CS232011B1 - Manufacturing process shortchannel mos tranzistor - Google Patents

Manufacturing process shortchannel mos tranzistor Download PDF

Info

Publication number
CS232011B1
CS232011B1 CS82645A CS64582A CS232011B1 CS 232011 B1 CS232011 B1 CS 232011B1 CS 82645 A CS82645 A CS 82645A CS 64582 A CS64582 A CS 64582A CS 232011 B1 CS232011 B1 CS 232011B1
Authority
CS
Czechoslovakia
Prior art keywords
gate
polycrystalline
polycrystalline silicon
photoresist
layer
Prior art date
Application number
CS82645A
Other languages
Czech (cs)
Other versions
CS64582A1 (en
Inventor
Zoltan Satala
Josef Hejzlar
Marian Remesik
Peter Belusky
Oliver Mikus
Original Assignee
Zoltan Satala
Josef Hejzlar
Marian Remesik
Peter Belusky
Oliver Mikus
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Zoltan Satala, Josef Hejzlar, Marian Remesik, Peter Belusky, Oliver Mikus filed Critical Zoltan Satala
Priority to CS82645A priority Critical patent/CS232011B1/en
Publication of CS64582A1 publication Critical patent/CS64582A1/en
Publication of CS232011B1 publication Critical patent/CS232011B1/en

Links

Landscapes

  • Bipolar Transistors (AREA)
  • Electrodes Of Semiconductors (AREA)

Description

232 011232 011

Vynález rieši spdsob výroby krátkokanálového MOS tranzisto-ra s hradlom z polykryštalického kremíka - Sálej "poly-Si”, resp.s hradí om kombinovaným z poly-Si a kovu·The present invention provides a method for producing a short-channel MOS transistor with a polycrystalline silicon gate - Salyi " poly-Si "

Doposial’ známe spdsoby výroby MOS tranzistor® využívajúproces termickéj oxidácie, termickej difúzi®, chemickej depozí-eie z plynné j fáze. - Sálej CVD, iónovej implantácie a Standard-ně j fotolitografie s kontaktnými maskami. Nevýhodou týchto sp6-sobov je nemožnost použitia štandardnej fotolitografie v procesevýroby krátkokanálového MOS tranzistore, nakoTko táto nevykreslíreprodukovateTne rozměr pod 4 až 5 ^im.So far known MOS transistor® processes use the thermal oxidation process, thermal diffusion®, chemical deposition from the gaseous phase. - CVD saline, ion implantation and Standard contact photolithography. A disadvantage of these methods is the inability to use standard photolithography in the production process of the short-channel MOS transistor, since this does not produce a reproducible dimension below 4 to 5 µm.

Hoře uvedené nedostatky odstraňuje spdsob výroby krétkoka-nálového MOS tranzistore s hradlom z polykryštalického kremíkaresp. s hradlom z polykryštalického kremíka a kovu, využívajúcisamozákrytovú implantačnú techniku, ktorého podstatou je, žepolykryštalické hradlo sa vytvaruje selektívnym plazmochemickýmpodleptaním polykryštalického kremíka voči fotorezistu a selek-tívnou termickou oxidáciou vytvarovanej štruktúry polykryštalic-kého hradla. Počas termickej oxidácie je povrch polykryštalické-ho kremíka chráněný vrstvou nitridu kremíka vyleptaného konform-ně so Strukturou polykryštalického kremíka. Sučasne pdsobenímvysokej teploty a oxidácie do samozákrytu voči fotorezistu implan-továnu příměs přednostně difundujeme po rozhraní medzi rastenýmtermickým oxidom a substrátom do oblasti hradla. Výsledkom celé-ho tohto procesu je samozákrytové polykryštalické hradlo. Výhodou spósobu výroby krátkokanálového MOS tranzistora jepoužiti® štandardnej fotolitografie s kontaktnými maskami, pri-čom je možné dostáhnut vysokopresný reprodukovateTný rozměr číž-ky hradla, čo umožňuje znížit parazitné kapacity tranzistora,skrátit dížku kanála a tým zvýšit pracovné frekvencie tranzisto- ra. 232 011The aforementioned drawbacks are obviated by the method for producing a polycrystalline silicon dioxide gate gate MOS transistor. with a polycrystalline silicon and metal gate, employing an intramuscular implant technique, the core of which is a polycrystalline gate is formed by selective plasma chemical adhesion of the polycrystalline silicon to the photoresist and by selective thermal oxidation of the formed polycrystalline gate structure. During thermal oxidation, the surface of the polycrystalline silicon is protected by a layer of silicon nitride etched in conformance with the structure of the polycrystalline silicon. At present, the high temperature and oxidation to the self-imparting photoresist impregnated admixture preferentially diffuse across the interface between the plant-oxide and the substrate into the gate region. The result of this whole process is a self-enclosed polycrystalline gate. The advantage of the method of making the short-channel MOS transistor is to use standard contact mask photolithography, while achieving a high-precision reproducible size of the gate pin, which reduces the transistor's parasitic capacities, shortens the channel length and thereby increases transistor operating frequencies. 232 011

