Коледов Л.А. - Технология ИС (1086443), страница 56
Текст из файла (страница 56)
Затем фоторезист удаляется и со всеи пластины кроме участков, покрытых полнкремннем, стравливается тонкий окнсел. После химической обработки пластины проходят операции термического окислешш в течение 50 мнн при 1000 'С в атмосфере сухого 0» с добавлением НС!. При этом на, открытых участках кремниевой пластины наращивается вторично подзатворный окисел толщиной 0,07 мкм, а на пленке полнкремния формируется межзатворный окнсел толщиной 0,11 мкм. Одновременно прн проведении этой операции, направленной на создание «свежего» подзатворного окисла на участках каналов транзисторов управления с нндуцировапными каналами, происходит перераспределение ранее введенных ионным легированием атомов бора, создание в канальных областях концентрации Ф„=(5„.7) 10м см ', за счет чего достигается необходимое значение порогового напряжения для этих тран-, зисторов. Следующей операцией фотолитографии создают окна для скры-.
тых контактов во втором подзатворном диэлектрике (рис. 8.12, д), После химической обработки пластин из газовой фазы наносится второй слой поликристаллического кремния толщиной 0,5 мкм, который диффузионным путем легнруется фосфором, а затем окисляется в сухом кислороде прн 950 'С в течение 40 мин, в результате чего на поверхности пленки поликремния нарастает тонкий слой окисла, На следующем этапе производства МДП СБИС ППЗУ формируется, поликремниевая разводка н затворы для всех типов транзисторов (рис. 8.12, е). Для~этого после пятой фотолитографии и формирования фоторезистивной маски проводят комбинированное травление, многослойных структур.
После стравливания в буферном травнтеле в течение 1 мин пленки окисла плазмохимическим методом проводится локальное травление второго слоя полнкрсмния. Затем, после: одновременного стравливания межзатворного и подзатворного окисла в буферном травителе в течение 2 мнн проводится химнчес* кое травление нижнего слоя поликристаллического кремния в течение 20 с. После снятия фоторезиста удаляется слой окисла толщиной 0,1 мкм.
Участки второго слоя поликремния, лежащие на областями тонкого окисла, служат маской прн последующей ион ной имплантации фосфора (доза 200 микрокулон на см~, энергия' 250 40 кэВ) для формирования п~-областей (рис. 8.12, е). После химической обработки полученная структура подвергается окислению при 950 'С в сухом кислороде для получения на открытых участках поверхности кремния и боковых участках поликрсмниевых дорожек и затворов окисла толщиной почти 0,1 мкм. В дальнейшем в два этапа формируются контакты ко второму слою поликремння и к и+-областям. Вначале путем проведения шестого фотолитографического процесса вскрываются окна в пленке окисла. После снятия фоторезнста и химической обработки пластин наносится из газовой фазы слой фосфороснликатного стекла (ФСС) толщиной 1,5 мкм для межуровневой изоляции, разделяющей поликремниевую и алюминиевую разводку.
Для создания сглаженного рельефа ФСС оплавляется при 1000 'С в течение 10 мин. Далее с использованием того же шестого фотошаблона вскрываются контактные окна в ФСС и на пластину напыляется пленка сплава А(+ 1 %5(толщиной 1,2 мкм; на основе которой создается верхний уровень металлической разводки (седьмая фотолитография). В последующем наносится защитный слой ФСС (рис.
8.12, ж), в котором вскрываются окна к алюминиевым контактным площадкам (восьмая фотолитография). Фрагмент топологии накопителя БИС ППЗУ, разрез которой схематически приведен на рис. 8.12, ж и 8.13, показан на рис 3.38. Конструктивно он выполнен таким образом, что один контакт приходится на две ячейки памяти. Алюминиевые шивы, имеющие контакт к стоковым областям ячеек, являются соответствующими разрядными шинами, исток такжс является общей и+-областью для ячеек, а числовые шины объединяются по второму слою поликристаллического кремния.
На рис. 8.!3 приведены вертикальные размеры структуры трех типов МДП-транзнсторов СБИС ППЗУ, данные о концентрации примесей в различных областях кремния, образующих физическую структуру этих транзисторов, либо контрольные параметры областей: удельное поверхностное сопротивление р, и глубина ионно-легированного слоя хг Приведем также некоторые топологические размеры этой структуры: минимальньп( зазор между областямп изопланарного толстого окисла составляет 8 мкм при минимальной ширине области толстого окисла 5 мкм, Первый уровень поликремния а накопителе формируется в виде полосок шириной 10 мкм с минимальным зазором между ними 2 мкм. Минимальный размер шины второго уровня полнкремния составляет 4 мкм при минимальном зазоре между ними 5 мкм. Миннмальныс размеры контактных окон составляют 4Х5 мкм', расстояние от контактного окна ц+-области до поликремниевой шины не должны быть меньше 4 мкм, минимальная ширина алюминиевых шин и зазоров между ними составляет 1О мкм.
