Способ изготовления меза-структур Советский патент 1993 года по МПК H01L21/78 

Изобретение относится к области микроэлектроники и касается промышленного изготовления полупроводниковых йри:боров. Известен способ изготовления кристаллов полупроводниковых структур; включающий операции формирования элементов структ в в полупроводниковой подложке 4 м.аскирующим их Диэлектрическим поK|)iBrTHeMjv век|7Ь}тия комтакт+ ых областей к 9)емейт|м структурыТполучения металлизи ЗйГв нной разводки, формирования мёзаструктур травлением разделительных канавок, нанесение защитной диэлектрическрй пленки двуокиси кремния и вскрытия окон в ней. Недостатком известного способа является наличие дополнительной фотолитографии для вскрытия металлизированных контактов и неэффективность пассиЁа14ИИ структур пленкой двуокиси кремния, вызванная неконтролируемыми условиями на границе раздела кремний - двуокись крем Ния. .. ,.:, . -. ; ; : .;, Наиболее близким техническим рещени «м вляетсяспособ изготовления меза-структур, включающий операции формирован14й элементов .структуры в полудроводниковой подложке с маскирующим их диэлектрическим покрытием, вскрытия областей к элементам структуры, получения металлизированной разводки и меза-областей, пассивации меза -структур диэлектрическим покрытием и вскрытия металлизиро ванных контактных площадок, , К н(е рстаткам способа следует бтнести высокий у{Йбень токов утечки (обратных токов) из-за загрязнений и несовершенства открытой поверхности полупроводниковых меза-структур перед их пассив ией пленкОй двуокиси кремния и наличие дополкительирй фотолитографии для вскрытия металлизированных контактов. Целью изобретения является улучшение электрических параметров меза-структур и упрощение способа их изготовления. Цель достигается тем, что при способе изготовления мёза-структур. включающем операции формирования элементов структуры в полупроводниковой подложке с маекирующим их диэлектрическим покрытием, вскрытия контактных областей к элементам структуры, получения металлизированной разводки и меза-областей, пассивации мезэ-структур диэлектрическим покрытием и вскрытия металлизированных контактных площадок, пассивирующее диэлектрическое покрытие формируют нанесением свинца с последующей термической обработкой для получения свинцово-сипикатного стекла, а вскрытие металлизированных контактных площадок осуществляют селективным травлением окиси свинца с их поверхности. На фиг,1 показано формирование элементов структуры и меза-областей; на фиг.2 - нанесение слоя свинца и ркисй свинца; на фиг.З - формйроване свинцовр-силикатного стекла; на фиг.4 - получение законченной меза-сТРУКтуры, с которой удален слой окиси сейнца. При рпирании приняты следующие обозначения: 1 - кремниевая полупроводниковая прдложка; 2 - окисленный слой кремния; 3-маскирующее диэлектрическое покрытие; 4 - контактные области; 5 - базовые Области; 6 - эмиттерные области; 7 металлизированная разводка, При м е р. В полупроводниковой подложке кремния 1 п-типа проводимости, служащей, коллектором, формируют в начале ёазовую область 5, например. Термической загонкой бора из борного ангидрида ВаОз с последующей его разгонкой при 1220°С в комбинированной среде сухого и увлажненного водяными парами кислорода до гЛубины 10 мкм. В этом же процессе получают маскирующее диэлектрическое покрытие 3 двуокиси кремния толщиной 0,7 мкм. Далее в пределах формируют эмиттер 6, H npViMep, термической диффузией фосфора из хлорокиси фосфора POGI3 при 1200°С в среде с добавлением кислорода. К сформированным элементам транзисторной структуры: базе, зЛииттеру и под разделительные канавки одновременно, т.е. общей фотогравировкой, От.крывают контакTHbie области 4, Прел е: отмывки пластин кремния в перекисл&аммиачНой смеси осуществляют вакуумное напыление алюминия 7 на установке SL 10/24 до толщины 1,5 мкм, Металлизированную разводку 7 формируют фотолитографией с травлением алюминия в травителе состава НзР04:НМОз:еНзСООИ:Н20(140:6:30;5), используя маскирующие свойства фоторезиста ФП-383. Затем проводят формирование мезаструктур травлением разделительных канавок, испрльзуя маскирующие свойства фоторезиста ФП-383, Ф11-25 и диэлектрического покрытия. Сначала центрифугированием наносят фоторезист .ФП-383, а затем слой ФП-25. Далее следует сушка npij температуре «ЮО С в течение 15 мин, совмещение, экспонирование и проявление для ФП-383 в 0,5%-нОм растворе щелочи КОН. учля ФП-25

