(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の幅と長さをもつ第１抵抗部と、前記第１抵抗部の両端部に接続され前記第１抵抗部の幅よりも大きい幅をもつ一対の第２抵抗部とからなるドッグボーン形状の抵抗の製造方法であって、
基板上に半導体膜を形成する工程と、
前記半導体膜上に、前記第１抵抗部の形成予定領域の全体を被覆し前記第２抵抗部の形成予定領域の少なくとも一部を露出させたマスクパターンを形成する工程と、
前記マスクパターンをマスクにして前記第２抵抗部に不純物をドーピングする工程と、
前記半導体膜をパターニングして前記第１抵抗部と前記第２抵抗部を形成する工程と、
前記不純物を拡散させるための熱処理を行う工程とを備え、
前記マスクパターンは、前記第２抵抗部の幅よりも大きな幅を有しかつ前記第１抵抗部の長さよりも大きな長さを有するとともに、
前記第２抵抗部の各々に対する前記マスクパターンの重なり部分の長さは、当該マスクパターンを形成する際に生じるマスク合わせずれ量の最大値と前記不純物の拡散領域の長さとの和よりも大きく形成される
ことを特徴とする抵抗の製造方法。
【請求項２】
前記マスクパターンは、前記第１抵抗部を被覆する島状に形成され、当該マスクパターンの幅は、前記第２抵抗部の幅に相当する量と前記マスク合わせずれ量の最大値との和よりも大きく形成される
ことを特徴とする請求項１に記載の抵抗の製造方法。
【請求項３】
前記マスクパターンは、前記第２抵抗部の一部が開口する島状の開口部を有し、前記開口部の幅は、前記第２抵抗部の幅に相当する量と前記マスク合わせずれ量の最大値との和よりも大きく形成される
ことを特徴とする請求項１に記載の抵抗の製造方法。
【請求項４】
基板上に半導体膜を形成する工程と、
所定の幅と長さをもつ第１抵抗部と、前記第１抵抗部の両端部に接続され前記第１抵抗部の幅よりも大きい幅をもつ一対の第２抵抗部とからなるドッグボーン形状に、前記半導体膜をパターニングする工程と、
前記第１抵抗部の全体を被覆し前記第２抵抗部の少なくとも一部を露出させたマスクパターンを形成する工程と、
前記マスクパターンをマスクにして前記第２抵抗部に不純物をドーピングする工程と、
前記不純物を拡散させるための熱処理を行う工程と
を有する抵抗の製造方法であって、
前記マスクパターンは、前記第２抵抗部の幅よりも大きな幅を有しかつ前記第１抵抗部の長さよりも大きな長さを有するとともに、
前記第２抵抗部の各々に対する前記マスクパターンの重なり部分の長さは、当該マスクパターンを形成する際に生じるマスク合わせずれ量の最大値と前記不純物の拡散領域の長さとの和よりも大きく形成される
ことを特徴とする抵抗の製造方法。
【請求項５】
前記マスクパターンは、前記第２抵抗部の一部が開口する島状の開口部を有し、前記開口部の幅は、前記第２抵抗部の幅に相当する量と前記マスク合わせずれ量の最大値との和よりも大きく形成される
ことを特徴とする請求項４に記載の抵抗の製造方法。
【請求項６】
前記マスクパターンは、前記第１抵抗部を被覆する島状に形成され、当該マスクパターンの幅は、前記第２抵抗部の幅に相当する量と前記マスク合わせずれ量の最大値との和よりも大きく形成される
ことを特徴とする請求項４に記載の抵抗の製造方法。
【請求項７】
所定の幅と長さをもつ第１抵抗部と、前記第１抵抗部の両端部に接続され前記第１抵抗部の幅よりも大きい幅をもつ一対の第２抵抗部とからなるドッグボーン形状の抵抗であって、
前記第１抵抗部と前記第２抵抗部は、不純物を含んだ半導体膜からなり、
前記第１抵抗部は前記第２抵抗部よりも不純物濃度が低く形成されるとともに、
前記一対の第２抵抗部のそれぞれの形成領域には、前記第１抵抗部の不純物濃度と同一の低濃度領域が形成されている
ことを特徴とする抵抗。
【請求項８】
一方の前記第２抵抗部と他方の前記第２抵抗部との間で、前記低濃度領域の大きさが異なっている
ことを特徴とする請求項７に記載の抵抗。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、抵抗の製造方法および抵抗に関し、更に詳しくは、半導体装置に搭載される抵抗の製造方法および抵抗に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体集積回路に用いられる抵抗としては、シリコン基板中に導入された不純物による拡散層を用いた抵抗と、基板上に、例えば絶縁膜を介して形成された多結晶シリコン膜を用いた抵抗とがある。このうち、シリコン基板中の拡散層を用いた抵抗では、例えばシリコン基板中に、Ｎ型の不純物を有する部分とＰ型の不純物を有する部分とが存在するため、寄生容量があり、ＦＥＴ効果が生じ、バイアス制限がある。これに対して、基板上に形成された多結晶シリコン膜を用いた抵抗ではこのようなことがないため、この抵抗が、半導体集積回路の抵抗としてよく製造されている。
【０００３】
