Способ изготовления транзисторных структур

 

С С О.30 =". ит д.

Союз Советских

Социалистических

Республик (11) 526221

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свил-ву (22) Заявлено 26.02.74(21) 2000426/25 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 15.08.78.Бюллетень № 29 (45) Дата опубликования описания 26,06.78

2 (51) M. Кл

Н 01 L 21/00

Государственный иоиитет

Совета Министров CKP ао делан изобретений и отирытий (53) У Л К 6 21. 382 (08Ь.H) (72) Авторы изобретения

В. К. Ба3цолис, С. С. Янушонцс и В.-К. 10. 11 еркуве33е (71) Заявитель (54) С! ОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ

ТРАНЗИСТОРНЫХ СТРУКТУР

Изобретение относится к электронной

Teхнике и можа l использоваться по33 ll 3 готовлении полупроводниковых Tl)BHçlleòoров для сверхб3.3стрэдействуюнн:х и сверхвысокочастотных интегральных схем.

Извес Ген спосОб фо33м3п)ова53и5! Ис.ГОчника базы при изготовлении транзисторных структур, вк3почаклций нанесение неоднородного покрытия, содержашего легит>уюц..ий слой, например окись алюминия, и маскируюгций слой, например двуокись кремния, и его фотолитографию

Однако применение окиси алюминия как легируюшего ве3цества неудобно, так как диффузия из него пооводится в атмосфере водорода. Кроме того, ширина окна эмиттера зависит От точности совмешения фотошаблона с пластиной, а так как погрешность совмешения составляет не менее <0,5 мкм, то таким способом невозможно получить окна субмикронных размеров.

Известен также способ изготовления транзисторных структур, включаюший операции нанесения на полупроводниковую пластину многослойного пленочного покрытия, соде1.жашего легируюший слой, например боросиликатное стекло, и маскируюший слой, например двуокись кремния; формирования источника базы; диффузии примесей в базовую область из легируюше— го слоя; окисления поверхности пластины, вскрытия окон в окисле для формирования эмиттеГ,а; диффузии примесей в эмиттерную

1п область и металлизапии.

Но в данном случае необходимо применение двух точных фотолитографий на сформированной стоуктуре базы, что ограничивает размеры последней, а зазор

3s между контактами базы и эмиттера не покрыт экранируюшим слоем, вследствие чего во время окисления из-за поглошения окислом примесей увеличивается сопротивление базы.

20 31ель изобретения — получение структуры с субмикронными размерами. Это позволяет увеличить быстродействие транзисторных структур микронных размеров, создать самосовмешаюшиеся окна эмитте25 ра и контактные окна базы и эмиттера, 52622 1 исключить точные фотолитографии при формировании источника базы.

Это достигается тем, что. между легируюшим" и маскирующим слоем наносят экранирующий слой, например алюмосиликат ное стекло, на поверхность пластины наносят слой окисла, а после вскрытия окон в нанесенном окисле открытым травлением

-в селективных травителях последовательно травят экранируюший и легируюший слои до области базы, формируя окно эмиттера и контактное окно базы.

Таким способом получают транзисторные структуры микронных размеров с параллельно расположенными контактными окнами базовой и эмиттерной областей с маленьким сопротивлением базы. Размеры и начальные координаты структур в плане (коордииаты х, у) определяются толщи ной слоев и углом среза (координатой ).

Нри этом имеется самосовмешение окна, эмиттера и контактных окон базы и эмиттера.

На фиг, 1 показано сечение полупроводниковой пластины со сформированной трехслойной структурой из неоднородного примесного стекла; на фиг. 2 — то же, после диффузии и окисления; на фиг. 3 — полупроводниковая пластина после открытия окна в нанесенном слое двуокиси кремния, вид сверху; на фиг. 4 - сечение полупроводниковой пластины после открытого селективного травления незащищенных КоНцов экранирующего слоя; на фиг. 5 - то же, после открытого травления; на фиг. 6сечение полупроводниковой пластины с структурой для создания эмиттера и контакта базы.

