JPS6310579B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は半導体装置の製造方法にかかり、とく
に特性モニター用の電極端子を有する抵抗体素子
を具備した集積回路装置の製造方法に関する。

半導体集積回路装置においては装置内の半導体
素子の特性をモニターするために余分の半導体素
子を通常設けている。このような特性モニター用
素子の寸法・構造は被モニター素子と同一である
のが望ましいが、最近の半導体集積回路内の各素
子の大幅な小型化により測定装置の探針を素子表
面に直接当てることは不可能になつている。した
がつて、従来の集積回路装置における素子特性の
モニターは(1)同寸法の補助素子に形成された外部
導出電極により行なうか、(2)被モニター素子と特
性的に相関関係にある大きな寸法の補助素子を用
いたりしていた。後者(2)の方法は、大きな補助素
子から得られたデータをもとに被測定素子の特性
を算出し、評価する必要があるためこの方法は複
雑で不正確である。前者(1)の方法は高精度に被モ
ニター素子の特性がすぐに判明するが、素子の特
性を所望の値に修正できない。これは外部導出電
極に用いられているアルミニウムが素子特性の修
正に必要な処理に耐えることができないからであ
る。

多結晶シリコン層は、半導体集積回路装置に広
く使用されている。例えば絶縁ゲート電界効果ト
ランジスタにおいてはゲート電極として、又、バ
イポーラトランジスタにおいては拡散不純物源及
びその拡散層の電極として、又、受動素子におい
ては、抵抗体素子として利用されてきた。しか
し、多結晶シリコン膜を利用したこれら半導体装
置の特性は、外部導出用金属電極の形成後でなけ
れば判明せず、しかもこの段階における特性の修
正は前述たように不可能なので、所望の特性の半
導体装置の製造を困難なものにしていた。

したがつて、本発明の目的のひとつは、素子特
性を容易にモニタし、修正できる半導体装置の製
造方法を提供することにある。

本発明の他の目的は、半導体素子特性の修正処
理に耐えうるモニター用外部導出電極を有する半
導体素子を具備した半導体集積回路装置の製造方
法を提供することにある。

本発明の特徴は、半導体基板上の絶縁膜の上に
多結晶シリコン層を形成する工程と、前記多結晶
シリコン層をパターニングして細長いモニター用
抵抗素子本体とその両端にそれぞれ接続する広い
面積のモニター用端子電極形成部を形成する工程
と、前記モニタ用抵抗素子本体をマスクした状態
で前記モニタ用端子電極形成部に不純物を導入し
てここを低抵抗としてモニタ用端子電極を形成す
る工程と、両モニタ用端子電極間における前記モ
ニター用抵抗素子本体の抵抗値を測定して該抵抗
値の制御、修正を行う工程とを含むこと半導体装
置の製造方法にある。シリコンの外部導出電極は
半導体集積回路装置の半導体基板に形成されたモ
ニター用半導体素子に接続され、そして半導体基
板を覆つている絶縁膜上をモニター用素子領域の
外側の領域まで延在している。モニター用素子は
集積回路を構成している素子の他に追加に設けら
れても良いし、集積回路構成素子のうちのひとつ
を使用しても良い。モニター用の寸法および構造
は被モニター素子と同一であることが好ましい。
本発明によれば、測定器の探針が、モニター用素
子の特性を測定し、これによつて被モニター素子
の特性を知るために外部導出シリコン電極に接触
される。もし測定された特性が所望の値に達して
いないならば、半導体装置は特性を所望の値にす
るための追加処理、たとえば熱処理または不純物
の再添加を受ける。そしてモニター用素子のシリ
コン電極に探針を接触させることにより特性を再
びチエツクする。その後に、必要があれば金属電
極または金属配線層が半導体装置に形成される。
本発明によれば、特性修正処理の高温度に耐える
ことのできるシリコンをモニター用端子電極に用
いるので、特性のモニタおよび修正を容易にしか
も正確に行なうことができる。さらに、金属電極
または金属配線層を備える半導体装置を、モニタ
および特性修正の両工程を行なつた上で製造する
ことができる。

