JPH09307066A

JPH09307066A - 半導体装置の製造方法

Info

Publication number: JPH09307066A
Application number: JP8118638A
Authority: JP
Inventors: Tetsuya Oishi; 哲也大石
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1996-05-14
Filing date: 1996-05-14
Publication date: 1997-11-28

Abstract

(57)【要約】【課題】抵抗部をその所望抵抗値に高精度に調整で
き、かつ量産性にも優れた抵抗部の形成工程を有する、
半導体装置の製造方法の提供が望まれている。【解決手段】半導体基体１０上あるいは半導体基体の
表層部に抵抗部１２ａとするための半導体領域１２を、
その抵抗が、作製する抵抗部の所望抵抗値より大きい抵
抗値となるように形成する。次に、半導体領域１２に接
続する金属製の電極１５を形成する。次いで、電極１５
および半導体領域１２を３００℃以上に加熱して電極１
５の金属を半導体領域１２中に拡散させ、半導体領域１
２の抵抗を所望抵抗値に調整する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、抵抗部を所望抵抗
値に高精度に調整する工程を有した、半導体装置の製造
方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】シリコンまたは多結晶シリコンからなる
抵抗部に金属を拡散させ、その抵抗値を調整する方法と
して、従来、例えば特開昭５７−１０６００６号公報に
開示された技術が知られている。

【０００３】この方法では、まず、図２に示すようにシ
リコン基板１の表面に抵抗を形成するための不純物拡散
領域（半導体領域）２を形成する。次に、この不純物拡
散領域２上に酸化シリコンからなる絶縁層３を形成し、
さらにこれを開口して得られた孔内を埋め込んだ状態に
電極取り出し配線層４、４、および金属製のトリミング
電極５を形成する。続いて、シリコン基板１を加熱し、
電極取り出し配線層４、４およびトリミング電極５と前
記不純物拡散領域２との界面部に合金層２ａ‥を形成す
る。

【０００４】次いで、これら電極取り出し配線層４、４
およびトリミング電極５を覆って表面保護層６を形成
し、さらにこの表面保護層６に前記トリミング電極５に
通じる孔６ａを形成する。その後、電極取り出し配線層
４、４を用いて不純物拡散領域２の抵抗値を測定しつ
つ、トリミング電極５に対し前記孔６ａを通して低出力
のレーザーパルスを印加し、不純物拡散領域２に合金層
２ｂを成長させていく。そして、所望の抵抗値に到達し
たらレーザーパルスを停止し、所望抵抗値を有した不純
物拡散領域２からなる抵抗部を得る。また、レーザー加
熱による以外の方法としては、例えば特開昭６２−５０
０６２３号公報に開示された方法のように、通電を行う
ことによってウエハ全体あるいは回路全体をトリミング
する技術が知られている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前者の
レーザー加熱による方法では、一度に抵抗調整できる範
囲がレーザーのスポット径の範囲内と局部に限られてし
まうことから、ウエハ全体あるいは回路全体をトリミン
グするためには何度もレーザーを印加する必要があり、
量産性に劣るといった不都合がある。さらに、シリコン
基板１をパッケージングした後では前記方法を採用する
ことができず、したがってパッケージング後に抵抗の変
更が要求された場合などには、前記方法では対応できな
いといった不満がある。

【０００６】また、通電によってトリミングする方法で
は、何度も端子を変えて電流を印加する必要があること
からやはり量産性に劣ってしまい、さらに、電流印加の
ためのパッドや端子が必要になることから、チップ面積
が大きくなってしまうといった不都合もある。

【０００７】本発明は前記事情に鑑みてなされたもの
で、その目的とするところは、抵抗部をその所望抵抗値
に高精度に調整でき、かつ量産性にも優れた抵抗部の形
成工程を有する、半導体装置の製造方法を提供すること
にある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の半導体装置の製
造方法では、半導体基体上あるいは半導体基体の表層部
に抵抗部とするための半導体領域を、その抵抗が、作製
する抵抗部の所望抵抗値より大きい抵抗値となるように
形成し、次に前記半導体領域に接続する金属製の電極を
形成し、その後前記電極および半導体領域を３００℃以
上に加熱して電極の金属を半導体領域中に拡散させ、該
半導体領域の抵抗を前記所望抵抗値に調整することを前
記課題の解決手段とした。

