JPS609153A - 半導体集積回路内抵抗体の抵抗値調整方法 - 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、レーデを使用する、半導体集積回路内に形成
された抵抗体の抵抗値調整方法に関する。

〔発明の背景〕

近年、半導体集積回路は高集積化・高性能化が要求され
て来ている。そのため、半導体集積回路内に形成されて
いる抵抗体の抵抗値を、半導体集積回路完成後に、全体
の特性を測定しながら調整する手法が行なわれるように
なった。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
いは薄膜抵抗体の調整に一般的に用いられている方法に
類似している。すなわち、第１図に示すように、Ｓｉ基
板１上に５ｉ０２膜２等によって絶縁されて窒化り／タ
ル、クロムシリコン、多結晶シリコン等で形成された抵
抗体３の一部をレーザ・ビーム４を用いて除去し、電極
５Ａと５Ｂの間の抵抗値を調整するか、第２図に示すよ
うに抵抗体３にスポット加工（加工跡６つを施し、抵抗
値を調整するが、または第３図に示すように梯子段状の
抵抗体７を切断することにより、電極５Ａと５Ｂの間の
抵抗値を調整する方法が用いられていた。

しかし、これらの方法は、いずれも形成された抵抗体の
一部を除去するものであり、本来の抵抗値より増大させ
ることにより調整を行なうため、抵抗値が必要とする値
より高い場合には、調整不可能であった。また、抵抗値
の調整は半導体゛集積回路完成後に行なうために、回路
全体が・母ツシベーショ／膜でコートされており、レー
デ除去部でハ／ｆ　ｙシペーション膜も除去されてしま
い、信頼性の観点から５その部分を再度）やツシペーシ
ョ／膜でコートする必要があった。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、以上述べた従来技術の欠点を除去し、
予め作成された抵抗値を増大させるだけではなく、低下
させることも可能で、がっパッシベーション膜に損傷を
与えない半導体集積回路内抵抗体の抵抗値調整方法を提
供することである。

〔発明の概要〕

上記目的を達成するために、本発明による半導体集積回
路内抵抗体の抵抗値調整方法は、半導体集積回路内に形
成され、第１導電型の不純物が所定の価に近い濃度にド
ーグされ、パッシベーション膜で被覆されている多結晶
シリコン抵抗体の近傍に第１導電型の不純物を含む膜お
よび上記第１導電型とは反対の第２導電型の不純物を含
む膜を設けておき、上記パッシベーション膜を通して、
上記抵抗体の抵抗値を低下させたいときは上記第１導電
型の不純物を含む膜の所定の領域を、上記抵抗値を増大
させたいときは上記第２導電型の不純物を含む膜の所定
の領域をＶ−デ・ビームで照射し、加熱することによっ
て上記不純物を含む膜から上記抵抗体に向って上記不純
物を拡散させ、上記抵抗値を低下または増大させること
を要旨とする。すなわち、本発明は、不純物をドープし
た、多結晶シリコンを抵抗体として用い、この多結晶シ
リコン抵抗体にドープされている不純物と同じ導電型の
不純物をさらにレーデ加熱により拡散させて抵抗値を低
減させるか、または反対導電型の不純物を拡散させて抵
抗値を増加させることにより、抵抗値の低減または増大
を図り、必要な抵抗値に調整するものである。

上記抵抗体の抵抗値は、照射を抵抗体上の一定面積で行
ない、照射量を変えることによっても、単位面積当りの
照射量を一定に保ち、照射面積を変えることによっても
行なうことができる。照射量を変えるには、照射時間ま
たは・ぞルス数を変えるのが便利である。

以下に、図面を参照しながら、実施例を用いて本発明を
一層詳細に説明するが、それらは例示に過ぎず、本発明
の枠を越えることなしにいろいろな変形や改良があり得
ることは勿論である。

〔発明の実施例〕

第４図は、本発明の抵抗値調整方法を適用するための、
半導体集積回路上に形成された抵抗体を示す。第４図（
ａ）は平面図、第４図（ｂ）はその断面図である。Ｓｉ
基板１上に、Ｓ　ｉ０２膜２を介してｎ導電型の不純物
がドープされた多結晶ンリコ／抵抗体１１が形成され、
その両端はＡｔ配線１２Ａおよび１２Ｂを介して他の素
子（例えばダイオードｆトランジスタ）に接続されてい
る。多結晶シリコン抵抗体１１上にはＳ’ｉ０２膜１３
を介してｐ導電型の不純物が高濃度にドープされた多結
晶シリコン層１４が島状に形成され、その上にＳｉ０２
層１５．燐ガラス層１６　、　Ｓｉ０２層あるいはＳｉ
３’Ｎ４層　、あるいはその両方からなる最終・母ツシ
ペーション膜１７が形成されている。

