Способ изготовления мдп-транзисторов

СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ МДП-ТРАНЗИСТОРОВ по авт. св. N 1176777, отличающийся тем, что, с целью повышения точности подготовки пороговых напряжений и увеличения процента выхода годных МДП-транзисторов, перед облучением структур рентгеновским излучением, ионным легированием примесью в подзатворную область проводят предварительный сдвиг среднего значения порогового напряжения до значения


МДП-транзисторов, а U₀-заданное пороговое напряжение.

Изобретение относится к полупроводниковой технологии и может быть использовано для изготовления МДП-транзисторов интегральных микросхем.
Целью изобретения является повышение точности подгонки пороговых напряжений и увеличение процента выхода годных МДП-транзисторов.
Ограничение предварительного сдвига среднего порогового напряжения величиной 1 В объясняется тем, что разброс их значений из-за воздействия на технологический процесс не превышает этой величины. Кроме того, конечная радиационная подгонка "сдвинутого" порогового напряжения к заданному U₀ при величине сдвига выше 1 В представляет трудности, поскольку требующиеся при этом дозы облучения пластин с увеличением диапазона подгонки возрастают нелинейным образом и в дальнейшем приводят к насыщению. Т. е. при очень больших дозах возможности радиационной подгонки исчерпываются. Конкретные примеры выполнения способа.
П р и м е р 1. На кремниевой подложке КДБ 12,5 Ом см, ориентацией <100> выращивают первичный окисел, толщиной 60 нм, наносят нитрид кремния толщиной 10 нм и методом фотолитографии выполняют рисунок активных областей. Проводят ионное легирование бором неактивных областей с энергией (Е 75 кэВ и дозой (D) 1,8 мкКл/см², отравливают во фреоновой плазме нитрид кремния с неактивных областей и выращивают на них полевой окисел толщиной 1,0 мкм. Затем удаляют с активных областей нитрид кремния, проводят доокисление первичного окисла до толщины 70 нм и проводят ионное легирование подзатворных областей бором с Е 75 кэВ и D 0,09 мкКл/см² для сдвига порогового напряжения до значения U₁. В буферном травителе стравливают окисел с активных областей и выращивают термическим окислением в среде кислорода с добавкой 1,5-4% хлористого водорода при температуре 1000^оС слой подзатворного диэлектрика толщиной 80 нм. Методом фотолитографии вскрывают контактные окна для контакта поликремния к кремнию и наносят слой поликремния толщиной 0,6 мкм. Поликремний легируют фосфором при температуре (Т 900^оС до поверхностного сопротивления, R_s 15-20 Ом/ ). Методом фотолитографии формируют рисунок поликремниевой разводки, отравливают поликремний во фреоновой плазме, вскрывают в буферном травителе окна под диффузионные области, легируют их фосфором при 900^оС R_s 30 Ом/ , стравливают в буферном травителе слой фосфорно-силикатного стекла ФСС и наносят слой нелегированного окисла толщиной 0,5 мкм. Методом фотолитографии вскрывают окна к диффузионным областям и поликремнию, наносят слой пиролитического фосфоросиликатного стекла толщиной 0,5 мкм. Методом фотолитографии вскрывают окна к диффузионным областям и поликремнию, наносят слой пиролитического фосфоросиликатного стекла толщиной 0,9 мкм, проводят термообработку при 970^ос (в течение 15 мин, вскрывают вторые окна к диффузионным областям и поликремнию, оплавляют их, освежают контактные окна в буферном травителе и наносят магнетронным напылителем слой алюминия с кремнием толщиной 1,2 мкм.
Методом фотолитографии формируют рисунок металлизированной разводки, травят металл в среде плазмы тетрахлорида углерода, наносят слой пассивирующего диэлектрика, состоящего из слоя фосфоросиликатного стекла с содержанием фосфора 2,5-4% и толщиной 0,6 мкм и слой нелегированного окисла толщиной 0,4 мкм. Методом фотолитографии вскрывают окна к контактным площадкам металлизированной разводки и проводят термообработку структуры при 475^оС в среде пара в течение 30 мин. Измеряют статистическое распределение пороговых напряжений, полученных приборов на пластине и определяют величину ( -U₀), где U₀ требуемое значение.
