JPS6085550A - 半導体集積回路の抵抗値調整方法 - 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】 〔発明の利用分野〕 本発明は抵抗値が制御されたＰｏ１ｙ−８ｉ抵抗体を有
する半導体集積回路とその製造方法に関する。

〔発明の背景〕

近年、半導体集積回路は高集積化・高性能化が進んでい
る。そのため、半導体集積回路完成後に全体の特性を測
定しながら、半導体集積回路内に形成されて込る抵抗体
の抵抗値を調整する手法が用いられる様になって来た。

この抵抗値の調整にはレーザが用いられている。この方
法は、セラミック基板上に形成された厚膜、ある因は薄
膜の抵抗体の調整に一般的に用いられてｂる方法と類似
である。即ち、第１図に示す様にＳｉ基板１上にＳｉＯ
膜２等によって絶縁されて、窒化タンタル。

クロムシリコン、ニクロム、ポリシリコンナトテ形成さ
れた抵抗体３に対して、レーザ光４によ見抵抗体６の一
部を除去加工することによって、例えば抵抗体３０両端
の電極５，５′間の抵抗値を調整して込る。あるいは第
２図に示す様に、抵抗体３にスポット加工（加工跡６）
を施して行り、するいは第６図に示す様に、はしご段状
の抵抗値７を切断して行くことによシ、電極５，５′間
の抵抗値を調整する方法が用いられて込た。

しかし、これらの方法／／′ｉ−ずれも形成された抵抗
体の一部を除去するものであシ、初期の抵抗値よシ増大
させることによシ調整を行うため、初期の抵抗値が必要
とする値よシ高込場合には、それを低く調整することが
不可能であった。また、抵抗値の調整は半導体集積回路
が完成した後で行うため１回路全体はバッジベージロン
膜がコートされておシ、抵抗体の一部を除去するとパッ
ジベージ請ン膜も除去されてしまい、信頼性の観点から
、再度バッジベージロン膜をコートする必要があった。

〔発明の目的〕

本発明の目的は上記した従来技術の欠点をなくし、抵抗
値の増大および低減が可能で、かつバッジベージロン膜
が損傷を受けることがない、半導体集積回路内の抵抗体
、およびその抵抗値調整方法を提供するにある。

〔発明の概要〕

本発明は、不純物なドー７°したポリシリコンな抵抗体
として用い、このポリシリコン抵抗体にドーグされてい
る不純物と同じタイプの不純物をレーザ加熱によシポリ
シリコン抵抗体内釦拡散させて抵抗値を低減させる。あ
るいは、異なるタイプの不純物を拡散させて抵抗値を増
大させることによシ、抵抗値の低減・増大をはかシ、必
要な（最適な）抵抗値に調整するものである。

〔発明の実施例〕

以下１図面に従って本発明を説明する。第４図に、本発
明による半導体集積回路内に形成された抵抗体を示す。

第４図（ａ）　Ｖｉ平面図、第４図（ｂ）はその断面図
であるが、Ｓｉ基板１上に５ｉ０２膜２を介してｎタイ
プの不純物がドープされたＰｏ１ｙ−８ｉ抵抗体１１が
形成され、その両端はＡ２配線１２．１２’を介して他
の素子（ダイオードやトランジスタ等）に接続されてｂ
る。Ｐｏ１ｙ−８ｉ抵抗体１１上には、５ｉ０２　膜１
３を介してｎタイプの不純物がドープされたＰｏ１ｙ−
８ｉ層１４．およびＰタイプの不純物がドーグされたＰ
ｏ１ｙ−８ｉ層１５が島状に形成され、その上にＳｉＯ
２層１６および最終的なパッジベージ目ンＭ１７として
８１０２層あるいは５ｉ５Ｎ４層あるいはその両方から
なる膜が形成されている。