- ÍJ- ÍJ

Na připojených výkreaoch je znázorněný charakteristickýpostup pri spdsobe výroby krátkokanálového MOS tranzistores poly-Si hradlom, resp. s hradlom kombinovaným z poly-Si akovu podlá vynálezu» Na obr. 1 je rez Si doskou s termicky na-rasteným hrubým oxidom, ktorý je vytvarovaný fotolitografioupodlá prvej masky a s urobenou difúziou kolektore a emitora.A characteristic process for the production of the short-channel MOS transistor poly-Si gate, respectively, is shown in the attached drawings. FIG. 1 is a sectional view of a thermally-grown coarse oxide Si plate which is formed by a photolithograph of a first mask and a collector and emitter diffusion is made.

Na obr. 2 je rez Si-doskou po člalších technologických operá-ciách ako sú : tvarovanie hrubého oxidu podl’a druhej masky, na-rastenie hradlového oxidu, depozícia poly-Si, difúzia do poly-Si,depozícia Si^N^, fotolitografické tvarovanie fotorezistu podlátřete j masky. Na obr. 3 je rez Si-doskou po čfalších technologic-kých operáciách, ako sú : zleptanie Si^N^ vrstvy na fotorezistomnenamaskovaných plochách, plazmochemické leptanie poly-Si na fo-torezistom nenamaskovaných plochách s jeho následným homogénnympodleptaním voči fotorezistu na požadovaný rozměr poly-Si, lemo-vé implantácia příměsi. Na obr. 4 je rez Si-doskou po dalšíchtechnologických operáciách, ako sú : odstránenie fotorezistu, ter-mická oxidácia hrubého oxidu, bezmaskové zleptanie Si^N^ vrstvy.Na obr. 5 je rez Si-doskou po Salších technologických operáciáchako sú : vyleptánie kontaktných otvorov podlá štvrtej masky, na-pařeni e kovověj Al-vrstvy, vytvarovanie Al-vrstvy podlá piatejmasky. * Spdsob výroby krátkokanálového MOS tranzistora podlá vynále-zu sa urobí tak, že na základnú vysokoodporovú, monokryštalickúdaného typu vodivosti, Si-dosku 1 sa narastie termickou oxidáciouvrstva hrubého oxidu 2, ktorý sa fotolitograficky vytvaruje podláprvej masky. Ďalej sa urobí termická difúzia příměsi 3 opačnéhotypu ako má základná Si-doska 1. Stav po týchto operáciách jena obr. 1. Ďalej sa vytvaruje hrubý oxid 2 podlá druhej masky,potom termickou oxidáciou narastie vrstva hradlového oxidu 4 aCVD'metodou sa nanesie vrstva poly-Si 5., ktorého vodivost sazvýši termickou difúziou příměsi. Ďalej následuje nanesenie, CVDmetodou, Si^N^ vrstvy 6. Sálej následuje nanesenie a fotolitogra-fické vytvarovanie fotorezistu podlá třetej masky. Stav po tých-to operáciách je na obr. 2. Ďalej následuje plazmochemické lep-tanie Si^N^ vrstvy 6 a poly-Si vrstvy 5 na fotorezistom nezakry-tých plochách. Pri leptaní poly-Si vrstvy 5 sa táto podleptá vo-či fotorezistu 7 na požadovaný rozměr poly-Si XI. Ďalej následu-je iónová implantácia příměsi 8 rovnakého typu vodivosti ako typ 232 011 - 3 - difúzie příměsi Stav po týchto operáciách Je na obr. 3. Sá-lej následuje odstránenie fotorezistu a termická, lokálna oxi-dácia hrubého oxidu 9 a poly-Si 5, počas ktorej ddjde k rozdi-fundovaniu implantovanej příměsi 8, ktorá spolu s termickoudifúziou £ vytvoří oblast kolektore a emitora 10. V procesetermické j. lokálněj oxidácie hrubého oxidu 9 dochádza k značnémupnutiu, danému teplotou, medzi hrubým oxidom 9 a Si-doskou 1v oblasti přechodu hrubého oxidu 9 do hradlového oxidu 4, a tými tvorbě poruch v tejto oblasti, pozdíž ktorých je difúzia im-plantovanej příměsi vSčšia. Tento Jav vedie k dosiahnutiu samo-zékrytu hradla MQS tranzistora. Sálej následuje bezmaskové zlep-tanie SijřT^ vrstvy 6. Stav po týchto operáciách je na obr. 4.Sálej následuje vyleptanie kontaktných otvorov kolektora a emi-tora podTa štvrtej masky, naparenie Al-vrstvy, ktorá sa vytva-ruje podl’a piatej masky, čím sa vytvoria kontakty 11. Stav potejto operécii je na obr* 5·Fig. 2 is a sectional view of the Si-plate after more technological operations such as: forming a coarse oxide according to a second mask, growing the gaseous oxide, deposition of poly-Si, diffusion into poly-Si, deposition of Si-N 2, photolithographic shaping of photoresist under mask. Fig. 3 is a sectional view of the Si-plate after other technological operations such as: etching of the Si-N-layer on photoresist-unmasked surfaces; plasma-chemical etching of poly-Si on foamer-unmasked surfaces with its subsequent homogeneous adhesion to the photoresist to the desired poly dimension; -Si, implanting hem implants. Fig. 4 is a sectional view of the Si-plate after further technological operations such as: photoresist removal, thermal oxidation of the coarse oxide, maskless etching of the SiO 2 layer. In Fig. 5, the Si-plate section after other technological operations such as: etching contact holes according to the fourth mask, steaming the metallic Al-layer, forming the Al-layer according to the fifth mask. The method for producing the short-channel MOS transistor according to the invention is made by increasing the basic high-resistance, monocrystalline type conductivity, Si-plate 1 by thermal oxidation of the coarse oxide layer 2, which is photolithographically formed by a parquet mask. Furthermore, a thermal diffusion of the admixture 3 is carried out in the opposite direction to that of the base Si-plate 1. The state after these operations is only shown in FIG. -Si 5, whose conductivity is enhanced by thermal diffusion of the additive. Next, the deposition is carried out by the CVD method, the SiN4 layer 6. The deposition and photolithographic formation of the photoresist according to the third mask follows. The state after these operations is shown in Fig. 2. Next, the plasmachemical bonding of the SiO2 ^ 6 layer and the poly-Si layer 5 on photoresist uncovered surfaces follows. In etching the poly-Si layer 5, this is etched in the photoresist 7 to the desired size poly-Si XI. The following is an ionic implantation of admixture 8 of the same conductivity type as type 232 011-3 - admixture diffusion Condition after these operations Figure 3 is followed by removal of the photoresist and thermal, local oxidation of coarse oxide 9 and poly-Si 5, during which the implanted admixture 8, which, together with the thermo-diffusion, forms the collector and emitter region 10, is disintegrated. In the process-local local oxidation of the coarse oxide 9, there is a temperature-induced sag between coarse oxide 9 and Si-plate 1v the transition region of the coarse oxide 9 to the gate oxide 4, and those formation disorders in this region, of which the diffusion of the impregnated dopant is greater. This Java leads to the self-concealment of the MQS gate of the transistor. Next, the mask-free improvement of the Sulfur layer 6 is followed. The condition after these operations is shown in FIG. 4. The etching of the collector contact holes and the fourth mask emitter followed by vaporization of the Al layer, which is formed according to the fifth mask, follows. to create contacts 11. The status of this operation is in Figure * 5 ·

