DE2054535B2 - Verfahren zur Herstellung von Feldeffekt-Halbleiteranordnungen in einem Halbleiterplättchen - Google Patents
Verfahren zur Herstellung von Feldeffekt-Halbleiteranordnungen in einem HalbleiterplättchenInfo
- Publication number
- DE2054535B2 DE2054535B2 DE2054535A DE2054535A DE2054535B2 DE 2054535 B2 DE2054535 B2 DE 2054535B2 DE 2054535 A DE2054535 A DE 2054535A DE 2054535 A DE2054535 A DE 2054535A DE 2054535 B2 DE2054535 B2 DE 2054535B2
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- gate
- mask layer
- semiconductor
- nitride
- layer
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Withdrawn
Links
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims description 53
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 27
- 230000005669 field effect Effects 0.000 title claims description 21
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 13
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 claims description 58
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 6
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 89
- 239000010408 film Substances 0.000 description 69
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 43
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 43
- 235000012431 wafers Nutrition 0.000 description 28
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 24
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 24
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 22
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 description 21
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 21
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 14
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 12
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 12
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 7
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 7
- 239000000463 material Substances 0.000 description 7
- 235000011007 phosphoric acid Nutrition 0.000 description 7
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 6
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N Fluorane Chemical compound F KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 description 5
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 5
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 5
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N Acetic acid Chemical compound CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 4
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 4
- DDFHBQSCUXNBSA-UHFFFAOYSA-N 5-(5-carboxythiophen-2-yl)thiophene-2-carboxylic acid Chemical compound S1C(C(=O)O)=CC=C1C1=CC=C(C(O)=O)S1 DDFHBQSCUXNBSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N Isopropanol Chemical compound CC(C)O KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 3
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052681 coesite Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 3
- 229910052906 cristobalite Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 3
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 3
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052682 stishovite Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052905 tridymite Inorganic materials 0.000 description 3
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 241000251730 Chondrichthyes Species 0.000 description 2
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N Silane Chemical compound [SiH4] BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ILAHWRKJUDSMFH-UHFFFAOYSA-N boron tribromide Chemical compound BrB(Br)Br ILAHWRKJUDSMFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 2
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 2
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 description 2
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910000077 silane Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VXEGSRKPIUDPQT-UHFFFAOYSA-N 4-[4-(4-methoxyphenyl)piperazin-1-yl]aniline Chemical compound C1=CC(OC)=CC=C1N1CCN(C=2C=CC(N)=CC=2)CC1 VXEGSRKPIUDPQT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910017855 NH 4 F Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910004028 SiCU Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- XSTXAVWGXDQKEL-UHFFFAOYSA-N Trichloroethylene Chemical group ClC=C(Cl)Cl XSTXAVWGXDQKEL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 1
- 230000005587 bubbling Effects 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 229910001873 dinitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010292 electrical insulation Methods 0.000 description 1
- 238000005566 electron beam evaporation Methods 0.000 description 1
- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000040 hydrogen fluoride Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 229910021421 monocrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- 230000003071 parasitic effect Effects 0.000 description 1
- 238000001259 photo etching Methods 0.000 description 1
- 229920002120 photoresistant polymer Polymers 0.000 description 1
- 229910052594 sapphire Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010980 sapphire Substances 0.000 description 1
- 239000005049 silicon tetrachloride Substances 0.000 description 1
- 239000002210 silicon-based material Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
- H01L21/31—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to form insulating layers thereon, e.g. for masking or by using photolithographic techniques; After treatment of these layers; Selection of materials for these layers
- H01L21/32—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to form insulating layers thereon, e.g. for masking or by using photolithographic techniques; After treatment of these layers; Selection of materials for these layers using masks
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/70—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof
- H01L21/71—Manufacture of specific parts of devices defined in group H01L21/70
- H01L21/76—Making of isolation regions between components
- H01L21/762—Dielectric regions, e.g. EPIC dielectric isolation, LOCOS; Trench refilling techniques, SOI technology, use of channel stoppers
- H01L21/76202—Dielectric regions, e.g. EPIC dielectric isolation, LOCOS; Trench refilling techniques, SOI technology, use of channel stoppers using a local oxidation of silicon, e.g. LOCOS, SWAMI, SILO
- H01L21/76205—Dielectric regions, e.g. EPIC dielectric isolation, LOCOS; Trench refilling techniques, SOI technology, use of channel stoppers using a local oxidation of silicon, e.g. LOCOS, SWAMI, SILO in a region being recessed from the surface, e.g. in a recess, groove, tub or trench region
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
- H01L23/28—Encapsulations, e.g. encapsulating layers, coatings, e.g. for protection
- H01L23/29—Encapsulations, e.g. encapsulating layers, coatings, e.g. for protection characterised by the material, e.g. carbon
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/0001—Technical content checked by a classifier
- H01L2924/0002—Not covered by any one of groups H01L24/00, H01L24/00 and H01L2224/00
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S148/00—Metal treatment
- Y10S148/043—Dual dielectric
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S148/00—Metal treatment
- Y10S148/051—Etching
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S148/00—Metal treatment
- Y10S148/053—Field effect transistors fets
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S148/00—Metal treatment
- Y10S148/085—Isolated-integrated
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S148/00—Metal treatment
- Y10S148/114—Nitrides of silicon
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S148/00—Metal treatment
- Y10S148/117—Oxidation, selective
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S148/00—Metal treatment
- Y10S148/15—Silicon on sapphire SOS
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Element Separation (AREA)
- Weting (AREA)
- Local Oxidation Of Silicon (AREA)
Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von Feldeffekt-Halbleiteranordnungen in
einem Halbleiterplättchen, bei dem auf ausgewählten Teilen eines Substrats eine erste Nitridmaskenschicht
aufgebracht wird, bei dem die Teile des Halbleiterplättchens, welche nicht von der Nitridmaskenschicht
bedeckt sind, oxidiert werden, um aus den von der ersten Nitridmaskenschicht geschützten Bereichen seitlich
isolierte Halbleiterinseln in dem Halbleiterplättchen auszubilden, bei dem in freigelegten Teilen der isolierten
Halbleiterinseln teilweise mit einer Oxidschicht bedeckte Source- und Drain-Bereiche ausgebildet werden, und
bei dem auf Gate-Oxiden, die über den Gate-Bereichen des Halbleiterplättchens liegen, Gate-Kontakte und
über den freigelegten Kontaktregionen der Source- und Drain-Bereiche Source- und Drain-Kontakte aufgebracht
werden. Ein derartiges Verfahren ist beispielsweise durch die Zeitschrift Planar News, Band 5. 1969.
