JPH0964277A

JPH0964277A - 抵抗素子及びその製造方法

Info

Publication number: JPH0964277A
Application number: JP21918395A
Authority: JP
Inventors: Akira Nagata; 公永田
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 1995-08-28
Filing date: 1995-08-28
Publication date: 1997-03-07

Abstract

(57)【要約】【課題】小面積で高抵抗の抵抗素子を提供する。【解決手段】半導体集積回路における高濃度拡散層６
とその高濃度拡散層６に接続された金属配線７とのコン
タクト抵抗を１つの抵抗体（ユニット９）として用い、
そのユニット９を複数直列に接続した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体集積回路に
おける抵抗素子の構造及びその製造方法に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】図１１及び図１２に基づいて半導体集積
回路における従来の抵抗素子について説明する。図１１
および図１２は抵抗素子を形成した基板の平面図であ
る。図１１に示す抵抗素子は、ウェル拡散抵抗であり、
１は平面視略長方形状に形成されたウェル拡散層、２は
ウェル拡散層の長手方向の両端部に平面視略正方形状に
形成された、オーミック形成用の高濃度拡散層、３はそ
れらの高濃度拡散層上に形成されたコンタクトである。
ウェル拡散抵抗は、高抵抗の抵抗素子を形成する場合に
用いられる構造である。

【０００３】また、図１２に示す抵抗素子は、ポリシリ
コン抵抗であり、４は平面視略長方形状に形成されたポ
リシリコン層、５はポリシリコン層の長手方向の両端部
付近に形成されたコンタクトである。ポリシリコン抵抗
は、精度の高い抵抗素子を形成するのに適している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、ウェル拡散抵
抗は、高抵抗素子を形成する場合に適しているが、抵抗
値が印加される電圧によって変化し精度が悪いという問
題点があり、一方、ポリシリコン抵抗は抵抗値の電圧依
存性はほとんどないが、ポリシリコン自身のシート抵抗
が低いため、高抵抗を得るためには抵抗素子の面積を大
きくしなければいけないため、高集積化には適さないと
いう問題点があった。

【０００５】本発明は、上記問題点に鑑み成されたもの
で、その目的とするところは、金属配線と高濃度拡散
層、または、金属配線とポリシリコン層とのコンタクト
抵抗を利用して、小面積で高抵抗が得られる抵抗素子の
構造及びその製造方法を提供するものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、請求項１記載の抵抗素子は、半導体集積回路におけ
る高濃度拡散層とその高濃度拡散層に接続された金属配
線とのコンタクト抵抗を１つの抵抗体として用い、その
抵抗体を複数直列または並列に接続したことを特徴とす
るものである。

【０００７】請求項２記載の抵抗素子は、半導体集積回
路におけるポリシリコン層とそのポリシリコン層に接続
された金属配線とのコンタクト抵抗を１つの抵抗体とし
て用い、その抵抗体を複数直列または並列に接続したこ
とを特徴とするものである。

【０００８】請求項３記載の抵抗素子は、請求項１また
は請求項２記載の抵抗素子で、少なくとも１つの切断可
能な切断用金属配線が、１つまたは複数の前記抵抗体に
よって構成される所定回路を短絡するジャンパー線とし
て形成されていることを特徴とするものである。これに
より、レーザー、フォーカスト・イオン・ビーム、電子
線照射等を用いて所定のジャンパー線を切断してするこ
とにより抵抗値の調整が可能となり精度の向上が図れ
る。

【０００９】請求項４記載の抵抗素子は、請求項１乃至
請求項３記載の抵抗素子で、コンタクトの大きさを複数
種類設けたことを特徴とするものである。

【００１０】請求項５記載の抵抗素子の製造方法は、請
求項１乃至請求項４記載の抵抗素子を製造する方法で、
請求項１乃至請求項４記載の前記抵抗素子の所定箇所に
沿って形成された短絡用金属配線と、所定の前記金属配
線とを金属ＣＶＤにより短絡する工程を備えたことを特
徴とするものである。これにより、イオンビーム等を用
いた金属ＣＶＤによって、抵抗素子の一部を短絡するこ
とにより抵抗値の調整が可能となり、精度の向上が図れ
る。

