СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ МДП-ТРАНЗИСТОРА Советский патент 1996 года по МПК H01L21/335 

Изобретение относится к электронной технике, преимущественно к производству МДП-интегральных схем высокой степени интеграции.

Целью изобретения является повышение выхода годных и быстродействия за счет уменьшения емкости перекрытия затвором исток-стоковых областей.

Нанесение на поверхность со ступенчатым рельефом слоя нелегированного диоксида кремния, по сравнению с фосфоросиликатным стеклом, позволяет по крайней мере, вдвое снизить скорость анизотропного плазменного травления, что значительно снижает эффект перетравливания, уменьшает растравливание кремниевой пластины и ухудшение параметров транзисторов, повышает за счет этого процент выхода годных транзисторов и ИС.

Формирование слаболегированных областей диффузией быстро диффундирующей примеси из сильнолегированных исток-стоковых областей в сторону затвора под пристеночные области исключает перекрытие затвором исток-стоковых областей благодаря тому, что сильнолегированные области отделены от затвора пристеночными областями. Тем самым снижается вклад паразитных емкостей, повышается быстродействие и процент выхода годных МДП-транзисторов и ИС.

На фиг.1 изображена полупроводниковая кремниевая пластина 1 первого типа проводимости после формирования на ее поверхности затвора 2 с вертикальными стенками, нанесения на поверхность со ступенчатым рельефом слоя нелегированного диоксида кремния, создания анизотропным плазменным травлением нанесенного слоя пристеночных диэлектрических областей 3, внедрения ионной имплантацией в пластину по обе стороны от пристеночных областей медленно диффундирующей примеси второго типа проводимости и быстро диффундирующей примеси того же типа проводимости. На фиг.2 изображена полупроводниковая кремниевая пластина 1 после создания сильнолегированных 4 и слаболегированных 5 исток-стоковых областей отжигом внедренных в пластину примесей.

П р и м е р. На поверхности полупроводниковой кремниевой пластины 1 КДБ (фиг. 1) первого типа проводимости p сформировали термическим окислением с использованием маски Si₃N₄ области локального окисла толщиной 0,5-0,8 мкм с последующим удалением маски Si₃N₄ и созданием ионным легированием бора (Е 30 кэВ, D 0,1-0,3 мкКл/см²) во всю поверхность области подлегирования каналов транзисторов. Затем проекционной фотолитографией на установке ЭМ 584А по сформированным на пластине слоям подзатворного термического окисла толщиной 150 легированного фосфором поликремния толщиной 0,4 мкм, низкотемпературного окисла толщиной 0,3 мкм создали области затвора 2 с длиной канала 1,2 мкм. Травление слоев проводили плазмохимическим методом. На поверхность со ступенчатым рельефом нанесли слой нелегированного диоксида кремния толщиной 0,8 мкм и анизотропным плазменным травлением нанесенного слоя на установке 08 ПХО-100Т-004 создали пристеночные диэлектрические области 3. После этого в пластину по обе стороны от пристеночных областей ионной имплантацией на установке "Везувий-6" внедрили фосфор Е 30 кэВ, D 0,15-5,5 мкКл/см², затем мышьяк Е 60 кэВ, D 500 мкКл/см² и отжигом внедренных примесей в течение 30 мин при температуре 950^oС создали сильнолегированные 4 (фиг.2) и слаболегированные 5 (фиг. 2) исток-стоковые области. В другом варианте вначале внедрили мышьяк, затем фосфор.

Эффективность изобретения оценили посредством замеров частоты 51-каскадного кольцевого генератора и последующего расчета задержки на каскад по стандартной методике, а также процент выхода годных кольцевых генераторов на пластине диаметром 100 мм. Величина задержки на каскад характеризует быстродействие МДП-транзистора, который является базовым элементом кольцевого генератора.

Результаты измерений приведены в таблице.

Как видно из таблицы, очередность внедрения примеси вначале мышьяк или фосфор, а потом фосфор или мышьяк, не имеет значения для достижения поставленной цели. Для увеличения быстродействия существенно то, что слаболегированные исток-стоковые области формируются диффузией быстро диффундирующей примеси из сильнолегированных областей.

Использование предлагаемого способа позволяет уменьшить емкость перекрытия затвором исток-стоковых областей и за счет этого в 1,4-1,6 раза повысить быстродействие МДП-транзисторов и на 8-47% выход годных транзисторов.

Использование: микроэлектроника, изготовление МДП-интегральных схем высокой степени интеграции. Сущность изобретения: повышение выхода годных и быстродействия МДП-транзистора за счет уменьшения емкости достигается тем, что на поверхности полупроводниковой кремниевой пластины первого типа проводимости формируют затвор с вертикальными стенками, на поверхность со ступенчатым рельефом наносят слой нелегированной двуокиси кремния, анизотропным плазменным травлением нанесенного слоя создают пристеночные диэлектрические области, ионной имплантацией в пластину по обе стороны от пристеночных областей последовательно вводят медленно диффундирующую, затем быстро диффундирующую примесь второго типа проводимости, отжигом внедренной примеси одновременно создают сильнолегированные и слаболегированные исток-стоковые области. 2 ил., 1 табл.

Способ изготовления МДП-транзистора, включающий формирование на поверхности полупроводниковой кремниевой пластины первого типа проводимости затвора с вертикальными стенками, нанесение на поверхность со ступенчатым рельефом диэлектрического слоя, создание анизотропным плазменным травлением нанесенного слоя пристеночных диэлектрических областей, введение ионной имплантацией в пластину по обе стороны от пристеночных областей медленнодиффундирующей примеси второго типа проводимости, создание сильнолегированных исток-стоковых областей отжигом внедренной примеси и одновременное формирование слаболегированных исток-стоковых областей диффузией быстродиффундирующей примеси под пристеночный диэлектрик, отличающийся тем, что, с целью повышения выхода годных и быстродействия транзистора за счет уменьшения емкости, на поверхность со ступенчатым рельефом наносят слой нелегированного диоксида кремния, до или после внедрения в пластину по обе стороны от пристеночных областей медленнодифундирующей примеси второго типа проводимости в пластину в те же области ионной имплантацией внедряют быстродиффундирующую примесь того же типа проводимости, а слаболегированные исток-стоковые области формируют диффузией быстродиффундирующей примеси из сильнолегированных исток-стоковых областей.