Nr. 13, Seiten 1 und 2 bekannt geworden.
Durch das Technical Disclosure Bulletin, Vol. 11,1969,
Nr. 12, Seiten 1690 und 1691 ist ein Verfahren zur Herstellung von Halbleiteranordnungen in einem
Halbleiterplättchen bekannt, bei dem mit einer Nitridmaske ein mehrere getrennte Halbleiterbereiche
definierender Oxidfilm abgedeckt wird, worauf in den vom Oxidfilm freien und nicht abgedeckten Bereichen
des Halbleiterplättchens eine Oxidschicht gebildet wird.
ίο Aus der Zeitschrift Planar News, Band 5,1969, Nr. 13,
Seiten 1 und 2 ist es über den Oberbegriff des Anspruchs 1 hinaus bekannt, daß dem Schritt des Ausbildens der
ersten Nitridmaskenschicht ein Schritt folgt, bei welchem die Teile des Halbleiterplättchens, welche
nicht von der Nitridmaskenschicht abgedeckt sind, bis zu einer Tiefe entfernt werden, welche geringer ist als
die Tiefe des Halbleiterplättchens.
Aus der US-PS 32 96 040 ist die Verwendung einer Siliciumoxidmaske zur Ablagerung einer Schicht von 1
bis 3 Mikron Stärke angegeben.
Die US-PS 33 12 879 zeigt die Herstellung einer Hableiteranordnung unter Verwendung eines Siliciumnitridüberzuges
als Isoliermaterial. Das Originalplättchen wird oxidiert, geätzt und dann mit Siliciumnitrid
überzogen.
Die US-PS 34 19 761 zeigt ein Verfahren zur Verwendung von Siliciumnitrid bei der Herstellung
eines Feldeffekttransistors mit isoliertem Gate.
In der US-PS 34 22 321 ist die Verwendung von mit
in Sauerstoff behandeltem Siliciumnitrid als Gateisolierschicht
gezeigt.
Die genannten US-Patentschriften zeigen Halbleiteranordnungen und Verfahren zu ihrer Herstellung unter
Verwendung von Nitridschichten und Oxidfilmen, aber
J5 keine Feldeffekt-Halbleiteranordnungen, die nach
einem Verfahren unter Verwendung einer Nitridschicht zum Abdecken der thermischen Oxidation des Feldes
hergestellt wurden und in denen die Nitridschicht als Ätzmaske für einen darunter liegenden Oxidfilm dient.
■to Außerdem zeigen sie nicht die Anwendung der
Nitridschicht und der Oxidfilme zur Herstellung isolierter Inseln in einem Halbleiterplättchen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs beschriebenen Art zu schaffen,
bei welchem eine Verunreinigung des Gate-Oxides und des darunter befindlichen Halbleitermaterials während
der Herstellung der Feldeffekt-Halbleiteranordnung sicher vermieden wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zu Beginn des Verfahrens direkt auf wenigstens
einem Teil der Oberfläche des Halbleiterplättchens ein Gate-Oxidfilm ausgebildet wird, auf dem anschließend
die erste Nitridmaskenschicht angeordnet wird, daß nach der Herstellung der seitlich isolierten Halbleiterinseln
die Nitridmaskenschicht außer an denjenigen Teilen des Gate-Oxidfilms, welcher als die Gate-Oxide
der fertigen Feldeffektanordnungen dienen sollen, entfernt und anschließend die freigelegten Teile des
Gate-Oxidfilms entfernt werden und daß vor der
bo Bildung der über den Source- und Drain-Bereichen
liegenden Oxidschichten auf den freigelegten Kontaktregionen der Source- und Drain-Bereiche eine zweite
Nitridmaskenschicht ausgebildet und nach der Bildung dieser Oxidschicht zum Aufbringen der Source- und
Drain-Kontakte wieder entfernt wird.
Eine Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß dem Schritt des Ausbildens der
ersten Nitridmaskenschicht ein Schritt folgt, bei
welchem die Teile des Halbleiterplättchens, weiche nicht von der Nitridmaskenschicht abgedeckt sind, bis
zu einer Tiefe entfernt werden, weiche geringer ist als die Tiefe des Halbleiterplättchens.
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß der Gate-Oxidfilm die als erstes
ausgebildete Oxidschicht ist und sofort von einer Nitridmaskenschicht abgedeckt wird. Dies bringt die
Gefahr der Verunreinigungen des Gate-Oxides und des darunter befindlichen Halbleitermaterials während der
folgenden Verfahrensschritte auf ein Minimum. Dieser Vorteil bleibt während des gesamten Herstellungsvorgangs
der Feldeffekt-Halbleiteranordnung erhalten, da das Gate-Oxid, ruf welchem der Gate-Kontakt ausgebildet
werden soll, so lange abgedeckt bleibt, bis die Nitridmaskenschicht unmittelbar vor dem Ablagern des
Gate-Kontaktes entfernt wird.
