Способ изготовления полупроводниковых приборов Советский патент 1993 года по МПК H01L21/28 

Изобретение относится к способу изготовления полупроводникового прибора, состоящему в том, что создают полупроводниковую подложку, имеющую приборную область, образованную вблизи одной главной поверхности полупроводникового прибора, осаждают слой кремния на одну главную поверхность, вводят легирующие примеси в кремниевый слой, .причем некоторый участок кремния экранирован от легирующих примесей и образует участок легированнрого кремния на одной главной поверхности, предназначенный для контактирования с приборным участком приборной области, и избирательно вытравливают кремниевый слой для удаления участка нелегированного кремния.

В соответствии с настоящим изобретением предлагается способ изготовления полупроводникового прибора/состоящий в том, что создают полупроводниковую подложку, имеющую приборную область, обра- зованную вблизи одной главной поверхности полупроводниковой подложки, осаждают слой кремния на одной главной поверхности, вводят легирующие примеси в кремниевый слой с участком кремния, мэксмровакным от легирующих

со ы о

Ј

ся

примесей, для получения участка легированного кремния на одной главной поверхности для контактирования с приборным участком приборной области и избирательно вытравляют кремниевый слой для удаления участка нелегированного кремния, при этом приборную область формируют путем создания на одной главной поверхности ступеньки, имеющей боковую стенку и верхнюю поверхность, ограничивающую приборную область, осаждают кремниевый слой так, чтобы он покрывал боковую стенку и верхнюю поверхность ступеньки и прилегающую нижнюю область поверхности, вводят легирующие примеси, когда кремниевый участок боковой стенки макси- рован от легирующих примесей/благодаря чему нелегированный кремниевый участок боковой стенки удаляют избирательным травлением, маскируют кремниевый участок на поверхности, прилегающей к ступеньке, и удаляют кремниевый участок на верхней поверхности ступеньки.

Таким образом, способ, реализующий настоящее изобретение, позволяет сформировать легированный кремниевый слой, предназначенный для контактирования с приборной областью, вблизи ступеньки на одной главной поверхности полупроводниковой подложки путем введения легирующих примесей а поверхность кремниевого слоя так, чтобы кремниевая область боковой стенки была маскирована от легирующих примесей, благодаря чему нелегированную кремниевую область боковой стенки можно избирательно вытравить, что позволяет создать легированную кремниевую область вблизи ступеньки для контактирования приборного участка приборной области не прибегая к использованию маскирующего слоя подслоем поликристаллического кремния и не полагаясь на относительные скорости диффузии легирующих примесей из расположенных ниже слоев. Кроме того, для соба в соответствии с настоящим изобретением не требуется длительного процесса с низким ускоряющим напряжением и высокодозированной имплантацией.

В предпочтительном варианте легирующие примеси вводят имплантацией ионов бора так. Чгобы кремниевый участок боковой стенки был автоматически маскирован от легирующих примесей благодаря направленности процесса имплантации и благодаря маскирующему эффекту, создаваемому кремниевым участком на верхней поверхности ступеньки. Обычно кремниевый слой осаждают в виде поликристаллического кремниевого слоя, однако, кремниевый слой можно осаждать в виде аморфного

кремниевого слоя, который затем можно ре- кристаллизовать во время последующего процесса, например, тепловой обработки, чтобы вызвать диффузию имплантированных ионов.

Изобретатели пришли к неожиданному выводу, что введение примесей в поверхность кремниевого слоя не является существенной операцией, и поэтому, например, в

тех случаях, когда примеси вводят имплантацией и последующей диффузией, длительность процесса диффузии не очень существенна. Действительно, изобретатели установили, что скорость, с которой вводи5 мые легирующие примеси диффундируют в поликристаллический кремний на боковой стенке ступеньки, значительно меньше скорости, с которой примеси диффундируют в участки поликристаллического кремния на

0 области нижней поверхности.

Считается, что эта существенная разни ца скоростей связана с тем, что диффузия примесей через границы зерен происходит труднее, и с тем, что зерна поликристалли5 ческого кремния так растут или так выстраиваются, что границы зерен стремятся выстроиться перпендикулярно лежащей под ними поверхности. Таким образом, диффузия ионов бола вниз, в участки поликри0 сталлического кремния в области нижней поверхности должна происходить преимущественно вдоль границ зерен, в то время как диффузия, необходимая для того, чтобы примеси проникали в участок поликристал5 лического кремния боковой стенки, происходит преимущественно через границы зерен и намного медленнее.

