DE1903961C3 - Integrierte Halbleiterschaltung und Verfahren zu ihrer Herstellung - Google Patents

Integrierte Halbleiterschaltung und Verfahren zu ihrer Herstellung

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Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine integrierte Halbleiterschaltung mit einem Träger aus monokristallinem Silizium, einem in einem Oberflächenbereich des Trägers gebildeten Schaltungselement, einer diesen Oberflächenbereich bedeckenden Isolierschicht, die wenigstens eine öffnung über einem ausgewählten Bereich des Schaltungselements aufweist,
einem in einer zweiten Ebene über der Isolierschicht gebildeten weiteren Schaltungselement und einer elektrischen Anschlußverbindung, die durch die öffnung der Isolierschicht hindurch den ausgewählten Bereich des in dem Träger gebildeten Schaltungselements mit dem in der zweiten Ebene liegenden Schaltungselement verbindet. Ferner bezieht sie sich auf ein Vertanen zur Herstellung einer solchen integrierten Halbleiterschaltung.
Eine integrierte Schaltungsanordnung der eingangs angegebenen Art ist bereits im SCP and SOLID STATETECHNOLOGY, Mai 1966, S. 43 bis 47 bekannt. Bei dieser bekannten Halbleiterschaltung ist in einem Träger aus Silizium ein Transistor gebildet, und über dem Träger ist dann eine Siliziumdioxidschicht aufgebracht. Als Zugang zu den Transistorzonen sind in der Siliziumdioxidschicht öffnungen gebildet, in die anschließend während eines Aufdampfvorgangs Aluminium eindringt und die Kontaktverbindung mit den Zonen des Transistors herstellt. Das aufgedampfte Aluminium wird auch zur Herstellung von Verbindungen zu Widerständen und Kondensatoren benutzt, die auf der Siliziumdioxidschicht unter Verwendung einer Legierung aus Nickel und Chrom hergestellt werden. Auf Grund der Verwendung einer Metallegierung zur Herstellung der in der zweiten Ebene liegenden Schaltungselemente sind die Auswahlmöglichkeiten hinsichtlich der Art der in der zweiten Ebene herstellbaren Schaltungselemente sehr begrenzt; auch die Bereiche der erzielbaren Parameter dieser Schaltungselemente sind nicht sehr groß.
Es ist auch bereits ein Verfahren bekannt (FR-PS 1464157), mit dessen Hilfe in einer Siliziumdioxidschicht ein ohmscher Widerstand gebildet werden kann. Dabei wird auf einem Träger eine Siliziumdioxidschicht gebildet, über der dann eine Aluminiumschicht aufgebracht wird. Durch Temperaturerhöhung wird eine Reaktion zwischen dem Aluminium und dem Siliziumdioxid herbeigeführt, damit aus der Siliziumdioxidschicht unter der Aluminiumschicht ein Leiter mit einem bestimmten spezifischen Widerstand entsteht. In dem bei diesem bekannten Vei fahren angewendeten Träger befindet sich jedoch kein Schaltungselement-, es ist nur eine Ebene von Schaltungselementen vorhanden, die praktisch die Ebene der Siliziumdioxidschicht ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine integrierte Halbleiterschaltung der eingangs angegebenen Art so auszugestalten, daß in der zweiten Ebene beliebige Arten von Schaltungselementen mit großen Parameterbereichen gebildet werden können. Ferner soll ein einfach ausführbares Verfahren zur Herstellung einer solchen Halbleiterschaltung geschaffen werden.
Nach der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß mindestens eine Schicht des in der zweiten Ebene liegenden Schaltungselements und die mit dieser Schicht einstückig ausgebildete Anschlußverbindung aus Silizium bestehen, wobei das Silizium der Schicht des in der zweiten Ebene liegenden Schal= tungselements polykristallin ist und eine gleichmäßig verteilte Korngröße mit einem effektiven mittleren Durchmesser von weniger als 0,25 μπι aufweist.
