[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

JP2008311606A - Semiconductor device, and manufacturing method thereof - Google Patents

Semiconductor device, and manufacturing method thereof Download PDF

Info

Publication number
JP2008311606A
JP2008311606A JP2007271174A JP2007271174A JP2008311606A JP 2008311606 A JP2008311606 A JP 2008311606A JP 2007271174 A JP2007271174 A JP 2007271174A JP 2007271174 A JP2007271174 A JP 2007271174A JP 2008311606 A JP2008311606 A JP 2008311606A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
insulating film
interlayer insulating
film
semiconductor device
impurity diffusion
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2007271174A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Katsumi Nagahashi
克己 永橋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Corp
Original Assignee
Panasonic Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Panasonic Corp filed Critical Panasonic Corp
Priority to JP2007271174A priority Critical patent/JP2008311606A/en
Publication of JP2008311606A publication Critical patent/JP2008311606A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
  • Design And Manufacture Of Integrated Circuits (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a semiconductor device provided with a voltage setting circuit and a voltage detection circuit wherein voltage setting accuracy is high and the degree of freedom of voltage adjustment is high, and to provide a manufacturing method thereof. <P>SOLUTION: The semiconductor device 1 includes: a semiconductor substrate 3 where an impurity diffusion region 2 which is an impurity diffused layer is formed; an interlayer insulating film 4 formed on the semiconductor substrate 3; a contact plug 6 formed by filling a conductive material in a contact hole 5 formed on the interlayer insulating film 4; an a resistance part 7 formed using a polysilicon film on the interlayer insulating film 4 and the contact plug 6. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、電圧設定回路や電圧検出回路などのアナログ回路に用いられる抵抗体または容量体を有する半導体装置及びその製造方法に関し、電圧設定精度が高く、電圧調整自由度が大きい電圧設定回路や電圧検出回路に用いられる半導体装置及びその製造方法に関する。   The present invention relates to a semiconductor device having a resistor or a capacitor used in an analog circuit such as a voltage setting circuit or a voltage detection circuit, and a method for manufacturing the same. The present invention relates to a semiconductor device used for a detection circuit and a manufacturing method thereof.

抵抗分割して任意の電圧を半導体集積回路上に設定する電圧設定回路や、この電圧設定回路を用いた電圧検出回路が知られている。これらの回路においては、抵抗体とトリミング用のヒューズとが直列または並列に接続されており、ヒューズを切断することで入力電圧を抵抗分割して任意の電圧を設定する(例えば、特許文献1参照)。   A voltage setting circuit that sets an arbitrary voltage on a semiconductor integrated circuit by dividing resistance and a voltage detection circuit using the voltage setting circuit are known. In these circuits, a resistor and a trimming fuse are connected in series or in parallel, and an arbitrary voltage is set by dividing the input voltage by resistance by cutting the fuse (see, for example, Patent Document 1). ).

また、抵抗体にポリシリコン薄膜抵抗体を用いて配線の電位の影響を受けにくくし、抵抗値のばらつきを抑える電圧設定回路、電圧検出回路が知られている(例えば、特許文献2参照)。   In addition, a voltage setting circuit and a voltage detection circuit are known that use a polysilicon thin film resistor as a resistor so as to be less affected by the potential of the wiring and suppress variation in resistance value (see, for example, Patent Document 2).

図11は従来の電圧設定回路に用いられる半導体装置の断面を示す図である。   FIG. 11 is a view showing a cross section of a semiconductor device used in a conventional voltage setting circuit.

半導体装置101は、半導体基板102と、半導体基板102上に形成された第1の層間絶縁膜103と、第1の層間絶縁膜103上に形成され、高抵抗部104と低抵抗部105とを有する薄膜抵抗体106と、第1の層間絶縁膜103及び薄膜抵抗体106の上に形成された第2の層間絶縁膜107と、第2の層間絶縁膜107に形成されたコンタクトホール108に導電材料が充填されて形成されたコンタクトプラグ109と、第2の層間絶縁膜107及びコンタクトプラグ109の上に導電膜を用いて形成された配線110とを有している。
特開2001−77310号公報 特開平9−321229号公報
The semiconductor device 101 includes a semiconductor substrate 102, a first interlayer insulating film 103 formed on the semiconductor substrate 102, a first interlayer insulating film 103, and a high resistance portion 104 and a low resistance portion 105. A thin film resistor 106, a first interlayer insulating film 103, a second interlayer insulating film 107 formed on the thin film resistor 106, and a contact hole 108 formed in the second interlayer insulating film 107. A contact plug 109 formed by filling a material and a wiring 110 formed using a conductive film over the second interlayer insulating film 107 and the contact plug 109 are provided.
JP 2001-77310 A JP-A-9-32229

しかしながら、従来の電圧設定回路や電圧検出回路に用いられる半導体装置の抵抗体は、抵抗体の両端に接続するコンタクトプラグとのコンタクト抵抗値の上昇やばらつきにより、所望の抵抗値が得られないことがある。   However, a semiconductor device resistor used in a conventional voltage setting circuit or voltage detection circuit cannot obtain a desired resistance value due to an increase or variation in contact resistance value between contact plugs connected to both ends of the resistor. There is.

図11に示した半導体装置101において、第2の層間絶縁膜107にコンタクトホール108を形成する際に、第2の層間絶縁膜107を異方性のドライエッチングにより除去するが、第2の層間絶縁膜107を完全に取り除くためのオーバーエッチングにより、ポリシリコン膜からなる低抵抗部105の上部111が掘られ、また洗浄処理でも除去されにくいエッチング反応生成物が残留する。その後、コンタクトホール108内に低抵抗部105と配線110とを電気的に接続するための導電材料を充填するが、エッチング反応生成物のためにオーミックコンタクトが形成されにくい。   In the semiconductor device 101 shown in FIG. 11, when the contact hole 108 is formed in the second interlayer insulating film 107, the second interlayer insulating film 107 is removed by anisotropic dry etching. By over-etching for completely removing the insulating film 107, the upper portion 111 of the low resistance portion 105 made of a polysilicon film is dug, and an etching reaction product that is difficult to be removed by the cleaning process remains. Thereafter, the contact hole 108 is filled with a conductive material for electrically connecting the low resistance portion 105 and the wiring 110, but an ohmic contact is difficult to be formed due to an etching reaction product.

また、上記異方性のドライエッチングはウェハ面内で5〜10%程度のエッチングレートのばらつきがあるため、オーバーエッチングが局所的に高じて、ポリシリコン膜の薄膜化が発生する。このようなコンタクトホール108底部の低抵抗部105のポリシリコン膜の損傷や薄膜化によってコンタクト抵抗値の上昇やばらつきが生じる。特に、コンタクトプラグ数が多いほど、この現象は顕在化する。また、薄膜抵抗体106をさらに薄膜化した場合に、コンタクトホール108を形成する際に、ドライエッチングが薄膜抵抗体106を突き抜けて半導体基板102にまで達してしまい、コンタクトプラグ109と低抵抗部105との接触面積がコンタクトプラグ109の側面部分のみとなり、コンタクト抵抗値の上昇やばらつきを増大させる。   Further, since the anisotropic dry etching has a variation in etching rate of about 5 to 10% in the wafer surface, the overetching is locally increased and the polysilicon film is thinned. Such a damage or thinning of the polysilicon film of the low resistance portion 105 at the bottom of the contact hole 108 causes an increase or variation in the contact resistance value. In particular, this phenomenon becomes more apparent as the number of contact plugs increases. Further, when the thin film resistor 106 is further thinned, when the contact hole 108 is formed, the dry etching penetrates the thin film resistor 106 and reaches the semiconductor substrate 102, so that the contact plug 109 and the low resistance portion 105 are formed. The contact area becomes only the side surface portion of the contact plug 109, increasing the contact resistance value and the variation.

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、薄膜化した抵抗体であっても所望の抵抗値が得られ、電圧設定精度が高く、電圧調整自由度が大きい電圧設定回路や電圧検出回路を有する半導体装置及びその製造方法を提供することを目的とする。   The present invention solves the above-described conventional problems, and a voltage setting circuit and a voltage detection circuit that can obtain a desired resistance value even with a thin film resistor, have high voltage setting accuracy, and a large degree of freedom in voltage adjustment. An object of the present invention is to provide a semiconductor device having the above and a manufacturing method thereof.