Легирующие примеси можно имплантировать в кремниевый слой перед максирова0 нием кремниевого участка в области нижней поверхности. Затем кремниевый участок в области нижней поверхности можно маскировать нанесение текучего материала на кремниевый слой, гобы оставить

5 легиованный кремниевый участок-на верхней поверхности ступеньки открытым, дав возможность вытравливания легированного кремниевого участка. Затем имплантиро- ванные примеси диффундируют через

0 кремниевый слой. Такая схема имеет то преимущество, что длительность операции диффузии не так существенна, поскольку после удаления открытого кремниевого участка с верхней поверхности ступеньки диффузия

5 примесей может происходить только из кремниевого участка на области поверхности, прилегающей к ступеньке, что уменьшает опасность легирования кремниевого участка боковой стенки во время процесса диффузии. Кремниевый слой можно избирательно травить для удаления нелегированного кремниевого участка боковой стенки перед маскированием легированного кремниевого участка в области нижней поверхности, либо, в альтернативном варианте, нелегировэннь й кремниевый участок боковой стенки можно удалить после удаления легированного кремниевого участка на верхней поверхности ступеньки.

В других примерах текучий материал для маскирования кремниевого участка в области нижней поверхности с целью оставить открытым кремниевый участок на верхней поверхности ступеньки можно нанести до введения легирующих примесей, а затем избирательно окислять открытый кремниевый участок на верхней поверхности ступеньки, что позволит вводить легирующие примеси, используя окисный колпачок, образованный на верхней поверхности ступеньки, в качестве маски. Это имеет то преимущество, что легирующие примеси не вводятся в кремниевый участок на верхней поверхности ступеньки, что еще больше снизит вероятность нежелательной диффузии легирующих примесей в кремниевый участок боковой стенки.

Окисный колпачок можно сформировать простым приемом, создав антиокислительный слой на кремниевом слое до нанесения текучего материала, используя текучий материал в качестве маски для удаления антиокислительного слоя с кремниевого участка на верхней поверхности ступеньки и затем окисляя открытый кремниевый участок.

В другом варианте окисный колпачок можно сформировать, вводя различные примеси, например, имплантируя ионы мышьяка, в открытый кремниевый участок на верхней поверхности ступеньки после формирования маски из текучего материала, удалив маску из текучего материала и затем избирательно окислив кремниевый слой, чтобы кремниевый участок, в который были введены различные примеси, окислялся быстрее, чем остальная часть кремниевого слоя.

Ступеньку можно сформировать таким образом, чтобы изолирующий слой, покрывающий боковую стенку ступеньки,отделял, легированный кремниевый участок на области нижней поверхности от приборной области. В таком осуществлении открытый участок изолирующего слоя; на боковой стенке ступеньки можно затем удалить с .боковой стенки и со следующего елоя кремния, нанесенного на легированный кремниевый участок, боковую стенку и верхнюю поверхность ступеньки. Затем легирующие

примеси можно заставить диффундировать из легированного кремниевого участка в лежащий под ним слой кремния, а нелегированные участки следующего кремниевого 5 слоя избирательно вытравить.

Это имеет то преимущество, что легированный кремниевый участок контактирует только с верхней частью приборной области. Это имеет особые преимущества в тех

0 случаях, когда, например, во время последующей обр аботки легирующим примесям дают диффундировать из легированного кремниевого участка, чтобы создать в приборной области контактный участок для

5 обеспечения хорошего контакта с приборным участком, т.к. это уменьшает вероятность, формирования контактного участка слишком близко к лежащему ниже слою прибора. Так, пример, если базовый и эмит0 терный участки биполярного транзистора должны быть созданы в приборной области и в полупроводниковой подложке под ступенькой создается погруженный участок, образующий часть коллекторного участка

5 прибора, то емкость база-коллектор можно уменьшить, контролируя, как описывалось выше, диффузию легирующих примесей в полупроводниковую подложку так, чтобы контактный участок для контактирования с

0 базовым участком был отделен от погруженного коллекторного участка промежутком.

На фиг. 1-5 даны схематические виды в сечении полупроводниковой структуры, иллюстрирующие операции изготовления би5 полярного транзистора с использованием способа в соответствии с настоящим изобретением; на фиг. 6-8 - увеличенные схематические виды в сечении части полупроводниковой подложки, изображен0 ные на фиг. 1-5, для иллюстрации первого осуществления способа в соответствии с настоящим изобретением: на фиг. 9-12 - увеличенные схематические виды в сечении, аналогичные фиг; 6-8, для иллюстрации вто5 рого осуществления способа в соответствии с настоящим изобретением; на фиг. 13 и 14 - увеличенные схематические виды в сече- нии; аналогичные фиг. 6-8, для иллюстрации третьего осуществления способа в

0 соответствии с настоящим изобретением; на фиг. 15 и .16 - увеличен ные схематические виды в сечении, аналогичные фиг. 6-8, для иллюстрации четвертого осуществления способа в соответствии с настоящим изо5 бретением; на фиг. 17 и 18 - увеличенные схематические виды в сечении, аналогичные фиг. , для иллюстрации пятого осуществления способа в соответствии с настоящим изобретением; на фиг. 19 и 20 - увеличенные схематические виды в сечении, зналогичные фиг. 6-8, для иллюстрации шестого осуществления способа в соответствии с настоящим изобретением.

