(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の多結晶シリコン膜とこの第１の多結晶シリコン膜よりシート抵抗が大きくかつこの第１の多結晶シリコン膜より結晶粒径が小さい第２の多結晶シリコン膜とを有する半導体装置の製造方法であって、
上記第１の多結晶シリコン膜および上記第２の多結晶シリコン膜形成用の多結晶シリコン膜を基板上に形成した後、上記第２の多結晶シリコン膜の形成領域における上記多結晶シリコン膜に上記第２の多結晶シリコン膜形成用の第１のイオン注入を行う工程と、
上記第１の多結晶シリコン膜の形成領域における上記多結晶シリコン膜に上記第１の多結晶シリコン膜形成用の第２のイオン注入を選択的に行う工程と
を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項２】
上記第１の多結晶シリコン膜の形成領域における上記多結晶シリコン膜にも上記第１のイオン注入を行うようにしたことを特徴とする請求項１記載の半導体装置の製造方法。
【請求項３】
上記第１のイオン注入のイオン種はＢＦ2 + であり、上記第２のイオン注入のイオン種はＳｉ+ およびＢ+ であることを特徴とする請求項１記載の半導体装置の製造方法。
【請求項４】
上記多結晶シリコン膜の膜厚は１００〜２００ｎｍであることを特徴とする請求項１記載の半導体装置の製造方法。
【請求項５】
上記第１のイオン注入におけるＢＦ2 + のドーズ量は５×１０14ｃｍ-2以下であることを特徴とする請求項３記載の半導体装置の製造方法。
【請求項６】
上記第１の多結晶シリコン膜および上記第２の多結晶シリコン膜は多結晶シリコン抵抗を形成するものであることを特徴とする請求項１記載の半導体装置の製造方法。
【請求項７】
上記半導体装置はｎｐｎ型バイポーラトランジスタを有し、上記第１の多結晶シリコン膜の形成領域における上記多結晶シリコン膜にＳｉ+ およびＢ+ のイオン注入を行って上記ｎｐｎ型バイポーラトランジスタのベース電極を形成し、上記第２の多結晶シリコン膜の形成領域における上記多結晶シリコン膜にＢＦ2 + のイオン注入を行って多結晶シリコン抵抗を形成することを特徴とする請求項１記載の半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、半導体装置の製造方法に関し、特に、互いにシート抵抗が異なる複数の多結晶シリコン抵抗を用いる半導体装置に適用して好適なものである。
【０００２】
【従来の技術】
ＩＣ回路においては、精度の良い抵抗素子が要求される。このＩＣ回路で用いられる抵抗素子としては、シリコン（Ｓｉ）基板中に形成された不純物拡散層を用いた拡散抵抗と、酸化膜などの絶縁膜上に形成された多結晶Ｓｉ膜を材料として用いた多結晶Ｓｉ抵抗とが代表的である。このうち多結晶Ｓｉ抵抗は、抵抗値の制御性では拡散抵抗より若干劣るものの、寄生容量が少なく、ＦＥＴ効果もなく、バイアス制限もないことから、多結晶Ｓｉ膜を用いる半導体装置において多く用いられている。
【０００３】
従来の一般的な多結晶Ｓｉ抵抗を図４に示す。図４に示すように、この多結晶Ｓｉ抵抗においては、Ｓｉ基板１０１上の絶縁膜１０２上に、不純物がドープされた所定形状の多結晶Ｓｉ膜１０３が形成されている。この多結晶Ｓｉ膜１０３は酸化Ｓｉ膜のような層間絶縁膜１０４により覆われている。この層間絶縁膜１０４のうちの多結晶Ｓｉ膜１０３の両端部１０３ａ、１０３ｂに対応する部分にはそれぞれ開口１０４ａ、１０４ｂが形成されている。そして、これらの開口１０４ａ、１０４ｂを通じて、多結晶Ｓｉ膜１０３の両端部１０３ａ、１０３ｂにそれぞれ電極１０５、１０６がコンタクトしている。ここで、これらの電極１０５、１０６を良好にコンタクトさせるために、この多結晶シリコン膜１０３の両端部１０３ａ、１０３ｂには、不純物が高濃度にドープされて低抵抗化されている。