上記課題を解決するために、本発明の第1の半導体装置は、半導体基板と、半導体基板に形成された第1および第2の不純物拡散層と、半導体基板上に形成された層間絶縁膜と、層間絶縁膜上に形成されたポリシリコン膜と、層間絶縁膜中に形成され、第1の不純物拡散層とポリシリコン膜とを電気的に接続する第1のコンタクトプラグと、層間絶縁膜中に形成され、第2の不純物拡散層とポリシリコン膜とを電気的に接続する第2のコンタクトプラグとを備える。   In order to solve the above problems, a first semiconductor device of the present invention includes a semiconductor substrate, first and second impurity diffusion layers formed on the semiconductor substrate, an interlayer insulating film formed on the semiconductor substrate, A polysilicon film formed on the interlayer insulating film, a first contact plug formed in the interlayer insulating film and electrically connecting the first impurity diffusion layer and the polysilicon film, and in the interlayer insulating film And a second contact plug that electrically connects the second impurity diffusion layer and the polysilicon film.

この構成により、コンタクト抵抗値の上昇やばらつきを抑制して、ポリシリコン膜を抵抗体として用いたときの抵抗値を安定化させることができる。   With this configuration, it is possible to stabilize the resistance value when the polysilicon film is used as a resistor by suppressing an increase or variation in the contact resistance value.

また、本発明の第1の半導体装置において、被覆絶縁膜を介してポリシリコン膜の上方および側方を覆い、ポリシリコン膜の周囲において層間絶縁膜と接するように形成された水素拡散防止膜をさらに備えることが好ましい。   Further, in the first semiconductor device of the present invention, a hydrogen diffusion preventing film formed so as to cover the upper side and the side of the polysilicon film through the covering insulating film and to be in contact with the interlayer insulating film around the polysilicon film. It is preferable to further provide.

この構成により、ポリシリコン膜を用いた抵抗部の抵抗値をさらに安定化させることができる。   With this configuration, the resistance value of the resistance portion using the polysilicon film can be further stabilized.

また、本発明の第1の半導体装置において、水素拡散防止膜は、SiN、SiON、Al23、TiAlO、TaAlO、TiSiO及びTaSiOからなる群より選択された少なくとも1つの材料により構成されていることが好ましい。 In the first semiconductor device of the present invention, the hydrogen diffusion preventing film is made of at least one material selected from the group consisting of SiN, SiON, Al 2 O 3 , TiAlO, TaAlO, TiSiO, and TaSiO. It is preferable.

また、本発明の第2の半導体装置は、半導体基板と、半導体基板に形成された第1の不純物拡散層と、半導体基板上に形成された第1の層間絶縁膜と、第1の層間絶縁膜上に形成された第1の電極と、第1の層間絶縁膜中に形成され、第1の不純物拡散層と第1の電極とを電気的に接続する第1のコンタクトプラグと、第1の電極上に形成された誘電体膜と、第1の層間絶縁膜上に形成された第2の層間絶縁膜と、誘電体膜及び第2の層間絶縁膜の上に形成された第2の電極と、第1の層間絶縁膜及び第2の層間絶縁膜の中に形成され、半導体基板に形成された第2の不純物拡散層と第2の電極とを電気的に接続する第2のコンタクトプラグとを備える。   The second semiconductor device of the present invention includes a semiconductor substrate, a first impurity diffusion layer formed on the semiconductor substrate, a first interlayer insulating film formed on the semiconductor substrate, and a first interlayer insulation. A first electrode formed on the film; a first contact plug formed in the first interlayer insulating film and electrically connecting the first impurity diffusion layer and the first electrode; A dielectric film formed on the first electrode, a second interlayer insulating film formed on the first interlayer insulating film, and a second film formed on the dielectric film and the second interlayer insulating film. A second contact formed in the first interlayer insulating film and the second interlayer insulating film and electrically connecting the second impurity diffusion layer formed in the semiconductor substrate and the second electrode. With a plug.

この構成により、コンタクト抵抗値の上昇やばらつきを抑制して、第1の電極、誘電体膜及び第2の電極を有する容量体を容量として用いたときの容量値を安定化させることができ、また抵抗体として用いたときの抵抗値を安定化させることができる。   With this configuration, it is possible to stabilize the capacitance value when the capacitor having the first electrode, the dielectric film, and the second electrode is used as a capacitor by suppressing an increase or variation in the contact resistance value. Moreover, the resistance value when used as a resistor can be stabilized.

また、本発明の第1の半導体装置の製造方法は、半導体基板に第1および第2の不純物拡散層を形成する工程(a)と、半導体基板上に層間絶縁膜を形成する工程(b)と、層間絶縁膜中に、第1の不純物拡散層に到達する第1のコンタクトプラグおよび第2の不純物拡散層に到達する第2のコンタクトプラグを形成する工程(c)と、層間絶縁膜及び第1および第2のコンタクトプラグの上にポリシリコン膜からなる抵抗部を形成し、第1および第2の不純物拡散層と抵抗部とを電気的に接続する工程(d)とを有する。   The first method for manufacturing a semiconductor device of the present invention includes a step (a) of forming first and second impurity diffusion layers on a semiconductor substrate, and a step (b) of forming an interlayer insulating film on the semiconductor substrate. (C) forming a first contact plug reaching the first impurity diffusion layer and a second contact plug reaching the second impurity diffusion layer in the interlayer insulating film; Forming a resistor portion made of a polysilicon film on the first and second contact plugs and electrically connecting the first and second impurity diffusion layers and the resistor portion (d);

この構成により、コンタクトホール形成の際のドライエッチングによる各電極の損傷、薄膜化、または突き抜けを回避でき、コンタクト抵抗値の上昇やばらつきを抑制して、ポリシリコン膜を抵抗体として用いたときの抵抗値を安定化させることができる。   With this configuration, it is possible to avoid damage, thinning, or penetration of each electrode due to dry etching when forming a contact hole, and to suppress an increase or variation in contact resistance value, when using a polysilicon film as a resistor The resistance value can be stabilized.

また、本発明の第1の半導体装置の製造方法において、工程(d)の後に、抵抗部の上面および側面の全体を覆う被覆絶縁膜を形成する工程(e)と、被覆絶縁膜上を覆い、該被覆絶縁膜の周囲において層間絶縁膜と接する水素拡散防止膜を形成する工程(f)とをさらに有することが好ましい。   Further, in the first method for manufacturing a semiconductor device of the present invention, after the step (d), a step (e) of forming a covering insulating film covering the entire upper surface and side surface of the resistance portion, and covering the covering insulating film. Preferably, the method further includes a step (f) of forming a hydrogen diffusion preventing film in contact with the interlayer insulating film around the covering insulating film.

この構成により、ポリシリコン膜を用いた抵抗部の抵抗値をさらに安定化させることができる。   With this configuration, the resistance value of the resistance portion using the polysilicon film can be further stabilized.

また、本発明の第2の半導体装置の製造方法は、半導体基板に第1および第2の不純物拡散層を形成する工程(a)と、半導体基板上に第1の層間絶縁膜を形成する工程(b)と、第1の層間絶縁膜中に、第1の不純物拡散層に到達する第1のコンタクトプラグを形成する工程(c)と、第1の層間絶縁膜及び第1のコンタクトプラグの上に第1の電極を形成し、不純物拡散層と第1の電極とを電気的に接続する工程(d)と、第1の電極上に誘電体膜を形成する工程(e)と、誘電体の表面を露出するように、第1の層間絶縁膜上に第2の層間絶縁膜を形成する工程(f)と、第1の層間絶縁膜及び第2の層間絶縁膜の中に、第2の不純物拡散層に到達する第2のコンタクトプラグを形成する工程(g)と、誘電体膜、第2の層間絶縁膜及び第2のコンタクトプラグの上に第2の電極を形成し、第2の不純物拡散層と第2の電極とを電気的に接続する工程(h)とを有する。   The second method for manufacturing a semiconductor device of the present invention includes a step (a) of forming first and second impurity diffusion layers on a semiconductor substrate, and a step of forming a first interlayer insulating film on the semiconductor substrate. (B), a step (c) of forming a first contact plug reaching the first impurity diffusion layer in the first interlayer insulating film, and the first interlayer insulating film and the first contact plug. Forming a first electrode thereon, electrically connecting the impurity diffusion layer and the first electrode (d); forming a dielectric film on the first electrode (e); A step (f) of forming a second interlayer insulating film on the first interlayer insulating film so as to expose the surface of the body, and the first interlayer insulating film and the second interlayer insulating film in the first interlayer insulating film, A step (g) of forming a second contact plug reaching the two impurity diffusion layers, a dielectric film, a second interlayer insulating film, and A second electrode formed on the second contact plug, and a step of electrically connecting (h) and the second impurity diffusion layer and the second electrode.