Da die Kontakte auf die Inselfläche und auf die relativ dünnen Gate-Oxidfilme abgelagert wenden ist die
Feldeffektanordnung im wesentlichen planar. Die Oberseite jeder Insel ist praktisch frei von größeren
Stufen oder Schwankungen in der Scärke der Isolierfilme. Außerdem lassen sich infolge der Isolation zwischen
den Inseln mehr Anordnungen im Plättchen herstellen. Die seitliche Diffusion wird um die Isolierschicht um
jede Insel begrenzt.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher
beschrieben. In der Zeichnung zeigt
Fig. 1 eine Draufsicht auf ein Halbleiterplättchen mit
den Oxidfilmen und einer sandwichartigen Nitridscliicht zum Abdecken der Oberfläche des Halbleiterplättchens,
Fig. la einen Querschnitt längs den Linien Ia-Ia in
Fig. 1,
Fig.2 eine Seitenansicht des Halbleiterplättchens, nachdem die nichtabgedeckten Bereiche zur Bildung
der Halbleiterinseln entfernt wurden,
Fig.3 eine Seitenansicht des Halbleiterplättchens, nachdem zur Verbesserung der seitlichen Isolation
zwischen benachbarten Inseln ein Oxidfilm in den zwischenliegenden Bereichen gebildet wurde,
F i g. 4 eine Draufsicht auf das Halbleiterplättchen zur Darstellung einer Nitridschicht und einer darunterliegenden
Oxidschicht zur Definierung der Gate-Kontaktregion einer Feldeffektanordnung,
Fig.4a eine seitliche Schnittansicht, geschnitten längs den Linien 4a-4a in F i g. 4,
F i g. 5 eine Draufsicht auf das Halbleiterplättchen mit einer Nitridschicht, die von einem Oxidfilm zur
Definierung der Kontaktregionen der Feldeffektanordnung abgedeckt ist,
F i g. 5a eine seitliche Schnittansicht geschnitten längs den Linien 5a-5a in F i g. 5,
Fig.6 eine seitliche Ansicht des Plättchens mit den
durch die Gateregion getrennten diffundierten Regionen,
F i g. 7 eine Seitenansicht des Halbleiterplättchens mit den durch eine Gateregion getrennten P-Regionen,
nachdem die abgedeckten Nitridschichten zum Freilegen der Oberfläche im Gateisolierfilm entfernt wurden,
F i g. 8 eine Draufsicht auf das Halbleiterplättchen mit den Metallkontakten über den Regionen der Feldeffektanordnung,
F i g. 8a einen Querschnitt längs den Linien 8a-8a in F ig. 8,
Fig. 8b einen Querschnitt längs den Linien 8b-8b in
Fi g. 8 und
F i g. 8c einen Querschnitt längs den Linien 8c-8c in Fig. 8.
Zur Erläuterung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels dient ein N-Siliziumplättchen. Das Verfahren ist
aber ebenso geeignet für andere N- und P-HaIbIeUe--materialien,
die dem Silicium äquivalent sind. Das Verfahren eignet sich sowohl zur Herstellung von P- als
auch von N-Feldeffektanordnungen und von Kombinationen von N- und P-Feldeffektanordnungen. Für die
Beschreibung sind Silicium- und Siliciumoxidfilme (SiOj)
ίο als Oxidfilme angenommen. Bei dein bevorzugten
Ausführungsbeispiel dienen als Nitridschichten Siliciumnitridschichten
(Si3N4), es kann aber auch mit Aluminiumoxid
(AI2O3) gearbeitet werden.
In Stufe 1 des Verfahrens wird ein Siliciumhalbleiterplättchen zum Entfernen beschädigter Oberflächenbereiehe chemisch geätzt und darauf mechanisch poliert. Anschließend wird es gereinigt, beispielsweise in einer aufgerührten Lösung mit Trichloräthylen, Isopropylalkohol, Wasser und Fluorwasserstoffsäure.
In Stufe 1 des Verfahrens wird ein Siliciumhalbleiterplättchen zum Entfernen beschädigter Oberflächenbereiehe chemisch geätzt und darauf mechanisch poliert. Anschließend wird es gereinigt, beispielsweise in einer aufgerührten Lösung mit Trichloräthylen, Isopropylalkohol, Wasser und Fluorwasserstoffsäure.
Das Halbleiterplättchen wird beispielsweise auf eine Stärke von 0,1 Mikron oxidiert. Der Siliciumdioxidfilm
kann dadurch hergestellt werden, daß man das Siliciumplättchen Sauerstoff- und Stickstoffströmen in
einem Ofen bei Temperaturen über 10000C aussetzt. Bei
Stufe 2 wird das Plättchen beispielsweise in eine induktiv beheizte Spule eingesetzt und eine Nitridschicht
auf dem Siliciumdioxidfilm niedergeschlagen. Die Nitridschicht kann man herstellen, indem man
Stickstoffgas durch Siliciumtetrachlorid (SiCU) perlen
j« läßt. Die Siliciumnitridschicht kann gegenüber dem
Dioxidfilm eine Stärke von 0,2 Mikron besitzen. Die Nitridschicht bildet während der Feldoxidation eine
Oxidationsmaske für den Sauerstoffilm.
Auf der Nitridschicht wird ein zweiter Siliciumdioxidfilm niedergeschlagen oder die Siliciumschicht wird
oxidiert zur Bildung des Oxidfilmes zur Abdeckung der Nitridschicht. Der äußere Film, der ebenfalls eine Stärke
von etwa 0,1 Mikron besitzen kann, bildet eine Ätzmaske oder -abdeckung für das Siliciumnitrid
während der nachfolgenden Verfahrensschritte.
Der äußere Siliciumdioxidfilm wird abgedeckt und der nicht abgedeckte Film durch ein Ätzmittel wie etwa
Ammoniumfluorid und verdünnte HF. Das freiliegende Nitrid wird zum Freilegen des inneren Filmes
beispielsweise mit Phosphorsäure (H3PO4) geätzt, wobei letzterer Film ebenfalls mit Ammoniumfluorid
und verdünnte HFgeätzt wird. Die Fig. 1 und la zeigen
das Plättchen nach dem Schritt 2.