На поверхности кремниевой пластины

1 методом объемной фотолитографии формируют структуру 2 из неоднород; ого 4О примесного стекла, содержащего легирую.— щий слой 3 с базовыми примесями, например боросиликатное стекло, нанесенное центрифугированием из легирующих композиций, слой 4, экранируюший про-, 4 тив окислительной .атмосферы при термическом окислении, например алюмосиликатное стекло, нанесенное реактивным распылением, и маскирующий слой 5, например слой двуокиси кремния, нанесен- 3О ный высокочастотным распылением. При формировании структуры всегда образуется клин 6 травления, который обусловливается изотропным травлением и зависит от соотношений скоростей травления слоев, 55 от адгезии фоторезист — маскирующий слой и адгезии между остальными слоями.

Далее проводят диффузию базы 7 и термическое окисление. Так как слой 4 экранирует против окисляюшей атмосферы, то термическая двуокись кремния (слой

8) образуется на поверхности пластины

1 в местах, не защищенных экранируюшим слоем 4, в том числе под клином 9 травления и легирующим слоем 3. Слой 5 в этом процессе активной роли не играет.

После окисления пластину покрывают (например, высокочастотным распылением) слоем 10 двуокиси кремния и в нем открывают окно 11 (см, фиг. 3), Открытие окна проводят обычной фотолитографией. При этом требуется только совмещение по длине структуры 12.

Проводят открытое селективное по отношению к слоям 5, 3 и 8 травление экранируюшего слоя 4 (например, горячей фосфорной кислотой). Так как нанесенный слой 10 двуокиси кремния и маскирующий слой 5 служат маской, то травятся только неприкрытые этой маской параллельные полоски клина травления экранируюшего слоя 4 до легирующего слоя 3, Потом открыто травят легирующий слой

3 (см. фиг. 5), например, в P-травителе, вследствие чего на пластине 1 с базовой областью 7 открываются две параллельные полоски 13 и 14, ширина которых зависит от клина .травления экранирующего слоя

4. Гак как толщина термического окисла (слой 8) больше, чем толщина легирующего слоя 3, то при травлении стравливается только часть термического окисла (слой 8), а маскирующий слой стравливается полностью.

Пластину 1 покрывают слоем 15 стекла (см.:фиг. 6) с большой концентрацией базовых . примесей (например, боросиликатным стеклом, нанесенным центрифугированием из легирующих композиций) и методом обычной фотолитографии открывается одна из полосок, например 13, при этом совмещают только край темно-белой полуплоскости по ширине структуры. На пластину наносят легированный примесями для создания эмиттера слой 16 (например, фосфорсиликатное стекло из легируюших композиций1 в базовой области через полоску 13.

Слои 3, 4 8 и 15 служат маской против диффузии примесей из слоя 17 в пластину, а слой 15 еше и источником для создания сильно легированной области 18 под полоской 14 в базе 7 во время диффузии эмиттера.

Контакты для эмиттера и базы в зависимости от ширины исходной структуры создают обычным способом металлизации.

526221 ф

Формула изобретения

Способ изготовления транзисторных структур, включающий операции нанесения на полупроводниковую пластину многослойного пленочного покрытия, содержащего легируюший слой, например боросиликатное стекло, и маскируюший слой, например двуокись кремния; формирования источника базы; диффузии примесей в базовую область из легируюшего слоя; окис- п ленни поверхности пластины;. вскрытия окон в окисле для формирования эмиттера; диффузии примесей в эмиттерную область и металлизации, о т л и ч а юш и и с s тTеeмM, что, с целью получения структур с субмикронными размерами, между легируюшим и маскирующим слоем наносят экранируюший слой, например алюмосиликат, на поверхность пластины наносят слой окисла, а после вскрытия окон в нанесенном окисле открытым травлением в селективных травителях последовательно травят экранируюший и легируюший слои до области базы, формируя окно эмиттера и контактное окно базы..

- 52622 1

3 /Ф

Составитель В. Утекина

Редактор Т. Колодцеве Техред И. Климко Корректс Jl, Веселовская

Заказ 4307/51 Тираж «960 . Подписное

LIHHHHH Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д, 4 5

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4