【０００９】この製造方法によれば、半導体領域を所望
抵抗値より大きい抵抗値となるように形成し、さらにこ
れに金属製の電極を接続し、その後前記電極および半導
体領域を３００℃以上に加熱して電極の金属を半導体領
域中に拡散させ、該半導体領域の抵抗を前記所望抵抗値
に調整するので、該半導体領域からなる抵抗部をその所
望抵抗値に高精度に調整できるのはもちろん、加熱によ
る金属拡散で抵抗調整を行うため、抵抗調整を行う部位
が局部に限定されず、したがって量産性にも優れたもの
となる。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の製造方法をその実
施形態例により詳しく説明する。図１は本発明における
半導体装置の製造方法の一実施形態例を説明するための
図であり、図１中符号１０シリコン基板（半導体基体）
である。まず、シリコン基板１０上にＳｉＯ₂等からな
る絶縁膜１１を形成し、続いてこの上に不純物を拡散し
たポリシリコンよりなる半導体領域１２を形成する。こ
こで、この半導体領域１２の形成にあたっては、その抵
抗が最終的に作製する抵抗部１２ａの所望する（目標と
する）抵抗値より大きい抵抗値となるように、不純物を
拡散させる。

【００１１】半導体領域１２の抵抗値の、所望抵抗値
（目標抵抗値）に対する割合としては、所望抵抗値（目
標抵抗値）を１００とすると、これに対して１０１〜１
０５程度とされる。１０１以上としたのは、これより小
さいと所望抵抗値との差が少なくなり、加熱処理に先立
って後述するように絶縁膜形成等の熱工程がある場合
に、その工程にて抵抗が低下し、所望抵抗値より小さく
なってしまうおそれがあるからである。また、１０５以
下としたのは、これより大きいと、後述する加熱による
抵抗の低下処理によって抵抗を所望抵抗値に調整するの
が、時間が長くかかり過ぎるなどの理由によって困難に
なるからである。

【００１２】なお、半導体領域１２の形成については、
予め不純物を含有させた状態でＣＶＤ法等により不純物
含有ポリシリコン層を形成し、その後、該ポリシリコン
層をリソグラフィー法およびエッチング法によってパタ
ーニングし、半導体領域１２を得る方法や、ＣＶＤ法等
によりポリシリコン層を形成し、該ポリシリコン層をリ
ソグラフィー法およびエッチング法によってパターニン
グした後、イオン注入法によって不純物を注入し、さら
にこれを熱拡散させて半導体領域１２を得る方法が採用
される。

【００１３】次に、この半導体領域１２を覆って層間絶
縁膜１３を形成し、さらにこの層間絶縁膜１３の所定箇
所をリソグラフィー法およびエッチング法によって開口
し、半導体領域１２に通じる開口部１４、１４を形成す
る。続いて、これら開口部１４、１４内を埋め込んだ状
態となるようにしてスパッタ法あるいはＣＶＤ法等によ
り金属層（図示略）を前記層間絶縁膜１３上に形成す
る。次いで、形成した金属層をリソグラフィー法および
エッチング法によってパターニングし、半導体領域１２
にオーミック接続する抵抗取り出し用の電極１５、１５
を形成する。ここで、電極１５を形成するための金属と
しては、ポリシリコンと合金を形成し易い金属、例えば
アルミニウムやアルミニウム合金、さらに白金やチタン
などが好適に用いられる。

【００１４】次いで、電極１５、１５の表面保護のた
め、該電極１５、１５を覆って絶縁膜１６を形成する。
絶縁膜１６としては、プラズマＣＶＤ法によるＰ−Ｓｉ
Ｎ、あるいは常圧ＣＶＤ法によるＳｉＯ₂が用いられ
る。このような絶縁膜１６を形成すると、前記Ｐ−Ｓｉ
ＮあるいはＳｉＯ₂の形成の際に４００〜４２０℃程度
の熱が加えられることから、半導体領域１２にはその電
極１５との界面側にて合金層１５ａが形成される。な
お、この絶縁膜１６の形成は時間的には長くないので、
半導体領域１２に合金層１５ａが形成されるものの該半
導体領域１２の抵抗はわずかにしか小さくならず、もち
ろん所望抵抗値より大きい値を維持したものとなってい
る。

【００１５】その後、シリコン基板１０を例えばウエハ
状態で加熱し、電極１５と半導体領域１２との合金化を
進めて前記合金層１５ａを成長させ、該半導体領域１２
の抵抗を低下させてこれを所望する抵抗値に調整し、抵
抗部１２ａを得る。抵抗調整のための加熱の温度として
は、３００℃以上とされ、特に電極１５をアルミニウム
あるいはアルミニウム合金によって形成した場合、４０
０〜５００℃程度とされる。加熱温度を３００℃以上と
したのは、電極１５を形成する金属と半導体領域を形成
するポリシリコンとが反応して合金化するのが、３００
℃以上であるからである。