51050476б

- в 1%-ном растворе КОН с задубливанием530°С

каждого слоя после проявления при 140-РЬО + Si02-(РЬОУхСЗЮа

160°СвтечениеЗОс.30

Травление меза-структур осуществляют 5РЬО + Si(РЬО) х (5Ю2)у

в травителе состава НР:НМОз:СНзСООН -30

1:3:1 в течение 4 мин на глубину, большуюВ результате поверхностный окисленглубины залегания перехода коллектор-ба- ный изагрязненный слой кремния перевоза ( 40 мкм),дят в диэлектрическое покрытие

После этого проводят напыление евин-0,1-0,15 мкм. На поверхности металлизации

ца 8 на лицевую сторону кремниевой под-получают слой окиси свинца, который сниложки 1 на установке УВН-2м, исп ользуямают в травителе состава СНзСООН:Н20

навеску из свинцовой проволоки в количв 1:4. 8 течение 30 с. стве 215 мг. Кремниевую подложку 1 распо- 15 Преимущества данного способа перед

лагают на расстоянии 195-200 мм,известными заключается в том, что уяучшаРежимы напыления:-ются параметры структур, а именно: получаток накала спирали устанавливают сна-емые структуры имеют минимизированный

чала 60А, а после расплавления свинцауровень токов утечки за счет, перевода в

плавно увеличивают до-120 А; 20диэлектрическое покрытие поверхностного

время распыления - 5 с на заслонку.загрязненного слоя кремния и двуокисм

далее- 60с на подложку.кремния. Для транзисторной меза-структуВ результате получают пленку свинца иры типа 2Т903 уровень контроля обратного

окиси свинца 8 толщиной 0,05 мкм. Затемтока коллектор-эмиттер jkSR в результате

проводят окисление свинца 8 Ё среде увлаж- 25использования более эффективной пассиваненного кислорода при температуре -ции понижается с 1,3 до МА при напря300 С в течение 60 мин,. жении UKSR 95 В и сопротивлений в цепи

.база-эмиттер R 100 Ом. Также упрощается

РЬ + 02РЬОтехнологический процесс рскрытия метал60. 30лизированных контактов за счет исключеПосле этого.получают пассивирующеения технологической операции

диэлектрическое покрытие 9 из свинцово-фотолитографии, силикатного стекла термообработкой при .

температуре 530°С в среде азота с добавле-(56) Маэель Е,3, Мощные транзисторы,М,;

нйем кислорода по реакции35Энергия, 1969, с. 138. .

Формула изобретенияи вскрытия металлизированных контактСПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ МЕЗА- Делью улучшения электрических параметСТРУКТУР включающий операции форМй- : РОв меза-структур и упрощения способа их рования элементов структуры в изготовления, пассирующее диэлектричеполупроводниковой лодложке с маскирук)- сков покрытие формируют нанегэнием щим их Диэлектрическим покрытием. свинца и окиси свинца с последующей тервскрытия контактных областей к элемен- мической обработкой для получения свинтам структуры, получения металлизирован- цово-силикатного стекла, а вскрытие ной разводки и меза-областей. пассивации металлизированных контактных площадок меза-структур дизлектрическим покрытием осуществляют селективным травлением

530°С.10(свинцово-силикатное стекло) 9 толщиной.

ных площадок, отличающийся тем, что, с

окиси свинца, с их поверхности.

g vwj Т R ч 7 6 87 9 f/, ( I V . , j. ч v J

::/7: -j.