DE10247431A1

DE10247431A1 - Halbleitervorrichtung

Info

Publication number: DE10247431A1
Application number: DE10247431A
Authority: DE
Inventors: Motomu Ukita
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2002-02-20
Filing date: 2002-10-11
Publication date: 2003-09-11
Also published as: US20030157811A1; JP2003243522A; US6661095B2

Abstract

Die Struktur um ein Hochwiderstandselement (3) herum wird in Spiegelsymmetrie gegenüber einer Ebene senkrecht zu einem Halbleitersubstrat und der Blattoberfläche gebildet. Speziell sind das Hochwiderstandselement (3), die Kontaktstellen (4a, 4b) und verlängerte Abschnitte von Zwischenverbindungsschichten (6a, 6b) symmetrisch, wobei jede der Zwischenverbindungsschichten (6a, 6b) das Hochwiderstandselement (3) mit demselben Betrag bedecken. Somit kann eine Halbleitervorrichtung erzielt werden, deren Freiheitsgrad beim Gestalten des Layouts von Zwischenverbindungen verbessert ist, welche an Zwischenverbindungsschichten (6a, 6b) zu verbinden sind, die elektrisch über Kontaktstellen an das Hochwiderstandselement (3) verbunden sind.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Halbleitervorrichtung unter Verwendung eines Hochwiderstandselements und insbesondere auf eine Halbleitervorrichtung, in der ein Hochwiderstandselement in einer analogen Schaltung verwendet wird.
Herkömmlich ist ein Hochwiderstandselement in einer analogen Schaltung von vielen LSI (Großintegrations)-Vorrichtungen wie Speicher-LSI-Vorrichtungen verwendet worden. In der Analogschaltung beeinflussen die Eigenschaften des Hochwiderstandselements den Betrieb der Schaltung beträchtlich, wobei häufig die Eigenschaften der LSI-Vorrichtung selbst beeinflusst werden.
Als repräsentatives Beispiel kann in einer Referenzpotential (Vref)-Erzeugungsschaltung die Fluktuation des Widerstandswerts eines Hochwiderstandselements sogar das durch die Schaltung erzeugte Referenzpotential verändern.

Im folgenden werden Abschnitte einer der Anmelderin bekannten Halbleitervorrichtung, bei welcher ein Hochwiderstandselement verwendet wird, unter Bezugnahme auf die Draufsichten oder Querschnittsansichten der Fig. 16 bis 18 beschrieben.

Wie in den Fig. 16 bis 18 gezeigt, schließt eine der Anmelderin bekannte Halbleitervorrichtung unter Verwendung eines Hochwiderstandselements eine Wanne 101, die mit einer N- Verunreinigung dotiert ist, einen Element-Trennisolierfilm 102, der von einer Hauptoberfläche der Wanne 101 bis zu einer vorbestimmten Tiefe gebildet ist, ein Hochwiderstandselement 103, das aus einer Diffusionsschicht einer P-Verunreinigung aufgebaut ist und vom Element-Trennisolierfilm 102 umgeben ist, Kontaktstellen 104a und 104b, die mit dem Hochwiderstandselement 103 verbunden sind, einen Zwischenschichtisolierfilm 105, in dem die Kontaktstellen 104a und 104b eingebettet sind, eine Zwischenverbindungsschicht 106a, die auf dem Zwischenschichtisolierfilm 105 gebildet ist und mit der Kontaktstelle 104a verbunden ist, eine Zwischenverbindungsschicht 106b, die mit der Kontaktstelle 104b verbunden ist, einen Zwischenschichtisolierfilm 107, der zum Bedecken der jeweiligen Zwischenverbindungsschichten 104a und 104b gebildet ist, sowie eine auf dem Zwischenschichtisolierfilm 107 gebildete, obere Zwischenverbindungsschicht 108 ein.

Wie in Fig. 16 bis 18 gezeigt, wird der Widerstandswert des Hochwiderstandselements 103 bestimmt durch den Widerstandswert pro Flächeneinheit und der Dimension der P-Verunreinigungs- Diffusionsschicht. Der Widerstandswert R des Hochwiderstandselements 103 kann zum Beispiel wie folgt ausgedrückt werden:

R = R_p × L/W,

wobei R_p der Widerstandswert pro Einheitsfläche der P- Verunreinigungs-Diffusionsschicht ist, L die Länge der P- Verunreinigungs-Diffusionsschicht ist und W die Breite der P- Verunreinigungs-Diffusionsschicht ist. Wenn R konstant ist, fluktuiert der Widerstandswert des Hochwiderstandselements 103 entsprechend dem Ausmaß des Effekts von den Veränderungen im Potential der oberen Zwischenverbindungsschicht 108, wie in Fig. 18 durch die Pfeile 125 angezeigt.

Speziell ist die in Fig. 18 gezeigte Struktur, die die obere Zwischenverbindungsschicht 108, die Zwischenschichtisolierfilme 105, 108 und das Hochwiderstandselement 103 einschließt, ähnlich zur Struktur eines MOS-Transistors, der eine Gate- Elektrode, einen Gateisolierfilm und einen Kanalbereich einschließt. So verändert die Fluktuation des Potentials der oberen Zwischenverbindungsschicht 108 zwischen "H" und "L" den Zustand an Ladungen, die im Hochwiderstandselement 103 verteilt sind, welches als P-Verunreinigungs-Diffusionsschicht ausgestaltet ist. Als Ergebnis verändert sich der Widerstandswert des Hochwiderstandselements 103, was wiederum die Menge an Ladung, die durch das Hochwiderstandselement 103 strömt, ändert.

Eine mögliche Technik zum Lösen des oben bezeichneten Problems besteht in einer Struktur, bei der die Zwischenverbindungsschicht 106b so gebildet ist, daß der Bereich über dem Hochwiderstandsbereich 103 im wesentlichen bedeckt ist, wie in Fig. 19 bis 21 gezeigt. Bei dieser Struktur unterdrückt der Abschnitt der Zwischenverbindungsschicht 106b, der über dem Hochwiderstandsbereich 103 gebildet ist, die elektrische Wirkung der oberen Zwischenverbindungsschicht 108, wie durch die Pfeile 125 angezeigt ist, selbst wenn die Menge des Stroms, die durch die obere Zwischenverbindungsschicht 108 strömt, sich verändert. Somit wird der Widerstandswert des Hochwiderstandselements 103 an der Fluktuation gehindert.

Speziell erstreckt sich in einer in den Fig. 19 bis 21 gezeigten Halbleitervorrichtung die Zwischenverbindungsschicht 106b auf den Bereich zwischen der Kontaktstelle 104a und der Kontaktstelle 104b direkt über dem Hochwiderstandselement 103. Somit schirmt die Zwischenverbindungsschicht 106b das Hochwiderstandselement 103 vor dem Effekt aus den Veränderungen des Potentials der oberen Zwischenverbindungsschicht 108 ab. Es wird die Tatsache ausgenutzt, daß das Potential der Zwischenverbindungsschicht 106b nicht wie die obere Zwischenverbindungsschicht 108 fluktuiert und stets identisch ist zu demjenigen der Kontaktstelle 104b, die mit dem Hochwiderstandselement 103 verbunden ist.

Bei der oben bezeichneten Halbleitervorrichtung sind jedoch die Ausdehnungslängen der Zwischenverbindungsschicht 106a und der Zwischenverbindungsschicht 106b unterschiedlich. Mit anderen Worten sind die Zwischenverbindungsschicht 106a und die Zwischenverbindungsschicht 106b gegenüber dem Hochwiderstandselement 103 asymmetrisch. Somit sind die elektrischen Effekte gegenüber dem Widerstandswert des Hochwiderstandselements 103, die durch die Zwischenverbindungsschicht 106a verursacht werden, und diejenigen, die durch die Zwischenverbindungsschicht 106b verursacht werden, unterschiedlich. Deshalb wird, je nach dem, ob eine mit der Hochpotentialelektrodenseite verbundene Zwischenverbindungsschicht mit den Zwischenverbindungsschichten 106a oder 106b verbunden ist, der Widerstandswert des Hochwiderstandselements 103 und im Ergebnis die Menge an hindurchfließendem Strom unterschiedlich. Als Ergebnis gab es bei der Gestaltung einer Halbleitervorrichtung eine Begrenzung beim Freiheitsgrad des Layouts einer Zwischenverbindungsschicht, die mit der Hochpotentialelektrodenseite verbunden ist, die über die Zwischenverbindungsschichten 106a und 106b mit dem Hochwiderstandselement 103 elektrisch zu verbinden ist.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Halbleitervorrichtung bereitzustellen mit einem verbesserten Freiheitsgrad beim Gestalten des Layouts einer Zwischenverbindungsschicht, die über Kontaktstellen mit einem Hochwiderstandselement elektrisch verbunden ist, oder einer Zwischenverbindung, die über Kontaktstellen mit einer Leitungseinheit verbunden ist.