図１０には、一般的な多結晶シリコンを用いた抵抗１の断面図が示されている。これは、シリコン基板２の上に形成された酸化シリコン膜３、３'上に、所定の第１パターンを有し、内部に所定の不純物をドーピングした多結晶シリコン膜で形成されている。この抵抗１の上には、その両端部１ａ、１ｂにコンタクトホール４ａ、４ｂを有した絶縁膜４が形成されており、更に、そのコンタクトホール４ａ、４ｂを埋めるように、金属でなる配線層５ａ、５ｂが形成されている。すなわち、抵抗１には、その両端部１ａ、１ｂで配線層５ａ、５ｂが接続している。
【０００４】
多結晶シリコン膜で高抵抗の抵抗を作成するためには、多結晶シリコンの長さを長くすることが簡単な方法であるが、抵抗１に使用する面積が増大するため、半導体集積回路の微細化という近年の要求に反することになる。そこで、多結晶シリコン中の不純物の濃度を低下させ、シート抵抗を高くして、高抵抗を作成する方法がある。しかしながら、この場合では、不純物濃度が低いため、すなわち不純物がまばらに存在するため、抵抗１と配線層５ａ、５ｂとの接触抵抗にばらつきが生じ、製造された半導体集積回路の特性がばらつくことになる。これを防止するため、図１１（この図は抵抗１の平面形状を示している）に示すように、配線層５ａ、５ｂと接続する両端部１ａ、１ｂ（図において例えば斜線で示す範囲）の不純物濃度を高くして、接触抵抗を低下させた抵抗とすることがある。なお、図１１において１ｃ、１ｄとして示されている部分は、配線層５ａ、５ｂが形成される電極部である。他方、多結晶シリコン膜で高抵抗の抵抗を作成するためには、多結晶シリコンの幅を狭くすることも考えられるが、結晶シリコン膜と配線層との接触抵抗による接触面積の限界、配線層の接触部分と多結晶シリコン膜との合わせ誤差などの面から、その幅を狭くすることに限界がある。
【０００５】
そこで、図１２に示すように、配線層５ａ、５ｂが接触する抵抗１'の両端部１ａ'、１ｂ'の幅Ｗｃを、その中央部ｔの幅Ｗｔより大きくした形状、すなわちドッグボーン型の抵抗１'にすることがなされている。このようにすれば、同じシート抵抗を有する抵抗であっても、配線層５ａ、５ｂの間の抵抗値を高くすることができる。更に、より高い抵抗値を得るため中央部ｔの不純物濃度を低くしてもよいが、配線層５ａ、５ｂが形成される部分（すなわち両端部１ａ'、１ｂ'）については、上述した理由により不純物濃度は高くする必要がある。この場合には、例えば、抵抗１'のパターニングが行われた後に、図１３のＡに示すように、中央部ｔの長さＬt をもつフォトレジスト膜からなるマスクパターン６で中央部ｔを覆い、不純物をドーピングする。なお、この不純物を活性化するために行われる熱処理によって、不純物の高濃度の領域（すなわち両端部１ａ'、１ｂ'）から低濃度の領域（すなわち中央部ｔ）へと不純物が拡散し、図１３のＢに示されるように、高濃度の領域と低濃度の領域の境界に、拡散領域ｄが形成される。すなわち、この抵抗１'は、不純物濃度が高い領域である両端部１ａ'、１ｂ'と、拡散領域ｄと、不純物濃度の低い領域とから成る中央部ｔとから構成される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図１３に示すように、マスクパターン６の端部と抵抗１'の中央部ｔとが完全に整合するということは稀であり、通常、合わせずれが存在する。例えば、図１４には、マスクパターン６が右方にずれた場合を示しているが、この場合には、左方に不純物濃度が高い部分ｈが形成された中央部ｔ'と、不純物濃度が低い部分ｌが形成された端部１ｂ"を有する抵抗１"となる。なお、ドーピングした不純物を活性化する熱処理によって、その不純物の高濃度の領域と低濃度の領域との間には、拡散領域ｄ1 、ｄ2 が形成される。すなわち、マスクパターン６がずれた場合には、不純物濃度が非対称な形状で存在するため、図１４のＢに示される合わせずれが発生した場合の抵抗１"の抵抗値は、図１３のＢに示される合わせずれが発生しない場合の抵抗１'の抵抗値と異なることになる。通常、合わせずれの量は、まちまちであるため、製造される抵抗の抵抗値は、そのときどきによって異なる値となる。すなわち、所望の抵抗値が安定に得られなくなるという問題があった。
【０００７】
本発明は、上述の問題に鑑みてなされ、半導体集積回路の微細化を図ることができ、接触抵抗を低減した高い抵抗値の抵抗を、常に所望の抵抗値で形成することのできる抵抗の製造方法を提供することを課題とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
以上の課題を解決するに当たり、本発明の第１の発明に係る抵抗の製造方法は、所定の幅と長さをもつ第１抵抗部と、前記第１抵抗部の両端部に接続され前記第１抵抗部の幅よりも大きい幅をもつ一対の第２抵抗部とからなるドッグボーン形状の抵抗の製造方法であって、
基板上に半導体膜を形成する工程と、
前記半導体膜上に、前記第１抵抗部の形成予定領域の全体を被覆し前記第２抵抗部の形成予定領域の少なくとも一部を露出させたマスクパターンを形成する工程と、
前記マスクパターンをマスクにして前記第２抵抗部に不純物をドーピングする工程と、