以下、図面を参照して本発明を詳述する。

第１図Ａ〜Ｇは本発明の抵抗体素子の実施例を
示す。

第１図Ａ〜Ｆは各製作工程における断面を示
し、第１図Ｇにその平面図を示す。第１図Ｆは第
１図ＧのＹ−Y′に沿つた断面に相当する。まず
半導体基板２を熱酸化して、酸化膜１で覆う（第
１図Ａ）。次に酸化膜１上にモノシランの熱分解
により多結晶シリコン層７を生成し、多結晶シリ
コン層７を選択的に除去することにより端子部を
備えた抵抗体素子を形成した後、熱酸化により、
この抵抗体素子を酸化膜で覆う（第１図Ｂ）。第
１図Ｇをも参照すると、端子部１２および１３は
抵抗素子の本体１４の両端につながり、さらに酸
化膜１上を伸びてモニター用端子電極の役割をす
る広面積のパツド部１２′および１３′でそれぞれ
終つている。次にシリコン抵抗体素子の両端子部
１２および１３（１２′および１３′を含む）を覆
つている酸化膜を選択的に除去する（第１図Ｃ）。
次に前記シリコン酸化膜の除去された抵抗体素子
の両端子部１２および１３に高濃度の硼素原子を
拡散し高ドープの低抵抗領域とする。そして再び
酸化膜で覆う（第１図Ｄ）。次に上記の高濃度の
硼素原子を拡散された領域以外の領域１４すなわ
ち抵抗体素子の本体を覆つている酸化膜を選択的
に除去し（第１図Ｅ）この領域１４に所望の抵抗
値が得られるように制御された量の硼素原子をイ
オン注入法により精度よく注入し再び酸化膜で覆
う（第１図Ｆ）。抵抗体素子端子のパツド部１
２′および１３′を露出させ、そこに測定器の探針
をあててこのモニター用抵抗体素子の抵抗値を測
定する。もし抵抗値が所望値より低いとわかれ
ば、モニター用抵抗の本体１４におけるシリコン
層の厚さおよびモニター用抵抗体の製作と同時に
同一工程で同一酸化膜１上に形成された他の抵抗
体のシリコン層の厚さを減じて抵抗値を増加させ
る。また、所望の値より高ければ、これら抵抗体
中さらに不純物を導入して抵抗値を下げる。

第２図は上記実施例をさらに改良した場合の断
面図を示す。モニター用抵抗（回路抵抗側も同
様）のシリコンの本体１９および終端部２０およ
び２０′はシリコン酸化膜１８の中に埋設されて
いる。この酸化膜１８はシリコン層を選択除去す
るのでなく選択的に熱酸化することにより形成さ
れる。この構造は半導体装置の表面を平坦にす
る。

以上述べた実施例のモニター用抵抗は集積回路
を構成する回路素子として使用してもよい。その
場合、導出シリコン電極１２，１３，２０，２
０′はアルミニウムなどの配線層によつて他の素
子へ接続される。特性モニター用のみに用いる場
合はこれら導出シリコン電極は使用後（測定終了
後）そのまま残置しておいてもよいが、使用後エ
ツチング等の手段によつて除去するか又は酸化に
よつて酸化物に変換することも可能である。

以上、実施例につき説明したが、本発明の主要
な部分は、半導体基板の一主面に接着し、かつ、
素子を形成する半導体領域外に延在するシリコン
薄膜からなる特性モニター用の電極端子を設けた
ことにあり本発明の効果は、金属電極を形成する
前に、半導体素子の特性が測定でき、それ故、実
際に使用する素子の特性を正確に制御できる点に
ある。従つて、本発明の技術的範囲は前記実施例
に限定されるものではなく、この発明の権利は特
許請求の範囲に示す全ての装置に及ぶ。

【図面の簡単な説明】

第１図Ａ〜Ｆは本発明の実施例によるモニター
用抵抗の各製作工程を示す断面図であり、第１図
Ｇはその平面図を示す。第１図Ｆは第１図ＧのＹ
−Y′に沿つた断面に相当する。第２図は本発明
による他のモニター用抵抗の断面図を示す。 １，１８……シリコン酸化膜、２……シリコン
基板、２……コンタクト領域、７……多結晶シリ
コン層、１２，１３，２０，２０′……端子、１
２′，１３′……パツド部、１４，１９……抵抗
体。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 半導体基板上の酸化膜の上に多結晶シリコン
   層を形成する工程と、前記多結晶シリコン層をパ
   ターニングして細長いモニター用抵抗素子本体
   と、その両端にそれぞれ直接接続した、広い面積
   を有するモニター用端子電極形成部とを形成する
   工程と、前記モニタ用抵抗素子本体をマスクした
   状態で前記モニタ用端子電極形成部に不純物を導
   入してここを低抵抗としてモニタ用端子電極を形
   成する工程と、両モニタ用端子電極間における前
   記モニター用抵抗素子本体の抵抗値を測定して、
   その抵抗値が所望値より低いときは前記モニター
   用抵抗素子本体の多結晶シリコン層の厚さおよび
   該素子と同時に前記酸化膜上に形成された他の抵
   抗体の多結晶シリコン層の厚さを減じて両者の抵
   抗値を増加させ、前記測定された抵抗値が所望値
   より高いときは前記モニター用抵抗素子本体およ
   び前記他の抵抗体の多結晶シリコン層に不純物を
   導入して両者の抵抗値を減少させる工程と、上記
   抵抗値の制御、修正を行つた後に、半導体装置と
   しての必要な金属電極を形成する工程とを有する
   ことを特徴とする半導体装置の製造方法。