165229. lajstromszámú szabadalom • Eljárás félvezetőelemek és szilárdtest áramkörök előállítására
165229 3 4 ságot és az oxid, illetve szilikátréteg között kisebb lépcsőmagasságot érjünk el. A találmány szerint a feladatot úgy oldjuk meg, hogy a csupasz szubsztrátum felületére (félvezetőegykristálytárcsa) egy első szennyezőanyaggal adott koncentrációban szennyezett szigetelőréteget csapatunk le, majd erre összefüggő átvivőréteget viszünk fel. Az átvivőíéteggel szemben az a követelmény, hogy az szelektíven maratható legyen, azaz a struktúra kialakítása folyamán a szennyezett szigetelőréteg csak lényegtelenül, vagy egyáltalán ne csökkenjen. Ezen felül anyaga további szennyezett szigetelőrétegek lecsapatása során nem változhat, vagy más szubsztanciákkal szemben közömbös kell legyen. Az ilyen követelmények szempontjából a molibdén, wolfram, titán vagy Si3 N 4 rétegek megfelelnek a követelményeknek. Az átvivő fedőréteg struktúráját fotolitografiás eljárással és kémiai maratással alakítjuk és az alatta lévő első szennyezett szigetelőréteg átviteli maszkja részére szolgál. Ezzel a szennyezett szigetelőréteg maratásánál az átviteli maszkkal megvalósított struktúrát a szennyezett szigetelőrétegre visszük át, azaz a szubsztrátum felületén olyan kis szennyezett szigetelőanyag-szigetek jönnek létre, amelyeknek adott méretük van, és a szubsztrátum felületén meghatározott módon helyezkednek él, továbbá mivel az átviteli maszk fedi őket, védve vannak. Ezek a későbbi diffúziós eljárás során aktív diffúziós maszkként működnek közre. A következő eljárási művelet folyamán egy olyan második szigetelőréteget csapatunk le, amely vagy ugyanazzal a szennyezőanyaggal rendelkezik, mint az első szigetelőréteg, azonban attól eltérő koncentrációban vagy egy másik szennyező anyagból tartalmaz adott koncentrációt. Ezt a második szennyezett szigetelőréteget egy második átviteli fedőréteggel vonjuk be, amelynek struktúráját az első átviteli fedőréteghez hasonlóan alakítjuk ki, és a második átviteli réteg struktúrájának kialakításakor tapadó átviteli maszkként használjuk fel. A második szennyezett szigetelőréteg maratásánál az első tapadó átviteli maszk miatt az első szigetelőrétegen továbbra is változatlanul megmaradnak a letakart területek. A szubsztrátum felületén mindent egybevetve különbözőképpen szennyezett szigetelőanyagok jönnek létre, míg az eltérés csupán a szennyezés módjában és/vagy koncentrációjában van. A szennyezett szigetelőréteg lecsapatásából, a fedőátviteli réteg választásából és struktúrájának kialakításakor, valamint a szennyezett szigetelőréteg struktúrájának kialakításából álló munkaciklust olyan gyakran ismételjük, ahány különböző szennyezettségű rétegre van szükségünk a szubsztrátumban. A tapadó átviteli maszkok eltávolítása után végezzük nagy hőmérsékleten a diffúziós eljárást, miközben a különbözőképpen szennyezett szigetelősziget diffúziós forrásként, azaz aktív diffúziós maszkként hat. Ennél a temperáló eljárásnál a szubsztrátumban valamennyi diffundált tartomány egy időben keletkezik, míg a szennyeződés eloszlását, azaz a rácshibaprofilt a mindenkori szennyezőanyagnak a különböző szigetelőrétegekben lévő kocentrációja, a szennyező diffúziós és elkülönülési (szegregációs) tényezője, valamint a hőmérséklet és a temperáló művelet időtartama határozza meg. Hogy a planártechnika elveinek megfelelően a szubsztrátum felületét védjük, a temperálási eljárást megelőzően az egész felületet pssziváló réteggel, például szennyezetlen szigetelőréteggel fedjük. Szilícium szubsztrátum alkalmazása esetén a szubsztrátum felületének passziválását oxidáló közegben való temperálással végezhetjük. Emellett valamennyi, a szubsztrátum felületen a szennyezetlen szigetelőszigetek által fedett területen 5 un. termikus Si02 képződik, míg a szennyezett szigetelő szigeten az oxidáció csak igen lassan megy végbe. Az olyan tTanzisztorstrukturák előállításánál, amelyek két egymás mögött elhelyezett diffúziós 10 réteg pn átmenettel rendelkeznek, önmagában ismert szigetelőrétegeket alkalmaznak, amelyek két szennyező anyaggal, egy donorral és egy akceptorral vannak szennyezve. Az egyes, különbözőképpen szennyezett szigetelő-15 szigetek vagy teljesen elkülönítve, vagy egészen, illetve részben átlapolva rendezhetők el. Az átlapolási tartományokban az először leválasztott szennyezett oxidréteg átvivő fedőrétegét, mint elválasztóréteget hagyhatjuk meg, vagy az afelett lévő szennyezett 20 oxidréteg leválasztása előtt maratással távolítandó el. Előnyösen valamennyi lecsapatott szigetelőréteg vastagsága azonos, míg a szennyeződés koncentrációja és a szennyező fajtája a kapcsolási elem részére megkövetelt felületi koncentrációtól és diffúziós 25 mélységtől, valamint a vezető típustól függ. Annak érdekében, hogy a különbözőképpen szennyezett szigetelőrétegek marási jellemzőit figyelembe vehessük és hogy a kontaktablak maratásnál a tapadómaszknak a szükségesnél kisebb maratását elkerüljük, 30 a szigetelő rétegeket különböző vastagságura készíthetjük. Emellett a marási sebességek figyelembevételével a rétegvastagságokat úgy válszthatjuk meg, hogy valamennyi kontaktablak megközelítően egyidőben váljon marás útján szabaddá. 35 A találmány szerinti eljárás lehetővé teszi a planár-epitaxiális-technikai egy vagy két diffúziós rétegű szilárdtest áramkörök előállítását is kisohmos beépített kollektorterülettel, vagy akár e nélkül is. A diffúziós eljárás folyamán a felületi koncentrációk 40 alig lépik tul az előírt végértékeket. Ennek következtében valamennyi olyan hátrányos hatást kiküszöböltünk, amelyek a szokásos kétlépcsős felviteli és diffúziós műveletekből álló diffúziós eljárásoknál fellépnek. Ily módon elvárható, hogy a szilárdtest 45 áramköri kapcsolások gyártásánál szűk méretszórás, jobb kihozatal és nagyobb megbízhatóság érhető el. A találmány példakénti kiviteli alakját részletesebben rajz alapján ismertetjük. A rajzon az la.-le. 50 ábrákon aktív diffúziós maszk előállítására a szennyezett szigetelőréteg maszkolásának és struktúrája kialakításának elvi vázlata, a 2a.-2h. ábrákon a félvezető felületén létrehozandó, 55 különbözőképpen szennyezett aktív diffúziós maszk elvi vázlatát ábrázoljuk, a 3a.—3e. ábrákon beépített kollektortartományú és egyoldalon diffundált szigetelőkerettel kialakított integ-60 rált tranzisztor előállításának vázlatát szemléltetjük, a 4a. -4e. ábrákon beépített kollektortartományú és két oldalon diffundált szigetelőkeret és kollektorkivezetéssel készült integrált tranzisztor vázlatos képét szemléltetjük, az
