Способ изготовления монолитных интегральных схем
Использование: микроэлектроника, технология изготовления монолитных интегральных схем с изоляцией р-п-переходом, включающих дополняющие n-p-п и р-п-р-биполярные транзисторы и полевой транзистор с управляющим р-п-пёреходом. Сущность изобретения: после формирования высокоомной области коллектора п-р-п транзистора формируют область канала полевого транзистора и высокоомную область коллектора p-n-p-транзистора в едином технологическом цикле путем диффузии примеси р-типа в эпитаксиальную пленку, а затвор полевого Транзистора формируют одновременно с базовой областью р-п-р-транзистора.9 ил. (Л
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
isi)s Н 01 1 21/82
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ
ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ (21) 4863227/25 (22) 30.08.90 (46) 07,04.93. Бюл, ¹ 13 (71) Н ауч но-исследовательский институт
"Пульсар" (72) Р,Н,Виноградов, С.И,Зеленова и
С.А.Жуков (73) P.Н.Виноградов, С,И.Зеленова иС.А.Жуков (56) 1. Степаненко И,П. Основы микроэлектроники, — М.: Советское радио, 1980. с,224, 2, Патент США ¹ 4553318, кл. Н 01 1.
21/225, 1985.
3. Excalibur technology // Electronic
Enginering, oct. 1990, N 22, р.42.
Изобретение относится к полупроводниковой технике, в частности, к производству монолитных интегральных схем, содержащих дополняющие биполярные и-рр- и р-и-р-транзисторы и полевой транзистор с управляющим р-и- переходом.
Цель изобретения — улучшение электрических параметров интегральных схем, повышение их воспроизводимости и снижение трудоемкости изготовления.
На фиг.1 показано поперечное сечение монолитной интегральной схемы, содержащей дополняющие и-р-и и р-и-р-биполярные транзисторы и р-канальный полевой транзистор с управляющим р-n — переходом; на фиг,2 — 9 — последовательность процесса, Ы2„„1808147 АЗ (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ МОНОЛИТНЫХ ИНТЕГРАЛЬНЫХ СХЕМ (57) Использование: микроэлектроника. технология изготовления монолитных интегральных схем с изоляцией р-и — переходом, включающих дополняющие и-р-и и р-п-р-биполярные транзисторы и полевой транзистор с управляющим р-п-переходом.
Сущность изобретения: после формирования высокоомной области коллектора п-р-и транзистора формируют область канала полевого транзистора и высокоомную область коллектора р-и-р-транзистора в едином технологическом цикле путем диффузии примеси р-типа в эпитаксиальную пленку, а затвор полевого транзистора формируют одновременно с базовой областью р-п-р-транзистора. 9 ил. изготовления монолитной интегральной схемы согласно изобретению.
Пример. Для создания монолитной интегральной схемы, содержащей и-р-и и р-и-р вертикальные транзисторы и р-канальный полевой транзистор с управляющим р-и переходом, согласно настоящему изобретению, сильнолегированная р область (1) коллектора р-и-р транзистора создается диффузией или ионным легированием бора в погруженный слой (2) п-типа, созданный s подложке (3) полупроводникового р-типа (фиг.1). Разделительные р области (4) и (5) для изоляции и-р-и- транзистора и полевого транзистора создаются одновременно с областью (1) диффузией бора в подложку (3).
1808147
Сильнолегированная и (6) коллектора и-ри- транзистора создается ионным легированием примеси и-типа в подложку (3) р-типа, Коллекторная область р-п-р транзистора изолирована от подложки р-п-переходом, образованным и-областью погруженного слоя (2) и эпитаксиальным слоем (7). и-р-итранзистор и полевой транзистор изолированы от подложки и других элементов схемы р-и- переходами, образованными и-областью эпитаксиального слоя (7) и разделительными р-областями (4), (5), (8), (9).
Высокоомная область (10) коллектора р-и-р транзистора, р-область канала (11) полевого транзистора и разделительные области (8) и (9) создаются ионным легированием с последующей диффузией примеси р-типа в эпитаксиальную пленку (7) п-типа, причем в области коллектора р-и-р-транзистора происходит смыкание фронта этой диффузии с сильнолегированной областью (1), Монолитная интегральная схема, содержащая биполярные дополняющие транзисторы и р-канальный полевой транзистор, может бь ть получена в результате выполнения следующих процессов, которые проводятся в соответствии с настоящим изобретением. Исходной подложкой (3) является кремний р-типа с удельным сопротивлением 10 Ом см. Область (2) и-типа получается за счет селективного ионного легирования фосфором (доза 5-20 мкК/см ) энергия 100 кэВ) и последующей диффузии при температуре 1200 С в течение 16 ч в смеси аргона и кислорода на глубину 12-20 мкм.
Область и — типа (6) получается за счет ионного легирования мышьяком (доза 200 мкК/см2, энергия 10 кэВ) и диффузии при температуре 1200 С в течение 3 часов в сухом кислороде. Поверхностное сопротивление 30-40 Ом/ G.
