JPH01228159A - 半導体装置およびその製造方法 - 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】 （り産業上の利用分野 本発明は抵抗素子を有した半導体装置およびその製造方
法に関し、特に拡散抵抗素子を有したものである。

（口〉従来の技術 一般的に半導体装置、特に半導体集積回路といわれるも
のは、回路的な要求から抵抗、容量およびダイオード等
を同一基板上に組み込む必要がある。

従来の抵抗素子の一例が、イオン注入で拡散抵抗素子を
形成する技術として特公昭５７−２１８２号公報に示さ
れている。

これは抵抗形成の拡散工程の後に、トランジスタのベー
ス・エミッタ等の拡散があるため、抵抗値が変動しやす
く、また拡散が深くなるために高抵抗値が得られないと
した点に鑑み、トランジスタのベースあるいはアイソレ
ーションの拡散とは別にイオン注入で高抵抗値を得るも
のである。

しかしながらイオン注入により高抵抗素子を形成した後
で、エミッタ領域の形成や熱処理工程を加えると、やは
り高抵抗素子は再拡散され問題を有していた。

一方、イオン注入で高抵抗素子を得る別の技術としては
、例えば特願昭６２−２９２４１６号がある。

この技術は第７図乃至第１０図に示しである。

第９図に示す如く、第１の抵抗素子（旦）にはアイラン
ド領域内に形成された第１の拡散抵抗領域（３２）があ
る、この第１の拡散抵抗領域（３２）は細長の方形形状
であり、両端はコンタク）（３３）を形成するためやや
広く形成しである。

次にこの第１の拡散領域（３２）の両端に形成された第
１のコンタクト領域（３４）と、この第１のコンタクト
領域（３４）に形成された電極形成のためのＸ印で示し
たコンタクト孔（３３）がある。ただし電極は図示して
いない。

ここで第１の拡散抵抗領域（３２）は、抵抗として直接
酸るので、低不純物濃度で形成されており、コンタクト
領域（３４）は、電極と前記第１の拡散抵抗領域（３２
）とを継ぐため、高不純物濃度で形成されている。

一方、この第１の抵抗素子（」）の製造方法は、第１０
図の如く、半導体基板上の絶縁膜上に第１のホトレジス
トを形成し、第１の拡散抵抗領域（３２）の形状にホト
エツチングする。そしてこのホトレジストを介して前記
絶縁膜を蝕刻し、この絶縁膜を拡散マスク（３５）とし
て例えばボロン（Ｂ）をイオン注入する。

その後、この絶縁膜（前記第１のホトレジストがあって
も良い。）上に、第２のホトレジスト（２２）を積層し
、第１０図の如く形成する。そして更にこの第２のホト
レジスト（２２）をマスクとしてボロンをイオン注入し
、第１の拡散抵抗領域（３２）の両端に高濃度の第１の
コンタクト領域（３４）を形成する。

最後にこの第１のコンタクト領域（３４）に電極を形成
し抵抗素子として形成する。

一方、第２の抵抗素子（部）の図面を、前記第９図およ
び第１０図に夫々対応して、第７図および第８図に示し
ておく。第２の抵抗素子（部）は、第１の抵抗素子（旦
）と同様に第２の拡散抵抗領域の両端に第２のコンタク
ト領域（３４）が形成され、第２の拡散抵抗領域は一層
目の第３のホトレジストク閃）で、第２のコンタクト領
域（３４）は２暦目の第４のホトレジスト（η）で形成
される。

また所定の抵抗比にするため第１の抵抗素子くβ１）よ
り第２の抵抗素子（部）の方が約４倍長く形成されてい
る。

（ハ〉発明が解決しようとする課題 上述の製造方法に於いて、第１のコンタクト領域（３４
）と第２のフンタクト領域（３４）を形成する際に使用
する第２のホトレジスト（２２）と第４のホトレジスト
（２２）が、第１０図および第８図の如く正規の長さよ
り小さくまたは大きく形成されると、所定の抵抗比を達
成できなくなる問題を有していた。

例えば第９図、第７図の如く、第２のホトレジスト（２
２）の長さが正規の２０１１ｍより１８μｍに、第４の
ホトレジスト（２２）の長さが正規の８０μｍより７８
μｍに形成された場合、正規の抵抗比１：４が１　：　
４．３に変化してしまう。