Bei der erfindungsgemäßen Halbleiterschaltung bestehen sowohl das Über der Isolierschicht gebildete Schaltungselement als auch die Anschlußverbindungen zwischen diesem Schaltungselement und den im Trägermaterial gebildeten Schaltungselement aus Si-
lizium. Durch Einhalten der oben angegebenen mittleren Konvgröße bei der Bildung der Siliziumschicht in der zweiten Ebene ergibt sich eine glatte Oberfläche, so daß vor der eigentlichen Bildung des Schaltungselements in dei zweiten Ebene keine besondere Bearbeitung der Siliziumoberfläche erforderlich ist. Außerdem ermöglicht die Verwendung des Materials Silizium für die Schicht der zweiten Ebene die Herstellung sowohl passiver als auch aktiver Schaltungselemente. Wenn beispielsweise das Schaltungselement in der zweiten Ebene ein Widerstand ist, dann lassen sich auf Grund der Verwendung von Silizium Widerstandswerte in der Größenordnung von 100 000 Ohm/Quadrat erreichen. Die Verwendung polykristallinen Siliziums mit einer Korngröße von weniger als 0,25 um ist zwar bereits aus einem Halbleiterherstellungsverfahren bekannt (GB-PS 1073555), doch werden bei diesem Verfahren keine Halbleiterschaltungen mil Bauelementen in zwei Ebenen erzeugt.
Vorteilhafte Weiterbildungen de.·, jrfindungsgemäßen Halbleiterschaltung sind in den Unteransprüchen 2 bis 9 gekennzeichnet. Die im Unteranspruch 6 gekennzeichnete Weiterbildung geht bereits aus einem älteren Vorschlag (DE-OS 1901819) hervor, wonach bereits PN-Übergänge in polykristallinem Halbleitermaterial gebildet wurden.
Das erfindungsgemäße Verfahren, bei dem in einem Oberflächenbereich eines Halbleiterträgers aus monokristallinem Silizium ein Schaltungselement gebildetwird, über diesem Oberflächenbereich eine Isolierschicht aufgebracht wird, in die Isolierschicht eine öffnung zum Freilegen eines ausgewählten Bereichs des Schaltungselements angebracht und ein weiteres Schaltungselement in einer zweiten Ebene gebildet wird, das durch die öffnung in der Isolierschicht mit dem im Halbleiterträger liegenden Schaltungselement in elektrischer Verbindung steht, ist dadurch gekenn^ zeichnet, daß über der Isolierschicht bei einer Temperatur von weniger als 900° C und bei einer Wachstumsgeschwindigkeit von weniger als 1 μηι/Γηίη eine Sc'iiicht aus polykristallinem Silizium mit einer gleichmäßig verteilten Korngröße von weniger als 0,25 μπι und mit einer im wesentlichen glatten Oberfläche aufgebracht wird, und daß die Schicht aus polykristallinem Silizium zumindest als Teil des weiteren Schaltungselements verwendet wird.
Vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind in den Unteransprüchen 11 bis 13 gekennzeichnet.
Die Erfindung wird nun an Hand der Zeichnung beispielshalber erläutert. Es zeigt
Fig. 1 einen Schnitt durch eine integrierte Halbleiterschaltung,
Fig. 2 eine Draufsicht auf die Halbleiterschaltung von Fig. 1,
Fig. 3 einen Schnitt durch eine weitere Ausführungsform, bei der im Siliziummaterial der zweiten Ebene ein Kondensator gebildet ist,
Fig. 4 einen Schnitt durch eine entsprechende Ausführungsform, bei der Kondensatorbeläge in aufeinanderfolgenden Schichten aus polykristallinem Silizium gebildet sind,
Fig. 5 einen Schnitt durch eine weitere Ausführungsform, bei der in der polykristallinen Siliziumschicht ein PN-Übergang gebildet ist, und
Fig. 6 einen Schnitt durch eine weitere Ausführungsform, bei der in der Schicht aus polykristallinem Silizium ein PN-Übergang als Gate-Elektrode eines
Feldeffekttransistors gebildet ist.
