Способ получения кристаллов полупроводниковых структур

 

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КРИСТАЛЛОВ ПОЛУПРПВПДНИКПВЫХ СТРУКТУР, включающий операции формирования элементов .структуры в полупроводниковой подложке с маскирующим их диэлектрическим покрытием, вскрытия контактных областей к элементам структуры, осуществления металлизированной разводки , формирования разделительных канавок, нанесение защитной диэлект рической пленки и вскрытия окон в ней, отличающийся тем, что, с целью упрощения способа, одновременно с вскрытием контактных областей к элементам структуры открывают области под разделительные к 1навки„

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛ И СТИЧ ЕС К ИХ

РЕСПУБЛИК (5!)5 Н О! L 21/)8

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕ "ЕНИ

Н АВТОРСНОму сВидЕТЕльстВУ

ГОСУДАРСТВ Е Н НО Е ПАТЕ НТН ОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) (21) 32ll8683/25 (22) 12,,02..81 . (46) 15..07.93. Бюл. Г 26 (72} В.Н.Глущенко и A.l).Колычев (56) Назель Е,3. Нощные транзисторы. — И.: Энергия, 1969, с, 138.

Авторское свидетельство СССР по заявке l" 3213592, кл. Н 01 I. 21/78, 1980. (54}(57) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КРИСТАЛЛОВ

ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ СТРУКТУР, включающий операции формирования элементов структуры в полупроводниковой подИзобретение относится к микроэлектронике и касается промышленного изготовления полупроводниковых структур.

Известен способ изготовления кристаллов транзисторных структур, включающий операции формирования элементов структуры в полупроводниковой подложке с маскирующим их диэлектрическим покрытием, вскрытие контактных областей к элементам структуры, осуществление металлизированной разводки, после чего фотолитографией вскрывают окна под канавки и оттравливают их на глубину, большую глубины залегания перехода коллектор-база.

Y недостаткам этого способа следует отнести вскрытие полупроводникового материала на краях и ребрах крис-. талла при разделении подложки на кристаллы. При контактировании внутреннего вывода полупроводникового прибора с указанным, незащищенным ди" Ы„» 9805б8 А1 ложке с маскирующим их диэлектрическим покрытием, вскрытия контактных областей к элементам структуры, осуществления металлизированной разводки, формирования разделительных канавок, нанесение защитной диэлект рической гленки и вскрытия окон в ней. отличающийся тем, что, с целью упрощения способа, одновременно с вскрытием контактных областей к элементам структуры открывают области под разделительные канавки. электриком участком полупроводникового материала образуется электрический контакт и прибор уходит в брак по токам утечки.

Наиболее близким техническим решением является способ получения кристаллов, полупроводниковых структур, включающий операции h. рмирования элементов структуры в полупроводниковой подложке с мас,ирующим их диэлектрическим покрь ием, вскрытие контактных областей < элементам структуры, осуществление металлизированной разводки, формирование разделительных канавок, нанесение защитной диэлектрической пленки и вскрытие окон в ней..

Недостатком способа является наличие дополнительной фотолитографии для вскрытия областей под разделительные канавки, усложняющей технологический процесс изготовления полупроволнико980568 вой структуры и удлиняющей его во времени.

Целью изобретения является упро" щение способа получения полупровод" никовых структур.

Поставленная цель достигается тем, что в способе получения кристаллов полупроводниковых структур, включающем операции формирования элементов структуры в полупроводниковой подлож» ке с маскирующим их диэлектрическим покрытием, вскрытие контактных областей к элементам структуры, осуществление металлизированной разводки, .формирование разделительных канавок, нанесение защитной диэлектрической пленки и вскрытие окон в ней, одновременно с вскрытием контактных областей к элементам структуры открывают области под разделительные канавки.

На фиг.1 изображено формирование элементов транзисторной структуры в полупроводниковой подложке с одно- 25 временным вскрытием контактных областей к элементам структуры и под разделительные канавки, где 1 - полупроводниковая подложка, 2 - маскирующее диэлектрическое покрытие, 3 -. базовая область, 4 - эмиттерная область, 5 - вскрытая контактная область к элементам транзисторной структуры (к областям 3 и A) 6вскрытая контактная область под разделительные канавки; на фиг.2 - формирование металлизированной pBSBofl» ки, где 7 - металлизированная разводка, 8 - фоторезист, 9 -разделительная канавка; HB фиг.3 " нанесение защитной диэлектрической пленки, где 10 - защитная диэлектрическая пленка; на фиг.4 - изображено вскрытие защитной пленки на контактных окнах и дорожках» где f1 вскрытые контактные окна, 12 - вскрытые дорожки под отделение выполненных на общей полупроводниковой подложке структур друг от друга.

