DE2110034A1 - Process for the production of complementary field-effect transistors by single-stage diffusion - Google Patents
Process for the production of complementary field-effect transistors by single-stage diffusionInfo
- Publication number
- DE2110034A1 DE2110034A1 DE19712110034 DE2110034A DE2110034A1 DE 2110034 A1 DE2110034 A1 DE 2110034A1 DE 19712110034 DE19712110034 DE 19712110034 DE 2110034 A DE2110034 A DE 2110034A DE 2110034 A1 DE2110034 A1 DE 2110034A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- impurity
- source
- transistor
- doped
- drain
- 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.)
- Pending
Links
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 title claims description 28
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 22
- 230000005669 field effect Effects 0.000 title claims description 20
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 title claims description 19
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 16
- 230000008569 process Effects 0.000 title description 7
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 claims description 16
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 claims description 16
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 15
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 12
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 12
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 11
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 11
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims description 9
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 claims description 7
- 238000005530 etching Methods 0.000 claims description 5
- 238000000151 deposition Methods 0.000 claims description 2
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 claims description 2
- NYQDCVLCJXRDSK-UHFFFAOYSA-N Bromofos Chemical compound COP(=S)(OC)OC1=CC(Cl)=C(Br)C=C1Cl NYQDCVLCJXRDSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 claims 1
- 239000004332 silver Substances 0.000 claims 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 43
- 239000010408 film Substances 0.000 description 36
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 21
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 19
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 18
- 235000012431 wafers Nutrition 0.000 description 16
- BOTDANWDWHJENH-UHFFFAOYSA-N Tetraethyl orthosilicate Chemical compound CCO[Si](OCC)(OCC)OCC BOTDANWDWHJENH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 9
- 238000000197 pyrolysis Methods 0.000 description 8
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 8
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 7
- 229920002120 photoresistant polymer Polymers 0.000 description 7
- AJSTXXYNEIHPMD-UHFFFAOYSA-N triethyl borate Chemical compound CCOB(OCC)OCC AJSTXXYNEIHPMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 6
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 5
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 description 5
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 5
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 5
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 4
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N Acetic acid Chemical compound CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 3
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 3
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 3
- 239000003870 refractory metal Substances 0.000 description 3
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- -1 argon ethyl orthosilicate Chemical compound 0.000 description 2
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 239000002019 doping agent Substances 0.000 description 2
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 2
- 239000001307 helium Substances 0.000 description 2
- 229910052734 helium Inorganic materials 0.000 description 2
- SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N helium atom Chemical compound [He] SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000000873 masking effect Effects 0.000 description 2
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 2
- 238000000059 patterning Methods 0.000 description 2
- 235000011007 phosphoric acid Nutrition 0.000 description 2
- XHXFXVLFKHQFAL-UHFFFAOYSA-N phosphoryl trichloride Chemical compound ClP(Cl)(Cl)=O XHXFXVLFKHQFAL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 2
- JBRZTFJDHDCESZ-UHFFFAOYSA-N AsGa Chemical compound [As]#[Ga] JBRZTFJDHDCESZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 description 1
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000003213 activating effect Effects 0.000 description 1
- 238000000889 atomisation Methods 0.000 description 1
- 239000003518 caustics Substances 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000001747 exhibiting effect Effects 0.000 description 1
- 210000003608 fece Anatomy 0.000 description 1
- 229910052732 germanium Inorganic materials 0.000 description 1
- GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N germanium atom Chemical compound [Ge] GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004922 lacquer Substances 0.000 description 1
- 239000010871 livestock manure Substances 0.000 description 1
- PSGAAPLEWMOORI-PEINSRQWSA-N medroxyprogesterone acetate Chemical compound C([C@@]12C)CC(=O)C=C1[C@@H](C)C[C@@H]1[C@@H]2CC[C@]2(C)[C@@](OC(C)=O)(C(C)=O)CC[C@H]21 PSGAAPLEWMOORI-PEINSRQWSA-N 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 238000002161 passivation Methods 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- RLOWWWKZYUNIDI-UHFFFAOYSA-N phosphinic chloride Chemical compound ClP=O RLOWWWKZYUNIDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 230000007261 regionalization Effects 0.000 description 1
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N sulfuric acid Substances OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
- DQWPFSLDHJDLRL-UHFFFAOYSA-N triethyl phosphate Chemical compound CCOP(=O)(OCC)OCC DQWPFSLDHJDLRL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000007738 vacuum evaporation Methods 0.000 description 1
- 238000004018 waxing Methods 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
- H01L21/70—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
- H01L21/77—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate
- H01L21/78—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate with subsequent division of the substrate into plural individual devices
- H01L21/82—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate with subsequent division of the substrate into plural individual devices to produce devices, e.g. integrated circuits, each consisting of a plurality of components
- H01L21/822—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate with subsequent division of the substrate into plural individual devices to produce devices, e.g. integrated circuits, each consisting of a plurality of components the substrate being a semiconductor, using silicon technology
- H01L21/8232—Field-effect technology
- H01L21/8234—MIS technology, i.e. integration processes of field effect transistors of the conductor-insulator-semiconductor type
- H01L21/8238—Complementary field-effect transistors, e.g. CMOS
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
- Insulated Gate Type Field-Effect Transistor (AREA)
Description
Verfahren zur herstellung komplementärer Feld-Effekt-Transistoren durch einstufige Diffusion Die vortiegende Erfindung betrifft verbesserte Feld-Effekt-Transistoren und Verfahren zu ihrer Herstellung. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren zur Herstellung komplementärer Feld-Effekt-Transistoren auf dem selben Halbleiterplättchen mit nur einem einzigen Diffusionsschritt und einem einzigen Musterbildungsschritt, der N-Kanal- von P-Kanal-Elementen trennt.Process for the production of complementary field-effect transistors by single-stage diffusion The present invention relates to improved field-effect transistors and methods of making them. In particular, the invention relates to a method of fabricating complementary field effect transistors on the same Semiconductor wafers with only a single diffusion step and a single one Pattern formation step that separates N-channel from P-channel elements.
