JPH0444260A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

半導体装置の製造方法

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JPH0444260A
JPH0444260A JP14851090A JP14851090A JPH0444260A JP H0444260 A JPH0444260 A JP H0444260A JP 14851090 A JP14851090 A JP 14851090A JP 14851090 A JP14851090 A JP 14851090A JP H0444260 A JPH0444260 A JP H0444260A
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JP
Japan
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electrode
layer
thin film
resistor
film resistor
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JP14851090A
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English (en)
Inventor
Norio Yamamoto
憲郎 山本
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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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】 〔概 要〕 CrS+、D(Xは1〜2の範囲の数を表す)薄膜抵抗
体を有する半導体装置の製造方法に関し、CrSi、0
薄膜抵抗体とl’i極との接触抵抗を改良することを目
的とし、 第1の発明の方法は、絶縁膜の開口窓に第1層のAA主
電極形成し、感光性ポリイシドを使用して平坦化層間絶
縁膜を形成し、選択的エツチングにより、CrSi、0
薄膜抵抗体の電極を形成すべき領域および第1層のAβ
電極を露出させ、5in2換算60〜120人の深さま
でRFエツチングを行って、自然酸化されて生成した抵
抗体表面のCr2O3と第1層のAj’電極表面のAl
2O,との薄層を除去した後に、第2層の配線電極を形
成するように構成し、 第2の発明の方法は、絶縁膜の開口窓、およびCrS+
、D薄膜抵抗体の電極を形成すべき領域に、厚さ100
〜5000人の第1層のAI主電極形成し、RFエツチ
ングを行ってこれらの電極表面に自然酸化されて生成し
たA I 、03薄層を除去した後に、CrS+、0薄
膜をスパッタリングし、パターニングして薄膜抵抗体を
形成し、さらに5iO7換算60〜120人の深さまで
RFエツチングを行って、第1層のAβ電極およびCr
Si、O薄膜抵抗体の表面に自然酸化されて生成したA
l2O2とCr2O3との薄層を除去した後に、第2層
の配線電極を形成するように構成する。
〔産業上の利用分野〕
本発明はCrSi、O薄膜抵抗体を有する半導体装置の
製造方法に関する。近年、薄膜抵抗体は、シート抵抗が
、1にΩ/四以上で、かつ抵抗の温度係数が±1oop
pm/を程度に小さいことが要求されている。これには
(:r3iXまたはCrS、0 (Xは1〜2の範囲の
数を表す)が使用される。
〔従来の技術〕
CrSi註薄膜抵抗体を有する半導体装置の製造方法に
おいては、CrSi、O薄膜と^β電極との接触抵抗が
大きいことが問題になっていた。これはCrSi、0ま
たはiの表面に自然酸化によって針、03またはA I
t z03の薄層を生成し、これらが絶縁性を有するた
tである。また、第1層の^l電極および(:rS+、
0薄膜抵抗体を形成した後に、平坦化層間絶縁膜を形成
し、これに第2層の電極形成用開口窓をあけて配線電極
を形成するが、自然酸化によって、第1層のAβ電極と
CrS+、0薄膜抵抗体との表面にAl2O2とCr2
O3との薄層が生成する。
これを除去するにはRFエツチングを行えばよいが、も
し第1のAI電極形成用開口窓があいたままでRFエツ
チングを行えば、バルクSi にダメージを与える欠点
もあった。なお、PSG層間絶縁膜の化学気相成長(C
VD)による生成工程は、1−PSGの塗布、B−PS
Gの塗布、液体OCDによる平坦化、および制御された
反応性イオンエツチングを行うことが必要であり、繁雑
な工程であった。
〔発明が解決しようとする課題〕
本発明は、CrS+、Q薄膜抵抗体を有する半導体装置
の製造においで、CrSi、0薄膜抵抗体とAI!It
、さらに第1層のAβ電極と第2層のAl配線電極との
接触抵抗を改良することを主要な目的とする。
C課題を解決するたとの手段〕 上記課題は、CrSi、0薄膜抵抗体を有する半導体装
置の製造方法であって、(イ)絶縁膜に電極形成用開口
窓をあけた81基板tに、CrSi、O(Xは1〜2の
範囲の数を表す)薄膜をスパッタリングし、パターニン
グして、Cr51.D薄膜抵抗体を形成し、(ロ)0.
