Способ изготовления моп ис с поликремниевыми резисторами

(72) Иванковский, Си г),В. Агрссч льжссц Ф С ГФ рондотвращени воздесгствия техссологиэлемеитьг трагсэисторов си резисторов. а ческих сред1 ри Форс всроваНа фиг, 1 ем рнь едставленд пола со сформиро упроводаннымиежсоедиикован подложколикремниевымг ей, схе наэдТВО)ДМИ 1 пениями послеполикристалличинтрида кремния саждегсия второСКО 1 О КРЕГ 1)ГИЯв 1 ф)11. 2ровок слоя нитгон поликристд о слон сло выосл отогравиторого сг гда крсгс 1 ИЧЕСк надежности рда годнь счет ГОСУЛАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЭОБРЕП.КИЯМ И ОТНРЫТИЯМПРИ ГННТ СССР АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ,54) СПОСОБ ЗГОТОВЛБПИ ОП ИС С ПОЛИКРЕИИЕВЫЯ РВЗИСТОРМП(57) Изобретение относится к электронной технике и может быть использованопри изготовлении интегральных схемцифроаналоговых и аналого-циФровыхпреобразователей, источников опорныхнапряжений, операционных усилителей,компараторов напряжения и других схем,требующих прецизионных делителей напряжения. Цель - повышение выхода годных и надежности ИС за счет предотвращенсся воздействия технологическихсред на элементы транзисторов при формировании резисторов. Дпя этого накремниевой подложке создают слои изо,госрующего и подэатворного диэ-.ектрика,Изобретение относится к элекной технике и может быть испольпри изготовлении интегральных сцифроаналоговых и аналого-цифропреобразователей, источ)сиков опнапряжений операционных усилиткомпараторов напряжсссия и другихтребующих прецизионгсьгх делителепряжения.Цель изобретения - повышен)се наносят пленку поликремния и проводят , по ней литограФию, формируя но)гикремниевые эатворьг и иежс.)единогсич. Здтс гс наносят дополнительную пленку нолц- КРЕМНИЯ И ПЛЕНКУ НИтР)СДД КРЕМ)ИСсг, ИРО- водят литографию по этим пленкдм, уп:1- ляя их Вне областей реэ)ссто)ов мс) соединений и трдггэисторов, Литог)Мически уддлнют пленку 1111 тридд крсггнсгн над областями резисторов вне гх контактосс и проводят окисление с силг в создания пленки защитного диэлекгрсг, ка над участкагси поликремниеных резисторов. удаляют остдвввсеся учдстки пленки нитрида кремния, легируют вскрытые области дополнительной пленки поликремния, удаляют ее у сдсткп над транзисторами, создают сток - истоковые области транзисторов. Оасспение поверхности поликреюгиевых ре.систоров обеспечивает стдбсс)всэдцпо пх электрических параметров. При этом пленки поликремния и нитрида кремния защищают элементы затворов и межсоединений от изменения геометрических н структурных параметров. 4 ил 1 табл.г ( 4;4)С 44141444 т)(т (г)О(Ц1)а )414)4С) 4 1,; 44 рс мнц 14 4 рзи(:трл и для удаде(ття слоя н 4 трг(дд креинця с нове р)(О(.- ти реэц(.тив)41 х углстков полкремния;1 д (ут1то же 4 после ион1 О ле рован(гя резцстивтого полигрс инин и Окисления поверхностей резистивньвс участков нолцкреиния; ца Фиг. 4 - то ж, после удаления слоя нцтрида крем п ция, легцродния второго слоя поликристаллического крем)ся дц(4 1)узце 4 фое(4)ортг и удаления второго слоя поли- ), Р(44(.