一般に、Ｐｏ１ｙ−８ｉ低抵抗１１はｎタイプの不純物
としてリンがドープされた５００〜５０００　Ｘの厚さ
でシート抵抗値は数１０Ω／口〜数１００にΩ／口に形
成される。また、５／０２層１３は膜厚が５００〜５０
００Ｘ　、ｎタイプの不純物がドープされたＰｏ１ｙ−
Ｂ４層１４は厚さが５００〜５ｏｏｏＸでＰｏ１ｙ−３
ｉ低抵抗よシーケタ以上高い不純物濃度を持ち、Ｐタイ
プの不純物がドープされたＰｏ１ｙ−８ｉ層１５は厚さ
が５００〜５ｏｏｏＸで、Ｐｏ１ｙ−８ｉ低抵抗１１と
同程度の不純物濃度を持って因る。また、その上に形成
される８１０２層１６は厚さが５００〜５０００Ｘ。

最終的ナハッシベーションｌ１ｉ１７ｑ１０００〜４０
００Ｘの厚さである。

ここで、試料としてＰｏ１ｙ−８ｉ低抵抗１１がリンド
ープＰｏ　ｌｙ　−Ｓｉで膜厚が３ｏｏｏＸ、シート抵
抗値１０にΩ／ロ巾５μｍ、長さ４５μｍに形成された
ものを使用した。第４図に示したＰｏ１ｙ−８ｉ抵抗体
に対して、第５図に示す光学系を用いてレーザを照射す
る。即ち、第５図に示す光学系はレーザ発振器（図示せ
ず）よシ発振されたレーザ光２１を任意の寸法忙成形で
きる可変スリット２２によシ、抵抗体１１および、その
上に形成されたＰｏ１ｙ−８ｉ層１４．または１５への
照射形状忙合致した矩形に成形され、対物レンズ２３に
よ）、可変スリット２２の実像が結ぶ位置に置かれた抵
抗体１１およびその上に形成されたＰｏ１ｙ−８ｉ　ｒ
＊　１４または１５に絶縁膜１６．１７を透過して対物
レンズ２３の倍率の逆数の大きさで集光照射される構成
になっている。なお、１＠５図において絶縁膜１６．１
７等は省略して示しである。また、レーザ発振器はＮ２
レーザ励起Ｄｙｅレーザを使用しておシ、レーザ光ハ波
長５１０ｎｍ　、ノくルス巾は半値巾で６ｎｓである。

ここで、第４図に示したＰｏ１ｙ−８１抵抗体に対して
その上にｎタイプ不純物がドープされたＰｏ１ｙ−８ｉ
層１４．およびＰタイプの不純物力≦ドーグされたＰｏ
１ｙ−８ｉ層１５を介してそれぞれ別個処Ｐｏ１ｙ−８
ｉ抵抗体１１に長さ１５μｍの部分にレーザを照射した
。この時のレーザ照射パルス数と抵抗値の関係を第６図
に示す。レーザ照射前約９０にΩであった抵抗値はｎ層
１４に照射した場合は０１Ｃ示す様に照射パルス数とと
もに低下し、５０パルス程度で６１にΩで一定となＬ　
２層１５１Ｃ照射した場合は・で示す様に７０パルス程
度で１５０にΩ一定となった。（第６図では１０パルス
毎の抵抗値をプロットしである。） このことから、レーザな照射する位置を選択し、抵抗値
を測定しなからレーザを照射し、所定の抵抗値が得られ
た時点で照射を停止することＫよシ。

当初９０にΩであった抵抗値を６１にΩ〜１５０にΩの
間の任意の抵抗値Ｋ（パルス照射のため、連続的ではな
く段階的に変化するが）調整することができることにな
る。この時の照射レーザパワー密度は１〜２パルスでＰ
ｏ１ｙ”Ｓｉ抵抗体１１（上ＫＰｏｌｙ−Ｓｉ層１４あ
るいは１５がない場合）に除去加工を施すことができる
パワー密度の１／３に設定したが、１００パルス照射後
でも、バッジベージ冒ン膜１７には何らのダメージ・痕
跡も見出せなかった。