Eine Halbleitervorrichtung unter Verwendung eines Widerstandselements gemäß einem ersten Gegenstand der vorliegenden Erfindung schließt ein Halbleitersubstrat, ein über oder im Halbleitersubstrat gebildetes Widerstandselement, einen auf dem Widerstandselement gebildeten Zwischenschichtisolierfilm, ein erstes Kontaktloch, das den Zwischenschichtisolierfilm vertikal durchdringt und mit dem Widerstandselement verbunden ist, ein zweites Kontaktloch, das den Zwischenschichtisolierfilm vertikal durchdringt und mit dem Widerstandselement verbunden ist, eine erste Zwischenverbindungsschicht, die auf dem Zwischenschichtisolierfilm gebildet ist und mit dem ersten Kontaktloch verbunden ist, sowie eine zweite Zwischenverbindungsschicht, die auf dem Zwischenschichtisolierfilm gebildet ist und mit dem zweiten Kontaktloch verbunden ist, ein. Über dem Bereich zwischen den ersten und zweiten Kontaktlöchern sind die ersten und zweiten Zwischenverbindungsschichten in Bezug auf die vorgegebene Ebene symmetrisch gebildet, die senkrecht zum Halbleitersubstrat steht, oder sie sind in Schichten identischer Dicke und bei derselben Höhe und in Punktsymmetrie auf einer vorgegebenen Ebene, die parallel zum Halbleitersubstrat verläuft, gebildet.

Gemäß der obigen Struktur werden oberhalb des Bereichs zwischen den ersten und zweiten Kontaktlöchern die jeweiligen elektrischen Effekte gegenüber dem Widerstandswert des Widerstandselements durch die ersten und zweiten Zwischenverbindungsschichten äquivalent, wodurch der Freiheitsgrad beim Gestalten der Zwischenverbindungsschichten, die jeweils mit den ersten und zweiten Zwischenverbindungsschichten verbunden sind, verbessert wird.

Eine Halbleitervorrichtung unter Verwendung eines Widerstandselements gemäß einem zweiten Gegenstand der vorliegenden Erfindung schließt ein Halbleitersubstrat, ein über dem Halbleitersubstrat gebildetes Widerstandselement, einen unter dem Widerstandselement gebildeten Zwischenschichtisolierfilm, ein erstes Kontaktloch, das den Zwischenschichtisolierfilm vertikal durchdringt und mit dem Widerstandselement verbunden ist, ein zweites Kontaktloch, das den Zwischenschichtisolierfilm vertikal durchdringt und mit dem Widerstandselement verbunden ist, eine erste Leitungseinheit, die unter dem Zwischenschichtisolierfilm gebildet ist und mit dem ersten Kontaktloch verbunden ist, sowie eine zweite Leitungseinheit, die unter dem Zwischenschichtisolierfilm gebildet ist und mit dem zweiten Kontaktloch verbunden ist. Und unter dem Bereich zwischen dem ersten und dem zweiten Kontaktloch sind die ersten und die zweiten Leitungseinheiten symmetrisch in Bezug auf die vorgegebene Ebene gebildet, die senkrecht zum Halbleitersubstrat steht, oder sie sind in Schichten identischer Dicken und bei derselben Höhe und in Punktsymmetrie auf einer vorgegebenen Ebene, die parallel zum Halbleitersubstrat verläuft, gebildet.

Gemäß der obigen Struktur werden unter dem Bereich zwischen dem ersten und dem zweiten Kontaktloch die jeweiligen elektrischen Effekte gegenüber dem Widerstandswert des Widerstandselements durch die erste und die zweite Leitungseinheit äquivalent, wodurch der Freiheitsgrad beim Gestalten der Zwischenverbindungsschichten, die jeweils mit der ersten und der zweiten Leitungseinheit verbunden sind, verbessert.

Eine Halbleitervorrichtung unter Verwendung eines Widerstandselements gemäß einem dritten Gegenstand der vorliegenden Erfindung schließt ein Halbleitersubstrat, ein über dem Halbleitersubstrat gebildetes Widerstandselement, einen unter dem Widerstandselement gebildeten, ersten Zwischenschichtisolierfilm, einen auf dem Widerstandselement gebildeten, zweiten Zwischenschichtisolierfilm, eine unter dem ersten Zwischenschichtisolierfilm gebildete, erste Leitungseinheit, eine unter dem ersten Zwischenschichtisolierfilm gebildete und mit der ersten Leitungseinheit nicht identische, zweite Leitungseinheit, eine auf dem zweiten Zwischenschichtisolierfilm gebildete, dritte Leitungseinheit, eine auf dem zweiten Zwischenschichtisolierfilm gebildete und mit der dritten Leitungseinheit nicht identische, vierte Leitungseinheit, ein erstes Kontaktloch, das den ersten und den zweiten Zwischenschichtisolierfilm vertikal durchdringt und mit der ersten und der dritten Leitungseinheit verbunden ist, ein zweites Kontaktloch, das den ersten und den zweiten Zwischenschichtisolierfilm vertikal durchdringt und mit der zweiten und der vierten Leitungseinheit verbunden ist, ein drittes Kontaktloch, das den zweiten Zwischenschichtisolierfilm vertikal durchdringt und mit dem Widerstandselement und der dritten Leitungseinheit verbunden ist, sowie ein viertes Kontaktloch, das den zweiten Zwischenschichtisolierfilm vertikal durchdringt und mit dem Widerstandselement und der vierten Leitungseinheit verbunden ist, ein. Und unterhalb des Bereichs zwischen dem ersten und dem zweiten Kontaktloch sind die erste und die zweite Leitungseinheit symmetrisch in Bezug auf die vorgegebene Ebene gebildet, die senkrecht zum Halbleitersubstrat steht, oder sind in Schichten identischer Dicke und bei derselben Höhe und in Punktsymmetrie auf einer vorgegebenen Ebene, die parallel zum Halbleitersubstrat verläuft, gebildet, und oberhalb des Bereichs zwischen dem dritten und dem vierten Kontaktloch sind die dritte und die vierte Leitungseinheit symmetrisch in Bezug auf die vorgegebene Ebene gebildet, die senkrecht zum Halbleitersubstrat steht, oder sind in Schichten identischer Dicke und bei derselben Höhe und in Punktsymmetrie auf einer vorgegebenen Ebene, die parallel zum Halbleitersubstrat verläuft, gebildet.

Gemäß der obigen Struktur werden unterhalb des Bereichs zwischen dem ersten und dem zweiten Kontaktloch die jeweiligen elektrischen Effekte gegenüber dem Widerstandswert des Widerstandselements durch die erste und die zweite Leitungseinheit äquivalent, wodurch der Freiheitsgrad beim Gestalten der Zwischenverbindungsschichten, die jeweils mit der ersten und der zweiten Leitungseinheit verbunden sind, verbessert. Ähnlich werden unterhalb des Bereichs zwischen dem dritten und dem vierten Kontaktloch die jeweiligen elektrischen Effekte gegenüber dem Widerstandswert des Widerstandselements durch die dritte und die vierte Leitungseinheit äquivalent, wodurch der Freiheitsgrad beim Gestalten der Zwischenverbindungsschichten, die jeweils mit der dritten und der vierten Leitungseinheit verbunden sind, verbessert.

Die vorangehenden und weiteren Aufgaben, Merkmale, Gegenstände und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden deutlicher aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung der vorliegenden Erfindung unter Berücksichtigung der beigefügten Zeichnungen.
Fig. 1 ist eine Draufsicht, die die Hochwiderstandselementeinheit und die umgebende Struktur einer Halbleitervorrichtung einer ersten Ausführungsform veranschaulicht.
Fig. 2 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie II-II der Fig. 1.
Fig. 3 veranschaulicht eine Struktur von in Reihe verbundenen Hochwiderstandselementen.
Fig. 4 veranschaulicht die Struktur der Fig. 3 mit Schaltungssymbolen.
Fig. 5 und 6 sind Querschnittsansichten, die Halbleitervorrichtungen unter Verwendung von in einer ersten Ausführungsform verwendeten, beispielhaften Hochwiderstandselementen veranschaulichen.
Fig. 7 ist eine Querschnittsansicht, die Halbleitervorrichtungen unter Verwendung von anderen beispielhaften Hochwiderstandselementen der ersten Ausführungsform veranschaulicht.
Fig. 8 ist eine Querschnittsansicht, die eine Halbleitervorrichtung unter Verwendung eines Hochwiderstandselements einer zweiten Ausführungsform veranschaulicht.
Fig. 9 ist eine Querschnittsansicht, die eine Halbleitervorrichtung unter Verwendung eines Hochwiderstandselements einer dritten Ausführungsform veranschaulicht.
Fig. 10 ist eine Querschnittsansicht, die eine Halbleitervorrichtung unter Verwendung eines Hochwiderstandselements einer vierten Ausführungsform veranschaulicht.
Fig. 11 ist eine Querschnittsansicht, die eine Halbleitervorrichtung unter Verwendung eines Hochwiderstandselements einer fünften Ausführungsform veranschaulicht.
Fig. 12 ist eine Querschnittsansicht, die eine Halbleitervorrichtung unter Verwendung eines Hochwiderstandselements einer sechsten Ausführungsform veranschaulicht.
Fig. 13 ist eine Querschnittsansicht, die eine Halbleitervorrichtung unter Verwendung eines Hochwiderstandselements einer siebten Ausführungsform veranschaulicht.
Fig. 14 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie XIV-XIV der Fig. 13.
Fig. 15 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie XV-XV der Fig. 14.
Fig. 16 ist eine Draufsicht einer Struktur, die eine Hochwiderstandselementeinheit einer der Anmelderin bekannten Halbleitervorrichtung umgibt.
Fig. 17 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie XVII- XVII der Fig. 16.
Fig. 18 veranschaulicht den Effekt eines fluktuierenden Potentials einer oberen Zwischenverbindungsschicht gegenüber einem Hochwiderstandselement einer der Anmelderin bekannten Halbleitervorrichtung.
Fig. 19 ist eine Draufsicht, die eine Umgebungsstruktur einer Hochwiderstandselementeinheit einer der Anmelderin bekannten Halbleitervorrichtung unter Verwendung eines Hochwiderstandselements veranschaulicht.
Fig. 20 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie XX-XX der Fig. 19.
Fig. 21 veranschaulicht eine der Anmelderin bekannte Halbleitervorrichtung unter Verwendung eines Hochwiderstandselements, bei dem ein Effekt einer oberen Zwischenverbindungsschicht darauf unterdrückt ist.