In Fig. 1 ist eine integrierte Halbleiterschaltung dargestellt, bei der in einem Träger 11 aus monokristallinem Silizium ein Schaltungselement 12 gebildet ist. Das Schaltungselement 12 kann irgendein Schaltungselement sein, das herkömmlicherweise in einem monokristallinen Halbleitermaterial aufgebaut wird. Bei der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform ist das Schaltungselement ein Transistor.
Der Träger 11 und das Schaltungselement 12 werden mit einer Isolierschicht 14 überzogen, die z. B. bei einer niederen Temperatur mit Hilfe einer Hf-Kathodenzerstäubung aufgebracht wird. Als hierfür besonders geeignetes Verfahren wurde das Niederschlagen von Silan bei einer Temperatur zwischen 300 bis 500° C ermittelt. Für dieses Aufdampfen kann Siliziumnitrid bei der Anwesenheit von Ammoniak in einem Edelgas wie z. B. Helium, Neon oder Argon verwendet werden. Durch das Niederschlagen bei der Anwesenheit von Sauerstoff in einer Edelgasatmosphäre kann auch Siliziumoxyd als Isolierschicht 14 aufgebracht werden. Mit Hilfe eines photolitographischen Maskier- und Ätzverfahrens kann eine Öffnung 16 in der Isolierschicht 14 geschaffen werden. Dabei wird ein lichtundurchlässiges Deckmaterial über der Oxydmaske angebracht und entsprechend belichtet. Mit einer geeigneten Entwicklerlösung wie z. B. Trichlorethylen werden die belichteten Teile gefestigt und die nicht belichteten Teile der Deckschicht entfernt, so daß öffnungen entstehen. Durch diese öffnungen werden in die Isolierschicht 14 öffnungen 16 mit Hilfe einer Ätzflüssigkeit wie z. B. Chlorwasserstoffsäure eingeätzt. Die noch vorhandenen Teile der lichtundurchlässigen Deckschicht werden z. B. mechanisch oder mit Hilfe eines geeigneten Lösungsmittels wie Dichlormethan entfernt.
Die Halbleiterscheibe wird anschließend gereinigt und auf einer aus Kohlenstoff oder Molybdän bestehenden Halterung in einem temperaturgeregelten Uten angeordnet. Danach wird zusammen mit einem Trägergas Silan (SiH4) in den Ofen eingeführt und daraus polykristallines Silizium niedergeschlagen.
Es wurde festgestellt, daß bei einer Temperatur von weniger als 900° C und einer Geschwindigkeit für das Niederschlagen von weniger als 1 um/min ein extrem feinkörniges polykristallines Silizium entsteht, das ungewöhnlich gute Eigenschaften zeigt, die denjenigen des monokristallinen Siliziums sehr ähnlich sind. Die polykristalline Siliziumschicht besitzt eine spiegelartige Oberfläche, auf der keine Körnigkeit wahrnehmbar ist. Mit Hilfe einer elektronenmikroskopischen Untersuchung läßt sich feststellen, daß der Hauptdurchmesser der Korngröße kleiner ist als 0,25 μπι. In der Regel liegt die Korngröße bei 0,1 μηι, bezogen auf den Hauptdurchmesser. Es wurden sogar Schichten aus polykristallinem Silizium hergestellt, deren Korngröße bezüglich des Hauptdurchmessers bei einigen Tausendstel eines μπι lag.
Besonders gute Ergebnisse wurden beim Niederschlagen von Silan bei einer Temperatur von ungefähr 750° C bis ungefähr 900° C für das Herstellen des polykristallinen Siliziums erzielt.
Das in der Öffnung 16 abgelagerte Silizium kann sowohl monokristallines oder polykristallines Silizium sein. Auf jeden Fall entsteht polykristallines Silizium, wenn es beim Niederschlagen über die öffnung 16 hinauswächst. Das Aufbringen des polykristallinen Siliziums wird so lange fortgesetzt, bis die gewünschte Materialdicke erreicht ist.