前記半導体膜をパターニングして前記第１抵抗部と前記第２抵抗部を形成する工程と、
前記不純物を拡散させるための熱処理を行う工程とを備え、
前記マスクパターンは、前記第２抵抗部の幅よりも大きな幅を有しかつ前記第１抵抗部の長さよりも大きな長さを有するとともに、
前記第２抵抗部の各々に対する前記マスクパターンの重なり部分の長さは、当該マスクパターンを形成する際に生じるマスク合わせずれ量の最大値と前記不純物の拡散領域の長さとの和よりも大きく形成されることを特徴とする。
【０００９】
また、以上の課題を解決するに当たり、本発明の第２の発明に係る抵抗の製造方法は、基板上に半導体膜を形成する工程と、
所定の幅と長さをもつ第１抵抗部と、前記第１抵抗部の両端部に接続され前記第１抵抗部の幅よりも大きい幅をもつ一対の第２抵抗部とからなるドッグボーン形状に、前記半導体膜をパターニングする工程と、
前記第１抵抗部の全体を被覆し前記第２抵抗部の少なくとも一部を露出させたマスクパターンを形成する工程と、
前記マスクパターンをマスクにして前記第２抵抗部に不純物をドーピングする工程と、
前記不純物を拡散させるための熱処理を行う工程と
を有する抵抗の製造方法であって、
前記マスクパターンは、前記第２抵抗部の幅よりも大きな幅を有しかつ前記第１抵抗部の長さよりも大きな長さを有するとともに、
前記第２抵抗部の各々に対する前記マスクパターンの重なり部分の長さは、当該マスクパターンを形成する際に生じるマスク合わせずれ量の最大値と前記不純物の拡散領域の長さとの和よりも大きく形成されることを特徴とする。
【００１０】
本発明に係る抵抗の製造方法によれば、マスクパターンがずれて形成された場合でも、常に、所望の抵抗値を得ることができる。また、より高い抵抗値を得る場合であっても、幅の細い第１抵抗部をすべて高抵抗の不純物濃度の低い部分とすることができるので、抵抗値を必要以上に長くする必要がない。すなわち、抵抗に使用する面積を小さくすることができ、抵抗の微細化ができる。そのため、例えばこの抵抗を搭載した半導体装置の微細化を行い得る。
【００１１】
また、以上のようにして製造される抵抗は、所定の幅と長さをもつ第１抵抗部と、前記第１抵抗部の両端部に接続され前記第１抵抗部の幅よりも大きい幅をもつ一対の第２抵抗部とからなるドッグボーン形状の抵抗であって、
前記第１抵抗部と前記第２抵抗部は、不純物を含んだ半導体膜からなり、
前記第１抵抗部は前記第２抵抗部よりも不純物濃度が低く形成されるとともに、
前記一対の第２抵抗部のそれぞれの形成領域には、前記第１抵抗部の不純物濃度と同一の低濃度領域が形成されることになる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明では、図８及び図９に示すように、高い抵抗を得るための、所定の幅Ｗ1 と長さＬ1 をもつ第１抵抗部Ｒ1 、Ｒ1 'と、この第１抵抗部Ｒ1 、Ｒ1 'の両端部に接続され、第１抵抗部Ｒ1 、Ｒ1 'の幅Ｗ1 より大きい幅Ｗ2 をもつ一対の第２抵抗部Ｒ2L、Ｒ2L'、Ｒ2R、Ｒ2R'（図において第１抵抗部Ｒ1 、Ｒ1 'の左方にある第２抵抗部をＲ2L、Ｒ2L'、右方にある第２抵抗部をＲ2R、Ｒ2R'とする）を有したドッグボーン形状の抵抗を形成する際に、第１抵抗部Ｒ1 、Ｒ1 '（又はその形成予定領域）の全体を被覆し第２抵抗部Ｒ2L、Ｒ2L'、Ｒ2R、Ｒ2R'（又はその形成予定領域）の少なくとも一部を露出させたマスクパターンＦを形成する工程と、マスクパターンＦをマスクにして第２抵抗部Ｒ2L、Ｒ2L'、Ｒ2R、Ｒ2R'に不純物をドーピングする工程と、不純物を拡散させるための熱処理を行う工程とを備え、マスクパターンＦは、第２抵抗部Ｒ2L、Ｒ2L'、Ｒ2R、Ｒ2R'の幅よりも大きな幅Ｗを有しかつ第１抵抗部Ｒ1 、Ｒ1 'の長さＬ1よりも大きな長さＬを有するとともに、第２抵抗部Ｒ2L、Ｒ2L'、Ｒ2R、Ｒ2R'の各々に対するマスクパターンＦの重なり部分の長さａを、当該マスクパターンＦを形成する際に生じるマスク合わせずれ量の最大値（これは、マスクパターンＦを形成する際に用いる装置の精度によって決まる）の長さｂと、上記熱処理工程によって、高濃度領域から低濃度領域へ不純物が拡散することにより形成される拡散領域ＲML、ＲML'、ＲMR、ＲMR'の長さ（これは、高濃度領域ＲH 、ＲH 'と低濃度領域ＲLL、ＲLL'、ＲLR、ＲLR'との濃度差、熱処理時の温度と時間によってきまる）ｃとの和より長くする。
【００１３】
