Способ изготовления взаимодополняющих мдп-приборов

СОЮЗ СОВЕТСКИХ .СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН ЯО 1023969 А 1.21 8 4 (51 ИС ЗОБРЕТЕНИ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ов ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(54)(57) СПОСОБ ИЗГОТОВЛКНИЯ ВЗАИМОДОПОЛНЯЮ 1 ЦИХ МДП ПРИБОРОВ, включающий окисление полупроводниковой пластины первого типа проводимости, вскрытие в окисле окон под область кармана и проведение в эту область легирования полупроводника примесью второго типа проводимости, снятие окисла. окисление полупроводника и нанесение на него слоя нитрида кремния, вскрытие в нем областей под охранение зоны сначала одного типа проводимости и легирование через них поверхности полупроводника соответствующей примесью,( а затем вскрытие областей под охранные зоны другого типа проводимости с соответствующим цегированием, выращивание в областях, свободных от нитрида кремния; окисла, удаление нитрида кремния и лежащего под ним окисла, выращивание на открывшейся поверхности тонкого подзатворного диэлектрика, нанесение слоя материала затворов, формирование рисунка разводки в слое материала затворов, создание ионным легированиемобластей стоков - истоков МДП приборов, нанесение слоя диэлектрикаи вскрытие в нем контактных оконк областям стоков, истоков и затворов МДП приборов, нанесение слояматериала разводки и ее формирование, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью увеличения процентавыхода годных приборов и упрощениятехнологического процесса путемснижения числа Фотолитографических операций, после нанесения слояматериала затворов вскрывают в немокна для областей стоков - истоков МДП приборов одного типа прово-.димости с одновременным формированием затворов в области каналовэтих приборов, проводят ионноелегирование областей полупроводникав этих окнах соответствующей примесью, затем проводят вторуюлитографию по слою материала затвора, завершая формирование в нем рисунка и не снимая резиста, проводятионное легирование областей стоковистоков МДП приборов другого типа,проводимости соответствующей примесью, после чего наносят слой диэлектрика, вскрывают в нем окна подконтакты к областям стоков, истокови затворов, наносят слой металла ипроводят его Фотолитографию.1023Изобретение относится к интегральной микроэлектронике и может бытьиспользовано при разработке и прогизводстве микросхем цифрового, линейного и аналогового применения,Известен способ изготовлениявзаимодополняющих МДП приборов,содержащий следующую последовательность технологических операций: создание на поверхности полупроводни Оковой пластины одного типа проводимости, областей "карман", созданиеобластей сток-истоков МДП транзисторов, первого типа проводимости иохранных областей для другого типа цпроводимости, создание областей стокистоков МДП транзисторов другоготипа проводимости и охранных областейдля транзисторов первого типа прово, димости, создание тонкого подзат- щворного окисла в областях каналовМДП транзисторов, создание контактных окон к областям стоков, истоков и охраны и создание металлической разводки, выполняющей роль как дневыпрямляющих контактов к областямполупроводника, так и затворов. Недостатками такого способа изготовления взаимодополняющих МДП приборов является невозможность созданиямикросхем с высокой плотностьюупаковки и ВЩП транзисторов с самосовмещенным затвором 1 3.Наиболее близким техническим .ре- .шением принятым за прототип, являЭ35ется способ изготовления взаимодополняющих МДП приборов, включающийокисление полупроводниковой пластины первого типа проводимости,вскрытие в окисле окон под область 4 Окармана и проведение в эту областьлегирования полупроводника примесьювторого типа проводимости, снятиеокисла, окисление полупроводникаи нанесение на него слоя нитридакремния, вскрытие в нем областейпод охранные зоны сначала одноготипа проводимости и легирование через них поверхности полупроводникасоответствующей примесью а затем 50вскрытие областей под охранныеэоны другого типа .