5〜5.0%HFで前処理した後に、第1層のlをスパ
ッタリングし、パターニングして開口窓に第1層の^1
電極を形成し、(ハ)感光性ポリイミドを塗布し、露光
・現像し、熱硬化させて、平坦化層間絶縁膜を形成し、
次に選択的エツチングにより、CrSi、0薄膜抵抗体
の電極形成領域と第1層の^β電極とを露出させ、(ニ
)自然酸化されて生成した、CrSi、0薄膜抵抗体表
面のCr2O,と、第1層の^l電極表面のA I 2
03 との薄層を8102換算60〜120人の深さま
でRFエツチングにより除去した後に、(ホ)第2層の
^!をスパッタリングし、パターニングして、CrSi
、0薄膜抵抗体の電極形成領域と第1層の^β電極との
上に配線電極を形成する工程を含むことを特徴とする方
法、および (イ)絶縁膜に電極形成用開口窓をあけたSi基板上に
、第1層のAIをスパッタリングし、パターニングして
、電極形成用開口窓と、形成すべきCrS+、0(Xは
1〜2の範囲の数を表す)薄膜抵抗体の2つの電極形成
領域とに、厚さ100〜5000人の第1層のl電極を
形成し、(ロ)第1層の^l電極表面に自然酸化されて
生成したA A 203薄層をRFエツチングにより除
去した後に、(ハ)CrS+、0をスパッタリングし、
パターニングして、2つの電極形成領域を跨ぐCr5i
xO薄膜抵抗体を形成し、(ニ)さらに5102換算6
0〜120 人の深さまでRFエツチングを行って、第
1層のAI!Itと、CrSi註薄膜抵抗体との表面に
、それぞれ自然酸化されて生成したA It 2i3 
とCr、0.との薄層を除去した後に、(ホ)第2層の
AIをスパッタリングし、パターニングして配線電極を
形成する上程を含むことを特徴とする方法によって解決
することができる。
〔作 用〕
第1の発明の方法は、絶縁膜の上にまずCrS+XO薄
膜抵抗体を形成し、この上に第2層の・^l配線電極を
形成する。第2の発明の方法は、絶縁膜の上に形成すべ
きCr 31x O薄膜抵抗体の2つの電極形成領域に
、まず2つの第1層のl電極を形成し、次にこれらを跨
ぐCrSi、0薄膜抵抗体を形成した上に、この電極形
成領域に第2層の^l配線電極を形成する。
RFエツチングによる自然酸化物の除去は、第1の発明
の方法では1回ですむが、これに対して第2の発明の方
法では2回の除去を必要とする。
しかし第2の発明ではCrS+、0薄膜抵抗体を第1層
と第2層とのAl電極で挟持する形となるので、機械的
強度が大きい利点を有する。
なお、いずれの発明の方法においても、絶縁膜の電極形
成用開口窓には、RFエツチングの前に第1のAl電極
が形成されているので、酸化物除去のRFエツチングが
開口を通してバルクSiに達してダメージを与えること
はない。
CrSi、O薄膜抵抗体の表面に自然酸化されて生成し
たCr、O,薄層のRFエツチングは、S10□に換算
して60〜120人の深さとすることが必要であり、6
0人より薄いと酸化物の除去が十分でなく、120人よ
り深いと、厚さ200人程度の薄膜抵抗体にダメージを
与える恐れがある。
電極形成用開口窓をあけた絶縁膜は、窓の底に露出して
いるバルクSiが自然酸化されて5102の薄層となっ
ているので、0.5〜5.0%HFで除去する。HFの
濃度が0.5%より低いと、SiO□の除去は十分でな
く、5.0%より高いときはCrSi註を溶解しないが
、酸化絶縁膜にダメージを与える。
なお、第1の発明の方法は、層間絶縁膜として、感光性
ポリイミドを使用するので、従来のCVDによるPSG
とは異なり、平坦化工程を簡略化することができる。も
ちろん、これを第2の発明に適用することもできる。
CrSi、0薄膜抵抗体は厚さが通常20OA程度と極
tて薄いので、第2の発明の方法は、第1層のAl電極
の上にこの薄膜を被着したとき、段差で膜切れを生じ易
い。これを防ぐために第1層のl膜の厚さを100〜5
000 Aとして段差を小さくすることが必要である。
〔実施例〕
実施例1 第1の発明の方法の実施態様として、第1図に示すSi
基板lは厚さ4000人の酸化絶縁膜2を有し、これに
電極形成用開口窓3をあけ、9 mTorrのAr中で
0.7kWの出力でCrSi。Dを20間分スパッタリ
ングして厚さ200人の薄膜を被着し、選択的反応性イ
オンエツチングにより開口窓3をNaさせ、薄膜抵抗体
4を形成した(a)。
次に、1.0%HFで10秒間前処理して、開口窓3の
底に自然酸化によって生成した5in2薄層を除去した
後に、lQmTorrのAr中で3.QkWの出方でス
パッタリングして厚さ9000人のAl膜を被着し、5
0℃の)13P[11,で選択的ウェットエツチングを
行って、第1層のAl電極5を形成した(b)。
感光性ポリイミド6を、常法によって塗布し、露光・現
像して、熱硬化した後に選択的エツチングして、A!電
極5と、抵抗体の上に形成すべき2つの電極領域7とを
露出させた(C)。
8mTorrのAr中で13.5MHz 、 0.8k
Wの出力で5in2に換算して深さが100Aとなるよ
うにRFエツチングを行って、Ar電極5表面の自然酸
化^1203薄層とCr51.ON膜抵抗体4表面の自
然酸化Cr、03 とを薄層を除去した後に、(b)と
同じ条件で厚さ1.51!Iaのl膜を被着し、パター
ニングして、第2層の配線電極8.8′を形成した(d
)。
C’rSi、0薄膜抵抗体−A1電極の接触面積16X
6μ2についての接触抵抗は10mΩであった。
実施例2 第2の発明の方法の実施態様として、第2図に示す81
基板は厚さ4000人の酸化絶縁膜2を有し、電極形成
用開口窓3をあけ、1.0%HFで10秒間前処理して
、開口窓3の底に自然酸化によって生成したSiO,薄
層を除去した後にlQmTorrのAr中で3kWの出
力でスパッタリングして厚さ1000への^1薄膜を被
着し、50℃のH,PD、で選択的エツチングして、バ
ルクSiの上の第1層のAIl電極と、形成すべきCr
Si。0薄膜抵抗体4の下の第1層のAI!電極5とを
形成した(a)。
10mTorrOAr中で、13.5MHz 、1.0
kWの出力でRFエツチングして第1層の^l電極5.