В соответствии со значением последней проводят подгонку порогового напряжения до величины U₀ путем облучения пластин рентгеновским облучением с энергией рентгеновских квантов в диапазоне 20-200 кэВ.
П р и м е р 2. На кремниевой подложке КЭФ 7,5 Ом см с ориентацией <100> Термическим окислением выращивают первичный окисел толщина 60 нм, наносят нитрид кремния толщиной 100 нм и методом фотолитографии формируют рисунок активных областей. Легируют неактивные области фосфором Е 100, D 0,03 мкКл/см²), стравливают во фреоновой плазме нитрид кремния с неактивных областей и выращивают полевой окисел толщиной 1,0 мкм. Затем удаляют в горячей ортофосфорной кислоте нитрид кремния с активных областей, в буферном травителе снимают с активных областей первичный окисел и выращивают подзатворный окисел при (Т 1000^оС, толщина 1200 ). Ионным легированием бора проводят легирование кремниевой подложки в активные области через подзатворный диэлектрик (Е 75 кэВ, D 0,07 мкКл/см², доза ионного легирования бором выбирается из следующей зависимости: при Е 60 кэВ доза 0,01 мкКл/см² сдвигает пороговое напряжение на 0,2В для р-канального транзистора), наносят слой поликристаллического кремния (Т 625^оС, толщина 0,6 мкм), легируют поликремний фосфором из жидкого источника PОСl₃ (Т 900^оС, R 10-15 Ом/ ), методом фотолитографии формируют рисунок поликремниевой разводки, травят поликремний во фреоновой плазме и ионным легированием бора загоняют примесь в диффузионные области (Е 60 кэВ, доза 800 мкКл/см²). Наносят на структуру слой пиролитического нелегированного окисла (Т 450^оС, толщина 0,5 мкм). Проводят разгонку примеси в диффузионных областях в окислительной среде (Т 1000^оС 5 мин О₂ 25 мин водяной пар 5 мин О₂ 15 мин N₂), методом фотолитографии вскрывают контактные окна в слое окисла к диффузионным областям и поликремнию, наносят слой алюминия с 1% кремния толщиной 1, 2 мкм, методом фотолитографии формируют рисунок металлизированной разводки, травят алюминий в травителе, в состав которого входят фосфорная и уксусная кислоты, проводят термообработку структур при Т 475^оС в среде пара в течение 30 мин. Измеряют среднестатистическое распределение пороговых напряжений, которое должно быть в пределах 0,2-0,7 В, затем определяют величину U U . U₀ должно быть в пределах 1,2-1,3 В. В соответcтвии со значением U облучают партии равноценных пластин дозой рентгеновского излучения, подгоняя на пластинах к значению U₀. В заключении проводят нанесение слоя фосфорно-силикатного стекла ФСС, разложением моносилана с добавкой фосфина при 450^оС в течение 30 мин.
Изобретение позволяет в 3-3,5 раза уменьшить разброс среднего значения порогового напряжения и на 25-40% повысить выход годных МДП-транзисторов.
Изобретение относится к полупроводниковой технологии и может быть использовано для изготовления МДП- транзисторов интегральных микросхем. Цель изобретения заключается в повышении точности подгонки пороговых напряжений и увеличении выхода годных МДП-транзисторов. Для этого после изготовления полевого окисла проводят ионное легирование подзатворной области для предварительного сдвига среднего по пластине значения порогового напряжения до значения U₁, выбираемого из условия (U_o+1) U₁>U_o для U-канального и U_o>U₁ (U_o+1) для р-канального МДН-транзисторов; U_o требуемое значение. Далее проводят стандартные технологические процессы изготовления МДП-транзисторов. После создания металлизации подгоняют пороговые напряжения рентгеновским облучением до требуемых величин.