165963. lajstromszámú szabadalom • Eljárás félvezető elrendezések előállítására planar-technikával
3 165963 4 báziskontaktusablakok szerkezeteit létrehozzuk az Si3 N 4 rétegben. Ezt követően második fotolakkmaszkkal a felületet úgy takarjuk le, hogy csak az emitterablakok maradnak szabadon. Második szelektív maratási folyamatban az emitterablakok alatt fekvő oxidréteget eltávolítjuk, aholis a szerkezeti széleket csak a Si3 N 4 tapadómaszk, nem pedig a fotolakkmaszk rögzíti. Ekkor a lakk-fedés következtében az oxidréteg az Si3 N 4 tapadómaszkban levő báziskontaktusablakok alatt változatlan marad. A rákövetkező diffúziós folyamattal létrehozzuk az emittertartományt, amelynek a bázistartománnyal ellentétes vezetőtípusa van, és attól teljesen körül van fogva. Ezzel egyidejűleg az emitterablakot oxidréteggel zárjuk, ha az alap szilícium. A Si3 N 4 tapadómaszk báziskontaktusablakai alatt levő oxidréteggel megakadályozzuk a szennyezőknek a báziskontaktálásra előirányozott helyekre történő behatolását. Harmadik szelektív maratási folyamat során ezt követően eltávolítjuk az oxidréteget a bázisablakokból, eltávolítjuk továbbá a diffúziós folyamatok alatt az emitterablakokban esetleg felgyülemlett oxid- vagy szilikátréteget is, miközben a maratási maszkot a SÍ3N4 tapadómaszkból képezzük. Hogy az emitterablakok kimarását, amely különösen npn-szilíciumtranzisztorok előállításánál fordulhat elő megelőzzük, és ezáltal a rákövetkező kontaktálásnál a rövidzárakat elkerüljük, a harmadik szelektív maratási folyamatban a báziskontaktusablakok szabaddá tevésénél az emitterkontaktusablakokat célszerűen harmadik fotomaszklakkal takarjuk. Fontos itt megjegyeznünk, hogy a második és a feltételesen szükséges harmadik fotolakkmaszk segítségével szerkezetet nem rögzítünk, csak a már kiképzett szerkezeteket takarjuk. Ennek következtében az elhelyezési tűrések itt nem játszanak lényeges szerepet, azaz az elhelyezés pontossága viszonylag csekély is lehet. Az egyes fotosablonok szerkezeti elemei méreteinek megfelelő megválasztásával és megengedett tűrések alkalmazásával, továbbá a bázis- és emitterkontaktusablakokat egymástól elválasztó szalagok méreteinek a SÍ3N4 maszkban történő figyelembevételével biztosítható, hogy ezen két maszkolási folyamatnál az egyik ablak mindig tökéletesen szabad, a másik pedig teljesen lefedett legyen. Az emitter és bázistartományon a kontaktusok előállítása ismert módon, fémréteg leválasztása és szerkezeti kialakítása által történik. A báziskontaktusablakra is kiterjesztett önhelyezés következtében a tranzisztorok bázistartományainak mérete az ismert eljárásokhoz képest tovább csökkenthető és így a határfrekvencia növelhető, valamint az elektromos paraméterek reprodukálhatósága és a beépítési sűrűség is fokozható. Ezenkívül itt csak egy fotomaszkolási folyamat esetében kell maximális elhelyezési pontosságot biztosítani, és ez növeli az elérhető beépítettséget, továbbá mivel megfelelő feltételek mellett csak két maszkolási folyamatra van szükség, a termelékenység is nagyobb lesz. Abban az esetben, ha egy harmadik, az ismert eljáráshoz képest többletet jelentő fotomaszkolási eljárást kell alkalmazni, az egyedül csak a gyártási költségek növekedésére fog kihatni, mégpedig az ezen fo-5 lyamatra szokásos értékkel, ugyanakkor nem csökkenti a találmány többi említett előnyeit, mint például a fokozott elérhető beépítettséget. A fotomaszkolási folyamatra a maszkolási hibák következtében általában jellemző hibaarányoknak itt 10 nincs jelentősége, mivel szelektív Si02 maratást alkalmazunk, amelynél az efelett fekvő SÍ3N4 tapadómaszk alkalmazása miatt a fotolakkmaszk hibái következtében fellépő téves maratások káros hatását kiküszöböltük. 15 A találmányt a továbbiakban két kiviteli példa kapcsán a rajz alapján ismertetjük részletesebben. A rajzon az 1. ábra npn tranzisztor előállítását szemlélteti 20 kívülről felvitt Si02 -réteg mellett, a 2. ábra npn tranzisztor előállítását szemlélteti az alapból növesztett termikus oxidréteg alkalmazása esetén. Az la. ábrán n-típusú félvezető egykristályt tüntettünk fel, amelyet a továbbiak-25 ban 1 alapnak nevezünk és az 1 alap p-típusú 2 bázistartományt tartalmaz, és a bázisdiffúzióhoz szükséges diffúziós 4 tapadómaszkkal van fedve, továbbá a 4 tapadómaszk felett körülbelül 0,1 p m vastag 5 Si02 réteg, fölötte, pedig mintegy 30 0,1 - 0,2fim vastag Si3 N 4 réteg helyezkedik el. A Si02 "és a SÍ3N4 rétegek felvitelét porlasztással vagy gőzfázisból történő kicsapatással valósítjuk meg. A SÍ3N4 réteget végül olyan 9 fotolakkmaszkkal fedjük be, amelyet a 2 bázistarto-35 mányhoz képest nagy pontossággal helyezünk el és szerkezetét maratási folyamat segítségével alakítjuk ki, azaz olyan ablakokkal látjuk el, amelyek a Si3 N 4 8 tapadómaszkot szabadon hagyják. Maratószerként például ammóniumhipo-40 foszfátot (NH4 H 2 P0 4 ) alkalmazunk, amely a SÍ3N4 réteggel nagyobb, az alatta fekvő Si02 réteggel pedig ennél lényegesen kisebb marási sebességgel reagál. A 9 fotolakkmaszk tartalmazza egyrészt a 12 emitterkontaktusablakok rajzolatát, 45 és ezek az ablakok egyidejűleg az emitterdiffúzió során diffúziós ablakokat is képeznek, vaíamint tartalmazza még 14 báziskontaktus ablakok rajzolatát is, és ezen két rajzolat helyzete egymáshoz képest már eleve rögzített, és az ezt 50 követő fotomaszkirozási folyamatok során közöttük helyzeteltolódásból származó olyan hibák elő sem fordulhatnak, amelyek az ismert eljárásoknál eddig sok problémát okoztak. A SÍ3N4 tapadómaszk kimarásához adott eset-55 ben szükség lehet a rajzon fel nem tüntetett segédmaszkra is, amelyet fémrétegből vagy oxidrétegből képezhetünk ki, hogy az ablakoknak 10 fotolakkmaszkkal történő közvetlen marásánál keletkező technológiai nehézségeket ezáltal kiküszö-60 böljük. Fémként ebben az esetben például wolframot, molibdént, vagy nikkelt alkalmazhatunk. Az emitterdiffúzió előkészítése céljából egy második marási folyamat során a 13 emitterdiffúziósablakokat szabaddá kell tenni, miközben 65 a SÍ3N4 tapadómaszk 14 báziskontaktusablaka 2