Nachdem das polykristalline Silizium auf der Isolierschicht 14 angebracht ist, wird mit Hilfe des herkömmlichen photolithographischen Maskienings- und Atzverfahrens das polykristalline Material in bestimmten Bereichen wieder entfernt. In Fig. 1 wurde durch entsprechendes Entfernen des polykristallinen Siliziums ein Widerstand 20 gebildet. Der Verlauf des Widerstands ist in Fig. 2 dargestellt, die eine Drauf sieht auf die Halbleiterschaltung von Fig. 1 zeigt. Der Widerstand 20 erstreckt sich entsprechend der Darstellung vom Emitter 22 des Schaltungselements 12 bis zu den Kontaktflächen 24.
Der Kollektor des Transistors wird mit einen anderen, nicht dargestellten Teil der Schaltung über die Leitung 26 verbunden. In gleicher Weise wird auch die Basis des Transistors mit einem anderen nicht dargestellten Teil der Schaltung durch die Leitung 28 verbunden. Die Leitungen 26 und 28 werden durch eine auf das Niederschlagen des kristallinen Siliziums folgende Metallisierung in einer ersten Ebene gebildet. Die elektrische Verbindung von den Leitungen 26 und 28 mit den entsprechenden Bereichen des Transistors erfolgt durch öffnungen in der Isolierschicht 14. Diese öffnunpen werden mit Hilfe der herkömmlichen Fotoätztechnik hergestellt. Für die Leitungen 26 und 28 werden normalerweise Metalleitungen aus Gold oder Aluminium verwendet.
Wenn eine sehr komplizierte Leitungsführung über der Isolierschicht 14 benötigt wird, kann ein mit hohem Schmelzpunkt schmelzendes Metall wie Molybdän, Tantal oder Wolfram als Leitermaterial über der ersten Isolierschicht angebracht und durch eine zweite Isolierschicht abgedeckt werden, bevor darauf das polykristalline Silizium angebracht wird.
In jedem Fall wird das gewünschte elektrische Leitungsmuster in der ersten Metallschicht mit Hilfe der Fotoätztechnik hergestellt, bei der in bestimmten Bereichen die Metallschicht weggeätzt wird, so daß nur
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Leitungsverbindung::" zu izr. srt bh blib
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sprechenden Bereichen bestehen bleiben.
Unabhängig von der Reihenfolge, in welcher die Leitungen in den Schaltungselementen aus polykristallinem Material hergestellt werden, zeigte sich, daß die ohmschen Kontaktanschlüsse direkt durch das Anbringen von Metalleitern an dem polykristallinen Silizium geschaffen werden können, ohne daß ein Eindiffundieren einer Dotierungssubstanz in den Kontaktbereich notwendig ist. Die Leitung 3U kann ζ. B. direkt mit der Kontaktfläche 24 des Widerstandes 20 verbunden werden. Diese Eigenschaft, daß Metalleitungen direkt mit dem polykristallinen Silizium verbunden werden können, erleichtert das Herstellen von Leitungsverbindungen in einem vielschichtigen Aufbau.
Normalerweise kann der Widerstandswert des aufgebrachten polykristallinen Siliziums durch die Dicke und Breite des Halbleitermaterials festgelegt werden, welches nach dem Wegätzen der übrigen Teile zurückbleibt. Zusätzlich kann jedoch auch der Widerstandswert durch das Zusetzen einer Dotierungssubstanz zu dem polykristallinen Halbleitermaterial geändert werden. Wenn der Widerstandswert des polykristallinen Siliziums z. B. verkleinert werden soll, kann Gallium, Phosphor oder Bor als Dotierungseubstanz verwendet werden. Die Dotierung kann leicht durchgeführt werden. Bei dem vorausgehend beschriebenen Beispiel, bei welchem Silan mit einem
Wasserstoffträgergas zugeführt wird, kann Phosphorsvasserstoff beigesetzt werden, um ein Niederschlagen von Phosphor gleichzeitig mit dem Silizium und damit eine Verringerung des Widerstandswertes zu bewirken.
