185450. lajstromszámú szabadalom • Eljárás n- és/vagy p-típúsú adalékolt területeket tartalmazó félvezető eszközök, előnyösen MOS vagy bipoláris integrált áramkörök kialakítására
î 185 450 2 Nevezetesen célszerű, ha a p-üpusú adalékolt felületek kialakítására a bőr-ionok implantálását 2- 10IS at/cmz dózissá! és pl. 40 keV energiával végezzük. Célszerű még, ha az n-típusú adalékok felületek kialakítására a foszforionok implantálását 3 • 1015 at/cm2 dózissal és pl. 50 keV energiával végezzük. Célszerű még az is, ha az impiantálás utáni hőkezelést előnyösen 1100°C hőmérsékleten oxidáló közegben végezzük. Az is célszerű, ha a piroiitikus oxidréteget I — 1,2 pm vastagságúra választjuk. Célszerű továbbá, ha a piroiitikus oxidréteg leválasztást atmoszférikus nyomáson szi'ángáz felhasználásával végezzük. Célszerű még az is, ha a piroiitikus oxidleváíasztást alacsony nyomáson és/vagy nagyfrekvenciás plazma gerjesztésével végezzük. Az ismert és a találmány szerinti fontosabb eljárási műveleteket az ábrák alapján ismertetjük. A rajzon az 1. ábra az ismert eljárás szerinti termikus szilíciumdioxid-réteg, valamint a forrás és nyelő tartományok kialakítása; a 2. ábra az ismert eljárás szernti MOS félvezető eszköz; a 3. ábra az eredeti és a névleges csatornahosszúság; a 4. ábra a találmány szerinti eljárásnál a környezeti oxidréteg kialakításának első lépése és a borral impiantált szilícium-réteg; az 5. ábra a találmány szerinti eljárásnál a környezeti oxidréteg kialakításának második lépése; a 6-7. ábra a találmány szerinti eljárással kialakított félvezető eszköz metszetének egy része. A rajzon azonos hivatkozási számok hasonló részleteket jelölnek. Az 1. ábra az ismert eljárás szerinti termikus szi- Hciumdioxid-réteget, valamint a forrás és nyelő tartományokat szemlélteti. Ezen ismert eljárás szerint a MOS integrált áramkörök kialakítása úgy történik, hogy a kiinduló polírozott szilícium 10 egykristály-szeleten termikus oxidációval létrehozzák a szükséges l ,2 - 1,5 pm vastagságú termikus 12 szilíciumdioxid-réteget. Ebben fotolitográfiai úton ablakokat nyitnak, amelyben diffúzióval kialakítják a forrás 18 - source — és nyelő 20 — drain — tartományokat. A diffúzió során kialakul a vékonyabb 13 oxidréteg. A 2. ábra az ismert eljárás szerinti MOS félvezető eszközt szemlélteti. Ennél az eljárás további lépésenként a teljes aktív területről eltávolítva a 12 szilíciumdioxid-réteget és a 13 oxidréteget ismételt termikus oxidációval kialakítják az aktív szerepet játszó 22 gateoxid-réteget. Következő iépésként ebben a vékony 0,1-0,12 pm vastagságú 22 gateoxid rétegben a forrás 18 és a nyelő 20 tartomány egy részén ismét ablakot nyitnak, madj vákuumgőzöléssel vagy más módon 26 fémréteget - pl. alumíniumot — visznek fel, amely 25 vezérlő elektróda ként, ohmos kontaktusként és összekötő vezetékként is szolgál. A két adalékok 18, 20 tartományon hőkezeléssel alumínium-szilícium 24 ötvözetet hoznak létre. A 3. ábra az eredeti és a névleges csatornahosszúságot szemlélteti egy aduit félvezető eszköznél. A maszkoíó 28 fotoreziszt védelme alatt a szokásos marószerekben történő oxidmarás során az a0 ablakméret megnövekszik és a merőleges profil megváltozik. A marás eredményeként az eredeti L0 csatornahosszúság szintén lecsökken, A merőleges profil eltorzulása következtében a névleges L csatornahosszúság definiálásán lesz. Az L0 - L csatorna hosszúság megváltozása elsősorban a termikus 1?. sziiíciumdioxid-réteg vastagságának függvénye. Az előzőekben említett átszúrási feszültség a névleges L csatornahosszúság függvénye. A névleges L csaíornahosszúság megmunkálás közbeni megváltozása az átszúrási feszültség megváltozását, eredményezi, illetve a négyzetes összefüggés követ-' keztében a névleges L csatornahosszúság relatív h bája az átszúrási feszültség hibájában kétszeresen jelentkezik. Az elmondottakból látható, hogy az átszúrási feszültség szórásának csökkentése érdekében előnyös lenne a névleges L csatGrnahosszúság szórásának csökkentése. Erre azonban az ismert eljárási lépéseknél az alkalmazott környezeti oxidréteg vastagság mellett egy bizonyos határon túl n nos lehetőség, mert a termikus 12 oxid-réteg vastr gság, a kémiai marás alkalmazásával együtt mindig egy bizonyos, a 12 sziiíciumdioxid-réteg vastagságával azonos mértékű alámarást jelent, amint ezt a 3. ábra szemlélteti. Ugyanakkor a tényleges ablakméret szórása ugyancsak a 12 szilíciumdioxid-réteg vastagságának függvénye. A 4. ábra a találmány szerinti eljárás egyes eljárási műveleteit szemlélteti, melynek során n- vagy p-tipusú polírozott szilícium 10 egykristály-szeleten oxidáló — pl. oxigén és/vagy vízgőz — közegben történő hőkezeléssel termikus 14 szilíciumdicxid-réteget alakítunk ki, amely vékonyabb az ismert eljárásoknál alkalmazott termikus 12 szilíciumdioxid-rétegnél. A találmány szerinti termikus' 14 sziiíciumdioxid-réteg vastagságát az ismert eljárásoknál alkalmazott 12 sziiíciumdioxid-réteg feléri vagy harmadára választjuk. Ezt követően ezen vékonyabb 14 szilíciumdioxid-réteget szelektíven eltávolítjuk, vagyis azon fotolitográfiai úton ablakot nyitunk. Ezen fotolitográfiai ablaknyitás fontosabb műveleteit a következőkben jelölhetjük meg. A 14 szilíciumdioxid-rétegre felvisszük a maszkoíó 28 fotoreziszt-rétegeí, majd ezt a 28 fotorezisztréteget egy sablonon keresztül megvilágítjuk. A megvilágítást követően előhivást végzünk, melynek során a 28 fotoreziszt-réteg megfelelő részeit kioldjuk. A 28 fotoreziszt-réteg kioldott részein a 14 szilíciumdioxid-réteget kimarjuk. A MOS tranzisztor átszúrási feszültség szórásának javítását eljárásunkban az teszi lehetővé, hogy a termikus 14 sziiíciumdioxid-réteg vastagságát a szokásos értéknél lényegesen kisebbre választjuk. Más ismert eljárásnál megkötést jelent egyrészt a bórdiffúzió elleni maszkoláshoz minimálisan szükséges termikus szih'ciumdioxid-réíeg vastagsága, mert ez egy adott diffúziós mélység esetén egy meghatározott értéknél nem lehet kisebb, másrészt további megkötést jelent az a körülmény, hogy egy adott diffúziós mélység mellett a diffúzió alatt elérhető szilíciumdioxid-réteg vastagítást nem lehet tetszőlegesen növelni. Eljárásunknál a bórdiffúzió helyett az adaié-5 10 15 20 25 30 '35 40 45 50 55 60 65 3
