JPS5891670A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 発明の技術分野 本発明は半導体装置の製造方法に調し、詳しくは多結晶
シリコンからなる抵抗素子を備えた半導体装置ＯＳ造方
法に係る。

発＠Ｏ技術的背景 従来、集積回路内の抵抗素子は以下に述べる如１方法に
よｐ製造されていた。

まず、半導体基板上に８１０．膜等の絶縁膜を形成し、
誼８１０２膜上に減圧ＣＶＤ法等によｐ多結晶シリコン
膜を形成する０次に、該多結晶シリ；ン膜に例えばイオ
ン注入によ〉砒素、リン勢の不純物なドーグすゐ、つづ
いて、イオン注入による多結晶シリコン膜の欠陥を回復
し、不純物を活性化させる丸めにアニールを行う、つづ
−て、多結晶シリコン膜を一ターエンダした後、全面に
ＳｔＯ□膜等の絶縁膜を形成する。つづいて、コンタク
トホールを開孔し、オー電ツク接触のために高濃度不純
物層を形成する。つづいて、全面にＡ４膜を蒸着した後
、ΔターニングしてムＬ配線を形成し、抵抗素子を製造
する。

背景技術の問題点 従来方法で抵抗針を製造した場合、抵抗値を精密に制御
することが困難であり、再現性が悪い０例えば、抵抗素
子のシート抵抗値Ｏ目標値を２〜３Ｘ１０Ω／口と鳥抵
抗値に設定して上記従来方法によル抵抗素子を製造し九
場合、シート抵抗値はロット内でほぼ±１桁のベラツキ
が生じ、ロフト間では±２桁ものベラツキが生じること
もある。し九がって、量産化し九鳩舎、製造口、トが異
なれば抵抗素子の抵抗値が大幅に異なル、一定の性能を
有する製品を安定ｍ榛できないという問題点がありた。

発明の目的 本発明は嵐好に抵抗値制御された多結晶シリコンからな
る抵抗素子を備えた半導体装置の製造方法を提供するこ
とを目的とするものであゐ。

発明の概要 本発明は多結晶シリコンからなる抵抗素子を備え死生導
体装置の製造において、以下の工程によシ抵抗素子を形
成するものである・まず、絶縁体上に多結晶シリーン属
を形成する。ここで、絶縁体としては例えば半導体基板
上に形成された熱酸化膜、あるいはす７アイヤ基板等を
挙げることができる。

次に、前記多結晶シリコン膜の一部を不活性イオンのイ
オン注入によシアモルファス層に゛した後、熱処理によ
り該アモルファス層を再結晶化する。ζこで、多結晶シ
リ；ン膜をア峰ル７アス層にするのはその一部だけであ
シ、後の工程で再結晶化の核となる結晶は残存していな
ければならない、ｔた、不活性イオンは多結晶シリコン
の結晶構造を乱すものであシ、例えばシリコンイオンを
挙げることができる。また、再結晶化の丸めの熱処理の
際には、雰囲気中の不純物岬が多結晶シリコン膜中に拡
散するのを陳止する丸めに、多結晶シリ；ン膜上にｓｉ
ｏ、膜部ｏＩ！ｌ縁膜を形成することが望ましい・次に
、再結晶化され九多結晶シリ；ン膜に不純物をドープす
る。ここで、不純物としては砒素、リン、−ロン等を挙
げることができる。ｔ　　　゛た、不純物をドープする
方法としては不純物を　　　□イオン注入し死後アニー
ルする方法あるいは不純物を含むｆラス膜を堆積し、熱
処理によ）不純物を拡散させる方法等を挙けることがで
龜る。

次に、多結晶シリコン膜をパターニングして抵抗素子を
形成する。このノ々ター二ンダの工程は絶縁膜上に多結
晶シリコン膜を形成する工程の後、あるいは多結晶シリ
コン膜の一部を不活性イオンのイオン注入によシアモル
ファス層にする工程の後等でもよ−。

以上の工程で不活性イオンのイオン注入によシ一部がア
モルファス層となっ九多結蟲シリコ／は熱処理によシ再
結晶化してその結晶粒径が大きくなシ、均一化する等の
現象が起ζゐ。この結果、不純物のドープを行い、熱処
理して不純物を活性化させることＫよりて、抵抗素子の
抵抗値の制御性は嵐好となゐ・ 発明の実施例 本発明を抵抗素子を備え九ＭＯ１ｉｉ　ｍｌ半導体装置
に適用した一実施例を第１図〜第５図を参照して説明す
る。

（１）　　ｔず、半導体基板１上に熱酸化法によシ遺択
的に約５ｏｏｏＸのフィールド酸化膜１を形成し九後、
図示しない素子領域上に薄い熱酸化膜を形成した６次に
、モノシランダメ中、約６２０℃で減圧ＣＶＤ法を施す
ことによシ全面に多結晶シリコン膜１を堆積した。つづ
いて、腋多結晶シリコン膜１にシリコンイオンを加速電
圧１００　ＫｅＶ、ドーズ量２Ｘ１０　　ａｓ　　Ｏ＠
件でイオン注入した（第１図図示）＋１シリコンイオン
注入時のクエへ温度は１００℃以下であればよいが、本
実施例ではり、ハ冷却装置を用いてウェハ温度を約ｇｏ
’ｌＯＫ保った。このシリコンイオンのイオン注入によ
シ前記多結晶シリコン膜１のフィールド酸化膜１との界
面側の結晶構造が乱され、アモルファス層となる。つづ
いて、多結晶シリコン膜３上にＣＶＤ　−１１１０，Ｉ
Ｉ　４を約３０００芙堆積し、窒素雰囲気中、１０００
℃で３０分熱処理を行った（第２図図示）、この熱処理
により、残存し九多結晶シリコンを種結晶として前記ア
モルファス層が再結晶化され、結晶粒が成長し、粒径が
均一化する等の現象が起コル、前記ＣｖＤ−４０．膜４
は熱処ＳＯ際、１１１Ｉ気中の不純物あるいは窒素が多
結晶シリコン膜３中に拡散して結晶粒径に影響を及ばず
のを防止する。