In ? ig. 3 ist eine weitere Ausführungsform einer Halbleiterschaltung dargestellt, bei weicher über der Isolierschicht 14 eine polykristalline Siliziumschicht 40 aU ein Belag eines Kondensators gebildet ist. Wie beim Widerstand 2t) gemäß 1 ig. ! kann die polykristallinc Siliziumsehicht 4(( cine Dotienmgssubstan/ LMithalten. Die Kon/entralion tier Dotiei ungssubstan/ ändert die Kapazität des endgültigen Kondensaloriiufbaus.
Als /weiter Belag des Kondensators findet eine Metallschicht 42 Verwendung, die auf tier Oberfläche L'iiici iiher der p'.!!ykris!;i!!i!Vjn Siü/i'.ünschi'.'!1.' 4'* :mgeordneten Schicht 44 aus dielektrischem Material angebracht wird. Die Anschlußleitung 46 bestellt der Linfachhcil halber aus einer von außen her zugeführien und an der Metallschicht befestigten Leitung. Selbstverständlich kann iler Kondensatorbelag 42 auch mit einem anderen Schaltungselement über eine auf der dielektrischen Schicht 44 geführten Leitung verbunden sein. Die dielektrische Schicht 44 kann aus Si'i/iunioxyd oder Siliciumnitrid bestehen. Die übrigen Schaltungselemente und Leitungen 26 und 28 gemäß Tig. 3 sind aus Metallen mit hohen Schmel/-pun..ten hergestellt, die /wischen isolierenden Schichten gemäß Fig. 1 und 2 ausgebildet sind.
Line weitere Ausführungsform der Halbleiterschaltung ist in Fig. 4 dargestellt, bei der eine Vielzahl von Schichten 40 und 48 abwechselnd mit einer Vielzahl von Schichten 50 und 52 aus polykristallinem Silizium übereinander gestapelt sind, um eine Kondensatoreinheit mit größerer Kapazität pro Flächeneinheit in einem vielschichtigen Aufbau zu schaffen. Wechselweise aufeinanderfolgende Platten sind hierfür miteinander verbunden. Dazu werden die Schichten 40 und 48 durch eine Öffnung durch ein Leiterclement 54 aus polykristallinem Silizium miteinander verbunden, das gegen die Kondensatorbeläge 50 und 52 isoliert ist. In gleicher Weise sind die Schichten 50 und 52 über eine Öffnung durch ein metallisches Leiterelement 56 verbunden, das durch die Öffnung auf die Platte 50 und die Platte 52 niedergeschlagen wird, wobei jedoch dieses metallische Leiterelement gegen die Schichten 40 und 48 isoliert ist. Das Lciterelcment 46 ist als ausgedehnter Flächenkontakt dargestellt, der elektrisch mit einem anderen nicht dargestellten Schaltungselement verbunden sein kann, oder aber auch elektrisch freiliegt. Der übrige Teil der Anordnung gemäß Fig. 4 ist in derselben Weise wie bereits anhand von Fig. 1 beschrieben aufgebaut.
