Способ изготовления кристаллов полупроводниковых приборов

43 5 ц 5 Н 0 1/7 ИЕ ИЗО Е К АВТОРСКОМ ЕЛЬСТВУ 26Н.,Смит 06 97 КРИСТАЛВ,вклюэлеменовойлект"контакт ЛИНИЯ РИБОР вания водни их ди рытие СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССР(54) К 7) СПОСОБ ИЗОТОЛОВ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХчающий операции формиртов структуры в полупрподложке с маскирующимрическим покрытием, вс Изобретение относится к микроэлектронике и может быть использованопри промышленном изготовлении, полупроводниковых приборов,Известен способ изготовления полу"проводниковых структур, включающий1 ормирование областей противоположного типа проводимости, металлизиро"ванной разводки и диэлектрицескойизоляции элементов механическим надрезом.с последующим подтравливанием,Недостатком данного способа является отсутствие защиты р-п-перехода по краю активного элемента, чтоприводит к загрязнению перехода и,как следствие, к повышенному бракупо точкам утечки, для предотвращенияэтого необходимо применять всевозможные защитные покрытия в процессе"борки арматур, цто приводит к уве"личению трудоемкости,ных областей к элементам структуры,4 ормирование металлизированнои разводки и канавок разделительной изоляции, нанесение защитного диэлектрического покрытия на рельефную поверхность и вскрытие металлизированных контактных площадок, о т л ич а ю щ и й с я тем, цто, с цельюупрощения способа, создание канавокразделительной изоляции проводят ме"ханическим надрезом через резистивную маску с последующим подтравливанием, а вскрытие контактных площа"док производят удалением резиста. Наиболее близким техническим решением к изобретению является способ изготовления кристаллов полупровод" никовых структур, включающий Формирование элементов структуры в полупроводниковой подложке с маскирующим их диэлектрическим покрытием, вскрытие контактных областей к элементам структуры, Формирование металлизированной разводки и канавок разделительной изоляции, нанесение защитного изолирующего йокрытия на рельефную поверхность и вскрытие металлизированных контактных площадок.Недостатком данного способа является его сложность и длительность проведения из-за операций йотогравировки по контактам и меза областям с последующим глубоким травлением канавок разделительной изоляции Причем, при проведении йотогравировки предъяв11024ляются повышенные требования к маскирующим свойствам Фоторезиста, который должен выдержать длительное воздействие травителя при травлении полупроводникового материала на глубину несколько десятков микрон.Такая значительная глубина травления необходима для полного разделения активных областей между собой, кото рое достигается при глубине травления более ширины области противоположного подложке типа проводимости плюс глубины распространения объемного заряда р-п-перехода. 15Цель изобретения - упрощение способа.Цель достигается тем, что в способе изготовления кристаллов полупроводниковых структур, включающем опе рации Формирования элементов структуры в полупроводниковой подложке с маскирующим их диэлектрическим покрытием, вскрытие контактных областей элементам структуры, Формирование 25 металлизированной разводки и канавок разделительной изоляции, нанесение защитного диэлектрического покрытия на рельеФную поверхность и вскрытие металлизированных контактных площа док, создание канавок разделительной изоляции проводят механическим надрезом через резистивную маску с последующим подтравливанием, а вскрытие металлизированных контактных площадок З 5 производят удалением резиста.На Фиг,1 показана полупроводнико" " вая подложка, служащая коллекторной областью транзисторной структуры, базовая и эмиттерная области, нане" 10 сенное на них маскирующее защитное покрытие, контактные площадки металлизации, покрытые слоем Фоторезиста; на Фиг,2 - полупроводниковая подложка с канавками диэлектрической изо" 45 ляции элементов, полученными путем механического надреза, на Фиг. 3- полупроводниковая подложка со сФормированнцми канавками диэлектрической. изоляции путем подтравливания; на Фиг 4 - полупроводниковая подложка с пассивирующей пленкой, нанесенной на рельеФную поверхность; на Фиг,5 - завершенная полупроводниковая транзисторная структура со вскрытыми контактными площадками55На фиг.1-5 изображены полупроводниковая подложка 1, базовая область 2, эмиттерная область 3, за 33 4щитное покрытие 4, контактные площадки металлизации 5, слой Фоторезиста 6, канавки 7 диэлектрической изоляции, подтравленные канавки8 диэлектрической изоляции, пассивирующая пленка 9.