Erste Ausführungsform

Zunächst wird unter Bezugnahme auf Fig. 1 und 2 eine Halbleitervorrichtung unter Verwendung eines Hochwiderstandselements einer ersten Ausführungsform beschrieben. Wie in Fig. 1 und 2 gezeigt, schließt die Halbleitervorrichtung unter Verwendung eines Hochwiderstandselements der vorliegenden Ausführungsform eine Wanne 1, die mit einer Verunreinigung vom N-Typ dotiert ist, einen Trennisolierfilm 2, der auf der Hauptoberfläche der Wanne 1 auf eine vorbestimmte Tiefe gebildet ist, ein Hochwiderstandselement 3, das von der Hauptoberfläche der Wanne 1 bis zu einer vorbestimmten Tiefe gebildet ist und von dem Trennisolierfilm 2 umgeben ist sowie eine P-Verunreinigungs- Diffusionsschicht aufweist, zwei Kontaktstellen 4a und 4b, die mit dem Hochwiderstandselement 3 verbunden sind, einen Zwischenschichtisolierfilm 5, in den die Kontaktstellen 4a und 4b eingebettet bzw. vertieft sind, Zwischenverbindungsschichten 6a und 6b, die die Kontaktstellen 4a und 4b kontaktieren und auf dem Zwischenschichtisolierfilm 5 gebildet sind, einen Zwischenschichtisolierfilm 7, der zum Bedecken der Zwischenverbindungsschichten 6a und 6b gebildet ist, und eine obere Zwischenverbindungsschicht 8, die auf dem Zwischenschichtisolierfilm 7 gebildet ist, ein.
Ferner sind bei der das Hochwiderstandselement der vorliegenden Erfindung einschließenden Halbleitervorrichtung die Zwischenverbindungsschichten 6a und 6b so gebildet, daß ein Bereich über dem Hochwiderstandselement 3 bedeckt ist. Selbst wenn die Menge an Strom, die durch die obere Zwischenverbindungsschicht 8 fließt, sich verändert, unterdrücken somit die verlängerten Abschnitte der Zwischenverbindungsschichten 6a und 6b oberhalb des Hochwiderstandselements 3 den durch die Pfeile 25 ausgedrückten elektrischen Effekt der oberen Zwischenverbindungsschicht 8. Somit wird die Fluktuation des Widerstandswerts des Hochwiderstandselements 3 unterdrückt, selbst wenn das Potential der oberen Zwischenverbindungsschicht 8 sich ändert.
Speziell schirmen bei der Halbleitervorrichtung der vorliegenden Ausführungsform die Zwischenverbindungsschichten 6a und 6b das Hochwiderstandselement 3 vor der Wirkung der Fluktuation des Potentials der oberen Zwischenverbindungsschicht 8 ab. Das Potential der Zwischenverbindungsschichten 6a und 6b ist stets gegenüber den Kontaktstellen 4a und 4b, die mit dem Hochwiderstandselement 3 verbunden sind, identisch und fluktuiert nicht wie die obere Zwischenverbindungsschicht 8. Somit ist der Unterschied zwischen dem Potential der Zwischenverbindungsschichten 6a und 6b und dem des Hochwiderstandselements 3 konstant. Somit wird der Widerstandswert des Hochwiderstandselements 3 stabiler als derjenige bei der der Anmelderin bekannten Halbleitervorrichtung.
In Fig. 1 wird die Linie Y1-Y1 zwischen den verlängerten Spitzen der Zwischenverbindungsschichten 6a und 6b gezeigt. Die Linie Y1-Y1 ist senkrecht zu einer Linie, die die Zentren der Kontaktstellen 4a und 4b verbindet, bei dessen Mittelpunkt auf einer in Fig. 1 gezeigten Ebene.
In Fig. 2 ist eine Linie Y2-Y2 zwischen den verlängerten Spitzen der Zwischenverbindungsschichten 6a und 6b gezeigt. Die Linie Y2-Y2 ist senkrecht zur Hauptoberfläche des Halbleitersubstrats und teilt bei dem in Fig. 2 gezeigten Querschnitt den Abstand zwischen den Zentren der Kontaktstellen 4a und 4b in gleiche Teile.
Die Struktur um das Hochwiderstandselement 3 der Halbleitervorrichtung der vorliegenden Ausführungsform weist Spiegelsymmetrien gegenüber einer in Fig. 1 gezeigten, die Linie Y1-Y1 einschließenden Ebene und einer in Fig. 2 gezeigten Linie Y2-Y2 auf. Das heißt, das Hochwiderstandselement 3, die Kontaktstellen 4a und 4b und die Zwischenverbindungsschichten 6a und 6b sind sowohl in Fig. 1 als auch in Fig. 2 symmetrisch, und die Zwischenverbindungsschichten 6a und 6b bedecken das Hochwiderstandselement 3 jeweils mit derselben Länge.
Zusätzlich sind die Hochwiderstandselemente 3 gewöhnlich in einer Gruppe/Gruppen bei einem Punkt oder bei einer Vielzahl von Punkten angeordnet, um Veränderungen bei der Herstellungsgenauigkeit zu vermindern. Ferner ist das Hochwiderstandselement 3 häufig in einem gewissen Abstand von anderen Schaltungen 50 und 60 oder irgendwelchen anderen Elementen entfernt angeordnet, um den Effekt davon zu vermindern.
Die Flächen zwischen dem Hochwiderstandselement 3 und anderen Elementen kann nicht genutzt werden, um irgendwelche Elemente unterzubringen, wodurch Raum verloren geht. Um die verlorene Fläche zu vermindern, sollte das Hochwiderstandselement 3 um einen Punkt gruppiert werden. Zusätzliche Hochwiderstandselemente 3 werden oft noch angeordnet, was für Veränderungen der Eigenschaften des Hochwiderstandselements 3 und für eine Modifikation von anderen Schaltungen 50 und 60, ausgeführt im anschließenden Prozess der Gestaltung der Halbleitervorrichtung, sorgt.
Bei Verwendung einer Vielzahl von Hochwiderstandselementen zur Verbindung in ein (1) Widerstandselement in der Halbleitervorrichtung ist es zum Beispiel wirksam, jedes Hochwiderstandselement seriell zu verbinden, wie in Fig. 3 und 4 gezeigt. Bei Verwendung eines Hochwiderstandselements 3 (oder einer später diskutierten Hochwiderstandselementschicht 11) der vorliegenden Ausführungsform als dem Hochwiderstandselement der vorliegenden Erfindung wird das Schaltungsdiagramm, das einen Verbindungszustand zwischen jedem Hochwiderstandselement 3 zeigt, wie in Fig. 4 gezeigt sein. Die Struktur, jedes Hochwiderstandselement wie in Fig. 3 und 4 gezeigt seriell zu verbinden, ist auf jedes Hochwiderstandselement von jeder unten beschriebenen Ausführungsform anwendbar.
Bei der oben bezeichneten Struktur, bei der die Zwischenverbindungsschichten 6a und 6b das Hochwiderstandselement 3 abschirmen, sind Strukturvariationen wie unten unter Bezugnahme auf Fig. 5 bis 7 beschrieben möglich.
Zunächst ist eine mögliche Struktur in Fig. 5 gezeigt, bei der die Zwischenräume zwischen den Zwischenverbindungsschichten 6a und 6b sowie 6b und 6c jeweils näher am Grundpotential GND als beim Referenzpotential VDD in Bezug auf die jeweiligen mittleren Abschnitte der Hochwiderstandselemente 3a und 3b angeordnet.
Eine andere mögliche Struktur ist in Fig. 6 gezeigt, bei der ein Zwischenraum zwischen den Zwischenverbindungsschichten 6a und 6b und ein anderer Zwischenraum zwischen den Zwischenverbindungsschichten 6b und 6c in unterschiedlicher Beziehung zu den Zentren des jeweiligen Hochwiderstandselements 3a bzw. 3b positioniert.
Eine weitere mögliche Struktur besteht in einem Paar von verlängerten Spitzen von Zwischenverbindungsschichten, die jeweils ein Hochwiderstandselement mit derselben Länge bedecken. Zum Beispiel bei einem in Fig. 7 gezeigten Halbleiter der vorliegenden Ausführungsform ist eine Struktur gezeigt, in der verlängerte Spitzen von Zwischenverbindungsschichten 6a und 6b auf derselben Länge das Hochwiderstandselement 3a bedecken, während die gegenüberliegende, verlängerte Spitze der Zwischenverbindungsschicht 6b und die verlängerte Spitze der Zwischenverbindungsschicht 6c auf derselben Länge das Hochwiderstandselement 3b bedecken.
Die in Fig. 7 gezeigte Struktur, bei der eine Vielzahl von Hochwiderstandselementen in Reihe verbunden sind, kann als eine Struktur gewürdigt werden, bei der eine Vielzahl von Einheiten von Elementen wiederholt angeordnet sind, wobei jede der Einheiten bezüglich Form und Material identisch ist und so definiert ist, daß sie ein Hochwiderstandselement, zwei mit dem Hochwiderstandselement verbundene Kontaktstellen sowie zwei den beiden Kontaktstellen entsprechende Zwischenverbindungsschichten einschließt.
Die Erfinder der vorliegenden Erfindung fanden, daß in der Struktur, wo ein Paar von Zwischenverbindungen ein Hochwiderstandselement auf derselben Länge bedecken, wie in Fig. 7 gezeigt, die folgenden Vorteile aufweist.
Wie in der Beschreibungseinleitung beschrieben wird das Hochwiderstandselement 3a nicht nur durch Potentialveränderungen der oberen Zwischenverbindungsschicht 8 beeinträchtigt, die über einer Kanalfläche eines MOS-Transistors gebildet ist, sondern auch durch Zwischenverbindungsschichten 6a und 6b. Mit anderen Worten tragen sowohl die obere Zwischenverbindungsschicht 8 als auch die Zwischenverbindungsschichten 6a und 6b zu Veränderungen im Widerstandswert des Hochwiderstandselements 3a bei. Ferner wird das Hochwiderstandselement 3b nicht nur durch Potentialveränderungen der oberen Zwischenverbindungsschicht beeinträchtigt, die über dem Kanalbereich eines MOS-Transistors gebildet ist, sondern auch durch die Zwischenverbindungsschichten 6b und 6c. Mit anderen Worten tragen sowohl die obere Zwischenverbindungsschicht 8 als auch die Zwischenverbindungsschichten 6b und 6c zu Veränderungen im Widerstandswert des Hochwiderstandselements 3b bei.
Bei einer Halbleitervorrichtung der vorliegenden Ausführungsform unter Verwendung des in Fig. 5 gezeigten Hochwiderstandselements fungieren die Zwischenverbindungsschichten 6b und 6c als Gate-Elektroden eines MOS-Transistors, und die Gate- Elektroden sind mit Kontaktstellen 6b und 6d verbunden, die ihrerseits als Source- oder Drain-Elektroden fungieren. Ferner fungiert in einer in Fig. 6 gezeigten Halbleitervorrichtung unter Verwendung eines Hochwiderstandselements die Zwischenverbindungsschicht 6b als Gateeleketrode eines MOS-Transistors, und die Gate-Elektroden sind mit Kontaktstellen 4b und 4c verbunden, die ihrerseits als Source- oder Drain-Elektroden fungieren. Somit sind die in Fig. 5 und 6 gezeigten Hochwiderstandselemente und die Umgebungsstruktur ähnlich zu einem Transistor, bei dem die Gate-Elektroden und die Source-Elektroden oder Drain-Elektroden sich in einem Kurzschluß befinden. Im Ergebnis tritt abhängig davon, welche der Zwischenverbindungsschichten 6a, 6b oder 6c mit einer Elektrode eines höheren Potentials verbunden ist, ein Strukturunterschied auf, ähnlich zum Unterschied zwischen einer mit einer Source-Elektrode verbundenen Gate-Elektrode und einer mit einer Drain-Elektrode verbundenen Gate-Elektrode.
Aufgrund des dem Strukturunterschied entsprechenden Unterschieds zwischen den Widerstandswerten der Hochwiderstandselemente 3a und 3b wird die Menge an Strom, die durch die Hochwiderstandselemente 3a und 3b fließt, unterschiedlich sind. Beim Gestalten einer in Fig. 6 gezeigten Halbleitervorrichtung unter Verwendung eines Hochwiderstandselements wird dadurch bestimmt, an welche Zwischenverbindungsschichten 6a, 6b oder 6c, die mit dem Hochwiderstandselement 3a verbunden sind, eine Zwischenverbindungsschicht, die mit einer Elektrode eines höheren Potentials verbunden ist, zu verbinden sein wird. Somit wird eine Einschränkung auferlegt beim Layout der Zwischenverbindungsschichten, die mit den Zwischenverbindungsschichten 6a, 6b und 6c zu verbinden sind.
Deshalb ist bei der Halbleitervorrichtung der vorliegenden Ausführungsform unter Verwendung einer Mehrzahl von Hochwiderstandselementen jedes Hochwiderstandselement wie in Fig. 7 gezeigt strukturiert. In Fig. 7 ist eine Linie Y3-Y3, die vertikal zwischen den Spitzen von Zwischenverbindungsschichten 6a und 6b verläuft, veranschaulicht. Die Linie Y3-Y3 ist senkrecht zur Hauptoberfläche des Halbleitersubstrats in Fig. 7, die eine Querschnittsansicht darstellt, wobei der Abstand zwischen den Kontaktstellen 4a und 4b gleich unterteilt wird. Zusätzlich ist in Fig. 7 eine Linie Y4-Y4, die vertikal zwischen den Spitzen der Zwischenverbindungsschichten 6b und 6c verläuft, veranschaulicht. Die Linie Y4-Y4 ist senkrecht zur Hauptoberfläche des Halbleitersubstrats in Fig. 7, die eine Querschnittsansicht darstellt, wobei der Abstand zwischen den Kontaktstellen 4b und 4c gleich unterteilt wird.
In der in Fig. 7 gezeigten Struktur sind das Hochwiderstandselement 3a, die Kontaktstellen 4a und 4b und die Zwischenverbindungsschichten 6a und 6b in Spiegelsymmetrie gegenüber einer die Linie Y3-Y3 einschließenden Ebene und senkrecht zur Blattoberfläche gebildet.
Ferner sind in der in Fig. 7 gezeigten Struktur das Hochwiderstandselement 3b, die Kontaktstellen 4c und 4d und die Zwischenverbindungsschichten 6b und 6c in Spiegelsymmetrie gegenüber einer die Linie Y4-Y4 einschließenden Ebene und senkrecht zur Zeichnungsoberfläche gebildet.
Somit können die Effekte auf den Widerstandswert eines Hochwiderstandselements durch die Zwischenverbindungsschichten 6a, 6b und 6c äquivalent sein, indem eines von einer Vielzahl von Einheiten in Symmetrie gegenüber einer vorgegebenen Ebene pro Einheit vorliegt, wobei jede der Einheiten Hochwiderstandselemente 3a und 3b, Kontaktstellen 4a, 4b, 4c und 4d und Zwischenverbindungsschichten 6a, 6b und 6c einschließt. Deshalb kann der Freiheitsgrad beim Gestalten des Layouts von Zwischenverbindungsschichten zur Verbindung von entsprechenden Zwischenverbindungsschichten 6a, 6b und 6c verbessert werden.