図８のＢには、マスクパターンＦと抵抗の形成領域との間に合わせずれがない場合、すなわち理想的にマスクパターンＦが形成された状態で不純物がドーピングされて製造された抵抗９'が示されており、この抵抗９'の抵抗値ｒ'は、ｒ'＝ｒＬＬ'＋ｒML'＋ｒH '＋ｒMR'＋ｒLR'で表せられる。ここで、ｒLL'は、図８において左方に形成された第２抵抗部Ｒ2L'の高濃度領域ＲLL'の抵抗値、ｒML'は同図において左方に形成された拡散領域ＲML'の抵抗値、ｒH 'は、マスクパターンＦに覆われて不純物の低濃度領域ＲH 'となった部分の抵抗値、ｒMR'は同図において右方に形成された拡散領域ＲMR'の抵抗値、ｒLR'は同図において右方に形成された第２抵抗部Ｒ2R'の高濃度領域ＲLR'の抵抗値である。そして、図９には、マスクパターンＦの合わせずれが最大値の長さｂで（右方に）生じた状態で不純物がドーピングされて製造された抵抗９を示しており、この抵抗９の抵抗値ｒは、ｒ＝ｒLL＋ｒML＋ｒH ＋ｒMR＋ｒLRで表せられる。ここで、ｒLLは、図９において左方に形成された第２抵抗部Ｒ2Rの高濃度領域ＲLLの抵抗値、ｒMLは、同図において左方に形成された拡散領域ＲMLの抵抗値、ｒH はマスクパターンＦに覆われて不純物の低濃度領域ＲHとなった部分の抵抗値、ｒMRは、同図において右方に形成されたの拡散領域ＲMRの抵抗値、ｒLRは、同図において右方に形成された第２抵抗部Ｒ2Lの高濃度領域ＲLRの抵抗値である。
【００１４】
本発明のマスクパターンＦは上述の長さを有するので、そのマスクパターンＦの端部は、第１抵抗部Ｒ1 の端部から常に、拡散領域の長さより離れた位置に形成される。そのため、例えば、マスクパターンが、作製する抵抗形状のパターンより、マスク合わせずれ量の最大値の長さｂで右方にずれた場合、右方の第２抵抗部Ｒ2RのマスクパターンＦで覆われた部分Ｎは、合わせずれが生じていない第２抵抗部Ｒ2R'のマスクパターンＦで覆われた部分Ｎより、合わせずれ量の最大値ｂの長さ×第２抵抗部Ｒ2Rの幅によって決まる面積Ｓ分大きくなる。そして、左方の第２抵抗部Ｒ2LにおけるマスクパターンＦで覆われた部分Ｎ、すなわち低濃度領域は、第２抵抗部Ｒ2Rで大きくなった面積Ｓと全く同じ面積分、面積が小さくなる。すなわち、合わせずれが生じた際の低濃度領域における抵抗値ｒH 'は、合わせずれが生じない場合の低濃度領域における抵抗値ｒH と、形状が異なっても、その抵抗値は、常に同じである。
【００１５】
また、合わせずれが生じた場合の右方の第２抵抗部Ｒ2Rの露出部分Ｍは、合わせずれが生じなかった場合の右方の第２抵抗部Ｒ2R'の露出部分Ｍより、上記面積Ｓ分大きくなっている。しかしながら、合わせずれが生じた場合の左方の第２抵抗部Ｒ2Lの露出部分Ｍは、合わせずれが生じなかった場合の左方の第２抵抗部Ｒ2L'の露出部分Ｍより、上記面積Ｓ分、小さくなっている。そして、左方の第２抵抗部Ｒ2L、Ｒ2L'と右方の第２抵抗部Ｒ2R、Ｒ2R'は、それぞれ不純物濃度が同じである。従って、合わせずれが生じた場合の右方及び左方の第２抵抗部Ｒ2R、Ｒ2Lにおける抵抗値ｒLL、ｒLRの合計は、すなわち不純物の高濃度領域で得られる抵抗値は、合わせずれが生じない場合の右方及び左方の第２抵抗部Ｒ2R'、Ｒ2L'における抵抗値ｒLL'、ｒLR'の合計、すなわちこの場合の不純物の高濃度領域で得られる抵抗値と常に等しい。
【００１６】
また、マスクパターンＦは上記で示した長さＬを有するので、合わせずれが生じても、熱処理時に、不純物の高濃度領域から低濃度領域へと不純物が拡散することによって形成される拡散領域ＲMR、ＲMR'、ＲML、ＲML'は、常に、第２抵抗部Ｒ2L、Ｒ2Rに形成されることになる。また、拡散領域ＲMR、ＲMR'、ＲML、ＲML'の長さは、高濃度領域と低濃度領域間の濃度差と、熱処理の温度と時間によって決まるため、これらを同じにすれば、常に拡散領域ＲMR、ＲMR'、ＲML、ＲML'の形状と大きさは同じとなるので、これらによって得られる抵抗値は、常に等しい。
【００１７】
従って、図９に示すようにマスクパターンＦと、抵抗９の形成パターンとの合わせずれが最大量ｂ生じたとしても、そのときのマスクパターンＦは、図８の合わせずれが全く生じなかった場合と同様に、常に、第１抵抗部Ｒ1 、Ｒ1 'の両側の第２抵抗部Ｒ2R、Ｒ2R'、Ｒ2L、Ｒ2L'にわたって形成される。そして、マスクパターンＦで覆われない露出部分Ｍに不純物がドーピングされるため、マスクパターンＦで覆われた部分Ｎは、露出していた部分より不純物が低濃度となっており、高いシート抵抗を有する。また、高濃度領域と低濃度領域とが当接している部分に、ドーピングした不純物を活性化する際の熱処理によって、高濃度領域の不純物が低濃度領域へと拡散することによって形成される拡散領域は、常に、第２抵抗部Ｒ2R、Ｒ2R'、Ｒ2L、Ｒ2L'内に形成される。すなわち、第２抵抗部Ｒ2R、Ｒ2R'、Ｒ2L、Ｒ2L'より細い幅Ｌ1 をもつ第１抵抗部Ｒ1 、Ｒ1 'のすべての領域を低濃度の高抵抗領域とすることができる。そのため、例えば合わせずれが最大量ｂ生じた場合に形成された抵抗９の抵抗値ｒと、合わせずれが全く生じていない理想的に形成された抵抗９'の抵抗値ｒ'は、常に同じ値となるので、合わせずれが生じても、常に、所定の抵抗値を得ることができる。すなわち、常に、所望の抵抗値で抵抗９、９'を製造することができる。
【００１８】