Области р -типа (1). (4) и (5) получаются загонкой бора при температуре 1000 С в течение 30 мин и последующей разгонкой при температуре 1200"С в течение 1.5 часов.
Поверхностное сопротивление слоя 30 — 40
Ом/Q.
Слой A-типа (7) получается эпитаксиальным осаждением кремния, легированного фосфором, на подложку {3) с диффузионными слоями (1,2,3.4.5,6), Удельное сопротивление слоя (7) 0,7-1,0 Ом см, толщина 6-8 мкм, В эпитаксиальном слое (7) над областями (1), (4) и. (5) создаются области р-типа (8), (9) и (10), а также область (11) ионным легированием бором с дозой 0.5-1,0 мкК /см и г энергией 100 кэВ. Затем проводится отжиг при температуре 1200 С в течение 2 часов в сухом кислороде, В процессе отжига происходит встречная диффузия бора из погруженных р областей (1), (4), (5) и- из поверхностных областей (8), (9) и (10), приводящая к их смыканию, При этом образуется р+р-коллекторная область р-и-р транзистора и изолирующие области R-p-и-транзистора и полевого транзистора. Концентрация примеси на поверхности областей (8), (9) и
{10) и(11) составляет 10 ат см . Образующаяся при отжиге область (11) представляет собой р-канал полевого транзистора.
В области (12) и (13) проводится локальная диффузия примеси п-типа для формирования соответственно базовой области р-п-р-транзистора и области затвора полевого транзистора посредством ионного легирования мышьяком с дбзой 20 мкК/см и энергией 120 кэВ и последующего отжига при температуре 1150 С в течение 2 часов в сухом кислороде. При этом глубина перехода составляет 0,9 мкм и повез0хностная концентрация равна 6 . 10 см
18
В эпитаксиальный слой (7) над погруженным слоем и типа(6) проводится локальная диффузия примеси р-типа для формирования базовой области и-р-и-транзистора посредством диффузии бора из нитрида бора при Т = 925 С и последующего отжига при Т = 1050 С в течение 50 минут.
При этом глубина перехода коллектор-база составляет 0,9 мкм и поверхностная концентрация 9 10 см
18 -3
Диффузией бора из нитрида бора г1ри температуре 925 С формируются сильнолегированные области р типа: (15) — для образования эмиттера р-и-ртранзистора;
40 (16) — для подлегирования коллекторого контакта р-и-р транзистора; (17) — для подлегирования контактов ир-и транзисторов; (18), (18с) — для подлегирования обла45 стей истока-стока полевого транзистора.
Осаждается слой пиролитического окисла толщиной 0,3 мкм для защиты областей (15,16,17,18). Диффузией фосфора при температуре 950 С формируются сильнолегированные области и -типа для образования области (19) эмиттера и области (20) коллекторного контакта п-р-п-транзистора. области (21) базового контакта р-п-р транзистора и области (22) контакта к затвору по55 левого транзистора, Полученные р-п-р-транзисторы имеют коэффициент усиления Д= 30 — 60 при напряжении пробоя перехода коллектор-база 30-60 В. и-р-итранзисторы имеют коэффициент усиления
1808147
30-100 при напряжении пробоя перехода коллектора 30-50 В. Граничные частоты ри-р v n-р-и- транзисторов соответственно равны 2 и 1,5 ГГц. Полевые транзисторы с р-каналом имеют напряжение отсечки 2 — 5 5
В при напряжении пробоя перехода затвор — исток 30-90 В, Формула изобретения
Способ изготовления монолитных ин- 10 тегральных схем с изоляцией р-п-переходом, содержащих дополняющие биполярнь е высокочастотные и-р-и- и р-и-ртранзисторы и полевой транзистор с управляющим р-п-переходом, включающий фор- 15 мирование на кремниевой подложке р-типа низкоомной области коллектора и-р-и-транзистора, области коллектора р-и-р-транзистора, высокоомной области коллектора и-р-и-транзистора путем осаждения эпитак- 20 сиальной пленки п-типа, области базы р-ир-транзистора, области базы п-р-и-транзистора. области эмиттера р-п-р-транзистора, области эмиттера и подлегирование контактной области коллектора п-р-п-транзистора. области канала и области затвора полевого транзистора, контактных областей, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью улучшения электрических параметров интегральных схем, повышения их воспроизводимости и снижения трудоемкости изготовления, после формирования высокоомной области коллектора, и-р-п-транзистора формируют высокоомную область коллектора р-и-ртранзистора одновременно с областью канала полевого транзистора путем диффузии примеси р-типа с поверхности эпитаксиальной пленки, затем формируют область базы р-и-р-транзистора одновременно с областью затвора полевого транзистора.
1808147
1808147
Составитель С.Зеленова
Техред М,Моргентал Корректор M.ÀHäðóøåíêî
Редактор Л.Волкова
Производственно-издательский комбинат "Патент", r, Ужгород, ул.Гагарина. 101
Заказ 1401 Тираж Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5
