175524. lajstromszámú szabadalom • Integrált áramköri eszköz, amely N-cstornás és P-cstornás szigetelt gate elektródájú térvezérésű tranzisztorokat tartalmaz és eljárás az integrált áramköri eszköz előállítására
3 175524 4 elektródájú térvezérlésű tranzisztor szerkezetét szemlélteti, a 2. ábra Az 1. ábra 2-2 vonala mentén vett keresztmetszet, a 3. ábra Az 1. ábra 3-3 vonala mentén vett keresztmetszet, a 4. ábra Az 1. ábra 4-4 vonala mentén vett keresztmetszet, az 5. ábra Az 1. ábra 5-5 vonala mentén vett keresztmetszet részlete, a 6-10. ábrák Keresztmetszetek sorozata, amelyek az új eljárás különböző lépéseit szemléltetik, a 11. ábra Integrált áramköri eszköz részletének felülnézeti képe, amely szemlélteti, hogy milyen módon lehet az N-csatomájú és a P-csatomájú tranzisztorokat meghatározott áramköri funkció létrehozása céljából kombinálni. A komplemens IGFET típusú integrált áramköri 10 eszköz jellegzetes részét a 2. ábrán tüntettük fel, amelyen látható, hogy a 10 eszköz félvezető anyagú, például 12 testet tartalmaz, és ez kezdetben egyféle vezetéssel (a példakénti esetben N-típusúval) rendelkezik, és 14 felületét illetve felületi kiképzését a 2., 3., 4. és 5. ábrákon részletesen feltüntettük. A példakénti esetben a 12 testet hasáb alakú szilícium test képezi, de egyéb kiképzésű félvezető anyag is felhasználható. A 12 testet például epitaxiális rétegként is kiképezhetjük egy szigetelő alapon, az úgynevezett „szilícium a zafíron” technológia felhasználásával. A 12 testet magukban foglaló szervek, tehát a 12 testben kiképzett source, drain és csatomatartományok, valamint a 14 felületen kiképzett gate elektróda együttesen egyP-csatomájú 16 IGFET-et és egy N-csatomájú 18 IGFET-et határoznak meg, és ennek a rendszernek részét képezik a 20 szervek, amelyek a P-csatomájú 16 IGFET tranzisztort az N-csatornájú tranzisztortól elválasztják. A különböző szervek 22 első keresztszerű struktúrát, 24 második keretszerű struktúrát és 26 harmadik keretszerű struktúrát tartalmaznak, és a keretszerű struktúrák funkciójuk szerint aktív kapuk. A vázolt kapustruktúrák mindegyike szigetelő anyagból készített 28 réteget és ezen kiképzett vezető anyagú 30 réteget tartalmaz (2.-5. ábrák). Annak ellenére, hogy a 28 és 30 réteg a kapustruktúrák bármelyikénél különválik a többi keretszerű struktúrák bármelyikének a hasonló rétegeitől, az egyszerűség kedvéért az egyes szigetelő és vezető rétegeket ugyanazzal a hivatkozási számmal jelöltük. A 22 24 és 26 első második és harmadik keretszerű struktúrák mindegyikének zárt geometriai felépítése van. Ezzel azt kívánjuk kifejezni, hogy a keretszerű struktúrák zárt alakzatban helyezkednek el, amelyen nyílás van kiképezve. Bár négyszögletes struk túrákat tüntettünk fel az ábrán, elvileg bármely topológiailag zárt alak is alkalmazható. A négyszögletes alak előnyös, mivel viszolnylag nagy beépítettségű integrált áramköri struktúrákhoz jól illeszkedik. A 22 első keretszerű struktúra a 14 felület első 32 részét veszi körül, és ekörül helyezkedik el a 14 felület második 34 része. A 24 második keretszerű struktúrából képzett aktív kapu a 14 felület első 32 részén, a 26 harmadik keretszerű struktúrából képzett aktív kapu pedig a 14 felület második 34 részén helyezkedik el. Bár a 24 második keretszerű struktúrát az 1. ábrán a 22 első keretszerű struktúrában központos elhelyezésben tüntettük fel, ez az elrendezés nem feltétel