以上のようにして製造される本発明に係る抵抗９、９'は、所定の幅Ｗ1と長さＬ1をもつ第１抵抗部Ｒ1 、Ｒ1 'と、第１抵抗部の両端部に接続され第１抵抗部の幅Ｗ1よりも大きい幅Ｗ2をもつ一対の第２抵抗部Ｒ2L、Ｒ2L'、Ｒ2R、Ｒ2R'とからなるドッグボーン形状の抵抗９、９'であって、第１抵抗部と第２抵抗部は、不純物を含んだ半導体膜からなり、第１抵抗部は第２抵抗部よりも不純物濃度が低く形成されるとともに、一対の第２抵抗部のそれぞれの形成領域には、第１抵抗部の不純物濃度と同一の低濃度領域が形成されている。また、マスクパターンＦの合わせずれが生じた場合には、一方の第２抵抗部Ｒ2L、Ｒ2L'と他方の第２抵抗部Ｒ2R、Ｒ2R'との間で、上記低濃度領域の大きさが異なる抵抗が構成されることになる。
【００１９】
また、従来、接触抵抗を低減するため電極部にイオン注入することがなされていたが、シート抵抗の低い第２抵抗部を形成するイオン注入と兼用することができるので、製造工程を更に増加せずともよい。更に、抵抗９、９'の中で高い抵抗値を得るために、抵抗９、９'において細い幅を有している第１抵抗部Ｒ1 、Ｒ1 'の全体が、不純物の低濃度領域となるので、より高い抵抗値を得たい場合であっても、その抵抗９、９'の長さを長くする必要はなく、抵抗に使用する面積を小さくすることができる。従って、この抵抗を搭載した半導体集積回路を微細化にすることが図れる。
【００２０】
マスクパターンＦは、第２抵抗部Ｒ2L、Ｒ2L'、Ｒ2R、Ｒ2R'の幅Ｗ2 より大きい幅を有しかつ第１抵抗部Ｒ1 、Ｒ1 'を覆い第２抵抗部Ｒ2L、Ｒ2L'、Ｒ2R、Ｒ2R'に重なって形成される部分を有し、この重なり部分の長さが、マスクパターンＦを形成する際に生じるマスク合わせずれ量の最大値の長さｂと、熱処理時に高濃度領域から低濃度領域へ不純物が拡散することにより形成される拡散領域ＲML、ＲML'、ＲMR、ＲMR'の長さｃとの和より大きければよい。そのため、このマスクパターンＦは、例えば図２のＢに示すように、抵抗の第１抵抗部を被覆する島状（以下、残しの形状と記載する）に形成されてもよいし、図７のＢに示すように、第２抵抗部２２の一部が開口する島状の開口部１５ｂ'を有した形状（以下、抜きの形状と記載する）に形成されてもよい。なお、残しの形状のときには、マスクパターンの幅は、第２抵抗部の幅に相当する量とマスク合わせずれ量の最大値との和より大きく形成されることが好ましく、抜きの形状のときには、開口部の幅は、第２抵抗部の幅に相当する量とマスク合わせずれ量の最大値との和より大きく形成されることが好ましい。この場合には、幅方向に合わせずれ量が発生しても、より確実に所定の抵抗値を得ることができる。
【００２１】
また、本発明の製造方法では、各工程を行う順番は、列挙した順で行う必要はなく、例えば、抵抗のパターニングは、マスクパターンＦを形成した後、不純物をドーピングした後に行ってもよい。また、拡散領域で不純物濃度が異なる部分を３つ以上形成する際には、マスクパターンを形成する工程と、このマスクパターンをマスクにして不純物をドーピンする工程を複数回、行うようにしてもよい。
【００２２】
更に、抵抗の構成材料として不純物を含んだ半導体膜を形成する工程では、例えばＣＶＤ法などによって半導体膜が半導体基板上に形成される際に、不純物を材料として入れて、半導体膜が形成されると同時に、不純物が含まれているようにしてもよいし、あるいは、例えばポリシリコン膜を形成した後に、その膜全面に、不純物をドーピングして形成するようにしてもよい。
【００２３】
また、本発明の抵抗を構成している不純物を含んだ半導体膜が有している不純物は、Ｐ型またはＮ型のうち片方の不純物を含むものであり、その不純物の種類が同じもののみを含むことを意味してしない。すなわち、Ｎ型の不純物を含む半導体膜であれば、Ｐ（燐）のみを含む半導体膜に限らず、Ｐ（燐）とＡｓ（ひ素）を含んだ半導体膜であってもよいし、Ｐ型の不純物を含む半導体膜であればＢ（ホウ素）のみを含む半導体膜に限らず、Ｂ（ホウ素）とＧａ（ガリウム）などを含む半導体膜であっても良い。
【００２４】
なお、ドーピングした不純物を活性化するときの熱処理を行う際に、活性化する不純物をドーピングした不純物を含む半導体膜の上に、不純物の拡散速度が遅い膜（例えばＳｉＯ2膜や窒化膜）を形成した状態で熱処理を行うようにすれば、この膜によって、不純物を含んだ半導体膜から大気中に不純物が拡散して、抵抗値が変動したり、この拡散した不純物が汚染物となるといったことを防止できる。
【００２５】
【実施例】
以下、本発明の第１実施例について、図１乃至図５を参照して説明する。
【００２６】
まず、図１に示すように、Ｐ型シリコン基板１１上に、例えば、公知のＬＯＣＯＳ法（選択酸化法）によって、ＳｉＯ2（酸化シリコン）膜１２を形成する。更に、このＳｉＯ2 膜１２の上に、例えば、ＳｉＨ4＋Ｏ2の混合ガスを用いたＣＶＤ法によって、ＳｉＯ2膜１３を形成する。そして、ＳｉＨ4ガスを用いた６００℃程度の公知のＣＶＤ法により多結晶シリコン膜を堆積させ、この多結晶シリコン膜の中に、例えば、２×１０14程度のドーズ量で、ＢＦ2をイオン注入し、Ｐ型のシリコン膜（半導体膜）１４とする。