Zweite Ausführungsform

Als nächstes wird unter Bezugnahme auf Fig. 8 eine Halbleitervorrichtung einer zweiten Ausführungsform unter Verwendung eines Hochwiderstandselements beschrieben.
Die Halbleitervorrichtung der zweiten Ausführungsform unter Verwendung eines Hochwiderstandselements schließt einen über einem Halbleitersubstrat gebildeten Zwischenschichtisolierfilm 10, eine Polysilizium einschließende Hochwiderstandselementschicht 11, die auf dem Zwischenschichtisolierfilm 10 gebildet ist, Kontaktstellen 4a und 4b, die zum Verbinden mit der Hochwiderstandselementschicht 11 gebildet sind, einen Zwischenschichtisolierfilm 5, in dem die Hochwiderstandselementschicht 11 und die Kontaktstellen 4a und 4b vergraben bzw. eingebettet sind, auf dem Zwischenschichtisolierfilm 5 gebildete Zwischenverbindungsschichten 6a und 6b zum Verbinden mit den Kontaktstellen 4a und 4b, einen Zwischenschichtisolierfilm 7, der zum Bedecken der Zwischenverbindungsschichten 6a und 6b gebildet ist, und eine auf dem Zwischenschichtisolierfilm 7 gebildete, obere Zwischenverbindungsschicht 8 ein.
Ähnlich zu der das Hochwiderstandselement verwendenden Halbleitervorrichtung der ersten Ausführungsform wird in der oben bezeichneten Struktur die Hochwiderstandselementschicht 11 durch die Zwischenverbindungsschichten 6a und 6b abgeschirmt, um den Effekt des fluktuierenden Potentials der oberen Zwischenverbindungsschicht 8 zu verhindern, die über den Zwischenschichtisolierfilm 7 auf den Zwischenverbindungsschichten 6a und 6b gebildet ist. Als Ergebnis fluktuiert das Potential der Hochwiderstandselementschicht nicht, wodurch der Widerstandswert der Hochwiderstandselementschicht 11 stabiler wird als bei der der Anmelderin bekannten Halbleitervorrichtung.
In Fig. 8 ist eine Linie Y5-Y5, die vertikal zwischen Spitzen von Zwischenverbindungsschichten 6a und 6b verläuft, veranschaulicht. Die Linie Y5-Y5 ist senkrecht zur Hauptoberfläche des Halbleitersubstrats in der eine Querschnittsansicht zeigenden Fig. 8, wobei der Abstand zwischen den Kontaktstellen 4a und 4b in gleiche Teile unterteilt wird.
In der in Fig. 8 gezeigten Struktur sind die Hochwiderstandselementschicht 11, die Kontaktstellen 4a und 4b und die Zwischenverbindungsschichten 6a und 6b in Spiegelsymmetrie gegenüber einer die Linie Y5-Y5 einschließenden Ebene und senkrecht zur Blattoberfläche gebildet.
Deshalb kann, ähnlich zur Halbleitervorrichtung der ersten Ausführungsform, der Freiheitsgrad beim Gestalten des Layouts der Zwischenverbindungsschichten zum Verbinden an jeweilige Zwischenverbindungsschichten 6a und 6b verbessert werden.

Dritte Ausführungsform

Als nächstes wird unter Bezugnahme auf Fig. 9 eine ein Hochwiderstandselement verwendende Halbleitervorrichtung einer dritten Ausführungsform beschrieben.
Wie in Fig. 9 gezeigt, schließt die Halbleitervorrichtung unter Verwendung des Hochwiderstandselements der vorliegenden Ausführungsform ein N^--Wanne 22, die in einer P^--Wanne 20 gebildet ist, um als ein Hochwiderstandselement zu fungieren, einen Trennisolierfilm 2, der zum Umgeben der N^--Wanne 22 gebildet ist, einen innerhalb der N^--Wanne 22 gebildeten Isolierfilm 2a, P⁺-Verunreinigungsdiffusionsschichten 22a und 22b, die in einem Bereich, in dem kein Trennisolierfilm 2 und kein Isolierfilm 2a vorliegt, und von der Hauptoberfläche der N^--Wanne 22 ausgehend auf eine vorbestimmte Tiefe gebildet ist, Kontaktstellen 4a und 4b, die die P⁺- Verunreinigungsdiffusionsschichten 22a und 22b verbinden, einen Zwischenschichtisolierfilm 5, der zum Einbetten des Trennisolierfilms 2 und der Kontaktstellen 4a und 4b gebildet ist, Zwischenverbindungsschichten 6a und 6b, die zum Verbinden an die Kontaktstellen 4a und 4b gebildet sind, einen Zwischenschichtisolierfilm 7, der zum Bedecken der Zwischenverbindungsschichten 6a und 6b gebildet ist, und eine auf dem Zwischenschichtisolierfilm 7 gebildete, obere Zwischenverbindungsschicht 8 ein.
In der oben bezeichneten Struktur wird ebenso die Wirkung aus der oberen Zwischenverbindungsschicht 8 gegenüber der W^--Wanne 22 durch die Zwischenverbindungsschichten 6a und 6b unterdrückt. Deshalb wird der Widerstandswert der W^--Wanne 22 stabil.
In Fig. 9 ist eine Linie Y6-Y6, die vertikal zwischen Spitzen der Zwischenverbindungsschicht 6a und 6b verläuft, veranschaulicht. Die Linie Y6-Y6 ist senkrecht zur Hauptoberfläche des Halbleitersubstrats in Fig. 9, die eine Querschnittsansicht zeigt, wobei der Abstand zwischen den Kontaktstellen 4a und 4b in gleiche Teile unterteilt wird. In der das Hochwiderstandselement verwendenden Halbleitervorrichtung der vorliegenden Ausführungsform sind die N^--Wanne 22, die Kontaktstellen 4a und 4b und die Zwischenverbindungsschichten 6a und 6b in Spiegelsymmetrie gegenüber einer die in Fig. 9 gezeigte Linie Y6-Y6 einschließenden Ebene und senkrecht zur Blattoberfläche gebildet.
Deshalb kann, ähnlich zur Halbleitervorrichtung der ersten und zweiten Ausführungsformen der Freiheitsgrad beim Gestalten des Layouts der mit den jeweiligen Zwischenverbindungsschichten 6a und 6b verbundenen Zwischenverbindungsschichten verbessert werden.

Vierte Ausführungsform

Als nächstes wird unter Bezugnahme auf Fig. 10 eine ein Hochwiderstandselement verwendende Halbleitervorrichtung einer vierten Ausführungsform beschrieben.
Die das Hochwiderstandselement verwendende Halbleitervorrichtung der vorliegenden Ausführungsform schließt eine über einem Halbleitersubstrat gebildete, untere Zwischenverbindungsschicht 18, einen auf der unteren Zwischenverbindungsschicht 18gebildeten Zwischenschichtisolierfilm 10, auf dem Zwischenschichtisolierflim 10 gebildete Zwischenverbindungsschichten 16a und 16b, Kontaktstellen 14a und 14b, die zum Verbinden mit den Zwischenverbindungsschichten 16a und 16b gebildet sind, einen Zwischenschichtisolierfilm 15, der zum Einbetten bzw. Eingraben der Kontaktstellen 14a und 14b und der Zwischenverbindungsschichten 16a und 16b gebildet ist, eine Polysilizium einschließende Hochwiderstandselementschicht 11, die auf dem Zwischenschichtisolierfilm 15 zum Verbinden mit den Kontaktstellen 14a und 14b gebildet ist, Kontaktstellen 4a und 4b, die zum Verbinden mit der Hochwiderstandselementschicht 11 gebildet sind, einen Zwischenschichtisolierfilm 5, der zum Einbetten bzw. Eingraben der Hochwiderstandselementschicht 11 und der Kontaktstellen 4a und 4b gebildet ist, Zwischenverbindungsschichten 6a und 6b, die auf dem Zwischenschichtisolierfilm 5 zum Verbinden mit den Kontaktstellen 4a und 4b gebildet sind, einen Zwischenschichtisolierfilm 7, der zum Bedecken der Zwischenverbindungsschichten 6a und 6b gebildet ist, und eine auf dem Zwischenschichtisolierfilm 7 gebildeten, obere Zwischenverbindungsschicht 8 ein.
In der oben bezeichneten Struktur ist ebenso die Hochwiderstandselementschicht 11 durch die Zwischenverbindungsschichten 6a und 6b abgeschirmt, um den Effekt der oberen Zwischenverbindungsschicht 8 zu verhindern, die über dem oberen Zwischenschichtisolierfilm 7 gebildet ist. Ferner ist die Hochwiderstandselementschicht 11 durch die Zwischenverbindungsschichten 16a und 16b abgeschirmt, um den Effekt der unteren Zwischenverbindungsschicht 18 zu verhindern, die über den unteren Zwischenschichtisolierfilm 10 gebildet ist. Im Ergebnis fluktuiert das Potential in der Hochwiderstandselementschicht 11 nicht unter den Effekten der darüber und darunter gebildeten Zwischenverbindungsschichten, wodurch der Widerstandswert der Hochwiderstandselementschicht 11 stabiler wird als bei der der Anmelderin bekannten Halbleitervorrichtung.
In Fig. 10 ist eine Linie Y7-Y7 veranschaulicht, die vertikal zwischen Spitzen von Zwischenverbindungsschichten 6a, 16a und Spitzen von Zwischenverbindungsschichten 6b, 16b verläuft. Die Linie Y7-Y7 ist senkrecht zur Hauptoberfläche des Halbleitersubstrats von Fig. 101 die eine Querschnittsansicht zeigt, wodurch der Abstand zwischen den Kontaktstellen 4a und 4b in gleiche Teile unterteilt wird.
In der das Hochwiderstandselement verwendenden Halbleitervorrichtung der vorliegenden Ausführungsform wie in Fig. 10 gezeigt sind die Hochwiderstandselementschicht 11, die Kontaktstellen 4a und 4b und die Zwischenverbindungsschichten 6a und 6b in Spiegelsymmetrie gegenüber einer die Linie Y7-Y7 einschließenden Ebene und senkrecht zur Blattoberfläche gebildet.
Deshalb kann, ähnlich zu der Halbleitervorrichtung irgendeines der ersten bis dritten Ausführungsformen, der Freiheitsgrad beim Gestalten des Layouts von Zwischenverbindungsschichten zum Verbinden an jeweilige Zwischenverbindungsschichten 6a und 6b verbessert werden.