Fig. 1 zeigt eine Draufsicht auf einen Teil des Siliciumplättchens mit dem Siliciumdioxidfilm 20 und
der freigelegten Oberfläche 21 des Siliciumplättchens. Fig. la zeigt die relative Lage des Siliciumdioxidfilmes
20, die erste Nitridmaskenschicht 22 und des inneren Siliciumdioxidfilmes oder Gate-Oxidfilmes 23', der unter
•n der ersten Silicium-Nitridmaskenschicht 22 liegt. Die Zuordnung zwischen der freigelegten Oberfläche 21 und
dem abgedeckten Halbleiterplättchen 24 ist ebenfalls detailliert gezeigt.
Bei Schritt 3 wird die freigelegte Oberfläche 21
w) geätzt, beispielsweise durch eine Lösung mit Essigsäure,
Salpetersäure und Fluorwasserstoffsäure, bis etwa auf eine Tiefe von 1 Mikron zur Bildung von !nseln in der
Oberfläche des Siliciumplättchens. Das Halbleiterplättchen wird bis auf etwa die halbe Tiefe der gewünschten
Feldoxidstärke gemäß F i g. 2 geätzt. Während des Ätzschrittes wurde der äußere Siliciumdioxidfilm 20
(vgl. Fig. la) abgetragen, so daß die erste Nitridmaskenschicht 22 als Maske oder Abdeckung für den
inneren Gate-Dioxidfilm 23' zurückbleibt.
F i g. 2 zeigt einen Querschnitt längs den Linien Ia-Ia
in F i g. 1 mit der Insel 25 aus N-Siliciumhalbleitermaterial
24, in Fig. la abgedeckt dargestellt. Es kann eine Vielzahl von Inseln gleichzeitig hergestellt werden.
In Schritt 4 wird eine Siliciumdioxidschicht in den geätzten Feldbereichen um die Siliciuminseln thermisch
gezogen. Die Siliciumnitridschicht dient als Oxidationsmaske während Schritt 4, um zu verhindern, daß der
innere Gate-Dioxidfilm 23' in seiner Stärke zunimmt, wenn die Oxidschicht in den geätzten Bereichen
gebildet wird. Bei der Bildung der Oxidschicht wird Siliciummaterial verwendet, so daß die Höhe der Inseln
beispielsweise von 2 Mikron gegenüber der Tiefe der Siliciumbereiche um die Inseln erhöht wird. Das
Feidoxid wird auf eine Höhe mit der Oberseite der insel
gezogen. Man erkennt, daß die Inseln durch Ätzen eines relativ dünnen Oxidfilmes (0,1 Mikron) definiert sind.
Fig. 3 zeigt einen Querschnitt ebenfalls entlang den
Linien Ia-Ia in Fi g. 1. Die Siliciumdioxidschicht 26 liegt
auf einer Höhe mit der Oberseite der Insel 25. Während die Feldoxidschicht 26 thermisch gezogen wird, wird
auch ein äußerer SiO2-Film 28 gebildet. Die Höhe der Insel 25 beträgt etwa die doppelte Höhe der Inseln in
F i g. 2.
Anstatt das Siliciumplättchen zu ätzen und dann in der Feldregion um die Inseln eine Oxidschicht thermisch
zu ziehen, kann auch die erste Nitridmaskenschicht 22 zum Abdecken des Gate-Oxidfilmes 23' verwendet
werden, während das freiliegende Siliciumplättchen zum Bilden der Siliciumdioxidschicht 26 oxidiert wird.
Das bedeutet, daß der Ätzschritt entfallen kann, indem man das Siliciumplättchen auf die erforderliche Tiefe
oxidiert, wie in F i g. 3 gezeigt.
Bei Schritt 5 wird der äußere SiOi-FiIm 28 teilweise
abgedeckt und der nicht abgedeckte SiOrFiIm zum Freilegen der ersten Nitridmaskenschicht 22 abgeätzt.
Die freigelegte Nitridmaskenschicht wird dann auf den inneren Gate-Oxidfilm 23' abgeätzt. Darauf werden der
Gate-Oxidfilm 23' und der äußere SiO2-FiIm 28, vorher
zum Abdecken der ersten Nitridmaskenschicht 22 dienend, geätzt. Die nicht geätzte erste Nitridmaskenschicht
und der Gate-Oxidfilm 23' bilden eine Maske für eine Gateregion einer Feldeffektanordnung.
Bei Schritt 6 des Verfahrens wird Bor auf der freigelegten Oberfläche jeder Insel abgeschieden. Bor
ist ein p--Material zur Bildung von Bereichen
unterschiedlicher Leitfähigkeit in der N-Siliciuminsel.
Die Fig.4 und 4a zeigen einen Teil des Halbleiterplättchens
nach Schritt 6. F i g. 5 zeigt die Gateabdekkung 29 der Insel 25. Die Siliciumdioxidschicht 26
umgibt die Insel 25.
Fig.4a ist eine Seitenansicht der Insel 25, die längs
den Linien A-A geschnitten ist und die Oxidschicht 26 um die Insel 25 zeigt. Eine Borschicht 30 ist auf die
Oberfläche der Insel um die Gateabdeckung 29 abgelagert, die die Nitridmaskenschicht 22 und das
Gate-Oxid 23 umfaßt.
Der äußere SiO2-Film 28 deckt die Nitridmaskenschicht
22 über der Gateregion ab, während die nicht abgedeckte Nitridmaskenschicht bis auf den Gate-Oxidfilm
23' geätzt wird. Die Nitridmaskenschicht 22 deckte dann den Gate-Oxidfilm 23' ab. während der freigelegte
Gate-Oxidfilm zur Freüegung der Oberfläche der insel 25 abgeätzt wurde.
In Schritt 7 wird die Oberseite der Inseln abgedeckt und Siliciumnitrid an den Stellen abgelagert, die die
Kontakte der herzustellenden Feldeffektanordnungen definieren. Darauf wird auf den abgeschiedener
Nilridschichten ein Siliuiumdioxidfilm gebildet.