nélkül szükséges, és a 22 első keretszerű struktúra sokkal szélesebb lehet a 24 második keretszerű struktúránál, mint ahogy azt az ábrán feltüntettük, és így a 24 második keretszerű struktúrához hasonló egyéb keretszerű kapustruktúrákat is elhelyezhetünk a 14 felület első 32 részén. Ilyen például all. ábrán vázolt megoldás, amelynek felépítését a későbbiekben írjuk le, A 12 testben annak vezetési típusával ellentétes 36 kúttartomány van kiképezve (tehát a jelen példában P-típusú), és ez a 14 felület első 32 részének közelében helyezkedik el. A P-típusú 36 kúttartományban N + típusú 38 tartomány van kiképezve a 14 felület azon részének szomszédságában, amelyet a 24 második keretszerű struktúrából képzett aktív kapu vesz körül. A P-típusú 36 kúttartományban egy további N+ típusú 40 tartomány van kiképezve, és ez a 14 felületnek a 24 második keretszerű struktúra aktív kaput körülvevő része közelében helyezkedik el. A 38 és 40 tartományok a 18 IGFET-hez tartozó 41 csatomazóna végeit határozzák meg. A 12 testben a 14 felületnek a 26 harmadik keretszerű struktúra körül elhelyezkedő részének közelében P + típusú vezető 42 tartomány van, és a 12 testben a 14 felületnek a 26 harmadik keretszerű struktúrát körülvevő részének' közelében egy másik P + típusú vezető 44 tartomány is található. A 42 és 44 tartományok a 16 IGFET csatornazónájának végeit határozzák meg. A 10 eszköz előállításához használt eljárás következtében, amely magában foglalja az önrendező kapuelőállító technikát, a 22,24 és 26 első, második és harmadik keretszerű struktúrák mindegyikének egy belső és egy külső periférikus határa van. Az egyszerűség kedvéért a kapustruktúráknak 46 külső periférikus határa és 48 belső periférikus határa van. A 38,40,42 és 44 tartományoknak 39, 43, 45 és 47 felületmetszési határai vannak, amelyek lényegében szomszédosak egy kapustruktúra belső vagy külső periférikus határainak egyikével. A 36 kúttartomány ohmos érintkeztetése céljából megfelelő olyan szerveket hoztunk létre, amelyek magában foglalják a 14 felület első 32 részének egy részét. A példakénti esetben az ilyen szerv olyan P+ típusú vezetőképességű 50 tartományt tartalmaz, amelynél a szennyezési sűrűség magasabb, mint a 36 kúttartomány szennyezési sűrűsége. Az 50 tartomány a 14 felület első 32 részének azzal a részével szomszédos, amelyik a 22 első keretszerű struktúra és a 24 második keretszerű struktúra között helyezkedik el, és az 50 tartomány 51 felületmetszési határa lényegében a 22 első keretszerű struktúra 48 belső periférikus határához csatlakozik. Ennél a példánál célszerűen de nem szükségszerűen az 50 tartomány körülfogja a 40 tartományt. A 10 eszköz lényegében teljes felületét 52 szigetelő réteg fedi, amelyen 54 nyílások vannak kiképezve, és ezeken keresztül érintkezést képezhetünk ki a különböző tartományok és vezető rétegek felé. Az 52 szigetelő réteget például különböző vegyületek gőzeiből kicsapatott üveg képezheti. A source szubsztrátját képező 56 vezető egy része keresztülnyúlik az 54 nyíláson, és érintkezik az 50 tartomány, valamint a 40 tartomány P+, illetve N+ vezetőrétegeivel. A drain-hez tartozó 58 vezető egy része az 54 nyílások egyikén keresztülnyúlik és a 38 tartománnyal érintkezik. A gate 60 vezetője keresztülnyúlik az egyik 54 nyíláson és a 24 második keretszerű struktúra vezető 30 rétegével érintkezik. A 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
