JPS59101859A - 半導体装置 - 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】 本発明は特に半導体集積回路の抵抗に関するものである
。

近年、半導体集積回路は窩集秋化に伴なうパック−；ン
熱抵抗などの問題によシ年に低消費電流化が進んでいる
。回路電流を減らす設計の際要求される条件の１つに回
路使用抵抗の値を大きくする事があげられる。小面積で
高抵抗値をうる抵抗は例えば低濃度ボロンによって構成
される。

本発明は最近特に用いられてきた低濃度ボロンの抵抗で
パターン上のバラツキを低減させ２．良い比精度を得る
事を目的としたものである。以下比精度を相対比と呼ぶ
。

低濃度ボロンを用いる抵抗としてイオン注入抵抗を中心
に本発明を説明する。まず、イオン注入　　−抵抗につ
いて簡単にふれる。イオン注入抵抗の構成を第１図を用
いて説明すると、２はイオン注入された低濃度ボロン層
、３はＡＬ配線コンタクト部、ｌはイオン注入領域２と
ＡＬ配線とのコンタクトをとる為の高濃度ボロン拡散領
域で、通常ＮＰＮ）ランジスタのペースと同時に形成さ
れる。

一般に、イオン注入抵抗の値Ｒは（１）式で表わされる
。

Ｒ：２Ｒｃ　＋　１３８　＠　ａ　＊　”ｉ＋！”　、
　ｎ　　０．、、、．０．、、、、（１）２ Ｌ：イオン注入低濃度ポロン抵抗長 Ｗ：イオン注入低濃度ボロン抵抗幅 ｎ：低濃度ボロンコーナー数 ＆：高濃度ボロンコンタクト部抵抗 ρ、：低濃度ボロンの層抵抗 α：低濃度ポロン抵抗巾補正係数 イオン注入層の層抵抗ρ８　としては、ドーズ量１−１
０Ｘ１０　　ａｎ　　、７）ｇ速エネルギー５０〜１０
０　ｋｅＶでイオン注入を行なうと１〜１０にΩ／の値
が可能である。

次にイオン注入抵抗の抵抗値の主なバラツキの要因は、
第１にＰＲ工程（フォトレジスト工程）におけるオーバ
ーエッチｅアンダーエッチ等のエツチングによるバラツ
キ。

第２にマスク作成上でマスフレピート時生じるバラツキ
。

第３に高濃度Ｐ型不純物服の注入・押し込みによるバラ
ツキ。

第４にイオン注入低濃度ボロンとコンタクト用高濃度ボ
ロンとの目合せズレによるバラツキ。

など嘉アげられる。この中でいま同一ウェハース上では
第４の目合せズレによるバラツキに起因するイオン注入
抵抗の相対比のズレが最も重要な問題となっている。

本発明はこのイオン注入低濃度ボロンとコンタクト用高
濃度ボロンとの目合せズレが生じても良好なイオン注入
抵抗の絶対値及び相対比を得る事を目的としている。

低濃度ボロンと高濃度ボロンの目合せズレによる相対比
のバラツキを説明する。説明を容易にする為、第２図乃
至第９図において紙面をマスク上に対応する位置とみな
し高濃度ボロンと低濃度ボロンの目合せズレが紙面に対
し縦方向に生じた場合を縦方向の目合せズレと称し、高
濃度ボロンと低濃度ボロンの目合せズレが紙面の横方向
に生じた場合を横方向の目合せズレと以下仮定する。

まず、最も理想的なイオン注入抵抗の相対比をとる場合
について述べる。第２図−アは抵抗Ｒ１とＲ２について
２：１の相対比をとる為、Ｒ１はＲｚと同型状の抵抗を
ＡＬ配線７で２本シリーズとしている。第２図−イは高
濃度ボロン１とイオン注入低濃度ボロン２とが縦方向の
目合せズレを生じた場合である。又第２図−ウは高濃度
ボロン１とイオン注入低濃度ボロン２とが横方向の目合
せズレを生じた場合でやる。

すなわち第２図−アで抵抗値Ｒｘ、Ｒｚは０）式よシと
なｌＲ２とＲ１の相対比はＲ２／Ｒ１＝２である。

ここで、高濃度ボロンｌとイオン注入低濃度ボロン２が
目合せズレを生じた場合（第２図−イ、第２図−ウ）で
も、抵抗のほぼ全抵抗値となっているイオン注入低濃度
ボロン２の抵抗長Ｌ１抵抗巾ＷはかわらずＲ２とＲ１の
抵抗の相対比が精度良くとれる。

