Способ изготовления мдп больших интегральных схем

Способ изготовления мдп больших интегральных схем

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к области микроэлектроники и может быть использовано при создании больших интегральных схем на ВДП-транзисторах. Цель изобретения - повышение быстродействия МДП больших интегральных схем и степени их интеграции. В способе изготовления МДП больших ральных схем создают подзатворный диэлектрик на кг емниевой подложке. Далее наносят поликремниевую разводку и удаляют подзатворный диэлектрик. Наносят нитрид кремния и селективно удаляют, оставляя его на торцах поликремниевых затворов и подзатворного диэлектрика. Во вскрытые окна проводяионное легирова1ние примесью другого типа проводимости, чем в подложке . После термообработки в окислительной среде при 800-850°С удаляют . остатки маскирующего слоя, а в полученные окна проводят легирование примесью , которая компенсирует напряжение в кристаллической решетке подложки . В качестве принес можно использовать, например, германий, если подложка легирована фосфором. Активацию внедренной компенсирующей примеси осуществляют одновременно с термообработкой нанесенной межслойной изоляции , после чего формируют контакты и токопроводящую металлизацию. 8 ип. i С to со Oi СО Kj

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕаЪБЛИН (51) 5 Н 01 L 21/82

Н А ВТОРСИСМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ ССС

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (46) 15.07,93. Бюл. Р 26 (21) 3905727/25 (22) 04.06.85 (72) А.И.Красножон и H.È.Ñóõîðóêîâ (56) Авторское свидетельство СССР

И 1119548, кл. Н 01 L 21/82, 1983.

Авторсксе свидетельство СССР

У 1087003, кл. Н 01 L 21/82, 1982. (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ МДП БОЛЬШИХ

ИНТЕГРАЛЬНЫХ СХЕМ (57) Изобретение относится к области микроэлектроники и может быть использовано при создании больших интегральных схем на ГЩП-транзисторах.

Цель изобретения — повышение быстродействия ИДП больших интегральных схем и степени их интеграции. В способе изготовления МДП больших интегральных схем создают подзатворный, диэлектрик на кремниевой подложке.

Далее наносят поликремниевую развод„„SU„„1295971 А 1 ку и удаляют подзатворный диэлектрик.

Наносят нитрид кремния и селектнвно удаляют, оставляя его на торцах поликремниевых затворов н подэатворного диэлектрика. Во вскрытые окна проводят ионное легирование примесью другого типа проводимости, чем в подложке. После термообработки в окислительной среде при 800-850 С удаляют остатки маскирующего слоя, а в полученные окна проводят легирование примесью, которая компенсирует напряжение в кристаллической решетке подложки. В качестве примеси можно исполь зовать, например, германий, если подложка легирована фосфором. Актива3» . цию внедренной компенсирующей примеси осуществляют одновременно с термообработкой нанесениой межслойной Изоляции, после чего формируют контакты и токопроводящую металлизацию. 8 йл.

1295971

>1;«<> (>» <>т(1««(е nò(«<«< 3(t(: л е <>блл (. т«( мйкр<»-.*лектро>(>(ки I«может б>ь(ть испол».«о(«яно (цм(создании больших интегряль— ных схем ня МДП-транзисторах.

Цель изобретения — повышение быст- 5 родействил МЛП БИС и степени чх инте грации.

Сущность изобретения полсняется чертежом, где на фиг. 1-8 представлены последовательные стадии изготов- >0 ления МДП БИС.

На исходной структуре (фиг. 1-4), содержащей кремниевую подложку 1, предварительный окисел 2 кремния, слои 3 нитрида кремния, противоин15 версионный слой .4 и защитный окисел

5, формируют поцзатворпый(диэлектрик

6, вскрывают контактные окна 7 и формируют затворы 8 из поликремнил и межсоединения 9. Удаляют окисел 10 и наносят слой 11 нитрида кремния и осуществляют его селективиое травление. В окнах 12 формируют слой 1Э окисла на активных областях. В окна

14 проводят легирование для формирования областей 15. Наносят слой 16 окисла, вскрывают окна над областями 17 стока и истока и нан. сят слой !

8 ФСС. После вскрытия контактов 19 формируют металлизацию 20.

Пример. Исходную подложку 1 кремнил марки КДБ 7,5 Ом см ориентации (100) подвергают окислению при о

900 С в среде увлажненного кислорода с добав."ой хлористого водорода до толщины предварительного окисла 2 кремния 0,06 мкм.

Методом пиролиза дихлорсилана

<> в аммиаке> при 750 С и пониженном давлении наносят спой Э нптрида кремния

40 толщиной 0,1 мкм. На активных областях формируют фоторезистивную маску и ведут плазмохи((ичеокое травление слол Э нит и а к еиния. р д р

Не снимал фоторезистивной маски, ведут ионное легироваиие пассивных областей бором с энергией 100 кэВ и дозой 2 мккуп/см . Полученный слой

>4 будет препятствовать образованию паразитнь(х каналов. После травления окисла 2 кремния, снятия фоторезиста и химобряботки подложку подг>ергают окиспен(по при 950 С в среде водяного пара до получения защитного окисла 5 толщиной 1 мки. При этом слой 3 нитрида кремния является маской, препятствун>щей окислених> активных облястей.

После <>ки<. л< .««««!(тря в ят т<олученный ня слое Э нитрипя креи«(«(л <:!(<>««оки(— па, слой 3 нитридя кремния, я якже слой 2 предварительно(е> окисла и ныря(((ипяют промежуточнь(й слой окисла кремния толщиной 0,15 мкм при 900 С.