【０００４】
ところで、例えばバイポーラ型半導体装置において多結晶Ｓｉ抵抗を用いる場合、この多結晶Ｓｉ抵抗形成用の多結晶Ｓｉ膜の形成プロセスをｎｐｎ型トランジスタのベース電極形成用の多結晶Ｓｉ膜の形成プロセスと共用することが考えられる。その際に用いられる多結晶Ｓｉ膜の膜厚は１００〜２００ｎｍが一般的である。この程度の薄い多結晶Ｓｉ膜を用いた場合、多結晶Ｓｉ膜の不純物濃度を高くするだけでは、低抵抗の多結晶Ｓｉ抵抗の形成に限界がある。
【０００５】
さて、上述の多結晶Ｓｉ抵抗における多結晶Ｓｉ膜１０３の不純物濃度を変化させることにより、ＩＣ上において、互いにシート抵抗が異なる複数の多結晶Ｓｉ抵抗を形成することが可能である。このような互いにシート抵抗が異なる複数の多結晶Ｓｉ抵抗を形成するのに用いられる従来の方法を図５に示す。この方法は、フォトリソグラフィー技術を用いて多結晶シリコン膜１０３に選択的にイオン注入を行うことにより、互いにシート抵抗が異なる三種類の多結晶Ｓｉ抵抗（高抵抗、中抵抗、低抵抗）を作り分けるものである。
【０００６】
すなわち、この方法においては、まず、図５Ａに示すように、Ｓｉ基板１０１上の絶縁膜１０２上に多結晶Ｓｉ膜１０３を形成した後、高抵抗形成領域、中抵抗形成領域および低抵抗形成領域の全体におけるこの多結晶Ｓｉ膜１０３に高抵抗形成用イオン注入を行う。この高抵抗形成用イオン注入においては、イオン種としてＢＦ2 + を用い、注入エネルギーは２０〜４０ｋｅＶ、ドーズ量は１×１０14〜５×１０14ｃｍ-2とする。
【０００７】
次に、図５Ｂに示すように、中抵抗形成領域および低抵抗形成領域を除いた高抵抗形成領域における多結晶Ｓｉ膜１０３上にフォトリソグラフィーによりレジストパターン１０７を形成した後、このレジストパターン１０７をマスクとして中抵抗形成領域および低抵抗形成領域における多結晶Ｓｉ膜１０３に中抵抗形成用イオン注入を行う。この中抵抗形成用イオン注入においては、イオン種としてＢＦ2 + を用い、注入エネルギーは２０〜４０ｋｅＶ、ドーズ量は１×１０15〜５×１０15ｃｍ-2とする。
【０００８】
次に、レジストパターン１０７を除去した後、図５Ｃに示すように、低抵抗形成領域を除いた高抵抗形成領域および中抵抗形成領域における多結晶Ｓｉ膜１０３上にフォトリソグラフィーによりレジストパターン１０８を形成し、このレジストパターン１０８をマスクとして低抵抗形成領域における多結晶Ｓｉ膜１０３に低抵抗形成用イオン注入を行う。この低抵抗形成用イオン注入においては、イオン種としてＢ+ を用い、注入エネルギーは５〜２０ｋｅＶ、ドーズ量は１×１０15〜５×１０15ｃｍ-2とする。
【０００９】
以上により、高抵抗形成領域における多結晶Ｓｉ膜１０３には高抵抗形成用イオン注入だけが行われ、中抵抗形成領域における多結晶Ｓｉ膜１０３には高抵抗形成用イオン注入と中抵抗形成用イオン注入とが行われ、低抵抗形成領域における多結晶Ｓｉ膜３には高抵抗形成用イオン注入と中抵抗形成用イオン注入と低抵抗形成用イオン注入とが行われることになる。
【００１０】
次に、レジストパターン１０８を除去した後、熱処理を行う。次に、図５Ｄに示すように、フォトリソグラフィーおよびエッチングにより、高抵抗形成領域、中抵抗形成領域および低抵抗形成領域における多結晶Ｓｉ膜１０３をそれぞれ所定形状にパターニングして、高抵抗多結晶Ｓｉ抵抗、中抵抗多結晶Ｓｉ抵抗および低抵抗多結晶Ｓｉ抵抗を形成する。次に、全面に層間絶縁膜１０４を形成した後、この層間絶縁膜１０４のうちの高抵抗多結晶Ｓｉ抵抗、中抵抗多結晶Ｓｉ抵抗および低抵抗多結晶Ｓｉ抵抗のそれぞれの両端部に対応する部分に開口１０４ａ、１０４ｂを形成する。この後、これらの開口１０４ａ、１０４ｂを通じてそれぞれ電極１０５、１０６をコンタクトさせる。