ИЯНт цсдложку 1 со сле)еи 2 изолирую пей двуокцсц 3 кремния, затнорной дву- ОКИСИ 4 КрЕМНИя ПотгцхрЕМЮИсВЫХ Затноров и 4(есссоет)ценит осаждают второй гной ) в(легировднцог цоттикремция и спой 6 эп;трцда кремния (фиг. 1).11 РО в )дят (т)тогрдтээсровку слоя 6 нитрида крем)т и цо)гикристаллического крем" ця, очер пцэдя тело 7 резистора, сос тол 1( е из резцстивного участка (обос-и) 8 и контдкттгьтх участков 9, пу тем тцгтрдтэгптвдния указанных слоег по )амг 4 УТОМУ КОНТУРУ ВДОЛЬ ГРДЦЦЫ РЕ- аггст,;рот(. (,эс 14 6 нитрида креинна удаэ 44 е резцстивцого улетка 8 поли;гэе,41(г( 4 4 рц этом контд 1(ттн(е у 441(тктти Огцк) е) 1 т 41 ре:4 ис т Ор Ов Ос 44т с я под лое 6 цтрэгдл эсре 1)4 ся 1)цг, ,.), 1 сОГ С 7 Т ИотгОЕ 31 ЕГИР;)ЯЦИК Р(Э 3 Ц(эт 11 Р) гк(ЭтастЕ 11 8 НОЛИК)синця 14 Ог 114 Р е 1)ерхтгегг и торцовых ттовсэрхгОстей Р Е Зтц.ТИПИХ УЧД Сткотг ПОЛЮПС) ЕМНЧЯ ДЛЯ35 1 орта 1)ссэлця эса.пцтного споя 10 дцу Окиси креиния и стлби.тгюэации ловуттек захвата носителей на границах зерен за счет их ускореного прокислецця (фиг 3)Затем удаляют слой 6 итрида кремния, лег.рунт д)г),уаией фосфора слой поликремция и к )нтдктцые участки 9 резисторов и протодят Фотсгравировкулоя потикр(стал)7 Ю еского кремния, уттлляя его с полупроводниковой под Ожки )4 Г, 3,4) РлтТельОе Окисление полцкремцця, гтрц 1)одю(аее к прок)Слению (частичному т.ги скнознсму) грлщггг зерен, позволяет уэгутгцть такие хдрдктери:тики полкрег 441 етэьгэс р(эзистс)ров ц ре листинг 1)пс ;гс"гитар)Ей, Кд)( тЕМЦЕР,гТУРНЫй )4 ОЗ(И)- ццент сопг)отцэээения ТКС) точоетт сог- и;сонэ)я с ( тОтцт(л(эг(ц(1 рс зцстсров (4 в ЛР),(;тс у(4)( н их 44)(дт 1 е)4)(у)4) тл б 11, 4 сгть ( сС "ц) цол тг(ое4 цлт)уч)4411 т Цс.г.)Ц 4 .Дтт)О)от) ОД; ЯРЕ(ЕННО с (т,ц.И(.144(414 )е 41(СТров )ОЛМОжт(ьтСгтсУ 1ггг)Е РСР)гднт 1;В л р ц д 4 т 1, Затвор из полиИстаа(:14 еского 1;ремцня, легцровацНОГО фо(:(54)1)см 4 Ое(сдя 4 этсл послс. 34)ц"ной имилл 1 тапни в 4)б)асти цст( ка,стока. Прц этом на затворе влгрдстаеттолстщ слой двуокиси кремния, что,тэо-пе)вьх, утоньггде 7 слои полютк 1)егццяИ Сэвгжт(ЕТ НаДЕжНОСтЬ КОНтаКта Длтс)Игний-поликремнцй, а при достаточнод(ите)гьои окислении может ттрнвестик тголцсиу прокцсленцт) затворон и конта(тньк участков, Во-вторых, областиистоков; стоков, создаваемые ионной444 итгдцтлццей фосфора, окатэьвйются неточно с(эвиегСникми с краем затворанг)-за ртэат(тгх скоростей окислениясильно 4414.14)Олного поликремция иди(14,)узцц примеси. Для совмецетпя этихобластей 1(еобхог)гтмо проводить дополнцтельт(у) рлэгоку примеси в инертнойсреде. В-третьих, тоявлятс)тся сложности с грлтээгсггцеи оиконтактов Одцонреиено к бэ)детям истоков) стоков изатвору ц)эд разной толтггюцц окислацд т(цх. В-че гт)ертьтх, возрлстает поротс)г)ОЕ ца 1)яжСф)4 ИЕ 114)П -ТрдЭИСТОПОВ ИЭзд утолцсцня затворного диэлектрикацл т(р )гх4 дт г(ор д);щтгт) Пцдндрной поверхности эдтвовл слоем цитрцдл креиия у(.