Способ изготовления структур кмоп больших интегральных схем

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ РЕСПУБЛИКГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СТРУКТУРКМОП БОЛЬШИХ ИНТЕГРАЛЬНЫХ СХЕМ(57) Изобретение относится к микроэлектронике иможет быть использовано при изготовлении КМОПбольших интегральных схем, Цель - упрощениеспособа изготовления интегральных схем за счетисключения длительных выскотемпературных операций для формирования областей изоляции, улучшения электрических параметров и надежности интегральных схем за счет исключения утечек тока йоповерхности подложки в областях изоляции, а также повышения помехозащищенности интегральныхсхем за счет экранировки областей изоляции отвлияния токопроводящей разводки. В кремниевойподложке первого или второго типов проводимостикарманов второго или первого типов проводимости выращивают первый подзатворный слой оксида кремния, осаждают первый защитный спой поли- кремния, формируют противоинверсные области в подложке или карманах. вскрывают контактные окна в первом защитном слое поликремния и первом подзатворном свое оксида кремния к карманам ипи подложке, осаждают первый слой поликремния, легируют его фосфором, формируют из твердого слоя поликремния участки в соответствии с топологией областей изоляции на подложке и карманах одновременно выращивают изолирующий оксид кремния на областях изоляции и второй подзатворный слой оксида кремния на активных областях подложки и карманов, осаждают второй защитный слой поликремния, через который легируют подзатворные области в подложке и карманах Затем формируют поликремниевую разводку первого уровня, формируют области истоков и стоков в карманах и подложке, формируют межслойную изоляцию и разводку второго уровня. 10 ил.Изобретение относится к технологиимикроэлектроники и может быть использо, вано при изготовлении КМОП больших интегральных схем.Целью изобретения является упрощение способа изготовления интегральных схем эа счет исключения длительных высокотемпературных операций для Формирования областей изоляции, улучшение электрических параметров и надежности интегральных схем за счет исключения утечек тока по поверхности подложки в областях изоляции, а также повышение помехозащищенности интегральных схем за счет экранировки областей изоляции от . влияния токопроводящей разводки,На фиг,1-10 показана последовательность создания структур КМОП больших интегральных схем.П р и ме р. Наподложке 1 из кремнияКЭФ 20 Ом.см с ориентацией (111) наращивают слой оксида кремния 2 толщиной 90 нм, методом фотолитографии формируют Фоторезистивную маску 3 и ионной имплантацией бора (75 кэВ; 1,6 мК см) создают р-область 4 (см. ФигЛ), После удаления маски 3 в кислородной плазме (мощность разряда 600 Вт, давление 0,4 ммрт.ст.) в окисл итал ьной среде проводят разгон ку бора (1200 ОС, 120 мин), в процессе которой формируют р-кармайы 5, и выращивают на , подложке 1 термический оксид кремния толщиной 0,2 мкм, а на карманах 5-толщиной90 нм, Стравливают с подложки и карманов этот оксид кремния в буферном травителе и после химической отмывки структур в сер: но-перекисной и перекисно-аммиачнойсмесях при температуре 1000 С выращивают первый подзатворный слой оксида кремния бтолщиной 90 нм(см. Фиг,2). Пиролизом моносилана при пониженном давлении осаждают первый защитный слой поли- кремния 7 толщиной 0,15 мкм (625 ОС, 0,2 мм рт.ст.), на котором формируют фоторезистивную маску 8 над активными областями подложки 1 и карманами 5 после чего ионной имплантацией фосфора (60 кэВ;0,02 мК см ) создают противоинверсные ,области 9 на областях изоляции. Травлением в кислородной плазме удаляют маску 8 и после химической отмывки и отжига в азоте (800 С, 15 мин) формируют фоторезистивную маску 10 для вскрытия контактных окон в слое поликремния 7(фиг.З). Травлением во фреоновой плазме (мощность разряда 600 Вт, давление 0,20 мм рт.ст) слоя полиремния 7, удалением маски 10 в кислородной плазме и травлением подзатворного слоя оксида кремния 6 в буферном травителе формируют контактные окна 11 к карманам 5. После химической отмывки на струк туру осажда ют до пол н итель н ы й слой поликремния, который со слоем поликрем ния 7 образует первый слой поликремния 12толщиной 0,55 мкм (см. Фиг,4), Диффузией Фосфора из. его оксихлорида при температуре 900 С поликремний 1 Глегируют, В процессе легирования в области контактного 10 окна 11 формируется и-область 13. Послеснятия с поликремния 12 фосфоросиликатного стекла в буферном травителе проводят химическую отмывку, отжигают структуры (900 С, 15 мин) в азоте и формируют на 15 поликремнии 12 фоторезистивную маску 14в соответствии с топологией областей изоляции КМОП структуры. Травлением во фреоновой плазме стравливают немаскированный поликремний, удаляют маску 14 в 20 кислородной плазме и в буферном травите ле стравливают первый подзатворный слойоксида кремния б с активных областей 15 на подложке 1 и карманах 5 (см, фиг.5). После химической отмывки окислением в водяном 25 паре при 800 С на поликремнии 12 выращивают слой изолирующего оксида кремния 16 толщиной 0,25 мкм и при 1000 ОС в кислороде выращивают второй слой подзатворного оксида кремния 17 на активных областях 15 З 0 толщиной 60 нм (см. Фиг.