【００１１】
以上により、目的とする高抵抗多結晶Ｓｉ抵抗、中抵抗多結晶Ｓｉ抵抗および低抵抗多結晶Ｓｉ抵抗が形成される。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述のような薄い多結晶Ｓｉ膜を用いて多結晶Ｓｉ抵抗を形成するための技術として、多結晶Ｓｉ膜の結晶粒の大粒径化がある。そして、この大粒径化の技術としては、多結晶Ｓｉ膜にＳｉのイオン注入を行ってアモルファス化し、このアモルファスＳｉ膜を低温熱処理により固相成長させる方法が知られている。
【００１３】
そこで、上述の図５に示す従来の多結晶Ｓｉ抵抗の形成方法にこの大粒径化技術を適用することが考えられるが、この場合には、次のような問題がある。すなわち、この技術により大粒径化した多結晶Ｓｉ膜１０３からなる多結晶Ｓｉ抵抗は、抵抗サイズの微細化に伴い、抵抗値がばらつきやすい。特に、高抵抗多結晶Ｓｉ抵抗に関しては抵抗値のばらつきの制御が重要であるから、これは重大な問題である。このため、抵抗サイズが微細化しても、安定した抵抗値を有する高抵抗多結晶Ｓｉ抵抗を得ることができる技術が望まれる。一方、低抵抗多結晶Ｓｉ抵抗については、十分に低抵抗のものを得ることができることが望まれる。
【００１４】
したがって、この発明の目的は、サイズが微細化しても安定した抵抗値を有する高抵抗多結晶シリコン抵抗を得ることができるとともに、十分に低い所望の抵抗値を有する低抵抗多結晶シリコン抵抗を得ることができる半導体装置の製造方法を提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、この発明は、
第１の多結晶シリコン膜とこの第１の多結晶シリコン膜よりシート抵抗が大きくかつこの第１の多結晶シリコン膜より結晶粒径が小さい第２の多結晶シリコン膜とを有する半導体装置の製造方法であって、
上記第１の多結晶シリコン膜および上記第２の多結晶シリコン膜形成用の多結晶シリコン膜を基板上に形成した後、上記第２の多結晶シリコン膜の形成領域における上記多結晶シリコン膜に上記第２の多結晶シリコン膜形成用の第１のイオン注入を行う工程と、
上記第１の多結晶シリコン膜の形成領域における上記多結晶シリコン膜に上記第１の多結晶シリコン膜形成用の第２のイオン注入を選択的に行う工程と
を有することを特徴とするものである。
【００１６】
この発明においては、例えば、第１の多結晶シリコン膜の結晶粒径は８０ｎｍ以上であり、第２の多結晶シリコン膜の結晶粒径は８０ｎｍより小さい。典型的な例においては、第１の多結晶シリコン膜の結晶粒径は９０〜５００ｎｍであり、第２の多結晶シリコン膜の結晶粒径は２０〜７０ｎｍである。ここで、これらの結晶粒径は、透過型電子顕微鏡観察による測定により得られる値である。紫外線吸収などの光学的測定により得られる結晶粒径はこれよりも大きくなることが多い。
【００１７】
この発明において、第１の多結晶シリコン膜および第２の多結晶シリコン膜の膜厚は、典型的には例えば１００〜２００ｎｍである。また、例えば、第１の多結晶シリコン膜のシート抵抗は２００Ω／□以下であり、第２の多結晶シリコン膜のシート抵抗は３００Ω／□以上である。
【００１８】
この発明においては、典型的には、第１の多結晶シリコン膜および第２の多結晶シリコン膜は同一の多結晶シリコン膜をパターニングすることにより形成されたものである。また、典型的には、第１の多結晶シリコン膜および第２の多結晶シリコン膜は多結晶シリコン抵抗を形成するものである。
【００２０】