In Fig. 5 ist eine weitere Ausführungsform einer Halbleiterschaltung dargestellt, bei der die Kapazität der polykristallinen, in der zweiten Ebene angeordneten Siliziumschicht 40 durch einen darin ausgebildeten Bereich 60 verbessert wird, der eine P- oder N-Leitung entsprechend dem verwendeten Dotierungsmaterial besitzt. Normalerweise wird der Bereich 60 derart dotiert, daß eine gegenüber der Schicht 40 entgegengesetzte Leitfähigkeit erhalten wird. Auf diese Weise bildet sich ein Übergang aus, und es entsteht ein Kondensator mit einem verbesserten Gütefaktor Q. Da das gemäß der obigen Erläuterungen ausgebildete polykristalline Silizium sehr feinkörnig ist, besteht die Möglichkeit, eine P- oder N-Leitung durch die Verwendung entsprechender Dotierungssubstanzen, d. h. entsprechender Akzeptor-Störstellcn oder Donator-Störstellen zu schaffen. Für eine P-Leitung werden z. B. als Dotierungssubstanz Bor oder
■ Gallium verwendet, wogegen für eine N-Leitung als Dotierungssubstanz Phosphor, Arsen oder Antimon Verwendung finden. Obwohl das gleichzeitige Niederschlagen der Dotierungssubstanz mit dem Silizium in Verbindung mit der Herstellung eines Widerstands mit unterschiedlichem Widerstandswert beschrieben wurde, wird dieses Verfahren in der Regel nur für die Erzeugung einer N-Leitung verwendet. Insbesondere wird als chemische Substanz Phosphin, Arsin oiler Antimonpcntachlorid mit Hilfe eines Wasscrstoffträgergases eingefühlt und thermisch aufbereitet, um das Niederschlagen der die N-Leitung bewirkeniIimi Dnniilor-Störstellen zu bewirken. Das gleiche Verfahren ka-m auch für die Herstellung einer P-Lcitung verwendet werden, wenn Diboran oder Galliumtriehlorid mit einem Wasserstoffträgergas vereinigt und thermisch zersetzt wird, um das gleichzeitige Niederschlagen der Akzeptor-Störstellcn mit dem viclkristallincn Halbleiter zu bewirken. In der Regel wird jedoch der Hereich mil P-Leitungdureheine Diffusion hergestellt. Hei einer solchen Diffusion wird zunächst eine Verbindung wie z. B. Bortribromid in einem Edelgas, z. B. Stickstoff, mit einem kleinen Anteil von Sauerstoff thermisch in einer temperaturgeregelten Umgebung zersetzt, um das Niederschlagen einer Borglasur zu bewirken. Sodann wird aus der Borglasur Bor in den vielkristallinen Halbleiter eindiffundiert und die N-Leitung an allen freiliegenden Stellen des polykristallinen Siliziums in eine P-I.eilung umgewandelt.
In Fig. 5 ist die dielektrische Schicht 44 über der polykristallinen Siliziumschicht 40 und deren entgegengesetzt dotierten Bereich 60 angeordnet. Auf der dielektrischen Schicht 44 ist der zweite Belag 62 des Kondensators in Form einer Metallschicht angeord
: net. Auf diese Weise erhält man einen Kondensator mit einem verbesserten Guieiakior Q und eiiici cihöhten Kapazität pro Flächeneinheit. Die Leitungen 46 und 61 sind der Einfachheit halber als Kontaktanschlüsse dargestellt.
:■, Fig. 6 zeigt eine weitere Ausführungsform einer Halbleiterschaltung, bei der die polykristalline Siliziumschicht 40 mit einem PN-Übergang 66 versehen wird, indem wahlweise Akzeptor- oder Donator-Störstellen, wie bereits beschrieben, eingeführt wer-
■.': tien. In den Öffnungen 69 und 71 in der Isolierschicht 14 ist ein Halbleitermaterial 68, 70 vorgesehen, das ais Quelle und Senke für einen Feldeffekttransistor oder in einem anderen Fall als Basisanschlüsse für einen PN-FIächentransistor Verwendung findet. Über
-,-, dem polykristallinen Silizium ist eine Isolierschicht 72 vorgesehen, in der eine Öffnung 73 eingeätzt ist. Durch diese Öffnung in der Isolierschicht 72 stellt ein durch Aufdampfen aufgebrachter metallischer Leiter 74 einen ohmschen Kontakt mit dem Bereich 78 in-
hn nerhalb des Übergangs 66 her. Der Leiter 74 steht steht mit weiteren nicht dargestellten Schaltungsteilen in Verbindung und spannt den Übergang 66 in Sperrichtung vor; er stellt somit die Gate-Elektrode des Feldeffekttransistors dar, mit der der Kanal zwi-
hi sehen der Quelle 68 und der Senke 70 und somit der Strom zwischen diesen beiden gesteuert werden kann. Der Leiter 74 kann jedoch auch als Emitter eines PN-Flächentransistors Verwendung finden, um den
Übergang 66 abwechselnd in Durchlaßrichtung und Sperrichtung vorzuspannen, wodurch das Ein- und Ausschalten des zwischen den Basisanschlüssen 68 und 70 fließenden Stroms für den gewünschten Anwendungsfall bewirkt wird.