Fig. 5 stellt die Oberseite eines Teiles des Silicium
plättchens dar mit der Insel 25 und den abgelagerter Kontaktmasken 31 und 32, die je einen äußeren Film au;
Siliciumdioxid und eine innere Schicht aus Siliciumnitric umfassen. Die Gateabdeckung 29 liegt zwischen dei
anderen Kontaktabdeckung. Die Gateabdeckung umfaßt eine äußere Schicht aus Siliciumnitrid und einer
ίο inneren Siliciumdioxidfilm.
Fig. 5a (geschnitten längs der Linie 5a-5a in Fig. zeigt die Zuordnung der Kontaktmasken deutlicher. Die
Gateabdeckung 29 liegt zwischen den Kontaktmasker 31 und 32 auf der Insel 25. Die Insel wird von einei
Siliciumdioxidschicht 26 umgeben, die die elektrische isolation zwischen den insein des Haibieiierpiättchen!
verbessert.
Wie oben erwähnt, umfaßt die Gateabdeckung 29 die erste Nitridmaskenschicht 22 und das Gateoxid 23. Die
Reihenfolge ist bei den Kontaktmasken umgekehrt. Di< zweite Nitridmaskenschicht 33 für die Kontaktmaske 31
wird auf dem abgelagerten Bor 30 und der Siliciumdi oxidfilm 36 auf der zweiten Nitridmaskenschicht 32
gebildet. Die Kontaktmaske 32 besitzt auf dei abgelagerten Borschicht eine zweite Nitridmasken
schicht, auf der ein Siliciumdioxidfilm gebildet wird. Dei Siliciumdioxidfilm kann durch Oxidieren des Siliciumni
trids oder durch Ablagern des SiO2-Filmes auf derr Siliciumnitrid hergestellt werden.
Beim Verfahrensschritt 8 wird das Siliciumplättcher zum Eindiffundieren des abgelagerten Bors in da;
Halbleitermaterial der Insel in einen Ofen gebracht. Da: vorher in Schritt 6 abgelagerte Bor diffundiert in da;
Halbleitermaterial der Insel ein.
F i g. 6 zeigt einen Querschnitt der Insel 25 mit der durch Eindiffundieren von Bor in das N-Ieitendc
Silicium hergestellten Source- und Drain-Bereichen 37 und 38. Die diffundierten Source- und Drain-Bereiche
besitzen eine p + -Konzentration. Fig. 6 zeigt ebenfall;
das Abstoppen der p-Regionen durch seitliche Diffusion. Das Bor diffundiert seitlich lediglich nach der
Siiiciumdioxidschicht 26 um die Insel.
Die Gateabdeckung 29 liegt symmetrisch über der Gateregion 39. Die seitliche Diffusion des Bors in die
Insel ist gleichförmig, so daß die Gateabdeckung 29 über der Gateregion 39 symmetrisch ausgerichtet ist.
Während des Difl'usionsprozesses werden Oxidschichten 40 und 41 auf den freiliegenden Abschnitten
der Insel 25 gebildet. Außerdem entsteht ein Siliciumdioxidfilm 42 über der ersten Nitridmaskenschicht 22
der Gateabdeckung. Die Siliciumdioxidschichten 36 der Kontaktmasken 31 und 32 können ebenfalls in ihrer
Stärke etwas zunehmen.
Während des Verfahrensschrittes 9 werden die äußeren Siliciumdioxidfilme beispielsweise durch ein
Fluorwasserstoffätzmittel entfernt. Nach der Entfernung des Siüciumdioxids werden die Siliciumnitridschichten
freigelegt, die die verschiedenen Kontaktregionen der Feldeffektanordnungen definieren. Die
Siliciumnitridschichten werden dann geätzt, beispielsweise durch Phosphorsäure (H3PO4 - H2O). Die Nitridätzung
exponiert die Inseloberfläche und das Gate-Oxid 23 für das Aufbringen der Metallkontakte.
Fig. 7 ist ein Querschnitt der Insel nach dem Entfernen der Siliciumnitridschichten. Die Kontaktregionen
43 und 44 werden für die direkt auf die Source- und Drain-Bereiche 37 und 38 aufzubringenden
Metallkontiiktc freigelegt. Es wird darauf hingewiesen,
daß die Nitridschichten nicht bis zu einer bestimmten Stärke geätzt werden mußten. Die Schichten wurden
ebenso wie andere geätzte Schichten vollständig geätzt.
Das Gate-Oxid 23 der Gateisolierschicht wurde durch die erste Nitridmaskenschicht 22 abgedeckt, die von
dem Phosphorsäureätzmittel entfernt wurde. Die Oxidschichten 40 und 41 bleiben in ihrer Lage auf der
Insel. In Schritt 9 wird Metall auf der Plättchenoberfläche abgelagert, beispielsweise durch Elektronenstrahlverdampfung.
Als Metall können Aluminium oder andere geeignete Metalle dienen. Nach dem Ablagern
des Metalls auf der Plättchenoberfläche wird eine Fotowiderstandsmaske aufgebracht, die die Kontaktbereiche
und die mit den Kontakten verbundenen Leiter definiert. Die nicht abgedeckten Metallschichten werden
dann geätzt und der Fotowiderstand entfernt. Die weitere Verarbeitung des Plättchens bis zur Fertigstellung
der Feldeffektanordnungen erfolgt nach bekannten Verfahren.
Die Draufsicht auf das Halbleiterplättchen nach F i g. 8 zeigt die Insel 25, umgeben von der Siliciumdioxidschicht
26. Die Kontakte 45, 46 und 47 für die verschiedenen Bereiche der Feldeffektanordnung sind
ebenfalls gezeigt. Die Leiter 48,49 und 50 sind mit den Kontakten verbunden.
F i g. 8a (Schnitt längs der Linie 8a-8a in F i g. 8) zeigt den Kontakt 45 auf dem Source-Bereich 37 und den
Kontakt 47 auf dem Drain-Bereich 38. Der Gatekontakt 46 ist auf dem über der Gateregion 39 abgeschiedenen,
das Gate isolierenden Gate-Oxid 23 gezeigt. Die Oberseite der Anordnung ist gemäß Fig.8a praktisch
eben (planar). Sie ist also frei von relativ großen Oxidstufen. Die einzige Abweichung von einer Planarfläche
besteht in dem relativ geringen Höhenunterschied des Gatekontaktes gegenüber den Source- und
Drain-Kontakten.
