185450. lajstromszámú szabadalom • Eljárás n- és/vagy p-típúsú adalékolt területeket tartalmazó félvezető eszközök, előnyösen MOS vagy bipoláris integrált áramkörök kialakítására
185 450 2 kolás céljára ionimplantációt alkalmazunk, amelynél az adaiékolni nem kívánt felületek védelmét egyrészt a termikus 14 szilíciumdioxid-réteg másrészt a maszkoió 28 fotoreziszt-réteg (tehát kettős réteg) szolgálja. Ezután a kimart részeken a szilícium 10 cgykristáiyszeleibe pi. bórionokat implantálunk, melynek során a borral ímpíantált 30 szilíciumréteg a 10 egykristályszeletben kialakul. A maszkoió 28 fotoreziszt-réteg védelem mellett a szilícium 10 egykristályszeleí felületébe a p-tipusú adalékolt területek kialakítására a bórici.ok implantálását 2- 1Q!S at/cm- dózissal és pl. 40 keV energiával végezzük. A találmány szerint az n-típusú adalékolt területek kialakítására a foszforionok implanláiását 3 • 1015 at/cm2 dózissal és pl. 50 keV energiával végezzük, Ezt követően a megmaradt maszkoió 28 fótoreziszt-réteget megfelelő módon eltávolítjuk. Az eljárás során kialakuló félvezető eszközben a borral implantait 30 szilieiumrétegek egymástól való távolságát és annak szórását az első fotolitográfiai lépésnél létrehozott maszkoió 28 fotorezisztréteg és az ennek során végzett 14 szilíciumdioxid-réteg marásának szórása szabja meg. Ezen szórás a termikus 14 szilíciumdioxid-réteg vastagságának függvénye. A 14 szilídumdioxsd réteg vastagságát az ismeri eljárásokhoz képest egyharmad részére csökkentettük. Azonos relatív szórás mellett a borral implantált 30 szílíciumrétegek egymástól való távolságának szórása szintén harmadrészére csökken. A 4. ábrán látható 14 szilíciumdioxid-réteg vastagságát pl. 0,3 -0,5 pm vastagságúra választjuk. Természetesen a találmány szerinti eljárás más oxidréteg vastagságokkal is alkalmazható, valamint az ismert oxidréteg vastagság más arányú megosztásával, így pl. ha a szükséges környezeti oxidréteg vastagság 2 pm, amely kél részre oszlik, egyrészt a kiinduló termikus 14 sziliciumdioxid-réteg vastagságát pi. 0,7 pm-re, másrészt az ezt kiegészítő piroiiiikus 36 oxidréteg vastagságát pedig 1,3 pm-re választjuk. Természetesen lehetséges olyan megosztás is, hogy a termikus 14 sziliciumdioxid-réteg vastagsága 0,5 pm, a pirolitikus 36 oxidréteg vastagsága pedig 1,5 pm. Fentiekből látható, hogy mindkét esetben a kiinduló termikus 14 szilíciumdioxid-réteg kisebb, mint a végső szükséges környezeti oxidréteg vastagsága. A találmány szerinti eljárás további eljárási lépéseit az 5. ábra segítségével ismertetjük. A szilícium 10 egykristály-szeletei megfelelő közegben és hőmérsékleten hőkezeljük. Az ionimplantáció utáni hőkezelést előnyösen 1100 °C hőmérsékleten oxidáló közegben pl. oxigén és/vagy vízgőz jelenlétében végezzük. A hőkezelés során a borral implantált 30 sziliciumrétegbő! egyrészt kialakul a forrás 32 és a nyelő 34 tartomány, másrészt a termikus 14 szilíciumdioxid-réteg megvastagszik és ezzel egyidejűleg kialakul a hőkezelés következtében keletkező 15 oxidréteg. Ezután pirolitikus vagy más alacsony hőmérsékletű oxid leválasztást végzünk úgy, hogy a vékonyabbra választott 14 szilíciumdioxid-réíeg és a pirolitikus 36 oxidréteg vagy az alacsony hőmérsékletű oxidréteg együttes