159075. lajstromszámú szabadalom • Eljárás monolitikus félvezető eszközök előállítására és előállított félvezető eszközök

159075 3 4 amelyeket a továbbiakban „mély kontakt zónákénak nevezünk, lecsökkentik azt az ellenállást, amellyel a töltéshordozók találkoznak, amikor az N-típusú eltemetett zónák és az epitaxiális réteg felületén lévő villamos érintkező között áthaladnak. Hogy egy integrált áramkört teljessé tegyenek, járulékos funkcionális zónákat kell kialakítani (báziszónákat, emitter zónákat, ellenállás zónákat stb.); ilyenkor ezeket szokásos szelektív diffúzióval, fotolitográfiai és oxid-maszkos technika segítségével végzik. Ezután még villamos érintkezőket és összeköttetéseket kell kialakítani a szükségletnek megfelelően. Az integrált áramköröknél az irányzat állandóan az, hogy növeljék a készülékszinti funkcionális elemek számát és ezért szükséges, hogy párhuzamosan javításokat hozzanak be a gyártásba, hogy az irányzatnál megtartsák a gazdaságosságot. Jelentős termelékenység növekedés a gyártási lépések számának csökkentéséből adódhat csak. Az is jól ismert, hogy a kihozatal erősen függ az elemek felületétől, azaz, ha minden más tényező azonossága esetén nagyobb lesz a kihozatal olyan készülékeknél, amelyeknek fizikai méretei kisebbek, mint az olyanoknál, amelyek nagyobb méretűek. A kis kihozatal problémáját, amelyet a nagyszámú gyártási lépés és a nagy területű eszközök okoznak a találmány szerinti eljárással javítjuk. Ez az eljárás a következő lépéseket tartalmazza: az első nagyobb felület legalább egy részén első típusú félvezető anyagból álló epitaxiális réteget növesztünk, majd az epitaxiális rétegben egy második alakzatot alakítunk ki, amely legalább egy második vezető típusú mély kontakt zónát tartalmaz és a legalább egy mély kontakt zóna metszi az első alakzat legalább egy zónájának teljes kerületét. A találmány szerinti megoldás előnye, hogy a P—N átmenet-szigetelésű eszközök gyártásánál több lépést kiküszöböl, lényegesen csökkenti azt a felületet, amely szükséges az egyes funkcionális elemek számára az integrált áramköri struktúrában és lehetővé teszi olyan tranzisztorok kialakítását, amelyeknek nagyobb az inverz áramerősítési tényezője, mint amekkorát szokásosan el lehet érni az ismert módszerekkel. Az 1. ábra egy integrált félvezető áramköri lap egy részének felülnézete, amely egy ellenállást és egy tranzisztort mutat. A 2.—7. ábrák ugyanezen lap rész keresztmetszetét mutatják lényegileg úgy, ahogy a kontakt szerkezet kialakítására vezető egymást követő gyártási lépésekben megjelenik. Megjegyezzük, hogy az oxid bevonást elhagytuk a jobb szemléltethetőség érdekében a 7. ábra kivételével. A találmány tárgyának egy speciális kiviteli alakjánál a P^N átmenet-szigetelésű integrált félvezető áramköri eszköz első vezető típusú szubsztrátumot tartalmaz, amelynek egy első nagyobb felülete van, amelyben második vezető típusú zónákkal kialakított első alakzat van kiképezve. Az első nagyobb felületet első vezető típusú epitaxiális réteg borítja és. ezáltal takarja az első zóna alakzatot. Az epitaxiális rétegben, annak felületéig terjedően, második vezető típusú zónák második alakzata metszi és ilyen módon villamosan érintkezik mindegyik ilyen eltemetett zóna teljes kerületével. Ezen második alakzat zónáit nevezzük „mély kontakt zónák"-nak. Nyilvánvaló, hogy az ismertetett struktúra első vezető típusú epitaxiális anyagból levő szigetelt szigeteket tartalmaz, amelyeken belül villamosan szigetelt funkcionális elemeket lehet a következőkben kialakítani. Például az eltemetett zóna felhasználható egyrészt mint egy tranzisztor kollektora és ugyanakkor mint ezen tranzisztor szigetelő struktúrájának egy része is. Tovább haladva ezzel a struktúrával, egy első vezefő típusú réteget diffundáltatunk nem szelektíven az epitaxiális réteg teljes felületébe és ezáltal abban lépcsőzött profilú szennyezés koncentrációkat alakítunk ki. A fent említett szigetelt szigetek közül egyesekben a bele diffundáltatott réteg felhasználható mint egy tranzisztor bázis zónájának egy része. Más szigetelt szigetekben a diffundáltatott réteg az ellenállás zóna egy részévé válhat. A végső diffúziós lépésben második vezető típusú zónákat formálunk szelektíven a szigetelt szigeteken belül fotolitográfiai és oxid-maszkos technikával. Ezek az utolsó diffundált zónák tranzisztor emittereket képezhetnek, vagy oly módon lehetnek elhelyezve, hogy beszabályozzák az ellenállások értékét. Az ismertetett kiviteli alaknál fontos szempont, hogy vékony epitaxiális réteget alakítunk ki, amelynek ugyanolyan vezető típusa van, mint a szubsztrátumnak és ezáltal szükségtelenné teszi a szigetelő diffúzió lépését. A mély kontakt zónák teljesen át vannak diffundáltatva a vékony epitaxiális rétegen, úgy, hogy metszik az eltemetett kollektor-rétegek teljes kerületét. Ezek a mély kontakt zónák kis ellenállású villamos utat alkotnak az eltemetett zónák és a felület között és egyben egy részét képezik a funkcionális elemek között levő P—-'N átmenetszigetelésnek. Továbbá ezek a mély kontakt zónák arra is szolgálnak, hogy meghatározzák a bázis zónák és az ellenállás zónák oldalirányú kiterjedését és ezáltal szükségtelenné teszik a szelektív bázis diffundáltatást és a vele kapcsolatos fotolitográfiai maszkos műveleteket. Az 1. ábrán egy tipikus 21 ellenállás és egy tipikus 31 tranzisztor nézete látható a félvezető lap 11 részén belül, amely az előzőekben ismertetett első kiviteli alak szerint készül. A teljes 10 15 20 2b 30 3Í3 40 45 50 55 60 2