【００２７】
次に、図２のＡに示すように、このシリコン膜１４の上に、公知のフォトリソグラフィ技術を用いて、後に形成されるドッグボーン型の抵抗２０の細い幅Ｌ1'をもつ第１抵抗部２１の形成予定領域の全体を覆い、第２抵抗部２２の形成予定領域の少なくとも一部を露出させるように、長さＬ'と幅Ｗ'とをもつほぼ長方形のフォトレジストからなるマスクパターン１５を形成する。このマスクパターン１５の第２抵抗部２２との重なり部分の長さは、図２のＢに示されているように、第１抵抗部２１の端部から所定値Ｋ（本実施例ではＫ＝１．０μｍ）の長さである。なお、本実施例では、後の工程において行われる抵抗２０をパターニングする際のマスクパターン１５との相対的な合わせずれの最大値ｂは、本実施例で用いたマスクパターン１５を形成する装置の特性により約０．４μｍであり、また、更に後の工程において熱処理によって形成される拡散領域１４ｃの長さｃ'は約０．４μｍ程度である。すなわち、本実施例のマスクパターン１５の上記Ｋの長さは、抵抗２０の第１抵抗部２１の長さＬ1'より、合わせずれの最大値ｂ'と、拡散領域１４ｃの長さｃ'の和より大きくなっている。また、このフォトレジスト１５の幅Ｗは、第２抵抗部２２が形成される幅Ｗ2 とマスクパターン１５との相対的な合わせずれ量の最大値（０．４μｍ）との和より大きい幅となっている。
【００２８】
そして、このマスクパターン１５をマスクにしてシリコン膜１４上にＢＦ2を約２×１０15程度のドーズ量で、イオン注入する。従って、シリコン膜１４において、マスクパターン１５で覆われている部分は、イオン注入された不純物の濃度は低く、低濃度領域１４ａとなる。また、露出している部分は、イオン注入された不純物の濃度が高いため高濃度領域１４ｂとなる。その後、マスクパターン１５を、例えば公知のアッシング等により除去する。
【００２９】
次に、公知のフォトリソグラフィ技術を用いて、シリコン膜１４の上に、抵抗２０の形状を有するフォトレジスト１６を形成する。そして、例えば、ＣＨＦ3や塩素系のガスなどを用いて公知のＲＩＥ（反応性イオンエッチング）によってパターニングし、シリコン膜１４を、図３に示すように、所定の形状を有する抵抗２０の形状とする。すなわち、所定の幅Ｗ1 '及び所定の長さＬ1 'を有する第１抵抗部２１と、第１抵抗部２１の両端部に接続して形成され、この幅Ｗ1 'より大きい幅Ｗ2 'を有する一対の第２抵抗部２２とを有したドッグボーン形状とする。以上のようにして、低濃度領域１４ａから成る第１抵抗部２１と、低濃度領域１４ａと高濃度領域１４ｂとから成る第２抵抗部２２とから構成された抵抗２０がパターニングされる。
【００３０】
次に、図４に示すように、例えば、ＳｉＨ4＋Ｏ2の混合ガスを用いたＣＶＤ法などによって、その表面全体にＳｉＯ2膜１７を形成する。この状態で、８００〜１０００℃の高温アニール、例えば９００℃で３０分程度のアニールを行う。これによって、シリコン膜１４中にドーピングされた不純物が活性化される。また、このとき、低濃度領域１４ａと高濃度領域１４ｂとの境界面では、不純物の濃度差によって、高濃度領域１４ｂから低濃度領域１４ａへと不純物が拡散し、低濃度領域１４ａ及び高濃度領域１４ｂとは異なる不純物濃度を有する拡散領域１４ｃが形成される。この拡散領域１４ｃの長さは、低濃度領域１４ａと高濃度領域１４ｂの濃度差及びアニール熱処理によって決まり、本実施例では、約０．４μｍで形成される。すなわち、この工程において、抵抗２０の第２抵抗部２２は、低濃度領域１４ａと高濃度領域１４ｂと、その間に形成される拡散領域１４ｃから構成される第２抵抗部２２'となる。
【００３１】
次に、公知のフォトリソグラフィ技術を用いて、ＳｉＯ2膜１７にコンタクトホール１７ａ、１７ｂを設ける。その後、例えばスパッタリングによりＡｌ（アルミニウム）膜を全面に形成し、これまた公知のフォトリソグラフィ技術を用いてパターン化されたフォトレジストを形成した後、ＲＩＥによってＡｌ膜を所定の形状として、配線層１８ａ、１８ｂを形成し、シリコン膜１４の低濃度領域１４ａに電極部ｅ、ｅ'を形成する。
【００３２】
本実施例では、不純物の高濃度領域１４ｂと低濃度領域１４ａとを有する抵抗２０を製造する際に、低濃度領域となる部分を覆うマスクパターン１５を形成するが、このマスクパターン１５は、第２抵抗部２２の幅Ｗ2 より大きい幅をもち第２抵抗部２２に重なって形成される部分を有しており、この重なり部分の長さＫは、マスクパターン１５を形成する際に生じるマスク合わせずれ量の最大値の長さと、熱処理時に不純物の高濃度領域１４ｂから低濃度領域１４ａへ不純物が拡散するために形成される拡散領域１４ｃの長さｃ'との和より大きくした。そのため、マスクパターン１５とシリコン膜１４のパターン１６との合わせずれが生じたとしても、常に所望の抵抗値を得ることができる。更に、このように、所望の抵抗値を確実に得るために、抵抗の形状を細長くした部分、すなわち第１抵抗部に、不純物濃度が高い部分、すなわちシート抵抗が低い部分を形成せずともよいので、より高い抵抗値を得ようとしても、その抵抗の面積を大きくする必要がない。すなわち、抵抗に使用される面積の縮小化が行えるので、この抵抗を搭載する半導体集積回路の微細化を図ることができる。また、本実施例では、アニールを行う際に、シリコン膜１４をＳｉＯ2膜で覆った状態でドーピングしたので、シリコン膜１４中にドーピングした不純物が大気中へと逃げることがなく、所定の抵抗値が得られなく成ったり、大気中へと逃げた不純物が他の部分を汚染するということもない。