F i g. 8b (Schnitt längs der Linie 8b-8b in F i g. 8) zeigt
die Insel 25. Der Gatekontakt 46 und der Leiter 49 befinden sich in ihrer Lage auf der Gateregion 39. Die
die Insel umschließende Siliciumdioxidschicht 26 ist ebenfalls gezeigt.
F i g. 8c ist ein Querschnitt der Insel 25 längs der Linie 8c-8c in Fig.8. Die von der Oxidschicht 41 bedeckte
p+-Region 48 ist von der Siliciumdioxidschicht 26 umschlossen.
Wie das beschriebene Verfahren zeigt, sind nur vier Fotoätzschritte erforderlich. Es werden zwar dicke
Oxidschichten über den Bereichen zwischen den Inseln und über den Source- und Drain-Bereichen gezogen,
doch sind bei dem Verfahren nur dünne Siliciumoxidschichten zu ätzen.
Läßt man den Gate-Oxidfilm 23' während des Verfahrens in seiner Lage, so ist die Gateregion
automatisch unter dem Gatekontakt 46 ausgerichtet In gewissen Fällen ist es möglich, daß der Gatekontakt
gegenüber der Gateregion nicht ausgerichtet ist Der Gatekontakt kann dann nicht die erforderliche Steuerung
bewirken.
Da sich die Siliciumdioxidschicht 26 zwischen den Inseln erstreckt, ist die Kapazität des Source- und
Drain-Bereichs herabgesetzt Die Verwendung einer sich selbst ausrichtenden Maske für das Gate und die
Verwendung der Inselstruktur zur Verringerung der Kapazität des Source- und Drain-Bereichs ermöglicht
eine schnellere Entwicklung und Fabrikation der Schaltungen. Durch das Abstoppen der Ausbreitung der
seitlichen Diffusion, durch die Erzeugung einer ebenen Oberfläche und durch das Ätzen lediglich dünner
Oxidfilme wird eine höhere Schaltungsdichte in Halbleilerplättchen erreicht.
Ausführungsbeispiel
Ein N-Ieitendes, monokristallines Siliciumplättchen mit sauberer und von Beschädigungen freier Oberfläche
wurde in einem Widerstandsofen während 60 Minuten auf etwa 1100°C erhitzt. Durch Leitung eines Sauerstoffstromes
über das Plättchen wurde ein Siliciumdioxidfilm mit einer Stärke von 0,14 Mikron erzeugt.
Durch Reaktion von Ammoniak mit Silan (HH3 · SiH4)
wurde auf dem Plättchen eine Siliciumnitridschicht von etwa 100 μίτι auf dem Siliciumdioxidfilm abgeschieden.
Das Plättchen wurde während 3,5 Minuten in einer Wasserstoffatmosphäre auf etwa 900° C erhitzt.
Ein zweiter Siliciumdioxidfilm wurde dadurch abgeschieden, indem das Plättchen während 5 Minuten auf
etwa 300°C erhitzt und Silan und Sauerstoff (O2 · SiH4)
über das Plättchen geleitet wurden. Der Siliciumdioxidfilm hatte eine Stärke von etwa 500 μιτι.
Beim nächsten Verfahrensschritt wurde der äußere Siliciumdioxidfilm abgedeckt und der nicht abgedeckte
Film unter Verwendung von Ammoniumfluorid (NH4F · HF) weggeätzt. Die Siliciumnitridschicht wurde
dann durch kochende Phosphorsäure bei einer Temperatur von etwa 175° C geätzt. Der Siliciumdioxidfilm
auf der Oberfläche des Plättchens wurde zur Freilegung der Oberfläche des Siliciumplättchens
ebenfalls geätzt.
Im nächsten Verfahrensschritt wurde das Feld oder der Bereich um die abgedeckten Regionen unter
Verwendung eines Ätzmittels aus
5 HNO3 · 5 HA1. · 5 H3PO4 ■ HF
bis auf eine Stärke von etwa 1 Mikron geätzt. Durch Ätzen des Feldbereiches in der Plättchenoberfläche
wurden Siliciuminseln gebildet
Der Feldbereich um die Siliciuminseln wurde dann unter Verwendung von Dampf bis zu einer Tiefe von
W etwa 1,7 Mikron oxidiert. Während des Oxidationsschrittes wurde das Plättchen während 3,5 Stunden auf
eine Temperatur von etwa 1200° C gehalten.
Auf die Siliciumdioxid-Anitridschichten auf den
Halbleiterinseln wurde dann eine Gatemaske aufge-
« bracht und der nicht abgedeckte Teil zum Freilegen der
Regionen der lnseloberflächen geätzt Auf den freigelegten Oberflächen wurde dann Bor abgeschieden,
wobei das Plättchen während 20 Minuten auf etwa 1000° C gehalten wurde. Zur Erzielung der gewünschten
Borablagerungsumgebung wurde Argon durch Bortribromid geleitet und zum Sauerstoff im Stickstoff
hinzugefügt
Zur Abgrenzung der Metallkontaktregionen wurde Siliciumnitrid auf bestimmten Bereichen der Region
abgeschieden. Über den Nitridschichten wurde dann eine Siliciumdioxidschicht gebildet
Das zuvor abgeschiedene Bor wurde in die Inseln eindiffundiert unter Verwendung von Dampf, so daß
P-Regionen unter den Metallkontaktmasken entstan-
«> den. Während des Eindiffundierens wurde das Plättchen
für etwa 90 Minuten auf einer Temperatur von 1050°C gehalten. Dadurch wurde auf der Inseloberfläche
zwischen den Kontaktmasken eine Siliciumdioxidschicht von etwa 0,8 Mikron gebildet
Beim nächsten Verfahrensschritt wurde der Siliciumdioxidfilm auf den Kontaktmasken entfernt und die
Siliciumnitridschichten mit Phosphorsäure geätzt Die Nitridschichten (die vorher abgedeckt und zuletzt
abgeschieden wurden) wurden bis zur Inseloberfläche und zum Siliciumdioxidfilm der Gateregionen geätzt.
