Способ получения кристаллов полупроводниковых структур Советский патент 1993 года по МПК H01L21/78 

Изобретение относится к микроэлектронике и касается промышленного изготовления полупроводниковых структур.

Известен способ изготовления кристаллов транзисторных структур, включающий операции формирования элемен- тов структуры в полупроводниковой подложке с маскируюи им их диэлектрическим покрытием, вскрытие контактных областей к элементам структуры, осу1цествление металлизированной разводки, после чего фотолитографией вскрывают окна под канавки и оттравливают их J4a глубину, .большую глубины залегания перехода коллектор-база,

К недостаткам этого способа следует отнести вскрытие полупроводникового материала на краях и ребрах кристалла при разделении подложки на кристаллы При контактировании онутреннего вывода полупроводникового прибора с указанным, незащищенным дисл

электриком участком полупроводникосвого материала образуется электрический контакт и прибор уходит в брак по токам утечки„

Наиболее близким техническим решением является способ получения

ю со кристаллов .полупроводниковых структур, включаю1{ий операции формировао сл с ния элементов структуры з полупроводниковой подложке с магкируюи1им их диэлектрическим покрытием, вскрытие

00 контактных областей ( элементам структуры, осуществлпние металлизированной разводки, формирование разГ1,ели1:ель1.ных кана,вок, нанесение защитной диэлектрической пленки и вскрытие окон в нейо.

Недостатком способа является наличие дополнительной фотолитографии для вскрытия областей под разделительные канавки, усложняющей технологический процесс изготовления полупроводниковой структуры и удлиняющей его во времени„

Целью изобретения является упрощение способа получения полупроводниковых структур

Поставленная цель достигается тем что в способе получения кристаллов полупроводниковых стругсгур, включающем операции формирования элементов структуры в полупроводниковой подложке с маскирующим их диэлектрическим покрытием, вскрытие контактных областей к элементам структуры, осуществление металлизированной разводки, .формирование разделительных канавок, нанесение защитной диэлектрической пленки и вскрытие окон в ней, одновременно с вскрытием контактных областей к элементам структуры открывают области под разделительные канавки

На фиг,1 изображено формирование элементов транзисторной структуры в полупроводниковой подложке с одновременным вскрытием контактных областей к элементам структуры и под разделительные канавки, где 1 полупроводниковая подложка, 2 - маскирующее диэлектрическое покрытие, 3 базовая область, - эмиттерная область, 5 - вскрытая контактная область к элементам транзисторной структуры (к областям 3 и 0 , б вскрытая контактная область под разделительные канавки; на фиго2 « формирование металлизированной разводки, где 7 - металлизированная разводка, 8 - фоторезист, 9 -разделительная канавка; на фиГоЗ - нанесение защитной диэлектрической пленки, где 10 - защитная диэлектрическая пленка; на фиг - изображено вскрытие защитной пленки на контактных окнах и дорожках, где 11 - вскрытые контактные окна, 12 - вскрытые дорожки под отделение выполненных на общей полупроводниковой подложке структур друг от друга.

Пример Полупроводниковую подложку кремния 1 п-типа проводимости, служащую коллектором, подвергают термическому окислению при температуре ПБОС в течение 3 ч Процесс проводят в комбинированной среде сухого И- увлажненного водяными парами кислорода, выращивая маскирую1чее диэлектрическое покрытие 2 двуокиси кремния SiO.,. В результате получают пленку толщиной 0,8 мкм достаточной для маскирования подложки 1 от последуюр1ИХ операций диффузии и селективного травления кремния Через вскрытое фотогравировкой окно в покрытии 2 формируют базовую об лас-ть 3, например, термической загонкой бора из борного ангидрида с последуюьией его разгонкой при температуре 115П°С в комбинированной среде сухого и увлажненного водяными парами кислорода до глубины 3 мкм в этом же процессе получают маскирущее диэлектрическое покрытие двуокиси кремния SiOg 0,6 мкм