проводимости ссоответствующим легированием, выращивание в областях, свободныхот нитрида кремния, окисла, удаление нитрида кремния и лежащегопод ним окисла, выращивание на открывшейся поверхности тонкого подзат 969ворного диэлектрика, нанесениеслоя материала затворов, . формирования рисунка разводки в слое материала затворов, создание ионным легированием областей стоков и истоков МДП приборов, нанесение слоя диэлектрика и вскрытие в нем контактных окон к областям стоков, истоков и затворов МДП приборов, нанесение слоя материала разводки и ее формирование Г 21Недостатком данного способа изготовления взаимодополняющих МДПприборов является сложность технологического маршрута, содержащего болшее число операций литографии,что приводит к уменьшению процентавыхода годных микросхем.Целью изобретения является увеличение процента, выхода годных приборов и упрощение технологического маршрута путем снижения числа фотолитографических операций.Цель достигается тем, что в способе создания взаимодополняющих МДП приборов, включающем окисление полупроводниковой пластины первого типа проводимости, вскрытие в окисле окон под область кармана и проведение в эту область легирования по" лупроводника примесью второго типа проводимости, снятие окисла, окисление полупроводника и нанесение на него слоя нитрида кремния, вскрытие в нем областей под охранные зоны сначала одного типа проводимости и легирование через них поверхности полупроводника соответствующей примесью, а затем вскрытие областей под охранные зоны другого типа проводимости с соответствующим легированием, выращивание в областях, свободных от нитрида кремния, окисла, удаление . .нитрида кремния и лежащего пбд ним окисла, выращивание на открывшейся поверхности тонкого подзатворного диэлектрика, нанесение слоя материала затворов, формирование рисунка разводки в слое материала затворов, создание ионным легированием областей стоков и истоков МДП приборов, нанесение слоя диэлектрика и вскрытие в нем контактных окон к областям стоков, истоков и затворов МДП приборов, нанесение слоя материала разводки и1023969 3ее формирования, после нанесенияслоя материала затворов, вскрываютв нем окна для областей стоков-истоков ИДП приборов одного типа проводимости с одновременным формировакием затворов в области каналовэтих приборов, проводят ионное легирование областей полупроводника вэтих окнах соответствующей примесью,затем проводят вторую литографию послою материала затвора, завершаяформирование в нем рисунка, и, неснимая фоторезиста, проводят ионноелегирование областей стоков-истоковМДП приборов другого типа проводимости соответствующей примесью, постле чего наносят слой диэлектрика,вскрывают в нем окна под контактык областям стоков, истоков и затворов, наносят слой металла и проводят его литографию.На фнг. 1-7 схематически представлены разрезы получаемой структуры взаимодополняющих ИДП.приборов,На фиг. 1 показана операция окисления кремния и нанесение фоторезиста, где 1 - кремниевая пластина,2 - слой окиси кремния, 3 - слойфоторезиста, 4 - карман в кремниевойподложке, 30На фиг. 2 показана операция фотолитографии и формирование охраннойобласти и+ типа, где 5 - тонкий слойокисла, 6 - слой нитрида кремния,.7 - маска фоторезиста, 8 - охраннаяобласть и+ типа.На фиг. 3 показана операциятретьей фотолитографии,.где 9 - охранные области р+ типа, 10 - маскаФоторезиста. , 40На фиг. 4 показано формированиеизопланарного окисла, где 11 - изопланарный окисел кремния, 12 - тонкий окисел кремния, 13 - слой поликремния или силицида металлов, 14 - 45слой фоторезиста.На фиг. 5 показана кремниеваяпластина с проведенной 5-ой фотолитографией, где 15 - области стоков -истоков и - канальных транзисторов, 5016"- слой фоторезиста, 17 " областистока - истока р - канальных тран- .зисторов,На фиг, 6 -показана сформированнаяструктура, покрытая слоем ФСС, где 5518 - слой ФСС, 19 - контактные окнак областям стоков - истоков транзисторов и затворов. 