Die Herstellung von N-Kanal Feld-Effekt-Transistoren (FET) auf p-leitenden Halbleiterplättchen und P--Kanal Feld-Effekt-Transistoren auf n-leitenden Halbleiterplättchen hat kein ernsthaftes Herstellungsproblem dargestellt. Dagegen bot die Herstellung komplementärer FET-Elemente auf einem Substrat mit einem einzigen Leitfähigkeitstyp zahlreiche Probleme. Wenn beispielsweise von einem n-leitenden Substrat ausgegangen wird, um einen N-Kanal FET herzustellen, muß die Leitfähigkeit des Plättchens (wafer) im Bereich des N-Kanal-Elementes in den entgegengesetzten Leitfähigkeitstyp umgewandelt werden. Dies erfordert nicht nur einen zusätzlichen Diffusionsschritt, sondern auch zusätzliche Maskierungsschritte, die die Gesamtkosten derartiger Elemente erhöhen und deren Ausbeute herabsetzen. Ein Verfahren zur Überwindung einiger dieser Probleme ist bereits an anderer Stelle vorgeschlagen worden. Komplementäre FET-Elemente gemäß diesem Vorschlag erfordern jedoch wenigstens zwei Diffusionsschritte. Obwohl dies bei den meisten Applikationen keine Probleme darstellt, so können doch die gesamten Herstellungskosten derartiger Elemente herabgesetzt werden, wenn auch die Zahl der Verfahrensschritte verkleinert werden kann.The manufacture of N-channel field-effect transistors (FETs) on p-type conductors Semiconductor wafers and P-channel field-effect transistors on n-conducting semiconductor wafers has not presented a serious manufacturing problem. In contrast, the production offered complementary FET elements on a substrate with a single conductivity type numerous problems. If, for example, an n-conductive substrate is assumed to produce an N-channel FET, the conductivity of the wafer must converted into the opposite conductivity type in the area of the N-channel element will. This not only requires an additional diffusion step, but also additional masking steps that add to the overall cost of such elements and reduce their yield. One method of overcoming some of these problems has already been suggested elsewhere. Complementary FET elements according to however, this proposal requires at least two diffusion steps. Though this poses no problems for most applications, the entire Manufacturing costs of such elements are reduced, albeit the number of Process steps can be reduced.
Es ist deshalb eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, komplementäre Feld-Effekt-Transistoren auf einem einen einzigen Leitfähigkeitstyp aufweisenden Halbleiterplättchen mit nur einem einzigen Diffusionsschritt zu schaffen. Ferner sollen komplementäre Feld-Effekt-Transistoren auf einem einen Leitfähigkeitstyp aufweisenden Plättchen mit einem einzigen Diffusionsschritt und einem einzigen Musterbildungsschritt geschaffen werden, der die N-Kanal- von den P-Kanal-Elementen trennt.It is therefore an object of the present invention to provide complementary Field-effect transistors on a single conductivity type To create semiconductor wafers with only a single diffusion step. Further supposed to be complementary field-effect transistors on a one conductivity type having platelets with a single diffusion step and a single patterning step which separates the N-channel from the P-channel elements.
Schließlich ist es Aufgabe der Erfindung, komplementäre Feld-Effekt-Transistoren von einer doppelt dotierten Glas di ffusionsquelle zu schaffen, Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung werden komplementäre Feld-Effekt-Transistoren dadurch hergestellt, daß ein Metallfilm, der über einem isolierten Halbleiterplättchen mit einem ersten Leitfähigkeitstyp liegt, mit einem Muster versehen wird, über der Plättchenoberfläche eine Störstellen-dotierte Isolierschicht mit einer entgegengesetzten Störstellen-Leitfähigkeit ab geschieden wird, eine weitere Störstellendotierte Schicht mit einer ersten Störstellen-Leitfähigkeit abgeschieden wird, beide Schichten in einem Teil des Plättchens entfernt werden und über der ganzen Plättchenoberfläche eine dritte Störstellen-dotierte Schicht mit entgegengesetzter Störstellen-Leitfähigkeit abgeschieden wird, daß die Störs tellen in das Plättchen hineindiffundieren, um Source- und Drainbereiche für ein Element sowie Source, Drain und einen Kanalbereich für das komplementäre Element zu bilden, und ein Kontakt zu den Source-, Drain- und Gatebereichen jedes Elementes hergestellt wird.Finally, it is the object of the invention to provide complementary field-effect transistors from a doubly doped glass diffusion source, according to one embodiment According to the invention, complementary field-effect transistors are produced by that a metal film overlying an isolated semiconductor die with one first conductivity type is provided with a pattern over the platelet surface an impurity-doped insulating layer with an opposite impurity conductivity from is deposited, another impurity-doped layer with a first impurity conductivity is deposited, both layers in one part of the wafer are removed and a third impurity-doped layer over the entire wafer surface is deposited with opposite impurity conductivity that the Störs diffuse into the platelet to provide source and drain areas Element as well as source, drain and a channel area for the complementary element and make contact to the source, drain and gate regions of each element will be produced.
Die Erfindung wird nun mit weiteren Merkmalen und Vorteilen anhand der folgenden Beschreibung und der beigefügten Zeichnungen eines Ausführungsbeispieles näher beschrieben.The invention will now be based on further features and advantages the following description and the accompanying drawings of an embodiment described in more detail.
Fig. 1 ist ein Flußdiafrramm von einem Verfahren zur Herstellung komplementärer Feld-Effekt-Transistoren gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.Fig. 1 is a flow diagram of a method of making complementary Field-effect transistors according to an embodiment of the invention.
Fig. 2, a - i, ist eine Folge schematischer Darstellungen eines vertikalen Querschnittes eines Halbleiterplättchens während des Herstellungsverfahrens komplementärer Feld-Effekt-Transistoren gemäß dem Verfahren des in Fig. 1 gezeigten Flußdiagramms. Dabei entspricht jede Darstellung einem der Verfahrensschritt im Diagramm gemäß Fig. 1.Figure 2, a-i, is a series of schematic representations of a vertical Cross-section of a semiconductor die during the manufacturing process more complementary Field effect transistors according to the method of the flow chart shown in FIG. Each representation corresponds to one of the process steps in the diagram Fig. 1.
In den Figuren 1 und 2 ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, wie zahlreiche Feld-Effekt-Transistoren gebildet werden können, die jeweils eine konzentrische Konfigurast ion besitzen und beispielsweise in einer Dichte von etwa 400 Transistoren pro Quadratzentimeter (2500 Transistoren pro Quadratzoll) auf der Oberfläche eines n-leitenden Siliciumr,l.+ttchens 10 anfreordnet sind, da. atlfrrurld des Linschlusses einer relativ leichten Dotierung in der Größenordnung von 1016 Atomen Phosphor pro Kubikzentimeter Leitfähigkeitseigenschaften des n-Typs aufweist. Obwohl die Erfindung auch unter Verwendung anderer Halbleiter, wie z.B. Germanium, Galliumarsenid usw., durchführbar ist, wird die Erfindung zwecks einfacherer Beschreibung anhand der Herstellung von Siliciumelementen beschrieben. Ein derartiges Plättchen kann eine Scheibe mit einem Durchmesser von etwa 2,5 cm und einer Dicke von etwa 0,356 mm (0,014 Zoll) sein.In Figures 1 and 2, an embodiment of the invention is shown, how numerous field effect transistors can be formed, one at a time have concentric configurations and, for example, in a density of about 400 transistors per square inch (2500 transistors per square inch) on the Surface of an n-type silicon r, l. + Ttchen 10 are arranged, since. atlfrrurld of the Linschluss a relatively light doping of the order of magnitude of 1016 atoms of phosphorus per cubic centimeter of conductivity properties of the n-type having. Although the invention can also be used using other semiconductors, e.g. Germanium, gallium arsenide, etc., is feasible, the invention becomes simpler for the sake of simplicity Description described with reference to the production of silicon elements. Such a thing Platelets can be a disc with a diameter of about 2.5 cm and a thickness of about 0.356 mm (0.014 inches).