一般に、多結晶シリコノ抵抗体１１はｎ導電型の不純物
として燐がドーグされた５０〜５００　ｎｍ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、５ｉ０２層１３および１５はそれぞれ膜
厚が５０〜３００ｎｍ　、　ｐ導電型不純物がドーグさ
れた多結晶シリコン層１４は厚さ５０〜５００ｎｍで抵
抗体１１と同程度の不純物濃度を持っており、燐ガラス
膜１６は燐濃度が１〜ｌＯモルチで厚さが１ｏｏ〜１１
０００ｎ　、最終パッシベーション膜１７は１００〜４
０００ｎｍの厚さである。

ここで、試料として、多結晶シリコン抵抗体１１は燐が
ドーグされた多結晶シリコンで、膜厚３００ｎｍ　、シ
ート抵抗値１０にΩ／口、幅５１１ｍ　、長さＩμｍに
形成され、５ｉ０２膜１３　、１５にはそれぞれ膜厚７
゜ｎｍのもの、燐ガラス膜１６には４モルチ、膜厚４０
０　ｎｍのもの、パッシベーション膜１７には５ｔ３Ｎ
。

の単層膜で膜厚１０００　ｎｍのものが使用された。

第４図に示す多結晶シリコン抵抗体の所定の領域を第５
図に示す光学系を用いてレーザ・ビームで照射する。す
なわち、第５図に示す光学系は、レーザ発振器（図示せ
ず）より発振されたレーデ光２１を任意の寸法に成形で
きる可変スリット２２により、抵抗体１１への照射形状
に合致した矩形に成形し、対物レンズおが可変スリン）
２２の実像を結ぶ位置に置かれた抵抗体１１に、絶縁膜
１７　、１６　、１５゜１３を透過して、対物レンズｎ
の倍率の逆数の大きさで集光し、投射する構成になって
いる。なお、第５図において、抵抗体１１の上に形成さ
れている層は省略して示しである。またレーザ発振器は
Ｎ２レーデ励起グイ・レーザで、レーデ光の波長は５１
０ｎｍ　、パルス幅は半値幅で６　ｎｓである。

ここで、第４図に示した多結晶シリコン抵抗体１１に対
して、その上にｐ導電型不純物がドープきれた島状の多
結晶シリコン層１４のない部分、すなわちＳ　ｉ０２膜
１３　、１５を介して燐ガラス膜１６が存在する部分の
長さ１０μｍにレーデを投射した。この時の照射レーデ
・パルス数と抵抗値の関係を第６図に示す。レーデ照射
前に約６０にΩであった抵抗値が照射パルス数とともに
低下し、１Ｏ−（９）・臂ルスで比較的急激な変化を示
し、Ｉパルス以後は４１にΩの一定の値を有し、殆んど
変化しなか−った。このことから、抵抗値を測定しなか
らレーデ・ビームで照射し、所定の抵抗値が得られた時
点で照射を停止することにより、６０にΩと４１　ｋΩ
の間の任意の抵抗値に（パルス照射によるため、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。

つぎに、第４図に示した多結晶シリコン抵抗体１１ヲそ
の上に形成されているｐ導電型不純物がドーグされた島
状の多結晶シリコン層１４上の５ｉ０２膜１５　、燐ガ
ラス膜１６．パッシベーション膜１７を通して長さ５μ
ｍの領域内でレーザ・ビームで照射した。この時の照射
レーデ・・母ルス数と抵抗値の関係を第７図に示す。レ
ーデ照射前に約６０にΩであった抵抗値が３０−６０／
４’ルスで比較的急激な変化を示し、７０・クルス以後
は８４にΩの一定の値を持ち、殆んど変化しなかった。

このことから、所定の抵抗値が得られた時点でレーデ照
射を停止することにより６０にΩと８４にΩの間の任意
の抵抗値に（・クルス照射のため、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。すなわち、第
４図に示す多結晶シリコン抵抗体に対してレーデ照射位
置を選ぶことにより、初期値６０にΩから出発して４１
〜８４にΩの間の任意の抵抗値に調整できることになる
。この時の照射レーザ・パワー密度を１〜２・母ルスで
多結晶シリコン抵抗体１１に除去加工を施すコトができ
る・やワー密度の見に設定したが、１００ノｆルス照射
後でモ、パッシベーション膜１７　Ｋ何らの損傷または
痕跡も見い出せなかった。