この構成により、コンタクトホール形成の際のドライエッチングによる各電極の損傷、薄膜化、または突き抜けを回避でき、第1の電極、誘電体膜及び第2の電極を有する容量体を容量として用いたときの容量値のばらつきを抑制し、また抵抗体として用いたときの抵抗値のばらつきを抑制して、容量値または抵抗値の設定精度を向上させることができる。   With this configuration, damage, thinning, or penetration of each electrode due to dry etching during contact hole formation can be avoided, and when a capacitor having a first electrode, a dielectric film, and a second electrode is used as a capacitor The capacitance value or the resistance value setting accuracy can be improved by suppressing the variation of the capacitance value and suppressing the variation of the resistance value when used as a resistor.

また、本発明の半導体装置は、複数の抵抗体と複数のヒューズとを有して入力電圧を分圧して分圧電圧を得る電圧設定回路を備えた半導体装置であって、抵抗体に上記の半導体装置を用いている。   The semiconductor device of the present invention is a semiconductor device including a voltage setting circuit that has a plurality of resistors and a plurality of fuses and obtains a divided voltage by dividing an input voltage. A semiconductor device is used.

この構成により、電圧設定精度が高く、電圧調整自由度が大きい電圧設定回路を実現することができる。   With this configuration, it is possible to realize a voltage setting circuit with high voltage setting accuracy and a high degree of freedom in voltage adjustment.

また、本発明の半導体装置は、入力電圧を分圧して分圧電圧を得る電圧設定回路と、基準電圧を供給する基準電圧発生回路と、分圧電圧と基準電圧とを比較する比較回路とを有する電圧検出回路を備えた半導体装置であって、電圧設定回路は複数の抵抗体と複数のヒューズとを有し、抵抗体に上記の半導体装置を用いている。   The semiconductor device of the present invention includes a voltage setting circuit that divides an input voltage to obtain a divided voltage, a reference voltage generation circuit that supplies a reference voltage, and a comparison circuit that compares the divided voltage and the reference voltage. The voltage setting circuit includes a plurality of resistors and a plurality of fuses, and the semiconductor device is used as the resistor.

この構成により、電圧設定精度が高く、電圧調整自由度が大きい電圧検出回路を実現することができる。   With this configuration, it is possible to realize a voltage detection circuit with high voltage setting accuracy and a large degree of freedom in voltage adjustment.

本発明の半導体装置及びその製造方法によれば、コンタクトホールを形成する際の異方性ドライエッチングによる抵抗体の損傷、薄膜化、または突き抜けを回避でき、さらに、抵抗部上に被覆絶縁膜を介して水素拡散防止膜が形成されている場合には、層間絶縁膜や最上層の保護膜に含まれる水素が抵抗体へ拡散するのを防止できるため、抵抗体の抵抗値のばらつきを抑制することができ、また容量体の容量値のばらつきを抑制することができる。その結果、電圧設定精度が高く、電圧調整自由度が大きい電圧設定回路や電圧検出回路を実現することができる。   According to the semiconductor device and the manufacturing method thereof of the present invention, it is possible to avoid damage, thinning, or penetration of the resistor due to anisotropic dry etching when forming the contact hole, and further, a covering insulating film is formed on the resistance portion. When the hydrogen diffusion preventing film is formed through the film, it is possible to prevent hydrogen contained in the interlayer insulating film and the uppermost protective film from diffusing into the resistor, thereby suppressing variation in resistance value of the resistor. In addition, variation in the capacitance value of the capacitor can be suppressed. As a result, it is possible to realize a voltage setting circuit and a voltage detection circuit that have high voltage setting accuracy and a large degree of freedom in voltage adjustment.

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

(実施の形態1)
本実施の形態1の半導体装置は、抵抗体を層間絶縁膜上に形成することで抵抗体の抵抗値を安定化させるものである。
(Embodiment 1)
In the semiconductor device of the first embodiment, the resistance value of the resistor is stabilized by forming the resistor on the interlayer insulating film.

図1は本実施の形態1の半導体装置の断面を示す図である。   FIG. 1 is a diagram showing a cross section of the semiconductor device according to the first embodiment.

半導体装置1は、不純物拡散層である不純物拡散領域2が形成された半導体基板3と、半導体基板3上に形成された層間絶縁膜4と、層間絶縁膜4に形成されたコンタクトホール5に導電材料が充填されて形成されたコンタクトプラグ6と、層間絶縁膜4及びコンタクトプラグ6の上にポリシリコン膜を用いて形成された抵抗部7とを有している。不純物拡散領域2と抵抗部7とはコンタクトプラグ6により直接に、また電気的に接続されている。   The semiconductor device 1 is electrically conductive in a semiconductor substrate 3 in which an impurity diffusion region 2 that is an impurity diffusion layer is formed, an interlayer insulating film 4 formed on the semiconductor substrate 3, and a contact hole 5 formed in the interlayer insulating film 4. The contact plug 6 is formed by being filled with a material, and the resistance portion 7 is formed on the interlayer insulating film 4 and the contact plug 6 by using a polysilicon film. The impurity diffusion region 2 and the resistance portion 7 are directly and electrically connected by the contact plug 6.

図2は本実施の形態1の半導体装置の製造方法を示す図である。   FIG. 2 is a diagram showing a method for manufacturing the semiconductor device of the first embodiment.

半導体基板3に熱拡散法やイオン注入法により不純物拡散領域2を形成した後に、半導体基板3上にシリコン酸化膜からなる層間絶縁膜4を膜厚300〜1000nmの範囲で、例えば膜厚400nmで形成する(図2(a))。   After the impurity diffusion region 2 is formed on the semiconductor substrate 3 by a thermal diffusion method or an ion implantation method, an interlayer insulating film 4 made of a silicon oxide film is formed on the semiconductor substrate 3 in a thickness range of 300 to 1000 nm, for example, a thickness of 400 nm. Form (FIG. 2A).

層間絶縁膜4上にマスクパターンを形成し、RIE(Reactive Ion Etching)法により異方性のドライエッチングをして層間絶縁膜4に不純物拡散領域2を底面とするコンタクトホール5を形成する。そして、マスクパターンを除去する(図2(b))。   A mask pattern is formed on the interlayer insulating film 4 and anisotropic dry etching is performed by RIE (Reactive Ion Etching) to form a contact hole 5 having the impurity diffusion region 2 as a bottom surface in the interlayer insulating film 4. Then, the mask pattern is removed (FIG. 2B).

コンタクトホール5と層間絶縁膜4との上とに、CVD(Chemical Vapor Deposition)法により導電材料であるタングステン膜を堆積する。そして、エッチバック法によりタングステン膜がコンタクトホール5内にのみ残るようにエッチングし、コンタクトプラグ6を形成する(図2(c))。   A tungsten film, which is a conductive material, is deposited on the contact hole 5 and the interlayer insulating film 4 by a CVD (Chemical Vapor Deposition) method. Then, etching is performed so that the tungsten film remains only in the contact hole 5 by the etch back method, and the contact plug 6 is formed (FIG. 2C).

コンタクトプラグ6及び層間絶縁膜4の上にCVD法により不純物を含んでいないポリシリコン膜を膜厚100〜500nmの範囲で、例えば膜厚300nmで形成する。所望の抵抗値が得られるように、イオン注入法によりポリシリコン膜全面にボロンなどの不純物を導入する。ボロン濃度は1×1016〜1×1021/cm3の範囲で、例えば3×1019/cm3となるようにする。マスクパターンを形成し、RIE法によりエッチングし、マスクパターンを除去して抵抗部7を形成する(図2(d))。 A polysilicon film containing no impurities is formed on the contact plug 6 and the interlayer insulating film 4 by a CVD method in a thickness range of 100 to 500 nm, for example, a thickness of 300 nm. Impurities such as boron are introduced into the entire surface of the polysilicon film by ion implantation so that a desired resistance value can be obtained. The boron concentration is in the range of 1 × 10 16 to 1 × 10 21 / cm 3 , for example, 3 × 10 19 / cm 3 . A mask pattern is formed and etched by the RIE method, and the mask pattern is removed to form the resistance portion 7 (FIG. 2D).

本実施の形態1の半導体装置及びその製造方法によると、コンタクトプラグ6の形成後に抵抗部7を形成するために、コンタクトホール5形成の際のエッチングによる抵抗部7の損傷や薄膜化がない。また、コンタクトホール5が薄膜のポリシリコン膜を突き抜けてポリシリコン膜の下地にまで達することもない。このため、コンタクト抵抗値の上昇やばらつきを抑制して、抵抗部7の抵抗値そのものを安定化させることができる。   According to the semiconductor device and the manufacturing method thereof of the first embodiment, since the resistance portion 7 is formed after the contact plug 6 is formed, the resistance portion 7 is not damaged or thinned by etching when the contact hole 5 is formed. Further, the contact hole 5 does not penetrate the thin polysilicon film and reach the base of the polysilicon film. For this reason, it is possible to stabilize the resistance value of the resistance portion 7 by suppressing an increase or variation in the contact resistance value.