Fünfte Ausführungsform

Als nächstes wird unter Bezugnahme auf Fig. 11 eine ein Hochwiderstandselement verwendende Halbleitervorrichtung einer fünften Ausführungsform beschrieben.
Die das Hochwiderstandselement verwendende Halbleitervorrichtung der vorliegenden Ausführungsform schließt eine über einem Halbleitersubstrat gebildete, untere Zwischenverbindungsschicht 18, einen auf der unteren Zwischenverbindungsschicht 18 gebildeten Isolierfilm 10, auf dem Isolierfilm 10 gebildete Zwischenverbindungsschichten 16a und 16b, einen Zwischenschichtisolierfilm 15, der zum Einbetten bzw. Eingraben von Zwischenverbindungsschichten 16a und 16b gebildet ist, eine Polysilizium einschließende Hochwiderstandselementschicht 11, die auf dem Zwischenschichtisolierfilm 15 gebildet ist, Kontaktstellen 4a und 4b, die zum Verbinden der Hochwiderstandselementschicht 11 gebildet sind, einen Zwischenschichtisolierfilm 5, der zum Einbetten bzw. Eingraben der Hochwiderstandselementschicht 11 und der Kontaktstellen 4a und 4b gebildet ist, Zwischenverbindungsschichten 6a und 6b, die auf dem Zwischenschichtisolierfilm 5 zum Verbinden mit den Kontaktstellen 4a und 4b gebildet ist, einen Zwischenschichtisolierfilm 7, der zum Bedeckender Zwischenverbindungsschichten 6a und 6b gebildet ist, eine auf dem Zwischenschichtisolierfilm 7 gebildete, obere Zwischenverbindungsschicht 8, und Kontaktstellen 14a und 14b, die zum Verbinden an die Zwischenverbindungsschichten 16a, 16b und die Zwischenverbindungsschichten 6a, 6b über die Zwischenschichtisolierfilme 5, 15 gebildet sind, ein.
In der oben bezeichneten Struktur wird ebenso die Hochwiderstandeelementschicht 11 durch die Zwischenverbindungsschichten 6a und 6b abgeschirmt zum Verhindern des Effekts der oberen Zwischenverbindungsschicht 8, die über den oberen Zwischenschichtisolierfilm 7 gebildet ist. Ferner wird die Hochwiderstandselementschicht 11 durch die Zwischenverbindungsschichten 16a und 16b abgeschirmt zur Verhinderung des Effekts der unteren Zwischenverbindungsschicht 18, die über den unteren Zwischenschichtisolierfilm 10 gebildet ist. Im Ergebnis fluktuiert das Potential in der Hochwiderstandselementsschicht nicht unter den Effekten der darüber oder darunter gebildeten Zwischenverbindungsschichten, wodurch der Widerstandswert der Hochwiderstandselementschicht 11 stabiler wird als bei einer der Anmelderin bekannten Halbleitervorrichtung.
In Fig. 11 ist eine Linie Y8-Y8 veranschaulicht, die vertikal zwischen den Spitzen der Zwischenverbindungsschichten 6a, 16a und den Spitzen der Zwischenverbindungsschichten 6b, 16b verläuft. Die Linie Y8-Y8 ist senkrecht zur Hauptoberfläche des Halbleitersubstrats in Fig. 11, die eine Querschnittsansicht zeigt, wodurch die Abstände zwischen den Kontaktstellen 4a und 4b und zwischen den Kontaktstellen 14a und 14b jeweils in gleiche Teile unterteilt werden.
In der das Hochwiderstandselement verwendenden Halbleitervorrichtung der vorliegenden Ausführungsform wie in Fig. 11 gezeigt sind die Hochwiderstandselementschicht 11, die Kontaktstellen 4a und 4b und die Zwischenverbindungsschichten 6a und 6b in Spiegelsymmetrie gegenüber einer die Linie Y8-Y8 einschließenden Ebene und senkrecht zur Blattoberfläche gebildet.
Deshalb kann, ähnlich zur Halbleitervorrichtung von irgendeiner der ersten bis vierten Ausführungsformen, der Freiheitsgrad beim Gestalten des Layouts von Zwischenverbindungsschichten zum Verbinden an jeweilige Zwischenverbindungsschichten 6a und 6b verbessert werden.
In der das Hochwiderstandselement verwendenden Halbleitervorrichtung der vorliegenden Ausführungsform wie in Fig. 11 gezeigt sind die Hochwiderstandselementschicht 11, die Kontaktstellen 14a und 14b und die Zwischenverbindungsschichten 16a und 16b in Spiegelsymmetrie gegenüber einer die Linie Y8-Y8 einschließenden Ebene und senkrecht zur Blattoberfläche gebildet.
Deshalb kann, ähnlich zur Halbleitervorrichtung irgendeiner der ersten bis vierten Ausführungsformen, der Freiheitsgrad beim Gestalten des Layouts der Zwischenverbindungsschichten zum Verbinden an jeweilige Zwischenverbindungsschichten 16a und 16b verbessert werden.

Sechste Ausführungsform

Als nächstes wird unter Bezugnahme auf Fig. 12 eine ein Hochwiderstandselement verwendende Halbleitervorrichtung einer sechsten Ausführungsform beschrieben.
Die das Hochwiderstandselement verwendende Halbleitervorrichtung der vorliegenden Ausführungsform schließt eine Wanne 1, die in einem Halbleitersubstrat gebildet ist und mit einer N- Verunreinigung dotiert ist, eine in der Wanne 1 gebildete, andere Wanne 30, einen Trennisolierfilm 2, der zum Umgeben dieser anderen Wanne 30 gebildet ist, einen innerhalb der Wanne 1 gebildeten Isolierfilm 2a, Verunreinigungsdiffusionsschichten 26a und 26b, die innerhalb der Wanne 1 und von der Hauptoberfläche davon ausgehend auf eine vorbestimmte Tiefe gebildet sind, einen Zwischenschichtisolierfilm 15, der auf den Verunreinigungsdiffusionsschichten 26a und 26b, dem Isolierfilm 2a und dem Trennisolierfilm 2 gebildet ist, eine Polysilizium einschließende Hochwiderstandselementschicht 11, die auf dem Zwischenschichtisolierfilm 15 gebildet ist, Kontaktstellen 4a und 4b, die zum Verbinden mit der Hochwiderstandselementschicht 11 gebildet sind, einen Zwischenschichtisolierfilm 5, der zum Einbetten bzw. Eingraben der Hochwiderstandselementschicht 11 und der Kontaktstellen 4a und 4b gebildet sind, Zwischenverbindungsschichten 6a und 6b, die auf dem Zwischenschichtisolierfilm 5 zum Verbinden an die Kontaktstellen 4a und 4b gebildet sind, einen Zwischenschichtisolierfilm 7, der zum Bedecken der Zwischenverbindungsschichten 6a und 6b gebildet ist, eine auf dem Zwischenschichtisolierfilm 7 gebildete, obere Zwischenverbindungsschicht 8, und Kontaktstellen 14a und 14b, die zum Verbinden an die Zwischenverbindungsschichten 6a und 6b und die Verunreinigungsdiffusionsschichten 26a und 26b gebildet sind, ein.
In der oben bezeichneten Struktur wird ebenso die Hochwiderstandselementschicht 11 durch die Zwischenverbindungsschichten 6a und 6b abgeschirmt zum Verhindern des Effekts eines fluktuierenden Potentials der oberen Zwischenverbindungsschicht 8, die über den oberen Zwischenschichtisolierfilm 7 gebildet ist. Ferner wird die Hochwiderstandselementschicht 11 abgeschirmt durch die Verunreinigungsdiffusionsschichten 26a und 26b zum Verhindern des Effekts eines fluktuierenden Potentials der gebildeten Wanne 30, die über den Zwischenschichtisolierfilm 10 gebildet ist. Als Ergebnis fluktuiert das Potential in der Hochwiderstandselementschicht 11 nicht unter den Effekten von anderen Leitungseinheiten, die oberhalb und unterhalb gebildet sind, wodurch der Widerstandswert der Hochwiderstandselementschicht 11 stabiler wird als bei einer der Anmelderin bekannten Halbleitervorrichtung.
In Fig. 12 ist eine Linie Y9-Y9 veranschaulicht, die vertikal zwischen den Spitzen der Zwischenverbindungsschicht 6a und der Verunreinigungsdiffusionsschicht 26a sowie denjenigen der Zwischenverbindungsschicht 6b und der Verunreinigungsdiffusionsschicht 26b verläuft. Die Linie Y9-Y9 ist senkrecht zur Hauptoberfläche des Halbleitersubstrats in Fig. 12, die eine Querschnittsansicht zeigt, wodurch jeweils der Abstand zwischen den Kontaktstellen 4a und 4b und derjenige zwischen den Kontaktstellen 14a und 14b in gleiche Teile unterteilt wird. In der das Hochwiderstandselement verwendenden Halbleitervorrichtung der vorliegenden Ausführungsform wie in Fig. 12 gezeigt sind die Hochwiderstandselementschicht 11, die Kontaktstellen 4a, 4b, die Kontaktstellen 14a, 14b, die Verunreinigungsdiffusionsschichten 26a, 26b und die Zwischenverbindungsschichten 6a, 6b in Spiegelsymmetrie gegenüber einer die Linie Y9-Y9 einschließenden Ebene und senkrecht gegenüber der Blattoberfläche gebildet.
Deshalb kann, ähnlich zu der Halbleitervorrichtung irgendeiner der ersten bis fünften Ausführungsformen, der Freiheitsgrad beim Gestalten des Layouts der Zwischenverbindungsschichten zum Verbinden an jeweilige Zwischenverbindungsschichten 6a, 6b und Verunreinigungsdiffusionsschichten 26a, 26b verbessert werden.