трлцяетСЛОжносттт, СВЯЗ;ЭИЦЬгс. С ПРОЮЕЛЕЦИЕМпо)икр, 14141 я ц травлением Оиичесюхконта)стпв, нс) це устраняет проблем,СНЯЗДЦНЬ)С С СтгЛ.ЦЬИ с)тСНСЛЕНИЕИ тОРцон толюК 1)е)Н 4144 злтнорсв,В а р ц а н т 2. Затвор иэ ютслегировднг(ОГО псэлцкреиттгя. Планарцаяповерхность затвора эацицеца нцтридомкремня, ггтгф(1)узтт(.) фосфора в затворпроводят после цот)цс)й имплантации Фосфора в истокт, стоки и их окисления.При окислении цд торцах затвора вьтрлстдет окнсел, что цри ютмплантацюсимлльгх ц средних доэ примеси в истокиРстоки может привести к цеперекрытюттообластей истоков, стоков эатворои.Так, црц окислению в режиме 860 С,о,160 мггн вллжтОгс) кислорода и дозе Фосфора 2 П 0)0 икКл/си нтгблтдается неперекрытце областей исток, сток - затвор,прц дозе 350 мтскл/смю этот эффектпр( является ттрн оюслеюст в режиме86)0 С .440 ми 1 ВллжнОГО кислОроэгаКроне тго, те)14711 еска)4 рлзгонкацрцт(есц истоках, стоках ттрн 4)к(гстте 511 З нии сигает 1 трлжеюие сиьланил сток" исток трдц.щстг ров за счет уиеие.еция эФ 1 ектигцгй длццг Кацапа, иаир- мер пробивюое иапрл;Геюпюе 1-кддльцого5 ТРЯНЗИСЧ ОРД ПРИ 1111111 К 1 аЛа (юацРИЦа затвора) пг) топологии 2 ики рдгцг) 7 ВУ а при Ркислеиии в режиме 860 С, 150 миц вла)аый кислород 2 В.Таким образом, сильное окисление 1 О Необходимо для улучпеция параметров поликремииевых резисторов, однако оцо ухудюает 1 ардистры И 011-транзисторов,Изобретецюе рдзреюГает данное противорепе езозгОжносгью получеюил сильноокислеццых резисторов и сгабокюслеццых илц цсокислецюпгх затворов 11011- транзисторов. Это позопяет гримецять трдцзисторы с дгццоц пиала 3 мки без ухудгпецця падежости схемы и резисто рд с улучеицыгщ зцдгеГилл ТКС, ТКО с термРвреиециой стдбеьцостью и точностью соглдсовдцил соиротивлеций . в делителях.П р ц 1 е р 1. 11 зготовление ште ГРДЭЦЦХ СХЕИ, СОММЕР)гаИХ ПОЛЮКРЕМНИЕ- ,вю,е резисторы и и и р-див)1.Н,е реэисторь с голирзГГГИсвьгпю затворами,На КРЕГЦ 1 г Вай гаОЦГ 1111 СТГ)Э ИЧЕСКГй подло ко КЭ 1 4,5 ори.цтацюп 100 яз вестьсг способаГИ Формирую т Опасти р-кариацд, области Г 111 Яоогрдцичеювгл, локалею,е участка изогюирукею двуокиси креиция тол)цюиоГ1,0 ики и затР ворцой двуокюгси креицил .тогГдцоз лф 450 Л, Па из)лзру)г)1 ую ц затвг)риую35 двуокисю. Крс;шГя в реакторе низкого давления при 620"С оса;дают перв 1 ай СЛОЙ ИЕЛЕГцрОВдцНОГО ПГ)ЛгКрИСтааЛИЧЕС- кого крегпил толпоюОю 0,40 икм. Леги-,щ ру)гэф лервь слой поликристаллического . Крсмцця ПутЕИ дю 11 уэзи ИЗ РОС 1. ПрцоЭ 900 С до поверхцостцого сопротивлецзщ 20-25 Ои/ Ц . Далее, исполг .Уя , стандартный процесс ФРтолцто рд)зги, 1)ормирулэт ца поверхи)стц поликристаллического креицюя маску из позитивного фоторезиста1)ПТ и проводят его плазгоэзэвческое трдезлецэе в плазме СГ , формируя электрода затворов и50 ме)юсоедипецзея. Удаллюг органическую маску: в смеси Каро (110, + 10). Окисляют поликристалличг.