しかし、この方式では特に相対比を大きくとる場合又相
対比をとる抵抗の数が多い場合には同一形状のイオン注
入抵抗を何本も並べて配置し、さらに抵抗の向きもそろ
える必要がアシ、太き外面積を必要とした。これはとシ
もなおさず今日の高集積化に逆行するものである。この
理由によシ、従来イオン注入抵抗の相対比をとる場合は
抵抗配置スペースに合せ、イオン注入低濃度ボロンを折
シ曲げ、その折シ曲げ部での影響をなくすため相対比を
とる抵抗どうしの折シ曲げ回数を合せる方法をとってき
た。

すなわち、第３図に示す抵抗ＲＩ３．Ｒ４はイオン注入
領域２に折シ曲げ部を有する。第３図−アではＲ３とＲ
４の相対比１：２とするとＲ３は（１）式方式％ ） （４）式で第１項の２Ｒｃは（３）式のＲ３の第１項と
同様のコンタクト用高濃度ボロン領域１の抵抗を示し、
第３項はコーナー数Ｒ３，Ｒ４共に１つであるから等し
い。したがって、Ｒ３，几４の相対比１：２を得る為に
はＲ３の抵抗長りに対してＲ４の抵抗長を２Ｌ＋Ｗ（去
＋２鴇とすれば良い。

α　２　　　ρＳ ここで、高濃度ボロン１とイオン注入低濃度ボロン２に
ΔＬの目金ズレが生じたと仮定する。すなわち、図面上
で縦方向にΔＬの目合せズレが生じた場合を第３図−イ
に示し、図面上で横方向にΔＬの目合せズレを生じた場
合を第３図−ウに示す。次に、抵抗設計中心のＲ３とＲ
４の相対比Ｔ２と目合せズレを生じたときのＲ３とＲ４
の相対比Ｔ１の比を示す。つまシこれは相対比の目合せ
ズレによるバラツキを示す。

（４）式で参考にＬ−５０μ、ｗ＝ｉｏμ、ΔＩ、＝２
μ、２ｇｃ＝ツキ、換言すれば、高濃度ボロン８とイオ
ン注入低濃度ボロン９との目合せズレによるバラツキを
意味する度合いである。最も良い場合は当然１であるか
ら５チバラツく。

第３図−アと同様の形状で、抵抗Ｒｓ、Ｒｓの相対比ｌ
：１の場合を第４図−アに示し、目合せズレ図面上縦方
向、横方向の場合を第４図−イ、第４図−ウに示す。同
、コンタクト部は省略する。

抵抗設計中心のＲ５とＲ６の相対比Ｔ３と目合せズレに
よる同相対比Ｔ４の比は Ｔ４　　　　　　　　　　　　　　・・・・・・（５）
Ｔ、−＝１７１　＝１ （５）式よシ目金せズレが生じてもＲ５とＲ６の相対比
のズレは生じない。ただし目合せズレの為±ΔＬだけ抵
抗長がズレるので、イオン注入抵抗の絶対値のズレを生
じる欠点を有する。すなわち、Ｒ５＝Ｒ６：２ＲＣ＋ρ
８・α・Ｌ十乙Ｌ（設計中心）が２ となる。

他の従来例を第５図−アに示す。第５図−アは抵抗Ｒ７
とＲ８の相対比を１：３に設定した場合であシ、イオン
注入領域２に２つの折シ曲げ部を有する。抵抗Ｒｙ、Ｒ
ｓは（１）式より（７）式よＪ）、Ｒ７とＲ８の相対比
１：３とするため、とイオン注入低濃度ボロ７１３が図
面上縦方向に目合せズレを生じた場合は第５図−イ、横
方向に目合せズレを生じた場合は第５図−ウである。

Ｒ７とＲ８の股引中心の相対比Ｔ５と目金ズレを生じた
ときの相対比Ｔ６のバラツキは２Ｒｃ−１−１±＋ρ８ ・・−・・・・−・・・・・・・（８）（８）式で４Δ
Ｌとなっているのは目金ズレ±ΔＬがＷ＝１０μ　、Δ
Ｌ＝２μ、２ＲＣ＝５００Ω、ρ８＝１にΩ／、α＝１
と仮定すると０．９となシ、これは前例と同様Ｒ１とＲ
８の相対比の高濃度ボロン１２とイオン注入低濃度ボロ
ン１３との目合せズレによるバラツキと々る。

本発明の目的は、イオン注入抵抗同志の抵抗比の目合せ
ズレによるバラツキを抑えた又はなくした半導体装置を
提供することにある。

本発明ではイオン注入低濃度ボロンとを両端のコンタク
ト用高濃度ボロンを有し、イオン注入低濃度ボロンの抵
抗形状は２ケ所以上のコーナーがあればレイアウト上ど
の様々形状でも良い。又、コンタクト用高濃度ボロンは
対抗する向きに配置することを特徴とする。すなわち、
低濃度領域部の両端の高濃度領域部が高濃度領域部と低
濃度領域部との二つの交わ多部分が対向するように、配
置されている。

