Способ изготовления датчиков водорода на моп-транзисторах

(5)5 Н 01 ) 213 ОПИСА ИЗОБ ЕТЕЛЬСТЙУ К АВТОРСКОМУ С ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВОСССР(71) Научно-исследовательский институт физических измерейий(54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ДАТЧИКОВВОДОРОДА НА МОП-ТРАЙЗИСТОРАХ(57) Использование: в измерительной технике; в частности при изготовлении малогабаЙэобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано при" изготовлении малогабаритных полупроводййковых датчиков водорода, ос-нованных на МОП-транзисторах с палладиевым затвором.Известен способ изготовления датчика водорода, включающий формировайие интегрального и-канального МОП-транзисто-. ра с палладиевым затвором, создаваемым методами напыления и взрывной фотолитографйи с примененйем фоторезистивной маски.Недостатком способа является значительное снижение выхода годных в МОП- структуре за счет загрязнений, остающихся от формирования фоторезистивной маски.Применение прямой фотолитографии при формировании палладиевого затвора из напыленной пленки палладия на предварительно сформированные алюминиевые контактные площадки и шины металлизации не реализуется из-за отсутствия избираЕТЕНИЯ .чт рйтных полупроводниковых датчиков водорода. Сущность: изобретение позволяет повысить выход годных.при иэготовлейии датчиков за счет формирования над областью затвора транзистора временйой алюминиевой защиты, нанесения нйзкотемпературной пленки 202, предотв; ращающей воздействие травителя для палладия на алюминий; вскрытия окна под затвор в данной пленке сначала до алюминия, а затемдо подзатворного диэлектрика, вскрытия окна в защитной пленке в области контакта палладйя с алюминием и фоРмирования палладиевого затвора прямой фотолитографией, 12 ил,тельных травителей к алюминию и палладию. Использованйе низкотемпературной защитной пленки иэ Я 02 над алюминием для предотвращения" воздействия на него травителя для палладиум, требует вскрытия окна в защитной пленке в области затвора до подзатворйого окисла, что приводит к воздействию травителя":на подзагворный окисел и; следовательно, к невоспройзводимости электрических характеристик МОП- транзисторов,Известен способ изготовления датчика водорода, включающий формирование МОП-элемента с алюминиевыми контактными площадками и металлизацией и палладиевым затвором, напыляемым через маски;Недостатком способа является то, что напыление через механическйе-маски, например магнитные, приводит к загрязнениям МОП-транзисторов и к механическим нарушениям предварительно сформированных алюминиевых шин металлизации, что1785049 снижает выход годных при изготовлении датчиков.Цель изобретения - повышение выхода годных изделий при изготовлении.Согласно изобретению в способе изго товления датчиков водорода на МОП-транзисторах, включающим формирование в пластине кремния р-типа проводимости локальным легированием примесью областей стока и истока и-типа проводимости, нане сение подзатворного слоя двуокиси кремния создание затвора"из палладия иконтактных площадок и шин металлизации к истоку, стоку и затвору из алюминия, раз-, деление пластины на отдельные датчики,. 15 при создании контактных площадок и шин металлизации формируют временной затвор иэ алюминия, наносят низкотемпературную эащитн.ую пленку двуокиси кремния,формируют маску иэ фоторезиста 20 с окном, соответствующим конфигурации временного затвора, травят в окне последовательно защитную. пленку й алюминий, удаляют фоторезист, фотолитографией 30 35 40 9,перекрывающий окно 8, и окна 10 в защитной пленке на контактных площадках.На фиг. 2 и 3 показаны сечения А-А и Б-Бдатчика после формирования областей 2 ис.тока и стока; подзатворного окисла 11 и алюминиевых шин 4 металлизации и затво ра 12 иэ алюминия; нэ фиг.4 и 5-то же пОсле нанесения защитной пленки 13; на фиг. 6.