172486. lajstromszámú szabadalom • Eljárás félvezető elemek előállítására
5 172486 6 rendszerint a fotolitográfiai eljárás felbontóképességének a határán tűi vannak. A félvezető elemen a rétegstruktúra körül szigetelőréteget alakítunk ki, és az ötvözőrétegből diffúzió útján bevitt elemek segítségével az alapkristályban egy a második vezető típusú tartományt hozunk létre. Az így kialakított tartományok fölött legalább két-két ablakot nyitunk, a technológiai rétegstruktúra kerülete mentén fekvő részeinek eltávolításával. Az ablak szélességét a maratás ideje határozza meg, az ablakok hosszúságát és számát pedig járulékos maszkolóréteg segítségével lehet beállítani. Ezután állítjuk elő a kívánt típusú félvezető elemet oly módon, hogy az ablakok legalább egy részén keresztül ötvözőelemeket diffundáltatunk be. A kontaktus ablakokat az üvegréteg eltávolítása után, szelektív maratással alakítjuk ki. A találmány szerinti eljárás természetesen sokféle variációban foganatosítható. Egy célszerű foganatosítási mód szerint például a kialakítandó ablakokat határoló járulékos maszkolóréteget meghatározott minta szerint lehet a technológiai rétegstruktúrára felvinni. Ezesetben az ablakokat a rétegstruktúra kerülete mentén, a járulékos maszkolóréteg által nem fedett részeken alakítjuk ki. Egy másik megoldás szerint a járulékos maszkolóréteget a félvezető alapkristály és a technológiai rétegstruktúra közé visszük fel. Ekkor a rétegstruktúra teljes kerülete mentén eltávolítunk egy sávot, és ez alatt az alapkristály azokon a helyeken válik szabaddá, ahol a járulékos maszkolóréteg nem fedte le. A szigetelőréteget a- technológiai rétegstruktúra körül az alapkristály termikus oxidációjával állítjuk elő. Ezalatt a rétegstruktúra árnyékolja az alapkristályt az oxidáló közeggel szemben. Egy másik megoldás szerint a szigetelőréteget szigetelőanyag irányított felvitelével alakítjuk ki, például nagyfrekvenciás porlasztás útján. Ebben az esetben a rétegstruktúra rétegeit meghatározott vastagsággal kell előállítani, és oldalfalainak dőlése hozzávetőlegesen 90° kell legyen. Az ötvözést, a maratást, és adott esetben az oxidáló közeg hatása ellen történő árnyékolást általában akkor lehet könnyebben elvégezni, ha a rétegstruktúra egyes rétegei különböző vastagságúak. Elvileg olyan technológiai struktúra is kialakítható, amelynek összetétele és tulajdonságai folyamatosan változnak. Technológiai szempontból azonban kedvezőbbek az olyan struktúrák, amelyek inhomogén felépítésűek, azaz több rétegből állnak. Ekkor ugyanis egyetlen maratószerrel különböző rétegek különböző sebességű maratása oldható meg, és minden egyes rétegnek különböző technológiai funkciója van, tehát például az egyik réteg az ötvözőanyagokat tartalmazza, a másik az oxidáló közeg behatolását akadályozza meg, sőt egyes rétegek egyidejűleg akár több funkciót is elláthatnak. A találmány szerinti eljárás egyik foganatosítási módja szerint a technológiai struktúrát egy ötvözőrétegből és egy maszkolórétegből alakítjuk ki. Az ötvözőréteget fotosablon szerint maratjuk le, amíg a le nem fedett részek teljes mértékben eltűnnek. A maszkolóréteget irányított felhordással, például nagyfrekvenciás porlasztással visszük fel. így ennek a rétegnek egyik, az alapkristályon levő része maszkolórétegként működik, a másik része pedig, amelyik az ötvözőrétegre került, lehetőséget biztosít a technológiai rétegstruktúra kerülete mentén kialakítandó ablakok előállítására, az ötvözőréteg átmaratásával, a diffúzió lejátszódása után. Ennél a megoldásnál, ha bipoláris n-p-n típusú szilícium-tranzisztorokat állítunk elő, az ötvözőréteget olyan bórszüikátüvegből készítjük, amely 0,5-5,0 súly% bóroxidot tartalmaz, és oldatból visszünk fel, a maszkolóréteget és a szigetelőréteget pedig szilíciumnitridből készítjük és reaktív porlasztással visszük fel. A találmány szerinti eljárás egy másik foganatosítási módjánál ötvözőrétegből és maszkolórétegből álló technológiai rétegstruktúrát alakítunk ki fotosablon segítségével, és a szigetelőréteget nagyfrekvenciás porlasztás segítségével visszük fel. Ismét egy másik változat szerint az ötvözőréteg és a maszkolóréteg közé árnyékolóréteget visszünk fel, a szigetelőréteget pedig az alapkristály oxidálásával állítjuk elő, a technológiai struktúra körül. A technológiai struktúra végső formáját olyan maratószerrel alakítjuk ki, amely az árnyékolóréteget lassabban maija, mint az ötvözőréteget és a maszkolóréteget. Az anyagok, valamint a maratószer megválasztásával a maszkolóréteget az árnyékolóréteg kerülete mentén el lehet vékonyítani olyan mértékben, ahogy azt a kialakítandó ablakok szélessége megkívánja. A diffúzió lejátszódása után az ötvözőréteg és az ámyékolóréteg szabadon levő részein szelektív maratással kialakítjuk az ablakokat. Megoldható a találmány szerinti eljárás foganatosítása oly módon is, hogy az első maszkolórétegre a minta pontosságának növelése érdekében jó tapadóképességű második maszkolóréteget viszünk fel. A fotosablon felrakása után a második maszkolórétegnek a fotosablon által nem fedett részeit olyan maratószerrel távolítjuk el, amely az első maszkolóréteg anyagát nem oldja. Az alul levő rétegeket olyan maratószerrel távolítjuk el, amely viszont a második maszkolóréteg anyagával szemben közömbös. Bipoláris tranzisztorok előállításához ötvözőrétegként előnyösen alkalmazható anyag a bórszilikát üveg, árnyékolórétegként 30-95 súly% alumíniumoxidot tartalmazó alumíniumszilikát üveg, első maszkolórétegként szilíciumoxid és a második maszkolórétegként molibdén. Az ámyékolóréteg eltávolíthatósága és maratási sebessége az alumíniumszilikát üveg alumímiumoxid tartalmának változtatásával beállítható. Az ötvözőrétegnek, az ámyékolórétegnek és az első maszkolórétegnek a fenti anyagok oldataiból történő előállítása során olyan maratószert alkalmazunk, amely az árnyékolőréteget lassabban maija, mint a másik két réteget. Ez a maratószer 1-7 térfogategység folysavat, 1 -3 térfogategység jégecetsavat, 5-10 térfogategység egyszázalékos 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
