Способ изготовления МОП-интегральных схем с поликремниевыми резисторами Советский патент 1993 года по МПК H01L21/8232 

Изобретение относится к технологии микроэлектроники и может быть использовано при изготовлении интегральных схем цифроаналоговых, аналого-цифровых преобразователей, источников опорных напряжений, операционных усилителей, компараторов напряжения и других схем с прецизионными делителями напряжения.

Целью изобретения является повышение выхода годных интегральных схем и их надежности за счет повышения точности согласования сопротивления поликремниевых резисторов и их временной стабильности под токовой нагрузкой.

На фиг. 1 показана структура интегральной схемы, после формирования на кремниевой подложке 1 областей 2 изоляций

подзатворного диэлектрика 3, осаждения слоя 4 нелегированного поликремния и слоя 5 нитрида кремния; на фиг.2 - структура после формирования маски из слоя 5 нитрида кремния, травления слоя нелегированного поликремния через эту маску с формированием области 6 резистора и удаления слоя нитрида кремния с области резистора с оставлением его на контактных участках резистора; на фиг.З - структура после ионного легирования поликремния в области резистора и формирования на верхней и торцевых поверхностях резистора диэлектрического слоя 7 термическим окислением поликремния; на фиг,4 - структура после формирования травлением слоя поликремния затвора МОП-транзистора,

ся ч ел

00 4 О

П р и м е р. На кремниевой подложке 1 формируют области р-канала, области ка- налоограничения, области изоляции из оксида кремния толщиной 1,0 мкм и подзатворный диэлектрик 3 (оксид кремния) толщиной 450 А (фиг.1). На структуры в реакторе низкого давления при 620°С осаждают слой 4 нелегированного поликремния толщиной 0,40 мкм и слой 5 нитрида кремния толщиной 0,12 мкм при 850°С из смеси паров тетрахлорида кремния и аммиака при пониженном давлении. Далее, используя процесс фотолитографии, на нитриде кремния формируют маску из фоторезиста 1 ФП- 51Т и проводят травление в плазме CF4 с формированием маски из нитрида кремния с окнами на резистивных участках резисторов, Удаляют маску из фоторезиста в смеси Каро (смесь серной кислоты и перекиси ЁО- дорода. Вновь формируют маску из фоторезиста ФП-51Т.

Для экспонирования используюттемно- польный шаблон со светлым окном, содержащим темные фигуры поликремниевых резисторов, торцы которых выходят за пределы окон в нитриде кремния, вскрытых на предыдущей операции фотолитографии. Проводят плазмохимическое травление нитрида кремния и поликремния в плазме CF/i. формируя области резисторов, оставляя нитрид кремния на контактных участках резисторов (фиг.2) Удаляют маску из фоторезиста и формируют фоторезистивную маску для проведения имплантации ионов фосфора в резистивные/области поликремниевых резисторов.

Проводят имплантацию ионов фосфора (75-100 кэВ, 350 мкКл/см2}и удаляют маску из фоторезиста в два этапа: сначала в кислородной плазме и затем п смеси Каро. Окисляют резистивные участки, не защищенные нитридом кремния, при 860 С в сухом кислороде в течение 90 мин и во влажном кислороде в течение 240 мин с формированием на верхней и торцовых поверхностях резисторов диэлектрического слоя 7 (фиг.З). Плазмохимическим травлением удаляют оставшиеся участки нитрида кремния с поверхности поликремния на контактных участках резисторов и в области активных элементов (МОП-транзисторов интегральной схемы). Далее легируют слой поликремния затворов и контактных участков 8 резисторов диффузией с использованием при 900°С до поверхностного сопротивления 20-25 Ом/р . Формируют маску из фоторезиста ФП-051Т и плазмохи- мически подвергают травлению слой легированного поликремния, формируя

электроды затворов 9, 10 и р-канальных транзисторов и разводку (фиг.4). Область поликремниевых резисторов при этом закрыта фоторезистором (фиг.4). Далее фор- мируют области истоков, стоков п- и р-канальных транзисторов, межслойную изоляцию омические контакты и алюминиевую разводку.

Использование данного способа дает возможность сформировать сильноокисленные резисторы и слабоокисленные или неокисленные затворы МОП-транзисторов. Это позволяет изготовлять МОП-интегральные схемы с длиной канала до 3 мкм и поликремниевыми резистивными делителями, не требующими индивидуальной лазерной подгонки резистооров. Повышение исходной точности согласования сопротивлений

резисторов и их временной стабильности под токовой нагрузкой позволяет повысить выход годных интегральных схем и их надежность.

Формула изобретения

Способ изготовления МОП-интегральных схем с поликремниевыми резисторами, включающий формирование на кремниевой подложке областей изоляции и подзатвор- ного диэлектрика, осаждение на структуры

слоя нелегированного поликремния, ионное легирование слоя поликремния, травление слоя поликремния с формированием затворов, межсоединений и резисторов, формирование на верхней и торцовых

поверхностях поликремниевых резисторов защитного диэлектрического слоя, отличающийся тем, что, с целью повышения выхода годных интегральных схем и их надежности за счет повышения точности согласования сопротивления поликремниевых резисюров и их временной стабильности под токовой нагрузкой, после осаждения слоя нелегированного поликремния на него осаждают слой нитрида кремния, после чего формируют маску с окнами в соответствии с топологией областей резисторов, проводят травление слоя нитрида кремния и поликремния, удаляют нитрид кремния с областей резисторов, оставляя его на

контактных участках резисторов, затем проводят ионное легирование поликремния в областях резисторов, формируют на верхней и торцовых поверхностях резисторов диэлектрический слой термическим окислением поликремния, удаляют со структур оставшиеся участки нитрида кремния, а затем проводят легирование поликремния в контактных областях резисторов, межсоединениях и затворах.

/lllllllllli ilJIIIHill

тгтптж/ fii iiii iiMi iiiiiiiijf iiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiii

.

t . . . . /« ... : . . . i..b ; . . ;.... . ; : i t .r.

оХ.л . /

NXsteSssss

245

/lllllllllli ilJIIIHill

Mi iiiiiiiijf iiiiiiiiii

Фиъ.1

Изобретение относится к технологии микроэлектроники и может быть использовано при изготовлении МОП-интегральных схем с поликремниевыми прецезионными резисторами. Цель изобретения - повышение выхода годных интегральных схем и их надежности за счет повышения точности согласования сопротивления поликремниевых резисторов и их временной стабильности под токовой нагрузкой. На кремниевой подложке формируют области изоляции и подзатворный диэлектрик, осаждают на структуры слой нелегированного поликремния, осаждают слой нитрида кремния, формируют из него массу с окисями в соответствий с топологией областей резисторов, травят слой поликремния с формированием затворов, межсоедин.ений и резисторов, удаляют нитрид кремния с областей резисторов, оставляя его на контактных участках резисторов, проводят ионное легирование поликремния в областях резисторов, формируют на верхней и торцовых поверхностях поликремниевых резисторов защитный диэлектрический слой термическим окислением поликремния, удаляют оставшиеся участки слой нитрида кремния и проводят ионное легирование поликремния в контактных областях резисторов, межсоединениях и затворов. 4 ил.

1

/4352

9 7

/у S/S/V X K/N/S

Фиг.З

шш:/шш

;.:v: .-:;;V: :V/; :::

И

Фиь.2

9 7

С

8

Фиг. 4.