半导体装置及半导体装置的制造方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种半导体装置及半导体装置的制造方法，该半导体装置包括第一多晶硅和第二多晶硅作为电阻元件，所述第一多晶硅和第二多晶硅包含诸如硼等的同种杂质并且具有不同的宽度。第一多晶硅包含浓度为CX的杂质。第二多晶硅的宽度大于第一多晶硅的宽度，并且包含低于浓度CX的浓度CY的同种杂质。第一多晶硅的电阻温度系数(TCR)的符号在浓度CX处改变。第二多晶硅的电阻温度系数(TCR)的符号在浓度CY处改变。本发明专利技术能够抑制半导体装置的运行导致的电阻元件电阻值的变化和电阻元件电阻值变化导致的半导体装置的性能变差。

【技术实现步骤摘要】
半导体装置及半导体装置的制造方法
本文讨论的实施例涉及一种半导体装置及半导体装置的制造方法。
技术介绍
包括电阻(resistance)元件的半导体装置是已知的。采用半导体衬底中的多晶硅或扩散层作为电阻元件的技术是已知的，该半导体衬底包含离子注入产生的确定杂质、金属、金属氮化物等。此外，在半导体装置中形成具有不同性质的电阻元件的技术是已知的。日本特开专利公开No.2000-228496日本特开专利公开No.2003-100749日本特开专利公开No.09-36310日本特开专利公开No.2013-243276电阻元件的电阻值会根据温度变化。如果在半导体装置运行时的温度下，半导体装置中包括的电阻元件的电阻值改变很大，那么包括该电阻元件的半导体装置的性能会变差。
技术实现思路
根据一个方案，提供一种半导体装置，该半导体装置包括第一多晶硅和第二多晶硅，第一多晶硅包含第一浓度的第一杂质并且具有第一宽度，第二多晶硅包含比第一浓度低的第二浓度的第一杂质，并且具有比第一宽度大的第二宽度，第一多晶硅的温度系数的符号(sign)在第一浓度处改变，第二多晶硅的温度系数的符号在第二浓度处改变。根据另一个方案，提供一种半导体装置，包括：第一多晶硅，具有负温度系数并且具有第一宽度；以及第二多晶硅，具有正温度系数并且具有大于所述第一宽度的第二宽度。根据再一个方案，提供一种半导体装置的制造方法，包括：获取第一多晶硅和第二多晶硅的第一杂质的浓度与温度系数之间的关系，所述第一多晶硅具有第一宽度，所述第二多晶硅具有大于所述第一宽度的第二宽度；基于所述关系，设定所述第一多晶硅中的所述第一杂质的第一浓度和所述第二多晶硅中的所述第一杂质的第二浓度；以及形成包含所述第一浓度的第一杂质的所述第一多晶硅和包含所述第二浓度的第一杂质的所述第二多晶硅。本专利技术能够抑制半导体装置的运行导致的电阻元件的电阻值变化和电阻元件的电阻值变化导致的半导体装置的性能变差。附图说明图1A至图1C示出电阻元件的结构的示例；图2示出电阻元件对温度的依赖关系的示例(部分1)；图3示出电阻元件对温度的依赖关系的示例(部分2)；图4示出电阻元件对温度的依赖关系的示例(部分3)；图5是描述温度系数的视图；图6示出多晶硅的宽度与温度系数之间的关系的示例；图7示出一组电阻元件的组成比与温度系数的绝对值之间的关系的示例；图8是描述根据第一实施例的电阻元件的视图(部分1)；图9是描述根据第一实施例的电阻元件的视图(部分2)；图10是描述根据第二实施例的电阻元件的视图(部分1)；图11是描述根据第二实施例的电阻元件的视图(部分2)；图12是描述根据第二实施例的电阻元件的视图(部分3)；图13是描述根据第三实施例的电阻元件的视图(部分1)；图14是描述根据第三实施例的电阻元件的视图(部分2)；图15是描述根据第三实施例的电阻元件的视图(部分3)；图16是描述根据第四实施例的半导体装置制造方法的视图(部分1)；图17是描述根据第四实施例的半导体装置制造方法的视图(部分2)；图18是描述根据第四实施例的半导体装置制造方法的视图(部分3)；图19是描述根据第四实施例的半导体装置制造方法的视图(部分4)；图20是描述根据第四实施例的半导体装置制造方法的视图(部分5)；图21是描述根据第四实施例的半导体装置制造方法的视图(部分6)；图22是描述根据第四实施例的半导体装置制造方法的视图(部分7)；图23A和图23B示出根据第五实施例的半导体装置的结构的第一示例；图24A和图24B示出根据第五实施例的半导体装置的结构的第二示例；图25A和图25B示出根据第五实施例的半导体装置的结构的第三示例；以及图26A和图26B示出根据第五实施例的半导体装置的结构的第四示例。具体实施方式将参考图1A至图1C和图2至图7描述半导体装置中采用的电阻元件的结构和特性的第一示例。图1A至图1C示出电阻元件的结构的示例。图1A是作为示例的两个电阻元件110和120的局部示意性截面图，两个电阻元件110和120形成在衬底100上。例如，衬底100是半导体衬底101，半导体衬底101在表面100a中具有绝缘膜102(诸如隔离膜等)。宽度为Wa的电阻元件110和宽度为比Wa大的Wb的电阻元件120形成在上述衬底100的表面100a(绝缘膜102)上。作为示例示出的是，电阻元件110和120在表面100a上并排形成，并且厚度相等或接近相等。例如，电阻元件110和120通过采用包含确定浓度的p型或n型杂质的多晶硅而形成。图1B是作为另一示例的电阻元件130和140的局部示意性截面图，电阻元件130和140形成在衬底100的表面100a(绝缘膜102)上，并且电阻元件130和140的宽度相等或接近相等。电阻元件130和140的宽度是Wc或大约Wc。作为示例示出的是，电阻元件130和140在表面100a上并排形成，并且厚度相等或接近相等。例如，电阻元件130和140通过采用包含确定浓度的p型或n型杂质的多晶硅而形成。图1C是作为又一示例的电阻元件150和160的局部示意性截面图。电阻元件150形成在衬底100的表面100a(绝缘膜102)上，电阻元件160形成在衬底100的表面100a中(在半导体衬底101中)。例如，电阻元件150通过采用包含确定浓度的p型或n型杂质的多晶硅而形成。电阻元件160是包含确定浓度的p型或n型杂质的扩散层。例如，引用图1A至图1C示出的电阻元件作为在半导体装置中采用的电阻元件。顺便提及，各电阻元件的电阻值会根据温度变化。例如通过电阻元件的尺寸(诸如宽度等)、包含的杂质种类或者杂质浓度来调整电阻元件对温度的依赖关系。在图2至图4中示出电阻元件对温度依赖关系的示例。图2和图3表示宽度W分别为0.1μm和10μm的多晶硅的温度(℃)与电阻值比(％)之间的关系的示例。电阻值比表示在各温度下的电阻值与25℃的温度下电阻值的比值。图2示出多晶硅的温度与电阻值比之间的关系，该多晶硅的宽度W为0.1μm并且包含硼(B)作为p型杂质，其浓度为2.7×1020cm-3、3.4×1020cm-3、4.0×1020cm-3、4.5×1020cm-3、5.0×1020cm-3和5.5×1020cm-3。图3示出多晶硅的温度与电阻值比之间的关系，该多晶硅的宽度W为10μm并且包含硼作为p型杂质，其浓度为2.7×1020cm-3、3.4×1020cm-3、4.0×1020cm-3、4.5×1020cm-3、5.0×1020cm-3和5.5×1020cm-3。在图2和图3中，通过外推法获得在硼的浓度为4.5×1020cm-3、5.0×1020cm-3和5.5×1020cm-3时温度与电阻值比之间的关系。具体而言，通过在每个温度下的记录(log)(剂量)与电阻值的关联来计算在每个硼浓度下的电阻值，并且计算电阻值比。对于宽度W为0.1μm的多晶硅，图2示出以下内容。如果硼的浓度相对低(例如2.7×1020cm-3)，在温度低于25℃时，电阻值比随温度下降而变得更高，在温度高于25℃时，电阻值比随温度上升而变得更低。对于宽度W为0.1μm的多晶硅，在温度低于25℃时电阻值比倾向于随硼浓度增大而下降，在温度高于25℃时电阻值比倾向于随硼浓度增大本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体装置，包括：第一多晶硅，包含第一浓度的第一杂质并且具有第一宽度；以及第二多晶硅，包含比所述第一浓度低的第二浓度的第一杂质，并且具有比所述第一宽度大的第二宽度，其中：所述第一多晶硅的温度系数的符号在所述第一浓度处改变；以及所述第二多晶硅的温度系数的符号在所述第二浓度处改变。