以上に述べた実施例では、抵抗値の調整範囲は初期値忙
対して−５２チ〜＋６６％の範囲であるが、この調整範
囲は、Ｐｏ１ｙ−８ｉ低抵抗１１を覆うｎタイプおよび
Ｐタイプの不純物がドープされたＰｏ１ｙ−８ｉ層１４
および１５の面積を変えることによシ可変できることは
明らかである。即ち、Ｐｏ１ｙ−８ｉ抵抗体１１上のｎ
タイプＰｏ１ｙ−８ｉ層１４の面積を大きくすること忙
より、抵抗値低下範囲が広がシ、ＰタイグＰｏ１ｙ−８
ｉ層１５０面積を大きくすることによシ、抵抗値増加範
囲が広がることは明らかである。

さらに１本実施例ではＰｏ１ｙ−８ｉ低抵抗１１として
、ｎタイプの不純物をドープしたＰｏ１ｙ−８ｉを使用
したが、Ｐタイプの不純物をドープしたＰｏ１ｙ−８ｉ
を抵抗体として用いることも可能である。

また、ｎタイプのＰｏ１ｙ−８ｉ抵抗体を用いる場合に
はその上層のｎタイプＰｏ１ｙ−８ｉ層１４のかわルに
ＰＳＧ（リンガラス）層を形成するか、ＰタイプのＰｏ
１ｙ−８ｉ低抵抗を用いる場合にはＰタイプＰｏ１ｙ−
Ｓｉ層１５のかわシにＢＳＧ（ボロンガラス）層を形成
することによシ、全く同様１ｃ抵抗値の増加、低減を任
意に行うことができることは明らかである。

さらに１本実施例ではレーザ光２１として、　Ｎ２レー
ザ励起Ｄｙｅレーザを使用して込るが、これに限定され
るものではなく、パッジベージせン膜１６゜１７を透過
する波長でＰｏ１ｙ−８ｉを加熱できるものであれば連
続発掘・パルス発振にかかわらず。

適用可能であることは明らかである。

次に別な実施例につ込て説明する。第７図に示す様に、
第４図釦示したＰｏ１ｙ−８ｉ抵抗体１１に対して、レ
ーザ照射領域２５の長さを２μｍとし、前に述べたレー
ザ照射条件でｎタイプＰｏ１ｙ−８ｉ層１４あるｂはＰ
タイプＰｏ１ｙ−８ｉ層１５を介して７０パルス照射し
１次ＶＣ２μｍ移動させてレーザ照射領域２５′に７０
パルス照射することを繰返えした。これによ）、ｎタイ
プＰｏ１ｙ−８ｉ　＠　１４を介して照射した場合には
、抵抗値は段階的に低下し、ＰタイプＰｏ１ｙ−８ｉ層
１５を介して照射した場合には、段階的に増加した。即
ち、第８図に示す様に照射回数（レーザ照射領域に７０
パルス照射することを１回として）とともに、初期値９
０にΩであったものが、ｎタイプＰｏ１ｙ−３ｉ層１４
を介して照射した場合忙はＯで示す様に約４にΩずつ抵
下し、照射回数７回（照射領域の延長さは１４μｍ）で
６２にΩに、ま危ＰタイプＰｏ１ｙ−５ｉ層１５を介し
て照射した場合には・で示す様に約８にΩずつ増加し、
照射回数７回（照射領域の延長さは１４μｍ）で１４６
にΩに変化した。