抵抗体の抵抗値は、ポリシリコン膜に限らず、一般に次式で決定される。   The resistance value of the resistor is not limited to the polysilicon film and is generally determined by the following equation.

R=(ρ/t)×(L/W) ・・・(1)
ここで、R:抵抗値、ρ:抵抗率、t:膜厚、L:抵抗体の長さ、W:抵抗体の幅である。抵抗部7の寸法と抵抗部7の抵抗値のばらつきとの関係は式(1)から抵抗部7の長さLと幅Wとに大きく依存することがわかる。抵抗部7の微細化に伴って抵抗部7の幅に占める薄膜化領域の比率やコンタクト径の比率が大きくなり抵抗値が変動する。
R = (ρ / t) × (L / W) (1)
Here, R: resistance value, ρ: resistivity, t: film thickness, L: length of resistor, and W: width of resistor. From the equation (1), it can be seen that the relationship between the dimension of the resistance portion 7 and the variation in the resistance value of the resistance portion 7 greatly depends on the length L and width W of the resistance portion 7. As the resistance portion 7 is miniaturized, the ratio of the thinned region and the ratio of the contact diameter in the width of the resistance portion 7 increase, and the resistance value varies.

図3は本実施の形態1の半導体装置に係る抵抗部の幅と抵抗部の抵抗値のばらつきとの関係を示す図である。   FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the width of the resistance portion and the resistance value variation of the resistance portion according to the semiconductor device of the first embodiment.

本実施の形態1の半導体装置の場合を実線で、比較例として従来の半導体装置の場合を破線で示す。また、横軸は抵抗部の幅を、縦軸は抵抗値のばらつきを示す。この抵抗値のばらつきは、近接する抵抗体の抵抗値差をこれらの抵抗値の平均で割った値の標準偏差のことである。   The case of the semiconductor device of the first embodiment is shown by a solid line, and the case of a conventional semiconductor device is shown by a broken line as a comparative example. In addition, the horizontal axis indicates the width of the resistance portion, and the vertical axis indicates variation in resistance value. This variation in resistance value is a standard deviation of a value obtained by dividing a resistance value difference between adjacent resistors by an average of these resistance values.

図3に示す通り、本実施の形態1の半導体装置に係る抵抗部の抵抗値のばらつきは従来の半導体装置のものよりも良化していることがわかる。この良化は例えば抵抗部の幅が2.2μmのときに6%である。   As shown in FIG. 3, it can be seen that the variation in the resistance value of the resistance unit according to the semiconductor device of the first embodiment is better than that of the conventional semiconductor device. This improvement is 6% when the width of the resistance portion is 2.2 μm, for example.

本実施の形態1の半導体装置では、ポリシリコン膜のエッチングレートのばらつきがウェハ面内で5〜10%程度あったとしても、コンタクトプラグ6の形成後に抵抗部7を形成することにより、コンタクトホール5を形成するときのエッチングによる抵抗部7の損傷や薄膜化がなく、またコンタクトホール5が薄膜のポリシリコン膜を突き抜けてポリシリコン膜の下地にまで達することもない。このため、エッチングレートのばらつきによって生じるコンタクト抵抗値のばらつきを抑制して、上記の通りに抵抗部の抵抗値のばらつきを抑制することができる。   In the semiconductor device of the first embodiment, even if the variation in the etching rate of the polysilicon film is about 5 to 10% in the wafer surface, the contact hole is formed by forming the resistance portion 7 after the contact plug 6 is formed. There is no damage or thinning of the resistance portion 7 due to etching when forming 5, and the contact hole 5 does not penetrate through the thin polysilicon film and reach the base of the polysilicon film. For this reason, the variation in the contact resistance value caused by the variation in the etching rate can be suppressed, and the variation in the resistance value of the resistance portion can be suppressed as described above.

なお、本実施の形態1の半導体装置では、層間絶縁膜4にシリコン酸化膜を用いているが、本発明はこれに限定されるものではなく、シリコン窒化膜や、シリコン窒化膜とシリコン酸化膜との積層膜を用いてもよい。   In the semiconductor device according to the first embodiment, a silicon oxide film is used for the interlayer insulating film 4. However, the present invention is not limited to this, and a silicon nitride film or a silicon nitride film and a silicon oxide film are used. May be used.

また、本実施の形態1の半導体装置では、コンタクトホール5及び層間絶縁膜4の上に堆積したタングステン膜をエッチバックによりエッチングしているが、本発明はこれに限定されるものではなく、CMP(Chemical Mechanical Polishing)法によりエッチングしてもよい。   In the semiconductor device of the first embodiment, the tungsten film deposited on the contact hole 5 and the interlayer insulating film 4 is etched by etch back. However, the present invention is not limited to this, and the CMP is performed. Etching may be performed by a (Chemical Mechanical Polishing) method.

(実施の形態1の変形例)
本変形例は、実施の形態1における抵抗部の抵抗値の安定化をさらに向上させるものである。
(Modification of Embodiment 1)
This modification further improves the stabilization of the resistance value of the resistance section in the first embodiment.

図4は本実施の形態1の変形例の半導体装置の断面を示す図である。   FIG. 4 is a view showing a cross section of a semiconductor device according to a modification of the first embodiment.

本変形例において、上記実施の形態1と同一の構成部分には同一符号を付して、その部分の説明は省略し、異なる部分について説明する。   In the present modification, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, description thereof will be omitted, and different portions will be described.

本変形例が実施の形態1と異なる点は、抵抗部の周囲を水素拡散防止膜で被覆するようにしたことによる。   This modification is different from the first embodiment because the periphery of the resistance portion is covered with a hydrogen diffusion preventing film.

図4に示すように、本変形例における半導体装置8は、ポリシリコン膜で形成された抵抗部7を、被覆絶縁膜9bを介して覆うように形成された水素拡散防止膜10bを有している。   As shown in FIG. 4, the semiconductor device 8 in this modification has a hydrogen diffusion prevention film 10b formed so as to cover the resistance portion 7 formed of a polysilicon film through a covering insulating film 9b. Yes.

ポリシリコン膜で形成された抵抗部は、層間絶縁膜や最上層の保護膜に含まれる水素が抵抗部へ拡散することにより抵抗値が変動する。この原因として、ポリシリコン粒界界面にあるダングリングボンドにトラップされているキャリアが、ポリシリコンに拡散した水素と置換され、自由キャリアとして働くため、抵抗部の抵抗値のばらつきを助長させているものと考えられている。   The resistance value of the resistance portion formed of the polysilicon film varies as hydrogen contained in the interlayer insulating film or the uppermost protective film diffuses into the resistance portion. The cause of this is that the carriers trapped in the dangling bonds at the polysilicon grain boundary interface are replaced with hydrogen diffused in the polysilicon and work as free carriers, which promotes variations in the resistance value of the resistance portion. It is considered a thing.

そこで、本変形例では、抵抗体の周囲を覆うように水素拡散防止膜を形成させることで、抵抗部への水素拡散を防止し、抵抗部の抵抗値をさらに安定化させる。   Therefore, in this modification, by forming a hydrogen diffusion prevention film so as to cover the periphery of the resistor, hydrogen diffusion to the resistance portion is prevented, and the resistance value of the resistance portion is further stabilized.

図5は本変形例の半導体装置の製造方法を示す図である。   FIG. 5 is a diagram showing a method for manufacturing a semiconductor device according to this modification.

本変形例は、ポリシリコン膜からなる抵抗部7形成までは上記実施の形態1の製造方法と同一であるため、以下では抵抗部7の形成後から説明する。   Since this modification is the same as the manufacturing method of the first embodiment up to the formation of the resistor portion 7 made of a polysilicon film, the following description will be made after the resistor portion 7 is formed.

まず、抵抗部7を形成後、抵抗部7を被覆するように全面に亘ってシリコン酸化膜からなる絶縁膜9aをCVD法等を用いて堆積する(図5(a))。   First, after forming the resistance portion 7, an insulating film 9a made of a silicon oxide film is deposited over the entire surface using the CVD method or the like so as to cover the resistance portion 7 (FIG. 5A).

次に、絶縁膜9aの所定領域をRIE法等を用いてエッチングし、抵抗体7上に被覆絶縁膜9bを形成する(図5(b))。   Next, a predetermined region of the insulating film 9a is etched using the RIE method or the like to form a covering insulating film 9b on the resistor 7 (FIG. 5B).