【００１６】なお、アルミニウムあるいはアルミニウム
合金とポリシリコンとの反応による合金化も３００℃程
度で起こるものの、その反応を速めて生産性を高めるた
めには、前記したように４００〜５００℃程度で加熱処
理を行うのが好ましい。また、このような加熱処理によ
る抵抗の調整にあたっては、適宜時間加熱処理を行った
後電極１５、１５間で半導体領域１２の抵抗を測定し、
所望抵抗値との差をみて再度加熱処理を行い、以下、こ
れらのプロセスを繰り返すことにより、半導体領域１２
を所望抵抗値からなる抵抗部１２ａとする。

【００１７】このような製造方法にあっては、３００℃
以上に加熱して電極１５の金属を半導体領域１２中に拡
散させ、該半導体領域１２に合金層１５ａを形成して該
半導体領域１２の抵抗を前記所望抵抗値に調整するの
で、該半導体領域１２からなる抵抗部１２ａをその所望
抵抗値に高精度に調整できるのはもちろん、加熱による
金属拡散（合金層１５ａ形成）で抵抗調整を行うため、
抵抗調整を行う部位が局部に限定されず、したがって量
産性にも優れたものとなる。

【００１８】また、例えばＩＣ回路を作製するにあた
り、複数の抵抗部を全て均一に精度良く形成したい場合
には、予め抵抗部となる半導体領域１２を全て同一の寸
法に形成しておき、これらを同時に加熱処理することに
より、複数の抵抗部を、所望抵抗値に高精度に調整さ
れ、かつ全て同じ抵抗値となるように形成することがで
きる。

【００１９】さらに、抵抗調整のため３００℃以上の加
熱処理を行っており、この加熱処理後に行うモールド組
立工程などでは通常その処理温度が最高２９０℃程度で
あることから、抵抗調整されて形成された抵抗部１２ａ
がモールド組立工程などにてその抵抗値が変動すること
を抑えることができる。

【００２０】なお、前記実施形態例では、金属製の電極
１５を抵抗取り出し用の電極としたが、例えばこれに回
路中の配線層を接続することにより、配線用の電極とし
てもよいのはもちろんである。また、前記実施形態例で
は、絶縁膜１６形成後に抵抗調整のための加熱処理を行
ったが、例えばパッケージとしてセラミックスを用いる
場合などには、パッケージング後に加熱処理を行うこと
により、抵抗調整をすることもできる。さらに、前記実
施形態例では、シリコン基板１０上に形成したポリシリ
コンからなる半導体領域１２によって抵抗部１２ａを形
成したが、本発明はこれに限定されることなく、例えば
シリコン基板１０表層部に不純物を拡散してなる拡散層
を形成し、該拡散層から抵抗部を形成するようにしても
よい。

【００２１】

【発明の効果】以上説明したように本発明の半導体装置
の製造方法は、半導体領域を所望抵抗値より大きい抵抗
値となるように形成し、さらにこれに金属製の電極を接
続し、その後前記電極および半導体領域を３００℃以上
に加熱して電極の金属を半導体領域中に拡散させ、該半
導体領域の抵抗を前記所望抵抗値に調整するようにした
ものであるから、該半導体領域からなる抵抗部をその所
望抵抗値に高精度に調整できるのはもちろん、加熱によ
る金属拡散（合金層形成）で抵抗調整を行うため、抵抗
調整を行う部位が局部に限定されることなく一度に多く
のウエハ、チップの抵抗調整を行うことができ、したが
って量産性にも優れたものとなる。

【００２２】また、例えばパッケージとしてセラミック
スを用いれば、パッケージング後に加熱処理を行うこと
によって抵抗調整をすることができ、したがってパッケ
ージング後に抵抗の変更が要求される場合にもこれに対
応することができる。さらに、電流印加のためのパッド
や端子が不要であることから、チップ面積が大きくなる
といった不都合もないものとなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の半導体装置の製造方法の一実施形態例
を説明するための要部側断面図である。

【図２】従来の半導体装置の製造方法の一例を説明する
ための要部側断面図である。

【符号の説明】

１０シリコン基板（半導体基板）１２半導体領
域１２ａ抵抗部１５電極１５ａ合金層

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】半導体基体上あるいは半導体基体の表層
部に抵抗部とするための半導体領域を、その抵抗が、作
製する抵抗部の所望抵抗値より大きい抵抗値となるよう
に形成する工程と、前記半導体領域に接続する金属製の電極を形成する工程
と、前記電極および半導体領域を３００℃以上に加熱して電
極の金属を半導体領域中に拡散させ、該半導体領域の抵
抗を前記所望抵抗値に調整する工程と、を備えてなることを特徴とする半導体装置の製造方法。