Способ изготовления интегральной схемы

Союз Советских Социалистических Республик(51)м, кл,(22) Заявлено 140576 ( ) 2361135/18-25 с присоединением заявки М -Н 01 1 21/02 Государственный комитет СССР ио делам изобретений и открытий(54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ИНТЕГРАЛЬНОЙ СХЕМЫ Изобретение относится к области микроэлектроники и может быть использонано при изготовлении биполярных интегральных схем, например, эмит терно-связанной логики.Известны способы изготовления биполярных интегральных схем по планарной тецологии, которые имеют общий недостаток, заключающийся в невозможности получения транзисторов этих схем с сонмещенной высокоомной областью базы, находящейся Под эмиттером и контактом к эмиттеру, так как все способы изготовления интегральных схем предусматривают изготовление нысокоомной базовой области значительно шире эмиттерной и не позволяют проводить обратную последовательность легирования указанных областей при малых размерах эмиттера, например, для реализации преимуществ ионного легиронания, и соп - ронождаются эффектом вытеснения базы под эмиттером. 5Кроме этого пассивная часть нысокоомцой области увеличивает сопротивление базы, что, в свою очередь снижает быстродействие схем . Таким образом, изготовление интегральных схем известными способами ограничивает минимальные размеры компонентов и быстродетствие интегральных схем.Известен способ изготовления интегральных схем, включающий выращивание на монокристаллической кремниевой годложке эгитаксиального слоя, нанесение маскирукщего слоя, например нитрида кремния, формирование низкоомцых областей базовых контактов ионным легированием, удаление нитрида кремния, нведецие соответствующих примесей для получения змиттерных и базовых областей, фотолито" графическое вскрытие контактов к базовым областям, осаждение слоя металла и его травление для получения электродов к компонентам схемы.Этот способ является наиболее совершенным из способов изготовления полупроводниковых приборов. Самосовмещение областей активной базы и эмиттера достигают защитой области эмиттера пленкой нитрида кремния при ионном легировании низкоомцой области базовых контактов и используют выращенную затем двуокись кремния как маску при ионном легировании и диффуэии областей базы и эмиттера в ранее защищенные нитридом кремния области. Нахождение высокоомной области базы только под эмиттером приводит к уменьшению электрического сопротивления тела базы транзистора, уменьшает его размеры и исключает действие эффекта вытеснения базы под эмиттером. Однако существующий способ обладает недостатками, заключающимися в неравномерности толщины маскирующих покрытий и невозможности изготовления коллекторного контакта транзистора по плацарной технологии, Непланарность и неравномерность толщины маскирующих покрытий на различных областях интегральной схемы приводит к 15 нежелательному и неуправляемому увеличению размеров окон, защищенных маской меньшей толщины при одновременном Фотолитографическом травлении диэлектрических покрытий раз О ной толщины.Цель предлагаемого изобретения достижение планарности наносимых диэлектрических и металлических слоев.Это достигается тем, что в эпитаксиалйном слое Формируют области глубокого подлегирования коллекторных контактов, Фотолитографией по маскирующему слою защищают области эмиттерного и коллекторцого контактов, окисляют вскрытую поверхность Зф кремния наносят слой металла, фотолитографией по которому вскрывают базовую область и удаляют металлический слой.Одновременно с областями ниэкоом ных контактов можно Формировать твердотельные резисторы.В области глубокого подлегирования коллекторцых контактов создают концентрацию примеси выше, чем в 40 высокоомной области активной базы. В результате после ионного легирования для создания активной базовой области в открытых областях коллекторного контакта не образуется Р - О, - переход. Принципиальные отличия предлагаемого способа изготовления интегральной схемы заключаются в том, что при изготовлении ионным легированием области низкоомных базовых контактов в качест- ф ве маски используют дополнительно нанесенный слой металла, например, молибдена, легирование этой области проводят через слой двуокиси кремния, пленкой нитрида кремния маски руют только области эмиттерцых и коллекторных контактов и одновременно с транзистором изготавливают твердотельный резистор.Отсутствие глубокого подлегиро- О вация коллекторных контактов приводит к образованию во вскрытых коллекторцых областях в процессе легировация высокоомной базовой и змиттерной областей системы Р-ь- переходов. Образование переходов делает невозможным получение планарного омического контакта к области коллектора и интегральной схемы в целом.На Фиг.1 изображена структура пластины со сформированными областями скрытого слоя, разделения, глубокого подлегирования коллекторных контактов и ниэкоомной области базовых контактов транзистора с одновременно изготовленным твердотельным резистором; на фиг.2 - структура пластины со сформированными слоями активной базы и эмиттера транзистора; на Фиг.3- структура пласт 1 пщ со вскрытыми контактами к областям транзистора и резистора и сформированными металлическили электродами.