Zu Beginn des Verfahrens wird ein auf geeignete Weise hergestelltes Plättchen 10 aus Silicium in eine Reaktionskammer eingebracht und für etwa 1 - 2 Stunden in einer Atmosphäre von reinem trockenem Sauerstoff auf eine Temperatur von etwa 1000 -1200°C erhitzt, um einen thermisch gewachsenen Film 11 aus Siliciumdioxid mit einer Dicke von etwa 1000 angström (#) zu bilden. Nach dem thermischen Wachsen kann das Oxid in einer inerten Atmosphäre wie beispielsweise Helium vergütet werden, um die Oxid-Siliciumgrenzfläche zu verbessern.At the beginning of the process a suitably prepared one is prepared The silicon wafer 10 is placed in a reaction chamber and for about 1 - 2 Hours in an atmosphere of pure dry oxygen at one temperature heated from about 1000 -1200 ° C to form a thermally grown film 11 of silicon dioxide with a thickness of about 1000 angstroms (#). After thermal waxing the oxide can be tempered in an inert atmosphere such as helium, to improve the oxide-silicon interface.
Nach der Bildung eines Filmes 11 aus Siliciumdioxid auf dem Plättchen 10 wird das Oxidplättchen mit einem leitenden Film 12 aus einem feuerfesten Metall, wie z.B. Molybdän oder Wolfram, überzogen, das gute Anhaftungseigenschaften auf dem Isolier-und Passivierungsfilm 11 aus Siliciumdioxid besitzt und das in Gegenwart des Isolierfilmes bei der Diffusionstemperatur, d.h. bei 1000 - 1100°C, chemisch inert ist. Daneben sollte der Film in einem Ätzmittel ätzbar sein, gegenüber dem der Passivierungsfilm 11 ätzbeständig ist. Ein derartiger Film 12 kann auf der Oberfläche des Isolierfilmes 11 dadurch gebildet werden, daß eine Molybdänscheibe für 15 Minuten in einer Triodenglimmentladung von z.B. 0,15 torr Argon zerstäubt wird, während das Substrat auf einer Temperatur von etwa 400 C gehalten wird. Nach einer Zerstäubungszeit von etwa 15 Minuten ist ein dünner Molybdanfilm 12 gebildet, der beispielsweise eine Dicke von 5000 R aufweist. Die Dicke des Molyhdc.nfilnles ist weitgehend veränderbar und kann leicht durch die Zeitdauer gesteuert werden, für die der Film dem zerstäubten feuerfesten Metall ausgesetzt ist, das, z.B. Molybdän sein kann. Bei der praktischen Durchführung können Filme mit einer Dunnheit von nur 100 i bis zu 10 000 i gebildet und gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet werden.After the formation of a film 11 of silicon dioxide on the wafer 10, the oxide flake is covered with a conductive film 12 made of a refractory metal, such as molybdenum or tungsten, which have good adhesion properties the insulating and passivating film 11 made of silicon dioxide and that in the presence of the insulating film at the diffusion temperature, i.e. at 1000 - 1100 ° C, chemically is inert. In addition, the film should be etchable in an etchant, compared to the the passivation film 11 is etch resistant. Such a film 12 can be on the surface of the insulating film 11 can be formed by placing a molybdenum disk for 15 minutes is atomized in a triode glow discharge of e.g. 0.15 torr argon, while the substrate is kept at a temperature of about 400 ° C. After an atomization time of about 15 minutes, a molybdenum thin film 12 is formed, for example has a thickness of 5000 R. The thickness of the Molyhdc.nfilnles is largely changeable and can be easily controlled by the length of time for which the film is exposed to the atomized refractory metal, which, for example, may be molybdenum. In practice, films as thin as 100 i to formed into 10,000 i and used in accordance with the present invention.
Neben der Verwendung feuerfester Metalle können auch andere stabile, nicht-re aktive leitende Haterialien benutzt werden.In addition to the use of refractory metals, other stable, non-re active conductive materials can be used.
-pielsweise könnte für den leitenden Film 12 abgeschiederles Silicium verwendet werden. Es sei demzufolge darauf hingewiesen, daß die Erfindung nicht auf Metalle allein beschränkt ist, sondern vielmehr jedes leitende Material umfaßt, das bei Diffusionstemperaturen mit dem Isolierfilm nicht reagiert und als Diffusionsmaske zu wirken vermag.For example, silicon could be deposited for the conductive film 12 be used. It should therefore be noted that the invention is not is limited to metals alone, but rather includes any conductive material, which does not react with the insulating film at diffusion temperatures and acts as a diffusion mask able to work.
ìJach der Bildung des Filmes 12 wird in dem Molybdänfilm 12 und dem Isolierfilm 11 ein Muster gebildet, indem durch ein geeignetes Atzmittel Abschnitte dieser Filme selektiv he raus geätzt werden. Hierfür können herkömmliche photolithographische Verfahren angewendet werden, die photobeständige Materialien und deren Bestrahlung verwenden. Derartige Verfahren sind in der Halbleiterherstellung allgemein bekannt und brauchen an dieser Stelle nicht näher beschrieben zu werden.After the formation of the film 12, the molybdenum film 12 and the Insulating film 11 formed a pattern by sections by a suitable etching agent these films can be selectively etched out. Conventional photolithographic Processes are applied to the photoresist materials and their irradiation use. Such processes are well known in semiconductor manufacture and do not need to be described in more detail at this point.
Die Konfiguration eines geätzten Molybdänfilmes 12 und eines Isolierfilmes 11 mit einem kreisförmigen, die Gateelektrode (Gitter) bildenden Teil 13 und einem mit einer Öffnung versehenen Umfangsteil 14 zusammen mit einer Source(Kathode)-Diffusionsöffnung 15 und einer Drain(Anode)-Diffusionsöffnung 16 ist in Fig. 2d dargestellt. Die Teile 13 und 14 bilden Abschnitte eines in den Molybdänfilm 12 geätzten Musters, an denen Metall zurückgeblieben ist, und die Öffnungen 15 und 16 bilden Abschnitte, in denen das Metall entfernt ist. Die erwähnten Abschnitte, an denen das Metall verblieben ist und an denen es entfernt ist, bilden strukturelle Merkmale eines ersten Feld-Effekt-Transistors, der in einem P-Kanalbereich 20 zu bilden ist, und die strukturellen Merkmale eines zweiten, komplementären Feld-Effekt-Transistors 22 werden durch einen kreisförmigen, die Gateelektrode bildenden Teil 17 und einen mit einer Öffnung versehenen Umfangs teil 18 zusammen mit einer Source-Diffusionsöffnung 19 und einer Drain-Diffusionsöffnung 21 gebildet, wie es in Fig. 2d dargestellt ist. Die Teile 17 und 18 bilden Abschnitte, in denen Metall verblieben ist, und die Öffnungen 19 und 21 bilden Abschnittes eines in den Molybdänfilm geätzten Musters, an denen das Metall entfernt ist.The configuration of an etched molybdenum film 12 and an insulating film 11 with a circular, the gate electrode (grid) forming part 13 and a apertured peripheral portion 14 together with a source (cathode) diffusion aperture 15 and a drain (anode) diffusion opening 16 is shown in Fig. 2d. The parts 13 and 14 form portions of a pattern etched in the molybdenum film 12 at which Metal is left behind, and the openings 15 and 16 form sections in which the metal is removed. The sections mentioned where the metal remained is and where it is removed form structural features of a first Field effect transistor, to be formed in a P-channel region 20, and the structural features of a second, complementary field-effect transistor 22 are formed by a circular, the gate electrode forming part 17 and an opening periphery part 18 together with a source diffusion opening 19 and a drain diffusion opening 21 is formed, as shown in Fig. 2d. Parts 17 and 18 form sections in which metal has remained, and the openings 19 and 21 form part of a pattern etched into the molybdenum film where the metal has been removed.
