Способ изготовления мдп-транзисторов

Способ изготовления мдп-транзисторов

Реферат

 

Изобретение относится к технологии микроэлектроники и может быть использовано при изготовлении МДП-транзисторов интегральных схем. Цель изобретения увеличение плотности компоновки и повышение быстродействия МПД-транзисторов за счет совмещения контактных областей шин стока и истока с областями затвора, а также уменьшения площади перекрытия контактных областей стока и истока с областями затвора. На кремниевой подложке первого типа проводимости формируют полевые области оксида кремния, активные области и подзатворный слой оксида кремния, осаждают слой поликремния, наносят маскирующий слой из нитрида кремния, формируют из него маску с окнами, соответствующими топологии затворных областей, формируют из слоя поликремния затворные области, формируют в активных областях слаболегированные области истока стока второго типа проводимости, проводят формирование на боковых поверхностях затворных областей слоя оксида кремния путем термообработки затворных областей и подложки в окисляющей среде с последующим удалением слоя оксида кремния с активных областей реактивным ионным травлением, осаждают дополнительный слой поликремния, легируют его, формируют сильнолегированные области истока стока второго типа проводимости термообработкой в инертной среде с перераспределением легирующей примеси из дополнительного слоя поликремния в подложку, наносят дополнительный маскирующий слой, формируют в дополнительном маскирующем слое и в дополнительном слое поликремния окна, самосовмещенные с областями затворов, удаляют дополнительный маскирующий слой, формируют маску с окнами, соответствующими топологии контрастных областей и шин истока стока, формируют контактные области и шины из дополнительного слоя поликремния, удаляют маскирующий слой из нитрида кремния, осаждают пленку тугоплавкого металла, проводят термообработку в инертной среде с образованием контактных областей и шин из силицида металла и удаляют не прореагировавшую с поликремнием пленку тугоплавкого металла. 10 ил.

Изобретение относится к технологии микроэлектроники и может быть использовано при изготовлении МДП-транзисторов интегральных схем. Целью изобретения является увеличение плотности компоновки и повышение быстродействия МДП-транзисторов за счет совмещения контактных областей стока и истока с областями затвора, а также уменьшения площади перекрытия контактных областей стока и истока с областями затвора. На фиг. 1 показана структура МДП-транзистора после формирования на подложке 1 из кремния полевых областей из оксида кремния, формирования подзатворного слоя оксида кремния, осаждения слоя поликремния и слоя нитрида кремния; на фиг.2 структура после формирования слаболегированных областей истока и стока; на фиг.3 структура после формирования слоя оксида кремния; на фиг. 4 структура после удаления с ее горизонтальной поверхности слоя оксида кремния; на фиг.5 структура после осаждения дополнительного слоя поликремния, его легирования и формирования сильнолегированных областей истока и стока; на фиг.6 структура после нанесения дополнительного маскирующего слоя из фоторезиста; на фиг.7 структура после частичного удаления дополнительного маскирующего слоя и дополнительного слоя поликремния; на фиг.8 структура после проведения литографии для формирования контактных шин и контактных областей истока и стока; на фиг.9 структура после нанесения пленки тугоплавкого металла и формирования пленки силицида тугоплавкого металла; на фиг.10 структура после удаления не прореагировавшей с поликремнием пленки тугоплавкого металла. П р и м е р. На подложке 1 из кремния КДБ-4,5 локальным окислением с последующим сглаживанием рельефа формируют полевые области 2 из оксида кремния толщиной 0,6-0,8 мкм, между которыми расположены активные области (фиг.1). На активных областях термическим окислением в сухом кислороде при 1000^оС в течение 20-40 мин формируют подзатворный слой 3 оксида кремния толщиной 200-500 . Затем осаждают слой 4 поликремния толщиной 0,3 мкм и маскирующий слой 5 из нитрида кремния толщиной 0,22 мкм, из которого методом литографии формируют маску с окнами, соответствующими топологии затворной области прибора. Травлением через эту маску слоя 5 нитрида кремния и слоя поликремния формируют затворные области из поликремния, горизонтальная поверхность которых защищена нитридом кремния. Имплантацией ионов фосфора (50 кэВ, 1-5 мкКул/см²) с последующей активацией примеси формируют слаболегированные области 6 истока и стока (фиг.2). На боковой поверхности затворных областей формируют слой 7 оксида кремния толщиной 0,1-0,3 мкм, окисляя открытые участки слоя 4 поликремния и подложки 1 в сухом или влажном кислороде при 1000оС (фиг.3). После стравливания слоя 7 оксида кремния с горизонтальных поверхностей структур методом реактивного ионного травления его участки, расположенные на боковых поверхностях областей затворов, остаются (фиг.4). Полевые области 2 при этом утоньшаются на 0,1-0,3 мкм и их толщина становится равной 0,5-0,6 мкм. На структуры осаждают дополнительный слой 8 поликремния толщиной 0,2 мкм и легируют его имплантацией ионов фосфора (1800 мкКул/см², 40 В) с последующим отжигом в инертной среде при 1000^оС в течение 20-30 мин (фиг.5). При отжиге фосфор перераспределяется из слоя 8 поликремния в приповерхностную область подложки 1 с формированием сильнолегированных областей 9 стока и истока. Затем на дополнительный слой поликремния наносят дополнительный маскирующий слой 10 из фоторезиста (фиг.6). Дополнительный маскирующий слой 10 формируют, чтобы толщина его участков, расположенных над слоем 5 нитрида кремния меньше, чем над остальными областями структуры. Если ширина затворной области из слоя 4 поликремния составляет 2-3 мкм, то для этого после нанесения фоторезиста его задубливают при повышенной температуре. Если ширина затворной области больше 4 мкм, то после нанесения фоторезиста проводят литографию с удалением фоторезиста с участков, примыкающих к затворным областям. Повторным нанесением фоторезиста формируют дополнительный маскирующий слой 10 с требуемым изменением толщины. Участки дополнительного маскирующего слоя 10 и дополнительного слоя 8 поликремния, расположенные над нитридом кремния, а также участки дополнительного слоя 8 поликремния, примыкающие к слою 7 оксида кремния, удаляют (фиг. 7). Для этого плазмохимически до вскрытия поверхности дополнительного слоя 8 поликремния травят слой фоторезиста, затем жидкостным методом травят участки дополнительного слоя 8 поликремния, расположенные на нитриде кремния и прилегающие к слою 7 оксида кремния. После полного удаления дополнительного маскирующего слоя 10 проводят литографию для формирования контактных шин и контактных областей стока и истока (фиг. 8), удаляют участки слоя 5 нитрида кремния и наносят пленку 11, тугоплавкого металла, например вольфрама, толщиной 0,1-0,15 мкм (фиг.9). Термообработкой в инертной среде при 800-1000^оС в течение 20-30 мин формируют пленку 12 силицида вольфрама и затем удаляют непрореагировавшую с поликремнием пленку вольфрама (фиг.10). МДП-транзисторы, изготовленные по предлагаемому способу, имеют повышенную плотность компоновки, обусловленную тем, что площадь активной области прибора определяется шириной затвора, толщиной слоя 7 оксида кремния, на его боковой поверхности и расстоянием между краями затвора и активной области прибора. Это расстояние включает допуск на совмещение затворной области с краем активной области прибора и по крайней мере двойную толщину дополнительного слоя поликремния (допускается растрав дополнительного слоя поликремния, прилегающего к области затвора на толщину этого слоя поликремния). Кроме того, исключен зазор между контактной областью к стоку (истоку) и краем затворной области, формируемый с помощью литографии, т.е. контакные шины и контактные области к стоку (истоку) совмещены с областью затвора, а зазор между этими областями определяется толщиной слоя диэлектрика на боковой поверхности затвора. Следствием уменьшения активной области транзисторов является повышение их быстродействия, так как уменьшаются емкости переходов стоковой и истоковой областей с подложкой. Удаление участков дополнительного слоя поликремния с боковой поверхности затвора уменьшает площадь перекрытия областей стока и истока с затвором, что уменьшает емкость между этими областями и повышает быстродействие транзисторов. Кроме того, силицидирование контактных областей и шин к стоку, истоку и затвору уменьшает их сопротивление, что также повышает быстродействие транзисторов. При этом формирование пленки силицида тугоплавкого металла осуществляется одновременно на двух уровнях поликремния, что позволяет оптимизировать уменьшение площади прибора и увеличение его быстродействия за счет выбора толщин слоев поликремния.