この発明においては、第１の多結晶シリコン膜の形成領域における多結晶シリコン膜にも第１のイオン注入を行うようにしてもよい。また、典型的には、第１のイオン注入のイオン種はＢＦ2 + であり、第２のイオン注入のイオン種はＳｉ+ およびＢ+ である。また、多結晶シリコン膜の膜厚は典型的には例えば１００〜２００ｎｍである。さらに、第１のイオン注入におけるＢＦ2 + のドーズ量は、このＢＦ2 + 中に含まれるＦが低抵抗形成領域の多結晶シリコン膜の大粒径化に与える悪影響を最小限に抑えるために、好適には５×１０14ｃｍ-2以下とする。
【００２１】
この発明において、典型的には、第１の多結晶シリコン膜および第２の多結晶シリコン膜は多結晶シリコン抵抗を形成するものである。また、半導体装置がｎｐｎトランジスタを有するものである場合には、例えば、第１の多結晶シリコン膜をｎｐｎ型バイポーラトランジスタのベース電極に用いる。
【００２３】
上述のように構成されたこの発明による半導体装置の製造方法においては、第１のイオン注入および第２のイオン注入を行った後に熱処理を行って多結晶シリコン膜を固相成長させることにより、第２の多結晶シリコン膜の結晶粒径に対して第１の多結晶シリコン膜の結晶粒径を大きくすることができる。これによって、結晶粒径が小さい第１の多結晶シリコン膜を用いて安定な抵抗値を有する高抵抗多結晶シリコン抵抗を形成することができるとともに、結晶粒径が大きい第２の多結晶シリコン膜を用いて十分に低い所望の抵抗値を有する低抵抗多結晶シリコン抵抗を形成することができる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、実施形態の全図において、同一または対応する部分には同一の符号を付す。
【００２５】
図１はこの発明の第１の実施形態による半導体装置の製造方法を示し、特に、その多結晶Ｓｉ抵抗の形成方法を示すものである。ここでは、高抵抗（例えば、１ｋ〜４．５ｋΩ／□）、中抵抗（例えば、３００〜５００Ω／□）および低抵抗（例えば、２００Ω／□以下）の三種類の多結晶Ｓｉ抵抗を形成する場合について説明する。
【００２６】
すなわち、この第１の実施形態においては、まず、図１Ａに示すように、Ｓｉ基板１上の酸化Ｓｉ膜のような絶縁膜２上にＣＶＤ法により多結晶Ｓｉ膜３を形成する。この多結晶Ｓｉ膜３の膜厚は例えば１００〜２００ｎｍである。次に、高抵抗形成領域、中抵抗形成領域および低抵抗形成領域の全体における多結晶Ｓｉ膜３に高抵抗形成用イオン注入を行う。この高抵抗形成用イオン注入においては、例えば、イオン種としてＢＦ2 + を用い、注入エネルギーは２０〜４０ｋｅＶ、ドーズ量は３×１０14〜５×１０14ｃｍ-2とする。
【００２７】
次に、図１Ｂに示すように、高抵抗形成領域および低抵抗形成領域を除いた中抵抗形成領域における多結晶Ｓｉ膜３上にフォトリソグラフィーによりレジストパターン４を形成した後、このレジストパターン４をマスクとして中抵抗形成領域における多結晶Ｓｉ膜３に中抵抗形成用イオン注入を行う。この中抵抗形成用イオン注入においては、例えば、イオン種としてＢＦ2 + を用い、注入エネルギーを２０〜４０ｋｅＶ、ドーズ量を３×１０15〜５×１０15ｃｍ-2とする。
【００２８】
次に、レジストパターン４を除去した後、図１Ｃに示すように、低抵抗形成領域を除いた高抵抗形成領域および中抵抗形成領域における多結晶Ｓｉ膜３上にフォトリソグラフィーによりレジストパターン５を形成し、このレジストパターン５をマスクとして低抵抗形成領域における多結晶Ｓｉ膜３に低抵抗形成用イオン注入を行う。この低抵抗形成用イオン注入においては、例えば、イオン種としてＳｉ+ およびＢ+ を用い、Ｓｉ+ の注入エネルギーは５０〜８０ｋｅＶ、ドーズ量は１×１０15〜５×１０15ｃｍ-2とし、Ｂ+ の注入エネルギーは５〜１５ｋｅＶ、ドーズ量は１×１０15〜３×１０15ｃｍ-2とする。
【００２９】
