JPS60147154A - 抵抗構造体 - Google Patents

抵抗構造体

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JPS60147154A
JPS60147154A JP59171661A JP17166184A JPS60147154A JP S60147154 A JPS60147154 A JP S60147154A JP 59171661 A JP59171661 A JP 59171661A JP 17166184 A JP17166184 A JP 17166184A JP S60147154 A JPS60147154 A JP S60147154A
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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】 [産業上の利用分野] 本発明は、ベース領域への多結晶シリコン接点を有する
バイポーラ・トランジスタの製造プロセスに於てベース
拡散領域の特性を決定するために半導体ウェハ上に形成
されるテスト用抵抗構造体に係る。
[従来技術] 集積回路の製造に於ては、製造プロセス中に、ウェハの
カーフ領域(即ち、後にダイシングの段階で破壊される
、隣接するチップ間に於ける半導体ウェハの領域)又は
選択された位置に、テスト構造体を製造することが一般
に行われている。自動的にインラインでテストされるそ
れらのテスト構造体は、製造プロセス中に系統的及び正
確な処理パラメータのモニタとして働き、集積回路デバ
イスのモデリングを可能にし、チップ上の集積回路の信
頼性に関するデータを供給する。
バイポーラ・トランジスタの製造に関連して従来用いら
れている1つの構造体である、亜鈴型抵杭が第2図に示
されている。その構造体の目的は、エミッタの下のベー
ス領域の最も幅の狭い部分のシート抵抗をより容易に正
確に決定することであり、その構造体はトランジスタの
ベース領域の最も幅の狭い部分と同一の特性を有するよ
うに半導体ウェハ中に形成される。亜鈴型抵抗構造体を
開′示している典型的な従来技術文献は、米国特許第3
335340号、第3404321号及び第34、65
213号の明細書である。
第2図に示されている亜鈴型抵抗構造体は、シリコン半
導体基板中に拡散されたP型ベース領域1と、ベース領
域1の一部と重畳するN型エミッタ領域2とより成る。
エミッタ領域2の下のベース領域の部分3は、内部ベー
ス領域と呼ばれる。
エミッタ領域と重なっていない外側の領域4及び5は、
外部ベース領域と呼ばれる。亜鈴型抵抗構造体の目的は
、内部ベース領域3の抵抗値を測定することである。こ
れは、バッド6及び7の間に電流を流し、感知アーム8
及9の間の電圧を感知することによって達成される。抵
抗値Rが解れば。
関係式R= ρs L / Wに従って、内部ベース領
域3の幅W及び感知アーム8及び9の間の長さしの既知
の値を用いることによって、内部ベース領域のシート抵
抗ρSがめられる。
ベースへの多結晶シリコン接点を用いた多結晶シリコン
・ベース・トランジスタの製造に於ては。
該トランジスタを形成するプロセスの特殊性により、ト
ランジスタの内部ベース領域の抵抗率を得るために、第
2図に示されている亜鈴型抵抗構造体を用いることがで
きない。この点に関連して、第3図は、従来の典型的な
多結晶シリコン・ベース・トランジスタ構造体10の基
本的構造を示している。この例に於ては、初めにP型車
結晶シリコン半導体基板11を用いて、サブコレクタ領
域12及び分離領域13が限定される。次に、単結晶シ
リコン・エピタキシャル領域14が付着され、埋設酸化
物分離領域15が形成される。それから、 ?サブコレ
クタ領域12に接触する導通(リーチ・スルー)領域1
6が、不純物の拡散によって形成される。それから、適
当なマスクを用いて、上記構造体が適当にエツチングさ
れ、単結晶シリコン・エピタキシャル領域14に接触す
る多結晶シリコン層17が付着される。次に、その多結
晶シリコン層がイオン注入により高濃度にドープされ、
ベース領域21を画成するために適当なマスクを用いて
異方性の反応性イオン・エツチングが施される。それか
ら、二酸化シリコン層18及び窒化シリコン層19が形
