Коледов Л.А. - Технология ИС (1086443), страница 55
Текст из файла (страница 55)
8.11, е). Поверхность полнкремниевых затворов и дорожек покрывают тонким слоем термического окисла. Последовательное проведение операций фотолитографий и ионного легирования структур вначале бором 245 р Я а! 5 б) л(! (рес(бар б) з) б р" р' л' и' г л5г 75 Ц) имммь иьк л уу, ';и л де Пг И' л л' р л- 5( 246 247 Рис. В.!1. Последовательность технологических операпия производства КМЛП Б(4С с использованием поликреииневых затворов и резисторов н многоуровневой разводки: и) ямала н н гов борн, нс нме н р,а а р н дт реэ ре д ння образованна гнг ер нон» кена оа, д за ..нг фо рс г г бт т . р р а т о фосфора, е «р вед нн оке( нн" зо, к . я д. л я ггэон..
нар о а о нсла ОЛФННОН - ( Мн, С ГНЕ Ннтрнна К, М Г тО ОГ Сза, Нн Эа р Ла. ° ан с не яде к л рнстал. внеск о ремнвя (ППК(, формврова не за в р е н нер уровня и лаурон н н янно маня н се щ го о . г, Еюсформнд е и т ктом к — тв я рмурн арабеск Фсс л. н вр д. я дланар ос . Фо, нтогрзфня лл г рмтгм он актнмэ окав оцзнне 2. фо ор з с, 5 — нленк Зммо З вЂ” ППК (в рван уроаен Ь 5 — ППК (второе урон нэй б — ФСС; у — сл б замнтного л эл«ктрвка,  — алм вме аов диван (рис. 8.11, ж), а затем фосфором (рис.
8.11, з) формирует области истоков и стоков р- и и-канальных транзисторов и одновременно приводит к легированию поликремниевых затворов и шип соответствующими примесями р- и п-типа. Преимущества такого выбора материалов и последовательности проведения операций заключается в следующем: нитрид кремния и поликремний защищают подзатворный окисел от воздействия технологических сред на всех этапах производства; пленки поликремния ри л-типов используются в качестве уровней разводки; поликремний выполняет роль маски при имплантации истоковых и стоковых областей, чем и достигается самосовмещение края затвора с краями областей истока и стока.
При таком способе формирования структуры транзисторов минимальная длина канала определяется только возможностями фотолитографического процесса по поликремнию, в связи с чем использование прецизионных методов литографии (рентгенолитографии, электронолитографии) в сочетании с плазмохимическим травлением позволяет получить каналы субмикронных размеров. Следующим шагом в технологии является нанесение второго слоя поликремния (рис. 8.11, и), на основе которого формируются резисторы с очень высокими номиналами (мегаомы) сопротивлений, необходимых, например, при создании ячеек памяти.
Это позволяет уменьшить токи утечки в ячейке, ведет к уменьшению ее размеров, повышению быстродействия. Далее следует стандартное окончание технологического процесса: осаждение металлической пленки сплава алюминий — кремний (около ! % 81), формирование алюминиевых контактов к областям монокписталлического и поликристаллического кремния (рнс. 8.11, к) и формирование разводки, пассивация схемы фосфоросиликатным стеклом, нанесение слоя защ(много диэлектрика, фотолитография для вскрытия окон в диэлектрике над контактными площадками и над дорожками для скрайбирования, сборочные операции.
Этот современный технологический процесс позволяет получить КМДП-микросхемы высокой степени интеграции и отличного качества. От технологического маршрута производства КМДП БИС, описанного в предыдущем параграфе, данный пропесс отличается наличием дополнительных операций по формированию второго уровня поликремния. Технология БИС ППЗУ. Интегральные микросхемы постоянной памяти содержат матричный накопитель, на долю которого приходится около 80 % элементов микросхемы, н устройства управления накопителем (дешифраторы, разрядные формирователи, регистры, усилители считывания и др.). Матричный накопитель и эти устройства, по-возможности, должны оыгь составлены из небольшого числа однотипных элементов, изготовляемых в пределах одного и того же кристалла по одной и той же технологии. Рассмотрим в качестве примера последовательность технологических операций изготовления СБИС ППЗУ на основе и-канальной МДП-технологии с применением охранных колен и изопланарног толсто)о окисла.
Матричный накопитель сформируем на основе л-канального МДП-транзистора с двумя поликремниевыми затворами. Конструктивно управляюший и плавающий затворы расположим точно один над другим Схемы управления сформируем на основе обычных п-канальных МДП-транзисторов, один из которых в соответствии со схемотехническими особенностями работы устройств управления накопителем необходимо изготовить с индуцированным каналом, второй — - со встроенным кналом. Естественно, желательно, чтобы пленка поликремния, используемая для формирования управляющего затвора в запоминающем элементе, могла одновременно служить и материалом затвора п-канальных МДП-транзисторов с индуцированным и встроенным каналами.