次に、抵抗部7上の被覆絶縁膜9bの表面を覆うように、全面に亘って酸化チタンアルミニウム(TiALO)からなる水素拡散防止膜10aをスパッタ法等を用いて堆積する(図5(c))。   Next, a hydrogen diffusion prevention film 10a made of titanium aluminum oxide (TiALO) is deposited over the entire surface using a sputtering method or the like so as to cover the surface of the covering insulating film 9b on the resistance portion 7 (FIG. 5C). )).

次に、水素拡散防止膜10aの所定領域をRIE法等を用いてエッチングし、水素拡散防止膜10bを形成する(図5(d))。   Next, a predetermined region of the hydrogen diffusion preventing film 10a is etched by using the RIE method or the like to form the hydrogen diffusion preventing film 10b (FIG. 5D).

本変形例の半導体装置及びその製造方法によると、図4に示すように、抵抗部7上の全面を被覆絶縁膜9bを介して水素拡散防止膜10bで覆われているため、抵抗部7への水素の拡散を極めて効果的に防止することができる。この結果、抵抗部7の抵抗値の変動が抑制され、電圧設定精度がさらに高く、電圧調整自由度がさらに大きな電圧設定回路や電圧検出回路を有する半導体装置が得られる。   According to the semiconductor device and the manufacturing method thereof of the present modification, as shown in FIG. 4, since the entire surface of the resistance portion 7 is covered with the hydrogen diffusion prevention film 10b through the covering insulating film 9b, the resistance portion 7 is reached. It is possible to prevent the diffusion of hydrogen very effectively. As a result, it is possible to obtain a semiconductor device having a voltage setting circuit and a voltage detection circuit in which fluctuations in the resistance value of the resistance unit 7 are suppressed, the voltage setting accuracy is higher, and the degree of freedom of voltage adjustment is greater.

図6は本変形例の半導体装置に係る水素拡散防止膜の抵抗値変動抑制効果を示すもので、抵抗部上面を覆う水素拡散防止膜の被膜率と抵抗部の抵抗値の変動との関係を示す図である。ここでの水素拡散防止膜はアルミニウムからなる金属配線層を用いている。   FIG. 6 shows the resistance value fluctuation suppressing effect of the hydrogen diffusion preventing film according to the semiconductor device of this modification. The relationship between the coating rate of the hydrogen diffusion preventing film covering the upper surface of the resistance part and the resistance value fluctuation of the resistance part is shown. FIG. The hydrogen diffusion prevention film here uses a metal wiring layer made of aluminum.

図6に示すとおり、水素拡散防止膜の被覆率によって抵抗値が変動することがわかる。ここでの変動は被覆率10%の変動で、抵抗部の抵抗値のばらつきは0.8kΩ/□である。   As shown in FIG. 6, it can be seen that the resistance value varies depending on the coverage of the hydrogen diffusion preventing film. The variation here is a variation with a coverage of 10%, and the variation of the resistance value of the resistance portion is 0.8 kΩ / □.

なお、本変形例においては、水素拡散防止膜10bの材料として酸化チタンアルミニウムを用いたが、これに限定されるものではなく、水素拡散防止能力を備えた材料であれば他の材料を用いてもよい。複数種類の水素拡散防止膜10bを積層構造にして用いても同様の効果が得られる。   In this modification, titanium aluminum oxide is used as the material of the hydrogen diffusion preventing film 10b. However, the present invention is not limited to this, and other materials may be used as long as the material has a hydrogen diffusion preventing ability. Also good. The same effect can be obtained even when a plurality of types of hydrogen diffusion preventing films 10b are used in a laminated structure.

(実施の形態2)
本実施の形態2の半導体装置は、容量体を層間絶縁膜上に形成することで容量体の容量値を安定化させ、抵抗として用いたときの抵抗値を安定化させるものである。
(Embodiment 2)
In the semiconductor device according to the second embodiment, the capacitor is formed on the interlayer insulating film to stabilize the capacitance value of the capacitor and stabilize the resistance value when used as a resistor.

図7は本実施の形態2の半導体装置の断面を示す図である。   FIG. 7 is a view showing a cross section of the semiconductor device according to the second embodiment.

半導体装置11は、不純物拡散領域12が形成された半導体基板13と、半導体基板13上に形成された第1の層間絶縁膜14と、第1の層間絶縁膜14に形成された第1のコンタクトホール15に導電材料が充填され形成された第1のコンタクトプラグ16と、第1の層間絶縁膜14及び第1のコンタクトプラグ16の上に形成された第1の電極17と、第1の電極17上に形成された誘電体膜18と、第1の層間絶縁膜14上の第1の電極17と誘電体膜18とが形成された領域以外の領域に形成された第2の層間絶縁膜19と、第1の層間絶縁膜14及び第2の層間絶縁膜19に形成された第2のコンタクトホール20に導電材料が充填され形成された第2のコンタクトプラグ21と、誘電体膜18、第2の層間絶縁膜19及び第2のコンタクトプラグ21の上に形成された第2の電極22とを有している。第1の電極17、誘電体膜18及び第2の電極22によりMIM(Metal−Insulator−Metal)型容量体23が構成されている。   The semiconductor device 11 includes a semiconductor substrate 13 in which the impurity diffusion region 12 is formed, a first interlayer insulating film 14 formed on the semiconductor substrate 13, and a first contact formed in the first interlayer insulating film 14. A first contact plug 16 formed by filling a hole 15 with a conductive material, a first electrode 17 formed on the first interlayer insulating film 14 and the first contact plug 16, and a first electrode 17 and a second interlayer insulating film formed in a region other than the region where the first electrode 17 and the dielectric film 18 are formed on the first interlayer insulating film 14. 19, a second contact plug 21 formed by filling a second contact hole 20 formed in the first interlayer insulating film 14 and the second interlayer insulating film 19 with a conductive material, a dielectric film 18, Second interlayer insulating film 19 and second And a second electrode 22 formed on the emission tact plug 21. The first electrode 17, the dielectric film 18 and the second electrode 22 constitute an MIM (Metal-Insulator-Metal) type capacitor 23.

図8は本実施の形態2の半導体装置の製造方法を示す図である。   FIG. 8 shows a method for manufacturing the semiconductor device of the second embodiment.

半導体基板13に不純物拡散領域12を形成した後に、半導体基板13上にシリコン酸化膜からなる第1の層間絶縁膜14を形成する。第1の層間絶縁膜14に不純物拡散領域12を底面とする第1のコンタクトホール15を形成し、第1のコンタクトホール15内に第1のコンタクトプラグ16を形成する(図8(a))。   After the impurity diffusion region 12 is formed on the semiconductor substrate 13, a first interlayer insulating film 14 made of a silicon oxide film is formed on the semiconductor substrate 13. A first contact hole 15 having the bottom surface of the impurity diffusion region 12 is formed in the first interlayer insulating film 14, and a first contact plug 16 is formed in the first contact hole 15 (FIG. 8A). .

第1のコンタクトプラグ16及び第1の層間絶縁膜14の上にアルミニウム膜と窒化シリコン膜とを連続して形成する。そして、RIE法によりドライエッチングをして第1の電極17と誘電体膜18とを形成する。第1の層間絶縁膜14及び誘電体膜18の上にシリコン酸化膜を堆積し、エッチバック法により誘電体膜18を露出させ、第1の層間絶縁膜14上の第1の電極17と誘電体膜18とが形成された領域以外の領域に第2の層間絶縁膜19を形成する(図8(b))。   An aluminum film and a silicon nitride film are continuously formed on the first contact plug 16 and the first interlayer insulating film 14. Then, dry etching is performed by the RIE method to form the first electrode 17 and the dielectric film 18. A silicon oxide film is deposited on the first interlayer insulating film 14 and the dielectric film 18, the dielectric film 18 is exposed by an etch back method, and the first electrode 17 on the first interlayer insulating film 14 and the dielectric are exposed. A second interlayer insulating film 19 is formed in a region other than the region where the body film 18 is formed (FIG. 8B).

第1の層間絶縁膜14及び第2の層間絶縁膜19に不純物拡散領域12を底面とする第2のコンタクトホール20を形成し、第2のコンタクトホール20内に第2のコンタクトプラグ21を形成する(図8(c))。   A second contact hole 20 having the bottom surface of the impurity diffusion region 12 is formed in the first interlayer insulating film 14 and the second interlayer insulating film 19, and a second contact plug 21 is formed in the second contact hole 20. (FIG. 8C).

第2の層間絶縁膜19及び誘電体膜18の上にアルミニウム膜を形成し、ドライエッチングして第2の電極22を形成する(図8(d))。   An aluminum film is formed on the second interlayer insulating film 19 and the dielectric film 18, and dry etching is performed to form the second electrode 22 (FIG. 8D).

