Способ изготовления моп-интегральных схем с поликремниевыми резисторами

 

техник опорнь телей, схем, напрях-сения повыш НИИ те включает формирование на кремниевой подложке слоев изолирующего и затворного окисла кремния, осаждение поликремния , фотогравировку окон в поликремнии под резисторы. Окисляют первый слой поликремния , осаждают второй слой поликремния , фотогравировкой формируют в нем резисторы, оса.ждают нитрид кремния, фотолитографией удаляют нитрид с резисторов , оставляя его над контактами рези-, сторов. легируют и окисляют резисторы, удаляют нитрид кремния, легируют фосфором поликремний затворов и межсоединени.й, поликремний контактных участков резисторов и фртогравировкой формируют поликремнйевые электроды затворов МОПт транзисторов.Изобретение позволяет повысить надежность ИС за счет снижения ТКС, повысить термовременную стабильность и точность согласования резисторов в делителях , б ил., 1 табл. fc

СОЮЗ СОВЕ ТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (э1)э H 01 1 21/82

ГОСУДА

ПО ИЗО

ПРИ FK

ОП

CTBEI+IblPI КОМИТЕТ

РЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

Т СССР

ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ :ОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

К АВ.:,(46) 07; (21) 46 (22) 19. (72) М. ф6) Па кл. НО

3.93. Бюл. М9

8963/25

1:89 . Иванковский и Ю,В, Агрич. ент СЙА М 4408385, L 21/00, опублик. 1983 (54) С

ТЕГРА

ВЫМИ (57) Из техник готовл аналог опорн телей, схем, напря е повыш ния те тивле

Из ной те, згото аналог

"ателе опера напря цизио

Це ние на сниже сопро

Нэ ность лагаем

На рующв

ОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ МОП-ИНЬНЫХ СХЕМ С ПОЛИКРЕМНИЕРЕЗИСТОРАМИ бретение относится к электронной и может быть использовано при изнии интегральных схем (ИС) цифровых, аналого-цифрбвых источников х напряжений, операционных усиликомпараторов напряжения и других ребующих прецизионных делителей ния. Целью изобретения является ние надежности ИС за счет снижепературного коэффициента .сопраия (ТКС) резисторов, Способ бретение относится. к электроннике и может быть использовано при лении интегральных схем цифровых, аналого-цифровых преобразо, источников опорных напряжений, ионных усилителей, компараторов ения и других схем, требующих преных делителей напряжения. ью изобретения является повышеежности интегральных схем за счет ия температурного коэффициента ивления (ТКС) резисторов. фиг. 1-6 показана последовательпераций, осуществляемых по предму способу. подложку 1 (фиг. 1) со слоем изолиокиси кремния 2 и затворной дву. Ж „1609399 А1 включает формирование на кремниевой подложке слоев изолирующего и затворносо окисла кремния, осаждение поликремния, фотогравировку окон в поликремнии под резисторы, Окисляют первый слой поликремния, осаждают второй слой поликремния, фотогравировкой формируют в нем резисторы, осаждают нитрид кремния, фотолитографией удаляют нитрид с резисторов, оставляя его над контактами рези-, сторов; легируют и окисляют резисторы, удаляют нитрид кремния, легируют фосфором поликремний затворов и межсоединений, поликремний KQHTBKTHblx участков

:резисторов и фотогравировкой формируют поликремнйевые электроды затворов МОИ1-, транзисторов. Изобретение позволяет повы- З сить надежность MC за счет снижения ТКС, повысить термовременйую стабильность и . точность согласования резисторов в делителях. 6 ил., 1 табл.

Ф

1. окиси кремния 3 осаждают первый слой 4 нелегированного поликристаллического кремния, затем проводят фотогравировку первого слоя 4 поликристаллического кремния, очерчивая область 5(фиг. 2) для формирования резисторов, и окисляют слой поликристаллического кремния с образованием слоя 6 двуокиси кремния.

Осаждают второй слой 7 поликристал,лического кремния (фиг. 3) и проводят его фотогравировку, формируя резистор 8 в очерченной области 5 (фиг; 3).

Осаждают слой 9 нитрида кремния (фиг, 4) и проводят его фотогравировку для удаления с реэистивного участка (область 10) поликремния, при этом контактные участки 11

1609399 поликремния резисторов остаются под слоем 9 нитрида кремния.

Далее проводят ионное легирование реэистивных областей 10 поликремния и окисление верхней и торцовых поверхностей реэистивного поликремния для формирования защитного слоя 12 двуокиси кремния (фиг. 5) и стабилизации ловушек захвата" носителей на границах зерен за счет из ускоренного прокисления.

