JPH0258227A - 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】 ［産業上の利用分野］ この発明は、特に拡散抵抗と交差する状態で薄膜抵抗体
層が形成される半導体装置の改良に関する。

［従来の技術］ 半導体装置において、５ＩＣｒ系の材料による薄膜抵抗
は、シート抵抗が高いと共に、抵抗の温度係数（ＴＣＲ
）が小さいものであるため、ＩＣあるいはＬＳＩに集積
化する薄膜抵抗素子として多く用いられている。このよ
うな薄膜抵抗体は、例えばその厚さが５０〜３００人と
非常に薄く構成されるものであり、半導体Ｕ板の能動素
子の形成される領域の主表面部の酸化膜上に形成される
。

この場合、酸化膜の表面に凹凸形状があり段差が存在し
、この段差部を横切って薄膜抵抗体が形成されるように
なると、この段差部において断線あるいはエレクトロマ
イグレーションが生ずるおそれがある。したがって、こ
のＳＩ　Ｃｒ系の薄膜抵抗体は、平坦化した酸化股上に
のみしか形成できない。このため、基板°表面に段差部
を形成させるようになる拡散抵抗体と交差する状態で、
薄膜抵抗体を形成することはできないものであった。

［発明が解決しようとする課題］ この発明は上記のような点に鑑みなされたもので、半導
体基板の能動素子の形成される領域において、拡散抵抗
が形成され、基板の表面部に凹凸が形成されるような場
合であっても、この基板表面に形成される酸化膜上に、
上記凹凸段差部に交差するようにして、例えばＳＩ　Ｃ
ｒ系の薄膜抵抗体が形成されるようにし、上記段差部に
おいて断線さらにはエレクトロマイグレーションが生ず
ることが効果的に防止できるようにした半導体装置を提
供しようとするものである。

［課題を解決するための手段］ この発明に係る半導体装置にあっては、能動素子領域の
形成された半導体基板の主表面上に、この基板表面に段
−差を有する形状に対応して酸化膜が形成されるように
なり、この酸化股上に、上記段差部を交差する部分が含
まれるような状態で、例えばＳｊ　Ｃｒ系材料による薄
膜抵抗体層を形成する。そして、この薄膜抵抗体層の少
なくとも上記段差部を交差する部分に対応して、アルミ
ニウム配線層を２層構造とされるように形成するもので
ある。

［作用］ 上記のように構成される半導体装置にあっては、段差部
を交差するようにＳｉ　Ｃｒ系の薄膜抵抗体層が形成さ
れた場合でも、この段差部との交差部分に対応して、薄
膜抵抗体層とアルミニウム配線層との２層構造が形成さ
れる。したがって、段差部に対応して薄膜抵抗体層に断
線あるいはエレクトロマイグレーションが生ずることは
確実に防止され、例えば半導体基板に拡散による抵抗層
を形成した場合、酸化膜表面を特に平坦加工することな
く、この拡散抵抗層に交差するようにして、電気的特性
に優れた薄膜抵抗体層が形成され、ＩＣあるいはＬＳＩ
の集積化が容易とされるようになる。

［発明の実施例］ 以下、図面を参照してこの発明の一実施例を説明する。

第１図はその構成を示しているもので、Ｐ！２の半導体
基板１１の表面部には、埋込みＮ＋型型数散層１２よび
Ｎ−エピタキシャル成長層１３を形成した後、適宜アイ
ソレーション拡散層を形成し、エピタキシャル成長層１
３部分に対応して、Ｐ＋型抵抗拡散層１４１　、１４２
を形成する。この場合この拡散層１４１　、１４２は、
基板１１の表面に酸化膜層を形成し、この酸化膜を上記
拡散層１４１．１４２部分に対応して除去した後不純物
をデポジションすることにより形成される。このように
抵抗拡散層１４１　、１４２が形成された後、さらに拡
散炉において酸化膜を成長させると、抵抗拡散層１４１
　、１４２部分に対応して薄くなる酸化膜１５が形成さ
れる。

ＳＩ　Ｃｒ系金属による薄膜抵抗体層Ｉ６は、上記のよ
うな表面に凹凸の形成された酸化膜１５０表面上に形成
されるようになり、この薄膜抵抗体層１６は上記凹凸に
よる段差部１７１５１７２を適宜交差する状態で形成さ
れる。このようにして薄膜抵抗体層１６が形成されたな
らば、上記段差部１７１　、１７２部分に対応してアル
ミニウム配線層Ｉｇｉ　、　１８２　ヲ形成し、さらに
コンタクト部に対応してアルミニウム配線層１９１．１
９２　、・・・を形成し、それぞれ２層構造とされるよ
うにするものである。

