DD235751A1 - METHOD FOR MANUFACTURING VOLATILE INDEPENDENT CAPACITORS IN INTEGRATED MOS CIRCUITS - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen spannungsunabhaengiger Kondensatoren, das besonders fuer MIS-Technologien geeignet ist. Das Ziel der Erfindung besteht darin, bei der Herstellung spannungsunabhaengiger Kondensatoren die Strukturierung der Kontaktloecher der Transistoren zu verbessern. Das wird geloest, indem die Kontaktloecher minimal unteraetzt werden. Das Wesen der Erfindung besteht darin, dass ein Zweischrittprozess zur Kontaktlochaetzung zur Anwendung kommt. Fig. 3The invention relates to a method for producing voltage-independent capacitors, which is particularly suitable for MIS technologies. The aim of the invention is to improve the structuring of the contact holes of the transistors in the manufacture of voltage-independent capacitors. This will be solved by minimizing the contact holes. The essence of the invention is that a two-step process for contact hole placement is used. Fig. 3
Description
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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen integrierter, spannungsunabhängiger Kondensatoren und ist für Halbleitertechnologien zur Fertigung integrierter Schaltungen, insbesondere für die Siliciumgate-Technologie, geeignet.The invention relates to a method for producing integrated, voltage-independent capacitors and is suitable for semiconductor technologies for manufacturing integrated circuits, in particular for the silicon gate technology.
Für einige Anwendungen werden integrierbare, weitgehend spannungsunabhängige Kondensatoren benötigt. Ein bekanntes Verfahren zur Herstellung spannungsunabhängiger Kondensatoren ist im Patent WO81/00171, H01 L21/283, dargelegt. Hier wird vorgeschlagen, daß in eine auf hochdotiertem Polysilicium befindliche phosphorhaltige Oxidschicht (Phosphorsilicatglas) bis zum darunterliegenden Polysilicium Öffnungen geätzt werden, in denen anschließend durch eine Temperung ein Oxid erzeugt und darauf Aluminium abgeschieden werden. Dieses Verfahren hat den Nachteil, daß zur Bildung des Oxides ein zusätzlicher Hochtemperaturprozeß notwendig wird, der z.B. die Tiefe von Drain und Source der MOS-Transistoren vergrößert. Dadurch werden einer Verkleinerung der MOS-Transistoren und damit der Erhöhung der Integrationsdichte Grenzen gesetzt. Das Verfahren nach WP 213554, H 01 L29/78 beseitigt diesen Nachteil durch die Anwendung einer Schutzschicht für das Kondensatordielektrikum. Ein Nachteil beider Verfahren liegt jedoch darin, daß nach dem Ätzen der Kontaktlöcher in das Phosphorsilikatglas (PSG) hinein noch thermisches S1O2 aus den Kontaktlöchern entfernt werden muß. Dadurch weiten sich die PSG-Kontaktlöcher auf, was ebenfalls einer Vergrößerung der Integrationsdichte entgegensteht.For some applications, integrable, largely voltage-independent capacitors are required. A known method for producing voltage-independent capacitors is set forth in patent WO81 / 00171, H01 L21 / 283. It is proposed here that openings are etched in a phosphorus-containing oxide layer (phosphosilicate glass) located on highly doped polysilicon up to the underlying polysilicon in which an oxide is subsequently produced by tempering and aluminum is deposited thereon. This process has the disadvantage that, to form the oxide, an additional high temperature process becomes necessary, e.g. increases the depth of the drain and source of the MOS transistors. This limits the reduction of the MOS transistors and thus the increase in the integration density. The method according to WP 213554, H 01 L29 / 78 eliminates this disadvantage by the use of a protective layer for the capacitor dielectric. A disadvantage of both methods, however, is that after the etching of the contact holes in the phosphosilicate glass (PSG) into thermal S1O2 must still be removed from the contact holes. As a result, the PSG contact holes widen, which also precludes an increase in the integration density.
Das Ziel der Erfindung besteht darin, bei der Herstellung integrierter spannungsunabhängiger Kondensatoren die Strukturierung der Kontaktlöcher der MIS-Transistoren zu verbessern.The object of the invention is to improve the patterning of the contact holes of the MIS transistors in the manufacture of integrated voltage-independent capacitors.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren zur Herstellung spannungsunabhängiger Kondensatoren in integrierten MOS-Schaltungen anzugeben, bei dem die Kontaktlöcher mit geringer Unterätzung hergestellt werden.The object of the invention is to provide a method for producing voltage-independent capacitors in integrated MOS circuits, in which the contact holes are produced with little undercut.
Von folgenden bekannten Verfahrensschritten wird ausgegangen: Mittels selektiver Oxydation wird auf einem Halbleitersubstrat eines ersten Leitungstyps stellenweise Feldoxid erzeugt.The following known method steps are used: By means of selective oxidation, field oxide is generated in places on a semiconductor substrate of a first conductivity type.
