(57)【要約】【課題】微細な高抵抗をポリシリコンを用いて形成すると、広い面積を必要としていた。【解決手段】半導体装置製造工程中に形成する熱酸化膜で、基板のシリコンの一部を絶縁し、断面積の小さなシリコン抵抗を形成することにより、小さな面積でより高い抵抗値を得ることができる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板シリコンの所望の場所をエッチングし、シリコンに段差をつける工程と、酸化膜及び窒化膜で被覆する工程と、窒化膜を異方性エッチングする工程と、熱酸化を行い、基板シリコンと絶縁されたシリコンを形成することを特徴とするシリコン抵抗の製造方法。
【請求項２】
基板シリコンの所望の場所をエッチングし、シリコンに段差をつける工程と、酸化膜及び窒化膜で被覆する工程と、窒化膜を異方性エッチングする工程と、熱酸化を行い、基板シリコンと絶縁されたシリコンを形成する工程と、シリコンにイオン注入を行う工程とを有することを特徴とするシリコン抵抗の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、抵抗を有する半導体装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の抵抗を形成した半導体装置を以下に説明する。半導体基板表面に酸化膜を介して、ＣＶＤ装置等でポリシリコン膜を形成し、その後、ポリシリコン膜に不純物を導入し、そして所定形状にパターニングしていた。（例えば、特許文献１参照）
【０００３】
【特許文献１】
特開平９−５５３８１号公報（第５図）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
抵抗体に用いるポリシリコン膜は、グレイン（結晶粒）が存在するため、安定した微細加工に向いていなかった。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
シリコン基板を酸化膜で分離し、シリコン配線とした。
【０００６】
【発明の実施の形態】
【０００７】
【実施例】
以下に、この発明の実施例を図面に基づいて説明する。
【０００８】
（第一実施例）
図１は、本発明による半導体装置の工程順断面図である。例えば、Ｐ型または、Ｎ型の不純物がされたシリコン基板１０１を、図１（ａ）のように所望の形状を残しエッチングする。図１（ａ）の凸部が抵抗になる部分である。なお、凸部の平面形状は、図２の抵抗２０１に示したように長方形になっている。なお、凸部を形成するためのエッチングは、凸部の周りのみをエッチングしてもいい。更に、表面を酸化して、数１００Åの酸化膜１０２を形成する。酸化膜１０２の上にＣＶＤ装置により、表面全体に１０００Å〜２０００ÅのＳｉＮ膜１０３を形成する。次に、シリコン基板１０１上から異方性エッチングすることにより、図１（ｂ）のように、凸部の側壁のみに、ＳｉＮ膜１０３が残る。このとき、シリコン基板１０１上のトランジスタ素子の素子分離領域を形成する際に、素子分離領域を開口した（素子領域をマスキングする）マスクを形成して、エッチングすると、ＬＯＣＯＳも同時に形成することができる。
【０００９】
次に１０００Å以上の熱酸化を行うと、ＳｉＮ膜のあるところは酸化されず、図１（ｃ）のような形状となる。更に図示しないが、素子分離領域にも厚い熱酸化膜が形成される。従って、凸部であるシリコン１０６は、基板シリコン１０１と、厚い酸化膜１０４で、分離される。凸部は、微細であるため、シリコン基板１０１の凸部下側は、所謂バーズビーク状になり、凸部の下側は厚い酸化膜１０４で、シリコン基板１０１と分離される。そのために、凸部のシリコンの巾は、あらかじめ、十分に狭く設定する必要がある。平らな場所の酸化膜１０２厚が数１０００Åになるような、熱酸化工程で、図１（ｃ）のような形状にするためには、凸部のシリコンの巾は、平らな場所の酸化膜１０２厚の２倍以内、例えば５０００〜７０００Åの熱酸化工程の場合、エッチング後の凸部のシリコンの巾は、１．０［μｍ］以下にすることが望ましい。
【００１０】
次にＳｉＮ膜１０３を剥離する。このとき、図示しないが、トランジスタを形成する各素子領域は、ＬＯＣＯＳに囲まれて露出されている。ここで、抵抗２０１以外の素子、トランジスタ等をつくるための所望の工程をおこなう。
【００１１】