本実施の形態2の半導体装置及びその製造方法によると、第1のコンタクトホール15形成後に第1の電極17を形成し、また、第2のコンタクトホール20形成後に第2の電極22を形成するために、第1及び第2のコンタクトホール15、20形成の際のエッチングによる第1の電極17及び第2の電極22の損傷はない。このため、コンタクト抵抗値の上昇やばらつきを抑制して、MIM容量体23を容量として用いたときの容量値を安定化させ、また抵抗体として用いたときの抵抗値を安定化させることができる。   According to the semiconductor device and the manufacturing method thereof of the second embodiment, the first electrode 17 is formed after the first contact hole 15 is formed, and the second electrode 22 is formed after the second contact hole 20 is formed. Therefore, there is no damage to the first electrode 17 and the second electrode 22 due to etching when the first and second contact holes 15 and 20 are formed. For this reason, it is possible to stabilize the capacitance value when the MIM capacitor 23 is used as a capacitor, and to stabilize the resistance value when used as a resistor, by suppressing an increase or variation in contact resistance value. .

なお、本実施の形態2の半導体装置では、第1の層間絶縁膜14及び誘電体膜18の上に堆積したシリコン酸化膜をエッチバックによりエッチングしているが、本発明はこれに限定されるものではなく、CMP法によりエッチングしてもよい。   In the semiconductor device according to the second embodiment, the silicon oxide film deposited on the first interlayer insulating film 14 and the dielectric film 18 is etched by etch back, but the present invention is limited to this. It may be etched by a CMP method instead of the one.

また、本実施の形態2の半導体装置では、第1の層間絶縁膜14及び第2の層間絶縁膜19にシリコン酸化膜を用いているが、本発明はこれに限定されるものではなく、シリコン窒化膜や、シリコン窒化膜とシリコン酸化膜との積層膜を用いてもよい。   In the semiconductor device of the second embodiment, silicon oxide films are used for the first interlayer insulating film 14 and the second interlayer insulating film 19, but the present invention is not limited to this. A nitride film or a laminated film of a silicon nitride film and a silicon oxide film may be used.

また、本実施の形態2の半導体装置では、第1の電極17及び第2の電極22にアルミニウムを用いているが、本発明はこれに限定されるものではなく、メタルシリサイドを用いてもよい。   In the semiconductor device of the second embodiment, aluminum is used for the first electrode 17 and the second electrode 22, but the present invention is not limited to this, and metal silicide may be used. .

(実施の形態3)
本実施の形態3の半導体装置は、実施の形態1または実施の形態2の半導体装置を電圧設定回路の抵抗体として用いる電圧検出回路を有して、電圧設定精度を高くすることができ、電圧調整自由度を大きくすることができるものである。
(Embodiment 3)
The semiconductor device according to the third embodiment includes a voltage detection circuit that uses the semiconductor device according to the first or second embodiment as a resistor of the voltage setting circuit, so that the voltage setting accuracy can be increased. The degree of freedom of adjustment can be increased.

図9は、本実施の形態3の半導体装置に係る電圧設定回路の構成を示す図である。   FIG. 9 is a diagram illustrating a configuration of a voltage setting circuit according to the semiconductor device of the third embodiment.

電圧設定回路31では、接地電位に接続される端子32と入力電圧(Vdd)に接続される端子33との間に、抵抗体Rbottom、設定抵抗体R0、R1、・・・、R(n−1)、Rn、抵抗体Rtopが直列に接続されている。抵抗体Rbottom、設定抵抗体R0、R1、・・・、R(n−1)、Rn、抵抗体Rtopの少なくとも一つに、実施の形態1または実施の形態2の半導体装置を用いている。各設定抵抗体にはヒューズRL0、RL1、・・・、RL(n−1)、RLnがそれぞれ並列に接続されている。抵抗体Rbottomと設定抵抗体R0との間の接点34にはヒューズRLbottomの一端が接続され、抵抗体Rtopと設定抵抗体Rnとの間の接点35にはヒューズRLtopの一端が接続されている。ヒューズRLbottom及びヒューズRLtopの他端はそれぞれ端子36を介して比較回路(図示せず)に接続されている。   In the voltage setting circuit 31, a resistor Rbottom, setting resistors R0, R1,..., R (n−) are connected between a terminal 32 connected to the ground potential and a terminal 33 connected to the input voltage (Vdd). 1) Rn and resistor Rtop are connected in series. The semiconductor device of the first or second embodiment is used for at least one of the resistor Rbottom, the setting resistors R0, R1,..., R (n−1), Rn, and the resistor Rtop. Each setting resistor is connected in parallel with fuses RL0, RL1,..., RL (n-1), RLn. One end of the fuse RLbottom is connected to a contact 34 between the resistor Rbottom and the setting resistor R0, and one end of the fuse RLtop is connected to a contact 35 between the resistor Rtop and the setting resistor Rn. The other ends of the fuse RLbottom and the fuse RLtop are each connected to a comparison circuit (not shown) via a terminal 36.

ヒューズRLbottomはレーザートリミングにより予め切断されている。これにより抵抗体Rtopが分圧抵抗Raを構成し、抵抗体Rbottom及び設定抵抗体R0、R1、・・・、R(n−1)、Rnが分圧抵抗Rbを構成する。電圧設定回路31では、ヒューズRL0〜RLnのうちの適切なヒューズをレーザートリミングにより切断することで所望の直列抵抗値を得ることができる。   The fuse RLbottom is previously cut by laser trimming. Thus, the resistor Rtop constitutes a voltage dividing resistor Ra, and the resistor Rbottom and the setting resistors R0, R1,..., R (n−1), Rn constitute a voltage dividing resistor Rb. In the voltage setting circuit 31, a desired series resistance value can be obtained by cutting an appropriate one of the fuses RL0 to RLn by laser trimming.

本実施の形態3に係る電圧設定回路では、抵抗体Rbottom、設定抵抗体R0、R1、・・・、R(n−1)、Rn、抵抗体Rtopの少なくとも一つに、実施の形態1または実施の形態2の半導体装置を用いて、抵抗体または設定抵抗体の抵抗値ばらつきを抑制して、電圧設定精度が高い電圧設定回路を実現している。さらに、抵抗体または設定抵抗体の抵抗値ばらつきが小さいことから、抵抗体及び設定抵抗体に大きいものから小さいものまでさまざまな抵抗値のものを用いて、まさしく所望とする直列抵抗値を得て、電圧調整自由度が大きい電圧設定回路を実現している。   In the voltage setting circuit according to the third embodiment, at least one of the resistor Rbottom, the setting resistors R0, R1,..., R (n−1), Rn, and the resistor Rtop, By using the semiconductor device of the second embodiment, a resistance setting variation of the resistor or the setting resistor is suppressed, and a voltage setting circuit with high voltage setting accuracy is realized. Furthermore, since the resistance value variation of the resistor or the setting resistor is small, using the resistors and setting resistors having various resistance values from large to small, it is possible to obtain exactly the desired series resistance value. Thus, a voltage setting circuit having a large degree of freedom in voltage adjustment is realized.

図10は、本実施の形態3の半導体装置に係る電圧検出回路の構成を示す図である。   FIG. 10 is a diagram illustrating a configuration of a voltage detection circuit according to the semiconductor device of the third embodiment.

電圧検出回路41では比較回路42の反転入力端子に図9に示した電圧設定回路31の端子35が接続されている。入力端子33に入力される、測定すべき入力電圧Vddは分圧抵抗RaとRbとによって抵抗分圧されて、比較回路42の反転入力端子に入力される。比較回路42の非反転入力端子には基準電圧発生回路43が接続されており、予め設定された基準電圧Vrefが印加される。比較回路42の出力は出力端子44を介して外部に出力される。   In the voltage detection circuit 41, the terminal 35 of the voltage setting circuit 31 shown in FIG. 9 is connected to the inverting input terminal of the comparison circuit 42. The input voltage Vdd to be measured, which is input to the input terminal 33, is divided by the voltage dividing resistors Ra and Rb and input to the inverting input terminal of the comparison circuit 42. A reference voltage generation circuit 43 is connected to the non-inverting input terminal of the comparison circuit 42, and a preset reference voltage Vref is applied. The output of the comparison circuit 42 is output to the outside via the output terminal 44.