Sie zusammen bilden einen Teil des komplementären Transistors, der in dem durch die Bezugszahl 22 bezeichneten N-Kanalbereich zu bilden ist.Together they form part of the complementary transistor, the is to be formed in the N-channel region indicated by reference numeral 22.
Anschließend an die Ausbildung des Musters des Isolierfilmes 11 und des Molybdänfilmes 12 wird über dem so gemusterten Molybdänfilm ein geeigneter, mit einem Aktivierungsmittel dotierter Film 25 abgeschieden. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel besitzt das Plättchen 10 Leitfähigkeitseigenschaften des n-Typs, und es ist erwünscht, darin Source- und Drainbereiche zur Ausbildung eines Transistors sowie Source-, Drain- und einen entgegengesetzte Leitfähigkeit aufweisenden Kanalbereich zur Ausbildung des anderen Feld-Effekt-Transistors zu erzeugen. Über dem gesamten Plättchen kann ein Akzeptor-dotiertes Isoliermaterial, wie z.B. Bor-dotiertes Siliciumdioxidglas, abgeschieden sein. Dies kann durch die Pyrolyse einer Mischung von Argon erzielt werden, die mit Athylorthosilikat gesättigt und mit Triäthylborat teilweise gesättigt ist. Beispielsweise kann dies dadurch geschehen, daß trockenes Argon Athylorthosilikat bei einer Geschwindigkeit von etwa 0,198 m3 (7 Kubikzoll) pro Stunde und Triäthylborat bei einer Geschwindigkeit von etwa 0,0198 m3 pro Stunde durchperlt und die zwei zusammenge faßten Strömungen mit einer Geschwindigkeit von etwa 0,218 m3 pro Stunde über das Plättchen geleitet werden, während dieses für etwa 15 Minuten auf eine Temperatur von etwa 800°C erhitzt wird, um einen 3000 R dicken Film aus Bor-dotiertem Siliciumdioxid zu bilden, Nach der Bildung des Bor-dotierten Siliciumdioxidfilmes 25 ist es erforderlich, eine dünne Schicht aus einem Isoliermaterial abzuscheiden, das mit dem entgegengesetzten Leitfähigkeitstyp dotiert ist. Hierfür ist beispielsweise ein 1000 R dicker Film 26 aus Phosphor-dotiertem Siliciumdioxid geeignet. Dies kann auf einfache Weise durch Pyrolyse aus einer Argonmischung geschehen, die mit Athylorthosilikat gesättigt und mit Triäthylphosphat teilweise gesättigt ist. Die zwei Gase läßt man dann zusammen über das Plättchen strömen, während es wie bei der Pyrolyse mit Triäthylborat auf einer Temperatur von etwa 8000c gehalten wird.Subsequent to the formation of the pattern of the insulating film 11 and of the molybdenum film 12 is a suitable, deposited with an activating agent doped film 25. In the illustrated In the exemplary embodiment, the plate 10 has conductivity properties of the n-type, and it is desirable to have source and drain regions therein for forming a transistor as well as source, drain and opposite conductivity channel regions to produce the formation of the other field-effect transistor. Over the entire The die can be an acceptor-doped insulating material, such as boron-doped silicon dioxide glass, be secluded. This can be achieved by pyrolysis of a mixture of argon which are saturated with ethyl orthosilicate and partially saturated with triethyl borate is. For example, this can be done by adding dry argon ethyl orthosilicate at a rate of about 0.198 m3 (7 cubic inches) per hour and triethyl borate at a speed of about 0.0198 m3 per hour and bubbled through the two combined currents at a speed of about 0.218 m3 per hour be passed over the platelet, during this for about 15 minutes on a Temperature of about 800 ° C is heated to form a 3000 R thick film of boron-doped To form silicon dioxide, After the formation of the boron-doped silicon dioxide film 25 it is necessary to deposit a thin layer of an insulating material, that is doped with the opposite conductivity type. This is for example a 1000 R thick film 26 of phosphorus-doped silicon dioxide is suitable. This can done in a simple way by pyrolysis from an argon mixture with ethyl orthosilicate is saturated and partially saturated with triethyl phosphate. The two gases are left then flow together over the platelet while doing pyrolysis with triethyl borate is kept at a temperature of about 8000c.
Nach der Bildung der Phosphor-dotierten Siliciumdioxidschicht 26 werden die Filme 25 und 26 in dem P-Kanalbereich 20 durch selektive Maskierung und Ätzung photolithographisch entfernt, wie es allgemein bekannt ist. Als ein Beispiel hierfür sei das Verfahren genannt, das in der Veröffentlichung von Eastman Kodak mit dem Titel "Photosensitive Resists for Industry #, 1962, beschrieben ist.After the formation of the phosphorus-doped silicon dioxide layer 26 films 25 and 26 in P-channel region 20 by selective masking and etching photolithographically removed as is well known. As an example of this consider the process described in the Eastman Kodak publication with the Title "Photosensitive Resists for Industry #, 1962.
Das Plättchen wird dann mit einer dünnen Schicht aus einem nicht-dotierten Isoliermaterial 27, wie z.B. Siliciumdioxid, überzogen, -as auf einfache Weise durch Pyrolyse aus einer mit Äthylorthosilikat gesättigten Argonmistung geschehen kann.The platelet is then doped with a thin layer of an undoped Insulating material 27, such as silicon dioxide, coated -as in a simple manner Pyrolysis can be done from an argon manure saturated with ethyl orthosilicate.
Hierfür wird beispielsweise trockenes Argon für 25 Minuten bei einer Geschwindigkeit von etwa 0,198 m3 pro Stunde durch Athylorthosilikat hindurchgeleitet, während das Plättchen auf einer Temperatur von etwa 10000C gehalten wird.For this purpose, for example, dry argon is used for 25 minutes at a Speed of about 0.198 m3 per hour passed through ethyl orthosilicate, while the wafer is held at a temperature of about 10000C.