Следует иметь в виду, что рисунки выполнены схематично и не в Масштабе. В частности, некоторые размеры, такие, как толщина слоев или участков, возможно, преувеличены, а другие размеры уменьшены. Следует также иметь в виду, что одни и те же или аналогичные элементы имеют одинаковые цифровые обозначения на всех рисунках.

На фигурах приняты следующие обозначения: полупроводниковая структура 1, эпитаксиальный слой 2, поверхность 3 структуры 1, слой 4 нелегированнэго поликристаллического кремния, область базы 5, ступень 6, подложка 7, слой 8, изолирующий слой 9, слой 10 нитрида кремния, слой 11 оксида, участок 12 нелегированного поликристаллического кремния, слой 13 оксида кремния, максирующий участок 14, оксидный участок 15, промежуточная приборная область 16, оксидный слой 17, контактный участок 18, область эмиттера 19, максирую- Щий слой 20, защитный слой 21, оксидный слой 22, тонкий оксидный слой 23, изолирующий слой 24, полукристаллический слой 25 кремния, участок 26 на боковой поверхности ступени 6, участок 27 на верхней поверхности ступени 6, участок 28 легированного поликристаллического кремния, боковая поверхность 29 ступени 6, верхняя поверхность 30 ступени 6.

Как показано на фиг. 1-5, полупроводниковая структура 1 содержит в данном примере монокристаллическую кремниевую подложку 7, легированную примесями р-ти- па проводимости, в которую были имплантированы примеси n-типа проводимости с образованием высоколегированного слоя 8, который затем погрузили в более низко легированный кремниевый эпитаксиальный слой 2 n-типа проводимости, который затем образует приборную область базы 5, как будет описано ниже. Как правило, эпитаксиальный слой может иметь в толщину примерно 1 микрометр и может иметь концентрацию легирующей примеси около 10 атомов на 1 см .

Ступень 6 создают на поверхности полупроводниковой структуры 1 следующим образом. Во-первых, на поверхности структуры создают изолирующий слой слой 9, например, около 50 нм, из оксида кремния или оксинитрида кремния, после чего создают слой tO нитрида кремния, имеющий толщину, примерно 100 нм с образованием антиокислительного слоя и слоя нелегированного поликристалличеСкого кремния,

имеющего толщину около 1,2 микрометров. После этого создают слой нелегированного поликристаллического кремния обычным методами фотолитографии и травления и

подвергают обычному термическому окислению с получением слоя 11 оксида на участке12нелегированногополикристаллического кремния.

Затем открытые участки изолирующего

слоя 9 и слоя 10 нитрида кремния удаляют при помощи процесса избирательного травления, желательно процесса плазменного травпения, либо, например, последовательного травления в горячей фосфорной кислоте и в буферном растворе плавиковой кислоты.

Затем в полупроводниковой структуре 1 вытравливают углубление, используя в качестве маски слой 11 оксида. Углубление может быть в виде канавки глубиной около 0.8 мкм, чтобы, например, канавки не проникали в слой 8. Эпитаксиальный слой 2 может быть слегка недотравлен, чтобы облегчить последующую обработку.

Затем создают еще один антиокислительный слой, содержащий слой 13 оксида кремния и слой нитрида кремния. Затем анизотропно травят слой нитрида кремния, например, методом плазменного травления

фторгидратом углерода, чтобы удалить части слоя нитрида кремния, лежащие на поверхностях,параллельных эпитаксиальному слою 2 и слою 8, в результате чего остается антиокислительный маскирующий участок 14 из нитрида кремния на боковой стенке канавки, как показано на фиг. 1. Затем открытые кремниевые поверхности подвергают обычной обработке термическим окислением для получения

оксидного участка 15. Затем можно удалить маскирующий участок 14 и лежащий под ним слой 13 оксида кремния, оставив ступеньку 6, ограниченную оксидным участком 15, который в данном примере создает область поверхности 3 полупроводниковой структуры 1.

После формирования ступени 6 осаждают Слой 4 нелегированного поликристаллического кремния посредством

традиционной технологии химического осаждения паров. При помощи одного из нижеописанных методов обрабатывают слой 4 нелегированного поликристаллического кремния для получения, как показано

на фиг. 2, сравнительно плоского участка 28 легированного поликристаллического кремния на поверхности 3 полупроводниковой структуры 1 для контактирования с областью базы 5 и с областью коллектора.