Der Siliciumdioxidfilm deckte die Gateregion ab, so daß das Bor nicht in die Gateregion eindiffundierte.
Dadurch bleibt die Gateregion symmetrisch zwischen den diffundierten P-Regionen. Außerdem wurde der
Gate-Oxidfilm während des Diffusionsvorganges auf der Nitridschicht abgedeckt, so daß die Stärke
unverändert blieb (0,14 Mikron).
Durch einen Elektronenstrahlprozeß wurde dann Aluminium auf den freigelegten Kontaktregionen
abgeschieden. Das Metall hatte eine Stärke von etwa 1,0 Mikron.
Das Metall wurde abgedeckt und das Aluminium von der Inseloberfläche unter Zurücklassung der Kontaktregionen
geätzt. Es wurde mit einem Ätzmittel aus H3PO4, HAc HNO3 und Wasser bei einer Temperatur von etwa
6O0C gearbeitet.
Unter Verwendung des beschriebenen Oxid-Nitridisolationsverfahrens
läßt sich eine Reihe von Halbleiteranordnungen herstellen. Beispielsweise kann man eine
CMOS-Anordnung auf Silicium vorteilhaft erzeugen. Durch die Oxidisolation an den Seiten der diffundierten
Regionen müssen die p--Bereiche nicht breiter sein als die n+-Source- und Drain-Bereiche, wodurch ernsthafte
Größenschwierigkeiten vermieden wurden. Dadurch wurde die Kapazität zwischen n+-Drain- und p~-Bereich
wesentlich herabgesetzt. Durch das Verfahren können auch Mehrschicht- oder Übergangs-Feldeffekttransistoren
(Junction — FET) verbessert werden. Die Oxidisolation auf den Transistoren verringert die
Gatekapazität und erhöht die Gatedurchbruchsspannung. Die Anordnungen lassen sich zudem vorteilhaft
auf dünnen Filmen von Silicium auf Saphir herstellen.
Unter Verwendung des beschriebenen Oxid-Nitridisolationsverfahrens
können ferner bipolare integrierte Schaltungen vorteilhaft hergestellt werden. Die Schaltungen
lassen sich mit erheblich größerer Dichte der Bauteile und mit reduzierter parasitärer Kapazität
fabrizieren, indem man die Oxidisolation zur Erzielung schmälerer, diffundierter Widerstände mit kleineren
Kontaktbereichen verwendet.
Hierzu 4 Blatt Zeichnungen
Claims (2)
1. Verfahren zur Herstellung von Feldeffekt-Halbleiteranordnungen
in einem Halbleiterplättchen, bei dem auf ausgewählten Teilen eines Substrats eine
erste Nitridmaskenschicht aufgebracht wird, bei dem die Teile des Halbleiterplättchens, welche nicht von
der Nitridmaskenschicht bedeckt sind, oxidiert werden, um aus den von der ersten Nitridmaskenschicht
geschützten Bereichen seitlich isolierte Halbleiterinseln in dem Halbleiterplätichen auszubilden,
bei dem in freigelegten Teilen der isolierten Halbleiterinseln teilweise mil einer Oxidschicht
bedeckte Source- und Drain-Bereiche ausgebildet werden, bei dem auf Gate-Oxiden, die über den
Gate-Bereichen des Halbleiterplättchens liegen, Gate-Kontakte und über den freigelegten Kontaktregionen
der Source- und Drain-Bereiche Source- und Drain-Kontakte aufgebracht werden, dadurch
gekennzeichnet, daß zu Beginn des Verfahrens direkt auf wenigstens einem Teil der
Oberfläche (21) des Halbleiterplättchens ein Gate-Oxidfilm (23) ausgebildet wird, auf dem anschließend
die erste Nitridmaskenschicht (22) angeordnet wird, daß nach der Herstellung der seitlich isolierten
Halbleiterinseln (25) die Nitridmaskenschicht (22) außer an denjenigen Teile des Gate-Oxidfilms (23'),
welcher als die Gate-Oxide (23) der fertigen Feldeffektanordnungen dienen sollen, entfernt und
anschließend die freigelegten Teile des Gate-Oxidfilms (23') entfernt werden und daß vor der Bildung
der über den Source- und Drain-Bereichen (37, 38) liegenden Oxidschichten (40,41) auf den freigelegten
Kontaktregionen (43,44) der Source- und Drain-Bereiche (37,38) eine zweite Nitridmaskenschicht (33)
ausgebildet und nach der Bildung dieser Oxidschichten (40, 41) zum Aufbringen der Source- und
Drain-Kontakte (45,47) wieder entfernt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Schritt des Ausbildens der ersten
Nitridmaskenschicht (22) ein Schritt folgt, bei welchem die Teile des Halbleiterplättchens (24),
welche nicht von der Nitridmaskenschicht abgedeckt sind, bis zu einer Tiefe entfernt werden, welche
geringer ist als die Tiefe des Halbleiterplättchens.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US1431970A | 1970-02-26 | 1970-02-26 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2054535A1 DE2054535A1 (de) | 1971-09-09 |
DE2054535B2 true DE2054535B2 (de) | 1979-04-19 |
Family
ID=21764759
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE2054535A Withdrawn DE2054535B2 (de) | 1970-02-26 | 1970-11-05 | Verfahren zur Herstellung von Feldeffekt-Halbleiteranordnungen in einem Halbleiterplättchen |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US3698966A (de) |
JP (1) | JPS514837B1 (de) |
DE (1) | DE2054535B2 (de) |
FR (1) | FR2080769B1 (de) |
GB (2) | GB1345527A (de) |
NL (1) | NL7015048A (de) |
Families Citing this family (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3865653A (en) * | 1971-10-12 | 1975-02-11 | Karl Goser | Logic circuit having a switching transistor and a load transistor, in particular for a semiconductor storage element |