以上に−述べた実施例では、抵抗値の調整範囲は初期匝
に対して、±３０％程度であるが、この調整範囲は、多
結晶シリコ／抵抗体１１とその周辺の構成により可変で
あることは明らかである。すなわち、多結晶シリコン抵
抗体１１の上に形成されるｐ導電型不純物がドープされ
た島状の多結晶シリコン層１４の、多結晶シリコ／抵抗
体１１を覆う長さく電極５Ａと５Ｂを結ぶ方向）を大き
くし、かっレーデ照射する長さを大きくするが、あるい
は、ｐ導電型不純物がドーグされた島状の多結晶シリコ
／層１４の不純物濃度を上げることにより、抵抗値はよ
り高くまで調整可能となり、また、ｐ導電型の不純物が
ドープされた島状の多結晶シリコン層１４に覆われない
部分（長さ）を大きくとり、かつレーデを投射する長さ
を大きくすることにより、抵抗値はより低くまで調整可
能となる。

さらに、本実施例では、多結晶シリコン抵抗体１１とし
てｎ導電型不純物がドープされた多結晶シリコンを使用
したが、ｐ導電型の不純物がドープされた多結晶シリコ
ンを抵抗体として用い、その上に形成される島状の多結
晶シリコン層としてｎ導電型の不純物でドープされたも
のを用い、かつ燐ガラスの代りにボロンガラスを形成す
ることにより、全く同様に抵抗値の増大または低減を任
意に行なうことができることは明らかである。

以上の実施例においては、多結晶シリコン抵抗体１４と
同一導電型の不純物を含む膜（第４図（ｂ）では燐ガラ
ス層１６）も反対導電型の不純物を含む膜（第４図（ｂ
）では多結晶シリコン膜１４）も多結晶シリコン抵抗体
１４の上に設けられているが、それらの膜は必ずしも抵
抗体１４の上にある必要はなく、レーデ・ビームで加熱
はれたとき、そこに含まれている不純物が抵抗体１４を
囲んでいる絶縁膜（第４図（ｂ）においては、５ｉ０２
膜１３、または５ｉ０２膜１３と１５）を通して多結晶
シリコン抵抗体まで拡散でき、るような近傍であれば、
横にあっても下にあってもよいことは勿論である。

また、本実施例ではレーデ光２１として、Ｎ２レーデ励
起ダイ・レーデを使用しているが、これに限定されるも
のではなく、ノクツシベーション膜１７゜燐ガラス膜１
６　、５ｉ０２膜１５　、１３を透過する波長で、多結
晶シリコンを加熱できるものであれば、連続発振、ノク
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。パッシベーション膜１７がＳｉＯ□のとき、膜１
５　、１６　、１７はすべて５ｉ０２であり、３００ｎ
ｍ〜２μｍの波長に対して透明である。パッシベーショ
ン膜１７がＳｉ３Ｎ４のときは、膜１５　、１６　、１
７は４００　ｎｍ−２μｍの波長に対して透明である。

レーザ光が膜１５　、１６　、１７に対して透明でなけ
れば、レーデ光はそれらの膜によって吸収されるから、
それらの膜の温度が上昇し、損傷が発生するだけではな
く、多結晶シリコン層に加熱に必要なエネルギを供給で
きないことになる。波長が１．１μｍ以上になると、レ
ーデ光はＳＳを透過し、多結晶シリコン層を加熱しない
から、使用されるレーデ光の波長は４００ｎｍと１．１
μｍの間になければならない。

中間透過層である５ｉ０２膜１３および１５はフォスフ
オシリケード化または？ロシリケート化したり、それら
の膜にビンオールが生じたりするが、最終パッシベーシ
ョン膜１７にピンホールが生じたり、それが除去された
りすることがない限り集積回路全体としては問題になら
ない。

第８図は本発明の第２の実施の態様による半導体集積回
路内抵抗の抵抗値調整方法を説明するための平面図であ
る。第８図に示すように、第４図に示した多結晶シリコ
ン抵抗体１１上のレーザ照射領域２４Ａの長さを２μｍ
とし、前に述べたレーデ照射条件で凹ノ９ルス照射し、
つぎにレーザ照射領域を２μｍ移動させて、レーザ照射
領域２４Ｂにカ・ソルス照射する。これを順次繰返すこ
とにより、抵抗値は段階的に低下した。すなわち、第゛
９図に示すように、照射回数（各レーデ照射領域で■・
母ルス照射するこ止を１回として）とともに、初期値的
６０にΩであったものが約３．８にΩずつ低下し、照射
回数７回で３３　ｋΩまで低下した。この時の照射領域
の延長さは１４μｍである。