Затем слой 11 оксида и открытые области слоя 10 нитрида кремния, если они еще остаются после формирования сравнительно плоского участка 28 легированного поликристаллического кремния, вытравливают и имплантируют акцепторные ионы, например, ионы бора, для создания промежуточной приборной области 16 р-типа проводимости, прилегающей к участку 28 легированного поликристаллического кремния, как показано на фиг. 3. В другим варианте акцепторные ионы можно имплантировать после удаления участка 12 нелегированного поликристаллического кремния.

Затем участок 12 нелегированного поликристаллического кремния удаляют при помощи соответствующего избирательного травителя, например, гидроокиси калия или гидроокиси натрия, как описывалось выше, а открытый кремний покрывают оксидным слоем 17 термическим окислением анало- гичног тому, как это делается при получении оксидного участка 15. При высокотемпературной обработке для получения оксидного слоя 17 диффузия примесей р-типа из участка 28 легированного поликристаллического кремния приводит к образованию высоколегированного контактного участка 18 р-типа проводимости между участком 28 легированного поликристаллического кремния и промежуточной приборной областью 16, в результате чего получается структура, изображенная на фиг. 4.

Затем вытравливают изолирующий слой 9 и слой 10 нитрида кремния, после чего имплантируют примеси р-типа-прово- димости, создавая область базы 5 р-типа проводимости и область эмиттера 19 п-типа проводимости в эпитаксиальном слое 2, который, в свою очередь, образует область коллектора. Затем обычным способом открывают контактные окна и производят металлизацию, создавая контакты базы В, эмиттера Е и коллектора С, как показано на фиг. 5.

На фиг. 6-8 представлены увеличенные виды полупроводниковой структуры 1, на которых иллюстрируется первый пример реализации способа в соответствии с настоящим изобретением для формирования сравнительно плоского участка 28 легированного поликристаллического кремния, как показано на фиг. 2.

В этом примере после осаждения слоя 4 нелегированного поликристаллического кремния легирующие примеси, в данном случае ионы бора, имплантируют в поверхность слоя поликристаллического кремния, как показано стрелками X на фиг. 6. Дозу и

энергию имплантации ионов бора выбирают такими, чтобы получающаяся поверхностная концентрация после диффузии была больше 6 101 атомов на 1 см , для чего 5 требуется доза имплантации, равная, например, при толщине слоя поликристаллического кремния 0,6 мкм, более 3,6 1015 атомов на 1 см2, а на практике около 1016 атомов на 1 см . Когда используются ионы

0 BF+, энергия имплантации может составлять t20-КэБ (килоэлектронвольт), а когда используются ионы В , энергия имплантации может составлять 40 КэВ. Вследствие анизотропного характера ионной импланта5 ции, как показано стрелками, ионы имплантируются в поверхность участка 27 поликристаллического кремния на верхней поверхности ступени бив область поверхности 3 полупроводниковой структуры 1, но

0 не имплантируются сколько-нибудь значительно в участок 26 на боковой поверхности ступени 6, которая имеет поверхность, расположенную приблизительно параллельно направлению имплантации, и фактически

5 маскирована от имплантации участком 27 на верхней поверхности ступени 6.

После операции имплантации полупроводниковую структуру 1 подвергают термической обработке, чтобы дать возможность

0 имплантированным ионам продиффундиро- вать в поликристаллический кремний на заранее заданную величину. В этом примере полупроводниковую структуру 1 можно на- гревать примерно до 925°С примерно в те5 чение 2,5-3 ч для этой цели, хотя длительность диффузии, которая необходима, естественно зависит от выбранной температуры и от толщины и структуры слоя поликристаллического кремния.

0 Длительность диффузии следует выбирать таким образом, чтобы имплантированные ионы слабо диффундировали в участок 26 поликристаллического кремния на боковой поверхности ступени 6. На практике, как

5 установили изобретатели, длительность диффузии не так существенна, поскольку, как оказалось, скорость, с которой ионы бора диффундируют в участок 26 поликристаллического кремния на боковой поверхности

0 ступени 6, значительно меньше скорости, с которой имплантированные ионы бора диффундируют вниз через толщу участков 27 и 28 поликристаллического кремния. Вероятно, это существенное различие скоростей

5 связано стем, что диффузия примесей через границы зерен затруднена, и с тем, что зерна гюяикристаляического кремния стремятся расти и выстраиваться так, что границы зерен стремятся выстроиться перпендикулярно низдежащей поверхности. Поэтому

диффузия ионов бора вниз в участки 27 и 28 преимущественно должна происходить вдоль границ зерен, в то время, как направление диффузии, необходимое для того, что- бы примеси попали в участок 26 поликристаллического кремния - это преимущественно поперек границ зерен и намного медленнее.