【００３３】
次に、本発明の第２実施例について、図１、図６乃至図７を参照して説明する。但し、上記第１実施例と同一の部分については、同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００３４】
本実施例でも、図１に示すように、Ｐ型シリコン基板１１上に、２つのＳｉＯ2膜１２、１３を形成し、その上に、多結晶シリコン膜を堆積させ、この多結晶シリコン膜の中に、例えば、２×１０14程度のドーズ量で、ＢＦ2をイオン注入し、Ｐ型のシリコン膜１４とする。次に、図６で示すように、公知のフォトリソグラフィ技術によって、フォトレジスト１６をパターニングし、上記第１実施例と同様に、公知のＲＩＥを用いて、シリコン膜１４を所定の形状の抵抗２０にパターニングする。すなわち、図６のＢに示すように、所定の幅Ｗ1 'と所定の長さＬ1 'とを有する第１抵抗部２１と、この両端部に接続され、第１抵抗部２１の幅Ｗ1 'より大きい幅Ｗ'を有する第２抵抗部２２とから成る形状とする。そして、フォトレジスト１６を、例えばアッシングなどにより除去する。
【００３５】
次に、図７のＡに示すように、このシリコン膜１４の上に、公知のフォトリソグラフィ技術を用いて、抵抗２０の細い幅Ｌ1 'をもつ第１抵抗部２１の全体を覆い、第２抵抗部２２の少なくとも一部を露出させたマスクパターン１５'を形成する。このマスクパターン１５'は、図７のＢに示されているように、第２抵抗部２２の一部に島状の開口部１５ｂ'を有した形状をしている。すなわち、マスクパターン１５' の第２抵抗部２２との重なり部分の長さは、長さＬ1 'を有する第１抵抗部２１の端から、所定長さＫ（Ｋ＝０．４μｍ程度）であり、第２抵抗部２２の幅Ｗ2 'より大きな幅を有する部分１５ａ'を有している。なお、本実施例では、抵抗２０をパターニングする工程で形成されたフォトレジスト１６に対する、このマスクパターン１５'の合わせずれ量の最大値は、上記第１実施例と同様に、約０．４μｍであり、また、更に後の工程において熱処理によって形成される拡散領域１４ｃの長さｃ'は、上記第１実施例と同様に、約０．４μｍ程度である。
【００３６】
そして、このマスクパターン１５'をマスクにしてシリコン膜１４上にＢＦ2を、約２×１０15程度のドーズ量で、イオン注入する。マスクパターン１５'で覆われている部分１４ａは、この工程では、不純物がイオン注入されず、不純物の濃度が低い低濃度領域となる。また、マスクパターン１５'の開口部１５ｂ'には、この工程で、不純物がイオン注入されるため、不純物の濃度が高い高濃度領域となる。すなわち、第２抵抗部２２の露出している部分が高濃度領域１４ｂとなる。その後、マスクパターン１５'を、例えば公知のアッシング等により除去する。
【００３７】
以下、上記第１実施例と同様に、図４及び図５に示される工程を行う。すなわち、図４に示すように、その表面全体にＳｉＯ2膜１７を形成し、シリコン膜１４中にイオン注入した不純物の活性化を行うため、例えば９００℃で３０分程度の高温アニールを行う。これによって、高濃度領域１４ｂと低濃度領域１４ａとの間で、不純物濃度差により不純物が拡散して、上記実施例と同様に拡散領域１４ｃが形成される。次に、公知のフォトリソグラフィ技術を用いて、ＳｉＯ2膜１７にコンタクトホール１７ａ、１７ｂを設ける。その後、例えばスパッタリングによりＡｌ（アルミニウム）膜を全面に形成し、この上に、知のフォトリソグラフィ技術を用いてパターン化されたフォトレジストを形成し、ＲＩＥによってＡｌ膜を所定の形状として、配線層１８ａ、１８ｂを形成して、シリコン膜１４の低濃度領域１４ａに電極部ｅ、ｅ'を形成する。
【００３８】
本実施例においても、上記第１実施例と全く同様な効果を得ることができる。
【００３９】
以上、本発明の実施例について説明したが、勿論、本発明はこれに限定されることなく、本発明の技術的思想に基づいて種々の変形が可能である。
【００４０】
例えば、上記第１実施例では、残しのパターンを用いてマスクパターン１５を形成し、このマスクパターンをマスクとして、不純物をドーピングし、その後抵抗の形状としたが、このような順番で行われる製造方法において、第２実施例のように抜きのパターンを用いてマスクパターンを形成するようにしてもよい。また、第２実施例では、抵抗の形状パターニングをした後、抜きのパターンを用いてマスクパターン１５'を形成し、このマスクパターン１５'をマスクとして、不純物をドーピングしたが、このような順番で行われる製造方法において、残しのパターンを用いてマスクパターン１５'を形成してもよい。すなわち、マスクパターンの第２抵抗部に重なって形成される部分の長さが、マスクパターンを形成する際に生じるマスク合わせずれ量の最大値の長さと、熱処理時に不純物の高濃度領域から低濃度領域へ不純物が拡散することによって形成される拡散領域の長さとの和より大きい条件を満足するのであれば、どのようなパターンであってもよい。