このことから、第４図に示したＰｏ１ｙ−８ｉ低抵抗に
対して、照射位置を選択することＫより、初期抵抗値に
対して、増大・低減を任意に行うことができる。

次に１本発明による抵抗値を増加・低減可能な抵抗体の
別な実施例を第９図に示す。

ｌ電極１２と１２′の間にはｎタイプの不純物がドープ
されたＰｏ１ｙ−８ｉ低抵抗２７が形成されて因る。ｎ
タイプＰｏ１ｙ−８ｉ低抵抗２７は、複数の抵抗体が並
列にならんだ、いわゆる「はしご段」状の形状をしてお
シ、抵抗体として一番距離の長一部分を除いて、はしご
段状の抵抗体の一部には高抵抗部３０が形成されている
。この高抵抗部３０はＰｏ１ｙ−８ｉ低抵抗２７よシ十
分に大きな抵抗値を持つＰｏ１ｙ　−８ｉ　（不純物が
ドーグされていなくてもよい）である。一方、第９図に
おける下半分のＰｏ１ｙ−８ｊ、抵抗体２７′も同様に
はしご段状の形状をしておシ、抵抗体として一番距離の
長め部分を除ｌて、はしご段状の抵抗体の上部には、Ｐ
タイプの不純物がドープされたＰｏ１ｙ−３ｉ層５１が
島状に、５ｉｎ２層（図では省略）を介して形成されて
いる。この抵抗体の抵抗値は主として、高抵抗部６０を
設けたはしご段部では一番距離が長い部分、Ｐタイプの
不純物がドーズされたＰｏ１ｙ−８ｉ層３１を有するは
しご段部では、一番距離が短込部分のみで抵抗体を形成
していると考えることができる。（正確には、はしご段
状の抵抗体が並列に接続されてお夛、それぞれの抵抗値
の逆数の和の逆数としてめられる。） ここで、まず高抵抗部６ｏが設けられているはしご段部
に対して、高抵抗部６０とその両端の抵抗体２７に十分
型なる様にレーザを照射すると、抵抗体２７．５０の上
に形成されて騒るＰＳＧ膜（図示せず）よシ、リンが高
抵抗部３ｏに拡散し、高抵抗部５０／Ｉ′ｉ十分に抵抗
値が低下し、短絡状態になる。即ち、抵抗体２７の距離
が一番長い側の高抵抗部６０から順にレーザを照射する
ことにょシ、１２と１２′の間の抵抗値は段階的に低下
、する。

また、Ｐタイプの不純物がドーズされたＰｏ１ｙ＝Ｓｉ
層３１を有するはしご段部に対して、抵抗体２７の巾方
向に十分型なる様にレーザを照射すると、Ｐタイプの不
純物が拡散し、レーザ照射部の抵抗値が増大する。Ｐｏ
１ｙ−３ｉ層３１の不純物濃度を、レーザ照射彼処抵抗
体２７の不純物濃度とつシ合込がとれる程度にしておく
と、レーザ照射部は極めて高い抵抗値が得られ、レーザ
照射部は絶縁層に変化したと見なすこともできる。即ち
。

抵抗体２７の距離が一番短め側から順に、Ｐタイプの不
純物がドーグされたＰｏ１ｙ　−３１層３１とその下層
の抵抗体２７にレーザな照射することＫよシ、電極１２
と１２′の間の抵抗値は、段階的釦増加する。以上のこ
とよシ、レーザと照射する位置を選択することによル、
電極１２と１２′の間の抵抗値を任意に、増加・低減さ
せることができる。

次に、本発明による抵抗値を増加・低減可能な抵抗体の
別な実施例を第１０図に示す。

ＡＩｌ電極１２と１２′の間にはｎタイプの不純物がド
ープされたＰａ　ｌｙ　−Ｓｉ抵抗体３２が形成されて
いる。ｎタイプＰｏ１ｙ　−Ｓｉ抵抗体３２のうち、抵
抗値調整部は矩形であシ、電流が流れる経路と直角方向
に一定巾の高抵抗部３３が一部分を除いて形成されて騒
る。この高抵抗部３３はＰｏ１ｙ−５ｉ抵抗体３２よル
十分大きな抵抗値を持つＰｏ１ｙ−３ｉ（不純物がドー
グされていなくても良い）である。

また、高抵抗部３３から十分に離れた位置に、高抵抗部
３３と平行に１　抵抗体３２の上層にＰタイプの不純物
がドープされたＰｏ１ｙ−８ｉ層３４が島状に、Ｓｉ０
２層（図では省略）を介して一部分を除いて形成されて
いる。この抵抗体の抵抗値は主として、高抵抗部３３を
除いた形状で決まる。

