Способ изготовления структур мдп-приборов

Способ изготовления структур мдп-приборов

Реферат

 

(19)SU(11)1168021(13)A1(51)  МПК ⁶    _H01L21/76(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯк авторскому свидетельствуСтатус: по данным на 17.01.2013 - прекратил действиеПошлина:

(54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СТРУКТУР МДП-ПРИБОРОВ

Изобретение относится к технологии изготовления МДП-приборов и интегральных схем, в частности к формированию изолированных областей, в которых изготавливают элементы этих приборов и интегральных схем. Целью изобретения является увеличение подвижности носителей заряда в изолированных областях кремния и сохранение исходной формы этих областей. На фиг. 1-6 представлена последовательность операций изготовления структур МДП-приборов в соответствии с данным изобретением. На фиг. 1 представлена кремниевая подложка после формирования пленки двуокиси кремния; на фиг. 2 структура после осаждения пленки аморфного или поликристаллического кремния; на фиг. 3 структура после маскирования участков аморфного или поликристаллического кремния нитридом кремния; на фиг. 4 структура после формирования слоя двуокиси кремния в незащищенных нитридом кремния участках; на фиг. 5 структура после импульсного отжима изолированных областей пленки кремния; на фиг. 6 сформированная структура МДП-транзистора, где: 1 монокристаллическая кремниевая подложка; 2 пленка двуокиси или нитрида кремния; 3 пленка аморфного или поликристаллического кремния; 4 подслой двуокиси кремния; 5 пленка нитрида кремния; 6 слой изолирующей двуокиси кремния; 7 затвор из поликристаллического кремния; 8 области истока и стока; 9 пленка подзатворной двуокиси кремния; 10 межслойная изоляция; 11 металлизация. На подложке 1 из кремния КЭФ 4, 5 с ориентацией <100> формируется пленка двуокиси или нитрида кремния 2 толщиной 0,1-1 мкм (фиг. 1). На пленку 2 в реакторе пониженного давления осаждается аморфная или поликристаллическая пленка 3 кремния толщиной 0,15-0,65 мкм (фиг. 2). Далее проводятся стандартные операции по локальному окислению кремния: выращивается подслой 4 двуокиси кремния толщиной 100-1000 , на него осаждается пленка 5 нитрида кремния толщиной 500-2500 , с помощью фотолитографии пленка 5 нитрида кремния вытравляется во всех местах, кроме тех, где формируются участки под активные элементы (фиг. 3), проводится окисление в парах воды до полного прокисления пленки кремния 3 и образования слоя 6 изолирующей двуокиси кремния в незащищенных нитридом кремния местах (фиг. 4). Затем последовательно снимаются пленка 5 нитрида кремния, подслой 4 двуокиси кремния и осуществляется импульсный отжиг изолированных участков кремния ксеноновыми лампами длительностью импульса 10 мс и плотностью энергии излучения около 95 Дж/см² для перекристаллизации участков пленки 3 кремния с образованием крупных кристаллов (фиг. 5). По стандартной технологии с затвором 7 из поликристаллического кремния на изолированных областях 3 пленки кремния изготавливают р-канальные МОП-транзис- торы с шириной канала 100 мкм и длиной канала 8 мкм (фиг. 6). Области 8 истока и стока транзисторов формируют легированием ионами бора. Подзатворная пленка 9 двуокиси кремния выращивается в хлорсодержащей окислительной атмосфере при 900^оС. Межслойная изоляция 10 из двуокиси кремния формируется в процессе низкотемпературного окисления моносилана. Контакты к областям 8 истока и стока и затвору 7 осуществляются с помощью алюминиевой металлизации 11. Аналогичным образом могут быть изготовлены и n-канальные транзисторы. Данный способ имеет перед известными следующие преимущества. Увеличивается подвижность носителей заряда в изолированных областях кремния (для электронной до 313 см²/Вс и для дырок 158 см²/Вс) за счет исключения или значительного уменьшения межкристаллитных границ в пределах одной изолированной области кремния, необходимой для формирования МДП-прибора. Это достигается тем, что при жидкофазной кристаллизации, вызванной импульсом ксеноновых ламп, монокристаллический зародыш первоначально возникает в углу в точке контакта с боковой стенкой из двуокиси кремния, где температура во время охлаждения наименьшая. Поскольку скорость кристаллизации сравнима со скоростью образования новых зародышей, то достаточно первого зародыша, чтобы в монокристалл перешла вся изолированная область кремния без образования отдельных кристаллов. При этом малый радиус закругления кремниевой пленки у дна изолирующей области из двуокиси кремния играет определяющую роль в формировании монокристаллических свойств изолированных кремниевых областей и получения кристаллографической ориентации 100. Сохраняется исходная форма кремниевых областей при рекристаллизации за счет того, что области кремния, где формируется МДП-прибор, окружаются слоем изолирующей двуокиси кремния до рекристаллизационного отжига.

Формула изобретения

СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СТРУКТУР МДП-ПРИБОРОВ, включающий формирование на кремниевой подложке пленки двуокиси кремния, осаждение слоя поликристаллического или аморфного кремния, разделение слоя кремния на изолированные области, рекристаллизационный обжиг, отличающийся тем, что, с целью увеличения подвижности носителей заряда в изолированных областях кремния и сохранения исходной формы этих областей, слой поликристаллического или аморфного кремния разделяют на изолированные области методом локального прокисления этого слоя до пленки двуокиси кремния.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6