vastagsága éppen a szükséges környezeti oxidréteg vastagságát ered-4 menye?,ze. A pirolitikus 36 oxidréteg leválasztása a hőkezelésnél alacsonyabb pl. 400 — 500 *C hőmérsékleten történik, miközben szilíciumtartalmú, pi. szilán és oxidáló pl. oxigén gázt vezetünk el a szilícium 10 egykristályszelet fölött. A kél említett gáz kémiai reakcióba lép egymással és ennek következtében az említett pirolitikus 36 oxidréteg keletkezik. Az eljárás szerint a pirolitikus 36 oxidréteget 1 - 1,2 pm vastagságúra választjuk. A piroüiikus 36 oxidréteg leválasztást atmoszférikus nyomáson szüángáz felhasználásával végezzük. A pirolitikus 36 oxidreteg leválasztásának másik lehetősége, hogy alacsony nyomáson - előnyösen 67 Pa (0,5 torr) - és/vagy nagyfrekvenciás plazma gerjesztésével végezzük. A ó. ábra alapján a találmány szerinti eljárás további ismert eljárási műveleteit ismertetjük. Ennek során fotoSítográfiai úton a későbbi vezérlő elektróda helyéről egyrészt a pirolitikus 36 oxidréteget, másrészt a 14 sziliciumdioxid-réteget eltávolítjuk. Ugyancsak fotoiitográfiai úton a későbbi kontaktusok területéről eltávolítjuk egyrészt a pirolitikus 36 oxidréteget, másrészt a hőkezelés során keletkező 15 oxidréteget. Ezután a vezérlő elektróda helyén és s kontaktusok helyén termikus oxidációval kialakítjuk a 38 gate oxidot és a 40 védooxidot. Â MOS tranzisztorok küszöbfeszültségét bórionok implantálásával a kívánt mértékben módosíthatjuk. A 7, ábra alapján a találmány szerinti eljárás további ismert eljárási műveleteit ismertetjük, melynek segítségéve! a félvezető eszköz kialakul. Ennek során fotoiitográfiai úton a forrás 32 és a nyelő 34 tartomány fölött a 40 védőoxidot eltávolítjuk. Ezután a 10 egykristá’ys/elet homlokfelüleicre vákuumgőzöléssel pl. 1,2 pm vastagságú alumínium réteget választunk le. A leválasztott alumíniumrétegen fotoiitográfiai úton kialakítjuk egyrészt a 42 gate-elektródá(ka)t, másrészt a forrás 44 és a nyelő 46 elektrődá(ka)t, valamint a fémes összekötő vezetékeket. Ez utóbbit a 7. ábrán nem tüntettük fel. Végül egy újabb hőkezeléssel létrehozunk egy alumínium-szilícium ötvözetet, mely a forrás 32 és a nyelő 34 tartományok fölött két, első és második ohmos 45, 50 kontaktust képez. A találmány szerinti eljárással készített termikus 14 szilíciurndioxid réteg és a pirolitikus 36 oxidréteg együttes magassága bár azonos az ismert eljárással készített termikus szilíciumdioxid-réteg vastagságával, ennek ellenére (mint ahogy ez a 7. ábrán látható) a hőkezelés során keletkező 15 oxidréteg, valamint a 40 védőoxid által alkotott lépcső következtében a forrás 44 elektródával és a nyelő 46 elektródával egy-egy alkalommal áthidalandó lépcső magassága lecsökken. Az 5 — 7. ábra jól szemlélteti eljárásunknak egy másik előnyét is. Akkor ugyanis, amikor a gaíeelekíróda helyéi fotoiitográfiai lépéssel és az azt követő oxidmarással kijelöljük, akkor egyúttal eltávolítjuk a pirolitikus 36 oxidréteget és az alatta lévő hőkezelés során keletkező 15 oxidréteget a későbbi kontaktusok helyéről is, így a 38 gateoxid kialakítása során ezen a területen is vékony 40 védőoxid-réteg nő. A későbbi, fémezés előtti kontaktusablak nyitás már ebben a vékony (a 38 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65