Nachdem die nicht-dotierte Siliciumdioxidsehicht 27 gebildet ist, wird darüber eine Akzeptor-dotierte Isolierschicht 28 hergestellt. Beispielsweise kann eine Schicht aus Bor-dotiertem Siliciumdioxid über der Schicht 27 durch Pyrolyse aus einer Argonmischung abgeschieden werden, die mit Athylorthosilikat gesättigt und mit Triäthylborat teilweise gesättigt ist, wie es oben beschrieben wurde. Nach der Bildung der Bor-dotierten Siliciumdioxidschicht 28 wird das Plättchen auf eine Diffusionstemperatur von beispielsweise 1100 0 erhitzt und für etwa 3 Stunden auf dieser Temperatur gehalten. In dem N-Kanalbereich 22 diffundiert Bor in das Plättchen 10, um einen pleitenden Bereich 30 zu bilden, in dem auch die einen entgegengesetzten Leitfähigkeitstyp aufweisenden Source- und Drain-Diffusionsbereiche 31 bzw. 32 gebildet werden. In dem P-Kanalbereich 20 werden die Source- und Drain-Diffusionsbereiche 33 bzw. 34 in dem Plättchen 10 ausgebildet. Die Tiefe der Source-und Drain-Diffusionsbereiche 31 bzw. 32 wird in bekannter Weise durch die Dicke der Schichten 27 und 28 und die Diffusionszeit gesteuert.After the undoped silica layer 27 is formed, an acceptor-doped insulating layer 28 is produced over it. For example may be a layer of boron-doped silicon dioxide over layer 27 by pyrolysis be deposited from an argon mixture which is saturated with ethyl orthosilicate and is partially saturated with triethyl borate as described above. To the formation of the boron-doped Silicon dioxide layer 28 becomes that Plate heated to a diffusion temperature of, for example, 1100 0 and for held at this temperature for about 3 hours. Diffuses in the N-channel region 22 Boron into the chip 10 to form a bankrupt area 30 in which the source and drain diffusion regions having opposite conductivity types 31 and 32 are formed. In the P-channel region 20, the source and drain diffusion regions become 33 or 34 formed in the plate 10. The depth of the source and drain diffusion areas 31 and 32 is known in a known manner by the thickness of the layers 27 and 28 and the Diffusion time controlled.
Nachdem nun die Source- und Drainbereiche für den ersten Transistor sowie Source, Drain und ein Kanalbereich für den zweiten Transistor gebildet sind, muß als nächstes ein elektrischer Kontakt zu den Source- und Drainbereichen sowie den Gateelektroden beider Transistoren hergestellt werden. Dies kann beispielsweise durch photolithographische Ätzung eines kleinen kreisförmigen Loches über jedem Drainbereich 32 bzw.After that the source and drain areas for the first transistor as well as the source, drain and a channel region for the second transistor are formed, must next make electrical contact to the source and drain regions as well the gate electrodes of both transistors are made. This can be, for example by photolithographic etching of a small circular hole over each Drain area 32 resp.
34 eines dünnen Ringraumes mit begrenzter radialer Dicke über jedem Sourcebereich 31 bzw. 33 und auf Wunsch einer relativ kleinen Öffnung über einem Teil des Basisbereiches 30 geschehen, die für einen Kontakt zum Basisbereich 30 sorgt.34 of a thin annulus of limited radial thickness over each Source region 31 or 33 and, if desired, a relatively small opening over one Part of the base area 30 that is necessary for contact with the base area 30 cares.
Nachdem die Löcher sowohl in die Source- als auch in die Drainbereiche und in beide Gateelektroden und den Basisbereich des Transistors im Teil 22 eingeätzt sind, wird das gesamte Plättchen durch Aufdampfen unter Vakuum von beispielsweise Aluminium metallisiert, damit das Aluminium die Öffnungen ausfilllt, die bei dem vorangegangenen Schritt geätzt wurden. Auf diese Weise wird mit Source-, Drain-, Basis- und Gateelektroden ein Kontakt hergestellt und die gesamte Oberfläche des Plättchens überdeckt. Das metallisierte Plättchen wird daraufhin mit einer photobeständigen Schicht überzogen und durch eine Maske hindurch bestrahlt, so daß die ,gereiche, an denen die verseltedenen Kontaktteile hergestellt werden sollen, der Strahlung ausgesetzt sind. Dabei ist Jeder Kontakt nach Wunsch von dem anderen elektrisch isoliert. Das metallisierte Plättchen wird dann in ein ,geeignetes Atzmittel für Aluminium eingetaucht, das beispielsweise eine Mischung aus Orthophosphorsäure, Essigsäure und Salpetersäure sein kann. Falls es auch erwünscht ist, daß irgendwelche verschiedenen Bereiche intern verbunden werden sollen, kann ein Verbindungspfad entsprechend maskiert werden.After the holes in both the source and drain regions and etched into both gate electrodes and the base region of the transistor in part 22 are, the entire platelet by vacuum evaporation of, for example Aluminum is metallized so that the aluminum fills the openings in the previous step were etched. In this way, source, drain, Base and gate electrodes made contact and the entire surface of the Plate covered. The metallized plate is then photoresisted with a Layer coated and irradiated through a mask, so that the, rich, where the displaced Contact parts are to be produced, are exposed to radiation. Each contact is as desired by the other electrically isolated. The metallized wafer is then placed in a suitable etchant for aluminum immersed, for example a mixture of orthophosphoric acid, Can be acetic acid and nitric acid. If any A connection path can be used to connect different areas internally masked accordingly.
Das dabei entstehende Element ist in Fig. 2i dargestellt. In dieser Figur weist der N-Kanalabschnitt 22 einen p-leitenden Bereich 30 auf, der als die Basis für den zweiten Transistor wirkt und in dem die entgegengesetzte Leitfähigkeit aufweisenden Source- und Drainbereiche 31 bzw. 32 enthalten sind.The resulting element is shown in Fig. 2i. In this Figure, the N-channel section 22 has a p-type region 30, which as the The basis for the second transistor acts and in which the opposite conductivity having source and drain regions 31 and 32, respectively.
In dem Teil 20 dient der Hauptteil des Plättchens 10 als ein Basisbereich für einen P-Kanal Feld-Effekt-Transistor, und die der Oberfläche benachbarten, p-leitenden Bereiche 33 und 34 sind hineindiffundiert und bilden pn-übergpinge 36 bzw. 35 für Source und Drain. Der Metall aufweisende Bereich 13 des gemusterten Molybdänfilmes 12 bildet eine Gateelektrode, unter der ein P-Kanal angeordnet ist. Zu jedem der entsprechenden metallisierten Bereiche des ersten Transistors 20 ist ein Basis-Kontakt 40, ein Source-Kontakt 41, ein Drain-Kontakt 42 und ein Gate-Kontakt 43 hergestellt. Auf ähnliche Weise ist ein Basis-Kontakt 45 3 ein Source-Kontakt 48, ein Gate-Kontakt 47 und ein Drain-Kontakt 46 zu den entsprechenden metallisierten Abschnitten des zweiten Transistors 22 hergestellt.In the part 20, the main part of the chip 10 serves as a base region for a P-channel field-effect transistor, and the p-conducting ones adjacent to the surface Areas 33 and 34 are diffused in and form pn transitions 36 and 35, respectively Source and drain. The metal-bearing area 13 of the patterned molybdenum film 12 forms a gate electrode under which a P-channel is arranged. To each of the corresponding metallized areas of the first transistor 20 is a base contact 40, a source contact 41, a drain contact 42 and a gate contact 43 are established. Similarly, a base contact 45 3 is a source contact 48, a gate contact 47 and a drain contact 46 to the corresponding metallized portions of the second transistor 22 produced.