【００１１】

【発明の実施の形態】図１に基づいて本発明の抵抗素子
の一実施形態について説明する。図１は抵抗素子を形成
した基板の平面図であり、（ａ）は抵抗素子を構成する
抵抗体の１つを示す平面図、（ｂ）は抵抗素子全体を示
す平面図である。６はＭＯＳトランジスタのソース、ド
レインを形成する際等に形成される、平面視略長方形状
の高濃度拡散層、７は高濃度拡散層６に接続される、平
面視略長方形状の金属配線、８は高濃度拡散層６と金属
配線７とのコンタクトであり、図１に示す抵抗素子は、
平面視略長方形の領域で、高濃度拡散層６と金属配線７
をコンタクト８で複数直列に接続したものである。

【００１２】図１に示す抵抗素子は、（ａ）に示すよう
に、高濃度拡散層６の両端部付近にそれぞれコンタクト
８を備えた構成で１つのユニット９（抵抗体）を構成し
ているが、このユニット９を可能な限り小さく構成して
おき、40個のユニット９を金属配線７で直列に接続した
ものである。但し、ユニット９の接続方法は、図１に示
した方法に限定されず、直列接続及び並列接続を併用す
るようにしてもよい。

【００１３】図１に示した抵抗素子の抵抗値は、高濃度
拡散層６と金属配線７とのコンタクト８の抵抗（コンタ
クト抵抗）と、高濃度拡散層６及び金属配線７の抵抗の
和になる。このうち、金属配線７の抵抗とコンタクト抵
抗は、抵抗値の電圧依存性がほとんどないが、高濃度拡
散層６の抵抗は一般には電圧依存性があり、高濃度拡散
層６を形成する領域のシート抵抗が大きい程、空乏層の
影響を受けて電圧依存性が大きくなる。ウェル拡散抵抗
では、高濃度拡散層のシート抵抗が大きいため、高抵抗
値を得るのには適しているが、電圧依存性が無視できな
い。しかし、図１に示したように、高濃度拡散層６を非
常に小さく形成することによって、その抵抗値の電圧依
存性が無視できる程小さくなる。よって、これらを複数
個接続した抵抗素子の電圧依存性も非常に小さくなる。
また、１つのユニット９が小さいため、数百個あるいは
数千個接続することもできるので、高抵抗値を得ること
も可能である。さらに、ユニット９が小さいため、抵抗
素子を形成する領域の形状が任意にとれ、例えば、平面
形状が略長方形でなければならないというような制約が
なくなり、設計上の自由度がます。

【００１４】図２に基づいて本発明の抵抗素子の異なる
実施形態について説明する。図２は抵抗素子を形成した
基板の平面図であり、（ａ）は抵抗素子を構成する抵抗
体（ユニット）を示す平面図、（ｂ）は抵抗素子全体を
示す平面図である。但し、図１に示した構成と同等構成
については同符号を付すこととする。図２に示す抵抗素
子は、図１に示した抵抗素子と同様に、ポリシリコン層
１０と金属配線７をコンタクト８で複数直列に接続した
もので、（ａ）に示すように、ポリシリコン層１０の両
端部付近にそれぞれコンタクト８を備えた構成で１つの
抵抗体（ユニット１１）を構成したものである。図２に
示す抵抗素子の抵抗値は、ポリシリコン層１０と金属配
線７間のコンタクト８の抵抗（コンタクト抵抗）と、ポ
リシリコン層１０及び金属配線７の抵抗の和になる。

【００１５】図３に基づいて本発明の抵抗素子のさらに
異なる実施形態について説明する。図３は抵抗素子を構
成する複数の抵抗体（ユニット）と、所定のユニット間
を接続する金属配線と、所定のユニットを短絡するジャ
ンパー線との接続の一実施形態を示す模式図である。図
で、短い太線の両端に黒丸を描いた記号が、図１または
図２に示した、１つの抵抗体（ユニット１２）を表し、
隣接するユニット１２の黒丸間を結ぶ細線が、ユニット
１２同士を接続する金属配線１３を表している。また、
所定のユニット１２を短絡するジャンパー線１４（切断
用金属配線）が細線で表現されている。