Daraufhin wird auf den feldoxidfreien Bereichen ein Gateoxid durch thermische Oxydation gebildet. Auf das Gateoxid werden nun Polysiliciumgates und auf das Feldoxid Polysiliciumbereiche aufgebracht. Daraufhin schließt sich ein kurzer Oxydationsschritt an. Danach erfolgt eine Hochdosisimplantation von Ionen eines zweiten Leitungstyps, wodurch das feldoxidfreie Silicium hoch dotiert wird. Nun kommt es zur Abscheidung einer speziellen Isolierschicht, die im Vergleich zum Gateoxid wesentlich stärker ätzbeständig ist.Then, a gate oxide is formed by thermal oxidation on the field oxide-free areas. Polysilicon gates are now applied to the gate oxide and polysilicon areas are applied to the field oxide. This is followed by a short oxidation step. This is followed by a high-dose implantation of ions of a second conductivity type, whereby the field oxide-free silicon is highly doped. Now it comes to the deposition of a special insulating layer, which is much more resistant to etching compared to the gate oxide.
Die erfindungsgemäße Lösung der Aufgabe der Erfindung besteht nun in folgendem:The inventive solution of the object of the invention is now in the following:
— Mittels einer Lackmaske erfolgt die Ätzung von Kontaktlöchern der MOS-Transistoren in die spezielle Isolierschicht sowie in das Gateoxid hinein.The etching of contact holes of the MOS transistors into the special insulating layer and into the gate oxide takes place by means of a resist mask.
— Nach dem Entfernen des Lackes wird eine Glasschicht, z. B. Phosphorsilikatglas, abgeschieden.- After removing the paint, a glass layer, z. B. Phosphorsilikatglas deposited.
— Mittels einer weiteren Lackmaske wird die Glasschicht in den Kontaktlöchern, auf den Polysiliciumbereichen und auf den nicht mit Gates bedeckten, feldoxidfreien Bereichen entfernt.By means of another resist mask, the glass layer is removed in the contact holes, on the polysilicon areas and on the non-gate-covered, field oxide-free areas.
Es ist zweckmäßig, daß bei der Ätzung mittels der weiteren Lackmaske nach dem Entfernen der Glasschicht auch die spezielle Isolierschicht abgetragen wird.It is expedient that in the etching by means of the further resist mask after removal of the glass layer and the special insulating layer is removed.
Es ist schließlich zweckmäßig, als spezielle Isolierschicht Siliciumnitrid zu verwenden, da es bei naßchemischer Ätzung wesentlich stärker ätzbeständig als S1O2 ist.Finally, it is expedient to use silicon nitride as a special insulating layer, since it is substantially more etch-resistant than SiO 2 in wet-chemical etching.
Die erfindungsgemäße Lösung hat den Vorteil, daß das Gateoxid in den Kontaktlöchern zuerst geätzt wird. Daher kann das Entfernen des Phosphorsilikatglases, welches weniger ätzbeständig als Gateoxid ist, mit optimaler Ätzzeit, d. h., mit minimaler Unterätzung unter die Lackmaske, ausgeführt werden.The solution according to the invention has the advantage that the gate oxide is first etched in the contact holes. Therefore, removal of the phosphosilicate glass, which is less etch resistant than gate oxide, can be achieved with optimum etch time, i. h., With minimal undercut under the resist mask, executed.
In weiteren Fertigungsschritten können nun Kondensatoren auf dem von Gateoxid bedeckten, hochdotierten Silizium durch Aufbringen einer Deckelektrode hergestellt werden.In further manufacturing steps, capacitors can now be produced on the highly doped silicon covered by gate oxide by applying a cover electrode.
Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel erläutert werden. Die dazugehörige Zeichnung zeigt in Figur 1 bis Figur 3 den schematisiert dargestellten Verfahrensablauf zur gleichzeitigen Herstellung von MIS-Transistoren und spannungsunabhängigen Kondensatoren.The invention will be explained below using an exemplary embodiment. The accompanying drawing shows in Figure 1 to Figure 3 the schematically illustrated process flow for the simultaneous production of MIS transistors and voltage-independent capacitors.