Tento spósob výroby krétkokanálového MOS tranzistora jemožné využit v návrhu integrovaných obvodov i diskrétnych tran-zistorov. Pri jeho použití v integrovaných obvodoch sa nešetříplocha čipu, ale umožňuje značné, avšak reprodukovatelné skrá-tenie kanála MOS tranzistora, čo umožňuje zvýšenie operačnějrýchlosti integrovaného obvodu. Při jeho využití v návrhu dis-krétnych tranzistorov mdže byt zábranou nedostatočná vodivostpoly-Si hradla. Tuto překážku odstránime tým, že celé poly-Sihradlo pokryjeme vrstvou. AI. Prekrytie AI voči kolektoru a emi-toru je už na hrubom oxide, teda parazitné kapacity sú dosta-točne malé. Sálej Al-vrstvu mdžeme tvarovat tou i stou maskouako poly-Si a Si^N^ vrstvu. lnou možnosťou zvýšenia vodivostipoly-Si hradla je naprášenie vrstvy tažkotavitelného kovu. Ží-háním takej to struktury vytvoříme vrstvu silicidu. Po zleptanínezreagováného kovu získáme strukturu pre ňalšie štandardnéspracovánie.This method of producing a C-channel MOS transistor can be used in the design of both integrated circuits and discrete transistors. When used in integrated circuits, the chip area is not treated, but allows for a considerable, but reproducible, shortening of the MOS transistor channel, allowing an increase in the operating speed of the integrated circuit. When used in the design of particular transistors, insufficient water conductivity of the Si gate can be prevented. We remove this obstacle by covering the entire poly-Sihradlo. AI. The overlap of Al against the collector and emitter is already on the coarse oxide, so the parasitic capacities are small enough. The Al-Al layer can be shaped with the same layer as the poly-Si and Si-N 2 layers. Another possibility of increasing the water conductivity of the Si-gate is by sputtering the layer of hardenable metal. By annealing such a structure, a layer of silicide is formed. After the electroporated metal, we obtain a structure for the next standard treatment.

