182278. lajstromszámú szabadalom • Eljárás pn átmenetek leginkább sekély pn átmenetek kontaktálására
182278 t zárlatot vagy szivárgást előidéző fémréteg túlötvöződést, másrészt elkerüli a szerkezeti lépcsőkön föllépő fémréteg elvékonyodásból, ill. szakadásból származó hátrányosságokat. A találmány tárgyát képező eljárás azon a felismerésen alapul, hogy poliszilíciumnak az önmagában ismert plazmás- vagy ionmarásánál egy fémezés ezen marási móddal szemben maszkoló hatással rendelkezik az alatta lévő poliszilícium rétegre. Ez lehetővé teszi, hogy egy a szerkezeti lépcsőkhöz jól illeszkedő poliszilicium rétegre felvitt fémréteg kontaktus ablak melletti fémezési egyenetlenségeiből származó ellenállás növekedésének kiküszöbölésére a polisziliciumréteget söntölőrétegként alkalmazzuk. így a találmány szerinti eljárás során a pn átmenetet magábafoglaló félvezető eszköz felületét borító szigetelőrétegben a pn átmenet fölött, a kontaktálni kívánt rétegre nyílóan kontaktus ablakot nyitunk, a kontaktus ablakba és a szigetelőrétegre egybefüggő poliszilicium réteget viszünk fel, amelyet létrehozandó struktúrának megfelelően vagy a felvitellel egyidejűleg adalékolunk, vagy utólagosan adalékoljuk, és a kapott adalékolt poliszilicium rétegre kontaktus fémréteget viszünk fel, majd a fémréteget a poliszilicium réteg felületének egyes részeiről kívánt topológiájú vezetékhálózat és kontaktus felületek kialakítása végett lokálisan eltávolítjuk, és a visszamaradó fémréteget ötvözzük. Az eljárás lényege, hogy a fémréteg lokális eltávolítását követően a visszamaradó fémréteg maszkként való felhasználásával az adalékolt polisziliciumréteget önmagában ismert módon plazmás, vagy ion marással távolítjuk el. A szigetelő réteg n vagy p csatornás félvezetőeszköz esetén foszforüveg (PSG) réteg, más félvezetőeszközök esetében lehet termikus vagy lecsapatott szilíciumdioxid réteg is. A találmány szerinti eljárásnál 100—3000 nm előnyösen 200—500 nm vastagságú polisziliciumréteget alakítunk ki. A poliszilicium réteg leválasztását minden olyan eljárással végezhetjük, amely jó lépcsőfedést biztosít A találmány szerinti eljárás előnyös foganatosításánál a poliszilicium réteget kémiai gőzfázisból lecsapatással (CVD eljárással) alakítjuk ki. Ilyen leválasztásnál a leválasztott réteg a félvezető eszközre a szerkezeti lépcsőket jól követve illeszkedik, és ez igen jó lépcsőfedő sajátságokat biztosít. A leválasztást elvégezhetjük oly módon, hogy adalékolt poliszilicium réteget egy műveleti lépésben választunk le, vagy oly módon is, hogy adalékolatlan poliszilicium réteget választunk le, és azt külső fonásból adagoljuk. Eljárhatunk úgy is, hogy adalékolatlan és adalékolt poliszilíciumból álló szendvicsréteget választunk le két lépésben, majd az adalékolatlan réteget az adalékolt rétegből hőkezeléssel adalékoljuk. N-csatomás integrált áramkörök kontaktálásához a leválasztott réteg adalékolására foszfort használunk, p-csatomás integrált áramkörök kontaktálása esetén a poliszilíciumot borral adalékoljuk. A találmány szerinti eljárás további előnyös foganatosításánál a poliszilicium réteg kémiai gőzfázisból lecsapatással való előállítása során az esetenként szükséges oxidtöltést beállító hőkezelést a rétegleválasztással egy műveleti lépésben végezzük. Kontaktusfémként hagyományosan alumíniumot alkalmazhatunk, fölvitelét szokványos eljárások bármelyikével végezzük. A nyert fémréteg lokális eltávolítását előnyösen nedves kémiai eljárással végezzük, de végezhetjük egyéb módon pl. plazmás marással is. A fémréteg lokális eltávolítását követően távolítjuk el a fémréteg által fedetlen helyekről a poliszilíciumot. A talál3 mány