с кш" креиицй в среде сухого кислорода в течение 30 мин при 860 фС.Последовательно осажцгюют второй слой иелегироваццого 1 оликрцстдллиЧЕСКОГО КрЕМцця тг)ЛцюНГ 1 0,25 ИК)1 И слой витвида креиция гоющицоГ О, 12 мкм. ЭДалее, гсис 1 ул с л; у г , гпРфо Т Рагц Т Р Г р а Г11р Г ГрН)Г д ; (Г Е",-ЦОСТЦ ЦютРИ ГЕч ГДСггэтивчего ФРТРр зг 1,)1 г и,1 ОДЛТ ПДЗГОХГГМ;1 ОЕ Т,:1= :Г ГРИДд к 1 эем 111151 и 1 Г ЭГе . ",с.1141.РЕЗЦСТИВИЫЕ УЧЛСЭ Кц ПГЛГ; Ц 1 ;г ЗЦсторов. Удаляют Рргацюг Гед 1)окув смеси КарРСозд)ют цгвул) Гаску цз юц тг гофг)ТОрЕЗИСТа Г ;1-5)1 Т 1-Г 5 .-КС 1 Г .ровдцил цсиоац зунт темнопольньйюаэгОц, и кото)РГ 1 вью)О 11 г.иг сюг.т.,:г,ОКНО, Сг)ДЕР)ДЦЕЕ ТЕМНЫЕ ,аГУ 1, ПС а 1- крегцисех резисторов, кэ)иКот)р ке 1 гходл 1 3 1 ГЫ 11 век)ГГ Гха Г г, а"ДУГЕй ФОТОПтРГРДГ,юв ОКРИ г ЦЦТ ГГЛ-.к 1)сивил, 1 рОНРдлт плдэиохюГцчссОЕтРаВЛЕГЩЕ ИптРИДД КРЭИ)ГЛ Ц )ОЛИКРЕ; -тдЛЛИЧЕСКОГО КрЕГИИЯ В 1 ЕгюаЗМЕ С,фОРИЮРУ) КОЦтУРГ ПГЭГИКРЕГЦЦЕВЬЛг РЕзисторов. Удаляют оргавическую иаскуИ (РРЛЭРУЮОГ фот 1)РЕЗ 1 СТИ 1 ГУ)Э 1 ЗСКУдлл провсдеюпл зоиио 1 5 иГгдГчавщ Фосфпрд в резистиюпые Обдаст полиреиция резисторов.Далее проводят ГР ГГ 1. дгг д;огФосФорд с эцергиеи,)5-1 Г)д )зГ350 иГКаг/см" .Удзлюн)т оргд 1 пгчг скую Гггг к г и г 1зт 1 п 1 1 кисагорг)дцг)11 Гюлд згус 1 а Гг)чке 08 ПХО ГОСТ11 в егг СГГ К;)РРПРОГО 1 ЛТ Ою 1 СГЮСЦИС ЕЗГСТГак "ЕТков пгликреивя, Ге .ГГ; 1 ча, 11 тридои кремния, ирц 860 С и ерг-. уггооКИСЛРрОдд В тв)ГЕИ)ГЕ 90 Гя . ч СГ Едсвлажлого тсэородд з течещг 150 ли.Про)одяг пл,1 ГГР)аГгчесе г у,1 чгигеОстд 111 еюОся иит 1 ЕГд крегция с 1 РисхНости гторого сОЛ ПОЛкэГстдэГцгско"О ке 111 гил ц с гОюерхгэсГГР:ик 1 ГГСтааюлзческого крсяиз) ца ;опта; -1 1уЧаСТдк рСЗИС ГРрОВ. Даял .г;ГИ)угТвтороц г.лой иол)кНстдллц е эогг Ггг)ел 1 ИЯ ,КОЦТДКТНЫХ УЧДСТКРВ г)Е:ПС ;)РРВи поля) путем дгФфузиэ из РОс 1. прзгоУ900 С до ПОВЕрХЭОСТНОГО СОюрЭТЗЛЕГ 1 т20-25 ОИ/Ц,г:г)рГру)т маску из Фотор "иг"ггПТ и проводят лаз.:Оэдю;.пег.Ретравлецце (удалеююцс) второго слоя иЛИКР 1 С Таа ЕЛЦЧСОО К РЕГ 11 ИЯ э 1.Р 11 ) ТР 1область поликреэциевюах резистеров здкрьггд слоем Фоторезлстд. ДДЛЕЕ ИЭГ)ЕСТЦЛЛ МстОДЛГЛ ггРГ;.- рюат области исто;ол, ст;ков . и р-канааьагх трацзююсторов р гечг)Г изо",й лен 1- циецт ла сопротивлепияТКС 10,3град,11 +0,7 ,245 -6,4 250 -5,0 40 0 245 270 40 40 Как видно иэ данпхшеце значения ТКС хорс остаточной толщинойческаго кремния.Для резисторов с исходиполикрсталлического кремнеобходимо окисление в течдля достижения остаточной0,11 мкм, а для резисторовтолщиной 0,25 мкм цеобходицие в течение только 155 юИзобретепе позволяет идежцость ИС и Обсспе пттрудоемкости при изгототоров с малым ТКС. табпиць 1, уменьошо коррелир; етполикристаллиой толщинойия 0,40 мкмение 335 минтолщипс, исходнойО ОКИСЛЕвысит ь снижение впении рези пьчапп, амнческие кацтакть 1 и алюмп 1 ия и разводку,1 р я м е р 2, Проводят апалаГИчпо примеру 1 да аперацш легирпванияпсрваго поликремция путем диффузиивключительно.