また、次にＣＶＤ酸化膜等の層間絶縁膜１０９を数１０００Å形成後、層間絶縁膜１０９上に、マスク工程で、シリコン抵抗上の電極をとりたい所望の場所（コンタクト２０２）にレジストをパターニングし、エッチングングをおこなう。レジスト剥離後、次にＡｌ等の配線金属１０７を被覆し、マスク工程、エッチング工程等により所望の部分だけに配線金属１０７を残す。後にパッシベーション膜１０８を形成し、図１（ｄ）のようなシリコン抵抗１０６が形成できる。また、上面から見たときのレイアウト例を、図２に示す。
【００１２】
ＳＯＩ基板、普通のシリコン基板の何れの基板を用いた場合でも、図１のエッチング時に、任意の深さを選べるため、高抵抗の抵抗を任意の小さな断面積で形成することが可能である。従って、表面積も小さな高抵抗を形成することが可能である。
【００１３】
具体例として、例えば、シリコン基板をＲ［Ω・ｃｍ］の抵抗値のものを選び図１（ｄ）中の１０６の巾Ｗ＝  ａ［μｍ］、高さＨ＝  ｂ［μｍ］、図２注のＬ＝ｃ［μｍ］とすると、抵抗値ｒは、
ｒ＝ｃ・Ｒ／（ａ・ｂ）
に近い値で与えられる。例えば、Ｐ型でＲ＝２０［Ω・ｃｍ］のシリコンウエハを用い、図１（ｄ）中の１０６の巾Ｗ  ＝０．５［μｍ］、高さＨ＝１．０［μｍ］  となるように形成し、図２中のＬ＝１０．０［μｍ］  に形成すると、抵抗値ｒは、約４［ＭΩ］となり、微小かつ大きな値の抵抗が形成できる。
【００１４】
（第二実施例）
図３は、本発明による半導体装置の工程順断面図である。例えば、Ｐ型または、Ｎ型の不純物がされたシリコン基板１０１を、図３（ａ）のように所望の形状にエッチングする。表面を、数１００Å酸化１０２した後、図３（ｂ）のようにイオン注入装置等で、不純物、例えばＰ（リン）や、ＢＦ２を注入する。次に、ＣＶＤ装置により、表面全体に１０００Å〜２０００ÅのＳｉＮ膜１０３を形成する。次に、異方性エッチングすることにより、図３（ｃ）のように、側壁のみに、  ＳｉＮ膜１０３が残る。次に１０００Å以上の熱酸化１０４を行うと、  ＳｉＮ膜１０３のあるところは酸化されず、図３（ｄ）のような形状となる。次にＳｉＮ膜１０３を剥離する。以降は第一実施例同様に、加工おこなうことにより、図２（ｅ）のようなシリコン抵抗１０６が形成できる。
【００１５】
なお、不純物の注入工程は、上記例では、  ＳｉＮ膜を形成前に行っているが、基板をエッチングする前や、  ＳｉＮ膜の剥離後、  Ａｌ等の配線金属の被覆前の、何れかの工程などで行っても、同様のシリコン抵抗が形成できる。
【００１６】
Ｐ（リン）や、ＢＦ２といった不純物のドーズ量を、１．０Ｅ１５［ｉｏｎｓ／ｃｍ２］以下の所望のドーズ量を選び、また、例えば図３（ｃ）中の３０６の巾Ｗ  ≦１．０［μｍ］、高さＨ≦２．０［μｍ］  となるように形成することにより、１．０［ｋΩ／ｕｎｉｔ］を超える高抵抗、例えば数１０［ｋΩ／ｕｎｉｔ］、数１００［ｋΩ／ｕｎｉｔ］、数［ＭΩ／ｕｎｉｔ］といった抵抗を形成することができる。
【００１７】
また、実際には、抵抗以外の半導体素子を形成する工程において、炉工程の気相からのドープや、熱工程での周囲からの不純物拡散などもおきることがあるため、そういったことも考慮にいれ、不純物をドーズして、抵抗の微調整が行えるため、いかなるシリコン基板や、いかなる抵抗以外の素子の形成工程においても、広い範囲で、所望の抵抗値を選ぶことができる。
【００１８】
【発明の効果】
シリコン配線抵抗を用いることにより、安定して１μｍ以下の細い配線で抵抗をつくることも可能であるため、小さな面積で、大きな抵抗値を得ることができる。また、ＳＯＩ基板等高価な基板を用いなくとも、シリコン基板と分離した抵抗を得ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１（ａ）〜（ｄ）は第一実施例の工程順断面図である。
【図２】図２は、第一実施例の平面図である。
【図３】図３（ａ）〜（ｅ）は第二実施例の工程順断面図である。
１０１    シリコン基板
１０２    酸化膜
１０３    ＳｉＮ膜
１０４    熱酸化膜
１０５    熱酸化膜
１０６    シリコン抵抗
１０７    配線金属
１０８    パッシベーション膜
２０２    コンタクト開口部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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