專利名稱：半導體器件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具有分泄電阻器(bleeder resistor)的半導體器件，該分泄電阻器由多晶硅形成的電阻器構(gòu)成。
背景技術(shù)：
在半導體集成電路中，使用擴散電阻器或多晶硅電阻器。擴散電阻器由單晶硅半導體襯底(與該半導體襯底的導電類型相反的導電類型的雜質(zhì)被注入其中)制成。多晶硅電阻器由將雜質(zhì)注入其中的多晶硅形成。多晶硅電阻器由于圍繞電阻器的絕緣膜而特別具有小漏電流和由在晶界存在的缺陷造成的高電阻方面的優(yōu)勢，引起在半導體集成電路中的廣泛使用。圖3A和3B分別是常規(guī)多晶硅電阻器電路的示意平面圖和示意橫截圖。多晶硅電阻器通過向沉積(通過低壓化學氣相沉積(LPCVD)或其類似的)在絕緣膜上的多晶硅薄膜注入ρ型或η型雜質(zhì)，然后用光刻技術(shù)處理所得物為電阻器形狀而產(chǎn)生。執(zhí)行雜質(zhì)注入用于決定多晶硅電阻器的電阻。取決于期望的電阻，要注入的P型或η型雜質(zhì)的濃度在1X1017/ cm3至lX102°/cm3范圍內(nèi)變化。此外，在電阻器兩側(cè)上的每個末端形成接觸孔和金屬布線以獲得其電勢。位于末端的金屬布線層和多晶硅之間滿意的歐姆接觸要求通過使用圖案化光阻而選擇性注入等于或大于lX102°/cm3的高濃度的雜質(zhì)進入對應于電阻器末端的多晶硅部分中。對使用多晶硅的電阻器結(jié)構(gòu)化，如在圖3A的示意平面圖和圖3B的示意截面圖中圖示的，用以包含用低濃度雜質(zhì)區(qū)104和高濃度雜質(zhì)區(qū)105制成的多晶硅103，其在半導體襯底101上的絕緣膜102上形成。電勢通過在高濃度雜質(zhì)區(qū)105上方形成的接觸孔106從金屬布線107獲得。此外，如在圖3B中圖示的，金屬放置在上文提及的用低濃度雜質(zhì)區(qū)104和高濃度雜質(zhì)區(qū)105制成的多晶硅103上以便防止氫(其影響多晶硅的電阻)在半導體工藝中擴散進入多晶硅。多晶硅由具有相對高結(jié)晶度的晶粒和晶粒之間的晶界(具有低結(jié)晶度，即高能級密度)構(gòu)成。多晶硅電阻器的電阻主要由被晶界存在的大量能級捕獲的電子或空穴(其充當載流子)決定。然而，當具有高擴散系數(shù)的氫在半導體制造工藝中產(chǎn)生時，氫容易到達多晶硅而會被能級捕獲，從而改變電阻。氫產(chǎn)生工藝的示例包括在金屬電極形成后在氫氣氛中的燒結(jié)步驟和使用氨氣的等離子氮化物膜形成步驟。用金屬布線層覆蓋多晶硅電阻器可抑制多晶硅的電阻由于氫擴散引起的變化。用于穩(wěn)定多晶硅的電阻的方法在例如JP2002-076281A中公開。然而，用于穩(wěn)定多晶硅的電阻的方法具有下列問題。即，在半導體制造工藝中存在多晶硅上的金屬易受除了氫(其影響多晶硅)之外別的因素(例如由于等離子引起的帶電(charging)、熱、應力等)影響的問題。這些因素通過其上的金屬而影響多晶硅，導致電阻的變化。此外，電阻可由于上面提供的金屬的電勢和下面提供的電阻器的電勢之間的差而改變?？梢韵胂?，因為通過使用由其中注入大量雜質(zhì)的多晶硅形成的電阻器，上文提及的電 勢差使多晶硅電阻器中雜質(zhì)濃度改變。因此，從上面提供的金屬部分獲得電勢的方法也影 響電阻的變化。在使用分泄電阻器的電路(例如電壓檢測器或電壓調(diào)整器等的電路)中，輸出電 流/電壓值由分泄電阻的比例決定。然而，當電阻即使稍稍改變時，電阻器組的電阻比例準 確度降低，因此可能不能獲得輸出電流/電壓值的期望值。這導致降低的產(chǎn)率，特別在要求 精確度的產(chǎn)品的情況下是這樣。

發(fā)明內(nèi)容