成される。次に、第3図に示されている如く、開孔20
を形成するために、窒化シリコン層19、酸化シリコン
層18及び多結晶シリコン層17が反応性イオン・エツ
チングされる。ベース領域21が開孔を経てイオン注入
又は拡散されてから、多結晶シリコン層17等の側壁酸
化の癲き何らかの中間的工程によりベース拡散の場合よ
りも小さ1ζ寸法を有する開孔を経てエミッタ拡散が行
われて、エミッタ領域22が形成される。それから、多
結晶シリコン層17を経てべ・−大領域に接点が設けら
れるように、多結晶シリコン層に達する接点開孔23が
形成される。
従って、多結晶シリコン・ベース・トランジスタを形成
するためには、高濃度にドープされた多結晶シリコン層
が、ベース領域への接点として用いられ、又エミッタが
形成される基板の領域を限定するために用いられる。従
って、エミッタがベース領域上に交叉して延びる、第2
図に示されている従来技術による亜鈴型抵抗構造体が多
結晶シリコン・ベース・トランジスタ構造体とともに用
いられた場合には、エミッタ領域が限定される間に多結
晶シリコンが異方性の反応性イオン・エツチングを施さ
れる結果生じた高濃度にドープされた多結晶シリコンの
側壁によって、内部ベース領域即ち抵抗領域に短絡が生
じて、内部ベース領域の抵抗を正確に決定することが著
しく阻害される。
換言すれば、多結晶シリコン層中の開孔により限定され
る領域にエミッタが限定されねばならないトランジスタ
製造プロセスに於ては、従来の亜鈴型抵抗構造体を用い
ることができない。本発明は、新規な抵抗構造体によっ
て、従来技術による亜鈴型抵抗構造体に於ける問題を克
服する。
[発明が解決しようとする問題点] 本発明の目的は、多結晶シリコン・ベース・トランジス
タの製造プロセスと適合可能な抵抗構造体を提供するこ
とである。
本発明の他の目的は、エミッタ領域の形成に用いられる
多結晶シリコン・ベース接点層中の開孔内に設けられる
、多結晶シリコン・ベース・トランジスタの内部ベース
領域の抵抗率を決定する起めの抵抗構造体を提供するこ
とである。
[問題点を解決するための手段] 本発明は、多結晶シリコン・ベース・トランジスタの内
部ベース領域の抵抗率を決定するための抵抗構造体を提
供する。その抵抗構造体は、各々−導電型(例えば、N
型)の半導体基板の表面から該半導体基板中に成る距離
だけ延びている、中間部分(抵抗領域)により離隔され
た第1及び第2の拡張部分(接点領域)を含む反対導電
型(例えば、P型)の第1領域(ベース領域)を有する
上記抵抗構造体は又、上記半導体基板の表面から上記第
1領域の中間部分及び第2拡張部分中に成る距離だけ延
びている、上記−導電型の第2領域(エミッタ領域)を
有する。上記抵抗構造体は更に、上記半導体基板の表面
から上記第2領域及び該第2領域の下の上記第1領域を
経て延び、上記第1領域の中間部分及び第2拡張部分を
上記第1領域の他の部分から電気的に分離させて、上記
第1領域の上記第1拡張部分と上記第2拡張部分との間
に反対導電型の電気的連続路を形成する、上記−導電型
の第3領域(導通領域)を有する。
[実施@] 次に、第1図及び第4図乃至第6図を参照して、本発明
をその実施例について詳細に呼明する。第4図は、多結
晶シリコン・ベース・トランジスタの内部(イントリン
シック)ベース領域の抵抗率を決定するための本発明に
よる抵抗構造体を示す平面図である。第4図において、
トランジスタの外部(エクストリンシック)ベース領域
に接触す 2るために用いられ且つエミッタを形成する
ためのマスクとして用いられる、ドープされた多結晶シ
リコン層30の一部が示されている。多結晶シリコン層
30には、多結晶シリコンの島32を有する細長い開孔
31・が設けられている。抵抗構造体は、この開孔内に
、トランジスタの製造と同時に形成される。開孔31は
、トランジスタのためのエミッタ開孔が多結晶シリコン
層中に形成される工程と同じ工程中に形成される。多結
晶シリコンの島3“2は、抵抗構造体の抵抗値を測定す
るための電流及び/若しくは電圧接点の1つ(内部接点
)として働く。他方の電流及び/若しくは電圧接点(外
部接点)は、第4図に示されていないが、多結晶シ、リ
コン層30に於ける任意の点でよい。外部接点を設ける
ための1つの簡便な位置は、第4図における汎用領域3
7である。
開孔31内には1幅の狭い領域である導通拡散領域33
