171264. lajstromszámú szabadalom • Eljárás fém-oxid félvezető (MOS) tranzisztorok előállítására

3 171264 4 rétegének szélein gyűlnek össze és rövidzárlatot képeznek a source- és/vagy drain-tartomány, valamint az ezt követően létrehozott gate között. Az inaktív tartomány- és gate-oxidjainak különböző vastagsága ezen kívül a source- és draintartományok közelében a szigetelés ugrásszerű változását is eredményezi. Ez az ugrás jelentősen növeli a source- és drain-tartományokkal érintkező villamosan vezető kivezetések helytelen bekötésének a kockázatát. A találmánnyal az ismert eljárási sorrendből következő problémákat kerüljük el, amelynél a gate-oxidot az inaktív tartomány-oxidja után képezik ki. A találmány szerint a MOS tranzisztor készítésekor a gate-oxidot legalább részben a félvezető anyagon képezzük ki. Ezt követően a félvezető anyag felületén azon tartományok kivételével, ahol az aktív MOS tranzisztorokat fogjuk létrehozni, szelektíven inaktív tartományi oxidot növesztünk. Az inaktív tartományi oxidot úgy hozzuk létre, hogy a gate-oxid felé fokozatosan keskenyedjen, és ezáltal tegye lehetővé a kivezetők fokozatos átmenetét a MOS tranzisztor inaktív tartományi oxidjától a gate-oxid, valamint a source- és/vagy drain-tartományok felé. A magas hőmérsékleten elvégzett több művelet közül éppen a gate-oxid kialakításának előre helyezése minimálisra csökkenti a hordozó szennyezéseinek „összesűrűsödését" vagy kiürítését, amely egyébként jellemző az ismert eljárások oxidációs folyamataira. Azáltal, hogy a gyártás során a gate-óxidot a szerkezeten tartjuk, felületét megvédjük és a félvezető anyag felületén a szennyeződések és egyéb képződmények kialakulását meggátoljuk. A találmány szerinti eljárás eredményeként a tárcsánként előállítható MOS tranzisztorok átlagos száma nagyobb, mint az eddigi ismert eljárások esetében volt. A találmányt a továbbiakban példák kapcsán, a: rajz alapján ismertetjük részletesebben. A rajzon az la—lh: ábrák a találmány szerinti eljárást szemléltetik, a •• 2. ábra az inaktív tartomány oxidja és a gateoxid közötti keskenyedő átmenet keresztmetszete. A találmány további ismertetése során szilícium félvezető anyag alkalmazását tételezzük fel. Se kell látnunk azonban, hogy a találmányt bármely egyéb félvezető anyaggal használhatjuk, amely alkalmas MOS tranzisztorok létrehozására, valamint a félvezető anyagból termikusan növesztett oxid előállítására. • Az la ábra szerint szilícium 11 alapon 12 gateóxidot képezünk ki. A 12 gate-oxidot jellegzetesen a 11 alap termikus oxidálásával hozzuk létre,- és vastagsága körülbelül 1000 angstrom. Érthető azonban, hogy a gate-oxid bármely vastagsága, amely előírt jellegű MOS tranzisztor létrehozására megfelel, a találmány szerinti eljáráshoz felhasználható. A szilíciumból készült 11 alap fajlagos ellenállásának jellegzetes értéke 4^8ohmcm és tipikus vágása { 111} irányban történik, bár egyéb irányok, például { 100 } irány is használható. Bár a 12 gate-oxid réteget előnyösen a szilícium 11 alap termikus oxidációjával képeztük ki, ezt az oxidréteget bármely 5 egyéb eljárással is kiképezhetjük, amely megfelelő gate-szigetelés képzésére alkalmas. A 11 alapot és bármely hozzáillesztett fedőréteget a továbbiakban 10 tárcsának is nevezzük. Az lb ábra szerint a 12 gate-oxid réteg fölé 10 szilicium-nitrid 13 réteget képezünk ki. A 13 réteg vastagsága általában 1000 angstrom körül van, bár kívánság esetén egyéb nitrid-vastagságok is alkalmazhatók. A nitrid 13 réteg felső felületén ezt követően [15 13a oxidréteget képezünk ki (lb ábra). A nitridrétegek oxidációs eljárása ma már jól ismert módszernek tekinthető, amelyet például Appels és társai „Local Oxidation of Silicon and Its Application in Semiconductor Device Technology" ci-20 cű cikkükben ismertetnek, amely megjelent a Phillips Research Reports 25, 1970. 118—132. folyóiratban. A 13a oxidréteg jellegzetes vastagsága 50 angstrom körül van. Megjegyezzük, hogy kívánság 25 szerint a 13a oxidréteg előállításával kapcsolatos ezen lépés el is hagyható. A vékonyan oxidált nitridréteg fölé ezután szilíciumdioxid 14 réteget képezünk ki. Egy példakénti kiviteli alaknál a szilíciumdioxid 14 réteg 30 vastagsága körülbelül 6000 angstrom volt, és ezt a réteget szilánnak oxigén környezetben történő szétbontásával hoztuk létre. A szilíciumdioxid 14 réteg nagyon jól tapad a nitridált 13a oxidrétegen, hiszen a 13a oxidréteget éppen azért ké-35 peztük ki, hogy a 14 rétegnek jól tapadó alapot biztosítsunk. Az eljárás következő lépését az ábrán nem tüntettük fel, és ez a lépés körülbelül 1070 °C hőmérsékleten, foszforoxiklorid környezetben vég-40 zett hordozó-getterezésből áll. Az így keletkező foszforban gazdag üveget, amely fedi a 14 réteg felső részét is, a félvezető eszközről eltávolítjuk. Egy kiviteli alaknál a 14 rétegből 3000 angstrom vastagságnak megfelelő réteget távolítunk el. 45 Az le ábrán feltüntetettek szerint a szilíciumdioxid 14 réteget és az ez alatt elhelyezkedő nitridált 13 réteget a félvezető eszköz inaktív tartományának az összes részéről eltávolítottuk. Ehhez a művelethez a szilíciumdioxid 14 réteget 50 először maszkkal lefedtük, és a félvezető eszköz inaktív tartományán az összes oxidfelületet szabadon hagytuk. A 14 réteget ezután olyan szelektív marószerrel egészen a nitridált rétegig lemartuk, amely a szilíciumdioxidot a szilícium-55 nitridnél lényegesen nagyobb sebességgel marja. Miután a nitridált 13 réteget fedő összes szabadon hagyott szilíciumdioxidot eltávolítottuk, az így szabaddá váló nitridált 13 réteget olyan marószerrel távolítjuk el, amely a nitridet a szi-60 líciumdioxidnál lényegesen gyorsabban marja. Ennek megfelelően miután a 12 gate-oxidot fedő sziliciumnitrid 13 réteget eltávolítottuk, a szilíciumnitrid eltávolításához használt maratószer nagymértékben már nem hat a 12 gate-oxidra. 65 Az így kiképzett maratott szerkezetet az le áb-2