Способ изготовления прибора с зарядовой связью с виртуальной фазой

Способ изготовления прибора с зарядовой связью с виртуальной фазой

Реферат

 

Использование: технология производства интегральных схем. Сущность изобретения: при изготовлении прибора с зарядовой связью создают ионным легированием стоп-каналы, формирующие каналы переноса, и одновременно стоп-каналы, формирующие скрытый канал со встроенным потенциалом. Затем формируют скрытый канал, наносят подзатворный диэлектрик, проводящий слой и формируют тактовые электроды. При формировании тактовых электродов одновременно создают области виртуальной фазы, для чего сначала вскрывают в проводящем слое окна над областью виртуальной фазы с максимальным уровнем легирования, легируют ее, вскрывают окна над всей виртуальной фазой, выращивают окисел, через который проводят легирование примесью, формирующей виртуальный затвор. Создают металлизированную разводку. Способ позволяет повысить степень интеграции, упростить технологический процесс. 9 ил.

Изобретение относится к полупроводниковой технике, в частности к способам производства интегральных схем и полупроводниковых приборов, и может быть использовано в производстве интегральных схем и полупроводниковых приборов различных направлений. Известен способ изготовления прибора с зарядовой связью с виртуальной фазой, включающий создание стоп-каналов, истоко-стоковых областей, профиля управляемой и виртуальной фаз последовательным четырехступенчатым легированием примеси, затвора над виртуальной фазой и формирование алюминиевой разводки. Недостатком этого способа является сложность процесса изготовления, включающего большое число операций фотолитографий и ионного легирования. А это, в свою очередь, требует наличия определенных допусков на рассовмещение, что ограничивает минимальный размер ячейки и уменьшает плотность упаковки. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ изготовления прибора с зарядовой связью с виртуальной фазой, включающий создание стоп-каналов, истоково-стоковых областей ионным легированием, областей барьера и ямы управляемой фазы ионным легированием, выращивание подзатворного окисла, нанесение поликремниевого электрода, использование в качестве маски фоторезиста и поликремниевого электрода для формирования ионным легированием областей виртуального барьера и ямы и виртуального затвора. Недостатком этого способа является сложность формирования профилированного канала, который создается четырехступенчатым легированием с использованием операций фотолитографии, требующих точности совмещения и, следовательно, ограничивающих минимальный размер ячейки одновременно с усложнением технологического процесса. Целью изобретения является повышение степени интеграции и упрощение технологического процесса за счет сокращения числа операций фотолитографии и ионного легирования. Для этого по предлагаемому способу при создании стоп-каналов, формирующих каналы переноса, одновременно создают стоп-каналы, формирующие встроенный потенциал, а после нанесения проводящего слоя одновременно с формированием в нем тактовых электродов создают области виртуальной фазы, используя в качестве маски проводящий слой, слой фоторезиста, в котором сначала вскрывают окна под областью виртуальной фазы с максимальным уровнем легирования и легируют ее, а затем вскрывают окна над всей виртуальной фазой, выращивают межфазный окисел, через который проводят ионное легирование примесью, формирующей виртуальный затвор. Использование стоп-каналов для формирования встроенного потенциала, основанное на эффекте узкого канала, с одной стороны, позволит избежать дополнительных технологических операций, а именно фотолитографию и ионное легирование при создании управляющего барьера, а с другой стороны, позволяет уменьшить размеры ячейки, а следовательно, плотность упаковки. Величина встроенного потенциала будет определяться шириной разрыва стоп-каналов и уровнями легирования скрытого канала и виртуальной ямы. Формирование слоя проводящего материала, в котором последовательно вскрывают окна над областью с максимальным уровнем легирования, повышает степень интеграции за счет самосовмещения на операции фотолитографии и сокращения термических операций и, следовательно, уменьшения времени разгонки примеси. Кроме того, использование проводящего слоя, в котором последовательно вскрывают окна над областью с максимальным уровнем легирования, а затем после легирования вскрывают окна над виртуальной фазой, упрощает технологический процесс, так как уменьшает количество технологических операций и упрощает требования к совмещению на операциях фотолитографии. Проведение межфазного окисления после вскрытия окон над виртуальной фазой одновременно создает изолирующий слой под металлическую разводку и активизирует ионно-легированную примесь, внедренную ранее для создания виртуальной ямы в области с максимальным уровнем легирования. Кроме того, является ограниченным источник ионной имплантации примеси для формирования виртуального затвора, расположенного вблизи границы окисел-проводник, глубина залегания которого будет зависеть от толщины межфазного окисла и будет определять потенциальный профиль в области виртуальной фазы. Таким образом, одновременное использование межфазного окисления для этих целей сокращает технологический процесс, улучшает воспроизводимость технологических операций и уменьшает число разгонок. На фиг. 1-3 показана структура, полученная после изготовления ПЗС с виртуальной фазой с разрезами А-А и Б-Б; на фиг. 4-9 - последовательность операций технологического процесса. П р и м е р . При изготовлении прибора с зарядовой связью с виртуальной фазой по изобретению исходным материалом является кремний 1 с концентрацией акцепторов 10¹⁵-5 10¹⁶ 1/см³, прошедших внутреннее гетерирование, на поверхности которого выращивается система SiO₂-Si₃N₄толщиной 500 и 700 соответственно, (2) и (3). В данной маскирующей системе вскрывают окна над периферийными областями и проводят ионное легирование бором с энергией 50 кэВ и дозой 5 мкКл. Над периферией выращивается локальный окисел толщиной d = 1-1,2 мкм. Далее вскрывают окна над истоковыми областями и ионным легированием фосфора дозой 100 мкКл и энергией 120 кэВ формируют эти области. С помощью фотолитографии формируют стоп-каналы 9 в активной области прибора в виде "гребенки". В данные области проводят ионное легирование бора дозой 1 мкКл и энергией 80 кэВ. Далее ионным легированием мышьяка дозой 0,2 мкКл и энергией 500 кэВ через подзатворную систему формируют области барьера и ямы управляемой фазы (5) и барьера виртуальной фазы 6. После уплотнения подзатворной системы выращивают поликремний, легированный бором, в котором после фотолитографии формируют тактовые электроды 4. Затем вытравливают Si₃N₄, открытый от поликремниевых электродов. Создают виртуальную яму 7 с помощью фотолитографии и ионного легирования мышьяка с дозой 0,3 мкКл и энергией 500 кэВ. В данном случае слой поликремния играет роль самосовмещенной маски для создания виртуальной ямы 7. Используя слой поликремниевых электродов, вторично в качестве совмещенной маски, после фотолитографии вскрывают в нем полностью область виртуальной фазы, над виртуальной фазой стравливают подзатворную систему до чистого кремния и на всей поверхности выращивают межфазный окисел 10 толщиной d = 0,2 мкм, через который проводят ионное легирование бором с энергией 40 кэВ и дозой 15 мкКл для создания виртуального затвора 8. С помощью фотолитографии в окисле создают контактные окна 11, к которым после нанесения алюминия 12 формируют разводку. Изготовление прибора по данному маршруту позволяет сократить количество высокотемпературных операций, таких как окисление, легирование поликремния, гетерирование. Уменьшение числа слоев, наносимых при создании прибора, также упрощает технологический процесс и, кроме того, уменьшает время температурной разгонки ионно-легированной примеси. Использование поликремния в качестве маски при формировании виртуальной ямы за счет совмещения, сокращение времени температурных разгонок повышает точность воспроизведения топологических размеров и, следовательно, позволяет получить ячейку с размером 10 х 10 мкм. Технико-экономическая эффективность изобретения по сравнению с прототипом заключается в повышении степени интеграции и упрощении технологического процесса за счет сокращения ряда высокотемпературных операций, фотолитографии и ионного легирования, влияющих на точность воспроизведения топологических размеров и упрощающих технологию. (56) I.Hynecek, Design and Perfomance of High-Resolution lmage Sensor for color TV Applications. - IEEE Trans. on Electr. Dev., VED-32, N 8, August, 1985, p. 1421. Патент США N 4299752, кл. Н 01 L, 1980.

