DE2923737A1 - Passivierung eines integrierten schaltkreises - Google Patents
Passivierung eines integrierten schaltkreisesInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Passivierung eines einen Halbleiterkörper mit in diesem gebildeten Halbleiterbauelementen
enthaltenden, integrierten Schaltkreises. Sie bezieht sich ferner auf ein Verfahren zum Passivieren
eines einen Halbleiterkörper mit darin gebildeten Halbleiterbauelementen enthaltenden integrierten Schaltkreises,
insbesondere zum Herstellen des die Passivierung darstellenden Passivieraufbaus.
Die Verwendung einer Phosphorsilikatglas-Schicht (PSG-Schicht),
welche sowohl vor als auch nach dem Einbringen von zu darunter befindlichen dotierten Halbleiterzonen führenden
Kontaktöffnungen über die Oberfläche des Halbleitersubstrats zum Fließen gebracht wird bzw. worden ist, ist seit mehreren
Jahren in der HalbleiterIndustrie bekannt. Solche dotierten,
konturierten Glasschichten werden wegen der zum Herstellen solcher Schichten und nach dem Herstellen der Schichten
angewendeten Verfahren als "Reflow-Schichten" oder "Reflow-Gläser"
bezeichnet. Im allgemeinen waren bisher benutzte Reflow-Gläser mit 7 bis 10 Gew. % Phosphor dotiert. Solche
Gläser werden durch chemisches Aufdampfen auf die Substratoberfläche aufgebracht und dann auf der Oberfläche des
Substrats in einem auf zwischen etwa 1050 und 10750C erhitzten
Ofen, in den Phosphoroxychlorid-Dampf (POCl^) geleitet
wird, zum Fließen gebracht. Beim Fließen rinnt und sinkt das Glas in Hohlräume bzw. Poren des Substrats, so daß
die Oberfläche geglättet und schroffe Oberflächenbereiche vergleichmäßigt konturiert und gerundet werden.
Eine Folge der Wirkung des POCl, ist, daß die äußere Schicht
des Glases im allgemeinen einen sehr hohen Phosphorgehalt
aufweist. Bisher wurde die phosphorreiche äußere Schicht im allgemeinen durch Ätzen oder durch Behandeln des Substrats
in kochendem Wasser abgetragen.
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Nach dem Fljs3en des Glases wird auf die Oberfläche des
Glases eine Fotolackschicht aufgebracht und dann begrenzt. Das Glas wird anschließend zum Bilden von Kontaktöffnungen
geätzt, wobei steile Ränder mit scharfen Kanten an der Oberseite der Öffnung entstehen. Zum Entfernen der scharfen
Kanten wird das Glas ein zweites Mal zum Fließen, d.h. zum "Reflow" gebracht, so daß die scharfen Kanten geglättet und
die stellen Ränder gerundet werden und demgemäß jedes auf die Oberfläche des Substrats aufgebrachte Metall auf
glatten Konturen und nicht mehr auf scharfen Rändern liegt.
Normalerweise wird der "Reflow"-Vorgang in einer nichtoxidierenden Atmosphäre , zum Beispiel in Stickstoff, bei
Temperaturen zwischen etwa 1050 und 11000C während einer
Zeitdauer zwischen etwa 1 und 10 Minuten ausgeführt. Höhere Temperaturen und/oder längere Behandlungszeiten werden zu
entsprechendem Fließen von PSG-Schichten mit niedrigerem Phosphorgehalt benötigt.
Es wird vermutet, daß bestimmte Arten der Korrosion von Aluminium die zu Schwierigkeiten bei der Langzeit-Zuverlässigkeit
von integrierten Schaltkreisen mit Aluminium-Metallisierung führen,durch aus in kondensiertem Wasserdampf
gelöstem Phosphoroxid entstandener Phosphorsäure verursacht werden. Es wäre daher wünschenswert, den Anteil der Phosphorzusätze
in der PSG-Schicht bzw. in dem PSG-FiIm unter 7 % zu senken. Bisher bedeutete jede Verminderung des Anteils
der Phosphorzusätze unter 7 % eine Verschlechterung der topologischen Konturierung der Oberfläche, weil die PSG-Schicht
oder der "Film" bei niedriger Phosphor-Konzentration nicht mehr entsprechend gut fließt.
Es ist ferner bekannt, daß PSG-Filme in Gegenwart von Wasserdampf
leichtflüssiger werden. Beim "Reflow" des PSG konnte bisher jedoch Dampf nicht verwendet werden, weil die Kontakt-
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flächen beim Reflow freigelegt werden und daher der Dampf das in den Kontaktöffnungen freigelegte Siliziumsubstrat
erheblich oxidieren würde. Außerdem kann jeder Wasserdampf, der das dotierte Glas durchdringt oder die Siliziumdioxid/
Silizium-Grenzfläche im Bereich eines MOS-Kanals oder Feldbereichs
erreicht, Grenzflächenzustände erzeugen , die nur schwierig aus der Vorrichtung auszutempern sind.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Passivierkombination
bzw. einen Passivieraufbau eingangs genannter Art sowie ein Verfahren zum Passivieren eines einen
Halbleiterkörper mit darin gebildeten Halbleiterbauelementen enthaltenden integrierten Schaltkreises zu schaffen, bei
denen Phosphorsilikatglas-Filme (PSG-Filme) mit einem Phosphoranteil von weniger als 7 Gew. % verwendet werden
können, ohne daß Schwierigkeiten hinsichtlich des Fließens zu befürchten sind.
