Способ изготовления структур кмдп бис

 

Использование: микроэлектроника, изготовление комплементарных МДП БИС. С целью повышения быстродействия схем за счет снижения паразитной емкости боковой стенки перехода транзистора и поликремниевой разводки на кремниевой подложке первого типа проводимости формируют области карманов второго типа проводимости. Наносят слой оксида кремния и слой нитрида кремния. Формируют маску из нитрида кремния на активных областях транзисторов первого типа и активных и охранных областях транзисторов второго типа. Легируют охранные области транзисторов первого типа примесью второго типа. Создают слой оксида кремния на охранных областях первого типа. Вскрывают в маске из нитрида кремния окна над охранными областями транзисторов второго типа. Легируют охранные области транзисторов второго типа примесью первого типа. Удаляют слой оксида кремния с охранных областей транзисторов обоих типов. Создают изолирующий слой оксида кремния. Удаляют маску из нитрида кремния. В активных областях подложки и карманов формируют транзисторные структуры. 3 ил.

Изобретение относится к микроэлектронике и предназначено для изготовления комплементарных МДП БИС (КМДП БИС). Известен способ изготовления КМДП БИС, который заключается в том, что на кремниевой подложке n-типа формируют области карманов р-типа, создают маску из слоя нитрида кремния на активных областях транзисторов обоих типов, формируют фоторезистивную маску на областях карманов и легируют охранные области транзисторов р-типа донорной примесью, формируют фоторезистивную маску на областях подложки и легируют охранные области транзисторов n-типа акцепторной примесью, создают изолирующий слой оксида кремния и формируют транзисторные структуры обоих типов. Недостатком этого способа является невозможность формирования самосовмещенных областей, окружающих n- и р-канальные транзисторы. Кроме того, для их формирования необходимо использовать три процесса фотолитографии. Известен также способ изготовления КМДП БИС, являющийся наиболее близким по технической сути и достигаемому результату к предлагаемому. В этом способе на кремниевой подложке р-типа формируют области карманов n-типа, наносят слой нитрида кремния, создают маску из слоя нитрида кремния на активных областях транзисторов обоих типов, формируют маску на областях подложки и легируют охранные области транзисторов р-типа донорной примесью, создают изолирующий слой окисда кремния в режимах, обеспечивающих повышенную скорость роста оксида кремния на легированных донорной примесью охранных областях транзисторов р-типа по сравнению с нелегированными охранными областями транзисторов n-типа, легируют охранные области транзисторов n-типа акцепторной примесью, удаляют маску из слоя нитрида кремния на активных областях и формируют в этих областях транзисторные структуры. Данный способ позволяет сформировать самосовмещенные охранные области, окружающие транзисторы обоих типов в подложке и кармане, используя при этом только два процесса фотолитографии. Однако для создания изолирующего слоя окисда кремния на охранных областях транзисторов р-типа со значительно большей толщиной по сравнению с изолирующим слоем оксида кремния на охранных областях транзисторов n-типа с целью обеспечения селективности легирования акцепторной примесью охранных областей транзисторов n-типа требуются большие дозы ионов донорной примеси, что в значительной степени увеличивает паразитную емкость боковых стенок переходов транзисторов р-типа. Кроме того, уменьшенная толщина изолирующего слоя оксида кремния на охранных областях транзисторов n-типа приводит к увеличению паразитной емкости поликремниевой разводки в этих областях. В результате снижается быстродействие схем. Целью изобретения является повышение быстродействия схем за счет описания паразитной емкости боковой степени переходов транзисторов и поликремниевой разводки. Поставленная цель достигается тем, что в способе изготовления структур КМДП БИС, включающем формирование на кремниевой подложке первого типа проводимости областей карманов второго типа проводимости, нанесение слоя нитрида кремния, формирование фоторезистивной маски, создание маски из нитрида кремния на активных областях, легирование примесью второго типа охранных областей транзисторов первого типа, создание изолирующего слоя оксида кремния, легирование примесью первого типа охранных областей транзисторов второго