Значительные успехи и перспективы развития технологии МДП СБИС основаны на использовании новых технологических процессов и нового оборудования, описанных в гл. 12 (плазменная технология, 251 гг и (а Э«О 252 1р гг (г уя (а 11 в 12 б 1з 1 гз 4 1 бб бр Рнсуб.!3. Физическая структура МДП-ячейка памяти, МДП-транзнсторов с встроенным н нндуннрованным каналом в СЬМС ППЗУ: 1 — л -области стокса и «ков, Ромхб Ом(О, л =(,ОЯ0.2 к, 2 — пл аюший полииРемивевмй аа«воР 5=025ШО05 мим, р.«.бо Ои«О.  — облзе«з канала Мдн-аиейии пам а«рииио«о акоп ели, у,= =(20 Ьбйб™а«7«м', 4 — р -облип«в и р, л .
р ы окислам, р,=20 30 ио (О: 5 — «правлиюш е поликремп еаые зи вор, 5=0 45Ш0,5 км роЯЛО О (П, б — (облак«и е«роыиа«о кпи «з в р«зои ы. р. и орз, 7 — «о й з ш«ш и ок е.. а=(0 «ыбб(1 км В" пома«вориый 12. алю»иии ваи раза л а=(1 (шОЛ « . «В — «зшш за лиы к«р (шсш.
а= ((.бы 0,11 м м, 14- мемза«вор ый о оел 5=(0,1(ФО,(( мзм рентгено- и электронолитография, лазерный отжиг и др.). Существует перспектива исключения самого дорогостоящего материала — полупроводниковой монокристаллической подложки и замены ее диэлек-' трической подложкой. Изготовление структуры полупроводниковых . элементов и р-и переходов, возможно, будет осуществляться в нескольких уровнях многослойной пленочной систел(ы, например в нескольких слоях поликристаллического кремния с использованием лазерного отжига.
т 8.4 ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ МАРШРУТЫ ПРОИЗВОДСТВА БИПОЛЯРНО-ПОЛЕВЫХ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ИНТЕГРАЛЬНЫХ МИКРОСХЕМ Технология биполярно-полевых микросхем с МДП-транзисторами. Варианты маршрутов производства биполярно-патевых микросхем весьма многочисленны, все их разновидности получили общее название комбинированной (т. е. биполярной и полевой) технологии.' Наиболее распространена и освоена в производстве, экономична и на.(ежна планарно-эпитакснальная технология для формирования: полупроводниковых структур с изоляцией р-п переходами в сочетании с МДП-технологией для формирования тонкого подзатворного окисла н пленочной разводки (рис. 8.!4). Эта технология позволяет размещать на одном кристалле биполярные п-р-и-транзнсторы в комбинации с Д-МДП-, р-канальнымн н п-канальными МДГ1-транзисторамн н изготавливать в одном кристалле схемы: логические К«ЧДП управления и контроля, а также высоковольтные и(перфейсные.
!1одобная технология может быть реализована на структурах с диэлектри- ДыМДП л-р-л л-МДМ р-МДМ Рнс. 8.(4 Структуры биполярных, МДП н КМДП полупроводниковых приборов, сформированные по комбнннрованной технологнн ческой изоляцией элементов. Поскольку стоимость пластин составляет обычно значительную долю общей стоимости микросхем, биполярно-полевые микросхемы с диэлектрической изоляцией элементов оказываются дороже их аналогов с изоляцией р-п переходами, так как подложки с диэлектической изоляцией монокристаллических островков кремния стоят дороже, а из-за дефектов кристаллической структуры монокристаллического кремния выход годных микросхем на таких подложках значительно ниже, чем в других вариантах планарно-эпитакснальной технологии.
Преимуществом структур с диэлектрической изоляцией элементов является возможность созздания схем со сравнительно высокими рабочими напряжениями (до 130 ... 450 В). Технология биполярно-полевых микросхем с полевыми транзисторами, управляемыми р-п переходом. Характерной особенностью перспективных биполярно-полевых интегральных микросхем инжекционно-полевой логики является возможность формирования элементов этих схем в подложке монокристаллического кремния без применения эпитаксиальных структур. Это обещает перспективу создания чалооперапионной технологии с высоким процентом выхода годных.
(.хема технологического маршрута п видоизменения подложки в процессе изготовления представлены на рис. 8 !5. Технологический маршрут производства ИС интегральной инжекционной логики во многом сходен с рассматриваемым маршрутом изготовления микросхем на элементах ИГ1Л, Для изготовления микросхем на элементах ИПЛ на безэпитаксиальной подложке достаточно четырех операций фотолитографии. !(ервая используется для вскрытия окон в слое 510 для диффузии областей затвора и инжектора. Вторая — для вскрытия окон под диффузию областей истока и стока.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
