Способ изготовления датчиков водорода на моп-транзисторах

 

Использование: в измерительной технике , в частности при изготовлении малогабаритных полупроводниковых датчиков водорода . Сущность: изобретение позволяет повысить выход годных при изготовлении датчиков за счет формирования над областью затвора транзистора временной алюминиевой защиты, нанесения низкотемпературной пленки SlOa, предотвращающей воздействие травителя для палладия на алюминий, вскрытия окна под затвор в данной пленке сначала до алюминия , а затем до подзатворного диэлектрика, вскрытия окна в защитной пленке в области контакта палладия с алюминием и формирования палладиевого затвора прямой фотолитографией . 12 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (si)s Н 01 L 21/336

ГОСУДЛРCTBEHHOE ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) 1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ йй ИБЕРА» р.,р" р»

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4801833/25 (22) 14,03.90 (46) 30.12;92. Бюл. М 48 (71) Научно-исследовательский институт физических измерейий (72) С,А.Козин и Л.А.Маринина (56) Зарубежная электронная техника, N 2, 1988, с. 3.

Proc. of the 6-th Seusor Syrnposlum, 1986, рр, 195-200, (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ДАТЧИКОВ

ВОДОРОДА HA МОП-ТРАЙЗИСТОРАХ (57) Использование: в измерительной технике; в частности при изготовлении малогабаЙэобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано при" изготовлении малогабаритных полупроводййковых датчиков водорода, ос-: нованных на МОП-транзисторах с палладиевым затвором. .:. Известен способ изготовления датчика водорода, включающий формировайие интегрального A-канального МОП-транзисто-. ра с палладиевым затвором, создаваемым методами напыления и взрывной фотолитографйи с примененйем фоторезистивной маски. ..Недостатком способа является значительное снижение выхода годных в MOllструктуре за счет загрязнений, остающихся от формирования фоторезистивной маски.

Применение прямой фотолитографии при формировании палладиевого затвора из напыленной пленки палладия на предварительно сформированные алюминиевые контактные площадки и шины металлизации не реализуется из-за отсутствия избира,, ЯЫ, 1785049 А1

I.

2 рйтных полупроводниковых датчиков водорода. Сущность: изобретение позволяет повысить выход годных при иэготовлейии датчиков за счет формирования над областью затвора транзистора временйой алюминиевой защиты, нанесения ниэкотемпературной пленки SlOz, предотв-. ращающей воздействие травителя для палладия на алюминий; вскрытия окна под затвор в данной пленке сначала до алюминия, а затем до подзатворного диэлектрика, вскрытия окна в защитной пленке в области контакта палладйя с алюминием и формирования палладиевого затвора прямой фотолитографией. 12 ил, тельных травителей к алюминию и rlaiinaдию. Использование низкотемпературной защитной пленки из SiOz над алюминием для предотвращения" воздействия на него: травителя для палладиум, требует вскрытия окна в защитной пленке в области затвора до подзатворного окисла, что приводит к воздействию травителя"-на подзатворный СЛ окисел и; следовательно, к невоспройзводи- С) мости электрических характеристик МОПтранзисторов, ..., . - . Q

Известен способ изготовления датчйка водорода, включающий формирование

MOl1-элемента с алюминиевыми контактными площадками и металлизацией и палладиевым затвором, напыляемым через маски;

Недостатком способа является то, что напыление через механическйе -маски, например магнитные, приводит к загрязнениям МОП-транзисторов и к механическим нарушениям предварительно сформированных алюминиевых шин металлизации, что

1785049 снижает выход годных при изготовлении датчиков.

Цель изобретения — повышение выхода годных изделий при изготовлении.

Согласно изобретению в способе изго- 5 товления датчиков водорода на МОП-транзисторах, включающим формирование в пластине кремния р-типа проводимости локальным легированием примесью областей стока и истока п-типа проводимости, нане- 10 сение подзатворного слоя двуокиси кремния, создание затвора из палладия и контактных площадок и шин металлизации к истоку, стоку и затвору из алюминия, раз-. деление пластины на отдельные датчики,. 15 при создании контактных площадок и шин металлизации формируют временной затвор иэ алюминия, наносят низкотемпературную защитную пленку двуокиси кремния, формируют маску иэ фоторезиста 20 с окном, соответствующим конфигурации временного затвора, травят в окне последовательно защитную пленку и алюминий, удаляют фоторезист, фотолитографией

35

9, перекрывающий окно 8, и окна 10 в за- 45 щитной пленке на контактных площадках.