Удаляют слой 9 нитрида кремния, легируют диффузией фосфора поликремний затворов и межсоединений .(слой 4), поликремний контактных участков 11 резисторов и проводят фотогравировку слоя 4 поликристаллического кремния для. формирования электродов затворов 13 МОП-транзисторов (фиг. 6).

Пример 1. Изготовлена интегральная схема, содержащая поликремниевые резисторы и и- и р-канальные транзисторы с поликремниевыми затворами.

На кремниевой моно кристаллической подложке КЭФ 4, 5 ориентации (100) известными способами формируют области ркармана, области каналоограничения, локальные участки изолирующей двуокиси кремния толщиной 1,0 мкм и затворной двуокиси кремния толщиной 450 А. На изолирующую и затворную двуокись кремния в реакторе низкого давления при 620 С осаждают первый слой нелегированного поликристаллического кремния толщиной

0,40 мкм, Далее, используя стандартный процесс фотолитографии, формируют нэ поверхности поликристаллического кремния маску из позитивного фотореэиста ФП-383 и проводят травление поликристаллического кремния в травителе состава НО:НКОз .

: СНзСООН: HF, вскрывая область для формирования резистора, Удаляют органическую маску в смеси Каро (HzS04+ HzOz).

Окисляют поликристаллический. кремний в среде влажного кислорода в течение 15 мин при 860 С. Осаждают второй слой нелегированного поликристаллического кремния толщиной 0,25 мкм. Создают фотомаску из позитивного фоторезиста ФП-383 и проводят жидкостное травление второго слоя поликристаллического кремния, формируя резистбры в очерченной ранее области. При этом планарная и торцовые поверхности . первого слоя поликристаллического крем- ния защищены слоем окисла толщиной

300 А, Удаляют указанный слой окисла в буферном травителе (Н О: HF -40: 1) и осаждают слой нитрида кремния толщиной

0,12 мкм при 850 С путем воздействия тетрахлорида кремния и аммиака в реакторе низкого давления. Формируют фотомаску и проводят плазмохимическое травление нитрида кремния в плазме CF4, вскрывая резистивные участки поликремния резисторов. Далее удаляют фотомаску в смеси Каро

Формируют фоторезистивную маску для проведения ионной имплантации фосфора

10 в реэистивные участки поликремния резисторов, Затем проводят ионную имплэнтацию фосфора с энергией 75-100 кэВ дозой 350 мкКл/см, Удаляют органическую маску в два эта15 па: в кислородной плазме на установке

08ПХ0100Т-001 и в смеси Каро .

Далее проводят окисление резистивных участков поликремния, не защищенных нитридом кремния, при 860 С s среде влажно20 го кислорода в течение 150 мин.

Проводят плаэмохимическое удаление оставшегося нитрида кремния с поверхности слоя первого поликристаллического кремния и с поверхности слоя второго поликри25 сталли;еского кремния на контактных участках резисторов.

Легируют первый слой поликристаллического кремния и контактные участки резисторов путем диффузии из РОС!з при 900 С до

30 поверхностного сспротивления 20-25 Ом/г1, Формируют маску из фоторезиста ФП051Т и проводят плазмохимическое травлецие слоя легированного поликремния, формируя электроды затворов и- и р-каналь35 ных транзисторов и разводку. Область поликремниевых резисторов при этом закрыта слоем фоторезиста.

Далее известными методами формируют области истоков, стоков и- и р-канальных

40 .транзисторов, межслойную изоляци о, омические контакты и алюминиевую разводку, Пример 2. Процесс проводят по примеру 1 до операции вскрытия резистивных участков поликремния резисторов

45 включительно.

Далее удаляют фотомаску в смеси Ка- ро и формируют фоторезистивную маску. для . формирования электродов затворов и межсоединений. Проводят плазмохимиче50 ское травление слоев нитрида кремния и первого слоя поликристаллического кремния, Область поликремниевых резисторов при этом закрыта слоем фоторезиста. После удаления фотомаски создают новую для

55 проведения ионной имплантации фосфора в резистивные участки поликремния резисторов, областей истоков, стоков и-канальных транзисторов и области подлегирования подложки и-типа. Проводят ионную имплвнтацию фосфора с энергией 75-100 кэВ и

1609399 доз кис

08П оки теч вод р-и ров

Уда пр

«1 обл об на вог тр на ев ст ст ко

Ар ст фо тв

Ct до кр кр

Ю та и уч в

Р в я ,с ь о и н р н 4 Я п и н з д т к с и л r г а н е о и о и 350 мкКл/см удаляют фотомаску в границах зерен (связи Sl-О-Sl, Sl-0H) рез ородной плазме на установке ко уменьшается плотность ловушек захвата