типа, удаление маски из нитрида кремния в активных областях и формирование транзисторных структур, маску из нитрида кремния создают одновременно на активных областях транзисторов первого типа и на областях транзисторов второго типа, легируют примесью второго типа охранные области транзисторов первого типа, создают слой оксида кремния на охранных областях транзисторов первого типа, вскрывают дополнительно окна в маске нитрида кремния над охранной областью транзисторов второго типа, легируют примесью первого типа охранные области транзисторов второго типа, удаляют слой оксида кремния, после чего создают изолирующий слой оксида кремния. Создание первой маски из слоя нитрида кремния одновременно на активных областях транзисторов первого типа и областях подложки позволяет легировать примесью второго типа только охранные области транзисторов первого типа. Создание второй маски из слоя нитрида кремния на активных областях транзисторов второго типа при наличии фоторезистивной маски на областях карманов обеспечивает легирование примесью типа только охранных областей транзисторов второго типа. Создание масок из слоя нитрида кремния на активных областях сначала транзисторов первого типа, а затем транзисторов второго типа обеспечивает одновременно и раздельное формирование охранных областей этих транзисторов, что исключает необходимость легирования охранных областей транзисторов первого типа примесью вторго типа с большими дозами с целью создания изолирующего слоя оксида кремния с различной толщиной на охранных областях транзисторов первого типа и охранных областях транзисторов второго типа и обеспечения селективности легирования примесью первого типа охранных областей транзисторов второго типа. Слой оксида кремния, создаваемый в охранных областях транзисторов первого типа при наличии маски из слоя нитрида кремния на областях подложки, исключает необходимость точности совмещения маски из слоя фоторезиста на областях карманов с охранными областями транзисторов первого типа и обеспечивает при этом самосовмещение охранных областей транзисторов обоих типов. Следует отметить, что для формирования самосовмещенных охранных областей транзисторов обоих транзисторов требуется только два процесса фотографии. Таким образом, обеспечение возможности создания изолирующего слоя окисда кремния в охранных областях транзисторов обоих типов с одинаковой скоростью роста оксида кремния и исключение необходимости легирования охранных областей транзисторов первого типа большими дозами легирующей примеси при формировании самосовмещенных охранных областей транзисторов обоих типов позволяют повысить быстродейстиве схем за счет снижения паразитной емкости боковой стенки переходов транзисторов первого типа и поликремниевой разводки без увеличения числа фотогравировок. Сущность изобретения поясняется фиг. 1-3, где показаны основные этапы осуществления способа. На фиг. 1 показана структура после формирования на кремниевой подложке 1 первого типа проводимости областей карманов 2 второго типа, нанесения слоя нитрида кремния 3, создания первой маски из слоя нитрида кремния 3 одновременно на активных областях транзисторов первого типа 4 и областях подложки 5, легирования примесью второго типа охранных областей 6 транзисторов первого типа 7 без удаления фоторезистивной маски 8. На фиг. 2 показана структура после создания слоя оксида кремния 9 на охранных областях транзисторов первого типа 7, создания второй маски из слоя нитрида кремния 3 на активных областях транзисторов второго типа 10 при наличии фоторезистивной маски 11 на областях карманов, легирования примесью первого типа охранных областей 13 транзисторов второго типа 14 без удаления фоторезистивной маски 11 и 15. На фиг. 3 показана структура после создания изолирующего слоя оксида кремния 16, удаления маски из слоя нитрида кремния 3 и формирования транзисторных структур, включающих подзатворный слой оксида кремния 17, поликремниевые затворы 18 области исток-стопа n-типа 19 и р-типа 20, межслойную изоляцию 21, контактные окна 22 и металлизацию 23. Способ реализуется следующим образом. На кремниевой подложке 1 марки КДБ 12 и ориентации (100) формируют области карманов 2. Для этого создают слой оксида кремния толщиной 0,3 мкм, фотолитографическим методом вскрывают в нем окна под карманы, легируют их фосфором с дозой 0,4 мкКл/см² и энергией 80 кэВ и ведут разгонку примеси в сухом азоте при 