Siebte Ausführungsform

Als nächstes wird unter Bezugnahme auf Fig. 13 bis 15 eine ein Hochwiderstandselement verwendende Halbleitervorrichtung einer siebten Ausführungsform beschrieben.
Die das Hochwiderstandselement verwendende Halbleitervorrichtung der vorliegenden Ausführungsform schließt eine Wanne 1, die mit einer N-Verunreinigung dotiert ist und in einem Halbleitersubstrat gebildet ist, eine in der Wanne 1 gebildete andere Wanne 30, einen Trennisolierfilm 2, der zum Umgeben der Wanne 30 gebildet ist, ein Hochwiderstandselement 3, das in dem Bereich, der von dem Trennisolierfilm 2 umgeben ist, und von einer Hauptoberfläche des Halbleitersubstrats ausgehend auf eine vorbestimmte Tiefe gebildet ist, Kontaktstellen 4a und 4b, die zum Verbinden an das Hochwiderstandselement 3 gebildet sind, ein Zwischenschichtisolierfilm 5, der zum Einbetten bzw. Eingraben des Hochwiderstandselementbereichs 3 und der Kontaktstellen 4a und 4b gebildet ist, Zwischenverbindungsschichten 6a und 6b, die auf dem Zwischenschichtisolierfilm 5 zum Verbinden an die Kontaktstellen 4a und 4b gebildet sind, einen Zwischenschichtisolierfilm 7, der zum Bedecken der Zwischenverbindungsschichten 6a und 6b gebildet ist, und eine auf dem Zwischenschichtisolierfilm 7 gebildete, obere Zwischenverbindungsschicht 8 ein.
In der oben bezeichnenden Struktur wird ebenso das Hochwiderstandselement 3 durch die Zwischenverbindungsschichten 6a und 6b abgeschirmt zum Verhindern des Effekts eines fluktuierenden Potentials der oberen Zwischenverbindungsschicht 8, die über den oberen Zwischenschichtisolierfilm 7 gebildet ist. Im Ergebnis fluktuiert das Potential des Hochwiderstandselements 3nicht in Bezug auf die Fluktuation des Potentials der oberen Zwischenverbindungsschicht 8, wodurch der Widerstandswert davon stabiler wird als bei der der Anmelderin bekannten Halbleitervorrichtung.
In Fig. 13 sind eine Linie X1-X1 und eine Linie Y10-Y10 gezeigt. Die Linie X1-X1 verknüpft die Zentren der Kontaktlöcher 4a und 4b auf einer in Fig. 13 gezeigten Ebene. Ferner ist die Linie Y10-Y10 senkrecht zu der Linie X1-X1 und unterteilt diese bei ihrem Mittelpunkt.
In Fig. 14 sind eine Linie X2-X2 und eine Linie Yll-Y11 gezeigt. Die Linie X2-X2 unterteilt die Dicke der Zwischenverbindungsschichten 6a und 5b in gleiche Teile und ist parallel zur Hauptoberfläche des Halbleitersubstrats. Die Linie Y11-Y11 ist senkrecht zur Hauptoberfläche des Halbleitersubstrats und unterteilt den Abstand zwischen den Spitzen von Zwischenverbindungsschichten 6a und 6b in gleiche Teile bei der Querschnittsansicht der Fig. 14.
In Fig. 15 sind eine Linie X3-X3 und eine Linie Y12-Y12 gezeigt. Die Linie X3-X3 unterteilt die Dicken der Zwischenverbindungsschichten 6a und 6b in gleiche Teile und ist parallel zur Hauptoberfläche des Halbleitersubstrats. Die Linie Y12-Y12 ist senkrecht zur Hauptoberfläche des Halbleitersubstrats und unterteilt den Abstand zwischen den Spitzen von Zwischenverbindungsschichten 6a und 6b in gleiche Teile bei der Querschnittsansicht der Fig. 15.
Die Linie X1-X1 von Fig. 13 und die Linie X2-X2 von Fig. 14 sind in einer echten Halbleitervorrichtung ein und dieselbe Linie. Die Linie Y11-Y11 von Fig. 14 und die Linie Y12-Y12 von Fig. 15 sind bei einer echten Halbleitervorrichtung ebenso ein und dieselbe Linie. Die Linie Y10-Y10 von Fig. 13 und die Linie X3-X3 von Fig. 15 sind ebenso in einer echten Halbleitervorrichtung ein und dieselbe Linie. Somit sind ein Schnittpunkt 100a von X1-X1 und Y10-Y10 der Fig. 13, ein Schnittpunkt 100b von X2-X2 und Y11-Y11 der Fig. 14 und ein Schnittpunkt 100c von X3-X3 und Y12-Y12 der Fig. 15 bei einer echten Halbleitervorrichtung ein identischer Punkt.
Deshalb sind bei der ein Hochwiderstandselement verwendenden Halbleitervorrichtung der vorliegenden Ausführungsform wie in den Fig. 13 bis 15 gezeigt die Zwischenverbindungsschichten 6a und 6b in Punktsymmetrie zu einem Punkt A gebildet, wobei der Punkt A der identische Schnittpunkt 100a, 100b und 100c ist. Mit anderen Worten sind bei der Draufsicht wie in Fig. 13 gezeigt die Zwischenverbindungsschichten 6a und 6b in Punktsymmetrie gegenüber dem Schnittpunkt 100a.
In der in Fig. 14 gezeigten Querschnittsansicht sind die Zwischenverbindungsschichten 6a und 6b in Punktsymmetrie gegenüber der Ebene gebildet, die parallel zu der Hauptoberfläche des Halbleitersubstrats einschließlich der Linie X2-X2 ist. Das Hochwiderstandselement 3, die Kontaktstellen 4a und 4b und die Zwischenverbindungsschichten 6a und 6b sind in Spiegelsymmetrie gegenüber der die Linie Y11-Y11 einschließenden Ebene und senkrecht zur Blattoberfläche gebildet.
In der in Fig. 15 gezeigten Querschnittsansicht sind die Zwischenverbindungsschichten 6a und 6b in Spiegelsymmetrie gegenüber der Ebene gebildet, die parallel zu der Hauptoberfläche des Halbleitersubstrats einschließlich der Linie X3-X3 ist. Das Hochwiderstandselement 3 und die Zwischenverbindungsschichten 6a und 6b sind in Spiegelsymmetrie gegenüber der die Linie Y12- Y12 einschließenden Ebene und senkrecht zu der Hauptoberfläche des Halbleitersubstrats gebildet.
Deshalb sind oberhalb des Bereichs zwischen den Kontaktstellen 4a und 4b die Zwischenverbindungsschichten 6a und 6b in Schichten derselben Dicke und auf dieselbe Höhe gegenüber der Hauptoberfläche des Halbleitersubstrats und in Punktsymmetrie, in einer Draufsicht betrachtet, gebildet.
Deshalb sind im Bereich zwischen den Kontaktstellen 4a und 4b die Zwischenverbindungsschichten 6a und 6b so oberhalb des Hochwiderstandselements 3 angeordnet, daß die elektrischen Effekte darauf gleichwertig werden. Somit erlaubt, ähnlich zu den Halbleitervorrichtungen der oben bezeichneten Ausführungsformen, die Halbleitervorrichtung der vorliegenden Ausführungsform einen höheren Freiheitsgrad beim Gestalten des Layouts der Zwischenverbindungsschichten, die mit den jeweiligen Zwischenverbindungsschichten 6a und 6b verbunden sind.
Ferner kann, um denselben Effekt zu erhalten, die Struktur der vorliegenden Ausführungsform, bei der die Zwischenverbindungsschichten 6a und 6b in Schichten derselben Dicke und auf dieselbe Höhe gegenüber der Hauptoberfläche des Halbleitersubstrats und in Punktsymmetrie, von oben betrachtet, oberhalb des Bereichs zwischen den Kontaktstellen 4a und 4b gebildet sind, jeweils auf die Zwischenverbindungsschichten 6a, 6b, 16a, 16b, die P⁺-Verunreinigungsdiffusionsschicht 22a, 22b oder die Verunreinigungsdiffusionsschichten 26a, 26b der oben bezeichneten ersten bis sechsten Ausführungsform angewandt werden.
Im übrigen sind bei jeder der ersten bis siebten Ausführungsform die Kontaktstellen 4a und 4b, die Kontaktstellen 14a und 14b, die Zwischenverbindungsschichten 6a und 6b, die Zwischenverbindungsschichten 16 und 16, die P⁺- Verunreinigungsdiffusionsschichten 22a und 22b und die Verunreinigungsdiffusionsschichten 26a und 26b jeweils aus demselben Material mit identischen elektrischen Eigenschaften und sind in derselben Form strukturiert.
Der oben erwähnte Effekt kann nicht nur durch die Halbleitervorrichtungen unter Verwendung des Hochwiderstandselements der ersten bis siebten Ausführungsformen erzielt werden, sondern ebenso durch Halbleitervorrichtungen, in denen die Eigenschaften oder Merkmale von jeder Ausführungsform kombiniert sind.
Bei den Halbleitervorrichtungen der ersten bis siebten Ausführungsform sind ferner Beispiele gezeigt mit Kontaktstellen, die mit dem Hochwiderstandselement verbunden sind, bei denen von den Zwischenverbindungsschichten verschiedene Materialien in den Löchern, die durch die Isolierfilme hindurch gebildet sind, eingebettet bzw. eingegraben sind, jedoch kann das mit den Zwischenverbindungsschichten identische Material in den Löchern eingebettet bzw. eingegraben werden, wodurch Kontaktzwischenverbindungseinheiten erzielt werden, die integral mit den Zwischenverbindungsschichten gebildet sind, die mit dem Hochwiderstandselement zu verbinden sind. Es wird angemerkt, daß die hier bezeichneten Kontaktlöcher sich sowohl auf solche Kontaktzwischenverbindungseinheiten als auch die Kontaktstellen beziehen.
Obgleich die vorliegende Erfindung im Detail beschrieben und veranschaulicht wurde, wird deutlich, daß dies nur zur Veranschaulichung und als Beispiel erfolgt ist und nicht als Einschränkung zu verstehen ist, wobei die Tragweite und der Umfang der vorliegenden Erfindung lediglich durch den Inhalt der beigefügten Ansprüche begrenzt ist.