（ニ）課題を解決するための手段 第１の抵抗素子（１）は、一導電型で低濃度の第１の拡
散抵抗領域（２）と、この第１の拡散抵抗領域（２）の
両端に重畳する一導電型で高濃度の第１のコンタクト領
域（３〉とを有し、前記第２の抵抗素子（りは、一導電
型で低濃度の第２の拡散抵抗領域（７）と、この第２の
拡散抵抗領域（７）との接合面数と前記第１の抵抗素子
（↓）の接合面数との比が、抵抗比を有するように前記
第２の拡散抵抗領域（７）に重畳する一導電型で高濃度
の第２のコンタクト領域（８）とを有し、前記第１の抵
抗素子（１）の非重畳部と前記第２の抵抗素子り５）の
非重畳部との長きの比が前記抵抗比であることで解決す
るものである。

（＊）作用 第４図の如く第１の抵抗素子（１）の第１の拡散抵抗領
域（２）と第１のコンタクト領域（３）の接合面（１６
）と、実際に形成された接合面（１７）　（図面では破
線で示す。）との間隔をａとし、第１図に示す如く第２
の抵抗素子（りの第２の拡散抵抗領域（７）と第２のコ
ンタクト領域（８）の接合面（１８）と、実際に形成さ
れた接合面（１５）　（図面では破線で示す。）との間
隔をｂとする。従って１：４の抵抗比にすると第４図で
は接合面が２つ形成され、第１図では接合面が８つ形成
される。

一方、前記第１の抵抗素子（１）と第２の抵抗素子（巨
）は同一のチップ上に形成されるので、前記ａとｂとは
ほとんど同一となる。

従って第１の抵抗素子（１）では２ａ小さくなり、第２
の抵抗素子（互）では８ｂ（：８ａ）小さくなるので、
抵抗値の相対的な比は１：４となり抵抗比の変動を防止
できる。

（へ）実施例 以下本発明の半導体装置について図面を参照しながら詳
述する。

先ず第４図を参照しながら第１の抵抗素子（１）の構成
について述べる。

半導体基板上に形成されたＮ型アイランド領域と、この
アイランド領域内にイオン注入法で形成されたＰ−型の
第１の拡散抵抗領域（２）と、この第１の拡散抵抗領域
（２）の両端にイオン注入法で形成されたＰ＋型の第１
のフンタクト領域（３）と、この第１のコンタクト領域
（３）に対応して開孔された電極形成のためのコンタク
ト孔（４）と、このコンタクト孔（４）を介して形成さ
れる電極（図面上では省略する。）とで構成されている
。

ここで第１の拡散抵抗領域（２）は細長の方形形状に形
成きれ、両端はコンタクト領域（３）の形成のためにや
や広く（ポンディングパッド形状のように）形成されて
いる。また電極は他のアイランドやこのアイランド内よ
り延在されて、前記第１のコンタクト領域（３）の一方
にオーミックコンタクトし、他方の第１のコンタクト領
域より他のアイランドやこのアイランド内の別領域へ延
在されている。

また前記第１の拡散抵抗領域（２）と前記第１のコンタ
クト領域〈３）との接合面を実線と破線で示し、前者は
本来の形成すべき接合面で、後者はレジストがやや小さ
い状態で実際に形成された接合面である。

次に第１図を参照しながら第２の抵抗素子（５）の構成
について詳述する。

前記第１の抵抗素子（１）と同様に、半導体基板上に形
成されたＮ型のアイランド領域（６）と、ここでこのア
イランド領域（６）は、前記第１の抵抗素子（１）のア
イランド領域と同一でも別でも良い。前記アイランド領
域（６）内にイオン注入法で形成されたＰ−型の第２の
拡散抵抗領域（７）と、この第２の拡散抵抗領域（７）
にイオン注入法で形成されたＰ＋型の第２のコンタクト
領域（８）と、この第２のコンタクト領域（８）に対応
して開孔された電極形成のためのコンタクト孔（９）と
、このフンタクト孔（９）を介して形成される電極（第
１図では省略する。）とで構成されている。