Далее в области 3 формируют эмиттерную область 4, например, термической диффузией фосфора из хлорокиси фосфора POCl при температуре 1050 С в среде аяота с добавлением кислорода, так что в процессе диффузии вырастает также маскирующее диэлектрическое покрытие фосфорносиликатного стекла (ФСС) толщиной О,; мкм с

К сформированным областям 3 и А и под разделительные канавки одновременно, т„во общей фотогравировкой открывают контактные области 5 и 6 (фиг,1)„ После чего фоторезист снимают и после отмывки пластин кремния в перекисноаммиачной смеси осуществляют вакуумное напыление алюминия на установке SL 10/2) до толщины 1,5 мкм„ Металлизированную разводку 7 формируют фотогравировкой с травлением алюминия в травителе состава HNOg: : (liO:6:30:5), используя маскирующие свойства фоторезиста Г ФП-ЗОЗ, который в качестве дополнительной маски оставляют при формировании разделительных кянлвок 9 (фиго 2)о

Фотолитографию осуществляют нанесением фоторезиста йП-383 на основе новолачной смолы Фоторезист 8 наносят центрифугированием со скоростью вращения 3000 об/мин толщиной 1 мкм Лалее следует сушка при температуре л/ в течение 15 мин, совмещение, экспонирование, проявление в 0,5 растворе щелочи КПН и вскрытие контактных областей селективным травлением.

Травление разделительных канавок 9 производят, используя маскирующие свойства фоторезиста 8 и диэлектрического покрытия 2, плазмохимическим способом, используя активный газ СРд или CF с кислоролом. Содержание кислорода - в пределах 510%„Режим травления: . напряжение на аноде 3 кВ ток анода0,3 Л ток сетки250 мА давление в камере рт.ст. Травление ведут на эффективную дл изоляции глубину, более глубины зале гания активных элементов полупроводниковой структуры, т.е„ базовой области 3 транзисторной структуры, что составляет 5 мкм Указанная травящая среда и условия ее образования обладает селективностью в травлении крем ния по отношению к маскирующему диэлектрическому покрытию 2 и к алюминию, покрытому в естественных услови ях пленкой окиси алюминия и дополнительно фоторезистом 8 Таким образом, исключается необходимость производить формирование разделительных канавок 9, используя дополнительную фоторезистивную маску по всей поверхности пластины, Яатем на рельефную поверхность подложки 1 наносят плазмохимимеским способом двуокись кремния 10 (фиГоЗ). Режим нанесения: Т 200 С, PQ 1,5-10 - 2-10 Торра с добавлением моносилана до Р 2-Ю Торра, При этом защщают как лиц . ю f,i верхность подложки 1, так и вертикальные стенки канавки 9о После этого по защитному покрытию делают фотогравиропку и вскрывают окисел на контактных окнах 11 и дорожках 12 (фиг.),, Вскрытие проводят пласмохимическим способом во фторсодержащей среде хладонп-218 на установке диодного типа„ Режим травления: 66-266 Па, давление 0,5-0,7 кВт,. MOlHHOCTb скорость травления 700-1000 Д/мин окисла Преимуицество данного способа перед известными заключается в том, что вместе с вскрытием окисла под контакты к элементам структуры вскрывают окисел на разделительных дорожках и ведут Селективное травление кремния на разделительных дорожках, используя маску из диэлектрического покрытия, окисла металла и фоторезистаЭто позволяет упростить процесс, исключив технологическую операцию фотолитографии.

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КРИСТАЛЛОВ ПОЛУПРПВПДНИКПВЫХ СТРУКТУР, включающий операции формирования элементов .структуры в полупроводниковой подложке с маскирующим их диэлектрическим покрытием, вскрытия контактных областей к элементам структуры, осуществления металлизированной разводки, формирования разделительных канавок, нанесение защитной диэлект рической пленки и вскрытия окон в ней, отличающийся тем, что, с целью упрощения способа, одновременно с вскрытием контактных областей к элементам структуры открывают области под разделительные к 1навки„