In dem polykristallinen Silizium können weitere Schaltungselemente gebildet werden, ohne daß überschüssiges Halbleitermaterial niedergeschlagen und anschließend die Halbleiterscheibe gclh'ppt, poliert oder gereinigt werden muß. Das feinkörnige polykristalline Halbleitermaterial besitzt nicht nur eine Korngröße mit einem I lauptdurchmesser von weniger als 0,5 (im, sondern enthält auch keine Korngröße, die über V2 μπι hinausgeht. Diese begrenzte maximale Größe wird im Hinblick auf die erzielten Vorteile als sehr bedeutend angesehen. Unter Verwendung des beschriebenen Verfahrens können eine zwei ie und nachfolgend weitere Schichten eines feinkörnigen polykristallinen Siliziums geschaffen werden, indem
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Temperaturen von etwa 800 bis 885" C bei einer Wachstumsgeschwindigkeit von 0,25 bis 0,75 fim/min verwendet werden, wobei Widerstandswerte von 1000, 5000, 10000 und 100000 Ohm/Quadrat erzielbar sind. Es läßt sich eine polykristalline Siliziumschicht mit 10"J mm Dicke über einer Isolier-Schicht mit 0,2- 10"'mm bis 4· 10"' mm Dicke bei Siliziumdioxyd herstellen. Dabei können Übergänge in dem polykristallinen Silizium ausgebildet werden.
Das Verfahren gemäß der obigen Ausführungen kann zum (.lichteren Aufbau von Halbleiterelementen pro Oherflächeneinheit verwendet werden. Wenn überdies Widerstünde aus polykristallinem Silizium in tier zweiten F:.bene anstelle der ersten, aus einem monokristallinen Silizium bestehenden Lbene angeordnet werden, besitz! die Halbleiterschaltung eine grö-
LlCK" vv iuCrSidiiUMttnigKCii gi_£Cn .jit tuitüitg ίίί'ιίι
insbesondere gegen das Auslösen cinei Fehlfunklion bei einer hohen Strahlendosis.
Hierzu -1' HIaIl Zeiehnuimen

Claims (13)

Patentansprüche:
1. Integrierte Halbleiterschaltung mit einem Träger aus monokristallinem Silizium, einem in einem Oberflächenbereich des Trägers gebildeten Schaltungselement, einer diesen Oberflächenbereich bedeckenden Isolierschicht, die wenigstens eine öffnung über einem ausgewählten Bereich des Schaltungselements aufweist, einem in einer zweiten Ebene über der Isolierschicht gebildeten weiteren Schaltungselement und einer elektrischen Anschlußverbindung, die durch die öffnung der Isolierschicht hindurch den ausgewählten Bereich des in dem Träger gebildeten Schaltungselements mit dem in der zweiten Ebene liegenden Schaltungselement verbindet, dadurch gekennzeichne t, daß mindestens eine Schicht (20; 40; 40,48, SO, 52) des in der zweiten Ebene liegenden Schaltungselements und die mit dieser Schicht einstückig ausgebildete Anschlußverbindung (18) aus Silizium bestehen, wobei das Silizium der Schicht (20; 40) des in der zweiten Ebene liegenden Schaltungselements polykristallin ist und eine gleichmäßig verteilte Korngröße mit einem effektiven mittleren Durchmesser von weniger als 0,25 μτη aufweist.
2. Integrierte Halbleiterschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das in der zweiten Ebene liegende Schaltungselement ein passives Schaltungselement ist.