すなわち、この半導体装置にあっては、酸化膜１５の段
差部１７１、＋７２にそれぞれ対応する部分か、薄膜抵
抗体層１６にアルミニウム配線層１１１１５１８２によ
って覆われ、２層構造とされる。したがって、上記段差
部１７１　、１７２部分において、薄膜抵抗体層１６に
断線やエレクトロマイグレーションが生ずることがなく
、容易に且つ電気的特性を安定化して、抵抗拡散層１４
１　、１４２に交差して薄膜抵抗体層１６を集積するこ
とができる。この場合、アルミニウム配線層のパターン
形状を調整するのみで実施できるものであり、特に工程
数を増加させる必要はない。

上記のようなＳＩ　Ｃｒ系の薄膜抵抗体を有する半導体
装置の製造工程についてさらに詳細に説明すると、以下
のようになる。

まず第２図で示すように、（１１１）Ｐ−型の基板２１
に、Ｎ＋＋埋込み拡散層２２１．２２２、およびＮ−型
エピタキシャル層２３１　、２３２を形成するもので、
このエピタキシャル層２３１および２３２は、アイソレ
ーション拡散層２４によって区画されるようになってい
る。このように構成されたシリコン基板の表面には、適
宜シリコン酸化膜が形成されるものであるが、このシリ
コン酸化膜は全面除去し、その後熱酸化法によってシリ
コン酸化膜２５を０．９μｍの厚さに形成する。

このシリコン基板の表面上に形成されたシリコン酸化膜
２５は、ホトエツチング工程によって、エピタキシャル
層２３１および２３２の拡散抵抗層を形成する部分のパ
ターンに対応して除去される。

このようにしてシリコン基板の表面上にシリコン酸化膜
２５によるパターンが形成されたならば、拡散炉を用い
てＢＢｒ３を不純物源としてデポジションを行う。つづ
いて、拡散炉を用いて酸化雰囲気およびＮ２雰囲気中で
熱処理を行ない、第３図で示すように６０００人の酸化
膜２５１．２５２を成長させながら、Ｐ＋型拡散層２６
１　、２６２を形成する。この拡散層２６１　、２６２
は拡散抵抗層とされる。

次に、Ｐ＋拡散層２ｆ３１の一部、およびエピタキシャ
ル層２３１の一部に対応して上記酸化膜２５１および２
５２にホトエツチングにより開口を形成し、拡散炉を用
いてＰＯＣＩ３を不純物源としてデポジションを行ない
、さらに拡散炉を用いて酸化雰囲気およびＮ２雰囲気中
で熱処理を行ない、３０００人の酸化膜２５３．２５４
を形成させながら、第４図で示すようにＮ＋型型数散層
２７１．２７２を形成する。

すなわち、このように拡散層２６１．２Ｂ２　、および
２７１　、２７２が形成された部分に対応して、厚さの
異なる酸化膜層２５１〜２５４が形成され、シリコン基
板の表面上に、上記各拡散層に対応する部分が四部とな
るような段差を有する酸化膜２５が形成されるようにな
る。

このように表面に凹凸が形成され、複数の段差部が形成
されるようになった酸化膜２５の表面上には、第５図で
示すようにスパッタ法を用いて、５ｉＣｒ系金属により
２００人の厚さで薄膜抵抗体層２８が形成される。この
薄膜抵抗体層２８は、ホトエツチングによって抵抗体上
にパターン化されるように不要部分が除去されるもので
、この薄膜抵抗体層２８は比較的薄い酸化膜２５２によ
る段差部を横切るようにして、酸化膜２５上に形成され
る。

このように薄膜抵抗体層２８が形成されたならば、第６
図で示すようにコンタクトとされるＮ＋＋散層２７１お
よび２７２に対応する薄い酸化膜２５３および２５４部
、ざらにＰ＋拡散層２８１部に対応する酸化膜２５１部
に、それぞれ基板面に至るコンタクトホール２９１〜２
９３を開口形成し、この開口部それぞれに対応して第７
図に示すようにアルミニウム配線層３０１〜３０３を形
成する。この場合、能動素子のコンタクトとされるＮ＋
型型数散層２７２接続されるようになるアルミニウム配
線層３０３は、薄膜抵抗体層２８の端部にまで至るよう
に形成され、Ｎ中型拡散層２７２と薄膜抵抗体層２８と
が電気的に接続されるようになっている。

また、このアルミニウム配線層３０１〜３０３が形成さ
れるときに、同時にＰ＋型拡散層２６２に対応する段差
部の薄膜抵抗体層２８の表面上にも、アルミニウム配線
層３１を形成する。そして、薄膜抵抗体層２８の段差部
が、アルミニウム配線層３１との２層構造とされるよう
にしているもので、断線さらにはエレクトロマイグレー
ンヨンが生ずることがないようにした薄膜抵抗体層２８
が構成される。

すなわち、このように構成することによって、バイポー
ラトランジスタとされるＡ部に対して、Ｂ部にＰ型拡散
抵抗２６２と交差し、段差部を横切るようにして薄膜抵
抗体層２８を集積化した半導体装置が構成される。