ここで、まず高抵抗部３３とその周囲の抵抗体３２に十
分型なる様に、抵抗体３２が残留している側から、順次
一定条件（例えば、抵抗体３２に除去加工を施すことが
できるパワー密度の１Ａのパワー密度で１００パルス）
でレーザを照射しながら、レーザ照射領域を増加してい
くことによシ、抵抗体３２の上に８１０２膜を介して形
成されているＰＳＧ膜（図示せず）よシリンが尚抵抗部
５３内に拡散し、高抵抗部が低抵抗化するため、Ａ℃電
極１２と１２′の間の抵抗値は低下していく。

また、Ｐタイプの不純物がドーグされたＰｏ１ｙ−３ｉ
層３４を有する部分に対して、抵抗体３２が残留してい
る側と反対側から、上記した条件で順次、レーザ照射領
域を増加していくことによル。

Ｐタイプの不純物が抵抗体３２内に拡散し、レーザ照射
部の抵抗値が増加するため、へβ電極１２と１２′の間
の抵抗値は増大する。以上のことよシ。

レーザな照射する位置を選択することによ少、電極１２
　、１２膜間の抵抗値を任意に増加、低減させることが
できる。しかも、第９図に示した抵抗体の場合には、抵
抗値が段階的に変化したが、本実施例の場合には、レー
ザ照射位置の移動ピッチを十分細かくすることによシ、
はぼ、連続的に抵抗値を変化させることができる。

第９図、Ｎ１０図に示した実施例では抵抗体２７および
３２はｎタイプのＰｏ１ｙ−８ｉ、ｎタイプ不純物源は
ＰＳＧ、ｐタイプ不純物源はＰタイプの不純物をドープ
したＰｏ１ｙ−８ｉ層を使用した場合を示したが、本発
明はこれに限定されるものではない。ｎタイプのＰｏ１
ｙ　−Ｓｉ抵抗体に対して、ｎタイプの不純物源として
ｎタイプの不純物源としてｎタイプの不純物をドープし
たＳｉ層（Ｆｏｌｙ−３ｉ　Ｉｃ限定されない）、ある
いはｎタイプの不純物となる金属膜を、またＰタイプの
不純物源としてＢＢＧＭ、ある込はＰタイプの不純物と
なる金属膜を、そして抵抗体としてＰタイプの不純物を
ドーグしたＰｏ１ｙ　−Ｓｉを使用しても全く同じ効果
が得られることは明らかである。

さらに、本実施例では不純源を抵抗体の上層に形成した
が、これに限定されるものではなく１例えば抵抗体の下
層に（バリアとなるＳｉ０２膜を介して）形成してもよ
く、特に金属膜を不純物源として用いる場合には適して
いる。

また１本実−例では第５図に示した光学系を用いてレー
ザを照射する場合について説明してきたが、これに限定
されるものではなく、一般にレーザ加工に用因られる光
学系によシ、ガウス型の集光スポットを照射しても同じ
効果が得られる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、上記した様に半導体集積回路内の抵抗
体の抵抗値を、パッシベーション膜にダメージを与える
ことなく任意に増大・低減することができるので、高性
能・高信頼性の半導体集積回路を高歩留りに製造できる
効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１ト第３図は従来技術の抵抗値調整方法を説明する図
、第４図は本発明による抵抗体の構造を示す図、第５図
は本発明の抵抗体の抵抗値調整に最適なレーザ光学系の
説明図、第６図はレーザ照射パルス数と抵抗値の変化を
示す図、第７図はレーザの照射方法を説明する図、第８
図はレーザ照射回数と抵抗値の変化を示す図、第９図お
よび第１０図は本発明の抵抗体の別な実施例を示す図で
ある。 符号の説明 １・・・８１基板、２・・・５１０２Ｍ、　５，１１．
２７．３２・・・抵抗体、５．１２・・・電極（パッド
）、１６・・・５１０２膜１４・・・ｎタイプ不純物が
ドープされたＰｏ１ｙ−８ｉ１５．３１・・・Ｐタイプ
不純物がドープされたＰｏ１ｙ−５ｉ１６．１７・・・
絶縁膜（バッジページ目ン膜５０．５５・・・高抵抗部 代理人弁理士　高　橋　明　夫 才１図 第２閏 ／、Ｚｆ 才３図 第４図 ＜ａ） ｌ！ （ｂ’） 第５１ｆｆｉ 才　６　図 Ｏｓｏ　ｔｏ。 照射ｌψルス数 オフ図 オ８図 照射回数 オ９図 ２