が設けられており、導通拡散領域33は開孔の細長い部
分に沿って延びるとともに、多結晶シリコンの島32を
実質的に包囲している。導通拡散領域33は、エミッタ
と同一の導電型であり、トランジスタのベース領域とは
反対の導電型である。このように特異な構造を有してい
る導通拡散領域33の機能は、抵抗値測定中に、内部ベ
ース領域を遮断して、内部接点32と外部接点37との
間に於て細長い部分34に電流を流すことである。導通
拡散領域33のもう1つの機能は、抵抗率の直接的算出
を可能にする、良好に限定された短形の細長い部分34
を画成することである。゛導通拡散領域33が存在して
いなければ、内部接点32と外部接点37との間に電流
を供給し、それらの接点間の電圧を測定することによっ
て、部分34の抵抗値Rを決定することができず、その
ような場合には、内部接点と外部接点との間に於けるよ
り短い経路に対応して、第4図において抵抗R1、R2
及びR5により示されている低抵抗路が存在することに
より生じる電流によって、部分34がバイパスされてし
まう6 第4図に示されている構造を有する導通拡散領域33は
、トランジスタ構造体の能動領域に1は形成されず、抵
抗構造体が形成されるウェハの領域に限定される。しか
しながら、導通拡散領域33を形成する工程は、抵抗構
造体の製造において更に用いられる処理工程ではなく、
導通拡散領域@3は、′トランジスタ構造体におけるコ
レクタ接点16(第3図)の導通領域を形成するために
用いられる同じ工程に於て、同じマスクを用いて、形成
することができる。
第5図に示されている如く、−抗構造体の幅Wは、導通
拡散領域33の2つの部分33Aと33Bとの間の間隔
であり、長さLは、外部ベース領域上に於ける多結晶シ
リコンの内部接点と外部接点との間の距離である。
第5図は、本発明による抵抗構造体を形成すめために用
いられる種々の重要なマスクを示している平面図である
。サブコレクタ領域及び分離領域を形成する間に用いら
れるマスクの如きマスクは第5図に示されていない。第
5図に於て、マスクAは、第1図及び第6図に於て示さ
れている埋設酸化物分離領域35を形成するために用い
られる、埋設酸化物分離領域用マスクである6マスクB
は、エミッタ領域を形成するために用いられた不純物り
冊−Jl 1!31辺不純物を基板中にイオン注入又は
拡散することにより導通拡散領域33(第4図及び第6
図)を形成するために用いられる、導通拡散領域用マス
クである。マスクCは、多結晶シリコンが単結晶シリコ
ンに接触する、単結晶シリコン基板の領域を限定するマ
スクである。このマスクは、全ての接点を含む抵抗を限
定する。マスクDは、多結晶シリコン層の外形を限定す
るために用いられる。換言すれば、マスクDは、後に多
結晶シリコン層に金属接点が設けられる領域を含む、内
部ベース及び外部ベースの領域における多結晶シリコン
層の形状を限定する。マスクDは又、内部ベース領域の
抵抗の測定中に用いられる電圧アーム36を限定する。
マスクEは、1−ランジスタの内部ベース、及びエミッ
タ領域並びに外部ベース領域と接触する多結晶シリコン
の島32(第4図)を形成するために用いられる、多結
晶シリコン層中の開孔31(第4図)を限定する。換言
す 7れば、マスクEは、内部ベース及びエミッタ領域
に相当する部分と、多結晶シリコンの島32を包囲する
環状部分とを反応性イオン・エツチングにより除くため
に用いられる。こめ矩形の開孔及び環状部分を経て、内
部ベース及びエミッタ領域が基板中にイオン注入又は拡
散される。マスクFは、接点のために多結晶シリコン層
が露出されるように、多結晶シリコン層上の種々の絶縁
層中に開孔を形成するために用いられるマスクである。
マスクGは1例えば、マスクFにより形成された開孔中
に金属接点を形成するために用いられる。
第6図は、第5図に示されているマスクのセットを用い
て形成される、本発明による抵抗構造体を示す縦断面図
である。その抵抗構造体は、好ましくは10乃至20Ω
個の抵抗率を有する、P型車結晶シリコン半導体基板4
0を含む。上記基板上に、N型サブコレクタ領域41、
厚さ約1.2乃至2.0μmのN−型単結晶シリコン・
エピタキシャル領域42.及び埋設酸化物分離領域35
が設けられている。エピタキシャル領域42上には、内
部ベース領域43と、各々内部ベース領域及び外部ベー