Пример. Полупроводниковую подложку кремния 1 и-типа проводи" мости, служащую коллектором, подвергают термическому окислению при температуре 1150 С в течение 3 ч. Процесс проводят в комбинированной среде сухого и увлажненного водяными парами кислорода, выращивая маскирующее диэлектрическое покрытие 2 двуокиси. кремния Sin . В результате получают пленку толщиной 0,8 мкм, достаточной для маскирования подложки 1 от последующих операций диффузии и селективного травления кремния.

Через вскрытое фотогравировкой окно в покрытии 2 формируют базовую область. 3; например, термической загонкой бора из борного ангидрида

В Оз с последующей его разгонкой при температуре 1150 С в комбинированной среде сухого и увлажненного водяными парами кислорода до глубины 3 мкм, в этом же процессе получают маскирующее диэлектрическое покрытие двуокиси кремния SiO< 0,6 мкм, Далее в области 3 -формируют эмиттерную область 6, например, термической диффузией фосфора из хлорокиси фосфора РОС1 при температуре 10 0 С в среде азота с добавлением кислорода, так что в процессе диффузии вырастает также маскирующее диэлектрическое покрытие фосфорносиликатного стекла (фСС) толщиной 0, } мкм.

f: сформированным областям 3 и 4» и под разделительные канавки одновременно, т.е. общей фотогравировкой, открывают контактные области 5 и 6 (фиг,l), После чего фоторезист снимают и после отмывки пластин кремния в перекисноаммиачной смеси осуществляют вакуумное напыление алюминия на установке ST. 10/24 до толщины 1,5 мкм. Металлизированную разводку 7 формируют фотогравировкой с травлением алюминия в травителе состава H РП : HNA CH COOH : H о (1 0:6:30:5), используя маскирующие свойства фоторезлста 8 ФП-303, который в качестве дополнительной маски оставляют при формировании разделительных канавок 9 (фиг. 2). фотолитографию осуществляют нанесением фоторезиста фП-383 на основе новолачной смолы. Фоторезист 8 наносят центрифугированием со скоростью вращения 3000 об/мин толщиной 1 мкм.

Далее следует сушка при температуре

100 С в течение 15 мин, совмещение, экспонирование, проявление в

0,54 растворе щелочи КОН и вскрытие контактных областей селективным— травлением.

Травление разделительных канавок

9 производят, используя маскирующие свойства фоторезиста 8 и диэлектрического покрытия 2, плазмохимическим способом, используя активный

980568

Режим травления: давление мощность скорость травления окисла

66-266 Па, 0,5-0,7 кВт, 700-1000 3/мин.

5 газ СРф или С с кислородом ф Со держание кислорода - в пределах 5104„

Режим травления: . напряжение на аноде 3 кВ

1 ток анода 0,5 Л ток сетки 250 мА давление в камере 6 .10 "мм рт.ст.

Травление ведут на эффективную для

10 изоляции глубину, более глубины залегания активных элементов полупроводниковой структуры, т.е. базовой области 3 транзисторной структуры, что составляет 5 мкм. Указанная травяная среда и условия ее образования обладает селективностью в травлении кремния по отношению к маскируюцему диэлектрическому покрытию 2 и к алюминию, покрытому в естественных услови- 20 ях пленкой окиси алюминия А1 0> и дополнительно фоторезистом 8.

Таким образом, исключается необходимость производить Формирование разделительных канавок 9, используя 25 дополнительную Фоторезистивную маску по всей поверхности пластины. Затем на рельефную поверхность подложки 1 наносят плазмохимическим способом двуокись кремния 10 (Фиг,3).

Режим нанесения: Т = 200 С, Ро =

= 1,5 ° 10 - ?.10 Торра с добавлением моносилана до P = ? 10 торра, 6

При этом защищают как ли ю г.,верхность подложки 1, так и вертикальные стенки канавки 9. После этого по защитному покрытию делают фотогравировку и вскрывают окисел на контактных окнах 11 и дорожках 12 (Фиг.4).

Вскрытие проводят плазмохимическим способом во Фторсодержащей среде хладона-?18 на установке диодного типа„

Преимущество данного способа перед известными заключается в том, что вместе с вскрытием окисла под контакты к элементам структуры вскрывают. окисел на разделительных дорожках и ведут. селективное травление кремния на разделительных дорожках, используя маску из диэлектрического покрытия, окисла металла и Фоторезиста.

Это позволяет упростить процесс, исключив технологическую операцию

Фотолитографии.

980568

Puz. c

Фиг,4

Составитель И.Багинская

Редактор Г.Берсенева Техред М.Моргентал Кррректор И.Иулла

Ъкая 2836 тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при fl(HT СССР

113035, Москва, E-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул, Гагарина, 101