Далее осалдают первый слой нитридакремния толщиной 0,12 мкм. Формируютца поверхности первого слоя нитрдакремния маску иэ фатареэиста ФПТц проводят плазмохимическое травлениепервого слоя нитрида кремния и поликристаллического кремния в плазме СГ,Формируя электроды затворов и межсое дипения.Затем проводят операции, аналогч-ные операциям в примере 1.П р и и е р 3. Проводят аналогично примеру 2. При этом окисление па,яцкремния эатвароп и мсжсоецинепй перед осажде 1 пем второго слоя поликремния це проводят.,На полученных резистивньп делителях проведены измерения усредненного 25термического коэффициента сапротивлепО. Результаты приведены п таблице. Испо 1.,лП 11 П 11 С 1 ЬЭ . Претеьп 1 я ПОЭВОЛя" ет п 1:1 учнт 1 ИС, 1 Я 1, Л 11 с ПО.11 икрем. плевым реэист 111 п 1 ю делителем, не тре-. бьщи 11 нпд 11 п 111 уаль 110 й лаэсрн 011 подгайц ки реэ 11 старои чта позволяет значительна спцзить трудоемкость згатовления и ссбестанмость прецизионных ИС вь 1 сакараэрядцых ЦЛ и ЛЦ преабраэаватела 11. Кроме того, повышение исходной точности согласования сапротпвленгй резисторов и их временной стабильности пад таковой нагрузкой позволяет обеспечить повышенный процент выхода годных и улучшенную надежность БИС Преццзионьх ЦЛП, ЛЦП,Формула изобретения Способ изготовления ИОН ИС с поликрем 1 пеп 1 ми резисторами, включа 1 пщи 1 создание па кремниевой подложке слоев 1 золиру 1 ещего и подэатворнаго диэлектрика, нанесение пленки поликремния, формирование ПО 1 пкремниевых затворовги межсоедпиецщЗ путем литограФии па ппенке поликремния формирование поликремпцевьм резисторов и создание стокцс.пко 11 ь 1 х областей ЪЮП-транзисторов а т л и ч а ю щ и й с я тем, чта, с целью павьш 1 ен 1 я выхода годных и надежности ИС э: счет предотвращения воздействия технологических сред ца з;1 емецты транзисторов при формираваню резисторов, после формирапап 1 я пили- КРЕМПЕВМ ЗатвоРав и межсоедцнеяий наносят дополнительную пленку поли- кремния, наносят пленку цитрида крем ния, затем формируют поликремциевые резисторы для чего дитографическ в пленке питрида кремния и допопнительпой пленке поликремция вытравливаютОкна ио замкнутому контуру вдольграницы резисторов ца участках структуры пце элементов транзисторов1 литаграфически. удаляют пленку цитрща кремия с поверхности элементов резисторов вне участков под контакты к резисторам, проводят ионное легцравацие эле 1 етов резисторов и формиру ют эапцтную пленку окида кремния на паверх 11 ости элементов резисторов путем окисления, удаляют пленку цтрида кремния,проводят легцрование незащищенных участков дополнительной плепк 1 ИОликремния н удаляют дополнительную пленкуполикремния над элементами транэисто- РОВ.635830 Ф 3 1 У Ю ю Составитель И. БагинскаяТехред Л.Олийнык Корректор С. Шекмар Редактор Н.федорова Закаа 1967 Тираа Подписное В 11 ИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям прн ГКНТ СССР 113035, Косква, %-35, Раувская наб., д, 4/5