Пунктирными линиями на фиг. 6 приблизительно показана степень диффузии ионов бора после вышеописанного процесса диффузи и, таким образом, показан, размер участка 26 нелегированного поликристаллического кремния на боковой поверхности ступени 6.

Затем открытый слой поликризталличё- ского кремния подвергают процессу травления, при котором избирательно травят участок 26 нелегированного поликристаллического кремния на боковой поверхности ступени 6, чтобы получить структуру, изображенную на фиг, 7. Может быть использован любой подходящий травитель, например, гидроксид калия или гидроксид натрия.

Затем на структуру наносят текучий материал, например, фоточувствительный ре- зист, используя традиционное маскирование и литографические приемы, чтобы сформировать маскирующий слой 20, изображенный на фиг. 8, который маскирует участок 28 легированного поликристаллического кремния, но который оставляет откры- тым участок 27 легированного поликристаллического кремния на верхней поверхности ступени 6. Затем открытый участок 27 легир.ованного поликристаллического кремния на верхней поверхности ступени 6, изображенный пунктиром на фиг. 8 удаляют, используя в качестве маски маскирующий слой 20, при помощи соответствующего травителя, например, смеси HNOa-HF, или процесс плазменного травления, чтобы получить структуру, изображенную на фиг. 2. После этого маскирующий слой 20 удаляют традиционными средствами, чтобы относительно плоский участок 28 легированного поликристаллического кремния остался, как показано на фиг. 2, давая возможность обеспечить электрический контакт с областью базы 5, как было описано выше.

На фиг. 9-12 проиллюстрирован второй пример осуществления способа в соответствии с настоящим изобретением для формирования относительно плоского участка легированного поликристаллического кремния 28, изображенного на фиг. 2.

Как показано на фиг. 9, после осаждения слоя 4 нелегированного поликристаллического кремния вышеописанным образом на поликристаллическом кремнии формируют тонкий защитный слой 21. В этом примере тонкий защитный слой 21 - это тонкий

слой термического окисла, сформированного для защиты поликристаллического кремниевого слоя и при желании его можно не предусматривать.

Затем имплантируют ионы бора в соот0 ветствии с вышеописанным, причем пунктиром W на фиг. 9 схема тически показана глубина проникновения имплантированных ионов бора. Тонкий защитный слой 21 термического оксида действует как дополни5 тельная маска, препятствующая имплантации ионов бора в участоку 26.

Далее, вместо термической обработки полупроводниковой структуры 1, чтобы заставить имплантированные ионы диффун0 дировать в слой 4 нелегированного поликристаллического кремния, наносят и придают конфигурацию текучему материалу, например, фоточувствительному рези- сту, в соответствии с вышеописанным,

5 чтобы сформировать маскирующий слой 20 (фиг. 9), оставляющий открытым участок 27 имплантированного поликристаллического кремния, на верхней поверхности ступени 6. Открытый поликристаллический кремние0 вый слой 27 и лежащий на нем тонкий слой окисла затем вытравливают при помощи жидкого травителя, например, НМОз-HF. В течение этого процесса тонкий защитный слой 21 играет роль барьера для травителя.

5 Либо проводят травление изотропной или анизотропной, чтобы получить структуру, изображенную на фиг. 10.

Затем маскирующий слой 20 удаляют при помощи традиционных смесей HF, кото0 рые удаляют также и тонкий защитный слой 21, а затем полупроводниковую структуру 1 подвергают термической обработке, описанной выше, проводя диффузию имплантированных ионов бора вниз, формируя

5 участок 28 легированного поликристаллического кремния. После предписанного периода диффузии (примерно 2,5-3 ч), когда полупроводниковая подложка нагревается до 925°С, а слой 4 поликристаллического

0 кремния имеет толщину около 0,6 мкм, открытую часть слоя 10 нитрида кремния удаляют, используя в качестве маски участок 12 нелегированного поликристаллического кремния, и получают структуру изображен5 ную на фиг. 11.

Затем нелегированный кремниевый участок 26 на боковой поверхности ступени 6 удаляют при помощи вышеописанного процесса избирательного травления (гидроокись калия или гидроокись натрия), одновременно удаляя открытый участок 12 нелегированного поликристаллического кремния, как показано на фиг. 12. Таким образом, в данном примере результатом образования сравнительно плоского участка 28 легированного поликристаллического кремния является структура, аналогичная изображенной на фиг. 3, но с удаленным участком 12 нелегированного поликристаллического кремния. В этом примере приме- си. предназначенные для формирования промежуточной приборной области 16, могут быть введены, используя в качестве маски просто остающийся слой 10 нитрида кремния, либо промежуточную приборную область 16 можно не предусматривать, чтобы связь между участок 28 легированного поликристаллического кремния и областью базы 5 была непосредственно через контактный участок 18. Последующие операции способа осуществляются в соответствии с вышеописанным со ссылкой на фиг. 4 и 5 с формированием оксидного слоя 17 и т.д., чтобы получить структуру биполярного транзистора, изображенную на фиг. 5.