【技术特征摘要】
2016.02.19 JP 2016-0294571.一种半导体装置，包括：第一多晶硅，包含第一浓度的第一杂质并且具有第一宽度；以及第二多晶硅，包含比所述第一浓度低的第二浓度的第一杂质，并且具有比所述第一宽度大的第二宽度，其中：所述第一多晶硅的温度系数的符号在所述第一浓度处改变；以及所述第二多晶硅的温度系数的符号在所述第二浓度处改变。2.根据权利要求1所述的半导体装置，其中所述第一浓度和所述第二浓度高于或等于1×1020cm-3并且低于或等于1×1021cm-3。3.根据权利要求1或2所述的半导体装置，其中所述第一多晶硅和所述第二多晶硅电连接。4.根据权利要求1所述的半导体装置，其中所述第一杂质是p型杂质。5.一种半导体装置，包括：第一多晶硅，具有负温度系数并且具有第一宽度；以及第二多晶硅，具有正温度系数并且具有大于所述第一宽度的第二宽度。6.根据权利要求5所述的半导体装置，其中：所述第一多晶硅包含第一浓度的第一杂质；以及所述第二多晶硅包含所述第一浓度的第一杂质。7.根据权利要求5所述的半导体装置，其中：所述第一多晶硅包含第一浓度的第一杂质；以及所述第二多晶硅包含低于所述第一浓度...

【专利技术属性】
技术研发人员：江间泰示，三沢信裕，粂野一幸，安田真，
申请(专利权)人：三重富士通半导体股份有限公司，
类型：发明
国别省市：日本,JP