П р и м е р. В полупроводниковойподложке кремния 1 толщиной 300 мкм,служащей коллектором, Формируют диФФузией бора из трехбромистого бораВВг базовую область 2 глубиной залегания - 10 мкм и противоположногоподложке р-типа проводимости,ДиФФузию проводят в две стадии:загонка примеси при температуре1030 С и более высокотемпературная(Т = 1220 С,= 5 ч) разгонка вкомбинированной среде сухого и ув"лажненного водяными парами кислорода, в процессе которой вырастаетмаскирующая диэлектрическая пленкадвуокиси кремния. 4 толщиной 1 мкм.Далее Фотогравировкой вскрываютокна и вновь диФФузией Формируютэмиттерные области 3 локально длякаждой транзисторной структуры. ЛиФФузию проводят из треххлористогоФосФора РС 1 з при температуре 1200 С.В процессе термической разгонки диФФузионного слоя 3 на глубину 6,5 мкмвырастает также диэлектрическаяпленка ФосФорно-силикатного стекла4 толщиной 0,4 мкмУ. сФормированнцм областям базы 2и эмиттера 3 Фотогравировкой вскрывают контактные области, после чегоФоторезист снимают и проводят отмывку пластин в перекисноаммиачнойсмеси.Затем осуществляют вакуумные напыления алюминия 5 до толщины1,5 мкм.Йеталлизированную разводку Формируют Фотогравировкой с травлениемалюминия в травителе состава НзРО+ .: Ныо : СН СООН : Н О (10:6:30:5),используя маскирующие свойства Фото"резиста ЬП, который наносят центриФугированием со скоростью врящения3000 об/мин толщиной 1 мкм,Далее следует сушка при температуре 100 С в течение 15 мин, совмещение, экспонирование, проявление, задубливание при 160 С и оттравливание металла,После удаления отработанного Фоторезиста ЬП 383 наносят Фоторезист1102433 5ФП 25 толщиной 4,5 мкм, подсушивают его и проводят низкотемпературное задубливание при120 С в течение 15 мин,Затем проводят пормирование канавок 8 разделительной изоляции механическим надрезом подложки в областях между транзисторными структурами, например, на установке дисковой резки 04 ПП 100, Таким образом, разделяется общая базовая область, причем не насквозь, а с сохранением механической прочности подложки 1, т,е. на глубину 150 мкм.Пля устранения нарушенного механическим надрезом слоя, приводящего к утечкам тока, проводят дотравлива" ние канавок 7 разделительной изоляции. Дотравливание проводят в трави- теле по кремнию (НР : НИО . СН СООН 1:3:1) в течение 40 с (стравливают при этом нарушенный слой толщиной 15 мкм), Маскирующим от подтравливания поверхности служит фоторезистивная маска 6.Нанесение защитного диэлектрического покрытия окиси алюминия 9 на рельефную поверхность проводят мето" дом испарения электронным лучом, В медный, охлаждаемый водой, тигель Закладывают куски А 10 з и под ваку" умом (1-5) 10 мм рт,ст, подогревают подложку при 120 С в течение10 мин и в режиме; Т = 200 А, напряжение накала 0 кВ, ток накала на катоде 1,5 А, напыляют пленку окиси алюминия толщиной 0,4 мкм в течение 6 мин. 6Вскрытие металлизированных контактных площадок 5 производят удалением шоторезиста 6 в концентрирован" ной 984-ной азотной кислоте. Разрушение йоторезиста 6 начинается с краев, т,к, на боковых поверхностях слоя Фоторезиста диэлект рическое покрытие 9 А 1 О получает"ся тонким и с большим количеством де"фектов, а также через дефекты диэлектрического покрытия 9 А 1 Ов лежащего на лицевой поверхности струк туроВместе с удалением шотореэиста 6удаляется и диэлектрическое покрытие9 А 1 Оз с лицевой поверхности структур.20 Вместе с удалением йоторезиста 6удаляется и диэлектрическое покрытие9 с лицевой поверхности структур. По сравнению с прототипом предлагаемый способ позволяет упроститьтехпроцесс изготовления путем исключения трудоемких операций (отогравировка и глубокое травление канавокразделительной изоляции, потограви- ЗО ржевка для вскрытия контактных площадок) и эа счет совмещения операцийпормирования канавок разделительнойизоляции и скрайбирования подложкина отдельные кристаллы, снижает вре мя цикла изготовления полупроводниковых структур, позволяет уменьшить,расстояние между структурами в 1,52 раза (ширину разделительных дорожек) .Моргент актор Г,Берсенева Техред М. ал Корректор А.Коэори иэводственно-издательский комбинат "Патент", г. Уж л, Гагарина, 101 Заказ 2831 ТиражВНИИПИ Государственного комитета по113035, Москва, ЖПодписноебретениям и открытиям при ГКНТ ССС Раушская наб., д, Й/5