以上により、高抵抗形成領域における多結晶Ｓｉ膜３には高抵抗形成用イオン注入だけが行われ、中抵抗形成領域における多結晶Ｓｉ膜３には高抵抗形成用イオン注入と中抵抗形成用イオン注入とが行われ、低抵抗形成領域における多結晶Ｓｉ膜３には高抵抗形成用イオン注入と低抵抗形成用イオン注入とが行われることになる。ここで注意すべきことは、低抵抗形成領域における多結晶Ｓｉ膜３にイオン注入されるＢＦ2 + のドーズ量は３×１０14〜５×１０14ｃｍ-2であり、図５に示す従来の方法と比べて１桁低く、したがって結晶粒の大粒径化を妨げるＦのドーズ量も一桁低くなることである。
【００３０】
次に、レジストパターン５を除去した後、熱処理を行うことにより多結晶Ｓｉ膜３を固相成長させる。この熱処理は、例えば、窒素（Ｎ2 ）ガス雰囲気において、５５０〜６５０℃の温度で３０〜３００分行う。この固相成長の際には、低抵抗形成領域における多結晶Ｓｉ膜３中にイオン注入されたＦ+ の濃度は従来に比べて一桁低いため、このＦ+ により結晶粒の大粒径化が妨げられることはほとんどなく、したがってこの低抵抗形成領域における多結晶Ｓｉ膜３の結晶粒を十分に大粒径化することができる。このようにして、この熱処理による固相成長の結果、低抵抗形成領域における多結晶Ｓｉ膜３の結晶粒径を例えば９０〜５００ｎｍにすることができ、また、中抵抗形成領域および高抵抗形成領域における多結晶Ｓｉ膜３の結晶粒径は例えば２０〜７０ｎｍになる。なお、この固相成長のための熱処理は、後工程で行われる熱処理と兼用してもよい。
【００３１】
次に、図１Ｄに示すように、フォトリソグラフィーおよびエッチングにより、高抵抗形成領域、中抵抗形成領域および低抵抗形成領域における多結晶Ｓｉ膜３をそれぞれ所定形状にパターニングして、高抵抗多結晶Ｓｉ抵抗、中抵抗多結晶Ｓｉ抵抗および低抵抗多結晶Ｓｉ抵抗を形成する。次に、例えばＣＶＤ法により全面に酸化Ｓｉ膜のような層間絶縁膜６を形成した後、この層間絶縁膜６のうちの高抵抗多結晶Ｓｉ抵抗、中抵抗多結晶Ｓｉ抵抗および低抵抗多結晶Ｓｉ抵抗のそれぞれの両端部に対応する部分をエッチング除去して開口６ａ、６ｂを形成する。次に、スパッタリング法や真空蒸着法などにより全面に例えばＡｌ膜を形成した後、このＡｌ膜をフォトリソグラフィーおよびエッチングにより所定形状にパターニングして、開口６ａ、６ｂを通じて高抵抗多結晶Ｓｉ抵抗、中抵抗多結晶Ｓｉ抵抗および低抵抗多結晶Ｓｉ抵抗のそれぞれの両端部にコンタクトした電極７、８を形成する。
【００３２】
以上により、目的とする高抵抗多結晶Ｓｉ抵抗、中抵抗多結晶Ｓｉ抵抗および低抵抗多結晶Ｓｉ抵抗が形成される。
【００３３】
図２は、上述の低抵抗形成用イオン注入におけるＢのドーズ量と多結晶Ｓｉ膜３のシート抵抗との関係を示す。ここで、図２における横軸は低抵抗形成用イオン注入におけるＢのドーズ量を示す。また、図２において、実線の太線で示す曲線は低抵抗形成用イオン注入のみ行った場合に対応し、破線で示す曲線は高抵抗形成用イオン注入および低抵抗形成用イオンを行った場合に対応し、実線の細線で示す曲線は高抵抗形成用イオン注入、中抵抗形成用イオン注入および低抵抗形成用イオン注入を行った場合に対応する。
【００３４】
図２より、上述の低抵抗形成用イオン注入のみ行った多結晶Ｓｉ膜３を用いることにより、最もシート抵抗が低い多結晶Ｓｉ抵抗が得られることがわかる。一方、高抵抗形成用イオン注入および低抵抗形成用イオン注入を行った多結晶Ｓｉ膜３は、高抵抗形成用イオン注入、中抵抗形成用イオン注入および低抵抗形成用イオン注入を行った多結晶Ｓｉ膜３に比べて低いシート抵抗を得ることができることがわかる。両者の工程数は等しいため、前者の方法が総合的にみて最適であることがわかる。
【００３５】