【００１６】図３に示す抵抗素子では、直列接続された
複数のユニット１２で構成される抵抗素子の一端に配置
された、ユニット１２ａ〜１２ｆの直列回路に沿って、
ユニット１２ａ〜１２ｆの各ユニットを短絡するジャン
パー線１４ａ〜１４ｆが形成されている。これらのジャ
ンパー線１４ａ〜１４ｆは、レーザー、フォーカスト・
イオン・ビーム、電子線等の照射により、抵抗素子を形
成後に切断可能なように構成されている。このように構
成しておくことによって、抵抗素子形成後に抵抗値の調
整が可能となり高精度化を図ることができる。また、１
ユニットの抵抗値以下の抵抗値を有する抵抗素子は、ユ
ニットを並列に接続することにより実現することができ
る。さらに、コンタクトの大きさを複数種類用意してお
くことによって、１ユニットの抵抗値を調整することが
でき、それらのユニットを直列または並列に接続するこ
とにより任意の抵抗値を得ることができる。また、ジャ
ンパー線によって短絡しておくユニット１２ａ〜１２ｆ
のコンタクトを同じ大きさに形成するのではなく、コン
タクトの大きさを変え、コンタクトの大きさが複数種類
となるように構成しておけば、コンタクトが小さいもの
はコンタクトの抵抗値が大きいので、抵抗値の粗調整用
として、また、コンタクトの直径が大きいものはコンタ
クトの抵抗値が小さいので、抵抗値の微調整用として利
用できるようになる。

【００１７】図４に基づいて本発明の抵抗素子の製造方
法の一実施形態について説明する。図４は本発明の抵抗
素子の製造方法を用いて形成した抵抗素子の一実施形態
を示す図で、図３と同様に、抵抗素子を構成する複数の
抵抗体（ユニット）と、ユニット同士を接続する金属配
線と、所定のユニットを短絡する短絡用金属配線との接
続を示す模式図である。図３に示した構成と同等構成に
ついては同符号を付すこととする。図で、短い太線の両
端に黒丸を描いた記号が、１つの抵抗体（ユニット１
２）を表し、隣接するユニット１２の黒丸間を結ぶ細線
が、ユニット１２同士を接続する金属配線１３を表して
いる。また、抵抗素子の一端に配置された、ユニット１
２ａ〜１２ｆの直列回路に沿って、短絡用金属配線１５
が形成されている。この短絡用金属配線１５の一端は、
抵抗素子の一端に形成された金属配線１３ａに接続され
ている。

【００１８】本発明の抵抗素子の製造方法は、図４に示
すように、抵抗素子を形成した後、ユニット１２ａ〜１
２ｆのいずれかに接続された金属配線１３と、その金属
配線１３に隣接する短絡用金属配線１５とを金属ＣＶＤ
により短絡する工程を設けることを特徴とするものであ
り、この方法によれば、一旦、抵抗素子を形成した後に
抵抗値の調整が可能となり高精度化を図ることができ
る。

【００１９】図５及び図６に基づいて本発明の抵抗素子
のさらに異なる実施形態を説明する。図５及び図６に示
す抵抗素子は、図１に示した抵抗素子に対して、直列接
続する抵抗体（ユニット）の数を 250個とした点のみが
異なるものであるため、図１に示した構成と同等構成に
ついては同符号を付すこととする。図５は抵抗素子全体
を示す平面図、図６は抵抗素子の一部を拡大した平面図
である。図６で、平面視略正方形状のコンタクト８の一
辺の長さは約1.2 μm である。１つのユニット９の占有
面積は、隣接するユニット９間に必要な間隔を含めると
3.6 μm ×6.6μm 程度であり、このユニット９が、 25
0個直列に接続されている。１ユニット当たりの抵抗値
は約 200Ωであり、この場合、抵抗素子の抵抗値は約 5
0kΩとなる。 50kΩの抵抗をポリシリコン抵抗で形成す
る場合、シート抵抗を25Ω/ □、ポリシリコン層の幅 3
μm とすると、ポリシリコン層の長さは約6000μm 必要
となり、図５に示す抵抗素子のように複数箇所折り曲げ
て、平面視略長方形状の領域に形成すると、隣接するポ
リシリコン層間にも約 1.2μm の間隔が必要になるた
め、その占有面積は約 25000μm²となる。これに対し、
図５に示した抵抗素子によれば、その占有面積は約5940
μm²となるので約４分の１の面積で所望の抵抗が得られ
る。