また、多結晶シリコン抵抗体１１上に設けられた、その
多結晶シリコン抵抗体にドープされた不純物とは異なる
不純物がドープされた島状の多結晶シリコン層１４上で
、第８図で説明した手順で各レーデ照射領域を７Ｑ　ｚ
ｆルスずつ照射することにより、抵抗値は段階的に増大
した。すなわち第４図（あるいは第８図）に示した多結
晶シリコン抵抗体に対して照射位置を選択することによ
り、初期抵抗値を増大させることも低減させることも任
意に行なうことができる。

さらに、本実施例では、第５図に示した光学系によりレ
ーデ照射する場合について説明して来たが、通常のレー
ザ加工と同様に円形スポットに集光して、同一箇所Ｋ　
５０　／４ルス、あるいは７０ハルス照射した後、照射
位置を移動−させ、さらにレーデ照射する手順を繰り返
えすことにより、全く同じ効果が得られることは明らか
で゛ある。

〔発明の効果〕

以上説明した通り、本発明によれば、半導体集積回路内
の抵抗体の抵抗値をｄ’ツシベーション膜に損傷を与え
ることなしに任意に増大あるいは低下させることができ
、高性能、高信頼性の半導体集積回路を高歩留りに製造
できるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図から第３図までは従来の三つの異った半導体集積
回路内抵抗体の抵抗値調整方法を説明するための斜視図
、第４図（ａ）およびｆｂＪは本発明の抵抗値調整方法
を適用するための、半導体集積回路上に形成された抵抗
体のそれぞれ平面図および断面図、第５図は本発明によ
る抵抗値調整方法を実施するためのレーザ光学系の斜視
図、第６図および第７図はそれぞれ抵抗体とは反対導電
型の領域および同一導電型の領域をレーデ・ビームで照
射したときの照射パルス数と抵抗体の抵抗値の関係を示
すダイヤグラム、第８図は本発明の他の一つの実施の態
様による抵抗値調整方法を説明するための平面図、第９
図は第８図に示す実施の態様における照射回数と抵抗体
の抵抗値の関係を示すダイヤグラムである。 ｌ・・・ｓｉ基板、２・・・５ｉ０２膜、１１・・・ｎ
型多結晶シリコン抵抗体、１．２Ａ　、１２Ｂ　、、、
電極、１３　、１５−５ｉ０２膜、１４・・・ｐ型多結
晶シリコン層、１６・・・燐がラス膜、１７・・・最終
ハッシペーションＩＩ！、２１・・・レーｆ’光、２２
・・・可変スリット、ｎ・・・対物レンズ、２４Ａ、２
４Ｂ・・・レーザ照射領域。 代理人　弁理士　秋　本　正　実 第１凶 第２凶 第３凶 乙 第４凶 （ａ） （ｂ） 第５凶 第６凶 ρＣ輌ハ・ルスΦ気 第７０ 閂射ハ１ルス歓

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、半導体集積回路内に形成され、第１導電型の不純物
   が所定の価に近い濃度にドープされ、／ＩＰツシペーシ
   ョ／膜で被覆されている多結晶シリコ／抵抗体の近傍に
   第１導電型の不純物を含む膜および上記第１導電型とは
   反対の第２導電型の不純物を含む膜を設けておき、上記
   パッシベーション膜を通して、上記抵抗体の抵抗値を低
   下させたいときは上記第１導電型の不純物を含む膜の所
   定の領域を、上記抵抗値を増大させたいときは上記第２
   導電型の不純物を含む膜の所定の領域をレーデ・ビーム
   で照射し、加熱することによって上記不純物を含む膜か
   ら上記抵抗体に向って上記不純物を拡散させ、上記抵抗
   値を低下または増大させるととを特徴とする半導体集積
   回路内抵抗体の抵抗値調整方法。 ２、上記照射が上記抵抗体の一定面積で行なわれ、上記
   抵抗体の抵抗値の制御が上記拡散の程度を制御すること
   によって行なわれることを特徴とする特許請求の範囲第
   １項記載の半導体集積回路内抵抗の抵抗値調整方法。 ３、上記不純物の拡散の程度の制御が上記Ｖ　−デの照
   射時間またはパルス数を制御することによって行なわれ
   ることを特徴とする特許請求の範囲第２項記載の半導体
   集積回路内抵抗の抵抗値調整方法。 ４、上記抵抗体の抵抗値の制御がレーデ・ビームで照射
   する面積を制御することによって行なわれることを特徴
   とする特許請求の範囲第１項記載の半導体集積回路内抵
   抗の抵抗値調整方法。