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、Ｐｏ１ｙ−８ｉ低抵抗を有する半導体集積回路にオ
   Ｉｎて１上記Ｐｏ１ｙ−Ｓｉ抵抗体の周辺にバリアを介
   して上記Ｐｏ１ｙ−８ｉ低抵抗にドーズした不純物と同
   一導電型およびそれとは反対導電型の不純物を含む層を
   、それぞれ少なくとも一層形成したことを特徴とする半
   導体集積回路。 ２、Ｐｏ１）ｒ−８ｉ低抵抗を有する半導体集積回路の
   製造方法において、上記Ｐｏ１ｙ−８ｉ低抵抗の上部に
   電気的絶縁層を介して、上記Ｐｏ１ｙ−８ｉ低抵抗と同
   一導電型の不純物層及びそれとは反対導電型の不純物層
   とをそれぞれ離間して少なくとも一層形成し、これらい
   ずれか一方の不純物層を介して上記Ｐｏ１ｙ−８ｉ抵抗
   体上にレーザ光を照射することによシ、前記抵抗体の抵
   抗値を任意−増大・低減可能としたことを特徴とする半
   導体集積回路の製造方法。 ＆　半導体集積回路内忙形成される不純物をドープした
   Ｐｏ１ｙ−８ｉ低抵抗におりて、上記Ｐｏ１ｙ−８ｉ低
   抵抗が複数の「はしご」形状が接続した構造を持ち、少
   なくとも一つの「はしご」形状部ははしご段のうち、少
   なくとも一段を残してはしご段部の一部または全体を高
   抵抗部に形成し、上記高抵抗部とその両端の抵抗体部に
   重なる様に電気的絶縁層を介して抵抗体にドーグされて
   いる不純物と同一導電型の不純物を含む層が形成され、
   さらに少なくとも一つの他の「はしご」形状部は、はし
   ご段のうち少なくとも一段を残して、はしご段部の一部
   分舊たは全体を電気的絶縁層を介して、上記抵抗体にド
   ープされている不純物とは反対導電型の不純物を含む層
   が形成され、高抵抗部の形成されたはしご段部あるいは
   上記具なるタイプの不純物を含む層が形成されたはしご
   段部にレーザ光を照射することによシ、その抵抗値を任
   意に増大・低減できる様にしたことを特徴とする特許請
   求の範囲第２項記載の半導体集積回路の製造方法。 ４、半導体集積回路内に形成される不純物をドープした
   Ｐｏ１ｙ−８ｉ抵抗体において、上記抵抗体の電流の流
   れる経路と直角方向に、一部分だけ上記抵抗体部を残し
   て高抵抗部に形成し、上記高抵抗部とその両端の抵抗体
   部に重なる様に電気的絶縁層を介して抵抗体にドーグさ
   れてｂる不純物と同一導電型の不純物を含む層が形成さ
   れた部分と、上記高抵抗部と平行に、上記抵抗体に電気
   的絶縁層を介して抵抗体にドープされている不純物とは
   反対導電型の不純物を含む層が、一部分だけ上記抵抗体
   部を残して形成され。 高抵抗部の形成された部分、あるいは上記具なるタイプ
   の不純物を含む層が形成された抵抗体部〈レーザ光を照
   射することによシ、その抵抗値を任意に増大・低減でき
   る様にしたことを特徴とする特許請求の範囲第２項記載
   の半導体集積回路の製造方法。