На фиг. 13 и 14 описан третий вариант способа формирования участка 28 легированного поликристаллического кремния.

И в этом случае слой 4 нелегированного поликристаллического кремния покрывают тонким защитным слоем 21. Однако, в этом примере тонкий защитный слой 21 имеет вид антиокислительного слоя, в частности, слоя нитрида кремния.

И в этом случае наносят маскирующий слой 20 из текучего материала и задают ему конфигурацию так, как описано выше, оставляя открытым поликристаллический кремниевый участок 27 на верхней поверхности ступени 6, покрытый нитридом крем- ния. Затем открытый нитрид кремния удаляют, формируя структуру, изображенную на фиг. 13, после чего удаляют маскирующий слой 20.

Затем полупроводниковую структуру 1 подвергают обработке термическим окисле- нием, аналогичной вышеописанной, для формирования оксидного участка 15, в результате чего получается защитный оксидный слой 22 на открытом поликрйсталличееком кремниевом участке 27. Защитный слой 21 нитрида кремния подвергают анизотропному травлению, удаляя нитрид кремния (изображенный пунктиром на фиг. 14) с поверхности 3 полупроводни- ковой структуры 1.

Затем ионы бора, как показано стрелками X на фиг. 14, имплантируют в поверхность открытого поликристаллическсго кремниевого участка и проводят их диффузию в соответствии с вышеописанным. В этом примере, поскольку поликристаллические кремниевые участки 26 и 27 закрыты защитным слоем, то при желании вместо процесса имплантации для введения ионов бора в открытый участок поликристаллического кремния можно использовать диффузионный процесс с нитридом бора. Затем остальную часть защитного слоя 21 нитрида кремния и оксидный слой 22 вытравливают, оставив дткрытыми нелегированные поликристаллические кремниевые участки 26 и 27. чтобы избирательно вытравить их с получением структуры, изображенной на фиг. 2.

На фиг. 15 и 16 изображен вариант вышеописанного способа со ссылкой на фиг. 13 и 14, на которых защитный слой 21 отсутствует, и после формирования маскирующего слоя 20 имплантируют ионы мышьяка в открытую область поверхности поликристаллического кремниевого участка 27. После удаления маскирующего слоя 20 полупроводниковую структуру 1 снова подвергают термическому влажному окислению при температуре, примерно, от 700 до 850°С, при которой поликристаллический кремниевый участок 27 окисляется намного быстрее, чем нелегированные поликристаллические кремниевые участки, в результате чего снова формируется сравнительно толстый оксидный слой 22, в то время как на нелегированных поликристаллических участках формируется тонкий оксидный слой 23.

Затем имплантируют и диффундируют ионы бора, как описано выше со ссылкой на фиг. 13 и 14, и после удаления оксидного слоя 22 и тонкого оксидного слоя 23 поликристаллические кремниевые участки 26 и 27 снова избирательно вытравливают, в результате чего получается структура, изображенная на фиг. 2,

В каждом из вышеописанных примеров маскирующий участок 14 нитрида кремния удаляют с боковой поверхности ступени 6 после формирования оксидного участка 15. Однако, в следующих двух примерах маскирующий участок 14 нитрида кремния и тонкий оксидный слой 23, который образует маскирующий участок 14 нитрида кремния во время формирования оксидного участка 15, оставляют на месте.

На фиг. 17 изображена ситуация после того, как был сформирован участок 28 легированного поликристаллического кремния, как бы по показано выше на фиг. 6-8 или на фиг. 13 и 14 или фиг. 15 и 16, но с неудален7 ным маскирующим участком 14 нитрида кремния после, формирования оксидного участка 15. В это примере открытую часть

максирующего участка 14 нитрида кремния затем удаляют, оставив участок 28 легированного поликристаллического кремния от- деленным от приборной области, образованной эпитаксиальным слоем 2, посредством изолирующего слоя 24, причем сэндвич состоит из остальной части слоя

13оксида кремния, максирующего участка

14нитрида кремния и лежащего сверху тонкого оксидного слоя 23.