Формула изобретения

СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПРИБОРА С ЗАРЯДОВОЙ СВЯЗЬЮ С ВИРТУАЛЬНОЙ ФАЗОЙ, включающий создание ионным легированием стоп-каналов, формирующих каналы переноса, скрытого канала и областей виртуальной фазы, нанесение подзатворного диэлектрика, проводящего слоя, формирование в проводящем слое тактовых электродов, формирование виртуального затвора, вскрытие контактных окон и создание металлизированной разводки, отличающийся тем, что, с целью повышения степени интеграции и упрощения технологического процесса за счет сокращения числа операций фотолитографии и ионного легирования, при создании стоп-каналов, формирующих каналы переноса, одновременно создают стоп-каналы, формирующие скрытый канал со встроенным потенциалом, а при формировании тактовых электродов одновременно создают области виртуальной фазы, для чего сначала вскрывают в проводящем слое окна над областью виртуальной фазы с максимальным уровнем легирования, легируют ее, затем вскрывают окна над всей виртуальной фазой, выращивают окисел, через который проводят легирование примесью, формирующей виртуальный затвор.

РИСУНКИ

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

MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Дата прекращения действия патента: 31.03.1997

Номер и год публикации бюллетеня: 8-2002

Извещение опубликовано: 27.03.2002