電圧検出回路41において、入力電圧Vddが高く、分圧抵抗RaとRbとにより抵抗分圧された電圧が基準電圧Vrefよりも高いときには、比較回路42の出力はLowを維持する。入力電圧Vddが降下して、分圧抵抗RaとRbとにより抵抗分圧された電圧が基準電圧Vrefよりも低くなると、比較回路42の出力はHighになる。   In the voltage detection circuit 41, when the input voltage Vdd is high and the voltage divided by the voltage dividing resistors Ra and Rb is higher than the reference voltage Vref, the output of the comparison circuit 42 maintains Low. When the input voltage Vdd drops and the voltage divided by the voltage dividing resistors Ra and Rb becomes lower than the reference voltage Vref, the output of the comparison circuit 42 becomes High.

一般に、電圧検出回路においては製造工程でのばらつきに起因して基準電圧発生回路から供給される基準電圧Vrefが変動することがある。本実施の形態3に係る電圧検出回路41では、電圧設定回路31に実施の形態1または実施の形態2の半導体装置の構成を用いており、基準電圧Vrefの変動を補って、電圧設定精度が高い、電圧調整自由度が大きい電圧検出回路を実現することができる。   Generally, in the voltage detection circuit, the reference voltage Vref supplied from the reference voltage generation circuit may vary due to variations in the manufacturing process. In the voltage detection circuit 41 according to the third embodiment, the configuration of the semiconductor device according to the first or second embodiment is used for the voltage setting circuit 31, and the voltage setting accuracy is compensated by compensating for the variation of the reference voltage Vref. A voltage detection circuit having a high degree of freedom in voltage adjustment can be realized.

本発明の半導体装置及びその製造方法は、コンタクトホールを形成する際のドライエッチングによる影響を排除して、コンタクト抵抗値の上昇やばらつきを抑制し、抵抗体の抵抗値の安定化及び容量体の容量値の安定化を図ることができる。これにより、抵抗値及び容量値の設定精度を向上させて、電圧設定精度が高く、電圧調整自由度が大きい電圧設定回路を実現できるため、電圧検出回路やその他のアナログ回路を有する半導体装置及びその製造方法として有用である。   The semiconductor device and the manufacturing method thereof according to the present invention eliminate the influence of dry etching when forming a contact hole, suppress an increase or variation in the contact resistance value, stabilize the resistance value of the resistor, and The capacitance value can be stabilized. Accordingly, the setting accuracy of the resistance value and the capacitance value can be improved, and a voltage setting circuit with high voltage setting accuracy and high voltage adjustment freedom can be realized. Therefore, a semiconductor device having a voltage detection circuit and other analog circuits and its It is useful as a production method.

本発明の実施の形態1の半導体装置の断面を示す図The figure which shows the cross section of the semiconductor device of Embodiment 1 of this invention 本発明の実施の形態1の半導体装置の製造方法を示す図The figure which shows the manufacturing method of the semiconductor device of Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1の半導体装置に係る抵抗部の幅と抵抗部の抵抗値のばらつきとの関係を示す図The figure which shows the relationship between the width | variety of a resistance part and the dispersion | variation in the resistance value of a resistance part which concern on the semiconductor device of Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1の変形例の半導体装置の断面を示す図The figure which shows the cross section of the semiconductor device of the modification of Embodiment 1 of this invention 本発明の実施の形態1の変形例の半導体装置の製造方法を示す図The figure which shows the manufacturing method of the semiconductor device of the modification of Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1の変形例の半導体装置に係る抵抗体を覆う水素拡散防止膜の被膜率と抵抗体の抵抗値の変動との関係を示す図The figure which shows the relationship between the coating rate of the hydrogen diffusion prevention film which covers the resistor which concerns on the semiconductor device of the modification of Embodiment 1 of this invention, and the fluctuation | variation of the resistance value of a resistor 本発明の実施の形態2の半導体装置の断面を示す図The figure which shows the cross section of the semiconductor device of Embodiment 2 of this invention 本発明の実施の形態2の半導体装置の製造方法を示す図The figure which shows the manufacturing method of the semiconductor device of Embodiment 2 of this invention. 本発明の実施の形態3の半導体装置に係る電圧設定回路の構成を示す図The figure which shows the structure of the voltage setting circuit which concerns on the semiconductor device of Embodiment 3 of this invention. 本発明の実施の形態3の半導体装置に係る電圧検出回路の構成を示す図The figure which shows the structure of the voltage detection circuit which concerns on the semiconductor device of Embodiment 3 of this invention. 従来の半導体装置の断面を示す図The figure which shows the cross section of the conventional semiconductor device

符号の説明Explanation of symbols

1,8,11 半導体装置
2,12 不純物拡散領域
3,13 半導体基板
4 層間絶縁膜
6 コンタクトプラグ
7 抵抗部
9a 絶縁膜
9b 被覆絶縁膜
10a,10b 水素拡散防止膜
14 第1の層間絶縁膜
16 第1のコンタクトプラグ
17 第1の電極
18 誘電体膜
19 第2の層間絶縁膜
21 第2のコンタクトプラグ
22 第2の電極
31 電圧設定回路
41 電圧検出回路
42 比較回路
43 基準電圧発生回路
Rtop,Rbottom 抵抗体
R0,R1,R(n−1),Rn 設定抵抗体
RLtop,RLbottom,RL0,RL1,RL(n−1),RLn ヒューズ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1,8,11 Semiconductor device 2,12 Impurity diffusion area | region 3,13 Semiconductor substrate 4 Interlayer insulation film 6 Contact plug 7 Resistance part 9a Insulation film 9b Cover insulation film 10a, 10b Hydrogen diffusion prevention film 14 1st interlayer insulation film 16 First contact plug 17 First electrode 18 Dielectric film 19 Second interlayer insulating film 21 Second contact plug 22 Second electrode 31 Voltage setting circuit 41 Voltage detection circuit 42 Comparison circuit 43 Reference voltage generation circuit Rtop, Rbottom resistor R0, R1, R (n-1), Rn Setting resistor RLtop, RLbottom, RL0, RL1, RL (n-1), RLn fuse

Claims (9)