ス領域の組合せである内部/外部づ一ス領域44とより
成る、ベース拡散領域が形成されている。この抵抗構造
体の主な機能は、内部ベース領域43の抵抗値を測定す
ることである。
ベース拡散領域43及び44は、P型である。この゛P
型ベース拡散領域上には、内部ベース領域43及び内部
/外部ベース領域44の全体と同一の広がりを有する、
N型エミッタ拡散領域45が設けられている。上記抵抗
構造体は、エミッタ拡散領域45から、ベース拡散領域
43及び44並びにエピタキシャル領域42を経て、サ
ブコレクタ領域41中に延びる、N型導通拡散領域の部
分33A及び33Bを含む。導通拡散領域の部分33A
及び;X3Bは、内部ベース領域43を内部/外部ベー
ス領域44から電気的に分離している。第6図に示され
ている抵抗構造体は又、内部/外部ベース部分44に接
触する、P型単結晶シリコン層30の部分38を含む。
多結晶シリコン層30の部分38上には、二酸化シリコ
ン層46及び窒化シリコン層47が設けられている。又
、第6図に於て、P型拡散領域48が、内部/外部ベー
ス領域44と一体的に形成されている。
第1図は、第5図の抵抗構造体を線1−1に於て示すも
う1つの縦断面図である。第゛5図と第1図との間の対
応関係を示すために、抵抗構造体の各素子を限定する種
々のマスクが第1図に於ても示されている。第1図に於
て、金属層49及び50が、各々多結晶シリコン層30
の部分即ち外部接点37及び多結晶シリコンの島即ち内
部接点32に電気的に接触している。金属接点51がエ
ミッタ領域45に設けられている。第1図は又、多結晶
シリコンの島32を外側の多結晶シリコン層30の部分
39から電気的に分離させている、導通拡散領域の部分
33Gを示している。
内部ベース領域43の抵抗値を測定するために、従来の
4点技法を用いることができる。内部多結晶シリコン・
ベース接点32及び外部多結晶シリコン・ベース接点3
7を各々電流源に接続することにより、既知量の電流が
内部ベース領域43を経て流される。部分33A、33
B及び33Gより成る導通拡散領域33が、ベース拡散
領域の内側の細長い部分34を外側の部分38及び39
から電気的に分離させる溝として効果的に働くので、電
流は内側の細長イ部分34に流れる。内側の部分34の
抵抗値Rは、内部接点32と電圧アーム36との間にお
ける電位差Vを測定して、式R=V/Iを用いることに
よって、決定される。その抵抗値が解れば、内部ベース
領域43の抵抗率は、その細長い部分の幅W及び長さL
を用いて、算出することができる。
以上において、多結晶シリコン・ベース・トランジスタ
構造体の内部ベース領域の抵抗率の決定を可能にする、
抵抗構造体について述べた。その抵抗構造体は、エミッ
タが多結晶シリコン・ベース接点中の開孔内に限定され
ることを必要とする、全ての多結晶シリコン・ベース・
1ランジスタの製造方法において用いられるために適し
ている。
テスト用抵抗構造体が必要とされる場合には、トランジ
スタの製造に用パられるものと同一の7ス :、り・セ
ット及び同一の処理工程を用いて、本発明による抵抗構
造体が形成される。
本発明による抵抗構造体は、幾つかの利点を有している
。この抵抗構造体は、多結晶シリコン・ベース・トラン
ジスタの処理パラメータの系統的及び正確な監視及び制
御を可能にし、より好良なデバイスのモデリングを可能
にし、インライン・テスト・コスト又はターン・アラウ
ンド・タイムを要さずに、トランジスタ製造の初期の段
階に於ける抵抗率の測定を可能にする。又、この抵抗構
造体は、処理のバイアス、ロット毎の変動、及び全体的
な像の許容誤差について、グラウンド・ルールの仕様よ
りも正確な知識を得るための統計的分析を行うために用
いられる。データを提供する。
以上に於ては1本発明による抵抗構造体は、多結晶シリ
コン・ベース・トランジスタの製造プロセスを監視する
ためのテスト用抵抗構造体として用いられたが、その用
途に限定されることはなく、集積回路の種々の能動及び
受動素子と結合されるための抵抗それ自体として用いら
れることも可能である。
[発明の効果] 本発明によれば、多結晶シリコン・ベース・トランジス
タの製造方法と適合可能な抵抗構造体が得られる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明により抵抗構造体を第5図の線1−1に
