164755. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés töltésmentes fémoxid-félvezető rétegeknek elektrosztatikus villamos térben való előállítására és tisztítására

MAGYAR NÉPKÖZTÁRSASÁG ORSZÁGOS TALÁLMÁNYI HIVATAL SZABADALMI LEÍRÁS Szolgálati találmány Bejelentés napja: 1972. K. 22. HI-335 Közzététel napja: 1973. XI. 28. Megjelent: 1975. V. 31. 164755 Nemzetközi osztályozás: C 23 f 7/02 Feltalálók: ALMÁSI István technikus, PÁSZTOR Gyula oki. villamosmérnök, Budapest Tulajdonos: Híradástechnikai Ipari Kutató Intézet, Budapest Eljárás és berendezés töltésmentes fémoxid-félvezető rétegeknek elektrosztatikus villamos térben való előállítására és tisztítására A találmány tárgya olyan eljárás és berendezés, amely lehetővé teszi a fémoxid-félvezető rétegeknek előnyösen sziliciumdioxid rétegeknek töltésmentes előállítását és tisztítását. Ismert tény, hogy a fémoxid-félvezető rété- 5 geket elterjedten alkalmazzák a tranzisztorokban, illetve a félvezető alapú integrált áramkörökben. Ezeknél az alkalmazásoknál azt a sajátosságokat hasznosítják, hogy a fém és a félvezető közé megfelelő polaritásu külső feszültséget kap- io csolva a félvezető felületén egy ellentétes tipusu töltéshordozókban feldúsult réteg, az úgynevezett inverziós réteg képződik. A jelenség létrejöttében meghatározó szerepe van a villamostérerősségnek, amely a vékony 15 oxidrétegben a külső feszültség hatására jön létre. E jelenséget elsősorban az úgynevezett MOS tranzisztorokban alkalmazzák, ahol az igy előállított inverziós réteg egy külső feszültséggel szabályozható áramvezető csatornát képez. A két dif- 20 fúziós rétegnek a szokásos elnevezései a SOURCE illetve a DRAIN elektródák. E két elektróda között foglal helyet az a fémréteg, a GATE elektróda, amelyre a vezérlő feszültséget kapcsolják. A félvezető elemeknek 25 egyik szokásos előállítási technológiája a főbb műveleteiben a következő: A félvezető szeletet oxidáljuk, 1000 C° feletti hőmérsékletű oxidáló kályhában oxidáló gázközegben. 30 Az igy kialakított vastag oxid rétegben ablakokat nyitnak és ezeken keresztül egy diffúziós kályhában bediffundáltalak a SOURCE és DRAIN diffúziós szigeteket. Ezután a GATE elektróda helyén eltávolítják a vastag oxidot és uj vékony oxidot növesztenek. Ezt a réteget szennyezéseitől egy foszforgetterezéses eljárás segítségével megtisztítják. E művelet során az oxidréteg tetején foszforUveg keletkezik, melyet a getterezŐ kályhában hoznak létre. A vékony oxid felületére vékony fémréteget visznek fel pl. vákuumpárologtatási eljárással, ezután kontaktus ablakokat nyitnak a SOURCE és a DRAIN rétegek felett majd ezt követően egy második fémezéssel létrehozzák a kivánt elektromos összeköttetéseket és a kontaktálási helyeket. 1 Az oxidréteg előállításának tökéletlenségei miatt áz oxid belsejében ionizált atomok is vannak. Ezek az atomok ugyancsak létrehoznak egy villamos teret. Az igy keletkezett villamos tér hozzáadódik a külső feszültség által létrehozott térhez. Ez a jelenség pedig azt eredményezi, hogy a nyitófeszültség amelynél az inverziós csatorna létesül eltolódik, az ideálisan tiszta, töltésmentes oxid nyitófeszültségéhez képest. A keletkezett oxidtöltés általában pozitiv, ezért a nyitófeszültség eltolódása negativ irányú. 164755