已經(jīng)做出本發(fā)明以解決上文提及的問題，并且因此本發(fā)明的目的是提供用于實現(xiàn)具有比可由常規(guī)方法實現(xiàn)的更高比例準確度的多晶硅電阻器的方法。為了解決上文提及的問題，本發(fā)明采用下列手段。首先，提供的是包括電阻器的半導體器件，其包括半導體襯底；在半導體襯底上 形成的第一絕緣膜；具有相同形狀的多個電阻器，它們在第一絕緣膜上形成并且由包括低 濃度雜質(zhì)區(qū)和高濃度雜質(zhì)區(qū)的多晶硅形成；在多個電阻器上形成的第二絕緣膜；穿過高濃 度雜質(zhì)區(qū)上方的第二絕緣膜形成的接觸孔；連接到接觸孔并且連接由多晶硅形成的多個電 阻器的第一金屬布線；和設(shè)置在第二絕緣膜上以便覆蓋電阻器組(包括單個電阻器和互相 連接的至少兩個電阻器中之一)中的低濃度雜質(zhì)區(qū)的第二金屬部分。另外，半導體器件具有其中電阻器中的一些形成電阻器組并且電阻器之間的熔斷 器被微調(diào)成獲得期望值的結(jié)構(gòu)。此外，半導體器件具有其中第二金屬部分可通過微調(diào)(trimming)而在面積上變 化的結(jié)構(gòu)。根據(jù)本發(fā)明，通過修正在半導體器件中的電阻比例，制造具有更穩(wěn)定電阻比例的 多晶硅電阻器是可能的。通過采用本發(fā)明的電阻器電路，提供具有高比例準確度的分泄電 阻器是可能的，因為取決于電阻器電路的結(jié)構(gòu)，基于由第一微調(diào)獲得的值進一步執(zhí)行微調(diào)。


在附圖中圖IA是圖示根據(jù)本發(fā)明第一實施例的半導體器件的示意平面圖；圖IB是圖示根據(jù)本發(fā)明第一實施例的半導體器件的示意截面圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明第二實施例的半導體器件的示意平面圖；圖3A是常規(guī)多晶硅電阻器電路的示意平面圖；圖3B是常規(guī)多晶硅電阻器電路的示意截面圖；以及圖4是圖示電阻比例和電阻器的第二金屬部分的表面面積之間的關(guān)系的圖表。
具體實施例方式現(xiàn)在，參照附圖描述本發(fā)明的實施例。圖IA和IB分別是根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的半導體器件的示意平面圖和示意截 面圖。如在常規(guī)情況下，電阻器組由多晶硅103形成，多晶硅103在半導體襯底101上的第一絕緣膜102上形成并且包括低濃度雜質(zhì)區(qū)104和在該低濃度雜質(zhì)區(qū)104的兩端的高濃度 雜質(zhì)區(qū)105，并且電勢通過接觸孔106從包括第一金屬部分108的金屬布線107獲得，接觸 孔106穿過高濃度雜質(zhì)區(qū)105上方的第二絕緣膜120形成。此外，多晶硅103被第二金屬 部分109覆蓋。第三金屬部分110設(shè)置成相鄰于第二金屬部分并且通過用于微調(diào)的熔斷器 連接。第二金屬部分結(jié)構(gòu)化以連接到用于微調(diào)的熔斷器(其由多晶硅形成)，多晶硅電阻器 和第一金屬部分連接到該熔斷器，使得具有相同電勢的金屬部分的面積可以通過切斷熔斷 器以分離第三金屬部分的一部分或第三金屬部分的全部而改變。該連接在圖1A中圖示。在 該情況下，僅覆蓋一個單元電阻器的第二金屬部分109不再連接到其他部分或襯底。本發(fā) 明意在通過如下文描述的增加或減少低濃度雜質(zhì)區(qū)的面積來修正電阻器的電阻比例偏差， 該電阻比例偏差是由用常規(guī)技術(shù)布局半導體器件而引起的。如在常規(guī)技術(shù)的說明中提及的，在半導體制造工藝期間影響金屬的因素的例子包 括下列因素。S卩，在半導體制造工藝中，在多晶硅上的金屬易受除了氫(其影響多晶硅)之外別 的因素(例如由于等離子引起的帶電、熱、應力等)影響。因此，這些因素通過其上的金屬 而影響多晶硅，導致電阻的變化。上文描述的因素隨上部(即第二金屬部分)的面積變化。 因而，發(fā)現(xiàn)電阻是由于第二金屬部分的面積而變化。圖4是圖示假設(shè)多晶硅電阻器的電阻設(shè)置為1，比例(電阻比例)隨第二金屬部分 的面積而定的圖表。從圖4明顯可見第二金屬部分的面積和多晶硅電阻器的電阻具有成比 例的關(guān)系。因此，第二金屬部分面積的增加可增加電阻。本發(fā)明利用上文提及的關(guān)系，并且具有通過改變第二金屬部分的面積修正電阻的 特征。這在上文提及的電阻修正之后進行。這是在上文提及的修正不能給出期望的電阻并 且值偏離期望電阻的情況下的補救方法。