【００２０】図７の平面図に基づいて本発明の抵抗素子
のさらに異なる実施形態を説明する。図７に示す抵抗素
子は、図５に示した抵抗素子の一端に配置されたユニッ
ト１１ａ〜１１ｉに沿って、ユニット１１ａ〜１１ｉの
それぞれを短絡するジャンパー線１６ａ〜１６ｉを形成
したものである。ジャンパー線１６ａ〜１６ｉの材料と
しては、配線材料に用いられるAl-Si-Cu等を用いる。こ
のように構成することにより、抵抗素子の抵抗値が所望
の値より小さかった場合、レーザー等により所定のジャ
ンパー線を切断すれば、１か所につき、約 200Ω、抵抗
値を大きくすることができるようになる。

【００２１】図８の平面図に基づいて本発明の抵抗素子
の製造方法の異なる実施形態を説明する。図８に示す抵
抗素子は、図４に基づいて説明した製造方法に用いる抵
抗素子で、図５に示した抵抗素子の一端に配置されたユ
ニット１１ａ〜１１ｊに沿って、ユニット１１ａ〜１１
ｊに接続された所定の金属配線７と接続するための短絡
用金属配線１７をAl-Si-Cu等で形成したものである。短
絡用金属配線１７の一端は、ユニット１１ａが接続され
た、抵抗素子の一端に配置された金属配線７ａに接続さ
れている。

【００２２】このように抵抗素子を形成しておき、抵抗
素子の抵抗値が所望のものより大きかった場合、フォー
カスト・イオン・ビームまたは電子線等によるタングス
テンＣＶＤ等で、ユニット１１ａ〜１１ｊに接続された
所定の金属配線７と短絡用金属配線１７間を短絡するこ
とにより抵抗値を小さくする方向に調整することが可能
となる。

【００２３】図９の平面図に基づいて本発明の抵抗素子
のさらに異なる実施形態を説明する。図９に示す抵抗素
子は、図８に示した抵抗素子に対して、短絡用金属配線
１７と、ユニット１１ａ〜１１ｆ間の金属配線７とをそ
れぞれ接続してジャンパー線１８ａ〜１８ｅを形成した
ものである。このように構成することにより、抵抗素子
の抵抗値が所望の値より小さかった場合、レーザー等に
よりジャンパー線１８ａ〜１８ｅのうち、所定のジャン
パー線を切断するようにし、逆に、抵抗素子の抵抗値が
所望のものより大きかった場合、フォーカスト・イオン
・ビームまたは電子線等によるタングステンＣＶＤ等
で、ユニット１１ｇ〜１１ｊに接続された金属配線７と
短絡用金属配線１７とを短絡すればよい。

【００２４】図１０の平面図に基づいて本発明の抵抗素
子のさらに異なる実施形態を説明する。図１０に示す抵
抗素子は、図１に示した抵抗素子とユニット数の異なる
抵抗素子に対して、図３に示した実施形態で形成したも
のと同様のジャンパー線、及び、図４に示した実施形態
で形成したものと同様の短絡用金属配線を形成すると共
に、ジャンパー線によって予め短絡されているユニット
のコンタクト、または、タングステンＣＶＤ等で短絡し
ようとするユニットのコンタクトのうち、所定のコンタ
クトの大きさをその他のコンタクトよりも小さく形成し
たものである。

【００２５】図１０に示す抵抗素子は、抵抗素子の一端
に配置されたユニット１１ａ〜１１ｆに対して、抵抗素
子の一端に配置された金属配線７ａに接続された短絡用
金属配線１９ａを、ユニット１１ａ〜１１ｄに沿って形
成し、ユニット１１ｂ，１１ｃに接続された金属配線７
とその短絡用金属配線１９ａをそれぞれ接続してジャン
パー線２０ａ〜２０ｃを形成すると共に、ユニット１１
ｄとユニット１１ｅ間の金属配線７ｅに接続された短絡
用金属配線１９ｂを金属配線７ｆの近傍まで延設し、ユ
ニット１１ｅとユニット１１ｆ間の金属配線７ｆに接続
された短絡用金属配線１９ｃを金属配線７ｇの近傍まで
延設したものである。