3. Integrierte Hafoleiteru-haltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das passive Schaltungselement ein ohmsd er Widerstand ist, bei dem die Schicht (20) aus polykristallinem Silizium an beiden Enden jeweils mit einem ohmschen Kontaktanschluß versehen ist.
4. Integrierte Halbleiterschaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das passive Schaltungselement ein Kondensator ist, bei dem der eine leitende Belag aus der Schicht (40) aus polykristallinem Silizium gebildet ist und der eine diese Schicht (40) bedeckende Schicht (44) aus dielektrischem Material sowie einen über der Schicht aus dielektrischem Material liegenden zweiten leitenden Belag (42) aufweist.
5. Integrierte Halbleiterschaltung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Kondensator mehr als eine Schicht aus dielektrischem Material und mehr als eine Schicht (40, 48, 50, 52) aus polykristallinem Silizium zur Bildung mehrerer Kondensatorbeläge aufweist, wobei die Schichten aus dielektrischem Material und aus polykristallinem Silizium abwechselnd übereinander gestapelt sind, und daß elektrische Leiterelemente (54, 56) abwechselnde Schichten (40, 48; 50, 52) aus polykristallinem Silizium zur Erzielung der gewünschten Kapazität miteinander verbinden.
6. Integrierte Halbleiterschaltung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht (40) aus polykristallinem Silizium Zonen des entgegengesetzten Leitungstyps (40; 60; 70, 78) mit einem dazwischenliegenden PN-Übergang enthält.
7. Integrierte Halbleiterschaltung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das in der zweiten Ebene liegende Schaltungselement ein Kondensator (40, 44, 62) ist, bei dem der PN-
IU Übergang zur Verbesserung des Gütefaktors Q dient.
8. Integrierte Halbleiterschaltung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das in der zweiten Ebene liegende Schaltungselement ein Feldeffekttransistor ist.
9. Integrierte Halbleiterschaltung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß da^ in der zweiten Ebene liegende Schaltungselement ein Doppelbasis-Transistor ist.
10. Verfahren zur Herstellung einer integrierten Halbleiterschaltung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem in einem Oberflächenbereich eines Halbleiterträgers aus monokristallinem Silizium ein Schaltungselement gebildet wird, über diesem Oberflächenbereich eine Isolierschicht aufgebracht wird, in der Isolierschicht eine öffnung zum Freilegen eines ausgewählten Bereichs des Schaltungselements angebracht und ein weiteres Schaltungselement in einer zweiten Ebene gebildet wird, das durch die öffnung in der Isolierschicht mit dem im Halbleiterträger liegenden Schaltungselement in elektrischer Verbindung steht, dadurch gekennzeichnet, daß über der Isolierschicht bei einer Temperatur von weniger als 900° C und bei einer Wachstumsgeschwindigkeit von weniger als 1 μηι/Γηΐη eine Schicht aus polykristallinem Silizium mit einer gleichmäßig verteilten Korngröße von weniger als 0,25 μΐη und mit einer im wesentlichen glatten Oberfläche aufgebracht wird und daß die Schicht aus polykristallinem Silizium zumindest als Teil des weiteren Schaltungselements verwendet wird.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrische Verbindung zwischen dem Schaltungselement in der zweiten Ebene und dem Schaltungselement in dem Oberflächenbereich des Halbleiterirägers durch Einbringen von monokristaliinem Silizium in die öffnung in der Isolierschicht gebildet wird, wobei das die elektrische Verbindung bildende monokristalline Silizium einstückig mit der über der Isolierschicht aufgebrachten Schicht aus polykristallinem Sili/ium verbunden ist.
12. Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß mit der Schicht aus polykristallinen! Silizium des in der zweiten Ebene liegenden Schaltungselemente ein Metalleiter zur Erzielung eines ohmschen Kontaktanschlusses direkt verbunden wird.
13. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß in der Schicht aus polykristallinen! Silizium Zonen unterschiedlichen Leitungstyps zur Bildung eines in dem Schaltungselement der zweiten Ebene verwendeten PN-Ubergangs erzeugt werden.
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