【００４１】
また、上記第１及び第２実施例として、不純物を含んだ半導体膜１４上に、ドーピングされる不純物が到達しないように形成されるマスクパターンとして、フォトレジストを用いたが、他の膜でも、例えば、このフォトレジストの代わりに、ＳｉＯ2膜を用いてもよい。
【００４２】
更に、上記実施例では、不純物を活性化する際に、ドーピングされた不純物が大気へと逃げないようにＳｉＯ2膜１７を、シリコン膜１４上に形成した状態で熱処理を行ったが、不純物の拡散速度が遅い他の膜、例えば窒化膜等をシリコン膜１４の上に形成した状態で熱処理を行っても、同様の効果を得ることができる。
【００４３】
また、上記実施例では、不純物を含む半導体膜として、Ｂ（ホウ素）を含んだＰ型のシリコン膜を用いたが、他の膜でもよく、例えばＰ型又はＮ型の不純物を含んだ非結晶シリコン膜でもよい。
【００４４】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明の抵抗の製造方法によれば、常に所望の抵抗値を得ることができる。また、抵抗の面積を従来と同じにしても、より高い抵抗値を得ることができるので、抵抗の微細化、縮小化を行うことができ、ひいては、この抵抗を搭載する半導体装置の微細化、縮小化を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例及び第２実施例における第１製造工程における未完の抵抗を示す断面図である。
【図２】本発明の第１実施例における第２製造工程のおける未完の抵抗を示す図であり、Ａは断面図、ＢはＡにおける［Ｂ］−［Ｂ］線方向の断面図を示している。
【図３】本発明の第１実施例における第３製造工程のおける未完の抵抗を示す図であり、Ａは断面図、ＢはＡにおける［Ｂ］−［Ｂ］線方向の平面図を示している。
【図４】本発明の第１実施例及び第２実施例における第４製造工程のおける未完の抵抗を示す図であり、Ａは断面図、ＢはＡにおける［Ｂ］−［Ｂ］線方向の平面図を示している。
【図５】本発明の第１実施例及び第２実施例における第５製造工程のおける未完の抵抗を示す図であり、Ａは断面図、ＢはＡにおける［Ｂ］−［Ｂ］線方向の平面図を示している。
【図６】本発明の第２実施例において第２製造工程のおける未完の抵抗を示す図であり、Ａは断面図、ＢはＡにおける［Ｂ］−［Ｂ］線方向の平面図を示している。
【図７】本発明の第２実施例において第３製造方向における未完の抵抗を示す図である、Ａは断面図、ＢはＡにおける［Ｂ］−［Ｂ］線方向の断面図を示している。
【図８】本発明におけるマスク合わせずれのない場合の抵抗の平面形状を示した図であり、Ａは、不純物をドーピングする際に、マスクパターンを形成した状態を示し、Ｂは、拡散領域が形成された熱処理後の状態を示す。
【図９】本発明におけるマスク合わせずれが生じた場合の抵抗の平面形状を示した図であり、Ａは、不純物をドーピングする際に、マスクパターン形成した状態を示し、Ｂは、拡散領域が形成された熱処理後の状態を示す。
【図１０】従来例における抵抗が形成された半導体集積回路の部分断面図である。
【図１１】従来例における抵抗の平面図である。
【図１２】従来例におけるドッグボーン型の抵抗の平面図である。
【図１３】従来例におけるドッグボーン型の抵抗において、マスク合わせずれが発生しないときの平面図であり、Ａはマスクパターンを形成した状態、Ｂは拡散領域が形成された熱処理後の状態を示している。
【図１４】従来例におけるドッグボーン型の抵抗において、マスク合わせずれが発生したときの平面図であり、Ａはマスクパターンを形成した状態、Ｂは拡散領域領が形成された熱処理後の状態を示している。
【符号の説明】
１１……Ｐ型シリコン基板、１４……シリコン膜、１４ａ……低濃度領域、１４ｂ……高濃度領域、１４ｃ……拡散領域、１５、１５'、Ｆ ……マスクパターン、１６……フォトレジスト、１７……ＳｉＯ2膜、２０……抵抗、２１……第１抵抗部、２２……第２抵抗膜、ｂ……マスク合わせずれ量の最大値、ｃ、ｃ'……拡散領域の長さ、ｅ、ｅ'……電極部、Ｌ'、Ｌ"……フォトレジストの長さ、Ｌ1 、Ｌ1 '……第１抵抗部の長さ、Ｌ2 、Ｌ2 '……第２抵抗部の長さ、Ｋ……マスクパターンの第２抵抗部との重なり部分の長さ、Ｗ……マスクパターンの幅、Ｗ'……フォトレジストの幅、Ｗ1 、Ｗ1 '……第１抵抗部の幅、Ｗ2 、Ｗ2 '……第２抵抗部の幅。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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