本発明を理解しやすくする為に、はじめに本発明の概念
について説明する。

すなわち、爾６図−アのごとく、紙面上にＸ座標、Ｘ座
標を設はコンタクト用高濃度ボロン１から接続されるイ
オン注入低濃度ボロン２の向きをそれぞれベクトルの方
向と仮定し、ベクトルの大きさは抵抗に流れる電流値と
すると、第６図−アの場合ではベクトルＡ、Ｂで各ベク
トルの大きさは当然同じで方向は１８０°異なるのでベ
クトルはたがいに打ち消し合う様構成されたものである
。

参考に従来技術では、第６図−イのベクトルＣ２Ｄ１第
６図−ウのベクトルＥ　、　ＦＱ様にベクトルの大きさ
は同じでもベクトルの方向が互いに打ち消す方向にはな
っていない。

次に本発明を用いイオン注入抵抗の相対比をとる場合に
ついて具体的実施例で詳細に述べる。

第７図−アで抵抗Ｒ９とＢｌｕｅの相対比１：３をねら
い、Ｒ９のイオン注入領域２の高濃度層１間の抵抗長り
とするとＲＩＯの抵抗長は（１）及び（７）式よシに設
定すれば良い。とこで高濃度ボロン１とイオン注入低濃
度ボロン２での目合せズレによるＲ９とＲＩＧの相対比
のバラツキを計算する。第７図−イは図面に対し縦方向
の目合せズレ、第７図−ウは図面に対し横方向の目合せ
ズレを示した図である。抵抗設計中心の相対比Ｔ７、目
合せズレ時の相対比Ｔ８とすると、 Ｌ＋２ΔＬ−２ΔＬ ２ＲＣ＋ρ８・α・　　Ｗ　　＋ρ８ 甲Ｑ ・−・・・・（９） （９）式より　Ｔ　ｓ　／Ｔ　７は１で高濃度ボロン２
１とイオン注入低濃度ボロン２２が図面上縦方向にズし
た場合（第７図−イ）、図面上横方向にズした場合（第
７図−ウ）でも共にイオン注入抵抗の相対比は正確にと
れる。

第８図は本発明を用いた他の実施例で、抵抗Ｒ１１゛と
Ｒ１２を１：１１の相対比にとった場合である。すなわ
ちコンタクト用高濃度領域１は、抵抗Ｒ１１゜Ｒ１２と
で平行する直線上にアシ、かつイオン注入領域２の長は
、Ｒ１１，Ｒ１２とで（１）式に従って適切に設定され
ている゛からである。

上記の例はいずれもイオン注入抵抗の相対比をとる場合
における本発明応用例を示したが、本発明はさらにイオ
ン注入抵抗の絶対値に対しても有効である。す力わち、
イオン注入低濃度ボロンと高濃度ボロンの目合せズレに
対して初期設定値が影響を受けないからである。

前述の例はすべてイオン注入抵抗でその栴成要素として
高濃度ボロンとイオン注入低濃度ボロンとの組合せを考
えたが、第９図のように、さらに２種類の濃度によ多構
成された抵抗でもよく、低濃度部２６を主抵抗体として
拡散し、外部引き出しＡｔ電極との接続をコンタクト孔
２７を介してとる際、オーミック接合を低減させる為、
そのコンタクト部２５に高濃度ボロンを拡散している場
合にも適用される。

以上述べてきたように、本発明を用いると抵抗の相対比
をとる場合、抵抗を自由にレイアウトできしかも抵抗の
相対比のバラツキに起因する集積回路の特性のバラツキ
を防止でき、ひいては製品の歩留シ向上も計れるので効
果極めて大である。

【図面の簡単な説明】

第１図はイオン注入抵抗の構造説明のための平面図、第
２図は理想的なイオン注入抵抗同志の抵抗相対比をとる
例を示す平面図、第３図乃至第５図は従来技術により形
成された二つのイオン注入抵抗を示す平面図、第６図−
アは本発明の原理を示す平面図、第６図−イ、つは従来
技術を示す平面図、第７図乃至第８図は本発明の実施例
を示す二つのイオン注入抵抗の平面図、第９図は本発明
のさらに他の実施例を示す平面図である。 １．２５・・・・・・高濃度領域、２・・・・・・イオ
ン注入低濃度領域、３，２７・・・・・・コンタクト、
２６・・・・・・低濃度拡散領域。 ＲＩ３ ４第２ Ｉ４ ９　図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 半導体抵抗を有する半導体装置において、前記半導体抵
   抗が低濃度領域部と該低濃度領域部の両端部に設けられ
   た二つの高濃度領域部とを含んで構成され、前記低濃度
   領域部はその途中で少なくとも１回以上折れ曲がシ、さ
   らに、前記二つの高濃度領域部はこれらと前記低濃度領
   域部との二つの交わり部分が相対するように配置されて
   いることを特徴とする半導体装置。