Auch wenn die Erfindung anhand spetSischer Source- und Drainbereiche beschrieben wird, so sei doch darauf hingewiesen, daß ihre Funktionen infolge der Ähnlichkeit der Bereiche auf Wunsch ausgetauscht werden können. Auf diese Weise ist eine größere Vielfalt vereinfachter Verbindungen möglich. Obwohl also jeder FET einen Source- und einen Drainbereich aufweist, können diese Bereiche untereinander austauschbar verwendet werden, um den Anforderungen einer bestimmten Applikation zu genügen. Obwohl darüber hinaus der p-leitende Basisbereich 30 in der Weise dargestellt ist, daß er die Source- und Drainbereiche 31 bzw. 32 umgibt, können FET-Elemente mit getrennten p-leitenden Bereichen um die Source- und Drainbereiche herum hergestellt werden. Diese letztgenannten Elemente sind insbesondere dann nützlich, wenn siein einer geerdeten Source-Konfiguration betrieben werden.Even if the invention is based on physical source and drain regions is described, it should be noted that their functions as a result of the Similarity of areas can be exchanged upon request. In this way a greater variety of simplified connections is possible. So although everyone FET has a source and a drain region, can this Areas can be used interchangeably to meet the requirements of a to meet a specific application. Although, in addition, the p-type base region 30 is shown to have source and drain regions 31 and 32, respectively surrounds, FET elements with separate p-type areas around the source and drain regions are made around. These latter elements are particular useful when operated in a grounded source configuration.
Um das eine Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung noch spezifischer zu erläutern, wird die Herstellung des erfindungsgemäßen komplementären Feld-Effekt-Transistors beschrieben, wie er in den Figuren 1 und 2 dargestellt ist.To make the one embodiment of the present invention more specific to explain the production of the complementary field-effect transistor according to the invention as shown in FIGS. 1 and 2.
Diese Herstellung geht im wesentlichen folgendermaßen vor sich: Ein (l,O,O)-OberflEchen, einen Durchmesser von 2,5 cm aufweisendes Plättchen aus n-leitendem Silicium mit einer Phosphorkonzentration von 5 x 1015 Atomen pro cm3 und einer Dicke von 0,356 mm (0n014 Zoll) wird sorgfEltig in einer'1Weißätzungt Teile HF : 1 Teil HNO3) geätzt, in destilliertem Wasser gewaschen und in einer Reaktionskammer in einer Atmosphäre von trockenem Sauerstoff für zwei Stunden bei einer Temperatur von 1000°C erhitzt, um darüber einen Film von 1000 i Dicke aus Siliciumdioxid zu bilden. Das Plättchen wird für 3 Stunden in Helium bei 1000°C vergütet. Dann wird das Plättchen auf eine Temperatur von 4000c erhitzt, während darauf ein 5000 i dicker Molybdänfilm in einer Triodenglimmentladung mit einer Molybdänscheibe in 0,015 torr Argon in 20 Minuten abgeschieden wird. Auf der Oberfläche des Molybdänfilmes wird ein Film aus KPR Photo lack gebildet und eine Maske mit einem den gewünschten Source-, Drain- und Gatebereichen entsprechenden Muster wird über das Plättchen gebracht. Danach wird das photobeständige Material (Photolack) durch die Maske hindurch bestrahlt. Nach der Bestrahlung wird das Plättchen in einen Photoentwickler eingetaucht, der die nicht bestrahlten Teile des photobeständigen Materials entfernt und das Muster und den Abschnitt der darauf befindlichen) nicht bestrahlten Abschnitt zurückläßt. Das Plättchen wird in destilliertem Wasser gewaschen und dann für etwa eine Minute in ein Orthophosphorsäure-Atzmittel getaucht, um das infolge des Photolackmusters freiliegende Molybdän zu beseitigen.This production takes place essentially as follows: A (1, O, O) surfaces, a 2.5 cm diameter plate made of n-conducting Silicon with a phosphorus concentration of 5 x 1015 atoms per cm3 and a thickness 0.356 mm (0n014 inches) is carefully etched in a '1 white etch parts HF: 1 part HNO3), washed in distilled water and placed in a reaction chamber in an atmosphere of dry oxygen for two hours at one temperature of 1000 ° C in order to cover it with a film of 1000 i thickness of silicon dioxide form. The plate is tempered in helium at 1000 ° C. for 3 hours. Then it will be the plate is heated to a temperature of 4000c, while on it a 5000i thicker Molybdenum film in a triode glow discharge with a molybdenum disk in 0.015 torr Argon is deposited in 20 minutes. On the surface of the molybdenum film is a film formed from KPR Photo lacquer and a mask with one of the desired source, A pattern corresponding to the drain and gate areas is applied over the wafer. The photoresist material (photoresist) is then irradiated through the mask. After the irradiation, the wafer is immersed in a photo developer which the non-irradiated parts of the photoresist material removed and the pattern and the section of the non-irradiated section located on it leaves behind. The platelet is washed in distilled water and then washed for about immersed in an orthophosphoric acid etchant for one minute to remove the result of the photoresist pattern remove exposed molybdenum.