DE2314260A1 (de) * | 1972-05-30 | 1973-12-13 | Ibm | Ladungsgekoppelte halbleiteranordnung und verfahren zu ihrer herstellung |
DE2318912A1 (de) * | 1972-06-30 | 1974-01-17 | Ibm | Integrierte halbleiteranordnung |
US3885994A (en) * | 1973-05-25 | 1975-05-27 | Trw Inc | Bipolar transistor construction method |
JPS51118384A (en) * | 1975-04-10 | 1976-10-18 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Manufacturing prouss for mos type semiconductor unit |
JPS5267963A (en) * | 1975-12-04 | 1977-06-06 | Mitsubishi Electric Corp | Manufacture of semiconductor unit |
US4070211A (en) * | 1977-04-04 | 1978-01-24 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Technique for threshold control over edges of devices on silicon-on-sapphire |
NL7903158A (nl) * | 1979-04-23 | 1980-10-27 | Philips Nv | Werkwijze voor het vervaardigen van een veldeffekt- transistor met geisoleerde poortelektrode, en transistor vervaardigd door toepassing van een derge- lijke werkwijze. |
JPS6018151B2 (ja) * | 1980-11-10 | 1985-05-09 | 日本電気株式会社 | 絶縁ゲ−ト型電界効果トランジスタの製造方法 |
JPS57211267A (en) * | 1981-06-22 | 1982-12-25 | Toshiba Corp | Semiconductor device and manufacture thereof |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
NL153374B (nl) * | 1966-10-05 | 1977-05-16 | Philips Nv | Werkwijze ter vervaardiging van een halfgeleiderinrichting voorzien van een oxydelaag en halfgeleiderinrichting vervaardigd volgens de werkwijze. |
NL152707B (nl) * | 1967-06-08 | 1977-03-15 | Philips Nv | Halfgeleiderinrichting bevattende een veldeffecttransistor van het type met geisoleerde poortelektrode en werkwijze ter vervaardiging daarvan. |
-
1970
- 1970-02-26 US US14319A patent/US3698966A/en not_active Expired - Lifetime
- 1970-10-14 NL NL7015048A patent/NL7015048A/xx unknown
- 1970-11-05 DE DE2054535A patent/DE2054535B2/de not_active Withdrawn
- 1970-11-20 GB GB5537670A patent/GB1345527A/en not_active Expired
- 1970-11-20 GB GB2417273A patent/GB1345528A/en not_active Expired
- 1970-12-11 JP JP45111671A patent/JPS514837B1/ja active Pending
-
1971
- 1971-01-14 FR FR7101190A patent/FR2080769B1/fr not_active Expired
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
FR2080769B1 (de) | 1974-09-27 |
US3698966A (en) | 1972-10-17 |
NL7015048A (de) | 1971-08-30 |
GB1345528A (en) | 1974-01-30 |
GB1345527A (en) | 1974-01-30 |
FR2080769A1 (de) | 1971-11-19 |
DE2054535A1 (de) | 1971-09-09 |
JPS514837B1 (de) | 1976-02-14 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE1589810C3 (de) | Passiviertes Halbleiterbauelement und Verfahren zu seiner Herstellung | |
DE1764056C2 (de) | Verfahren zum Herstellen einer Halbleiteranordnung | |
DE68911715T2 (de) | Dünnfilm-Transistor zum Betrieb für hohe Spannungen und dessen Herstellungsverfahren. | |
DE3019850C2 (de) | ||
DE2916364C2 (de) | ||
DE2410786C3 (de) | Verfahren zur Herstellung einer integrierten Halbleiteranordnung | |
DE69505048T2 (de) | Herstellungsmethode für Halbleiterelemente in einer aktiven Schicht auf einem Trägersubstrat | |
DE2832740C2 (de) | Verfahren zum Herstellen einer Halbleiteranordnung mit einer Mehrebenenverdrahtung | |
DE2618445C2 (de) | Verfahren zum Herstellen eines bipolaren Transistors | |
DE2521568A1 (de) | Verfahren zum herstellen von integrierten halbleiterbauelementen | |
DE2615754C2 (de) | ||
DE7233274U (de) | Polykristalline siliciumelektrode fuer halbleiteranordnungen | |
DE2923737A1 (de) | Passivierung eines integrierten schaltkreises | |
DE2247975C3 (de) | Verfahren zur Herstellung von Dünnschicht-Schaltungen mit komplementären MOS-Transistoren | |
DE2539073B2 (de) | Feldeffekt-Transistor mit isolierter Gate-Elektrode und Verfahren zu dessen Herstellung | |
DE3588129T2 (de) | Verbesserungen von Verfahren zum Herstellen von Chips mit einer integrierten Schaltung und auf diese Art hergestellte Chips | |
DE2928923A1 (de) | Halbleitervorrichtung | |
DE2633714C2 (de) | Integrierte Halbleiter-Schaltungsanordnung mit einem bipolaren Transistor und Verfahren zu ihrer Herstellung | |
DE2617293C3 (de) | Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterbauelements | |
DE2103468A1 (de) | Verfahren zur Herstellung einer Halbleiteranordnung | |
DE2054535B2 (de) | Verfahren zur Herstellung von Feldeffekt-Halbleiteranordnungen in einem Halbleiterplättchen | |
DE1814747C2 (de) | Verfahren zum Herstellen von Feldefekttransistoren | |
DE3230569A1 (de) | Verfahren zur herstellung eines vertikalkanaltransistors | |
DE2738961A1 (de) | Verfahren zur herstellung einer integrierten halbleiterschaltung mit luftisolation | |
DE2111633A1 (de) | Verfahren zur Herstellung eines Oberflaechen-Feldeffekt-Transistors |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OGA | New person/name/address of the applicant | ||
8230 | Patent withdrawn |