158528. lajstromszámú szabadalom • Eljárás monolitikus félvezető eszközök előállítására

3 158528 azaz annak felületétől az alatta levő N-típusú eltemetett rétegig. Ezek a nagymértékben szenynyezett N-típusú zónák, amelyeket itt „mély kontakt zóna" elnevezéssel említünk, lecsökkentik azt az ellenállást, amellyel az N-típusú eltemetett zónák és az epitaxiális réteg felületén levő villamos érintkezők között haladó villamos töltéshordozók találkoznak. Hogy egy integrált áramköri eszközt teljessé tegyenek, járulékos funkcionális zónákat (bázis zónákat, emitter zónákat stb.) alakítanak ki szelektíven a szokásos fotolitográfiaí, oxid maszkos és szilárd állapotban való diffundáltatási technikával. Ezt követően villamos kontaktusokat és összeköttetéseket alakítanak ki szükség szerint. A félvezető integrált áramköri eszközöknél arra törekednek, hogy növeljék a funkcionális elemek sűrűségét. Annak érdekében, hogy ezen irányzat számára a gazdasági lehetőséget megteremtsék és növeljék a termelékenységet, a gyártási technika megjavítása kívánatos. Ilyen javítások származhatnak az eljárási műveletek számának csökkentéséből, valamint az elemenkinti átlagos keresztmetszeti terület és így a készülékenkénti keresztmetszeti terület csökkentéséből. A nagyszámú eljárási lépés és az eszközök nagy területe által előidézett alacsony termelékenységet a találmány szerinti eljárással javítjuk meg, ami abból áll, hogy első vezető típusú szennyezéseket diffundáltatunk az epitaxiális réteg teljes felületébe, hogy ezáltal első vezető típusú báziszónákat alakítsunk ki és ezen báziszónák oldalirányú kiterjedését mély kontakt zónák útján határozzák meg. A találmány szerinti eljárás alkalmazásával elért előny, hogy elkerüljük a szelektív bázis diffundáltatását, csökkentjük azt a területet, amely szükséges az egyes szigetelt funkcionális elemek számára, csökkentjük az oldalirányú szórást a diffundáltatás folyamán és lehetővé teszszük a P—N átmenetes térvezérlésű szigetelést az integrált áramköri elrendezés funkconális elemei között. A rajz 1—7. ábrái egy félvezető lap egy részének vázlatos keresztmetszetét mutatják lényegileg úgy, ahogy azok a gyártás egymást követő lépéseiben megjelennek, az először ismertetett kiviteli alaknál, amelynél egymáshoz háttal elrendezett diódák biztosítják az átmenet-szigetelést. Hasonlóképpen a 8—'11. ábrák egy második kiviteli alakkal kapcsolatban mutatják a gyártásnak csak későbbi lépéseit, amelyeknél P—N átmenetes térvezérlésű tranzisztorok biztosítják az átmenet-szigetelést. Egy speciális, találmány szerinti megvalósításnál az átmenet szigetelésű félvezető integrált áramköri eszköz gyártása azzal kezdődik, hogy egy első vezető típusú szubsztrátum egy első nagyobb felületire második vezető típusú zónákból álló alakzatot diffundáltatunk. Ezután második vezető típusú epitaxiális réteget alakítunk ki az első nagyobb felület felett és ezzel letakarjuk az első zóna-alakzatot. Elzután első vezető típusú szigetelő zónák második alakzatát diffundáltatjuk az epitaxiális rétegen keresztül, amelyek metszik az eredeti szubsztrátumot és ilyen módon villamosan érintkeznek azzal. Ezt követően második vezető típusú mély kontakt zónáikból álló harmadik alakzatot diffundáltatunk az epitaxiális rétegen keresztül úgy, hogy legalább mindegyik első eltemetett zóna kerületének, egy részét metsszék. A mély kontakt zónák úgy vannak elhelyezve, hogy metszszék és részben átfedjék a szigetelő zónákat. Funkcionálisan ezek a mély kontakt zónák kis soros ellenállású kontaktusokat biztosíthatnak a tranzisztor kollektora számára; ugyanezek definiálhatják egy ellenállás oldalirányú kiterjedését is. A következő lépés, hogy első vezető típusú, viszonylag nagy ellenállású réteget diffundáltatunk nem-szelektív módon az epitaxiális réteg teljes felületébe. Ez a diffundáltatott réteg fogja alkotni a tranzisztor bázis zónáját és az ellenállások testét. Végül második vezető típusú zónákból alkotott negyedik alakzatot diffundáltatunk az epitaxiális réteg felületébe. Ezen negyedik alakzat egyes zónáit a bázis zónákba diffundáltatjuk és ezek ilyen módon a bázis zónákban az emitter zónákat képezik. Ezen negyedik alakzat más zónái bediffundáltathatők a mély kontakt zónákba azon szennyezések kompenzálására, amelyek az előző nem-szelektív diffúziónál jutottak be oda. A negyedik alakzat további zónái bediffundáltathatők az ellenállás zónákba, vagy ezek mellé, hogy ezeknek további geometriai definiálását alkossák. Az alábbiakban a találmány tárgyát képező megoldás további részleteit ismertetjük. Az 1. ábra szerinti kiviteli, alaknál a gyártás a szilícium egykristályos 21 lappal kezdődik, amely P-típusú vezető szelet része lehet, amelyet bór szennyezéssel kaptunk úgy, hogy lényegileg egyenletes kb. öt ohm-centiméter ellenállást kapjunk. Ennek a 21 lapnak vastagsága tipikusan 0,01—0,025 cm lehet és alkalmasan elő lehet készítve a további gyártás számára mechanikus tükrösítés és fénj/esítés útján, vagy kémiai polírozás útján, amelyek mind jól ismert eljárások. A P—N átmenet-szigetelésű integrált áramköri eszköz gyártásának következő lépése, amint azt a 2. ábra mutatja, hogy a P-típusú szubsztrátum lapban viszonylag kis ellenállású N-típusú vezető 22 és 23 zónákat alakítunk ki. A 22 és 23 zónákat tipikusan szilárd állapotban való diffundáltatással alakítjuk ki és lényegileg téglalap alakú területeket alkotnak, amint azt a 2. ábra mutatja. A kialakítás a jól ismert 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 2