【００２６】図１０に示すように構成することにより、
抵抗値が所望のものより小さかった場合、レーザー等に
よりジャンパー線２０ａ〜２０ｃのいずれかを切断する
ことによって、また、抵抗値が所望のものより大きかっ
た場合、フォーカスト・イオン・ビーム、あるいは、電
子線等によるタングステンＣＶＤ等で、例えば、金属配
線７ｅと短絡用金属配線１９ａとを短絡すれば、抵抗値
の調整が可能となる。また、ジャンパー線によって予め
短絡されているユニットのコンタクト、または、タング
ステンＣＶＤ等で短絡しようとするユニットのコンタク
トが小さければ、ジャンパー線の切断、または、タング
ステンＣＶＤ等による短絡によって、抵抗値を粗調整で
き、コンタクトが大きければ、ジャンパー線の切断、ま
たは、タングステンＣＶＤ等による短絡によって抵抗値
の微調整が可能となる。

【００２７】

【発明の効果】以上のように、請求項１乃至請求項４記
載の抵抗素子によれば、小型で高精度の、電圧依存性の
小さい高抵抗素子を実現することができる。

【００２８】また、請求項３記載の抵抗素子によれば、
抵抗素子形成後に、抵抗値を小さくする方向に調整する
ことができる。

【００２９】さらに、請求項５記載の抵抗素子の製造方
法によれば、一旦、抵抗素子を形成した後に、抵抗値を
大きくする方向に調整することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の抵抗素子の一実施形態を示す平面図で
ある。

【図２】本発明の抵抗素子の異なる実施形態を示す平面
図である。

【図３】本発明の抵抗素子のさらに異なる実施形態を説
明するための模式図である。

【図４】本発明の抵抗素子のさらに異なる実施形態を説
明するための模式図である。

【図５】本発明の抵抗素子のさらに異なる実施形態を示
す平面図である。

【図６】図５に示す抵抗素子の一部分を拡大した平面図
である。

【図７】本発明の抵抗素子のさらに異なる実施形態を示
す平面図である。

【図８】本発明の抵抗素子の製造方法の異なる実施形態
を示す平面図である。

【図９】本発明の抵抗素子のさらに異なる実施形態を示
す平面図である。

【図１０】本発明の抵抗素子のさらに異なる実施形態を
示す平面図である。

【図１１】従来の抵抗素子の一例を示す平面図である。

【図１２】従来の抵抗素子の異なる例を示す平面図であ
る。

【符号の説明】

６高濃度拡散層７，７ａ〜７ｇ金属配線１３，１３ａ金属配線９ユニット（抵抗体）１０ポリシリコン層１１，１１ａ〜１１ｊユニット（抵抗体）１２，１２ａ〜１２ｊユニット（抵抗体）１４ジャンパー線（切断用金属配
線）１３コンタクト１５，１７短絡用金属配線１９ａ〜１９ｃ短絡用金属配線

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】半導体集積回路における高濃度拡散層と
その高濃度拡散層に接続された金属配線とのコンタクト
抵抗を１つの抵抗体として用い、その抵抗体を複数直列
または並列に接続したことを特徴とする抵抗素子。
【請求項２】半導体集積回路におけるポリシリコン層
とそのポリシリコン層に接続された金属配線とのコンタ
クト抵抗を１つの抵抗体として用い、その抵抗体を複数
直列または並列に接続したことを特徴とする抵抗素子。
【請求項３】少なくとも１つの切断可能な切断用金属
配線が、１つまたは複数の前記抵抗体によって構成され
る所定回路を短絡するジャンパー線として形成されてい
ることを特徴とする、請求項１または請求項２記載の抵
抗素子。
【請求項４】コンタクトの大きさを複数種類設けたこ
とを特徴とする請求項１乃至請求項３記載の抵抗素子。
【請求項５】請求項１乃至請求項４記載の前記抵抗素
子の所定箇所に沿って形成された短絡用金属配線と、所
定の前記金属配線とを金属ＣＶＤにより短絡する工程を
備えたことを特徴とする抵抗素子の製造方法。