Die erfindungsgemäße Lösung ist für eine Passivierung eines einen Halbleiterkörper mit in diesem gebildeten Halbleiterbauelementen
enthaltenden, integrierten Schaltkreises gekennzeichnet durch (a) eine auf der Oberfläche des Halbleiterkörpers
gebildete, undurchdringliche Schicht bzw. Dichtschicht; (b) eine unmittelbar auf der Dichtschicht
gebildete Phosphorsilikatglas-Schicht (PSG-Schicht); (c) sich durch die PSG-Schicht und die Dichtschicht bis zu einer
darunter befindlichen Halbleiterzone erstreckende Kontaktöffnungen mit oberseitig abgerundetem Rändern in der PSG-Schicht;
und (d) eine auf der PSG-Schicht liegende sich über die abgerundeten Ränder durch die Kontaktöffnungen
hindurch erstreckende Metallschicht zum elektrischen Kontaktieren aller unter irgendeinem Teil der Kontaktöffnungen
liegenden Halbleiterzonen.
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Für das eingangs genannte Verfahren zum Passivieren eines integrierten Schaltkreises ist die erfindungsgemäße Lösung
der Aufgabe gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:
(a) Bedecken des Halbleiterkörpers mit einer undurchdringlichen Schicht bzw. Dichtschicht; (b) Bedecken der Dichtschicht
mit einer PSG-Schicht; (c) Bilden von durch die PSG-Schicht hindurchführenden Kontaktöffnungen; (d) Aufheizen
der PSG-Schicht in Gegenwart von Dampf bis zu einer zum Abrunden der Ränder der Kontaktöffnungen ausreichenden
Temperatur; (e) Vertiefen der Kontaktöffnungen durch die durch sie freigelegten Bereiche der Dichtschicht; und (f)
Aufbringen eines Metalls auf die Oberfläche der PSG-Schicht, derart, daß es sich in die Kontaktöffnungen erstreckt und
die durch letztere freigelegten darunterliegenden Halbleiterbereiche kontaktiert.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren lassen sich PSG-Filme mit
weniger als 7 Gew. % Phosphor herstellen. Alternativ kann das Verfahren auch zum Fließen von PSG-Schichten mit mehr
als 7 % Phosphor angewendet werden, wobei aber das Fließen bei niedrigeren Temperaturen auszuführen ist.
Gemäß weiterer Erfindung wird eine Siliziumnitridschicht (SiJNf, ) auf die Oberfläche eines Halbleitersubstrats aufgebracht,
bevor dieses mit dem PSG-FiIm beschichtet wird. Die Siliziumnitridschicht stellt eine undurchdringliche Sperre
für Dampf dar und verhindert auf diese Weise das Oxidieren der darunter befindlichen Halbleiterbereiche. Folglich kann
ein PSG-FiIm mit einem Phosphorgehalt von weniger als 7 Gew. %
auf die Oberfläche der Siliziumnitridschicht aufgebracht und mit Hilfe von Dampf zum Fließen gebracht werden, ohne
daß Wasserdampf zur Silizium/Siliziumdioxid-Grenzschicht vordringen kann. Das Entstehen von schädlichen Oberflächen-
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zuständen und die Oxidation des freigelegten Siliziums
ist damit verhindert.
Versuche haben ergeben, daß zu den bereits aufgezählten Vorteilen ein zusätzlicher synergistischer Vorteil durch
das Einfügen eines Siliziumnitrid-Films unter dem PSG-FiIm hinzukommt. Dieser Vorteil hängt damit zusammen, daß PSG-Filme
leicht Defekte aufweisen oder erhalten, welche zu Kurzschlüssen zwischen der darüber liegenden Aluminium-Metallisierung
und dem darunter liegenden Substrat führen. Der unter dem PSG-FiIm liegende Siliziumnitrid-Film verhindert
das Entstehen solcher Kurzschlüsse.
Ein weiterer bisher beobachteter synergistischer bzw. zusammenwirkender
Vorteil ergibt sich daraus, daß Dampf die äußere Oberfläche des PSG-Films auslaugt und auf diese Weise den
Phosphorgehalt vermindert, so daß die Möglichkeit einer
Korrosion noch mehr herabgesetzt wird.
Als Komposit-Passivierung bzw. Passivierkombination oder -aufbau ist erfindungsgemäß nach Vorstehendem ein Doppelschichtsystem
vorgesehen, dessen Unterschicht, z.B. Siliziumnitrid, gewisse Wachteile der dichtenden Oberschicht , z.B.
Phosphorsilikat-Glas, ausgleicht. Die undurchdringliche Unterschicht bzw. Dichtschicht aus Materialien, wie Siliziumnitrid,
verhindert eine Oxidation der darunter liegenden freigelegten Halbleiterbereiche sowohl während des "Fließens"
als auch während des "Wiederfließens" (Reflow). Das Fließen der Oberschicht aus Phosphorsilikatglas (PSG) kann daher
in einer Dampf enthaltenden Atmosphäre ausgeführt werden, so daß es möglich ist, eine PSG-Schicht mit einem Gehalt von
weniger als etwa 7 Gew. % Phosphor zu verwenden. Durch Vermindern des Phosphorgehaltes der PSG-Schicht wird die Zuverlässigkeit
des Halbleiterbauelements verbessert.