Claims (2)

PREDMET VYNÁLEZU 232 011 Spdsob výroby krátkokanélového MOS tranzistore s hradlomz polykryštalického kremíka, resp. s hradlom kombinovaným z po-lykryštalického kremíka a kovu, využívajúci samozákrytovú im-plantačnú techniku, vyznačený tým, že polykryštalické hradlosa vytvaruje selektívnym plazmochemickým podleptaním polykryš-talického kremíka voči fotorezistu a selektívnou termickou oxi-dáciou vytvarovanéj štruktúry polykryštalického hradla, počasktorej j’e povrch polykryštalického kremíka chráněný vrstvounitridu kremíka vyleptaného konformně so Strukturou polykryšta-lického kremíka, pričom do samozákrytu voči fotorezistu implan-továnu příměs přednostně difundujeme po rozhraní medzi rastenýmtermickým oxidom a substrátom do oblasti hradla, čím vytvořímesamozákrytové polykryštalické hradlo.OBJECT OF THE INVENTION 232 011 A method for producing a short-circuit MOS transistor with a polycrystalline silicon gate gate, respectively. with a gate combined from polycrystalline silicon and metal, using a self-enclosing planting technique, characterized in that the polycrystalline barrier is formed by selective plasmachemical erosion of the polycrystalline silicon against the photoresist and by selective thermal oxidation of the formed polycrystalline gate structure, the surface being surface of polycrystalline silicon protected by a silicon nitride layer etched in accordance with the structure of the polycrystalline silicon, preferably self-confining to the photoresist impregnated dopant preferably diffuses across the interface between the growth oxide and the substrate into the gate region, thereby forming a polycrystalline gate. 2 výkresy2 drawings
CS82645A 1982-02-01 1982-02-01 Manufacturing process shortchannel mos tranzistor CS232011B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CS82645A CS232011B1 (en) 1982-02-01 1982-02-01 Manufacturing process shortchannel mos tranzistor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CS82645A CS232011B1 (en) 1982-02-01 1982-02-01 Manufacturing process shortchannel mos tranzistor

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CS64582A1 CS64582A1 (en) 1984-05-14
CS232011B1 true CS232011B1 (en) 1985-01-16

Family

ID=5338924

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CS82645A CS232011B1 (en) 1982-02-01 1982-02-01 Manufacturing process shortchannel mos tranzistor

Country Status (1)

Country Link
CS (1) CS232011B1 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
CS64582A1 (en) 1984-05-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2857006B2 (en) Self-aligned cobalt silicide on MOS integrated circuits.
US4481706A (en) Process for manufacturing integrated bi-polar transistors of very small dimensions
US4732871A (en) Process for producing undercut dummy gate mask profiles for MESFETs
JPS622465B2 (en)
US4560421A (en) Semiconductor device and method of manufacturing the same
US6372563B1 (en) Self-aligned SOI device with body contact and NiSi2 gate
US6348371B1 (en) Method of forming self-aligned twin wells
JPS60113472A (en) Manufacturing method of semiconductor device
CS232011B1 (en) Manufacturing process shortchannel mos tranzistor
US5631177A (en) Process for manufacturing integrated circuit with power field effect transistors
JPH05218417A (en) Integrated circuit transistor structure and manufacture thereof
KR100649817B1 (en) Manufacturing method of semiconductor device
KR100347149B1 (en) Manufacturing method for semiconductor device
JPS61150377A (en) Manufacture of mis type semiconductor device
JPS628028B2 (en)
KR100514516B1 (en) Method for fabricating dual gate insulator
KR100298870B1 (en) Bipolar Transistor Manufacturing Method
KR20000004531A (en) Method for manufacturing a gate insulator of semiconductor devices
JPS6092666A (en) Manufacture of mis transistor
JP3142303B2 (en) Manufacturing method of high-speed bipolar transistor
KR100244273B1 (en) Method for manufacturing semiconductor device
KR20040029588A (en) Method for forming the semiconductor device
WO2001013421A1 (en) Method of simultaneously growing oxide layers with different ticknesses on a semiconductor body using selective implantations of oxygen and nitrogen
JPS5817657A (en) semiconductor equipment
JPS60217667A (en) Manufacture of semiconductor device