ここで第２の拡散抵抗領域（７）は、第１の拡散抵抗領
域（２）と同一幅で、抵抗比が１：４であるため長さは
約４倍となっている。例えば抵抗比が１：ｎであれば約
８倍となる。また前記第２のコンタクト領域（８）は、
５つの領域で構成され、前記第２の拡散抵抗領域（８）
の両端に形成された第１および第２領域（１０）　、　
＜１１）と、この領域（１０）　。

（１１）の間に形成された第３．第４および第５領域（
１２）　、　（１３）　、　（１４）とより成っている
。従って接合面（１５）は８つ有り、第１の抵抗素子＜
１）と同様に実線と破線で示しである。

第２図は、第１図に於けるＡ−Ａ’線の断面図であり、
５つの第２のコンタクト領域（１０）、　（１１）。

（１２）　、　（１３）　、　（１４）が形成されてい
るのが判る。

本発明の特徴とする所は、前記第２の抵抗素子（巨）に
あり、前記第２の拡散抵抗領域（７）と前記第２のコン
タクト領域（８）の接合面（１５）にある。

第４図の如く第１の抵抗素子（１）の第１の拡散抵抗領
域（２）と第１のコンタクト領域（３）の本来形成され
るべき接合面（１６〉と、実際に形成された接合面（１
７）　（図面では破線で示す。）との間隔をａとし、第
１図の如く第２の抵抗素子（巨）の第２の拡散抵抗領域
（７）と第２のコンタクト領域（８〉の本来形成される
べき接合面〈１８）と、実際に形成された接合面（１５
）　（図面では破線で示す。）との間隔をｂとする。

ここでは抵抗比が１：４であり、第４図ではａの間隔ず
れが２箇所あり、第１図ではｂの間隔ずれが８箇所であ
る。

一方、前記第１および第２の抵抗素子（１）　、　（５
）は、同一チップ上に形成されるので、ａとｂとの間隔
は同一となる。従ってこの間隔ずれも１：４となり抵抗
比の変動を防止できる。

別の実施例としては第５図に示してあり、蛇行形状とな
っており、第１図と同様に接合面が８箇所形成されてい
る。

もちろん第１図および第５図の接合面間の拡散抵抗領域
の長きは、第４図の接合面間の拡散抵抗領域の長さの４
倍であり、コンタクト領域は高濃度に形成されているの
で抵抗分は無視している。

以上２種類の形状を示したが、基本的には８箇所に接合
面を有し、接合面間の拡散抵抗領域のトータルの長きが
４倍であれば良い。

次に製造方法について簡単に触れておく。第１および第
２の抵抗素子（１）　、　（５）は、同一工程で形成さ
れた方が抵抗比の変動がより小さくなるので、ここでは
同一に形成する場合を考えて詳述する。

まず第１に、第２図の如く半導体基板上の絶縁膜（１９
）にレジストを塗布し、夫々第１および第３のホトレジ
ストを形成し、このホトレジストを介して前記絶縁膜（
１９）を蝕刻する。

ここで蝕刻された絶縁膜のパターン（２０）　、　（２
ｔ）は、夫々第１０図および第３図に示しである。

次に蝕刻された絶縁膜（ただしホトレジストを除去して
もあるいはし２なくても良い。）を第１ｙａ目の拡散マ
スク＜２０）　、　（２１）として使用し、例えばボロ
ンを夫々の領域に同時にイオン注入する。

従って夫々第１および第２の拡散抵抗領域（２）。

（７）が形成される。

ここでは目的の抵抗値にするために、イオン注入条件を
制御し、第１および第２の拡散抵抗領域（２）　、　（
７）に−緒に同一条件でイオン注入する。

更に前記イオン注入の後に、前記第１層目の拡散マスク
（２０）　、　（２１）を除去しない状態で、この第１
層目の拡散マスク＜２０）　、　＜２１）上に夫々第２
および第４のホトレジスト（２２）　、　（２３＞を形
成し、第２層目の拡散用マスクとした。

ここではこの半導体基板上にホトレジストを塗布し、エ
ツチングにより第１０図、第３図の如く第２および第４
のホトレジスト（２２）　、　（２３）を形成する。ま
た前記第１および第３のホトレジストを除去しないで形
成する際は、現像液や蝕刻液が違う別のホトレジストを
塗布する必要がある。