半導体基板と、
前記半導体基板に形成された第1および第2の不純物拡散層と、
前記半導体基板上に形成された層間絶縁膜と、
前記層間絶縁膜上に形成されたポリシリコン膜と、
前記層間絶縁膜中に形成され、前記第1の不純物拡散層と前記ポリシリコン膜とを電気的に接続する第1のコンタクトプラグと、
前記層間絶縁膜中に形成され、前記第2の不純物拡散層と前記ポリシリコン膜とを電気的に接続する第2のコンタクトプラグとを備えたことを特徴とする半導体装置。
A semiconductor substrate;
First and second impurity diffusion layers formed in the semiconductor substrate;
An interlayer insulating film formed on the semiconductor substrate;
A polysilicon film formed on the interlayer insulating film;
A first contact plug formed in the interlayer insulating film and electrically connecting the first impurity diffusion layer and the polysilicon film;
A semiconductor device comprising: a second contact plug formed in the interlayer insulating film and electrically connecting the second impurity diffusion layer and the polysilicon film.
被覆絶縁膜を介して前記ポリシリコン膜の上方および側方を覆い、前記ポリシリコン膜の周囲において前記層間絶縁膜と接するように形成された水素拡散防止膜をさらに備えたことを特徴とする請求項1に記載の半導体装置。 A hydrogen diffusion prevention film is further provided, which covers an upper side and a side of the polysilicon film through a covering insulating film, and is formed so as to be in contact with the interlayer insulating film around the polysilicon film. Item 14. The semiconductor device according to Item 1. 前記水素拡散防止膜は、SiN、SiON、Al23、TiAlO、TaAlO、TiSiO及びTaSiOからなる群より選択された少なくとも1つの材料により構成されていることを特徴とする請求項2に記載の半導体装置。 The hydrogen diffusion prevention film is made of at least one material selected from the group consisting of SiN, SiON, Al 2 O 3 , TiAlO, TaAlO, TiSiO, and TaSiO. Semiconductor device. 半導体基板と、
前記半導体基板に形成された第1の不純物拡散層と、
前記半導体基板上に形成された第1の層間絶縁膜と、
前記第1の層間絶縁膜上に形成された第1の電極と、
前記第1の層間絶縁膜中に形成され、前記第1の不純物拡散層と前記第1の電極とを電気的に接続する第1のコンタクトプラグと、
前記第1の電極上に形成された誘電体膜と、
前記第1の層間絶縁膜上に形成された第2の層間絶縁膜と、
前記誘電体膜及び前記第2の層間絶縁膜の上に形成された第2の電極と、
前記第1の層間絶縁膜及び前記第2の層間絶縁膜の中に形成され、前記半導体基板に形成された第2の不純物拡散層と前記第2の電極とを電気的に接続する第2のコンタクトプラグとを備えたことを特徴とする半導体装置。
A semiconductor substrate;
A first impurity diffusion layer formed on the semiconductor substrate;
A first interlayer insulating film formed on the semiconductor substrate;
A first electrode formed on the first interlayer insulating film;
A first contact plug formed in the first interlayer insulating film and electrically connecting the first impurity diffusion layer and the first electrode;
A dielectric film formed on the first electrode;
A second interlayer insulating film formed on the first interlayer insulating film;
A second electrode formed on the dielectric film and the second interlayer insulating film;
A second impurity diffusion layer formed in the first interlayer insulating film and the second interlayer insulating film and electrically connecting the second impurity diffusion layer formed in the semiconductor substrate and the second electrode; A semiconductor device comprising a contact plug.
半導体基板に第1および第2の不純物拡散層を形成する工程(a)と、
前記半導体基板上に層間絶縁膜を形成する工程(b)と、
前記層間絶縁膜中に、前記第1の不純物拡散層に到達する第1のコンタクトプラグおよび前記第2の不純物拡散層に到達する第2のコンタクトプラグを形成する工程(c)と、
前記層間絶縁膜及び前記第1および第2のコンタクトプラグの上にポリシリコン膜からなる抵抗部を形成し、前記第1および第2の不純物拡散層と前記抵抗部とを電気的に接続する工程(d)とを有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
Forming the first and second impurity diffusion layers in the semiconductor substrate (a);
Forming an interlayer insulating film on the semiconductor substrate (b);
Forming a first contact plug reaching the first impurity diffusion layer and a second contact plug reaching the second impurity diffusion layer in the interlayer insulating film;
Forming a resistance portion made of a polysilicon film on the interlayer insulating film and the first and second contact plugs, and electrically connecting the first and second impurity diffusion layers and the resistance portion; And (d) a method for manufacturing a semiconductor device.
前記工程(d)の後に、
前記抵抗部の上面および側面の全体を覆う被覆絶縁膜を形成する工程(e)と、
前記被覆絶縁膜上を覆い、該被覆絶縁膜の周囲において前記層間絶縁膜と接する水素拡散防止膜を形成する工程(f)とをさらに有することを特徴とする請求項5に記載の半導体装置の製造方法。
After step (d)
A step (e) of forming a covering insulating film covering the entire upper surface and side surfaces of the resistance portion;
The semiconductor device according to claim 5, further comprising a step (f) of covering the covering insulating film and forming a hydrogen diffusion preventing film in contact with the interlayer insulating film around the covering insulating film. Production method.
半導体基板に第1および第2の不純物拡散層を形成する工程(a)と、
前記半導体基板上に第1の層間絶縁膜を形成する工程(b)と、
前記第1の層間絶縁膜中に、前記第1の不純物拡散層に到達する第1のコンタクトプラグを形成する工程(c)と、
前記第1の層間絶縁膜及び前記第1のコンタクトプラグの上に第1の電極を形成し、前記不純物拡散層と前記第1の電極とを電気的に接続する工程(d)と、
前記第1の電極上に誘電体膜を形成する工程(e)と、
前記誘電体の表面を露出するように、前記第1の層間絶縁膜上に第2の層間絶縁膜を形成する工程(f)と、
前記第1の層間絶縁膜及び前記第2の層間絶縁膜の中に、前記第2の不純物拡散層に到達する第2のコンタクトプラグを形成する工程(g)と、
前記誘電体膜、第2の層間絶縁膜及び前記第2のコンタクトプラグの上に第2の電極を形成し、前記第2の不純物拡散層と前記第2の電極とを電気的に接続する工程(h)とを有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
Forming the first and second impurity diffusion layers in the semiconductor substrate (a);
A step (b) of forming a first interlayer insulating film on the semiconductor substrate;
Forming a first contact plug reaching the first impurity diffusion layer in the first interlayer insulating film (c);
A step (d) of forming a first electrode on the first interlayer insulating film and the first contact plug, and electrically connecting the impurity diffusion layer and the first electrode;
Forming a dielectric film on the first electrode (e);
Forming a second interlayer insulating film on the first interlayer insulating film so as to expose the surface of the dielectric;
Forming a second contact plug reaching the second impurity diffusion layer in the first interlayer insulating film and the second interlayer insulating film;
Forming a second electrode on the dielectric film, the second interlayer insulating film and the second contact plug, and electrically connecting the second impurity diffusion layer and the second electrode; And (h) a method for manufacturing a semiconductor device.
複数の抵抗体と複数のヒューズとを有して入力電圧を分圧して分圧電圧を得る電圧設定回路を備えた半導体装置であって、
前記抵抗体に請求項1または請求項4に記載の半導体装置を用いたことを特徴とする半導体装置。
A semiconductor device including a voltage setting circuit that has a plurality of resistors and a plurality of fuses to obtain a divided voltage by dividing an input voltage,
A semiconductor device using the semiconductor device according to claim 1 or 4 as the resistor.
入力電圧を分圧して分圧電圧を得る電圧設定回路と、
基準電圧を供給する基準電圧発生回路と、
前記分圧電圧と前記基準電圧とを比較する比較回路とを有する電圧検出回路を備えた半導体装置であって、
前記電圧設定回路は複数の抵抗体と複数のヒューズとを有し、
前記抵抗体に請求項1または請求項4に記載の半導体装置を用いたことを特徴とする半導体装置。
A voltage setting circuit that divides the input voltage to obtain a divided voltage;
A reference voltage generating circuit for supplying a reference voltage;
A semiconductor device comprising a voltage detection circuit having a comparison circuit for comparing the divided voltage and the reference voltage,
The voltage setting circuit has a plurality of resistors and a plurality of fuses,
A semiconductor device using the semiconductor device according to claim 1 or 4 as the resistor.
JP2007271174A 2007-05-17 2007-10-18 Semiconductor device, and manufacturing method thereof Pending JP2008311606A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007271174A JP2008311606A (en) 2007-05-17 2007-10-18 Semiconductor device, and manufacturing method thereof

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007131195 2007-05-17
JP2007271174A JP2008311606A (en) 2007-05-17 2007-10-18 Semiconductor device, and manufacturing method thereof

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2008311606A true JP2008311606A (en) 2008-12-25

Family

ID=40238917

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2007271174A Pending JP2008311606A (en) 2007-05-17 2007-10-18 Semiconductor device, and manufacturing method thereof

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2008311606A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015230959A (en) * 2014-06-04 2015-12-21 ルネサスエレクトロニクス株式会社 Semiconductor device
JP2018190932A (en) * 2017-05-11 2018-11-29 新日本無線株式会社 Semiconductor device manufacturing method

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015230959A (en) * 2014-06-04 2015-12-21 ルネサスエレクトロニクス株式会社 Semiconductor device
JP2018190932A (en) * 2017-05-11 2018-11-29 新日本無線株式会社 Semiconductor device manufacturing method

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100411353B1 (en) How to Form Capacitors and Capacitors
US6344964B1 (en) Capacitor having sidewall spacer protecting the dielectric layer
KR100269310B1 (en) Semiconductor device using conductive diffusion barrier layer
KR100539198B1 (en) Metal-Insulator-Metal capacitor and method for manufacturing the same
JP2005354080A (en) Metal-insulator-metal (mim) capacitor and method of fabricating the same
US6963095B2 (en) Ferroelectric memory device and method for fabricating the same
KR20150020103A (en) Memory cell having resistance variable film and method of making the same
JPH10261772A (en) Semiconductor storage device and its manufacture
JP6704790B2 (en) Semiconductor device and manufacturing method thereof
JP2006100679A (en) Semiconductor device
US6924207B2 (en) Method of fabricating a metal-insulator-metal capacitor
JP4549075B2 (en) Semiconductor device and manufacturing method thereof
JP4610205B2 (en) Semiconductor device
US20020045310A1 (en) Semiconductor integrated circuit device and process for manufacturing the same
JP2004214617A (en) Method for manufacturing metal-insulator-metal capacitor
JP2008311606A (en) Semiconductor device, and manufacturing method thereof
US6849517B2 (en) Methods of forming capacitors including reducing exposed electrodes in semiconductor devices
KR19980026823A (en) Capacitor of Semiconductor Device and Manufacturing Method Thereof
JPH1154703A (en) Manufacture of high dielectric capacitor
US6762482B2 (en) Memory device with composite contact plug and method for manufacturing the same
US6306666B1 (en) Method for fabricating ferroelectric memory device
KR100760632B1 (en) Method of forming a capacitor
US6407419B1 (en) Semiconductor device and manufacturing method thereof
JP2005268749A (en) Semiconductor device
JP4649899B2 (en) Semiconductor memory device and manufacturing method thereof