1200^оС на глубину 4,0-4,5 мкм. После стравливания слоя оксида кремния с подложки в буферном травителе создают слой оксида кремния толщиной 400 при 1000 С^ов среде сухого кислорода, наносят слой нитрида кремния 3 толщиной 1000 при 750^оС и низком давлении. Создают первую маску из слоя нитрида на активных областях транзисторов р-типа 4 и областях подложки 5 после формирования фоторезистивной маски 8 на этих областях плазмохимическим травлением слоя нитрида кремния в окнах этой маски в среде фреона 14 и легируют охранные области транзисторов р-типа 7 ионами фосфора 6 с дозой 0,3 мкКл/см² и энергией 100 кэВ. После удаления фоторезистивной маски 8 смеси серной кислоты и перекиси водорода создают слой оксида кремния 9 толщиной 0,2-0,22 мкм на охранных областях транзисторов р-типа 7, образуют вторую маску из слоя нитрида кремния 3 на активных областях транзисторов n-типа 10 при наличии фоторезистивной маски 11 на областях карманов 12 путем формирования фоторезистивной маски на активных областях транзисторов n-типа в областях карманов и плазмохимического травления слоя нитрида кремния в окнах этой маски в среде фреона 14, легируют охранные области транзисторов n-типа 14 ионами бора 13 с дозой 2,0 мкКл/см² и энергией 30 кэВ. После удаления фоторезистивной маски 11, 15 в смеси серной кислоты и перекиси водорода удаляют слой оксида кремния в охранных областях транзисторов обоих типов в буферном травителе, проводят разгонку примеси в этих областях при 1000^оС в среде сухого кислорода в течение 60 мин, создают изолирующий слой оксида кремния 16 толщиной 0,9 мкм при 950^оС и давлении паров воды 10 атм. После удаления обеих масок из нитрида кремния 3 в горячей ортофосфорной кислоте в активных областях подложки и карманов формируют транзисторные структуры путем создания подзатворного слоя оксида кремния 17 толщиной 400 при 1000 С^ов сухом кислороде, нанесения слоя поликремния толщиной 0,5 мкм, легирования его фосфором и формирования затворов 18 фотолитографическим способом с использованием плазмохимического травления в среде фреона 14, легирования активных областей транзисторов n-типа ионами мышьяка 19 с дозой 1000 мкКл/см² и энергией 100 кэВ разгонки при 950^оС в среде влажного кислорода, легирования активных областей транзисторов р-типа 20 ионами бора с дозой 500 мкКл/см² и энергией 40 кэВ, осаждения пиролитического фосфоросиликатного стекла 21 толщиной 1,0 мкм и оплавления его при 970^оС, вскрытия фотолитографическим способом контактных окон 22, напыления слоя алюминия толщиной 1,2 мкм с 1%-ной добавкой кремния, формирования из него металлизации 23 фотолитографическим методом и вжигания при 475^оС. Использование способа в производстве КМДП БИС позволяет повысить быстродействие схем за счет снижения паразитных емкостей боковой стенки переходов транзисторов и поликремниевой разводки без увеличения числа фотогравировок.

Формула изобретения

СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СТРУКТУР КМДП БИС, включающий формирование на кремниевой подложке первого типа проводимости областей карманов второго типа проводимости, нанесение слоя нитрида кремния, формирование фоторезистивной маски, создание маски из нитрида кремния на активных областях, легирование примесью второго типа охранных областей транзисторов первого типа, создание изолирующего слоя оксида кремния, легирование примесью первого типа охранных областей транзисторов второго типа, удаление маски из нитрида кремния в активных областях и формирование транзисторных структур, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия за счет снижения паразитной емкости боковой стенки переходов транзисторов поликремниевой разводки, маску из нитрида кремния создают одновременно на активных областях транзисторов первого типа и на областях транзисторов второго типа, легируют примесью второго типа охранные области транзисторов первого типа, создают слой оксида кремния на охранных областях транзисторов первого типа, вскрывают дополнительно окна в маске нитрида кремния над охранной областью транзисторов второго типа, легируют примесью первого типа охранные области транзисторов второго типа, удаляют слой оксида кремния, после чего создают изолирующий слой оксида кремния.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3

MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Номер и год публикации бюллетеня: 10-2002

Извещение опубликовано: 10.04.2002        

---