Формула изобретения

СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ МДП-ТРАНЗИСТОРОВ, включающий формирование на кремниевой подложке первого типа проводимости полевых областей из оксида кремния и активных областей, формирование подзатворного слоя оксида кремния, осаждение слоя поликремния, нанесение маскирующего слоя, формирование из него маски с окнами, соответствующими топологии затворных областей, формирование из слоя поликремния затворных областей, формирование в активных областях слаболегированных областей истока стока второго типа проводимости, формирование на боковых поверхностях затворных областей слоя оксида кремния, формирование в активных областях сильнолегированных областей истока стока второго типа проводимости, удаление маскирующего слоя, формирование контактных областей и шин стока, истока и затвора из силицида тугоплавкого металла, отличающийся тем, что, с целью увеличения плотности компоновки и повышения быстродействия МДП-транзисторов за счет совмещения контактных областей и шин стока и истока с областями затвора, а также уменьшения площади перекрытия контактных областей стока и истока с областями затвора, в качестве материала маскирующего слоя используют нитрид кремния, слой оксида кремния на боковых поверхностях затворных областей формируют термообработкой затворных областей и подложки в окисляющей среде с последующим удалением слоя оксида кремния с активных областей реактивным ионным травлением, затем осаждают дополнительный слой поликремния, легируют его, формируют сильнолегированные области истока стока термообработкой в инертной среде с перераспределением легирующей примеси из дополнительного слоя поликремния в подложку, наносят дополнительный маскирующий слой, формируют в дополнительном маскирующем слое и дополнительном слое поликремния окна, самосовмещенные с областями затворов, удаляют дополнительный маскирующий слой, формируют маску с окнами, соответствующими топологии контактных областей и шин стока истока, формируют контактные области и шины из дополнительного слоя поликремния, удаляют маскирующий слой из нитрида кремния.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8, Рисунок 9, Рисунок 10