0100Т-001-и в смеси "Каро . Проводят носителей на границах зерен, что сиижавт ление при 860 С во влажной среде в высоту потенциального бар .ера обеднен-. ние 60 мин. 5 ных приграничных областей зерен; в реэульДалее создают новую фотомагку и про- тате ТКС смещается в сторону более т ионную имплантацию бора в области положительных значений, что позволяет токов, стоков" р"канальных транзисто- получить близкий к нулю ТКС. Кроме того, и области подлегирования р-кармана. уменьшение плохо воспроизводимого уровяют фотомаску,и проводят окисление 10 ня концентрации ловушек захвата носите860 С во влажной среде в течение лей на границах приводит к существенному

0 мин. Суммарная толщина окисла над повышению однородности (воспроиэводистями п-истоков, стоков 0,40мкм, над мости) сопротивлений и TKC поликремния, стями р-истоков; стоков .. 0,20 мкм, что улуншает точность согласоьания сопрорезистивной областью поликремние- 15 тивлений резисторов в делителях и их вререзистора 0.35 мкм. менную стабильност, Злтем проводят плазмохимическое Длительное окисление поликремния, вление слоя нитрида кремния, лежащего приводящее к.прокислению(частичному или оликлемниевых затворах, поликремни- сквозному) границ зерен, позволяет улучй разводке и контактных областях рези- 20 шить характеристики поликремниевых резисторов и резистивных делителей, ров. и еСоздают фотомаску для вскрытия обла- точность согласования сопротивлени рйп -контактов к областям п-истоков, сто- зисторов в делителях и их временную стаи и -областям подложки n-типа, бильность,, особенно под токовой водят травление окисла в травителе со- 25 нагрузкой. ва HF: H4F: Н20 17: 90: 21 и удаляют . В таблице приведены параметры полиомаску, Легируют поликремниевые за- кремниевых резисторов, изготовленных по ры, разводку, контактные области рези- прототипу и предлагаемому способу (влажров путем диффузии из РОС!з при 9000 С . нее окисление при 860" .С.150 мин). поверхностного сопротивления моно- 30 Повышение надежности интегральных мния 18Ом/ц и поликристаллического схем, изготовленных попредлагагмомуспо" мния 20-25 Ом/О. сабу, достигнуто. во-первых, эа счет более ..Далее известными методами формиру- толстого слоя поликремния в конкретных межслойную изоляцию, рмические кон- участках, чем в реэистивных (см. таблицу), ты и алюминиевую разводку.. 35 что улучшает исходную точность согласоваП р и и е р 3. Процесс проводят,по ния резисторов и их временную стабиль-. имеру . дн к

2. 0 нако вскрытие реэистивных . ность под токовой нагрузкой; во-вторых, за стков поликремнйя резисторов осущест.- счет разнесения поликремния затворов ют не до, а после формирования злект- MOll-транзисторов и поликремния резистодов затворов и межсоединений. - " 40 ров, При окислении и-поликремния в усло- Такое разнесение слоев поликремния х. когда окисление лимитируется скоро- . дает возможность без ухудшения надежною реакции. взаимодействия кремния с сти МОП-транэисторовварьироватьтолщи слителем (т. е. концентрация окислителя ну поликремния резисторов и таким поверхности окисляемого кремния не or- 45 образом изменять ТКС резисторов(см. табичивает окисление), а скорость окисле- . лицу), получая резисторы с ТКС, близким к выше скорости термической диффузии нулю. В прототипе подобная регулировка меси (что имеет место при относительно . ТКС ограничена. кой температуре 850 — 950 С), происхо- - Изобретение позволяет получать сильлокальное прокисление границ зерен, .50 ноокисленные резисторы и слабоокисоряемое высокой концентрацией приме- ленные или неокисленные затворы на границах. Кремний в объеме зерен, МОП-транзисторов и применятьтранэистоеющий меньший эффективный уровень ры с длиной канала « 3 мкм беэ ухудшения ирования из-за сегрегации примеси на надежности схемы и резисторы с улучшенницах, окисляется значительно медлен. 55 ными значениями ТКС, термовременной стабильности и точностью согласования реПри замене кваэиаморфного кремния зисторов вделителях. аниц зерен на туннельно тонкий слойдву- Ф о р м у ll.à и 3 о б р е т е н и я си кремния за счет пассивации кислоро- . Способ изготовления МОП-интегральм.рвзорвенных связеи кремния нв ных схем с яояикремниевыми рвзисторв1609399