Nach dem Entfernen des Ätzmittels und Waschen in destilliertem Wasser wird das Plättchen für eine kurze Zeit von beispielsweise 30 Sekunden in heißer (etwa 180 C) konzentrierter Schwefelsäure gewaschen, um das photobeständige Material zu entfernen. Die freiliegende Isolierschicht 11 wird dann durch geeignete Atzverfahren in Abschnitten entfernt, die nicht von der Gateelektrode aus Molybdän überdeckt sind. Nach der Herausnahme -des Plättchens aus dem ätzmittel und dem Waschen in destilliertem Wasser wird als nächstes auf dem Plättchen durch Pyrolyse von Äthylorthosilikat und Triäthylborat in einem Gasvolumenverhältnis von 10 : 1 eine Schicht aus Bor-dotiertem Siliciumdioxid gebildet. Dies kann dadurch geschehen, daß trockenes Argon durch Äthylorthosilikat bei einer Geschwindigkeit von 0,198 m3 pro Stunde und Triäthylborat bei einer Geschwindigkeit von 0,0198 m3 pro Stunde hindurchperlt. Die dabei entstehenden Dämpfe werden gemischt und bei einer zusammengesetzten Strömungsgeschwindigkeit von 0,218 m3 pro Stunde über das Plättchen geleitet. Wenn sich das Substratplättchen auf einer Temperatur von 800 0c befindet, sind etwa 3 Minuten ausreichend, um einen 1000 R dicken Film aus Bordotiertem Siliciumdioxid mit einer Borkonzentration von 1 x 1020 Atomen/cm3 in der diffundierten Schicht auszubilden.After removing the etchant and washing in distilled water the platelet becomes hotter for a short time, for example 30 seconds Washed (about 180 C) concentrated sulfuric acid to make the photoresist material to remove. The exposed insulating layer 11 is then made by suitable etching processes removed in sections that are not covered by the molybdenum gate electrode are. After removing the plate from the caustic agent and washing it in Distilled water is next added to the platelet by pyrolysis of ethyl orthosilicate and triethyl borate in a gas volume ratio of 10: 1 a layer of boron-doped Silicon dioxide is formed. This can be done by letting dry argon through Ethyl orthosilicate at a rate of 0.198 m3 per hour and triethyl borate bubbles through at a speed of 0.0198 m3 per hour. The resulting Vapors are mixed and at a compound flow rate of 0.218 m3 per hour passed over the plate. When the substrate plate is at a temperature of 800 0c, about 3 minutes are sufficient to generate a 1000 R thick film of boron-doped silicon dioxide with a boron concentration of 1 x 1020 atoms / cm3 to form in the diffused layer.
Dann wird als nzchstes eine 1000 2 dicke Schicht aus Phosphordotiertem Siliciumdioxid auf dem Plättchen durch Pyrolyse von Äthylorthosilikat und Phosphoroxichlorid, Pool, in einem Gasvolumenverhältnis von 10 : 1 gebildet. Dies kann dadurch geschehen, daß trockenes Argon Äthylorthosilikat bei einer Geschwindigkeit von 0,198 m3 pro Stunde und POCl bei einer Geschwindigkeit von 0,0198 m3 pro Stunde durchperlt. Die dabei entstehenden Dämpfe werden gemischt und bei einer zusammengesetzten Strömungsgeschwindigkeit von 0,218 m3 pro Stunde über das Siliciumplättchen geleitet. Wenn sich das Substratplättchen auf einer Temperatur von 8000C befindet, sind etwa 1 1/2 Minuten ausreichend, um einen 1000 i dicken Film aus Phosphordotiertem Siliciumdioxid mit einer Phosphorkonzentration von 1 x 1020 Atomen/cm3 in der diffundierten Schicht auszubilden.Then the next thing is a 1000 2 thick layer of phosphorus doped Silicon dioxide on the plate by pyrolysis of ethyl orthosilicate and phosphorus oxychloride, Pool, formed in a gas volume ratio of 10: 1. This can be done by that dry argon ethyl orthosilicate at a rate of 0.198 m3 per Hour and POCl at a speed of 0.0198 m3 per hour. the included resulting vapors are mixed and in a compound Flow rate of 0.218 m3 per hour passed over the silicon wafer. When the substrate wafer is at a temperature of 8000C, approx 1 1/2 minutes is sufficient to make a 1000 µ thick film of phosphorus-doped silicon dioxide with a phosphorus concentration of 1 x 1020 atoms / cm3 in the diffused layer to train.
Derjenige Abschnitt des Plättchens, in dem das N-Kanalelement auszubilden ist, wird dann mit einem photobeständigen Material (Photolack) maskiert, mit ultraviolettem Licht bestrahlt und in einem Photoentwickler entwickelt. Das Plättchen wird dann für etwa 2 Minuten in ein gepuffertes HF-Atzmittel eingetaucht, um die Por-dotierten und Phosphor-dotierten Schichten aus Siliciumdioxid von dem unmaskierten Abschnitt des Plättchens zu entfernen.That section of the plate in which the N-channel element is to be formed is then masked with a photo-resistant material (photoresist), with ultraviolet Irradiated light and developed in a photo developer. The platelet will then dipped in a buffered HF etchant for about 2 minutes to finish the por-doped and phosphorus doped layers of silicon dioxide from the unmasked portion to remove the plate.
Das Plättchen wird dann in destilliertem Wasser gewaschen und wiederjin die Reaktionskammer zurückgebracht, wo das Plättchen mit einer 1000 R dicken Schicht aus undotiertem Siliciumdioxid überzogen wird. Dies geschieht durch pyrolytische Abscheidung aus einer mit Äthylorthosilikat gesättigten Argonmischung, wie es oben beschrieben wurde. Dann wird das Plättchen durch Pyrolyse von Äthylorthosilikat und Triäthylborat mit einer 1000 dicken Schicht aus Bor-dotiertem Siliciumdioxid überzogen, wie es oben beschrieben wurde.The wafer is then washed in distilled water and put back into place The reaction chamber was brought back where the platelet was covered with a 1000 R thick layer is coated from undoped silica. This is done by pyrolytic Deposition from an argon mixture saturated with ethyl orthosilicate, as above has been described. Then the platelet is made by pyrolysis of ethyl orthosilicate and triethyl borate with a 1000 thick layer of boron-doped silicon dioxide coated as described above.
Anschließend wird das Plättchen für etwa 3 Stunden in eine Diffusionskammer eingebracht, die sich auf einer Tempsatur von 1100°C befindet. Die Diffusion von Bor in das Plättchen erzeugt einen p-leitenden Bereich, innerhalb dessen durch die Phosphordiffusion die Source- und Drainbereiche gebildet werden, wodurch ein N-Kanal FET in einem n-leitenden Plättchen entsteht. Zur gleichen Zeit diffundiert das l3or in der Nähe der Source- und Drainbereiche des anderen Transistors in das Plättchen hinein, um einen P-Kanal FIT zu Irilden.The platelet is then placed in a diffusion chamber for about 3 hours introduced, which is at a temperature of 1100 ° C. The diffusion of Boron in the platelet creates a p-type area within which through the Phosphorus diffusion forms the source and drain regions, creating an N-channel FET is created in an n-conductive plate. At the same time the l3or diffuses in the vicinity of the source and drain regions of the other transistor in the die in to Irilden a P-channel FIT.
Als nächstes werden Kontakte zu den Source-, Drain- und Gatebereichen gebildet. Dies geschieht dadurch, daß durch die Isolierschichten hindurch Löcher geätzt werden, damit sie mit den Source- und Drainbereichen und der Gateelektrode in Berührung kommen, und daß über dem Plättchen eine Schicht aus Aluminium abgeschieden wird. Die Aluminiumschicht wird dann maskiert und in bekannter Weise geätzt, um die Elektrodenkontakte auszubilden. Dann wird das Plättchen in einer Wasserstoffatmosphäre auf etwa 500°C erhitzt, um an der Oberfläche befindliche Dichten zu verkleinern. Ein elektrischer Anschluß mit den Kontakten wird durch Thermo-Kompressionsverbindung hergestellt.Next will be contacts to the source, drain and gate areas educated. This is done by making holes through the insulating layers to be etched to match the source and drain regions and the gate electrode come into contact, and that a layer of aluminum is deposited over the platelet will. The aluminum layer is then masked and etched in a known manner to form the electrode contacts. Then the platelet is in a hydrogen atmosphere heated to about 500 ° C in order to reduce densities located on the surface. An electrical connection with the contacts is made by thermo-compression connection manufactured.