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Anhand der schematischen Darstellung von Ausführungsbeispielen
werden weitere Einzelheiten der Erfindung erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine Draufsicht auf einen Teil eines integrierten Schaltkreises mit zwei N-Kanal- und zwei P-Kanal-Isolierschicht-Feldeffekttransistoren;
Fig. 2 bis 6 Querschnitte längs der Linien 2-2 bis 6-6 in Fig. 1; und
Fig. 7 bis 12 verschiedene Herstellungsphasen des Schaltkreises
gemäß Fig. 1 veranschaulichende Querschnitte.
Erfindungsgemäß lassen sich integrierte Halbleiterschaltungen,
insbesondere Metall-Oxid-Halbleiter-Bauelemente (MOS), komplementäre MOS-Schaltkreise (CMOS) und integrierte CMOS-Schaltkreise
nach der sogenannten Silizium-auf-Saphir-Technik (SOS) herstellen. Mit Vorteil können auch CMOS-Logik-Kreise
bzw. logische Schaltungen mit geschlossener Konfiguration (closed CMOS logic = C L), wie sie zum Beispiel in der
US-PS 4 063 274 beschrieben sind, hergestellt werden.
Die sich durch die Erfindung ergebenden Vorteile erweisen sich als günstig zum Beispiel beim Herstellen von integrierten
MOS-Schaltkreisen, welche Gates aus Aluminium oder anderen
Metallen oder aber dotierte polykristalline Silizium-Gates des in integrierten C L-Schaltkreisen verwendeten Typs besitzen.
Mit Rücksicht darauf, daß durch die Erfindung die Herstellungsausbeute und Zuverlässigkeit von integrierten
C L-Schaltkreisen verbessert werden soll und sich die Erfindung beim Herstellen solcher dotierte polykristalline
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Silizium-Gates besitzender Schaltkreise als höchst vorteilhaft
erwiesen hat, wird als bevorzugtes Ausführungsbeispiel zum Beschreiben der Erfindung das Herstellen eines integrierten
ρ
C L-Schaltkreises 10 gemäß Fig. 1 herangezogen. Für den Fachmann ist jedoch klar, daß die Erfindung mit Änderungen, auf die im folgenden noch hingewiesen werden wird, auch beim Herstellen von anderen integrierten Schaltkreisen als C L-Kreisen, z. B. üblichen CMOS-Kreisen, oder bipolaren analogen integrierten Schaltkreisen mit Vorteil anzuwenden ist.
C L-Schaltkreises 10 gemäß Fig. 1 herangezogen. Für den Fachmann ist jedoch klar, daß die Erfindung mit Änderungen, auf die im folgenden noch hingewiesen werden wird, auch beim Herstellen von anderen integrierten Schaltkreisen als C L-Kreisen, z. B. üblichen CMOS-Kreisen, oder bipolaren analogen integrierten Schaltkreisen mit Vorteil anzuwenden ist.
Der integrierte Schaltkreis 10 gemäß Fig. 1 enthält einen Halbleiterkörper 12, zum Beispiel aus Silizium, welcher zunächst
den einen Leitungstyp (im Beispiel N-Leitung) aufweist und eine in den Fig. 2 bis 6 gezeigte Oberfläche 14
besitzt. Im Ausführungsbeispiel besteht der Halbleiterkörper 12 aus massivem Silizium, es können jedoch auch andere Arten
von Halbleitermaterial benutzt werden. Beispielsweise kann der Halbleiterkörper 12 auch als epitaxiale Siliziumschicht
auf einem isolierenden Substrat, wie das bei Silizium-auf-Saphir-Technik
(SOS) der Fall wäre, vorliegen.
Im Halbleiterkörper 12 vorgesehene Elemente, das sind die Sources 44 und 40, die Drains 42, 45, 38 und 39 sowie die
Kanalzonen 47, 49, 41 und 43, und auf der Oberfläche 14 vorgesehene
Gate-Elektroden 24 bis 27 definieren zwei P-Kanal-Isolierschicht-Feldeffekttransistoren
(Feldeffekttransistoren mit isoliertem Gate = IGFET) 16 und 17 und zwei N-Kanal IGFETs
18 und 19 sowie Mittel 20 und 21 zum Isolieren der P-Kanal IGFETs 16 und 17 von den N-Kanal IGFETs 18 und 19. Zu diesen
verschiedenen Elementen gehören eine erste, im folgenden als
Feldschirm 22 bezeichnete rahmenartige Struktur und weitere im folgenden als Aktiv-Gates 24 bis 27 bezeichnete rahmenartige
Strukturen. Zu jeder dieser rahmenartigen Strukturen gehört
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eine Isolierschicht 28 (vergleiche Fig. 2 bis 6) und eine auf der Isolierschicht liegende Leiterschicht 30. Obwohl
die Schichten 28 und 30 in Jeder Gate-Konfiguration getrennt von den entsprechenden Schichten anderer rahmenartiger
Strukturen sind, werden die Isolierschicht 28 und die Leiterschicht 30 zur Vereinfachung durchweg mit denselben Bezugszeichen versehen. Der Feldschirm 22 und jeder der Aktiv-Gates
24 und 27 besitzen geschlossene Geometrie. Jedoch nur die Kanalzonen der IGFETs 16 und 18 umgeben deren Drains 42 bzw.
38. Der Feldschirm 22 umgibt ein erstes Oberflächenteil 32 der Oberfläche 14 und wird von einem Schutzband 33 und von
einem zweiten Oberflächenteil bzw. Isoliermittel 21 umgeben. Die Aktiv-Gates 26 und 27 befinden sich auf dem ersten Oberflächenteil
32 der Oberfläche 14.
Im Halbleiterkörper 12 ist eine Wannenzone 36 mit dem Leitungstyp
des Halbleiterkörpers 12 entgegengesetzten Leitungstyp - im Bespiel also P-Leitung - angrenzend an den ersten
Oberflächenteil 32 der Oberfläche 14 gebildet worden. Innerhalb der P-Wannenzone 36 befinden sich Zonen (Drains) 38
und 39 mit N+-Leitung, welche an durch die Aktiv-Gates 26
bzw. 27 umgebene Teile der Oberfläche 12 angrenzen. Innerhalb der P-Wannenzone 36 befindet sich eine andere Zone
(Source) 40 mit N -Leitung, welche an einen Teil der Oberfläche 14 angrenzt, der das Aktiv-Gate 26 und einen Teil des
Aktiv-Gates 27 umgibt. Die Zonen (Drain/Source) 38 und 40 stellen die Enden einer Kanalzone 41 des IGFET 18 gemäß
Fig. 4 dar, während die Zonen (Drain/Source) 39 und 40 die Enden einer Kanalzone 43 des IGFET 19 gemäß Fig. 3 bilden.
Die Zonen (Drains) 42 und 45 mit P+-Leitung befinden sich
im Halbleiterkörper 12 angrenzend an von den Aktiv-Gates 24 und 25 umgebenen Tä-len der Oberfläche 14. Eine weitere
Zone (Source) 44 mit P+-Leitung befindet sich im Halbleiter-
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körper 12 angrenzend an einen die Aktiv-Gates 24 und 25 umgebenen Teil der Oberfläche 14. Die Zonen (Drain/Source) 42
und 44 stellen die Enden eines Kanals 47 des IGFETs 16 gemäß Fig. 4 dar, während die Zonen (Drain/Source) 45 und 44 die
Enden eines Kanals 49 des IGFET 17 gemäß Fig. 3 bilden. Die
Strukturen jedes Aktiv-Gates 24 bis 27 und des Feldschirms 22 besitzen eine innere Umfangsgrenze und eine äußere Umfangsgrenze.
Zur Vereinfachung sind die äußeren Umfangsgrenzen der rahmenartigen Strukturen durchweg mit dem Bezugszeichen 46
versehen, während die entsprechenden inneren Umfangsgrenzen durchweg mit 48 bezeichnet worden sind. Jede der Zonen 32,
21, 38, 39, 42 und 45 besitzt eine Oberfläche mit einer im wesentlichen an entweder die innere Umfangsgrenze 48 oder
die äußere Umfangsgrenze 46 anstoßenden Schnittgrenze.
Zum Bilden eines ohmschen Kontakts zur Wannenzone 36 dient
u. a. ein erster Teil (Drain) 42 der Oberfläche 14. Vorzugsweise gehört hierzu eine Wannenkontaktζone 50 mit P+-Leitung, welche
eine höhere Dotierstoffkonzentration als die Wannenzone 36
besitzt. Die Wannenkontaktζone 50 umfaßt einen Teil des ersten Oberflächenteils 32 der Oberfläche 14, welche zwischen
dem Feldschirm 22 und den Afciv-Gates 26 und 27 liegt. Im Ausführungsbeispiel
umgibt die Wannenkontaktζone 50 die Zone (Source) 40, welche wiederum das Aktiv-Gate 26 ganz aber das
Aktiv-Gate 27 nicht vollständig umgibt. Auf der gesamten Oberfläche der integrierten Schaltung 10 liegt eine Isolierschicht
52. Durch diese führen Öffnungen 54, um die verschiedenen Zonen und leitenden Schichten des Bauelements
kontaktieren zu können. Die erfindungsgemäß wesentliche Isolierbeschichtung 52 kann vorzugsweise eine Drei-Schiht-Struktur
aufweisen. Wie weiter unten genauer erläutert werden wird, sind erfindungsgemäß aber nur zwei Schichten notwendig.
Im bevorzugten Ausführungsbeispiel gehört zur Isolierbeschichtung 52 eine Isolierschicht 53, welche vorzugsweise
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aus undotiertem, auf der Oberfläche 14 und den rahmenartigen Strukturen 22 und 24 bis 27 liegendem Siliziumdioxid besteht.
Auf der Isolierschicht 53 bzw.auf der undotierten Siliziumdioxid-Schicht
befindet sich erfindungsgemäß eine undurchdringliche Schicht bzw. Dichtschicht 55, die von Dampf oder
Sauerstoff nicht durchdrungen werden kann. Vorzugsweise besteht die Dichtschicht 55 aus Siliziumnitrid. Auf der
Dichtschicht 33 bzw. Siliziumnitrid-Schicht liegt eine Schutzschicht
57 aus einem Material, das eine glatte Oberflächenkontur zum Aufbringen eines Metallisierungsmusters sicherstellt,
weldies zum Verbinden der verschiedenen IGFETs der integrierten
Schaltung 10 dient. Im bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung besteht die Schutzschicht aus einer PSG-Schicht 57
mit einer Phosphor-Konzentration zwischen 5 und 7 Gew. %, wie
weiter unten eingehend erläutert werden wird.
Wie die Fig. 1 und 2 zeigen, besitzt ein Source/Substrat-Leiter
56 einen sich durch die Öffnung 54 erstreckenden Teil zum Kontaktieren der P+-leitenden Wannenkontaktzone 50. Nach
Fig. 4 und 3 besitzen Drain-Leiter 58 und 59 Teile, welche sich durch die Öffnungen 54 als Kontakt der Zonen 38 bzw. 39
erstrecken. Durch eine weitere Öffnung 54 erstreckt sich ein Gate-Leiter 60 zum Kontaktieren der Leiterschicht 30
des Aktiv-Gates 26 gemäß Fig. 1 und 5. Ein anderer Gate-Leiter 61 erstreckt sich durch eine Öffnung 54 und kontaktiert die
Leiterschicht 30 des Aktiv-Gates 27. Ähnlich kontaktieren Drain-Leiter 62 und 63 die Drain-Zonen 42 bzw. 45 der IGFETs
16 bzw. 17 gemäß Fig. 1, 3 und 4, während Gate-Leiter 64 und 65 die Leiterschichten 30 der Aktiv-Gates 24 bzw. 25 gemäß
Fig. 1 und 5 kontaktieren. Schließlich stellt ein Source-Leiter 66 den Kontakt mit der Source-Zone 44 her.
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Der Feldschirm 22 und das Schutzband 33 bilden Mittel zum
Isolieren der P-Kanal IGFETs 16 und 17 gegenüber den N-Kanal-IGFETs
18 und 19. Bei Betrieb der integrierten Schaltung sind das Schutzband 33, der Feldschirm 22 und die P+-Source-Fläche
44 mit Hilfe einer Stromzuleitung 68 gemäß Fig. 1 und 6 gemeinsam auf eine Spannungsquelle Vj^. geschaltet. Die Stromzuleitung
68 stellt einen Kontakt der Leiterschicht 30 des Feldschirms 22, des N+-Schutzbandes 33 und der P+-Source-Fläche 44 durch Öffnungen
54 in der Isolierbeschichtung dar. Das Schutzband 33 würde zwar auch allein zum gegenseitigen Isolieren der P-Kanal
IGFETs 16 und 17 und der N-Kanal IGFETs 18 und 19 ausreichen, der Feldschirm stellt jedoch sicher, daß bei irgendeinem beim
Herstellen entstandenen Fehler oder Bruch des Schutzbandes der Feldschirm als Gate eines P-Kanal IGFETs wirkt, dessen
Drain die P+-¥annenkontaktzone 50 und dessen Source die P+-
Source-Fläche 44, welche ständig durch das Vp.jy-Potential des
Leiters 68 gesperrt bzw. bis zur Stromlosigkeit negativ vorgespannt
ist, darstellt.
Die verschiedenen in den Fig. 1 bis 6 dargestellten Leiter verbinden nicht die IGFETs 16 bis 19, um etwa eine Schaltfunktion
auszuüben. Insoweit die integrierte Schaltung beschrieben worden ist, kann sie allgemein für viele verschiedene
Schaltungstypen angewendet werden. Die beschriebene integrierte Schaltung stellt daher lediglich ein Ausführungsbeispiel dar, anhand dessen die großen Vorteile der Erfindung
dargelegt werden können.
Anhand der Fig. 7 bis 12 wird ein bevorzugtes Verfahren zum Herstellen der erfindungsgemäßen PassMerung beschrieben,
insbesondere die Anwendung des Verfahrens auf einen massiven Halbleiterkörper beim Herstellen von integrierten C L-Schaltkreisen.
Zum Vereinfachen zeigt jeder der Querschnitte gemäß Fig. 7 bis 12 nur die Struktur in seiner Ebene.
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Das Verfahren gemäß Ausführungsbeispiel geht von einem Halbleiterkörper
12 aus (100) Silizium mit'N-Leitung aus. Der
erste Verfahrensschritt besteht darin, eine Oxidschicht auf der Oberfläche 14 des Halbleiterkörpers 12 thermisch aufzuwachsen.
Vorzugsweise wird die Oxidschicht 69 durch Aufheizen des Halbleiterkörpers 12 in einer Dampfatmosphäre auf eine
Temperatur von etwa 110O0C thermisch aufgewachsen, wobei die
Aufwachszeit so gewählt wird, daß eine Oxidschicht 69 mit einer Dicke von etwa 600 Nanometer (nm) aufwächst.
Gemäß Fig. 7 wird eine Fotolackschicht 71 auf die Oxidschicht 69 aufgebracht und mit Hilfe einer ersten Fotomaske begrenzt
sowie anschließend zum Freilegen von Teilen der Oxidschicht entwickelt. Die freigelegten Teile der Oxidschicht 69 werden
dann weggeätzt, und damit Teile der Oberfläche 14 des Halbleiterkörpers 12 freigelegt. Der Halbleiterkörper 12 wird
dann in einen Ionenimplantations-Apparat gesetzt, um Akzeptoren, z. B. Bor, in den Halbleiterkörper 12 zu implantieren. Vorzugsweise
wird Bor in solcher Menge implantiert, daß beim Entfernen der Fotolackschicht 71 eine implantierte Oberflächenkonzentration
von Bor von etwa 1,3 x 10 Atomen/cm vorliegt. Das implantierte Bor wird dann in einem auf etwa 12000C erhitzten
Ofen während einer Zeitdauer von etwa 16 Stunden in den Halbleiterkörper 12 eindiffundiert, um die P-leitende
Wannenzone 36 mit einer endgültigen Akzeptorkonzentration
von etwa 2 χ 10 Atomen Bor/cm zu bilden.
Als nächstes wird der Rest der Oxidschicht 69 abgetragen und damit die Oberfläche 14 freigelegt. Auf der Oberfläche 14
wird dann eine Gate-Oxid-Schicht (Isolierschicht) 28 aufgewachsen.
Das geschieht vorzugsweise durch Aufheizen des Halbleiterkörpers 12 auf eine Temperatur von etwa 8700C in einer
Dampf und eine geringe Menge HCl-Gas enthaltenden Atmosphäre wärend einer zum Aufwachsen einer Oxidschicht 28 mit einer
Dicke von etwa 100 nm ausreichenden Zeit.
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232373?
Nach dem Aufwachsen der Oxid-Schicht 28 wird der Halbleiterkörper 12 in einen Abscheidereaktor gesetzt, indem auf den
Halbleiterkörper 12 eine Leiterschicht 30, vorzugsweise aus polykristallinem Silizium, niedergeschlagen wird. Es kann jede
bekannte Abscheidereaktion nagewendet werden, zum Beispiel das thermische Abscheiden von Silan (SiH^). Das Abscheiden
wird für eine so lange Zeitdauer fortgesetzt, daß eine Leiterschicht 30 mit einer Dicke von etwa 350 nm entsteht. Mit
Hilfe üblicher photolithographischer Technik und einer zweiten Fotomaske wird die Leiterschicht 30 als nächstes so begrenzt,
daß ein Muster mit der Struktur des Feldschirms 22 und den Strukturen der Aktiv-Gates nach dem Ätzen entsteht. Das Ätzen
unerwünschten polykristallinen Materials kann in einem Plasmar-Reaktor ausgeführt werden, der eine geringe Menge Tetrafluorkohlenstoff-Gas
und Stickstoff enthält. Nach dem Ätzen wird der restliche Fotolack abgestreift (Fig. 8).
Es werden nun eine neue Fotolackschicht auf die Oberfläche des Scheibchens aufgebracht und eine dritte Fotomaske zum
Begrenzen derlir N+-Zonen vorgesehenen Bereiche benutzt. Der
Fotolack wird begrenzt, belichtet sowie entwickelt und dann werden die freigelegten Bereiche der Gate-Oxid-Schicht 28 durch
Ätzen abgetragen, um die Oberfläche 14 des Halbleiterkörpers 12 freizulegen.
Nach dem Entfernen des restlichen Fotolacks wird das verbleibende polykristalline Silizium ebenfalls freigelegt. Der Halbleiterkörper
12 wird nun für etwa 5 bis 8 Minuten in einen Phosphoroxychlorid-Dotierstoff
enthaltenden und auf etwa 10500C aufheizenden
Diffusionsofen gesetzt, um die N+-Zonen 33, 38 und gemäß Fig. 9 zu bilden und das Material der aus polykristallinem
Silizium bestehenden Leiterschicht 30 N zu dotieren und es dadurch leitend zu machen.
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Die von der aus polykristallinem Silizium bestehenden Leiterschicht
30 nicht bedeckten Teile der Oxidschicht 28 werden dann durch Ätzen entfernt, wobei die Teile der aus polykristallinem
Silizium bestehenden Leiterschicht 30 als Ätzmaske dienen. Der Halbleiterkörper 12 wird nun in einen
Ofen zum Aufwachsen thermischen Oxids auf der freigelegten Oberfläche gesetzt. Auf N+-dotiertem Silizium wachsen Oxide
schneller als auf schwach dotiertem Silizium. In der Zeit, in der auf dem schwach dotiertem Silizium Oxid bis zu einer
Dicke von etwa 90 nm aufwächst, entsteht auf den N+-dotierten
Bereichen thermisches Oxid mit einer Dicke von etwa 250 nm.
Gemäß Fig. 10 wird das Oxid nun so geätzt, daß die dünneren
Bereiche abgetragen werden und restliches Oxid 70 auf den N+-dotierten Bereichen und den aus polykristallinem Silizium
bestehenden Leiterstreifen 30 verbleibt. Der Halbleiterkörper 12 wird dann in einen auf etwa 100O0C erhitzten Diffusionsofen
gesetzt und für eine Zeitdauer von etwa 20 Minuten einer Bornitrid-Diffusion zum Bilden der P+-Zonen 42, 44
und 50 ausgesetzt. Die P -Diffusion hat eine niedrigere Konzentration als die vorherige N -Diffusion, so daß die
N+-dotierten, aus polykristallinem Silizium bestehenden
Leiterstreifen 30 N -dotiert bleiben.
Nach der P -Diffusion werden die verbleibenden Teile des restlichen Oxids 70 oberhalb der N+-Zonen und auf den aus
polykristallinem Silizium bestehenden Leiterstreifen 30 durch Ätzen abgetragen. Zum erneuten Oxidieren der polykristallinen
Silizium-Gates wird der Halbleiterkörpers 12 anschließend in einem auf etwa 8700C erhitzten Ofen während einer Zeitdauer
von etwa 15 Minuten in Gegenwart von Dampf und HCl behandelt.
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292373?
Als nächstes wird die erfindungsgema.ße Isolierbeschichtung
52 hergestellt. Dazu wird zuerst eine undotierte Siliziumdioxid-Schicht 53 auf die Oberfläche 14 aufgebracht. Vorzugsweise
wird die undotierte Siliziumdioxid-Schicht 53 durch chemisches Aufdampfen (CVD) bis zu einer Dicke von etwa 150 nm
niedergeschlagen. Es erfolgt dann ein Verdichten des CVD-Films durch Aufheizen während einer Zeitdauer von etwa 10 Minuten
in einer Stickstoff-Atmosphäre (N2) bei etwa 10000C. Mit
Hilfe einer Fotolack-Schicht und einer vierten Fotomaske werden nun die Kontaktöffnungen 54 begrenzt und in die undotierte
Siliziumdioxid-Schicht 53 eingebracht.
Als nächstes wird eine Siliziumnitrid-Schicht 55 (Si^N.)
durch Reaktion von Silan und Amoniak bei einer Temperatur
von etwa 800°C bis zu einer Dicke von etwa 90 nm niedergeschlagen. Die Siliziumnitrid-Schicht 55 ist zum Bilden einer
undurchdringlichen Sperre und damit zum Verhindern eines Oxidierens der beim nachfolgenden Ätzen freigelegten Oberfläche
14 erforderlich.
Nach dem Abscheiden der Siliziumnitrid-Schicht 55 wird eine einen Phosphorgehalt von zwischen etwa 5 und 7 Gew. % aufweisende
PSG-Schicht 57 auf die Oberfläche der Siliziumnitrid-Schicht 55 bei einer Temperatur von etwa 4000C aufgebracht.
Vorzugsweise wird die PSG-Schicht 57 aus der Reaktion zwischen Silan und Phosphin abgeschieden. Nach dem Bilden der PSG-Schicht
57 werden in dieser Kontaktöffnungen 54 hergestellt, die mit den vorher in der undotierten Siliziumdioxid-Schicht 53
(Isolierschicht) erzeugten KontaktÖffnungen deckungsgleich
sind. Die Kontaktöffnungen 54 in der PSG-Schicht 57 werden vorzugsweise durch Ätzen mit Hilfe von Flußsäure erzeugt, wobei
der Ätzvorgang im wesentlichen aufhört, wenn die Siliziumnitrid-Schicht 55 erreicht ist.
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Nach dem Ätzen der PSG-Schicht 57 liegt die Struktur gemäß
Fig. 11 vor, welche scharfe Kanten an den Stellen aufweist, wo die Kontaktöffnungen 54 durch die PSG-Schicht 57 hindurchgeführt
sind; polykristalline Siliziumstreifen, die über die entsprechende Topologie verlaufen, sind also sehr schwierig
mit Metall zu beschichten. Um die scharfen Kanten in der PSG-Schicht 57 zu entfernen und die Topologie über dem
polykristallinen Siliziumstreifen zu verbessern, wird die PSG-Schicht 57 für eine Zeitdauer von etwa 15 Minuten in
einer Dampf enthaltenden Atmosphäre auf etwa 1050 C erhitzt. Während dieses entscheidenden Verfahrensschritts "fließt"
das PSG (Phosphorsilikat-Glas) und es entstehen glattkonturierte Kanten, auf die Metall aufgebracht werden kann.
Nur weil die Behandlungsatmosphäre Dampf enthält, ist es möglich, eine PSG-Schicht 57 mit einem Phosphorgehalt von
weniger als 7 % und trotzdem einen ausreichend guten "Fluß" in relativ kurzer Behandlungszeit bei 1050 C zu erhalten.
Eine Dampf enthaltende Atmosphäre kann aber nur benutzt werden, wenn erfindungsgemäß eine undurchdringliche Siliziumnitrid-Schicht
55 vorliegt, durch welche die thermische Oxidation von unterhalb der Öffnungen 54 in der PSG-Schicht
liegenden Kontaktbereichen verhindert wird. Durch die Erfindung ist also ein Verfahren geschaffen worden, bei dem Dampf zum
Zerfließen einer PSG-Schicht angewendet werden kann, welche zwar eine ausreichende Menge Phosphor zum Fließen und Gettern
enthält, deren Phosphorgehalt aber nicht so groß ist, daß
Probleme hinsichtlich Langzeit-Zuverlässigkeit, z. B. "Schwarzmetall" (black metal)-Schwierigkeiten, zu befürchten sind.
Ein zusätzlicher Vorteil des Dampf-Fließens der PSG-Schicht besteht darin, daß Verunreinigungen aus der oberen Oberfläche
der PSG-Schicht 57 während des durch den Dampf unterstützten Fließens herausgelaugt werden.
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292373?
Nach dem Fließen unter Dampf wird der Ofen während etwa 5 Minuten mit Stickstoff gespült, woraufhin der Halbleiterkörper
12 in den sogenannten "weißen Elefanten" (white elephant), ein Rohr am Ende des Ofens, gezogen wird, in dem der Halbleiterkörper
12 in einer Stickstoffatmosphäre gekühlt wird.
