、該多結晶シリコン膜に選択的
に不純物をドープして多結晶シリコン抵抗体(5)を形
成する工程と、該多結晶シリコン抵抗体に隣接する前記
多結晶シリコン膜とその下の絶縁膜を除去して多結晶シ
リコン抵抗体を囲む開口を形成する工程と、熱酸化を行
って前記開口底面の半導体基板表面、前記多結晶シリコ
ン膜(4)の表面および側面並びに前記多結晶シリコン
抵抗体(5)の表面および側面に薄い酸化膜(6)を形
成する工程と、前記開口内をノンドープ多結晶シリコン
膜(7)で埋め込む工程と、を含む半導体装置の製造方
法が提供される。
【0008】
【実施例】次に、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。図1(a)は、本発明の一実施例を示す平
面図であり、図1(b)はそのA−A′線の断面図であ
る。本実施例の半導体装置を形成するには、まず、シリ
コン基板1上に熱酸化法により膜厚1.0μm程度の厚
いシリコン酸化膜2と、膜厚0.25μm程度の比較的
薄いシリコン酸化膜3とを形成する。次に、SiH4
用いたCVD法により、多結晶シリコン膜4を膜厚0.
25μmに成長させる。次に、フォトリソグラフィ技術
およびイオン注入法により、抵抗となる部分にのみボロ
ン等の不純物を導入して、多結晶シリコン抵抗体5を形
成する。
【0009】続いて、フォトリソグラフィ技術およびド
ライエッチング法により、多結晶シリコン抵抗体5の周
囲の多結晶シリコン膜4およびシリコン酸化膜3を除去
して開口部を形成する。次に、軽く熱酸化を行って、シ
リコン基板1、多結晶シリコン膜4および多結晶シリコ
ン抵抗体5の表面に厚さ10nm程度の薄いシリコン酸
化膜6を形成する。次に、SiH4 を用いたCVD法に
より、ノンドープ多結晶シリコン膜を十分に厚く成長さ
せ、エッチバックを行って開口部に埋設されたノンドー
プ多結晶シリコン膜7を形成する。続いて、CVD法に
よりシリコン酸化膜8を形成し、フォトリソグラフィ技
術およびドライエッチング技術により、多結晶シリコン
抵抗体5の両端に窓開けを行い、スパッタ法によりアル
ミニウムを全面に被着し、フォトリソグラフィ技術およ
びドライエッチング技術によりパターニングをおこなっ
てAl配線9を形成する。
【0010】このように形成された半導体装置では、多
結晶シリコン抵抗体5の周囲全体が、シリコン基板1上
に薄いシリコン酸化膜6を介して成長されたノンドープ
多結晶シリコン膜7に薄いシリコン酸化膜6を介して接
しているため、多結晶シリコン抵抗体5から発生した熱
はシリコン酸化膜3を通してシリコン基板1へ放熱され
るのみならず、多結晶シリコン抵抗体5の四方の側面の
薄いシリコン酸化膜6と埋設されたノンドープ多結晶シ
リコン膜7とシリコン基板1上の薄いシリコン酸化膜6
とを通してシリコン基板1へ放出されるので、大きな放
熱効果を享受することができる。これは、多結晶シリコ
ンがシリコン酸化膜に比較し熱伝導率が約10倍である
という性質を利用している。
【0011】また、多結晶シリコン膜4およびシリコン
酸化膜3に形成された開口がノンドープ多結晶シリコン
膜7によって埋め込まれるため、Al配線9が段差部を
通過することがなくなり配線の段切れの発生は防止され
る。さらに、ノンドープ多結晶シリコン膜7とシリコン
基板1および多結晶シリコン抵抗体5との間にはシリコ
ン酸化膜6が介在しているので、抵抗体5中の不純物が
熱処理によってノンドープ多結晶シリコン膜へ拡散する
ことがなくなり、抵抗体5の抵抗値が変化したり抵抗体
とシリコン基板とが接続されるという事態は回避され
る。
【0012】以上好ましい実施例について説明したが、
本発明は上記実施例に限定されるされるものではなく、
特許請求の範囲に記載された本願発明の要旨内において
各種の変更が可能である。例えば、実施例では、抵抗体
を形成するのにボロンを導入していたが、ボロンに代え
リン等の他の不純物を用いることができ、またシリコン
酸化膜8に代えシリコン窒化膜やPSGやこれらの複合
膜を用いることができる。また、実施例では単独の抵抗
体について説明したが、複数の抵抗体を並置した場合に
も本発明を適用することができ、その場合、複数の抵抗
体に共通する開口部を設けることができる。
【0013】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は、多結晶
シリコン抵抗体の周囲に半導体基板の表面を露出させる
開口を設け、この開口内をノンドープ多結晶シリコンで
埋め込み、さらに抵抗体とノンドープ多結晶シリコンと
の間に薄い酸化膜を介在させたものであるので、以下の
効果を奏することができる。 抵抗体側面全体が薄い酸化膜を介してノンドープ多
結晶シリコンと接しているため、抵抗体が細長くあるい
はジグザグ状に形成された場合であっても、高い放熱効
果を得ることができる。 抵抗体からノンドープ多結晶シリコン膜へ不純物が
拡散されることがなくなり、抵抗値の変化および抵抗体
の基板への短絡を防止することができる。したがって、
高精度の抵抗体をもつ信頼性の高い半導体装置を提供す
ることが可能となる。 抵抗体および開口部に段差が形成されることがなく
なるので、配線の段切れを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の平面図と断面図。
【図2】従来例の平面図と断面図。
【符号の説明】
1、11 シリコン基板 2、3、6、8、12、13、16 シリコン酸化膜 4 多結晶シリコン膜 5、15 多結晶シリコン抵抗体 7、14 ノンドープ多結晶シリコン膜 9、17 Al配線

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 半導体基板上に絶縁膜を介して多結晶シ
    リコン抵抗体が形成され、前記多結晶シリコン抵抗体の
    周囲に前記半導体基板の表面を露出させる開口が形成さ
    れ、該開口がノンドープ多結晶シリコン膜で埋め込ま
    れ、前記多結晶シリコン抵抗体の側面全体が薄い絶縁膜
    を介して前記ノンドープ多結晶シリコン膜に接している
    ことを特徴とする半導体装置。
  2. 【請求項2】 前記半導体基板と前記ノンドープ多結晶
    シリコン膜との間に薄い絶縁膜が介在していることを特
    徴とする請求項1記載の半導体装置。
  3. 【請求項3】 前記ノンドープ多結晶シリコン膜の外側
    には前記多結晶シリコン抵抗体と同層の多結晶シリコン
    膜が形成され、該多結晶シリコン膜と前記ノンドープ多
    結晶シリコン膜との間には薄い絶縁膜が介在しているこ
    とを特徴とする請求項1記載の半導体装置。
  4. 【請求項4】 半導体基板上に絶縁膜を形成する工程
    と、該絶縁膜上に多結晶シリコン膜を形成する工程と、
    該多結晶シリコン膜に選択的に不純物をドープして多結
    晶シリコン抵抗体を形成する工程と、該多結晶シリコン
    抵抗体に隣接する前記多結晶シリコン膜とその下の絶縁
    膜を除去して多結晶シリコン抵抗体を囲む開口を形成す
    る工程と、熱酸化を行って前記開口底面の半導体基板表
    面、前記多結晶シリコン膜の表面および側面並びに前記
    多結晶シリコン抵抗体の表面および側面に薄い酸化膜を
    形成する工程と、前記開口内をノンドープ多結晶シリコ
    ン膜で埋め込む工程と、を含む半導体装置の製造方法。
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