Entsprechend Figur 1 werden auf einem Halbleitersubstrat 1 (z. B. p-leitendes Silicium mit einer Dotierungskonzentration von 5 · 10l4cm"3) das Feldoxid 2 (0,5... 1 μπ\ dick) durch selektive Oxydation hergestellt sowie das Gateoxid 3, das Polysiliciumgate4 und der Polysiliciumbereich 5 gebildet. Daraufhin wird eine kurze oxydierende Temperung (z. B. 1 000°C, 30min) ausgeführt, wodurch auf dem Polysiliciumbereich 5 eine etwa 50 nm dicke Oxidschicht 9 entsteht. Nun erfolgt eine Ionenimplantation (z.B. mitArsen der Dosis 1016cm~2, Energie 150 keV), wodurch das Polysiliciumgate 4, der Polysiliciumbereich 5, Source 6 und Drain 7 sowie der Siliciumbereich 8 η-leitend werden. Anschließend muß eine spezielle Isolierschicht 10 z. B. aus Si3N4 (20nm dick) aufgebracht werden. Nun werden über eine nicht gezeichnete Lackmaske die Kontaktlöcher 11 geätzt. Zu diesem Zweck gibt es Ätzer (z. B. ein Gemisch aus Phosphorsäure und Borfluorsäure), die die spezielle Isolierschicht 10 aus Si3N4 gleichermaßen angreifen, wie das Gateoxid 3.According to figure 1, on a semiconductor substrate 1 (z. B. p-type silicon with a doping concentration of 5 x 10 cm l4 "3) the field oxide 2 (0.5 ... 1 \ μπ thick) produced by selective oxidation and the Gate oxide 3, the polysilicon gate 4 and the polysilicon region 5 are formed, followed by a brief oxidizing annealing (eg 1000 ° C., 30 min), whereby an approximately 50 nm-thick oxide layer 9 is formed on the polysilicon region 5. Ion implantation ( eg with dose 10 16 cm ~ 2 dose, energy 150 keV) polysilicon gate 4, polysilicon region 5, source 6 and drain 7, and silicon region 8 are made η-conductive 3 N 4 (20 nm thick), the contact holes 11 are then etched via a resist mask (not shown) For this purpose, there are etchers (for example a mixture of phosphoric acid and borofluoric acid) containing the special insulating layer 10 a attack Si 3 N 4 in the same way as the gate oxide 3.
Nach Figur 2 wird nun eine Glasschicht 12 (2. B. Phosphorsilikatglas) abgeschieden. Daraufhin werden mit einer weiteren, nicht gezeichneten Lackmaske die Kontaktlöcher 11, der Polysiliciumbereich 5 sowie der n-Siliciumbereich 8 von Phosphorsilikatglas 12 und der speziellen Isolierschicht 10 aus Si3N4 freigeätzt. Das erfolgt in zwei Schritten. Zuerst wird Phosphorsilikatglas geätzt (z. B. mit einem Gemisch von HF und NH4F) und anschließend das Si3N4 so, daß die darunterliegende Oxidschicht 9 bzw. das Halbleitersubstrat 1 sowie das verbliebene Phosphorsilikatglas 12 nicht angegriffen werden (z.B. mit 1600C heißer Phosphorsäure). Im Bedarfsfall kann entsprechend Anspruch 1 das Verfahren ohne eine Ätzung der speziellen Isolierschicht 10 durchgeführt werden.According to FIG. 2, a glass layer 12 (eg, phosphorosilicate glass) is now deposited. Then, the contact holes 11, the polysilicon region 5 and the n-silicon region 8 of phosphorus silicate glass 12 and the special insulating layer 10 of Si 3 N 4 are etched free with a further, not shown resist mask. This is done in two steps. First, phosphorosilicate glass is etched (eg with a mixture of HF and NH 4 F) and then the Si 3 N 4 so that the underlying oxide layer 9 or the semiconductor substrate 1 and the remaining phosphosilicate glass 12 are not attacked (eg with 160 0 C hot phosphoric acid). If necessary, according to claim 1, the method without an etching of the special insulating layer 10 can be performed.
Entsprechend Figur 3 wird nun eine Aluminium- oder Polysiliciumleiterschicht 13 abgeschieden und strukturiert. Während der Ausbildung der MIS-Transistoren (Polysiliciumgate 4, Source 6, Drain 7) werden somit gleichzeitig über dem Polysiliciumbereich 5 und dem n-Siliciumbereich 8 spannungsunabhängige Kondensatoren ausgebildet.According to FIG. 3, an aluminum or polysilicon conductor layer 13 is now deposited and patterned. During the formation of the MIS transistors (polysilicon gate 4, source 6, drain 7), voltage-independent capacitors are thus simultaneously formed over the polysilicon region 5 and the n-silicon region 8.
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DD27457785A DD235751A1 (en) | 1985-03-29 | 1985-03-29 | METHOD FOR MANUFACTURING VOLATILE INDEPENDENT CAPACITORS IN INTEGRATED MOS CIRCUITS |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DD27457785A DD235751A1 (en) | 1985-03-29 | 1985-03-29 | METHOD FOR MANUFACTURING VOLATILE INDEPENDENT CAPACITORS IN INTEGRATED MOS CIRCUITS |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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DD235751A1 true DD235751A1 (en) | 1986-05-14 |
Family
ID=5566404
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DD27457785A DD235751A1 (en) | 1985-03-29 | 1985-03-29 | METHOD FOR MANUFACTURING VOLATILE INDEPENDENT CAPACITORS IN INTEGRATED MOS CIRCUITS |
Country Status (1)
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DD (1) | DD235751A1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5130267A (en) * | 1989-05-23 | 1992-07-14 | Texas Instruments Incorporated | Split metal plate capacitor and method for making the same |
-
1985
- 1985-03-29 DD DD27457785A patent/DD235751A1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US5130267A (en) * | 1989-05-23 | 1992-07-14 | Texas Instruments Incorporated | Split metal plate capacitor and method for making the same |
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