158101. lajstromszámú szabadalom • Korszerű félvezető eszközökben alkalmazott, passziváló SiO2 réteg tulajdonságainak meghavítása
MAGTAB NÉPKÖZTÁRSASÁG ORSZÁGOS TALÁLMÁNYI HIVATAL SZABADALMI LEÍRÁS 1 SZOLGALATI TALÁLMÁNY Bejelentés napja: 1968. X. 31. (GA—930) Közzététel napja: 1970. VII. 13. Megjelent: 1971. VI. 30. 158101 Nemzetközi osztályozás: H 01 1 7/36 C 23 f 7/02 /ti 'i --\ * 5 ni Feltalálók: Gál Imre fizikus, Dr. Giber János vegyész, Motál György fizikus, Budapest Tulajdonos: Egyesült Izzólámpa és Villamossági RT, Budapest Korsacrű félveziető eszközökben alkalmazott, passziváló SÍO2 réteg tulajdonságainak megjavítása A találmány tárgya szilícium planár és MOS * (-fémoxid félvezető-) eszközök felületén nedves száraz-nedves-száraz oxidációval kialakított . olyan Si02 réteg, melynek beépített foszfor koncentrációja 10,r >—10 17 ion cm"" 3 . 5 A korszerű félvezető eszközök — tranzisztorok, MOS FET eszközök, integrált áramkörök stb. — felépítésében, elektromos tulajdonságainak kialakításában és jellegében meghatározó 10 szerepet játszik a félvezető eszköz felületét borító és szerves részét képező amorf SÍO2 réteg. A SiO^ réteg a planar és MOS technikában többféle, különböző szerepet tölt be, melyek kö- 15 zül legfontosabbak a következők. 1. Struktúra meghatározó szerep. Az amorf SÍO2 réteg a félvezető technikában használatos egyes diffúziós anyagokkal szemben védő, masz- 20' kóló hatású. így alkalmas arra, hogy a félvezető —• általában szilícium — lemezen létrehozott SÍO2 réteg segítségével a diffúziós tartományok méretét és helyét szabályozni lehessen, illetőleg a rétegnek fotolitografikus módszerekkel törté- 25 nő részleges eltávolításával, az így kialakított ábrákon keresztül lokális diffúziós zónák kialakítását, és a művelet ismétlésével, több diffúziós réteg egymásra építésével aktív és passzív félvezető eszközök készítését tegye lehetővé. 30 2. Védő és szigetelő szerep. A félvezető eszköz felületét borító és azzal szerves kapcsolatban levő SÍO2 réteg elfedi és védi az egyes diffúziós zónák elektromosan aktív peremvidékének — az ún. PN átmenetéknek — a felületre kilépő tartományait a környezeti hatásoktól, ezzel csökkenti és stabilizálja a kúszóáramokat és növeli az átütési szilárdságot. 3. Passzivátó szerep. A SÍO2 réteg nagymértékben csökkenti a felületi ionmozgékonyságot és koncentrációt, stabilizálja a félvezető alap — általában szilícium —• felületi tulajdonságait és ezzel javítja a félvezető eszköz elektromos paramétereinek időbeli stabilitását, az eszköz megbízhatóságát és élettartamát. 4. A MOS FET eszközökben a Si02 réteg a működés szempontjából is aktív szerepet tölt be, mint a vezérlő elektróda (gate) dielektrikuma. A felsorolt szerepeket a különböző feltételek között előállított SÍO2 rétegek nem töltik be azonos mértékben. Azt, hogy a létrehozott amorf SÍÖ2 réteg a követelményeket milyen szintig elégíti ki, meghatározzák a réteg előállításának technológiai körülményei, illetőleg ezek függvényében a réteg, valamint a félvezető SÍO2 határréteg fizikai és fiziko-kémiai tulajdonságai. A félvezető eszköz elektromos paraméterei és stabilitása szempontjából a SiOs réteg legfonto-158101