5′の表面に自然酸化して生成した^n 、03薄層を
除去した後に、9 mTorrのAr中で0.7kWの
出力で20分間スパッタリングして厚さ200人のCr
S+、0薄膜を形成し、選択的反応性エツチングによっ
て薄膜抵抗体4をパターニングした(b)。
さらに(b)と同様に、SiO□に換算して厚さ100
人までRFエツチングして、薄膜抵抗体4表面の自然酸
化Cr2D、薄層を除去した後に、(a)と同様にして
厚さ7000 Aの第2層のArを被着し、選択的エツ
チングにより第1層のAIl電極、5′に配線電極8.
8′を形成した(C)。
第1層のへβ電極が占める絶縁層の面積4×642につ
いてのCrSi、O薄膜抵抗体−A!電極の接触抵抗は
5mΩであった。
〔発明の効果〕
本発明の方法による半導体装置はCr5IXO薄膜抵抗
体−Alt&極の接触抵抗が極めて小さい利点を有する
。その他RFエツチングで導体表面の酸化物を除去する
とき、開口窓を第1層のAIl電極塞いでいるので、8
1基板にダメージを与えることがなく、またAr配線の
形成は、薄膜抵抗体を形成した後に行うので、薄膜の選
択的エツチングによるl配線へのダメージもない。
さらに、第1の発明の方法は、平坦化層間絶縁膜を簡略
な工程で形成することができ、第2の発明の方法は、C
rSiイ0薄膜抵抗体が第1層と第2層とのlii極の
間に強固に挟持される特長を有する。
【図面の簡単な説明】
第1図は第1の発明の実施態様を示す工程図、第2図は
第2の発明の実施態様を示す工程図である。 1・・・81基板、     2・・酸化絶縁膜、3・
・・電極形成用開口窓、 4・・・CrS+、O薄膜抵抗体、 5・・・第1層のl電極、 6・・・平坦化層間絶縁膜、 7・・・抵抗体の電極形成領域、 8・8′・・・配線電極。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、薄膜抵抗体を有する半導体装置の製造方法であって
    、 (イ)電極形成用開口窓をあけた保護膜を半導体基板上
    に形成したのち、薄膜を該保護膜上にスパッタリングし
    、パターニングして、薄膜抵抗体を形成し、 (ロ)第1層の電極材料をスパッタリングし、パターニ
    ングして前記開口窓に第1層の電極を形成し、 (ハ)層間絶縁膜を形成し、次に選択的エッチングによ
    り、薄膜抵抗体の電極形成領域と第1層の電極とを露出
    させ、 (ニ)自然酸化されて生成した、薄膜抵抗体表面の酸化
    膜をRFエッチングにより除去した後に、 (ホ)第2層の電極材料をスパッタリングし、パターニ
    ングして、薄膜抵抗体の電極形成領域と第1層の電極と
    の上に配線電極を形成する工程を含むことを特徴とする
    半導体装置の製造方法。 2、薄膜抵抗体を有する半導体装置の製造方法であって
    、 (イ)電極形成用開口窓をあけた保護膜を半導体基板上
    に形成したのち、第1層の電極材料をスパッタリングし
    、パターニングして、電極形成用開口窓に、第1層の電
    極を形成し、 (ロ)薄膜をスパッタリングし、パターニングして、薄
    膜抵抗体を形成し、 (ハ)さらにRFエッチングを行って、薄膜抵抗体の表
    面に形成された自然酸化膜を除去した後に、 (ニ)第2層の電極材料をスパッタリングし、パターニ
    ングして配線電極を形成する工程を含むことを特徴とす
    る半導体装置の方法。
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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