（ＩＩ）　　次イで、前記ＣＶＤ−８１０２膜４を７．
化アンモニウムでエツチング除去し、多結晶シリコン膜
１０表面を露出させ、加速電圧１００に＠Ｖ　、ドース
量３　Ｘ　Ｉ　Ｑ”ｆｆ１−”の東件で砒素イオンをイ
オン注入した（第３図図示）、つづいて、ケ電カルｒラ
イエ、チンダによ〕多結晶シリコン膜１を、ダターエン
グして抵抗素子５及び図示しないｒ−）電極を形成した
。つづいて、抵抗素子１上に図示しないレジスト／々タ
ーンを形成し、前記ｒ−）電極をマスクとしてソース・
ドレイン領域形成のために砒素イオンをイオン注入し九
後、前記レジスト−ターンを除去し友、つづいて、全面
にｃｖｎ　−ｓｔｏ、膜−を堆積し死後、窒素雰囲気中
、１０００℃で１０分間アニールを行１　　−）九（第
４図図示）、このアニールによ、て紬晶欠陥が回復する
とともに、砒素イオンが活性化するが、結晶粒に変化は
生じない・また、とＯ際ＣＶＤ　−ｓｔｏ、膜ごは前記
フィールド駿化膜１と一体化する。

（１ｌｌ）　　次いで、抵抗素子５の両端の上のαン８
１０、膜６にコンタクトホールＦ、Ｆを開孔しえ。

これと同時に図示しないソース・ドレイン領域上にも；
ンタクトホールを開孔した。つづいて、オー電ツク接触
のために砒素を拡散して抵抗素子５の両端に高濃度不純
物層８．８を形成し丸。

つづいて、全面にＡｔ膜を蒸着し、Δタ一二ンダしてコ
ンタクトホール１，７を介して前記抵抗素子５と接続し
九ムを配線９．９を形成し、半導体装置を製造した（第
５図図示）。なお、抵抗素子５はＡＡ配線９．９によっ
て半導体基板１の素子領域に形成されたＭＯ８）ツンジ
スタ勢と接続されている・ しかして、上記実施例の抵抗素子のシート抵抗値の目標
値は３．５Ｘ１０Ω／口であったが、４０ツ）　Ｋ　ｊ
Ｉ　Ｏて製造された抵抗素子のシート抵抗値は２．８〜
４．２Ｘ１０Ω／口であル、目標値からの／４ツツキは
±２〇−以内でありた。これは従来方法で製造された抵
抗素子のシート抵抗値の目標値からのΔツッキが２桁程
度ありたのと比較する−と大幅な減少である。

なお、高抵抗素子と他の素子との接続は上記実施例の如
＜ＡＡＫ限らず高鏝度に不純物をドーグした多結晶シリ
コンを用いてもよい・この場合、絶縁体上に堆積し九多
結晶シリ；ン膜をΔターニングして抵抗素子部と接続部
を同時に形成し、まず抵抗素子部をＣＶＤ−１０□膜勢
で覆って接続部に不純物イオンを高濃度にイオン注入す
ればよい、このようにすれば紅配線は不要であシ、オー
ミックーンタクト用の拡散も必要ない・ まえ、本発明は上記実施例の如く高抵抗素子の製造に限
らず、低抵抗素子の製造にも同様に適用できる。

発明の効果 本発明によれば簡異な方法で曳好に抵抗値制御された多
結晶シリ；ンからなる抵抗素子を備え死生導体装置の製
造方法を提供する゛ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜嬉５図は本発明の実施例における抵抗素子を備
えた半導体装置の製造方法を工Ｓ＊に示す断面図である
・ Ｊ・・・半導体基板、２・・・フィールド酸化膜、３・
・・多結晶シリコン膜、５・・・抵抗素子、６・・・Ｃ
ＶＤ−８１０、膜、７・・・コンタクトホール、８・・
・高濃度不純物層、９・・・Ａｔ配線。 出願人代理人　　弁理士　鈴　江　武　彦第２図 １１１１１ 第４図 ら

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）　　多結晶シリプンからなる抵抗素子を備え九牛
   導体装置の製造において、絶縁体上に多結晶シリプン膜
   を形成する工程と、咳多結晶シリコン膜の一部を不活性
   イオンのイオン注入によりアモルファス層にすゐ工程と
   、熱処理によシ鋏アモルファス層を長細晶化する工程と
   、この再結晶化され九多結晶シリコン膜に不純物をドー
   グする工程とによ〉抵抗素子を形成することを％徴とす
   る半導体装置Ｏ製造方法。
2. （２）　　絶縁体が半導体基板上に形成されていること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の半導体装置の
   製造方法。