またこの時第４のホトレジスト（２３）は、第２の拡散
抵抗領域（７）に８箇所の接合面を形成するために、第
３図の如く４箇所の領域に分かれている。

一方、第６図は第２の拡散抵抗領域（７）を蛇行させて
いるため、第４のホトレジスト＜２３）は、４箇所の領
域に分かれておらず、一体となっている。

最後に前記第１Ｎ！１目および第２層目の拡散用マスク
（２０）　、　（２１）　、　（２２）　、　（２３）
を介して再度ポロン（Ｂ）をイオン注入し、更に夫々の
抵抗素子（１）。

（５）を接続するためにアルミニウム電極を形成する。

従って前記第１および第２の拡散抵抗領域（２）。

（７）内に夫々第１および第２のコンタクト領域（３）
　、　（１０）　、　（１１）　、　（１２）　、　（
１３）　、　（１４）が形成きれる。

（））発明の詳細 な説明した如く第１および第２の抵抗素子（↓）、（５
）の抵抗比を１：４とする場合、第２の抵抗素子〈巨）
に於ける第２の拡散抵抗領域（７）と第２のコンタクト
領域（１０）　、　（１１）　、　（１２）　、　（１
３）　、　（１４）との接合面を８箇所に形成すること
で、第２および第４のホトレジスト（２２）　、　＜２
３）の変動による抵抗比の変動を防止できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の半導体装置の一部である第２の抵抗素
子を示す平面図、第２図は第１図のＡ−Ａ′線に於ける
断面図、第３図は第２の抵抗素子を形成する際の拡散用
マスクを示した図、第４図は本発明の半導体装置の一部
である第１の抵抗素子を示す平面図、第５図は本発明の
他の実施例である半導体装置の一部である第２の抵抗素
子を示す平面図、第６図は第５図に於ける第２の抵抗素
子を形成する際の拡散用マスクを示した図、第７図は従
来の半導体装置の一部である第２の抵抗素子を示す平面
図、第８図は第７図に於ける第２の抵抗素子を形成する
際の拡散用マスクを示した図、第９図は従来の半導体装
置の一部である第１の抵抗素子を示す平面図、第１０図
は第９図に於ける第１の抵抗素子を形成する際の拡散用
マスクを示した図である。 （↓）・・・第１の抵抗素子、　（２）・・・第１の拡
散抵抗領域、　（３）・・・第１のコンタクト領域、　
（ミ）・・・第２の抵抗素子、　（７）・・・第２の拡
散抵抗領域、（８）・・・第２のコンタクト領域、（１
５）・・・接合面。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）所定の抵抗比を有する第１および第２の抵抗素子
   を有する半導体装置に於いて、この第１の抵抗素子は、
   一導電型で低濃度の第１の拡散抵抗領域と、この第１の
   拡散抵抗領域の両端に重畳する一導電型で高濃度の第１
   のコンタクト領域とを有し、前記第２の抵抗素子は、一
   導電型で低濃度の第２の拡散抵抗領域と、この第２の拡
   散抵抗領域との接合面数と前記第１の抵抗素子の接合面
   数との比が、前記抵抗比を有するように前記第２の拡散
   抵抗領域に重畳する一導電型で高濃度の第２のコンタク
   ト領域とを有し、前記第１の抵抗素子の非重畳部と前記
   第２の抵抗素子の非重畳部との長さの比が前記抵抗比で
   あることを特徴とした半導体装置。
2. （２）前記第１の抵抗素子および第２の抵抗素子は細長
   の方形形状である請求項（１）記載の半導体装置。
3. （３）前記第２の抵抗素子が蛇行している請求項（２）
   記載の半導体装置。
4. （４）前記第１および第２の拡散抵抗領域を半導体基板
   上に形成した第１層目の拡散用マスクを介して形成し、
   前記第１および第２のコンタクト領域を前記第１層目の
   拡散用マスクを除去しないで更に形成した第２層目の拡
   散用マスクを介して形成する請求項（１）記載の半導体
   装置の製造方法。