167324. lajstromszámú szabadalom • Eljárás nagy elemsűrűségű uni- és bioporális félvezetőeszközök előállítására ionimplantációvgal

3 167324 4 a szokásos technológiától eltérően -, kihasználva az eljárásunk adta előnyöket, ionos porlasztással süllyesztjük be. A süllyesztés helyén a keretet adó adalékanyagnak mintegy a felét egyazon vákuumozás alatt implantáljuk a szeletbe. Ez az adalék- 5 anyag fog szolgálni a hordozó szelet felől induló szigetelő diffúziónál forrásként. A szeletekben ezután ismételt fémfilm felvitellel az eltemetett réteg helyének megfelelő ablakot nyitunk fotolitográfiai úton. Az eltemetett rétegnek megfelelő 10 koncentrációjú adalékanyagot az így nyitott ablakon át a szeletbe implantáljuk. A műveleti sor következő lépéseként a fémréteget leoldjuk a szeletet tisztítjuk, majd a 15 szokásos módon epitaxiális réteget növesztünk felületén. Az epitaxiális rétegnövesztés kezdeti hőkezelése során az implantáció okozta kristályszerkezeti rendezetlenség megszűnik és az epitaxiális növesztés ép, kedvező sajátságú felületén igen 20 nagy kristálytani tökéletességgel megvalósítható. Az epitaxiális rétegnövesztést követően a szokásosnál vékonyabb oxidréteget növesztünk, majd a keretek süllyesztésével illeszkedően ablakot 25 nyitunk fotolitográfiai úton és a felület felől kiindulva a szigetdiffúzió adalékanyagának másik felét az ablakokba felvíve, a szokásos időnek mintegy negyedrésze alatt az epitaxiális réteget átdiffundáltatjuk. A sekélyebb diffúzióhoz szüksé- 30 ges adalékanyag kisebb rácstorzulását, a kristály kisebbmérvű roncsolódását eredményezi, így a Kerethez közelebb, a kiürített tartomány által megszabott távolságban lehet a kollektordiffuziót végrehajtani. 35 A szelet feldolgozásának további lépéseit a megszokott módon folytatva az emitter és a további járulékos diffúziók(pl. Au diffúzió) valamint a kontaktuskészítés lépései után a szeletet 40 feldaraboljuk és az így kapott elemeket fém, kerámia vagy műanyagtokba zárjuk. Az eljárásunkat a következő példán bipoláris integrált áramköri elem előállítására mutatjuk be. 45 Az áramkör alapjául szolgáló p típusú szilícium egykristályból szeleteket vágunk, majd csiszolás, kémiai maratás és polírozás után a szeleteket tisztítjuk és 100 Á vastagságrendű titán, majd 50 1000 Á vastagságrendű alumínium filmet párologtatunk rá. Az ily módon fémezett szeleten fotolitográfiai úton a szigetelő diffúzió kereének megfelelő ablakot nyitunk, majd a fémfilmet kimaratjuk. A reziszt filmet eltávolítjuk, majd 55 tisztítás után ionos porlasztással a keret helyén 500-1000 A-nyi süllyesztést készítünk. Az ily módon süllyesztett keret helyére a sziget diffúzió céljára ionokat implantálunk. A felületre ismételten titánt majd alumíniumot párologtatunk a fenti leírt 60 vastagságokkal, majd ismételt fotolitográfiai eljárással és maratással az eltemetett réteg helyén nyitunk ablakot. Az így kapott ablakon át az eltemetett réteghez szükséges mennyiségű arzént implantáljuk. Az implantált szeletekről a fémfilmet 65 leoldjuk, majd tisztítás után számított vastagságú epitaxiális réteget, majd az epitaxiális réteg felületén termikus oxidot növesztünk. A szigetelő diffúzió kereteinek helyén a süllyesztéssel illesztve fotolitográfiai utón ablakot nyitunk. Az így nyitott ablakon át bórtribromid forrást alkalmazva bórt diffundáltatunk, melynek során a hordozó szelet (szubsztrát) és az epitaxiális réteg felületéből egyidejűleg indul el a diffúzió, így a szokásos időtartam mintegy nagyedrésze alatt a szigetelés létrejön. Az eltemetett réteg adalék anyaga kisebb diffúzióállandójú arzén, mely sekély, erősen n típusú réteget képez. A szeleten a kollektor és emitter diffúziókat, továbbá kisebbségi töltéshordozó élettartamot meghatározó aranydiffúziót, a kontaktust adó fémezést és a szükséges hőkezeléseket ill. a felületvédelmet szokásos technológiai rend szerint végezzük el. Az elemek főbb paramétereit szeleten kimérjük, majd a szeletet szétdarabolva a jó elemeket állványra vagy szerelő szalagba forrasztjuk, a kivezetőket termokomprimáljuk, majd a hőkezelések után a tokot lezárjuk. A félvezető terméket mérjük és típusjelzéssel látjuk el. Térvezérlésű unipoláris eszköz készítésénél a diffúziók helyett ionimplantációt és az implantált ionok aktiválására 1000 C° alatti hőkezelést alkalmazunk. Szabadalmi igénypontok: 1. Eljárás uni- és bipoláris félvezető eszközök előállítására, melynél szilicium egykristály szeletből indulunk ki, a félvezető szelet felületére fémréteget párologtatunk, ezután kijelöljük a felületen az eltemetett rétegek és szigetelő keretek helyét, e helyeken a fémréteget kimaratjuk, majd süllyesztést készítünk, ezt követően a maradék fémréteget leoldjuk, azzal jellemezve, hogy a fotóreziszt művelethez szükséges illesztő jeleket ionos porlasztással süllyesztjük, a szigetelő diffúzióhoz szükséges adalékanyag egy részét és az eltemetett réteg adalékanyagát a szeletbe implantáljuk, majd az ismert epitaxiális rétegnövesztés után a szigetelő diffúziót a felületen képzett oxid nyílásán át, a hordozó felől kiinduló diffúzió érintkezéséig folytatjuk. 2. Az 1. igénypont szerinti eljárás foganatosítási módja, azzal jellemezve, hogy az illesztő jel, a szigetelő diffúziókeret és az eltemetett réteg helyét a szilícium felületére felvitt fémrétegben fotolitográfiai úton hozzuk létre. 3. Az 1. vagy 2. igénypont szerinti eljárás foganatosítási módja, azzal jellemezve, hogy a szigetelő keretet az illesztő jelekkel azonos módon süllyesztjük. 4. Az 1-3. igénypontok bármelyike szerinti eljárás foganatosítási módja, azzal jellemezve, hogy 2