б). Пиролизом моносилана при пониженном давлении осаждают второй. защитный слой поликремния 18 толщиной 0,1 мкм, на котором формируют фоторезистивную маску 19, закрываюЗ 5 щую активную область карманов 5, иионной имплантацией бора (60 кэВ;0,02 мК "см ) проводят подгонку порогового напряжения транзисторов, формируемых в подложке 1, создавая области 20".40 Удаляют маску 19 в кислородной плазме ипосле химической отмывки и отжига структур (800" С, 15 мин) в азоте формируют фоторезистивную маску 21 над активными областями подложки 1. Ионной имплен тацией бора (60 кэВ; 0,05 мК см ) формируют области 22 для подгонки пороговых напряжений транзисторов, формируемых в р-карманах 5 (см, фиг,7). После удаления маски 21 в кислородной плазме, и освежения поверхности второго защитного слоя поликремния 18 осаждают дополнительный слой кремния, который вместе со слоем поликремния 18 образует второй слой поли- кремния и из которого методом 55 фотолитографии и травления во фреоновойплазме формируют поликремниевые разводки 23 для транзисторов обоих типов (см.Фиг.8). Закрывают фоторезистивной маской области транзисторов, расположенные вподложке 1, и ионной имплантацией мышьяка (60 кэВ; 1000 мк см ) формируют области транзисторов 24, расположенных в карманах 5, и после снятия фоторезистивной маски и отжига закрывают фоторезистивной маской области транзисторов, расположенные в карманах 5, и ионной имплантацией бора 40 кзВ, 400 мк см ) формируют области транзисторов 25, расположенные в подложке (см. Фиг.9), После удаления фоторезистивной маски в кислородной плазме и химической отмывки проводят разгонку примеси в областях 24 и 25 при 950 С в течение 20 мин в смеси кислорода и водяного пара. Осаждением из смеси моносилана, фосфина и кислорода при 450 С Формируют межслойную изоляцию 26, в которой после гидромеханической отмывки и откига при 950 С в течение 15 мин в кислороде методом фотолитографии вскрывают контактные окна 27 к поликремниевой разводке 23 и областям транзисторов 24 и 25 фиг,10), Магнетронным распылением сплава алюминия и кремния осаждают слой металлиэации толщиной 1,2 мм и методом фотолитографии и травлением в плазме тетрахлорида углерода Формируют разводку 28 второго уровня.После вжигания разводки при 475 С в течение 20 мин КЛОП структуры проверяют на Функционирование.5 Данный способ позволяет упростить изготовление КМОП интегральных схем, улучшить их электрические параметры, а также надежностные и эксплуатационные характеристики. В данном способе осуществляет ся загцита.областей изоляции структуры отвлияния токоведущих поликремниевых и металлизированных шин, предотвращаются утечки тока в областях изоляции, повышается помехозащищенность интегральных 15 схем, Отсутствие взаимного перекрытияобластей различного типа проводимости улучшает работу схем в широком температурном диапазоне. Проведение операций по подзатворному слою оксида кремния че рез защитный слой поликремния искл 1 очаетзагрязнение подзатворного оксида кремния при изготовлении структур. 56) Европейский патент М 0135354,25 кл. Н 01 1 21/76, 1985,Европейский патент М 0104111,кл, Н 01 .21/82, 1984,Формула изобретенияСпособ изготовления структур КМОП больших интегральных схем, включающий формирование в кремниевой подложке первого или второго типов проводимости карманов второго или первого типа прово димости, Формирование противоинверсных областей и областей изоляции, выращивание подзатворного слоя оксида кремния, легирование подзатворных областей в подложке и карманах, Формирование поли кремниевой разводки первого уровня, формирование областей истоков и стоков в карманах и подложке, формирование межслойной изоляции и разводки второго уровня, о т л и ч а ю щ и й с, я тем, что, с целью 4 упрощения способа изготовления интегральных схем за счет исключения длительных высокотемпературных операций для формирования областей изоляции, улучшения электрических параметров и надежно-, сти интегральных схем эа счет исключения: утечек тока по поверхности подложки в областях изоляции, а таске повышение пома хозащищенности интегральных схем за счет зкраниоовки областей изоляции от влияния токопроводящей разводки, после формирования в кремниевой подложке карманов выращивают пдрвыл подзатворный слой оксида кремния, осаждают первый защитный слой поликремния, формируют противоинверсные области в подложке или карманах, вскрывают контактные окна в первом защитном слое поликремния и первом подзатворном слое оксида кремния к карманам или подложке, осаждают первый слой поликремния, легируют его фосфором, формируют из первого слоя поли:ремния участки в соответствии с топологией областей изоляции на подложке и карманах, одновременно выращивают изолирующий оксид кремния на областях изоляции и второй подзатворный слой оксида кремния на активных областях подложки и карманов, осаждают второй защитный слой поликремния, через который легируют подэатворные области в подложке и карманах,оставитель В.Гришинехред М,Моргентал актор Н,Каго ектор С.Патрушев 3 аказ 3185 Тираж Подписно НПО "Поиск" Роспатента113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 роизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина