DE2348199A1 - Verfahren zur herstellung von mis-anordnungen - Google Patents
Verfahren zur herstellung von mis-anordnungenInfo
- Publication number
- DE2348199A1 DE2348199A1 DE19732348199 DE2348199A DE2348199A1 DE 2348199 A1 DE2348199 A1 DE 2348199A1 DE 19732348199 DE19732348199 DE 19732348199 DE 2348199 A DE2348199 A DE 2348199A DE 2348199 A1 DE2348199 A1 DE 2348199A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- gate
- etched
- substrate
- layer
- mis
- 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
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 12
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 31
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 31
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 31
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 24
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 claims description 15
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 14
- 238000005530 etching Methods 0.000 claims description 10
- 230000005669 field effect Effects 0.000 claims description 5
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims description 5
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 3
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 12
- 238000000034 method Methods 0.000 description 10
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 7
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 5
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 5
- 238000001259 photo etching Methods 0.000 description 5
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 4
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 4
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N Acetic acid Chemical compound CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N Fluorane Chemical compound F KRHYYFGTRYWZRS-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
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 3
- 229960002050 hydrofluoric acid Drugs 0.000 description 3
- 238000007873 sieving Methods 0.000 description 3
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 description 2
- BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N Silane Chemical compound [SiH4] BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 2
- 238000011835 investigation Methods 0.000 description 2
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 description 2
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XYFCBTPGUUZFHI-UHFFFAOYSA-N Phosphine Chemical compound P XYFCBTPGUUZFHI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000003863 ammonium salts Chemical class 0.000 description 1
- 230000000712 assembly Effects 0.000 description 1
- 238000000429 assembly Methods 0.000 description 1
- 230000002238 attenuated effect Effects 0.000 description 1
- 229910052810 boron oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- JKWMSGQKBLHBQQ-UHFFFAOYSA-N diboron trioxide Chemical compound O=BOB=O JKWMSGQKBLHBQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 238000013100 final test Methods 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 1
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 1
- 229910021421 monocrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000073 phosphorus hydride Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 238000012216 screening Methods 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- 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
-
- 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
- H01L21/302—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
- H01L21/306—Chemical or electrical treatment, e.g. electrolytic etching
- H01L21/308—Chemical or electrical treatment, e.g. electrolytic etching using masks
-
- 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
- H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/66007—Multistep manufacturing processes
- H01L29/66075—Multistep manufacturing processes of devices having semiconductor bodies comprising group 14 or group 13/15 materials
- H01L29/66227—Multistep manufacturing processes of devices having semiconductor bodies comprising group 14 or group 13/15 materials the devices being controllable only by the electric current supplied or the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched, e.g. three-terminal devices
- H01L29/66409—Unipolar field-effect transistors
- H01L29/66477—Unipolar field-effect transistors with an insulated gate, i.e. MISFET
-
- 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
- Y10S148/106—Masks, special
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)
- Insulated Gate Type Field-Effect Transistor (AREA)
- Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von MIS (Metal Oxid Silicon) -Anordnungen, beispielsweise
Siliziumgate-MIS-Feldeffekttransistoren.
Bei MIS-Feldeffekttransistoren mit isoliertem Gate ist der
Isolierfilm des Gates wegen der geforderten Eigenschaften im
allgemeinen sehr dünn, beispielsweise 1000 A. Die Gate-Kapazität ist extrem gering. Sie beträgt beispielsweise
einige pF. Daher wird das Gate zuweilen selbst bei geringer statischer Aufladung zerstört, die bei der Handhabung, beispielsweise
Transport, Einbau und dergleichen entsteht. Um diese Zerstörung des Gates zu vermeiden wird bisher zwischen
Gate und Substrat des Transistors oder einen in Reihe mit dem Gate geschalteten Widerstand und das Substrat eine Schutzdiode geschaltet, die Spannungen oberhalb eines bestimmten
Pegels abbaut. Das Gate kann daher nicht mehr von einer
409818/0775
höheren Spannung zerstört werden.
Auch bei Siliziumgate-MIS-Transistoren, bei denen für das Gate polykristallines Silizium verwendet wird, besteht die
Gefahr einer ähnlichen Gatezerstörung. Es ist daher wünschenswert, die Diode auch bei Siliziumgate-MIS-Transistoren zu
verwenden, um zu verhindern, daß dem Gate zu hohe Spannungen zugeführt werden. Jedoch treten bei Siliziumgate-MIS-Transistoren
auch bei dieser Art des Schutzes oft Zerstörungen auf. Um die Ursache hierfür festzustellen, wurde eine Untersuchung
durchgeführt, bei denen solche Elemente, die wahrscheinlich
eine Gatezerstörung herbeiführen würden, durch sogenannte "Spannungssiebung" ausgesondert wurden. Dieses
Verfahren wird vor dem Endtest durchgeführt, wobei eine integrierte MIS-Schaltung fünf Minuten lang auf einer um
20 % über der Arbeitsspannung liegenden Spannung gehalten wird. Dabei wurde festgestellt, daß die Gatezerstörung am
Rand des Siliziumgates entsteht. Bei der Untersuchung von Defekten hat sich herausgestellt, daß sie mit dem Verfahren
zur Herstellung der Silizium-MIS-Transistoren in Verbindung
stehen. Nach weiteren Untersuchungen wurde auf folgende Ursachen für die Defekte geschlossen. '
Beim Siliziumgate-MIS-Transistor wird ein sogenannter selbstausrichtender
Aufbau verwendet, mit dem zunächst auf einem Halbleitersubstrat ein Oxidfilm ausgebildet wird, auf den
seinerseits eine Siliziumschicht aufgebracht wird. In der Siliziumschicht wird selektiv der Gatebereich ausgebildet,
der Oxidfilm wird selektiv unter Verwendung der Siliziumschicht
als Maske geätzt und in die Oberfläche des Halbleitersubstrats werden Verunreinigungen eingeführt. Dabei
wird der Gatebereich als Maske verwendet, und um die Source und Drain herzustellen. Dabei wird jedoch, wie in Fig. 3
der beigefügten Zeichnung gezeigt, die Seitenfläche des Oxidfilms 3a beim Ätzen des Gate-Oxidfilms seitlich geätzt,
409818/0775 ./.
so daß der Rand der polykristallinen Siliziumschicht 4a in Form einer spitzwinkligen Dachfläche 4c vorspringt. Die
Dachfläche 4c hängt zuweilen nach unten auf die Seite der Source oder Drain 6, als Teil ihres Randes. Ferner besteht
bei Ablagerung und Ausbildung eines Oxidfilms 7 der Nachteil, daß leicht Schmutz in der Isolierschicht 3a unter
der Dachneigung gelangen kann. Die Folge hiervon sind Konzentrationen des elektrischen Feldes an diesem Teil.
Als Gegenmaßnahme wurde vorgeschlagen, den Oberflächenbereich des polykristallinen Siliziums leicht zu oxidieren,
um so die Dachneigung 4c klein zu halten. Auch dabei ist jedoch die Entstehung gewisser Spannungssiebungsdefekte
unvermeidlich.
Erfindungsgemäß soll die Gatezerstörung derart verhindert
werden, daß die vorstehend beschriebene Dachneigung des polykristallinen Siliziums durch Ätzen vollständig entfernt
wird. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Herstellungsverfahren anzugeben, bei dem die Zerstörung
des Gates bei einer Siliziumgate-MIS-Halbleiteranordnung
verhindert wird. \
Erfindungsgemäß wird eine MIS-Anordnung hergestellt, indem
auf der Oberfläche eines Halbleitersubstrats ein Isolierfilm
und auf dem Isolierfilm teilweise eine Halbleiterschicht ausgebildet wird, daß der Isolierfilm unter Verwendung
der Halbleiterschicht als Maske zum Teil weggeätzt
wird, und daß die Oberfläche der Halbleiterschicht so geätzt wird, daß der Isolierfilm nicht geätzt wird.
Ein zweites erfindungsgemäßes Verfahren zur Herstellung eines Siliziumgate-MIS-Feldeffekttransistors zeichnet sich
dadurch aus, daß auf einem Siliziumsubstrat thermisch ein Oxidfilm erzeugt wird, daß auf dem Oxidfilm eine polykristalline
409818/0775
-Jr-
Siliziumschicht gebildet wird, daß Teile des Oxidfilms und der polykristallinen Siliziumschicht geätzt v/erden,
so daß das Gate entsteht und gleichzeitig Teile des Substrats freigelegt werden, und daß Verunreinigungen in das
Substrat dotiert werden, wobei das Gate zur Ausbildung einer Source und einer Drain als Maske verwendet wird.
Die Oberfläche der polykristallinen Siliziumschicht wird nach der Gatebildung oder Verunreinigungsdotierung
geätzt, indem ein flüssiges Ätzmittel verwendet wird, dessen Ätzgeschwindigkeit für das polykristalline Silizium
gicBer ist als für den Oxidfilm.
Die Oberfläche der Halbleiterschicht wird also derart geätzt, daß der darunterliegende Isolierfilm nicht geätzt
werden kann. Dadurch tritt der Randteil der Halbleiter-Schicht zurück, der sonst seitlich über den darunterliegenden
Isolierfilm hinausragen würde.
Die Erfindung wird anhand der Zeichnungen näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1a bis 1j Schnittbilder einer MIS-Anordnung während
verschiedener Stufen ihrer Herstellung gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren,·
Fig. 2 den Vertikalschnitt wesentlicher Teile der
MIS-Anordnung beim letzten Schritt des Herstellungsverfahrens
gemäß Fig. 1;
Fig. 3
(bereits erwähnt) den Vertikalschnitt der entsprechenden
wesentlichen Teile beim letzten Herstellungsschritt nach einem bekannten Verfahren;
Fig. 4 bis 7 Vertikalschnitte der wesentlichen Teile
einer MIS-Anordnung bei verschiedenen Ätztiefen nach weiteren Ausführungsformen des
erfindungsgemäßen Verfahrens; und
Fig. 8 in einem Diagramm die Abhängigkeit des
409818/0775
prozentualen Fehleranteils von verschiedenen Gegenmaßnahmen gemäß dem erfindungsgemäßen
Verfahren.
Fig. 1a bis 1j zeigen die Herstellungsschritte gemäß einem
Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens bei der Herstellung eines p-Kanal-Silizium-Gate-MIS-Feldeffekttransistors.
a) Ein η-leitendes Einkristall-Siliziumsubstrat 1 (Kristallfläche
(1 1 1), pg-g = 5 - 8 Ω · cn) wird hergestellt. Dieses
Substrat wird in Wasserdampf bei 120O0C zweieinhalb Stunden
lang an der Oberfläche oxidiert, so daß sich ein Siliziumoxidfilm 2 mit einer Stärke von 14000 A bildet.
b) Durch Fotoätzung wird der Teil des Oxidfilms 2 entfernt, der den zu bildenden aktiven Bereichen entspricht. Dabei
wird ein Teil des Substrats freigelegt.
c) Das sich ergebende Substrat wird in trockenem Sauerstoff
bei 12000C zwanzig Minuten lang aufgeheizt. Hierbei bildet
sich am freiliegenden Teil des Siliziumsubstrats ein Gate-Oxidfilm 3 (Stärke 1100 JL).
d) Durch thermische Umsetzung von 4-prozentigem Monosilan (SiH^) in Stickstoff bei 6000C erzeugtes Silizium wird auf
der gesamten Substratoberfläche abgelagert. Dabei bildet sich eine polykristalline Siliziumschicht 4 (Stärke 6000
bis 6500 Ä).
e) Bis auf die einem Gatebereich entsprechenden Teile werden der Oxidfilm 3 und die polykristalline Siliziumschicht 4
durch Fotoätzung entfernt. Hierbei wird für die Siliziumschicht 4 ein flüssiges Ätzmittel verwendet, das aus einer
bekannten Mischlösung aus Fluorsäure, Salpetersäure und Essigsäure besteht.Das für den Oxidfilm 3 verwendete Ätz-
409818/0775
23Α81
mittel besteht aus einer Mischlösung aus Fluorsäure und Fluorammonium. Auf diese Weise wird ein Gatebereich mit
einer Dachneigung 4c an jeder Seitenkante aus der Siliziumschicht 4a und dem Oxidfilm 3a gebildet.
f) Unter Verwendung des Gatebereichs 3a und 4a als Maske
wird Bor (B) in das Siliziumsubstrat diffundiert, wobei sich im Substrat eine p-leitende Source 5 und eine pleitende
Drain 6 bilden. Die Tiefe der diffundierten Schicht beträgt 8000 JL
Darauf wird das sich ergebende Substrat 1 in feuchtem Sauerstoff bei 9400C einige Minuten lang erhitzt, so daß die
Siliziumschicht 4a leicht oxidiert wird. Darauf wird das Oberflächenoxid einige 10 Sekunden lang einer leichten Ätzung
unterzogen, wobei ein flüssiges Ätzmittel aus Fluorsäure und Fluorarnmonium verwendet wird. Die Ätztiefe beträgt
einige 100 Ä.
g) Während dieses Arbeitsschrittes wird die Dachneigung 4c ' an jeder Seitenkante der Siliziumschicht 4a des Gates durch
Ätzen entfernt. Auf diese Weise wird das Gate in eine Siliziumschicht 4b gebildet, die frei von Vorsprüngen der
Seitenkante'ist.
Darauf wird eine zweite leichte Oxidation in feuchtem Sauerstoff bei 9400C durchgeführt. Die Stärke des gebildeten Oxidfilms
(bei 10 in Fig. 2) beträgt einige 100 JL
Eine durch die Reaktion von Monosilan (SiH^) und Phosphorhydrid
(PH5) in Stickstoff und Sauerstoff bei 45O°C hergestellte
Phosphorglasschicht, d.h. die sogenannte PSG-Schicht
7 wird auf der gesamten Oberfläche abgelagert. Die Stärke der PSG-Schicht 7 beträgt 8000 bis 10000 A. Danach wird das
hergestellte Substrat bei 105O0C einige 10 Minuten lang geglüht.
Statt der PSG-Schicht kann auch durch chemische Dampf-
409818/0775 ·/·
reaktion eine Siliziumoxidschicht (eine CVD-Oxidschieht) verwendet werden.
i) Zur Herstellung der Anschlüsse von Source und Drain wird die Kontakt-Fotoätzung durchgeführt.
j) Auf die gesamte Oberfläche wird Aluminium mit einer Stärke
von 1,8 μ aufgedampft. Überflüssige Teile der Aluminiumschicht
werden entsprechend einem vorherbestimmten Anschlußmuster entfernt. Darauf bleiben die mit der Source 5 bzw. Drain 6
verbundenen Aluminiumanschlüsse 8 und 9 stehen.
Fig. 2 zeigt in vergrößertem Maßstab die Umgebung des Gate
des nach dem oben beschriebenen Verfahren hergestellten Transistors. Der Seitenkantenteil der Siliziumschicht 4b
des Gate tritt über den Oxidfilm 3a zurück. Die Dachneigung
4c am Seitenkantenteil des auf bekannte Weise hergestellten Transistors (Fig. 3) ist beim Transistor der Fig. 2 verschwunden.
Wenn das Gate in dieser Weise ausgebildet wird, wird der lokale Überhang der Dachneigung 4c an der Seiten-kante
und die damit verbundene Konzentration des elektrischen Feldes verhindert. Damit kann auch die Zerstörung des Gate
vermieden werden.
Wird die Gatezerstörung verhindert (weniger als 0,1 %),
so treten beim Spannungssiebungstest praktisch keine defekten Einrichtungen auf. Dieser Test wird daher überflüssig.
Hierdurch ergibt sich der Vorteil, daß die Zahl der Herstellungsschritte vermindert wird.
Fig. 4 zeigt Vergleiche der jeweiligen Profile der Oberflächen der Siliziumschicht 4 und der Diffusionsschicht S,
D bei den Ätztiefen d^ =0, dp = 0,1 μ und d, = 0,2 μ, wenn
nach dem beschriebenen Ausführungsbeispiel die Dachneigung 4c an der Seitenkante der polykristallinen Siliziumschicht
des Gates nach der Diffusion der Source und Drain weggeätzt
409818/0775
wird, worauf die leichte Oxidation durchgeführt wird. Auch wenn nur die Dachneigung 4c nach der Diffusion der Source
und Drain geätzt wird und die leichte Oxidation nicht durchgeführt wird, kann die Gatezerstörung verhindert werden.
Fig. 5 zeigt die Profile der Oberflächen der Siliziumschicht
und der diffundierten Schicht bei verschiedenen Ätztiefen, wenn, wie oben beschrieben, nach der Diffusion von Source
und Drain nur die Dachneigung geätzt wird.
Auch wenn die Dächneigung an jeder Seitenkante der Siliziumschicht
vor der Diffusion von Source und Drain geätzt wird, d.h. nach der Fotoätzung zur Freilegung der Source und Drainbereiche
des Substrats, wird die Gatezerstörung wirksam verhindert. In diesem Fall wird durch die nachfolgende Diffusion
für Source und Drain Bor in den Oxidfilm dotiert. Bei der Entfernung des Boroxid enthaltenden Gases wird gleichzeitig
ein Teil jeder Seitenkante des Oxidfilms entfernt und es entsteht eine neue kleine Dachneigung 4d (Fig. 6 und 7). Auf
diese Weise kann die Gatezerstörung nicht zufriedenstellend verhindert werden. Erfolgt jedoch darauf eine leichte Oxidation,
so wird die Gatezerstörung abgeschwächt.
Fig. 6 zeigt die Profile der Siliziumschicht bei verschiedenen Ätztiefen, wenn die Dachneigung nach der Fotoätzung zur Freilegung
der Source- und·Drainbereiche geätzt wird, worauf die geätzte Dachschräge leicht oxidiert wird.
Fig. 7 zeigt den Fall, in dem die leichte Oxidation im Falle der Fig. 6 nicht durchgeführt wird. Hierbei wird die Substratoberfläche
nach der Ätzung der Dachschräge der Diffusion unterzogen, so daß der Zustand der Übergänge in Abhängigkeit
von der Ätztiefe veränderlich ist.
409818/0775
Fig. 8 zeigt die Abhängigkeit des prozentualen Spannungssiebungsausschusses
in Abhängigkeit von den verschiedenen Gegenmaßnahmen zur Verhinderung der Gateζerstörung.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist auf sämtliche Arten von
MIS-Anordnungen mit selbstausrichtendem Aufbau (leitende Schicht - Isolator - Halbleiter) anwendbar, beispielsweise
auf MIS-Transistoren, MIS-Dioden, integrierte und in starkem
Maße integrierte MIS-Schaltungen. Als leitende Schicht kann
zusätzlich zu polykristallinem Silizium ein Metall wie
Molybdän in ähnlicher V/eise angewendet werden. Zusätzlich zum Siliziumoxidfilm kommt als Isolierfilm ein Film aus Siliziumnitrid
(Si-,Ν/) oder ein laminierter Film aus Siliziumoxid
und Siliziumnitrid in Frage.
Patentansprüche
409818/0775
Claims (2)
- PATENTANSPRÜCHEVerfahren zur Herstellung einer MIS-Anordnung, dadurch gekennzeichnet , daß auf einer Oberfläche eines Halbleitersubstrats ein Isolierfilm und auf einem Teil des Isolierfilrns eine Halbleiterschicht ausgebildet wird, daß der Isolierfilm unter Verwendung der Halbleiterschicht als Maske teilv/eise geätzt wird, und daß eine Oberfläche der Halbleiterschicht derart geätzt wird, daß der Isolierfilm nicht geätzt wird.
- 2. Verfahren zur Herstellung eines Siliziumgate-MOS-Feldeffekttransistors, dadurch gekennzeichnet, daß auf einem Siliziumsubstrat thermisch ein Oxidfilm ausgebildet wird, daß auf dem Oxidfilm eine polykristalline Siliziumschicht ausgebildet wird, daß Teile des Qxidfilias und der polykristallinen Siliziumschicht zur Ausbildung eines Gates und zur gleichzeitigen Freilegung von Teilen des Substrats geätzt werden, daß in das Substrat mit dem Gate als Maske Verunreinigungen dotiert werden, um eine Source und Drain auszubilden, und daß zur Herstellung einer .MIS-Anordnung eine Oberfläche der polykristallinen Siliziumschicht nach der Bildung des Gates oder nach der Dotierung der Verunreinigungen durch Verwendung eines flüssigen Ätzmittels geätzt wird, dessen Ätzgeschwindigkeit für die polykristalline Siliziumschicht größer ist als für den Oxidfilm.409818/0775
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP47096157A JPS4953776A (de) | 1972-09-27 | 1972-09-27 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2348199A1 true DE2348199A1 (de) | 1974-05-02 |
Family
ID=14157510
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19732348199 Pending DE2348199A1 (de) | 1972-09-27 | 1973-09-25 | Verfahren zur herstellung von mis-anordnungen |
Country Status (8)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US3972756A (de) |
JP (1) | JPS4953776A (de) |
CA (1) | CA986234A (de) |
DE (1) | DE2348199A1 (de) |
FR (1) | FR2200629B1 (de) |
GB (1) | GB1440643A (de) |
IT (1) | IT993439B (de) |
NL (1) | NL7313162A (de) |
Families Citing this family (15)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5228881A (en) * | 1975-08-29 | 1977-03-04 | Toko Inc | Silicon gated, field effect semiconductor device |
GB1545208A (en) * | 1975-09-27 | 1979-05-02 | Plessey Co Ltd | Electrical solid state devices |
JPS5917529B2 (ja) * | 1977-11-29 | 1984-04-21 | 富士通株式会社 | 半導体装置の製造方法 |
DE2754066A1 (de) * | 1977-12-05 | 1979-06-13 | Siemens Ag | Herstellung einer integrierten schaltung mit abgestuften schichten aus isolations- und elektrodenmaterial |
US4149307A (en) * | 1977-12-28 | 1979-04-17 | Hughes Aircraft Company | Process for fabricating insulated-gate field-effect transistors with self-aligned contacts |
JPS5492175A (en) * | 1977-12-29 | 1979-07-21 | Fujitsu Ltd | Manufacture of semiconductor device |
US4251571A (en) * | 1978-05-02 | 1981-02-17 | International Business Machines Corporation | Method for forming semiconductor structure with improved isolation between two layers of polycrystalline silicon |
USRE32351E (en) * | 1978-06-19 | 1987-02-17 | Rca Corporation | Method of manufacturing a passivating composite comprising a silicon nitride (SI1 3N4) layer and a phosphosilicate glass (PSG) layer for a semiconductor device layer |
US4668973A (en) * | 1978-06-19 | 1987-05-26 | Rca Corporation | Semiconductor device passivated with phosphosilicate glass over silicon nitride |
JPS5534444A (en) * | 1978-08-31 | 1980-03-11 | Fujitsu Ltd | Preparation of semiconductor device |
US4343078A (en) * | 1979-03-05 | 1982-08-10 | Nippon Electric Co., Ltd. | IGFET Forming method |
US4355454A (en) * | 1979-09-05 | 1982-10-26 | Texas Instruments Incorporated | Coating device with As2 -O3 -SiO2 |
US4287661A (en) * | 1980-03-26 | 1981-09-08 | International Business Machines Corporation | Method for making an improved polysilicon conductor structure utilizing reactive-ion etching and thermal oxidation |
US5879994A (en) * | 1997-04-15 | 1999-03-09 | National Semiconductor Corporation | Self-aligned method of fabricating terrace gate DMOS transistor |
US10138681B2 (en) | 2016-08-16 | 2018-11-27 | John Crawford | Ladder tie off system |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3474310A (en) * | 1967-02-03 | 1969-10-21 | Hitachi Ltd | Semiconductor device having a sulfurtreated silicon compound thereon and a method of making the same |
US3475234A (en) * | 1967-03-27 | 1969-10-28 | Bell Telephone Labor Inc | Method for making mis structures |
US3646665A (en) * | 1970-05-22 | 1972-03-07 | Gen Electric | Complementary mis-fet devices and method of fabrication |
US3700508A (en) * | 1970-06-25 | 1972-10-24 | Gen Instrument Corp | Fabrication of integrated microcircuit devices |
JPS4917073A (de) * | 1972-06-09 | 1974-02-15 | ||
JPS5148948B2 (de) * | 1972-09-07 | 1976-12-23 |
-
1972
- 1972-09-27 JP JP47096157A patent/JPS4953776A/ja active Pending
-
1973
- 1973-09-24 GB GB4471673A patent/GB1440643A/en not_active Expired
- 1973-09-25 NL NL7313162A patent/NL7313162A/xx unknown
- 1973-09-25 CA CA181,838A patent/CA986234A/en not_active Expired
- 1973-09-25 DE DE19732348199 patent/DE2348199A1/de active Pending
- 1973-09-26 IT IT29420/73A patent/IT993439B/it active
- 1973-09-26 US US05/400,924 patent/US3972756A/en not_active Expired - Lifetime
- 1973-09-26 FR FR7334473A patent/FR2200629B1/fr not_active Expired
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
FR2200629B1 (de) | 1977-09-09 |
NL7313162A (de) | 1974-03-29 |
GB1440643A (en) | 1976-06-23 |
CA986234A (en) | 1976-03-23 |
FR2200629A1 (de) | 1974-04-19 |
IT993439B (it) | 1975-09-30 |
US3972756A (en) | 1976-08-03 |
JPS4953776A (de) | 1974-05-24 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE2620155C2 (de) | ||
DE3021206C2 (de) | Verfahren zur Herstellung von Leiterbahnen auf Halbleiterbauelementen | |
DE2462644C2 (de) | Verfahren zur Herstellung eines Transistors | |
DE2718894C2 (de) | Verfahren zur Herstellung einer Halbleiteranordnung | |
DE2348199A1 (de) | Verfahren zur herstellung von mis-anordnungen | |
DE2641752C3 (de) | Verfahren zur Herstellung eines Feldeffekttransistors | |
DE2153103A1 (de) | Integrierte Schaltungsanordnung und Verfahren zur Herstellung derselben | |
DE2728167A1 (de) | Verfahren zur vorbereitung eines siliziumsubstrats fuer die herstellung von mos-bauelementen | |
DE3150222A1 (de) | "verfahren zum herstellen einer halbleitervorrichtung" | |
DE2311915A1 (de) | Verfahren zur herstellung von integrierten mos-scha'tkreisen | |
DE2618445A1 (de) | Verfahren zum herstellen einer halbleitervorrichtung | |
DE2605830A1 (de) | Verfahren zur herstellung von halbleiterbauelementen | |
DE2517690B2 (de) | Verfahren zum Herstellen eines Halbleiterbauelements | |
DE2621165A1 (de) | Verfahren zum herstellen eines metallkontaktes | |
DE2923969C2 (de) | Verfahren zum Herstellen eines Feldeffekttransistors mit isoliertem Gate für integrierte Halbleiterschaltungen | |
DE3608418C2 (de) | ||
DE69025784T2 (de) | Nichtflüchtige Speicher-Halbleiteranordnung | |
DE3145850A1 (de) | Integrierte halbleiterschaltung | |
DE2658304C2 (de) | Halbleitervorrichtung | |
DE2100292A1 (de) | Halbleiteranordnung mit relativ kleinen geometrischen Abmessungen und Verfahren zur Herstellung derselben | |
DE2453528C2 (de) | Maskierungsverfahren | |
DE19703223A1 (de) | Verfahren zur Herstellung einer Elektrode einer Halbleitereinrichtung | |
DE2152057A1 (de) | Verfahren zur Herstellung eines Halbleiteraufbaus | |
DE2937989C2 (de) | Verfahren zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung | |
DE19847641A1 (de) | Halbleitervorrichtung und zugehöriges Herstellungsverfahren |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OHA | Expiration of time for request for examination |