и 7- то же, после создания фоторезистивной маски 14 с окном 15, соответствующим конфигурации затвора; на фиг. 8 - то 55 на:фиг. 10 - то же, после вскрытия в Защит- м ной йленке окна 8 над участком шийы ме- в вскрывают окно в защитной пленке нэд участком металлизации к затвбру; напыляют пленку палладия, фотолитографией формируют область затвора с перекрытием окна в защитной пленке над участком шиныметаллизации к затвору .и фотолитографией вскрывают окна в защитной пленке над контактными площадками.На фиг. 1 изображен датчик"водорода на МОП-транзисторе. представляющий собой кремниевый кристалл 1 р-типа проводимости, н котором сформированы области 2 ласть 3 с подэатворным дйэлектриком, шины 4 металлизации из алЮминия,контактные площадки 5 из алюминия, окна 6 в окисле йод контакт А к Я, участок 7 шины алюминиевой метэлпизации, перекрытой палладием, окно 8 в защитной пленке на данном участке, палладиевый затвор же, после травления в окне 15 защитной пленки; на фиг,9-то же, после травления в окне 15 алюминия и удаления фоторезиста; таллизации к затвору; на фиг, 11 и 12 изображены сечения А-А и Б-Б после напыления палладия и формирования затвора 9, в том числе перекрывающего окна 8;:На кремниевой пластине ориентации(100) марки КДБпосле создания маскирующего слоя 8102, вскрытия в нем окон под исток и сток, формирования диффузией фосфора областей и-типа,.стравливания маскирующего окисла из подэатворной области между стоком и истоком, окисления для подзатворйого диэлектрика, вскрытия окон под контакт с металлизацией в областях истока истока, напыления алюминия, фотолитографии по алюминию для формирования шин металлизации, контактных площадок и затвора проводят нанесение при температуре 350450.С пленку Я 02 толщиной 0,20,6 мкм пиролизом моносилана в среде кислорода. Фотолитографией создают маску из фоторезиста над подэатворной областью и при ее защите травят в растворе плавиковой кислоты пленку %02, затем при использовании той же маски из фоторезиста травят над 5 подээтворной областью алюминий в травителе иэ смеси 70 мл НзР 04+ 1,5 мл СНЗСООН + 5 мл Н 20.Алюминий предотвращал травлениеподзатворного окисла при вскрытии травлением окна в защитной пленке. После удаления фоторезиста проводят фотолитографию для вскрытйя окна в защитной пленке под контакт палладия с алюминием, напыляют. методом электронно-лучевого распыленияпаллэдий толщиной 0,050,3 мкм и фотолитографией.формируют затвор из палладия, используя в качестве трэвителя раствор состава НЙОэ+ НС 1 в соотношении 1: 3.В завершение фотолйтографией формируют в защитной пленке окна нэ контактных площадках,Ф о р м у Л" а и 3 о б р е т е н и я Способ изготовления датчиков водорода на МОП-транзисторах, включающий формировайие в пластине кремния р-типа проводимости локальным легированием примесью областей стока и истока п-типа проводимости, нанесение подзатворного слоя двуокисй кремния, создание затвора иэ палладия и контактнь 1 х площадок и шин "металлизации к истоку, стоку и затвору из алюминия, разделение пластины на отдельные датчики, о т л и ч а ю щ и й с я, тем, что.с целью-повышейия выхода годных, при создании койтактных площадок и шин металлйзэции формируат временный затвор из алюминия, наносят низкотемйературную защитйую пленку двуокйси кремния, Форируют маску из фоторезиста с окном, соотетствующим конфигурации временногозатвора, травят в окне последовательно защитную пленку и алюминий, удаляют фоторезист, фотолитографией вскрывают окно в защитной пленке над участком металлизации к затвору, напыляют пленку палладия, фотолитографией формируют область затвора с перекрытием окна в защитной пленке над участком шины металлиэации к затвору и фотолитографией вскрывают окна в защитной пленке над контактными площад ками.1785049 Составитель Л,МарининТехред М.Моргентэл Корректор Н.Гунько Реда кто Заказ 4369 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГК 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 10