На фиг. 2 и 3 показаны сечения А-А и Б-Б датчика после формирования областей 2 истока и стока; подзатворного окисла 11 и алюминиевых шин 4 металлизации и затво- 50 ра 12 иэ алюминия; нэ фиг.4 и 5-то же,, пОсле нанесения защитной пленки 13; на фиг. 6 и 7-то же, после создания фоторезистивной маски 14 с окном 15, соответствую55 вскрывают окно в защитной пленке над участкой металлизации к затвору; напыляют пленку паллэдия, фотолитографией формируют область затвора с перекрытием окна в защитной пленке над участком шины металлизации к затвору .и фотолитографией вскрывают окна в Защитной пленке над контактными площадками.

На фиг. 1 изображен датчик водорода на МОП-транзисторе. представляющий собой кремниевый кристалл 1 р-типа проводимости, н* котором сформированы области 2 ласть 3 с подэатворным дйэлектриком, шины 4 металлизации из алЮминия, контактные площадки 5 из алюминия, окна

6 в окисле йод контакт Al к Si, участок 7 шины алюминиевой метэллизации, перекрытой палладием. окно 8 в защитной пленке на данном участке, палладиевый затвор щим конфигурации затвора; на фиг. 8 — то

; же, после травления в окне 15 защитной пленки; на фиг. 9 — то же, после травления в окне 15 алюминия и удаления фоторезиста; на:фиг. 10 — то же, после вскрытия в защитной йленке окна 8 над участком шины металлизации к затвору; на фиг. 11 и 12 изображены сечения А-А и Б-Б после напыления палладия и формирования затвора 9, в том числе перекрывающего окна 8;На кремниевой пластине ориентации (100) марки КДБ-4 после создания маскирующего слоя $102, вскрытия s нем окон под исток и сток, формирования диффузией фосфора областей п-типа, стравливания маскирующего окисла из подэатворной области между стоком и истоком, окисления для подзатворйого диэлектрика, вскрытия окон под контакт с металлизацией в областях истока и стока, напыления алюминия, фотолитографии по алюминию для формирования шин металлизации, контактных площадок и затвора проводят нанесение при температурЕ

350...450ОС пленку St02 толщиной 0,2...0,6 мкм пиролизом моносилана в среде кислорода. Фотолитографией создают маску из фоторезиста над подээтворной областью и при ее защите травят в растворе плавиковой кислоты пленку Sip . затем при использовании той же маски из фоторезиста травят над

5 подэатворной областью алюминий в травителе иэ смеси 70 мл НзР04+ 1,5 мл СНзСООН + 5 мл Н20.

Алюминий предотвращал травление подзатворного окисла при вскрытии травлением окна в защитной пленке. После удаления фоторезиста проводят фотолитографию для вскрытйя окна в защитной пленке под контакт палладия с алюминием, напыляют . методом электронно-лучевого распыления паллэдий толщиной 0,05 ... 0,3 мкм и фотолитографией .формируют затвор из паппадия, используя в качестве трэвителя раствор состава ННОэ+ НС1 oсоотношении 1: :3.

В завершение фотолйтографией формируют в защитной пленке окна нэ контактных площадках.

Ф о р м у J1" а и з о б р е т е н и я

Способ изготовления датчиков водорода на МОП-транзисторах, включающий формировайие в пластине кремния р-типа пров6димости локальным легированием примесью областей стока и истока п-типа проводимости, нанесение подзатворного слоя двуокисй кремния, создание затвора иэ палладия и контактных площадок и шин

"металлизэции к истоку, стоку и затвору из алюминия, разделение пластины на отдельные датчики, отличающийся, тем, что. с целью-повышейия выхода годных, при создан ии койтактных площадок и шин металлйзэции формируют временный затвор из алюминия, наносят низкотемйературную защитйую" пленку двуокйси кремния, формируют маску из фоторезиста с окном, соответствующим конфигурации временного

1785049 затвора, травят в окне последовательно защитную пленку и алюминий, удаляют фоторезист, фотолитографией вскрывают окно в защитной пленке над участком металлизации к затвору, напыляют пленку палладия, фотолитографией формируют область затвора с перекрытием окна в защитной пленке над участком шины металлиэации к затвору и фотолитографией вскрывают окна в защитной пленке над контактными площад5 ками.

1785049

Составитель Л.Маринина

Техред M.Mîðãåíòýë Корректор Н.Гунько

Редактор

Заказ 4369 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101