4На Фиг.показана сформированная структура с нанесенной металлизацией, где 20 ; разводка;Пример изготовления взаимодополняющих МДП приборов.На пластине кремния 1 ( см.фиг.1)электронного типа проводимостис ориентацией .(100 ) и сопротивле-.нием 4,5 Ом проводится окислениев сухом кислороде для получениямаскирующей пленки 83.0 2(см.фиг.1)толщиной 0,22 мкм, Проводится первая фотолитография, проводится танкое легирование кармана 4 сквозьокисел 2 через маску фоторезиста 3ионами бора с энергией 100 кэВ идозой 0,5 мк Кл, удаляется фоторезист 3, а разгонка примеси в подложке ведется в атмосфере сухогокислорода.при температуре 200 Св течение 6 ч до получения глубинызалегания р-и перехода карманподложка 6,5 мкм и поверхностейконцентрации 1,510"ь см , Послеэтого производится удаление окисла 2и выращивается заново тонкий окисел 5см.фиг,2) толщиной 0,06 мкм,на который осаждается слой Яд 50 63 Фтолщиной 0,1 мкм, Вторая фотолитография (см.фиг.2) формирует охранные области и+ типа проводимостидля р - канальных транзисторов ипроизводится травление слоя ЯзЯ.Ионное легирование охранных областей 8 проводится через маску фоторезиста 7 ионами фосфора с энергией 100 кэВ и дозой 20 мкКл. Послехимобработки и отжига проводитсятретья фотолитография см,фиг.Зс травлением слоя БЖ 6 для формирования охранных областей р+типа проводимости 9 для и-канальных транзисторов,Ионное легирование проводитсячерез маску фоторезиста 10 в кремний ионами бора с энергией 100 кэВи дозой 20 мкКл. Формируется изо-.планарный окисел 1 ( см. Фиг 4 )толщиной 1,2 мкм окислением в па.рах воды при температуре 900 С идавлении паров воды 1 О атм, чтопозволяет получить концентрациюв охранных областях 8,9 около,1 О"8 см упри глубине залегания ри переходов не более 1 - 1,2 мкм.После удаления Ы И ,тонкогоокисла 5 и фотореэиста проводитсяповторное тонкое окисление до тол1023969 щины 0,08 мкм 12 и проводится осаждение поликремния или силицидов тугоплавких металлов, таких как Мо, И 13,Четвертая фотолитография (см. фиг.4) формирует разводку и затворы только для и-канальных транзисторов над областью кармана 4, а области над подложкой и -типа полностью закрыты фоторезистом 4 и материа,лом затвора 13. Ионное легирование областей стоков-истоков 15 п -канальных транзисторов ведется ионами фосфора дозой 1000 мкКл с энергией 75 кэВ. Пятая фотолитография (см фиг.5 ) аналогична четвертой, но проводится для формирования р-канальных транзисторов. Все области карманов 4 при этом закрыты Фоторе" зистом 16. Ионное легирование областей стока-истока 17 р-канальных транзисторов проводится бором энергией 50 кэВ и дозой 800 мкКл. Сформированная структура покрывается слоем ФосФорно-силикатного 25 стекла (ФСС ) 18 (см, Фиг.б ) толщи- . ,ной 0,5 мкм с содержанием фосфора 0,5 - 17. Для формирования структуры и стабилизации свойств стекла 6проводится отжиг при температуре800 С в атмосфере кислорода в тече;ние 1 ч,Шестая Фотолитография формируетконтактные окна 19 к областям стоковистоков 15,17 транзисторов и первомууровню разводки 13, После нанесениявторого уровня металлизаций (А 2.толщиной 1,2 мкм) формируют (см. Фиг,7)разводку .20Таким образом, изготовление взаимодополняющих МДП приборов настоящимспособом позволяет уменьшить на од"ну число литографических операцийпо сравнению со способом, изложенным в прототипе. С учетом того, чтокаждая литографическая операция, проводимая после выращивания подзатворного диэлектрика, вносит дефекты,приводящие к выходу иэ строя МДПприборы, и, считая вероятность .выходаиз строя приборов от любой из этихлитографий равной, можно оценитьувеличение .процента выхода:годныхприборов, изготовленных предлагае-.мым способом, как отношение числалитографий в прототипе, равного 5,к числу литографий в изобретении,равному 4, и равен 20 - 2571023969 10 Фиг. Фиг 7ова Техред Ж.Кастелевич . Корректор Е. Сирохма Редактор О. аказ 44 лиал ППП "Патент" г. Ужгород, ул. Проектыа Тираж 679 НИИПИ Государственного ко по делам изобретений и 13035, Москва,. Ж, Рауд