172486. lajstromszámú szabadalom • Eljárás félvezető elemek előállítására
3 172486 4 Ugyancsak ismert, hogy a legkisebb félvezető elemek, amelyek 1 mikronnál vékonyabb rétegekből vannak kialakítva, előállíthatok két vagy még több réteg átmaratásával oly módon, hogy a rétegek különböző maratási tulajdonságú anyagokból vannak kialakítva, és borítórétegekkel vannak bevonva, ahol a kívánt alakzatot szelektív maratóközegekkel állítják elő. Ilyen eljárások ismerhetők meg például a 3 753 807 és a 3 764 410 sz. USA szabadalmi leírásokból. Ezeknél a megoldásoknál a szerkezetek vastagságát a maratás időtartama határozza meg, így a minimális méreteket nem a fotosablon megfelelő méreteinek pontossága, hanem a kémiai folyamatok pontossága határozza meg. A 3 764 410 sz. USA szabadalmi leírásban szereplő eljárás lényege például a következő. A tranzisztorok előállítása során az alapkristályra ötvözőréteget és maszkolóréteget visznek fel. Ezután fényérzékeny bevonattal a kívánt struktúrát alakítják ki, és szelektív maratással kétrétegű struktúrát készítenek. Ezt követően az alapkristályon a kétrétegű struktúra körül szigetelőréteget alakítanak ki, és az alapkristályban attól eltérő vezető típusú réteget hoznak létre, a felvitt rétegből kiinduló diffúzió útján. Az ötvözött tartományban ablakot tesznek szabaddá, és ugyancsak diffúzió segítségével kialakítják a kb. 1 mikron vastagságú emittert. A bázist az emitter-tartományban nyitott keskeny ablakként állítják elő. A jelen találmánnyal olyan, félvezető elemek előállítására szolgáló eljárás kialakítása a célunk, amellyel az előállított elemek főbb jellemzői javíthatók oly módon, hogy a diffúziós tartomány méreteit a diffúziós ablak nagyságának csökkentésével csökkentjük, és az ablakoknak a diffúziós tartománytól, valamint egymástól mért távolságát is csökkentjük. Célunk még a találmánnyal a félvezető elemek méreteinek csökkentése és rendkívül kismértékű struktúráknak automatikus felvitele irányított felhordással, illetve lokális oxidációval. Az eljárással olyan inhomogén, mikronnál kisebb vastagságú szennyezőréteget kívánunk kialakítani, amely egyesíti magában a félvezető elemek gyártásához szükséges tulajdonságokat. A találmány szerinti eljárás során ezenkívül olyan ámyékolóréteget is kívánunk alkalmazni, amely meghatározott áteresztőképességgel rendelkezik. A kitűzött feladatokat a találmány szerint úgy oldjuk meg, hogy egy adott vezető típusú alapkristályra legalább két réteget viszünk fel, amelyek közül az egyik réteget ötvözőrétegként, a másikat pedig maszkolórétegként alakítjuk ki, majd a felső rétegre fényérzékeny anyagból a kívánt formát alakítjuk ki, és a felvitt rétegek egy részének az alapkristályig történő eltávolításával technológiai rétegstruktúrát alakítunk ki, és a rétegstruktúra körül szigetelőréteget hozunk létre. A félvezető alapkristályban az ötvözőrétegből kiinduló diffúzióval az alapkristálytól eltérő vezető típusú tartományt alakítunk ki. Ezután a technológiai rétegstruktúrában ablakot nyitunk, majd legalább egy ablakon át járulékos anyagot diffundáltatunk be, és erre fémes réteget viszünk fel. Végül a találmány szerint a technológiai rétegstruktúa kerülete mentén legalább két helyen a járulékos rétegeknek egészen a félvezető alapkristályig történő eltávolításával nyitunk ablakot. A technológiai rétegstruktúrára vagy a félvezető alapkristályra, a rétegstruktúra egy része alá járulékos maszkolóréteget lehet felvinni, az ablakok számának és hosszának behatárolására. A technológiai rétegstruktúra köré felvitt szigetőréteget porlasztással lehet felvinni. Az ötvözőrétegre célszerűen árnyékolóréteget viszünk fel, és az alakos bevonat körül a szigetelőréteget a félvezető alapkristály oxidációjával alakíthatjuk ki. Az ötvözőréteget előnyösen bórszilikát üvegből, a maszkolóréteget pedig alumíniumszilikát üvegből vagy szilíciumnitridből készíthetjük. A technológiai rétegstruktúra kialakítását a felvitt ötvözőréteg és maszkolóréteg egy részének eltávolításával végezzük el olyan maratószer segítségével, amelyik az ötvözőréteget gyorsabban marja, mint a maszkolóréteget. Célszerű az első maszkolórétegre járulékos maszkolóréteget (például molibdént) felvinni. A technológiai rétegstruktúra kialakítása során a járulékos maszkolórétegnek a fényérzékeny réteg által nem fedett részét olyan maratószerrel lehet eltávolítani, amelyik az első maszkolóréteggel nem reagál. Az eljárás során az első maszkolóréteget az ámyékolórétegről, annak kerülete mentén bizonyos szélességben el lehet távolítani. Ez a szélesség olyan kell legyen, hogy a kialakítandó ablak méreteinek megfeleljen. Az alkalmazott maratóközegnek közel egyenlő sebességgel kell áthatolnia az ötvözőrétegen és az első maszkolórétegen, míg az ámyékolóréteget ennél lassabban kell marnia. Az ablakot így az árnyékolóréteg és az ötvözőréteg le nem fedett részeinek szelektív maratásával lehet kialakítani. Az ötvözőréteget célszerűen 0,5—5,0súly% bóroxidot tartalmazó bórszilikát üvegből lehet előállítani, az ámyékolóréteg pedig 30—96 súly% alumíniumoxidot tartalmazó alumíniumszilikát üvegből készülhet. Az első maszkolóréteg anyaga célszerűen szilíciumoxid. A felvitt rétegek maratására olyan közeget alkalmazunk, amely 1—7 térfogategység folysavat, 1-3 térfogategység jégecetsavat, 1%-os oldat formájában 5-10 térfogategység oxálsavat és 5—10 térfogategység ortofoszforsavat tartalmaz. Az eljárás során a félvezető elemet úgy állítjuk elő, hogy egy bizonyos vezető típusú alapkristályra fotosablon segítségével alakos bevonatot viszünk fel és technológiai rétegstruktúrát alakítunk ki. A rétegstruktúra olyan ötvözőréteget tartalmaz, amely egy második típusú szennyezőanyagból van kialakítva. A rétegstruktúra olyan felépítésű, hogy az alkalmazott maratóközeg a rétegek felületére merőleges irányban nagy sebességgel tudja a rétegeket mami, míg az erre merőleges irányban a marási sebesség jóval kisebb. A rétegstruktúrát határoló egyenesek, illetve görbék egymástól mért távolságai 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