П р и м е р. На кремниевой пластине, состоящей из подложки 1, скрытого слоя 2 и эпитаксиальной пленки 3 соответствунией требованиям ЕТО.035.058.ТУ, термическим окислением выращивают пленку двуокиси кремния (Б 10 1 толщиной 0,35 мкм. Методом фотолитографии вытравливают в Б 10 . дорожки разделяющие компоненты интегральной схемы.Двухстадийной диффузией бора при 930 С в течение 30 миц и при 1150 С в течение 80 мин выполняют области 4 разделения с поверхностныи сопро- тивлением ( Й ), равным 8-1 2 Ом/ Й толщиной (Х , равной 3,5-4 мкм: Фотолитографическим вскрытием в БОи двухстадийной диффузией Фосфора при 900 С в течение 20 мин и при 1150 С в течение 30 1 лин выполняют области глубокого подлегирования коллекторных контактов 5 с Яй :10-12 Ом/ и х 2,9-3,0 мкм.После удаления Б 101 на пластину наносят пиролитическим разложением последовательно слои нитрида кремния (Б 3 Я и Б 10 толщиной 0,3-0,35 мкм и 0,1- 0,15 мкм соответственно, Фотолитографией с использованием Фоторезистивной маски для травления Б 10 и Б 1 И, получают участки 6 нитрида кремния, защищающие области коллекторных и эмиттерных контактов. Последующим термическим окислением выращивают на поверхности пластины слой 7 БЮ толщиной 0,25 мкм, Пиролитически наносят пленку 8 молибдена толщиной 0,15-0,20 мкм, в которой фотолитографией вскрывают область базы транзистора и резистор. Ионным легированием бора через Б 10 толщиной 0,25 алки, используя пленки молибдена и Б 1 М в качестве маски получают области 9 и 10 ниэкоом-, ных базовы контактов транзистора и резистора. Доза легирования для получения й = 100 Ом/ составляет 350 мкКг/см 1 при ускоряющем напряжении 100 кВ.594838 Формула изобретения Применением азотной и ортоосфорной кислот удаляют пленки молибдена и нитрида кремния.Во вскрытие области проводят ионное легпрование бора для получения базовой области 11 транзистора ло 5 зой 20 мкКг/см при ускоряющем нап 3.ряжении 20 кВ. Термическая двуокись кремния служит маской при легировании. Проводят термический отжиг 940 фС в атмосфере сухого азота в течение 10 мин для электрической активации внедренной примеси и снятия радиационных дефектов. Получают область 12 эмиттера транзистора и одновременно подлегируют поверхностную область коллекторных контактов 13 ионным леги.3 рованием фосфора дозой 700 мккл/см при ускоряощем напряжении 20 кВ. Последующий отжиг проводят при 900 С. в течение 10 мин. Фотолитоградией вскрывают контактные окна 14 к об ласти низкоомных базовых контактов.Термическим испарением наносят двухслойную металлизацию ванацийалюминий, толщиной слоев соответственно 0,05 мкм и 0,8 мкм, фотолитографией по которой получают металлизированные дорожки, соединяющие в нужной последовательности электроды 15 транзистора и резистора.Использование предлагаемого способа изготовления интегральной схемы обеспечивает по сравнению с существующими способами следующие преимущества: позволяет проводить в любой последовательности легирование областей активной базы и эмиттера, так как легирование этих областей проводят в одни и те же вскрытые в двуокиси кремния окна; исключает действие эффекта вытеснения базЫ под эмиттером, поскольку "вытеснение" 4 О происходит по всей площади высокоомной области базы до границы с более глубокой областью базовых контактов; 6 9 б 9 б 9 б обеспечивает равномерное и планомерное диэлектрическое покрытие надвсеми областями интегральной схемы,поскольку поверхность схемы защищенаоднократно выращенной двуокисью кремния; уменьщает электрическое сопротивление базовой области, посколькувокруг эмпттера отсутствует пассивная часть высокоомной базовой области,что улучшает качество фотолитографических операций, а также позволяетповысить плотность компановки элементов и быстродействие интегральнойсхемы. ЪСпособ изготовления интегральнойсхемы, включающий выращивание на монокристаллической кремниевой подложке эпитаксиального слоя, нанесениемаскирующего слоя, например нитридакремния, формирование низкоомных областей базовых контактов ионным легированием, удаление нитрида кремния, введение соответствующих примесей для получения эмиттерных и базовых областей, фотолитографическое вскрытие контактов к базовым областям, осаждение слоя металла и еготравление для получения электродовк компонентам интегральной схемы,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, сцелью достижения планарности наносимых диэлектрических и металлическихслоев, в эпитаксиальном слое формируют области глубокого подлегированияколлекторных контактов, фотолитографией по маскирующему слою защищают области эмиттерного и коллекторного контактов, окисляют вскрытую поверхность кремния, наносят слой металла, фотолитографией по которому вскрывают базовую область и удаляют метал-лический слой,594838 ц Ю И Фиг.8 ти еЮ я Физ, Я Составитель В. УтехинаТехред М.петко Корректор В.Синицкая Редактор Е.Месропова филиал ППП Патент, г.ужгород, ул.Проектная, 4,Заказ 7848/75 Тираж 844 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Х, Раушская наб д, 4/5