Затем осажают еще один поликристаллический слой 25 кремния, как показано на фиг. 18, и полупроводниковую структуру нагревают до температуры, например, около 925°С примерно в течение 90 мин, чтобы заставить диффундировать ионы бора из участка 28 легированного поликристаллического кремния в лежащий поверх участок еще одного поликристаллического слоя 25 кремния. Затем нелегированные участки поликристаллического слоя 25 кремния избирательно вытравливают, получая сравнительно плоский легированный поликристаллический кремниевый составной участок, состоящий из участка 28 легированного поликристаллического кремния и лежащего сверху легированного участка поликристаллического слоя 25 кремния.

Затем полупроводниковую структуру 1 подвергают последующим операциям обработки, как описано выше, при которых формируется контактный участок 18 (см. фиг. 4) в результате диффузии бора из легированного участка поликристаллического слоя 25 кремния. В этом примере, однако, присутствие сэндвича с изолирующим слоем 24 обеспечивает диффузию бора из легированного поликристаллического кремния вблизи поверхности эпитаксиального слоя 2, в результате чего расстояние, по которому бор должен диффундировать, чтобы достичь слоя 8, увеличивается, что приводит к тому, что увеличивается промежуток между контактным участком и слоем 8, в результате, уменьшается емкость база-коллектор в готовом транзисторе, что должно обеспечивать улучшение частотной характеристики.

В видоизмененном способе, аналогичном вышеописанному, со ссылкой на фиг. 17 и 18, после удаления, поликристаллического кремниевого участка 27 слой 11 оксида вытравливают и получают структуру, изображенную на фит. 19. Затем удаляют маскирующий слой 20 и избирательно вытравливают открытый слой 10 нитрида кремния и изолирующий слой 24. Затем i/саждают еще один нелегированный поли- риеталлический слой 25 кремния и получает структуру, показанную на фиг. 20, на/ревают полупроводниковую структуру 1,

например, до температуры 925°С в течение 90 мин, осуществляя диффузию ионов бора из участка 28 легированного поликристал- лйческого кремния в лежащий сверху участок поликристаллического слоя 25 кремния.

Затем нелегированные участки поликристаллического слоя 25 кремния избирательно вытравливают вместе с участок 12

0 нелегированного поликристаллическего кремния при помощи, например, гидроокиси калия или гидроокиси натрия, о результате чего получается, как показано в виде изображенных пунктиром на фиг. 20 нелеги5 рованных участков слоев поликремния, структура, аналогичная изображенной на фиг. 12. И в этом случае то обстоятельство, что легированный поликристаллический кремний контактирует только с верхней ча0 стью эпитаксиального слоя 2, обеспечивает достаточно большой промежуток между контактным участком 18, образованным диффузией бора из легированного поликристаллического кремния, и слоем 8, что

5 уменьшает емкость база-коллектора.

Хотя выше были описаны различные осуществления на примере изготовления биполярного транзистора n-p-n-типа, изображенного на фиг. 5, способ, реализующий

0 настоящее изобретение, может использоваться при изготовлении других типов биполярных транзисторов с контактом базы на боковой стенке, может также использоваться при изготовлении полевых транзисторов

5 с изолированным затвором. Способ, реализующий настоящее изобретение, может использоваться в любом приборе, в котором требуется создать контакт с приборным участком при помощи легированного относи0 тельно плоского участка осажденного кремния.

Следует иметь в виду, что, хотя в способах, описанных выше, слой 4 нелегированного поликристаллического кремния

5 осаждают в виде поликристаллического кремниевого слоя, в другом варианте его можно осадить в виде аморфного слоя, а затем рекристаллизовать, например, е процессе термической обработки, чтобы вы0 звать диффузию имплантированных ионов бора. Кроме того, возможно использование не ионов бора, а других легирующих примесей, если имеется соответствующий трави- тель, который травит нелегированный

5 поликристаллический кремний избирательно по отношению к легированному поликристаллическому кремнию. Кроме того, типы проводимостей, приведенные выше, могут быть заменены на противоположные, чтобы можно было изготовить, например, биполярный транзистор p-n-p-типа в предположении, что имеются легирующий материал п-проводимости и соответствующий трави- тель, позволяющий избирательно травить нелегированный поликристаллический кремний,

Формула изобретения

1.Способ изготовления полупроводниковых приборов, включающий создание области прибора в полупроводниковой структуре, осаждение слоя кремния, локальное легирование его участка, предназначенного для контактирования с элементами прибора, и удаление селективным вытравливанием нелегированного участка слоя кремния, отличающийся тем, что, с целью упрощения способа, приборную область создают путем формирования меза-области на поверхности полупроводниковой структуры, локальное легиро- вание участка слоя кремния проводят так, что участок на боковой стенке меза-области экранируют от легирующих примесей, а часть слоя кремния на верхней поверхности меза-области локально удаляют.

2.Способ поп. 1,отличающийся тем, что осаждаемый слой кремния имеет поликристаллическое строение.