Claims

1. Halbleitervorrichtung mit:
einem Halbleitersubstrat (1);
einem Widerstandselement (3, 11), das oberhalb oder innerhalb des Halbleitersubstrats (1) gebildet ist;
einem Zwischenschichtisolierfilm (5), der auf dem Widerstandselement (3, 11) gebildet ist;
einem ersten Kontaktloch (4a), welches den Zwischenschichtisolierfilm (5) vertikal durchdringt und mit dem Widerstandselement (3, 11) verbunden ist;
einem zweiten Kontaktloch (4b), welches den Zwischenschichtisolierfilm (5) vertikal durchdringt und mit dem Widerstandselement (3, 11) verbunden ist;
einer ersten Zwischenverbindungsschicht (6a), die auf dem Zwischenschichtisolierfilm (5) gebildet ist und mit dem ersten Kontaktloch (4a) verbunden ist; und
einer zweiten Zwischenverbindungsschicht (6b), die auf dem Zwischenschichtisolierfilm (5) gebildet ist und mit dem zweiten Kontaktloch (4b) verbunden ist;
wobei über einem Bereich zwischen dem ersten Kontaktloch (4a) und dem zweiten Kontaktloch (4b) die erste Zwischenverbindungsschicht (6a) und die zweite Zwischenverbindungsschicht (6b) in Symmetrie zu einer gegenüber dem Halbleitersubstrat (1) senkrechten, vorgegebenen Ebene gebildet sind, oder als Schichten derselben Dicke auf dieselbe Höhe und in Punktsymmetrie auf einer Ebene, die parallel zu dem Halbleitersubstrat (1) ist, gebildet sind.

2. Halbleitervorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei das Widerstandselement (3, 11) eine Verunreinigungsdiffusionsschicht (3) ist, die in dem Halbleitersubstrat (1) gebildet ist.

3. Halbleitervorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei das Widerstandselement (3, 11) eine Zwischenverbindungsschicht (11) ist, die auf dem Halbleitersubstrat (1) gebildet ist.

4. Halbleitervorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei ein Abstand zwischen der ersten Zwischenverbindungsschicht (6a) und der zweiten Zwischenverbindungsschicht (6b) groß genug festgelegt ist zum Verhindern des elektrischen Kurzschlusses untereinander und groß genug festgelegt ist zum Unterdrücken eines elektrischen Effekts aus einer oberen Zwischenverbindungsschicht (8) gegenüber dem Widerstandselement (3, 11), wenn die obere Zwischenverbindungsschicht (8) in einem Bereich über dem Widerstandselement (3, 11) und ferner über der ersten Zwischenverbindungsschicht (6a) und der zweiten Zwischenverbindungsschicht (6b) bereitgestellt ist.

5. Halbleitervorrichtung mit:
einem Halbleitersubstrat (1);
einem Widerstandselement (11), das über dem Halbleitersubstrat (1) gebildet ist;
einem Zwischenschichtisolierfilm (15), der unter dem Widerstandselement (11) gebildet ist;
einem ersten Kontaktloch (14a), welches den Zwischenschichtisolierfilm (15) vertikal durchdringt und mit dem Widerstandselement (11) verbunden ist;
einem zweiten Kontaktloch (14b), das den Zwischenschichtisolierfilm (5) vertikal durchdringt und mit dem Widerstandselement (11) verbunden ist;
einer ersten Leitungseinheit (16a), die unter dem Zwischenschichtisolierfilm (15) gebildet ist und mit dem ersten Kontaktloch (14a) verbunden ist; und
einer zweiten Leitungseinheit (16b), die unter dem Zwischenschichtisolierfilm (15) gebildet ist und mit dem zweiten Kontaktloch (14b) verbunden ist;
wobei unter einem Bereich zwischen dem ersten Kontaktloch (14a) und dem zweiten Kontaktloch (14b) die erste Leitungseinheit. (16a) und die zweite Leitungseinheit (16b) in Symmetrie zu einer gegenüber dem Halbleitersubstrat (1) senkrechten, vorgegebenen Ebene gebildet sind, oder als Schichten derselben Dicke auf dieselbe Höhe und in Punktsymmetrie auf einer Ebene, die parallel zu dem Halbleitersubstrat (1) ist, gebildet sind.

6. Halbleitervorrichtung mit:
einem Halbleitersubstrat (1);
einem Widerstandselement (11), das über dem Halbleitersubstrat (1) gebildet ist;
einem ersten Zwischenschichtisolierfilm (15), der unter dem Widerstandselement (11) gebildet ist;
einem zweiten Zwischenschichtisolierfilm (5), der auf dem Widerstandselement (11) gebildet ist;
einer ersten Leitungseinheit (26a, 16a), die unter dem ersten Zwischenschichtisolierfilm (15) gebildet ist;
einer zweiten Leitungseinheit (26b, 16b), die unter dem ersten Zwischenschichtisolierfilm (15) gebildet ist und mit der ersten Leitungseinheit (26a, 16a) nicht identisch ist;
einer dritten Leitungseinheit (6a), die auf dem zweiten Zwischenschichtisolierfilm (5) gebildet ist;
einer vierten Leitungseinheit (6b), die auf dem zweiten Zwischenschichtisolierfilm (5) gebildet ist und mit der dritten Leitungseinheit (6a) nicht identisch ist;
einem ersten Kontaktloch (14a), das den ersten Zwischenschichtisolierfilm (15) und den zweiten Zwischenschichtisolierfilm (5) vertikal durchdringt und mit der ersten Leitungseinheit (26a, 16a) und der dritten Leitungseinheit (6a) verbunden ist;
einem zweiten Kontaktloch (14b), das den ersten Zwischenschichtisolierfilm (15) und den zweiten Zwischenschichtisolierfilm (5) vertikal durchdringt und mit der zweiten Leitungseinheit (26b, 16b) und der vierten Leitungseinheit (6b) verbunden ist;
einem dritten Kontaktloch (4a), das den ersten Zwischenschichtisolierfilm (5) vertikal durchdringt und mit dem Widerstandselement (11) und der dritten Leitungseinheit (6a) verbunden ist; und
einem vierten Kontaktloch (4b), das den zweiten Zwischenschichtisolierfilm (5) vertikal durchdringt und mit dem Widerstandselement (11) und der vierten Leitungseinheit (6b) verbunden ist; wobei
unter einem Bereich zwischen dem ersten Kontaktloch (14a) und dem zweiten Kontaktloch (14b) die erste Leitungseinheit (26a, 16a) und die zweite Leitungseinheit (26b, 16b) in Symmetrie gegenüber einer zum Halbleitersubstrat (1) senkrechten, vorgegebenen Ebene gebildet sind, oder als Schichten derselben Dicke und auf dieselbe Höhe in Punksymmetrie auf einer gegenüber dem Halbleitersubstrat (1) parallelen, vorgegebenen Ebene gebildet sind, und wobei über dem Bereich zwischen dem dritten und dem vierten Kontaktloch die dritten und vierten Leitungseinheiten symmetrisch gegenüber der zum Halbleitersubstrat senkrechten, vorgegebenen Ebene gebildet sind, oder in Schichten derselben Dicke und auf dieselbe Höhe in Punktsymmetrie auf einer zum Halbleitersubstrat parallelen, vorgegebenen Ebene gebildet sind.

7. Halbleitervorrichtung gemäß Anspruch 6, wobei die erste Leitungseinheit (26a, 16a) und die zweite Leitungseinheit (26b, 16b) Verunreinigungsdiffusionsschichten (26a, 26b) sind, die innerhalb des Halbleitersubstrats (1) gebildet sind.

8. Halbleitervorrichtung gemäß Anspruch 6, wobei die erste Leitungseinheit (26a, 16a) und die zweite Leitungseinheit (26b, 16b) Zwischenverbindungsschichten (16a, 16b) sind, die über dem Halbleitersubstrat (1) gebildet sind.

9. Halbleitervorrichtung gemäß Anspruch 5, wobei das Widerstandselement (11) eine Zwischenverbindungsschicht ist.

10. Halbleitervorrichtung gemäß Anspruch 5, wobei ein Abstand zwischen der ersten Leitungseinheit (16a) und der zweiten Leitungseinheit (16b) groß genug festgelegt ist zum Verhindern des elektrischen Kurzschlusses untereinander und groß genug festgelegt ist zum Unterdrücken eines elektrischen Effekts aus einer unteren Zwischenverbindungsschicht (18) gegenüber dem Widerstandselement (11), wenn die untere Zwischenverbindungsschicht (18) in einem Bereich unter dem Widerstandsbereich (11) und ferner unter der ersten Leitungseinheit (16a) und der zweiten Leitungseinheit (16b) bereitgestellt ist.

11. Halbleitervorrichtung gemäß Anspruch 6, wobei ein Abstand zwischen der ersten Leitungseinheit (26a, 16a) und der zweiten Leitungseinheit (26b, 16b) groß genug festgelegt ist zum Verhindern des elektrischen Kurzschlusses untereinander und groß genug festgelegt ist zum Unterdrücken eines elektrischen Effekts aus einer unteren Zwischenverbindungsschicht (30, 18) gegenüber dem Widerstandselement (11), wenn die untere Zwischenverbindungsschicht (30, 18) in einem Bereich unter dem Widerstandelement (11) und ferner unter der ersten Leitungseinheit (26a, 16a) und der zweiten Leitungseinheit (26b, 16b) bereitgestellt ist.

12. Halbleitervorrichtung gemäß Anspruch 11, wobei die untere Zwischenverbindungsschicht (30, 18) eine Wanne(30) ist, die innerhalb des Halbleitersubstrats (1) gebildet ist.

13. Halbleitervorrichtung gemäß Anspruch 11, wobei die untere Zwischenverbindungsschicht (30, 18) eine Zwischenverbindungsschicht (18) ist, die auf dem Halbleitersubstrat (1) gebildet ist.