Aus der vorstehenden Beschreibung wird deutlich, daß ein neues undnützliches Verfahren zur Herstellung komplementärer Feld-Effekt-Transistoren auf einem einen einzigen Leitfähigkeitstyp aufweisenden Plättchen beschrieben wurde, wobei das/entstehende Element durch einen einzigen Diffusionsschritt und mit einem einzigen Musterausbildungsschritt erzeugt wird, der die N-Kanal- von den P-Kanal-Elementen trennt.From the above description it is clear that a new and useful Method for manufacturing complementary field effect transistors on one platelets exhibiting a single conductivity type have been described, with the / resulting Element through a single diffusion step and with a single patterning step which separates the N-channel from the P-channel elements.
Obwohl die Erfindung anhand gewisser Beispiele und Ausführungsformen beschrieben wurde, bieten sich dem Fac:lmann innerhalb der gegebenen Lehren viele Modifikationen und Änderungen.Although the invention based on certain examples and embodiments has been described, the fac: man has many within the given teachings Modifications and changes.
Beispielsweise können die komplementären FET-Elemente auf einem n-leitenden Plättchen hergestellt werden, indem die Störstellen-dotierten Isolierschichten auf entsprechende Weise abgewandelt werden, um gegenüber den oben beschriebenen die entgegengesetzten Leitfähigkeitseigenschaften zu erzeugen. In diesem Falle ist es notwendig, eine undotierte Schicht aus Siliciumdioxid zu verwenden, um die Diffusionsgeschwindigkeit zu verlangsamen, da Donator-Dotierungsmittel mit kleineren Diffusionsgeschwindigkeiten als Akzeptor-Dotierungsmittel zu Verfügung stehen. Beispielsweise diffundiert Amen viel langsamer in Silicium als Bor, so daß die undotierte Siliciumdioxidschicht nicht erforderlich ist. Obwohl darüber hinaus die vorstehende Beschreibung für ein Verfahren zur Herstellung komplementärer FET-Elemente anhand der Metalloxidhalbleiter(M0S)-Technologie dargelegt wurde, sind die Lehren der vorliegenden Erfindung in gleicher Weise auf Planartransistoren und Junction-FET-Elemente anwendbar.For example, the complementary FET elements can be on an n-type Platelets are made by adding the impurity-doped insulating layers on top correspondingly modified to the above-described the to generate opposite conductivity properties. In this case it is necessary to use an undoped layer of silicon dioxide to increase the diffusion rate to slow down because donor dopants have slower diffusion rates are available as acceptor dopants. For example, Amen diffuses much slower in silicon than boron, so the undoped silicon dioxide layer is not required. In addition, although the above description is for a procedure for the production of complementary FET elements using metal oxide semiconductor (M0S) technology As has been set forth, the teachings of the present invention apply equally Planar transistors and junction FET elements are applicable.
Claims (9)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19712110034 DE2110034A1 (en) | 1971-03-03 | 1971-03-03 | Process for the production of complementary field-effect transistors by single-stage diffusion |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19712110034 DE2110034A1 (en) | 1971-03-03 | 1971-03-03 | Process for the production of complementary field-effect transistors by single-stage diffusion |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE2110034A1 true DE2110034A1 (en) | 1972-09-07 |
Family
ID=5800359
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE19712110034 Pending DE2110034A1 (en) | 1971-03-03 | 1971-03-03 | Process for the production of complementary field-effect transistors by single-stage diffusion |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE2110034A1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3322064C1 (en) * | 1983-06-18 | 1984-10-11 | G. Siempelkamp Gmbh & Co, 4150 Krefeld | Screw press with a continuously rotating flywheel |
-
1971
- 1971-03-03 DE DE19712110034 patent/DE2110034A1/en active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3322064C1 (en) * | 1983-06-18 | 1984-10-11 | G. Siempelkamp Gmbh & Co, 4150 Krefeld | Screw press with a continuously rotating flywheel |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0000327B1 (en) | Method for making self-aligned integrated semiconductor devices | |
| DE3019850C2 (en) | ||
| DE69012611T2 (en) | Method for manufacturing bipolar vertical transistors and high voltage CMOS transistors in a single integrated circuit. | |
| EP0010624B1 (en) | Process for the realization of very narrow mask openings for the manufacture of semiconductor integrated circuits | |
| DE1589810C3 (en) | Passivated semiconductor component and method for its manufacture | |
| DE3011982C2 (en) | ||
| DE2352762A1 (en) | METHOD FOR PRODUCING A SEMICONDUCTOR ARRANGEMENT WITH COMPLEMENTARY FIELD EFFECT TRANSISTORS | |
| DE2247975C3 (en) | Process for the production of thin-film circuits with complementary MOS transistors | |
| DE2700873A1 (en) | METHOD FOR MANUFACTURING COMPLEMENTARY INSULATING LAYER FIELD EFFECT TRANSISTORS | |
| EP0005185B1 (en) | Method for simultaneously forming schottky-barrier diodes and ohmic contacts on doped semiconductor regions | |
| EP0006510B1 (en) | Method of forming adjacent impurity regions of different doping in a silicon substrate | |
| DE2618445A1 (en) | METHOD OF MANUFACTURING A SEMICONDUCTOR DEVICE | |
| DE2019655C2 (en) | Method for diffusing an activator which changes the conductivity type into a surface region of a semiconductor body | |
| DE1614356B2 (en) | Method for producing an integrated semiconductor assembly with complementary field effect transistors and material for carrying out the method | |
| DE2517690A1 (en) | METHOD OF MANUFACTURING A SEMI-CONDUCTOR COMPONENT | |
| DE2449012A1 (en) | PROCESS FOR MANUFACTURING DIELECTRICALLY INSULATED SEMICONDUCTOR AREAS | |
| DE1803024C3 (en) | Method for producing field effect transistor components | |
| DE3125064A1 (en) | "METHOD FOR PRODUCING AN INTEGRATED CIRCUIT" | |
| DE2718449A1 (en) | METHOD OF MANUFACTURING A SEMI-CONDUCTOR ARRANGEMENT AND ARRANGEMENT PRODUCED BY THIS METHOD | |
| DE2621165A1 (en) | PROCEDURE FOR MAKING A METAL CONTACT | |
| DE1803028A1 (en) | Field effect transistor and method of making the transistor | |
| DE2048482A1 (en) | Short channel field effect transistor | |
| DE2628406A1 (en) | METHOD OF MANUFACTURING A SEMICONDUCTOR DEVICE | |
| DE2111633A1 (en) | Process for the production of a surface field effect transistor | |
| DE2331393C2 (en) | Process for the simultaneous manufacture of field effect transistors and charge coupled semiconductor devices |