このように構成された半導体装置にあっては、表面の酸
化膜の段差部分を１Ｍ切るように形成された薄膜抵抗体
層２８は、その段差部分おいてアルミニウム配線層３１
により覆われるようになる。このため、上記段差部分に
おいて電流がほとんどアルミニウム配線層３１中を流れ
るよ・うなり、したがって２００λ程度の非常に薄い薄
膜抵抗体層２８を段差部に形成したときに問題となる、
段差部における断線さらにエレクトロマイグレーション
の発生をおそれる必要がない。この場合、この段差部に
対応するアルミニウム配線層３１は、通常の半導体装置
において形成されるアルミニウム配線層３０１〜３０３
を形成する工程において、エツチング用マスクの形状を
修正するのみで同時に形成できるものであり、特にこの
ために工程数を増加させる必要はない。

そして、このようにして薄膜抵抗体層が形成されるよう
にすることによって、実施例のようにこの薄膜抵抗体層
が拡散抵抗層と交差するようにして形成されるようにな
ると共に、抵抗島、アイソレーション領域、さらにはト
ランジスタの未使用領域に容易に薄膜抵抗体層を形成で
きるようになるものである。

第８図はＰ十型拡散層２６部からアイソレーション拡散
層２４を横切るようにして、薄膜抵抗体層２８を形成し
た状態を示しているもので、Ｐ＋型拡散層２６に対応す
る酸化膜の薄い部分で形成される段差部を交差して、薄
膜抵抗体層２８が形成されている。このような場合にお
いては、上記段差部分に対応して、薄膜抵抗体層２８を
覆うようにアルミニウム配線層３１１　、３１２を形成
する。すなわち、上記段差部において、薄膜抵抗体層２
８とアルミニウム配線層３１１．３１２との２層構造が
形成されるようになり、薄膜抵抗体層２８の段差部にお
ける断線さらにエレクトロマイグレーションの発生を心
配する必要がなくなる。

第９図で示すように、拡散層２６と平行となるように薄
膜抵抗体層２８が形成されるようになり、薄膜抵抗体層
２８に流れる電流の方向が段差部と平行になるような状
態では、上記電流方向と平行な段差°部分に対応してア
ルミニウム配線層を形成する必要はない。そして、薄膜
抵抗体層２８が拡散層２６の端部分を交差する部分、さ
らにこの薄膜抵抗体層２８が拡散層２６の側方に折れ曲
がる部分においては、薄膜抵抗体層が段差部を横切るよ
うになるものであるため、この部分に対応してアルミニ
ウム配線層３１３．３１４を、薄膜抵抗体層２８に重ね
て形成するようにする。

〔発明の効果１ 以上のようにこの発明に係る半導体装置によれば、拡散
抵抗層等が形成されるようになる半導体基板の表面の酸
化膜上に、この酸化膜の表面を特に平坦化することなく
５ｉＣｒ系金属等による極く薄い抵抗体層が形成できる
ようになるものであり、ＩＣさらにＬＳＩ等の集積化が
容易とされるようになる。この場合、特に工程数を増加
させることなく薄膜抵抗体層の段２部を交差する部分に
おける断線、エレクトロマイグレーションの発生が確実
に防止できるものであり、電気的な特性の優れたものと
することができるものであり、特に薄膜抵抗体層のレイ
アウトが自由に設定できるようになる。そして、このよ
うな構成はＣＭＯＳ。

ＢＩ　ＣＭＯＳ等の全ての種類の集積回路に応用できる
。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例に係る半導体装置を示すも
ので、（Ａ）は特に薄膜抵抗体層を形成した部分平面１
ｆｔ成を示す図、（Ｂ）は（Ａ）図のｂ−ｂ線断面図、
第２図乃至第７図は上記のような半導体装置の製造工程
を順次説明する断面（１４成図、第８図および第９図は
それぞれこの発明の他の実施例を説明する図である。 １１、２１・・・半導体基板１２．２２１　２２２・・
・Ｎ型拡散層、［３，２３１，２３２・・・Ｎ型エピタ
キシャル層、１４１　１４２　２０．２８１　２８２・
・・ＰＪＪ：！拡散層、１５．２５−・・酸化膜、１６
．２８−・・薄膜抵抗体層（ＳｉＣｒ）、１８１　　１
８２　　３０１〜３０３　　３１．３１１〜３１４・・
・アルミニウム配線層。 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦 （Ａ） （Ｂ） 第５ 図 第６ 図 第７ 図 第２ 図 第３図 第８ 図 第９ 図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）能動素子領域の形成された半導体基板と、この半
   導体基板の主表面上に、この表面の段差部が含まれる状
   態で形成された絶縁膜と、この絶縁膜上に、上記段差部
   を交差する状態で形成される薄膜抵抗体層と、 この薄膜抵抗体層の、少なくとも上記段差部に対応する
   部分に形成したアルミニウム配線層とを具備し、 上記薄膜抵抗体層とアルミニウム配線層とが２層構造と
   されるようにしたことを特徴とする半導体装置。
2. （２）上記薄膜抵抗体層は、ＳｉＣｒ系の抵抗体材料で
   構成されるようにした特許請求の範囲第１項記載の半導
   体装置。