Технологический процесс, таким образом, должен обеспечить одновременное формирование трех типов МДП-транзисторов с разными уровнями порогового напряжения и, следовательно, с разной концентрацией примесей в полупроводниковом материале в области канала: в ячейке памяти накопителя концетрация акцепторной при)б — 3 меси в канальной области должна составлять Л'н=(1...2) 1О см в канальной области транзистора с индуцированным каналом она с то)3 — 3 должна быть ниже указанного значения, т, е утя 5 !0 см канальная область транзистора со встроенным каналом должна быть легирована донорной примесью.
Исходным материалом для изготовления СБИС ППЗУ является пластина кремния КДБ-!2 с ориентацией (100). После подготовительных очистки и химической обработки пластин на них выращивают слой окисла кремния гошиной 0,5 мкм в атмосфере сухого кислорода с добавлением НС! при 1000'С. Пары НС) добавляются для уменьшения заряда в окисле. На этот окисел наносится из газовой фазы слой ингрида кремния 513)х)4 толщиной около 0,1 мкм.
После первой фотолитографии проводят ионное легированне бо-) ром областей, не защишенных трехслойной маской фоторезист — ! нитрид кремния — окисел кремния (рис. 8.12, а). Затем фоторезист удаляется и после химической обработки проводится операция глубокого окисления для выращивания в местах, не защишенных шпридно-окисной маской, слоя окисла толщиной около 1 мкм (влажный кислород, 1000'С, в «ечение примерно 6 ч). При этом происходит диффузия и перераспределение бора, введенного при ионном легировании. Под толстым окислом располагается высоколегированный р слой кремния, предохраняющий от образования паразитных капал в буду)цей структуре СБИС (рис 8.12, б).
После удаления окисла, образовавшегося на обратной стороне пластины, производится стравливание н)прида кремния и слоя 5!02 (0,5 мкм), лежащего под ним. Таким образом, в результате первой фотолитографии по двуслойной маске 513)х)4+ 5)02 и последующих операций на кремниевой пластине сформированы локальные области толстого изопланарного окисла. Далее, на свободных от йпп ф и ф ф ф ф ф ф ф Бп)) а) ф Фас фар 4 $ ( ) $ 1у$ $ $ ( ) ! ! ( уа я и) тг Фпсфп)у ру ф ф ф ф фу) ф ф ф ф ф р нпнпппн г) и) Рис.
8.)2. Последовательность технологических операций производства МДП СЬИС ППЗУ: а — крс нне эи л ст нн рт пэ влек ропров л ости )ХДБ)2) пас.е несоао пленок 5тО н 5ии, н 4>тпо н о рнф од ертэетси лакялэной и пл в пни ноннин борн, б тртктурэ пос е создания нз . зн крипта о тата окисла, уз зе ия пл«ак 5 О, и 5ьи ~висте оадзео рното лиз ктрикэ поде аи по.и р н, )П вЂ” ялов нневэи рнэв лке, уу — иеаура не ий днэ ектрин )ФСС) )2 — зэшитний Фэ ек рнн (ФСС) толстого окисла участках формируется методом термического окисления при 1000 'С в атмосфере сухого кислорода с добавлением НС! тонкий подзатворный окисел толщиной 0,07 мкм (рис. 8.!2, б). Сразу же после нанесения тонкого подзатворного окисла проводится ионное легирование кремния бором для получения концентраций. необходимых для формирования каналов в элементе памяти н управляюШих МДП-транзисторов.
Для получения заданного уровня легирования канальных областей подбираются соответствующие параметры операции ионного легирования и последуюшей химической обработки пластин, наносится первый слой поликристаллического кремния толщиной 0,25 ... 0,80 249 мкм, который легируют фосфором с использованием метода диффузии при 900 'С в течение 20 мин. По пленке легированного поликрсмния проводится фотолитография (вторая в технологическом маршруте), в результате которой формируются участки полнкремния, расположенные над областью канала запоминающей ячейки.
Травление пленки поликремння осуществляется плазмохимическим методом Далее, для создания встроенных каналов нагрузочных МДП- транзисторов проводится ионное легирование кремния фосфором Для этого проводится третья фотолитография, вскрываются в тонком окисле окна над будущими встроенными каналами транзисторов и проводится операция ионного легировання фосфором, прн которой маской служит фоторезист (рис. 8.12, а).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