szerinti felismerésből adódóan a poliszilicium eltávolításához plazmás vagy ionmarást alkalmazva a vezetékhálózatként és kontaktusként visszamaradt fémréteg maszkoló hatást biztosít. A fémréteg ötvözését hagyományosan végezzük. A találmány szerinti eljárás előnye, hogy a fémhálózat alatt a poliszilicium megmarad, így a fémezés esetleges megszakadása esetén is biztosítja a vezetékrendszer és a kontaktus rendeltetésszerű működését, ezáltal elkerüli integrált áramkörök gyártásánál az eddig ismert legnagyobb selejtokot, a fémezési selejtet. Az eljárás további előnye, hogy integrált áramkör gyártásánál lehetővé teszi több, az ismert eljárásoknál elengethetetlen lépés, így pl. a szerkezeti lépcsők legömbölyödését eredményező foszforüveg (PSG) magas hőmérsékleten végezhető megfolyatásának, a poliszilicium réteg kimarásához szükséges fotoreziszt-lépésnek elhagyását, és célszerű foganatosításnál az oxidtöltést beállító hőkezelésnek a poliszilícium-leválasztásával egy műveleti lépésben való elvégzését. Eljárásunk előnye még, hogy az eddig ismert eljárások előnyeit megtartja, így a polisziliciumréteget használjuk fel a fémréteg szilíciummal való telítésére, ami a túlötvöződés veszélyét csökkenti. A találmány szerinti eljárást a továbbiakban részletesebben egy példaképpeni előnyös foganatosítása ismertetésével mutatjuk be, hivatkozva a csatolt vázlatos rajzra, ahol az 1—6. ábrát magába foglaló ábrasor a pn átmenetet tartamazó félvezető eszköz egy része rétegszerkezetének metszeti képét mutatja a kontaktálási eljárás főbb fázisaiban. Az 1. ábrán látható félvezető 1 eszköz p típusú adalékanyaggal adalékolt szilícium egykristályban n* típusú adalékkal kialakított réteget tartalmaz, így az n+ réteg egykristályon belüli határfelülete pn átmenet. A pn átmenet kontaktálásához az n+ típusú adalékkal kialakított réteggel kell kisértékű ohmikus kontaktust létrehozni. A kontaktálást megelőzően, mint azt az 1. ábra mutatja, a félvezető 1 eszköz felületén foszforüveg anyagú 2 szigetelőréteg helyezkedik el. A kontaktálási eljárás első lépéseként az 1 eszköz felületét borító 2 szigetelőrétegben a pn átmenet fölött a kontaktálni kívánt n* rétegre nyílóan 4 kontaktus ablakot nyitunk. A 4 kontaktus ablakot szokásos módon, a 2 szigetelőréteg egy részének eltávolításával alakítjuk ki, ammóniumfluorid és hidrogénfluorid elegyét használva maratószerként. Az ily módon kapott szerkezetet a 2. ábra mutatja. A találmány szerinti eljárás következő lépéseként a 4 kontaktus ablakba és a visszamaradt 2 szigetelőrétegre n* típusú adalékként foszforral adalékolt egybefüggő 5 poliszilicium réteget választunk le CVD eljárással. A réteg vastagságát 250nm-re állítjuk be. A kapott adalékolt 5 poliszilicium réteg jó villamos vezetőképességgel rendelkezik. A nyert rétegszerkezetet a 3. ábra mutatja. A jól vezető adalékolt 5 poliszilicium rétegre ezt követően választunk le 6 fémréteget. A 6 fémréteg anyaga aluminium, és a réteg leválasztását vákuumpárologtatással végezzük. A réteg vastagságát 1000 nm-re állítjuk be. A kapott rétegszerkezetet a 4. ábra mutatja. A következő lépésben rezisztművelettel és az 5 poliszilicium rétegre hatástalan foszforsavas marással a 6 fémréteg egy részét eltávolítjuk (5. ábra). A visszamaradó réteg szolgáltatja a kívánt vezetőhálózatot és kontaktusfelületet. A vezetőhálózat kialakítását közvetlenül követően, rezisztlépés beiktatása nélkül a 6 fémréteg által fedetlenül hagyott helyekről az 5 polisziliciumréteget önmagában ismert plazma- vagy ionmarással távolítjuk el. E marási móddal szemben a 6 fémréteg maszkoló hatással rendelkezik, így 4 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