3.Способ по п. 1, о т ли чаю щи и с я тем, что перед локальным удалением слоя кремния на верхней поверхности меза-области участок слоя кремния на поверхности полупроводниковой структуры смежно с боковой стенкой меза-области маскируют путем нанесения на поверхность текучего материала так, что часть слоя кремния на верхней поверхности ступени остается открытой.

4.Способ по п. 3, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что локальное легирование участка слоя кремния, который предназначен для контактирования с элементами прибора, осуществляют посредством ввода ионов легирующих примесей в слой кремния перед нанесением текучего материала на поверх- ность полупроводниковой структуры с последующей диффузией этих примесей в слой кремния после локального удаления его участков на верхней поверхности меза- области.

5.Способ по одному из пп. 1-4, о т л и- чающийся тем, что локальное легирование слоя кремния осуществляют ионами бора.

6.Способ по п. 1,отличающийся тем, что перед локальным легированием Слоя кремния формируют стойкую к окислению пленку, часть слоя кремния смежно е

боковой стенкой меза-области маскируют путем нанесения текучего материала на поверхность полупроводниковой структуры, оставляя часть стойкой к окислению пленки открытой на верхней поверхности меза-области, открытый участок пленки, стойкой к окислению, удаляют, текучий материал удаляют, открытый участок слоя кремния окисляют, а в качестве маски для экранирования части слоя кремния на боковой стенке меза- области от легирующих примесей при локальном легировании участков слоя кремния используют окисленный участок слоя кремния на верхней поверхности меза- области.

7.Способ по п. 1,отличающийся тем, что перед локальным легированием слоя кремния часть этого слоя кремния смежно с боковой стенкой ступени маскируют путем нанесения текучего материала на поверхность так. что часть слоя кремния остается открытой на верхней поверхности меза-области, открытую часть слоя кремния легируют примесями, которые ускоряют последующее окисление кремния, удаляют текучий материал и осуществляют окисление структуры, в качестве маски для экранирования части кремния на боковой стенке меза-области от легирующих примесей при локальном легировании части слоя кремния используют окисленный участок слоя кремния, образованного на верхней поверхности меза-области.

8.Способ по одному из пп. 1-7, отли- ч а ю щ и и с я тем, что перед осаждением на поверхности полупроводниковой структуры слоя кремния на боковой стенке меза- области, ограничивающей часть подложки, предназначенной для элементов прибора, формируют диэлектрическую пленку, причем после удаления нелегированных участков слоя кремния на верхней поверхности меза-области открытую часть диэлектрической пленки на боковой стенке меза-области удаляют, осаждают дополнительный слой кремния, проводят диффузию примеси из легированных участков слоя кремния в дополнительный слой кремния и нелегированные участки дополнительного слоя кремния селективно вытравливают..

9.Способ по одному из пп. 1-8, & т я и- чающийся тем, что формируют области базы и эмиттера транзистора прибора, которые изолированы от легированной части кремния, из которой осуществляют диффузию примесей в приборную область для создания контакта между легированным кремнием и областью базы.

Ч Ч Ч Чч Ч /

/ /////}/

, iI

фиг4 16

2

X

/ Л

8

I I

2 18

Использование: микроэлектроника, технология изготовления биполярных транзисторов с контактом базы на боковой стенке. Сущность изобретения: при изготовлении полупроводникового прибора в полупроводниковой подложке создают приборную область путем формирования на одной ее поверхности меза-области, имеющей боковую стенку и верхнюю поверхность, ограничивающую приборную область. Осаждают слой поликристаллического кремния так, чтобы покрыть боковую стенку и верхнюю поверхность меза-области и прилегающую область нижней поверхности структуры. Вводят легирующие примеси, в результате чего кремниевый участок боковой стенки маскирован от легирующих примесей, затем его удаляют избирательным травлением. Кремниевый участок в области нижней поверхности, прилегающий к ступеньке, маскируют, а кремниевый участок на верхней поверхности около ступеньки удаляют, оставив легированный кремниевый участок на поверхности структуры для контактирования с приборным участком, например участком базы транзистора. 8 з.п. ф-лы, 20 ил.

В

1516 5 2 18

фиэ.5

б 7 8

3

лг

ЛЛ

8 15 ./А

NVsf.g

83 2 & 20 2/ -21 -А J

15 2Й

ЛЛ

.

5Ve

фи //

20

21 26

1 v-Xх

ites

0d/Ј /

-J

Z

26A

, XM

:

27

фс/е /б

л.

фо №

Редактор

фоъ.20

Составитель И. Багмнская

Техред М.МоргенталКорректор С. Лисина

1830156 А

24 15

2S

3 . 7