於て示す縦断面図であり、第2図は多結晶シリコン・ベ
ースを用いていないトランジスタのベースの抵抗率をテ
ストするための従来技術による亜鈴型抵抗構造体を示す
平面図であり、第3図は従来の多結晶シリコン・ベース
・トランジスタ構造体の重要な素子を示す縦断面図であ
り、第5図は多結晶シリコン層に接点開孔が形成されて
金属接点を設けられる前の本発明による抵抗構造体を示
す平面図であり、第4図は抵抗構造体の製造に於て用い
られる種々のマスク・レベルを含む本発明による抵抗構
造体を示す平面図であり、第6図は第5図の線6−6に
於る摩断面図である。 1.21・・・・ベース領域、2.22.45・・・・
エミッタ領域、3.43・・・・内部ベース領域、4、
5・・・・外部ベース領域、6.7・・・・パッド、8
.9・・・・感知アーム、10・・・・多結晶シリコン
・ベース・トランジスタ構造体、11.40・・・・単
結晶シリコン半導体基板、12.41・・・・サブコレ
クタ領域、13・・・・分離領域、14.42・・・・
単結晶シリコン。エピタキシャル領域、15.35・・
・・埋設酸化物分離領域、16・・・・コレクタ接点(
導通領域)、17.30・・・・多結晶シリコン層、1
8.46・・・・二酸化シリコン層、19.47・・・
・窒化シリコン層、20・・・・開孔、23・・・・接
点開孔、31・・・・細長い開孔、32・・・・多結晶
シリコンの島(内部接点)、33・・・・導通拡散領域
、33A、33B、33G・・・・導通拡散領域の部分
、34・・・・細長い部分、36・・・・電圧アーム、
37多結晶シリコン層30の部分即ち・・・・汎用領域
(外部接点)、38.39・・・・多結晶シリコン層3
0の部分、44・・・・内部/外部ベース領域、48・
・・・拡散領域49.50・・・・金属層、51・・・
・金属接点。 第1図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 各々−導電型の半導体基板の表面から該半導体基板中に
    成る距離だけ延びている、中間部分により離隔された第
    1及び第2の拡張部分を含む、反対導電型の第1領域と
    、 上記半導体基板の表面から上記第1領域の中間部分及び
    第2拡張部分中に成る距離だけ延びている、上記−導電
    型の領域と、 上記半導°体基板の表面から上記第2領域及び該第2領
    域の下の上記第1領域を経て延び、上記第1領域の中間
    部分及び第2拡張部分を上記第1領域の他の部分から電
    気的に分離させて、上記第1、領域の上記第1拡張部分
    と上記第2拡張部分との簡に反対導電型の電気的連続路
    を形成する、上記−導電型の第3領域とを有する。 抵抗構造体。
JP59171661A 1983-12-29 1984-08-20 抵抗構造体 Granted JPS60147154A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US566597 1983-12-29
US06/566,597 US4595944A (en) 1983-12-29 1983-12-29 Resistor structure for transistor having polysilicon base contacts

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS60147154A true JPS60147154A (ja) 1985-08-03
JPH0531307B2 JPH0531307B2 (ja) 1993-05-12

Family

ID=24263557

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP59171661A Granted JPS60147154A (ja) 1983-12-29 1984-08-20 抵抗構造体

Country Status (4)

Country Link
US (1) US4595944A (ja)
EP (1) EP0150307B1 (ja)
JP (1) JPS60147154A (ja)
DE (1) DE3476943D1 (ja)

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