Способ формирования источника базы при изготовлении транзисторных структур Советский патент 1979 года по МПК H01L21/02 

Изобретение относится к способу изготовления транзисторных структур для сверхбыстродействующих и маломощных интегральных схем, имеющих микронные размеры базы и субмикронные размеры эмиттера, контактных окон эмиттера .

Известен способ формирования источника базы при изготовлении транзисторных структур, включающий нанесение неоднородного покрытия, содержащего легирующий, например боросиликатное стекло, экранирующий, например алюмосиликат, и маскирующий, например двуокись кремния, слои и его фотолитографию.

Однако применение окиси алюминия, как легирующего вещества, неудобно, так как диффузия из него проводится в атмосфере водорода. Кроме того, он экранирует гораздо хуже некоторых материалов (примерно в двадцать раз хуже, чем слой алюмосиликата). При этом щирина окна эмиттера зависит от точности совмещения фотошаблона с пластиной. Поскольку погрещность совмещения составляет не менее±0,5 (ошибка установок совмещения), то такой разброс по щирине окна недопустим при получении окон субмикронных размеров.

Целью изобретения является получение самосовмещающихся окон эмиттера с базовой областью, контактных окон базы и эмиттера субмикронных размеров.

Достигается это тем, что на полупроводниковую пластину с легирующим слоем наносят экранирующий и маскирующий слои неоднородного покрытия, второй маскирующий слой,формируют защитный рельеф из фоторезистора и помещают пластину в травитель, растворяющий только второй маскирующий слой, затем травят первый маскирующий и экранирующий слои до легирующего слоя травителем, растворяющим с одинаковой скоростью оба слоя и не воздействующим на второй маскирующий слой, проводят поперечное травление регулирующего слоя до заданных размеров, снимают фоторезист и травят легирующий слой до поверхности кремния травителем, с одинаковой скоростью растворяющим легирующий, экранирующий и маскирующий слои, удаляют второй маскирующий слой.

На фиг. I дана пластина с неоднородным покрытием, на котором сформирован рельеф из фоторезиста; на фиг. 2 - полупроводниковая пластина перед поперечным травлением; на фиг. 3 - полупроводниковая пластина после поперечного травления регулирующего слоя и удаления фоторезиста; на фиг. 4 - полупроводниковая пластина после травления легирующего слоя; на фиг. 5 - сформированный источник базы после удаления второго маскирующего слоя.

При формировании источников базы по предлагаемому способу на полупровод,никовой пластине 1 (см. фиг. 1) формируют неоднородное покрытие, состоящее из легирующего слоя 2, например боросиликатного стекла, экранирующего слоя 3, например алюмосиликата, маскирующего слоя 4, например двуокиси кремния. Слои неоднородного покрытия наносят низкотемпературными метода ми.

На сформированное покрытие наносят второй маскирующий слой 5, нерастворяющийся в травителях неоднородного покрытия например молибден или алюминий. Слои неоднородного покрытия также не должны растворяться в травителе второго регулирующего слоя. На подготовленную таким образом пластину наносят слой фоторезистора 6, формируют защитный рельеф требуемого рисунка, после чего травят второй маскирующий слой 5, например молибден, в травителе, состоящем из 14 об. ч. концентрированной ортофосфорной кислоты, 7 об. ч. ледяной уксусной кислоты и 1 об. ч. деионлзованной воды. Маскирующий слой 4 и экранирующий слой 3 травят примерно с одинаковыми скоростями до легирующего слоя, например в О-травителе, состоящем из 1 об. ч. концентрированной фтористоводородной кислоты, 3 об.ч. ледяной уксусной кислоты и 25 об. ч.. 1°/о-ного водного раствора щавелевой кислоты. Получают структуру, показанную на фиг. 4. В дальнейщем поперечным травлением доводят размеры регулирующего слоя до заданных, как упоминалось выще. После этого одним из известных способов удаляют фоторезист, получают структуру, по казанную на фиг. 3, и пластину открыто травят в Р-травителе, растворяющем с одинаковой скоростью маскирующий 4, экранирующий 3 и легирующий 2 слои. Травление продолжается до удаления незащищенных участков легирующего слоя. Так как скорости травления слоев 2, 3, 4 одинаковы, то за это время стравливается маскирующий слой с той части структуры, которая не покрыта регулирующим слоем. Маскирующий слой приобретает размеры регулирующего слоя и получают структуру, показанную на фиг. 6. После этого удаляют регулирующий слой и получают источник базы, у которого легирующий и экранирующий слои имеют одинаковые размеры, а щирйна защитного слоя меньще на заданную величину (см. фиг. 5).

Предлагаемый способ формирования источника базы для изготовления транзисторных структур обеспечивает получение самосовмещающих.ся окон эмиттера, контактных окон базы и эмиттера микронных и субмикронных размеров, где щирйна окна эмиттера зависит не от величины окна в фотощаблоне, а от времени поперечного травления регулирующего слоя.

Кроме того, получение самосовмещающихся окон субмикронных размеров не требует нового оборудования, а осуществляется стандартным оборудованием контактной фотолитографии.

Формула изобретения

1. Способ формирования источника базы при изготовлении транзисторных структур, включающий нанесение неоднородного покрытия, содержащего легирующий, например боросиликатное стекло, экранирующий, например алюмосиликат, и маскирующий, например двуокись кремния, слои, его фотолитографию, отличающийся тем, что, с целью получения самосовмещающихся окон эмиттера с базовой областью, контактных окон базы и эмиттера субмикронных размеров, на полупроводниковую пластину с неоднородным покрытием наносят второй маскирующий слой, формируют защитный рельеф из фоторезистора и помещают пластину в травитель, .растворяющий только второй маскирующий слой, затем травят первый маскирующий и экранирующий слои до легирующего слоя травителем, растворяющим с одинаковой скоростью оба слоя и не воздействующим на второй маскирующий слой, проводят поперечное травление второго маскирующего слоя до заданных размеров, снимают фоторезист и травят легирующий слой до поверхности кремния травителем, с одинаковой скоростью растворяющим легирующий, экранирующий и первый маскирующий слои, затем травителем, не воздействующим на остальные слои, удаляют второй маскирующий слои.

2.Способ по п. 1, отличающийся тем, что вторым маскирующим слоем является алюминий.

3.Способ по п. 1, отличающийся тем, что вторым маскирующим слоем является молибден.

4.Способ по пп. 1 и 3, отличающийся тем, что после формирования защитного рельефа, молибден травят в Р-травителе до двуокиси кремния, промывают водой, двуокись кремния и алюмосиликат травят в О-травителе, проводят поперечное травление Мо, удаляют фоторезистор, Р-травителем травят боросиликатное стекло и удаляют молибден.

5.Способ по п. 4, отличающийся тем, что О-травитель состоит из 1 об. ч. концентрированной фтористоводородной кислоты, 3 об. ч. ледяной уксусной кислоты и 25 об. ч. 1%-ного водного раствора щавелевой кислоты