При этом происходит окисление "белой полосы, расположенной ло периферии активных областей. После этого проводят ионное легирование бором с энергией 75 кэВ и дозой 0,0 1 мккл/см для компенсации перераспределения примеси при проведенных окислениях.

Затем снимают промежуточный окисел кремния и выращивают подзатворный окисел 6 кремния толщиной 0,07 мкм о при 950 С в среде увлажненного кислорода с добавлением хлористого водорода.

Фотолитографическим способом вскрывают. контактные окна 7 в слое 6, наносят поликремний толщиной 0,5 мкм, проводят его легирования фосфором при 900 С до Rs = 15-40 Омlи и формируют затворы 8 иэ поликремния и межсоединения 9 (поликремниевые шины), После травления поликремния удаляют с активных областей открытый слой подзатворного диэлектрика 6 и окисел

10 на поликремнии путем травления в буферном растворе на основе фтористоводородной кислоты. После химобработки на всю поверхность структуры наносят пиролитическим разложением о дихлорсилана в аммиаке при 800 С слой 11 нитрида кремния толщиной

0,2 мкм.

Затем ионнохимическим травлением в хладоне-14 с применением источника ионов ИИ-400-0,15 "Радикал". удаляют слой нитрида с активных областей.При этом торцы затвора и подзатворного диэлектрика с прилегающими к HHM частя ми подложки с областями истока и стока шириной, примерно равной толщине нанесенного ранее слоя нитрида кремния, остаются закрытыми слоем 11. Для формирования низкоомных областей Источника и стока через полученные окна 12 проводят ионное легирование полученных структур фосфором с энергией 75 кэВ и дозой 1000 мккул/см и термообработку в среде водяного пара при 800 С до образования на якТинных областях слоя 13 окисла toJTщиной 0,2 икм. Затем травлением я ортофосфорпой кислоте у«(<«л>«>(>т е>стятки слоя нитридя кремл((я !>я т< рпях «ят1)9 9! 1

sopa н подЛатворного диэлектрика и в .образовавшиеся по краям затвора окна 14 проводят ионное легирование гермянием с энергией 30 кэВ и, дозой

500 мккул/см для последующего форин- g рования низколегированных областей 15.

После этого наносят слой 16 пиролнтического окисла толщиной 0 5 мкм о и уплотняют его при 970 С в течение

20 ми». Прн этом одновременно осуществляют активацию и разгонку внедреннего германия. Далее вскрывают

s слое.. 16 контактные окна над облас" тями 17 истока и стока, накосят слой

18 пиролитического фосфоросиликатного 15 стекла толщиной 0,9 мкм и уплотняют его при 970 С в течение 20 мин. После вскрытия контактов 19 глубина низкоомных областей в них составляет 0,7 мкм, что обеспечивает отсутст-20 вие прожигания р-п-.перехода при вжиганни металлизации. Глубина областей

15 совместно легированных фосфором (при его боковой диффузии) и германием составляет 0,2 мкм при величине перекрытия затвором (с учетом окисления его торцов) областей истока и стока не более 0,1 мкм.

После оплавления контактов 19 нри

970 С в течение 15 мин в азоте формируют металлиэацию 20 на основе на" пыленного сплава алюминия и кремния (1Х) толщиной 1,2 мкм. После витания о металлизации при 450 С s парах воды в течение 20 мин получают структуры БИС.

Применений предлагаемого"способа позволит по сравнению со способом.прототипом повысить быстродействие

ИДИ БИС ориентировочно на 20Х снизив ! нри этом разброс характеристик быстродействия на 15-20Х. Кроме того, увеличение напряжения смьпсания "истоксток" эа счет сформированных слабо- легированных п-областей, примыкающих к затвору, позволяет уменьшить длину канала, а следовательно, н размеры затвора, тем самым возможно повысить степень интеграц п» БИС еще на 15-20Х

Формула и з о б р е т е н и я

Способ изготовления МДП больших интегральных схем, включающий создание на монокристаллической кремниевой подложке первого типа проводимости полевого окисла, подзатворного диэлектрика на активных областях, формирование полнкремниевой разводки., нанесение межслойной изоляции, формирование контактов.и создание токопроводящей разводки, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения быстродействия МДП больших интегральных схем и степени их интеграции, после формирования поликремни" евой разводки удаляют подзатворный диэлектрик с активных областей, нано" сят маскирующий слой, стойкий к термообработке в окислительной среде, . например натрид кремния, удаляют его ионным травлением до вскрытия активных областей, оставляя его на торцах поликремниевых затворов и подзатворного диэлектрика с прилегающими к ннм частями подложки,. проводят во вскрытые окна ионное легирование примесью второго типа проводимости и термообработку в окислительНоА среде при 800-850 С удаляют остатки маскирующего слоя и в полученные окна проводят легирование приме- сью, компенсирующей напряжения s кристаллической решетке подложки при введении в нее примеси второго типа проводимости, например германием .для фосфора, причем активацию внедренной компенсирующей примеси проводят од" повременно с термообработкой нанесенной межслойной изоляции.

129597I

Составитель А.Фомин

Текред.Л.Сердюкова Корректор Л.Пилипенко едактор Л.Курасова

Тираж . Подписное

ВНИИПИ Гасударственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

f13035, Москва, Ж-35, Раувская наб., д. 4/5 аказ 283) !

iон нопственн -полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная, 4