° ° ° ФЬ ° °

° ° ° ° ° 4 4 ° °

° ° ФЬ РЬ ° ° ° °

Ф ° ° ° ° °

° 4 ° 44 Ф.Ь

° ° e 44 °

° . в

Ф

Ю ° ° В

° ° 4 ° Ь ° 44 °

° ° Ф ° ° ° Ф Р 44 44

ete ° 4 ° ° ° ° ° ep Ф

° ФФ 4 ° ° ° ° ° ° Ф ° ° 4 ° Ф 4 ° ° ° ° °

° °

° ° ° ° °

° ° eФ g ° ° Ф °

° ° °

Р ° ° Ф Ф ° ° t

° 4 ° 4 ° ° ° °

a ° 4 ° 44 Ф ° ° °

° ° ° ° °

° ° Ф ° Ф

ЬЬ

° 4 °

° 4 Ф ЬФ ° °

° ° ° С

° ЬФ ЪЬФ ° ° 4 а °

° e e° Ь Ь Ъ 4МЬ

° % e ° e Ф ю

Р

Ф

° 4 ми, включающий последовательное формирование на кремниевоЯ подложке слоев изолирующего и затворного диэлектрика, поликристаллического кремния и нитрида кремния, формирование фотогравировкой поликремниевых затворов, межсоединений, поликремниевых резисторов с контактными участками иабластей истоков, стоков

МОП-транзисторов. отл и ча ю щи и с я тем, что. с целью повышения надежности интегральных схем эа счет снижения температурного коэффициента сопротивления резисторов, перед фотогравировкой поликремниевых затворов в первом слое поликремния проводят фотогравировку этого слоя пбликремния с вытравливанием окон для формирования резисторов; окисляют первый слой поликремния, осаждают второй слой поликремния, проводят его фотогравировку, формируя поликремниевые б резисторы, осаждают слоЯ нитрида кремния. проводят,фотогравировку слоя нитрида кремния с удалением его с поверхности резистивных участков второго слоя поликремния таким образом, чтобы контактные

10 участки поликремния резисторов остались под слоем нитрида кремния, проводят ионное легирование резистивных областей второго слоя поликремния и формируют защитный спой двуокиСи кремния на верхнеЯ

16 и торцовых поверхностях резистивных участков поликремния.

1609399

° ° .л ° .. е е ° Ú

° ° е ° е ° + ° ее

° ° ° °

° ° ° ° ° ° е ° ° ° ° ° °

° ° à ° ° ф ° е ° + ° ° еве ° ° L °

° ° ° ° ° ° ° ° е ° ° ° ф ° ее ° ° ее r е, ° ° ° е °

° ° ее е ° е ° ° ° ° °

° е ° ° ° ° ° ° °

1609399

Фиа б

Составитель A.Сергеев

Ред®ктор Г.Бельская Твхред М.Моргентал Корректор Н.Ревская

Заказ 1956 Г . Тираж ." " .. Подписное

ВНИЙПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035. Москва. Ж-35, Раушская наб., 4/5

Йроигаодстаенмо-мадательский комбинат "Патент". г. Ужгород, ул. Гагарина, 103

Способ изготовления моп-интегральных схем с поликремниевыми резисторами Способ изготовления моп-интегральных схем с поликремниевыми резисторами Способ изготовления моп-интегральных схем с поликремниевыми резисторами Способ изготовления моп-интегральных схем с поликремниевыми резисторами Способ изготовления моп-интегральных схем с поликремниевыми резисторами Способ изготовления моп-интегральных схем с поликремниевыми резисторами 

 

Похожие патенты:

Изобретение относится к технологии микроэлектроники и может быть использовано при изготовлении МОП-интегральных схем с поликремниевыми прецезионными резисторами

Изобретение относится к технологии микроэлектроники и может быть использовано при изготовлении МДП-ин тегральнык,схем

Изобретение относится к технологии микроэлектроники, а именно к способам изготовления МДП-транзисторов

Изобретение относится к микроэлектронике и может бьгть использовано лри создании больших интегральных схем (БИС) и МДП-транзиаорах с поликре««1иевым затвором
Изобретение относится к микроэлектронике, используется для изготовления поликристаллических кремниевых затворов полевых транзисторов и межсоединений компонентов в больших интегральных схемах, а также в качестве эмиттеров биполярных транзисторов, резисторов и в качестве материала фотоприемников

Изобретение относится к микроэлектронике, более конкретно, к технологическим процессам изготовления МОП БИС с прецизионными поликремниевыми резисторами, и может быть использовано в аналоговых и аналого-цифровых интегральных схемах (ИС, БИС)

Изобретение относится к устройству формирования изображения, системе формирования изображения и способу изготовления устройства формирования изображения. Изобретение позволяет уменьшить изменение характеристик полевого транзистора с управляющим p-n-переходом. Устройство формирования изображения включает в себя множество пикселей, каждый из которых включает в себя полевой транзистор с управляющим p-n-переходом, выполненный на полупроводниковой подложке. Полевой транзистор с управляющим p-n-переходом включает в себя область затвора и область канала. Область затвора и область канала пересекают друг друга на виде сверху. 5 н. и 15 з.п. ф-лы, 10 ил.
Наверх