以上のように、この第１の実施形態によれば、高抵抗多結晶Ｓｉ抵抗および中抵抗多結晶Ｓｉ抵抗を形成する多結晶Ｓｉ膜３の結晶粒径に対して、低抵抗多結晶Ｓｉ抵抗を形成する多結晶Ｓｉ膜３の結晶粒径を十分に大きくすることができる。このため、高抵抗多結晶Ｓｉ抵抗および中抵抗多結晶Ｓｉ抵抗の抵抗値の安定化を図ることができるとともに、低抵抗多結晶Ｓｉ抵抗の抵抗値を十分に低いい所望の値にすることができる。
【００３６】
この第１の実施形態による方法は、多結晶Ｓｉ抵抗を用いる半導体装置、例えばバイポーラ型半導体装置、バイポーラ−ＣＭＯＳ型半導体装置などに適用して好適なものである。この場合、バイポーラ型半導体装置やバイポーラ−ＣＭＯＳ型半導体装置においては、低抵抗多結晶Ｓｉ抵抗を形成する低シート抵抗の多結晶Ｓｉ膜３と同層の多結晶Ｓｉ膜をｎｐｎ型トランジスタのベース電極に用いることができる。このようにすれば、製造工程の簡略化を図ることができる。
【００３７】
図３はこの発明の第２の実施形態による半導体装置の製造方法を示し、特に、その多結晶Ｓｉ抵抗の形成方法を示すものである。第１の実施形態におけると同様に、ここでも、高抵抗（例えば、１ｋ〜４．５ｋΩ／□）、中抵抗（例えば、３００〜５００Ω／□）および低抵抗（例えば、２００Ω／□以下）の三種類の多結晶Ｓｉ抵抗を形成する場合について説明する。
【００３８】
すなわち、この第２の実施形態においては、まず、図３Ａに示すように、Ｓｉ基板１上の酸化Ｓｉ膜のような絶縁膜２上にＣＶＤ法により多結晶Ｓｉ膜３を形成する。この多結晶Ｓｉ膜３の膜厚は例えば１００〜２００ｎｍである。次に、高抵抗形成領域および中抵抗形成領域を除いた低抵抗形成領域における多結晶Ｓｉ膜３上にフォトリソグラフィーによりレジストパターン９を形成した後、このレジストパターン９をマスクとして高抵抗形成領域および中抵抗形成領域における多結晶Ｓｉ膜３に高抵抗形成用イオン注入を行う。この高抵抗形成用イオン注入においては、例えば、イオン種としてＢＦ2 + を用い、注入エネルギーは２０〜４０ｋｅＶ、ドーズ量は３×１０14〜５×１０14ｃｍ-2とする。
【００３９】
次に、レジストパターン９を除去した後、図３Ｂに示すように、中抵抗形成領域を除いた高抵抗形成領域および低抵抗形成領域における多結晶Ｓｉ膜３上にフォトリソグラフィーによりレジストパターン１０を形成し、このレジストパターン１０をマスクとして中抵抗形成領域における多結晶Ｓｉ膜３に中抵抗形成用イオン注入を行う。この中抵抗形成用イオン注入においては、例えば、イオン種としてＢＦ2 + を用い、注入エネルギーは２０〜４０ｋｅＶ、ドーズ量は１×１０15〜５×１０15ｃｍ-2、好適には３×１０15〜５×１０15ｃｍ-2とする。
【００４０】
次に、レジストパターン１０を除去した後、図３Ｃに示すように、低抵抗形成領域を除いた高抵抗形成領域および中抵抗形成領域における多結晶Ｓｉ膜３上にフォトリソグラフィーによりレジストパターン１１を形成し、このレジストパターン１１をマスクとして低抵抗形成領域における多結晶Ｓｉ膜３に低抵抗形成用イオン注入を行う。この低抵抗形成用イオン注入においては、例えば、イオン種としてＢ+ およびＳｉ+ を用い、Ｂ+ の注入エネルギーは５〜２０ｋｅＶ、好適には５〜１５ｋｅＶ、ドーズ量は１×１０15〜５×１０15ｃｍ-2、好適には１×１０15〜３×１０15ｃｍ-2、Ｓｉ+ の注入エネルギーは５０〜８０ｋｅＶ、ドーズ量は１×１０15〜５×１０15ｃｍ-2とする。
【００４１】
以上により、高抵抗形成領域における多結晶Ｓｉ膜３には高抵抗形成用イオン注入だけが行われ、中抵抗形成領域における多結晶Ｓｉ膜３には高抵抗形成用イオン注入と中抵抗形成用イオン注入とが行われ、低抵抗形成領域における多結晶Ｓｉ膜３には低抵抗形成用イオン注入だけが行われることになる。ここで注意すべきことは、低抵抗形成領域における多結晶Ｓｉ膜３にはＢＦ2 + はイオン注入されず、したがって結晶粒の大粒径化を妨げるＦもイオン注入されないことである。