因此，基于通過第一微調(diào)獲得的值進一步進行微 調(diào)以從而提供具有高比例準確度的分泄電阻器。從圖4可理解當?shù)诙饘俨糠值拿娣e增加50iim2時，電阻比例增加1%?；谠?事實，將面積的增加考慮進入而生成布局。例如，如在圖1A中圖示的，第二金屬部分放置在多晶硅電阻器(每個包括低濃度 雜質(zhì)區(qū)和高濃度雜質(zhì)區(qū))上方以完全覆蓋電阻器組。該布局具有在熱處理期間防止氫擴散 進入多晶硅電阻器的效果，熱處理例如是制造由硼磷硅酸鹽玻璃(BPSG)或其類似物形成 的層間膜中的致密化步驟、或是在制造金屬布線層中的金屬退火(其是在制造多晶硅電阻 器的步驟之后進行的)。第二金屬部分109連接到第三金屬部分110用于調(diào)整面積。該連 接通過由多晶硅形成的用于微調(diào)的熔斷器111。注意當?shù)谌饘俨糠?10由與第二金屬部 分109相同的材料形成并且優(yōu)選地由例如鋁合金形成時步驟更簡單。如在圖1A中圖示的，提供多個第三金屬部分110，并且這些第三金屬部分110通過 用于微調(diào)的熔斷器彼此連接。必要時通過切斷連接到這些第三金屬部分110的用于微調(diào)的 熔斷器111，這些金屬部分被分開并且改變面積以從而獲得期望的電阻比例。在圖1A中，設(shè) 置兩個第三金屬部分110。然而，當單個第三金屬部分110的占用面積減小并且第三金屬部 分110的數(shù)量增加時，可進行更加精細的調(diào)整。圖2圖示根據(jù)本發(fā)明的第二實施例的半導體器件的示意平面圖。圖2在連接這些 第三金屬部分方面與圖1A不同。具體地，如在第一實施例中使用的熔斷器相反，這些第三
5時通過用激光或其 類似物切斷金屬部連接部分112，金屬部分可在面積上改變以從而獲得期望的電阻比例。
如上文描述的，電阻比例可通過將第二金屬部分連接到第三金屬部分以致面積可 變化而調(diào)整。
權(quán)利要求
一種半導體器件，包括半導體襯底；在半導體襯底上形成的第一絕緣膜；具有相同形狀的多個電阻器，其設(shè)置在所述第一絕緣膜上并且由每個具有低濃度雜質(zhì)區(qū)和在所述低濃度雜質(zhì)區(qū)每端的高濃度雜質(zhì)區(qū)的多晶硅形成；在所述多個電阻器上形成的第二絕緣膜；穿過所述高濃度雜質(zhì)區(qū)上的第二絕緣膜而形成的接觸孔；由金屬布線層形成的連接到所述接觸孔并且連接由多晶硅形成的所述多個電阻器的第一金屬部分；設(shè)置在所述第二絕緣膜上以便覆蓋電阻器組的所述低濃度雜質(zhì)區(qū)的第二金屬部分，所述電阻器組包括從所述多個電阻器中選擇的兩個以上互相連接的電阻器和單個電阻器其中之一；以及相鄰于所述第二金屬部分提供的用于增加所述第二金屬部分的面積的第三金屬部分，所述第三金屬部分能夠與所述第二金屬部分電分離。
2.如權(quán)利要求1所述的半導體器件，其中所述第二金屬部分和所述第三金屬部分通過 熔斷器連接。
3.如權(quán)利要求1所述的半導體器件，其中所述第二金屬部分和所述第三金屬部分通過 能夠被激光切斷的金屬連接部分連接。
4.如權(quán)利要求1所述的半導體器件，其中所述第二金屬部分的面積可通過激光微調(diào)增加。
5.如權(quán)利要求1所述的半導體器件，其中設(shè)置所述第二金屬部分以便完全覆蓋所述電 阻器組。
6.如權(quán)利要求1所述的半導體器件，其中所述第二金屬部分和所述第三金屬部分由金 屬布線層形成。
全文摘要
本發(fā)明涉及半導體器件。提供的是能夠生產(chǎn)具有高比例準確度的多晶硅電阻器的方法使得可設(shè)計精確電阻器電路。半導體器件具有其中調(diào)節(jié)覆蓋低濃度雜質(zhì)區(qū)(構(gòu)成每個多晶硅電阻器)的金屬部分的占用面積的結(jié)構(gòu)使得比例準確度可在電阻修正之后進一步修正。
文檔編號H01L21/3215GK101800221SQ20101011910
公開日2010年8月11日 申請日期2010年2月3日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月6日
發(fā)明者塚本明子 申請人:精工電子有限公司