【００４２】
次に、レジストパターン１１を除去した後、熱処理を行うことにより多結晶Ｓｉ膜３を固相成長させる。この熱処理の条件は例えば第１の実施形態と同様である。この固相成長の際には、低抵抗形成領域における多結晶Ｓｉ膜３中にＦがイオン注入されていないため、このＦにより結晶粒の大粒径化が妨げられる問題がなく、したがってこの低抵抗形成領域における多結晶Ｓｉ膜３の結晶粒を十分に大粒径化することができる。これによって、第１の実施形態におけると同様に、低抵抗形成領域における多結晶Ｓｉ膜３の結晶粒径を例えば９０〜５００ｎｍにすることができ、また、中抵抗形成領域および高抵抗形成領域における多結晶Ｓｉ膜３の結晶粒径は例えば２０〜７０ｎｍになる。また、そのときの低抵抗形成領域における多結晶Ｓｉ膜３のシート抵抗は２００Ω／□以下となり、中抵抗形成領域および高抵抗形成領域における多結晶Ｓｉ膜３のシート抵抗は３００Ω／□以上となる。
【００４３】
この後、第１の実施形態と同様な工程を経て、図３Ｄに示すように、目的とする高抵抗多結晶Ｓｉ抵抗、中抵抗多結晶Ｓｉ抵抗および低抵抗多結晶Ｓｉ抵抗を形成する。
【００４４】
この第２の実施形態によれば、第１の実施形態と同様な利点を得ることができる。
【００４５】
以上、この発明の実施形態について具体的に説明したが、この発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、この発明の技術的思想に基づく各種の変形が可能である。
【００４６】
例えば、上述の第１の実施形態および第２の実施形態において挙げた数値はあくまでも例に過ぎず、必要に応じて異なる数値を用いてもよい。また、場合によっては、イオン注入のイオン種として、上述の第１の実施形態および第２の実施形態において用いたものと異なるものを用いてもよい。
【００４７】
また、上述の第１の実施形態および第２の実施形態において、図４に示す従来の多結晶Ｓｉ抵抗におけると同様に、電極７、８を良好にコンタクトさせるために、これらの電極７、８がコンタクトする多結晶Ｓｉ膜３の両端部に不純物を高濃度にドープして低抵抗化してもよい。
【００４８】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明による半導体装置の製造方法によれば、サイズが微細化しても安定した抵抗値を有する高抵抗多結晶シリコン抵抗を形成することができるとともに、十分に低い所望の抵抗値を有する低抵抗多結晶シリコン抵抗を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１の実施形態による半導体装置の製造方法を説明するための断面図である。
【図２】この発明の第１の実施形態において行われる低抵抗形成用イオン注入におけるＢのドーズ量と多結晶Ｓｉ膜のシート抵抗との関係を示す略線図である。
【図３】この発明の第２の実施形態による半導体装置の製造方法を説明するための断面図である。
【図４】従来の一般的な多結晶Ｓｉ抵抗を示す断面図である。
【図５】従来の半導体装置の製造方法を説明するための断面図である。
【符号の説明】
１・・・Ｓｉ基板、２・・・絶縁膜、３・・・多結晶Ｓｉ膜、４、５、９、１０、１１・・・レジストパターン、６・・・層間絶縁膜、７、８・・・電極
【図１】
0003736030.tif 000002
【図２】
0003736030.tif 000003
【図３】
0003736030.tif 000004
【図４】
0003736030.tif 000005
【図５】
0003736030.tif 000006