Nach dem Herausnehmen des Halbleiterkörpers 12 aus dem Ofen werden die zwischen den Kontaktöffnungen 54 in der undotierten
Siliziumdioxid-Schicht 53 und der PSG-Schicht 57 liegenden Teile der Siliziumnitrid-Schicht 55 entfernt, indem der
Halbleiterkörper 12 in eine Ätzlösung gegeben wird, welche aus einer Mischung von Phosphorsäure (H^PO^) und 10 % oder
weniger Schwefelsäure (HpSO-) besteht. Diese MisJaung wird auf 180°C erhitzt und wirkt solange auf den Halbleiterkörper
12 ein, bis sich die Kontakt öffnungen 54- bis zur Oberfläche
14 hinein erstrecken.
Als nächstes erfolgt ein Tempern für etwa 16 Stunden bei etwa 7400C in einem aus einer Mischung von Wasserstoff und
Stickstoff bestehenden Formiergas. Daraufhin kann der Halbleiterkörper 12 zum Entfernen irgendwelchen auf der Oberfläche
14 gebildeten Oxids in gepufferte Flußsäure getaucht werden.
Als nächstes wird eine Metallschicht (Drainleiter) 59, z. B. aus Aluminium, auf die Oberfläche der Isolierbeschichtung 52
so aufgedampft, daß die in Fig. 12 dargestellte Struktur entsteht. Mit Hilfe eines photolithographischen Verfahrens
wird die Metallschicht 59 so begrenzt, daß Anschlußleitungen zu den verschiedenen IGFETs auf der integrierten Schaltung
entstehen. Daraufhin wird ein Metallschutz-Passivieroxid mit
einer Dicke von etwa 1000 nm auf der Oberfläche des gesamten Halbleiterkörpers 12 gebildet, und es werden auf photolithographische
Weise Anschlußfeld-Öffnungen in dem Passivieroxid
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hergestellt. Das Bilden des Passivieroxids und der Anschlußfeldöffnungen
ist bekannt und nicht ausdrücklich in den Figuren dargestellt worden.
Obwohl als bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung
ρ
das Herstellen von C L-Schaltkreisen beschrieben worden ist, können natürlich Änderungen des bevorzugten Ausführungsbeispiels, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen, vorgesehen werden. Wenn z. B. eine zusätzliche Konturierung der PSG-Schicht 57 erwünscht ist, um eine glattere Kontur in den Kontaktöffnungen 54 der Siliziumnitrid-Schicht 55 zu erreichen, besteht die einzige erforderliche Abänderung des beschriebenen Verfahrens darin, daß die Kontakt öffnungen 54 in der undotierten Siliziimdioxid-Schicht 53 erst nach dem Verlängern der Kontaktöffnung 54 durch die Siliziumnitrid-Schicht 55 erzeugt werden. An dieser Stelle des Verfahrens kann ein "Reflow" , d. h. ein zweites Fließen der PSG-Schicht ausgeführt werden, ohne irgendwelche P -Bereiche dem Phosphor der PSG-Schicht 57 auszusetzen, weil die undotierte Siliziumdioxid-Schicht 53 dann als Abschirmung bzw. Schutzschirm der P -Zonen wirkt. Nach dem erneuten Fließen können die Kontaktöffnungen 54 durch die undotierte Siliziumdioxid-Schicht 53 hindurch ohne zusätzliche photolithographische Maßnahmen verlängert werden, indem der Körper in eine gepufferte Flußsäurelösung gegeben und die Siliziumnitrid-Schicht 55 als Ätzmaske benutzt wird.
das Herstellen von C L-Schaltkreisen beschrieben worden ist, können natürlich Änderungen des bevorzugten Ausführungsbeispiels, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen, vorgesehen werden. Wenn z. B. eine zusätzliche Konturierung der PSG-Schicht 57 erwünscht ist, um eine glattere Kontur in den Kontaktöffnungen 54 der Siliziumnitrid-Schicht 55 zu erreichen, besteht die einzige erforderliche Abänderung des beschriebenen Verfahrens darin, daß die Kontakt öffnungen 54 in der undotierten Siliziimdioxid-Schicht 53 erst nach dem Verlängern der Kontaktöffnung 54 durch die Siliziumnitrid-Schicht 55 erzeugt werden. An dieser Stelle des Verfahrens kann ein "Reflow" , d. h. ein zweites Fließen der PSG-Schicht ausgeführt werden, ohne irgendwelche P -Bereiche dem Phosphor der PSG-Schicht 57 auszusetzen, weil die undotierte Siliziumdioxid-Schicht 53 dann als Abschirmung bzw. Schutzschirm der P -Zonen wirkt. Nach dem erneuten Fließen können die Kontaktöffnungen 54 durch die undotierte Siliziumdioxid-Schicht 53 hindurch ohne zusätzliche photolithographische Maßnahmen verlängert werden, indem der Körper in eine gepufferte Flußsäurelösung gegeben und die Siliziumnitrid-Schicht 55 als Ätzmaske benutzt wird.
Da beim bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung das "Reflow" an sich nicht erforderlich ist, muß auch die undotierte
Siliziumdioxid-Schicht 53 nicht unbedingt vorhanden sein. Diese Schicht 53 hat aber verschiedene Vorteile. Beispielsweise
kann die Schicht 53 in der oben beschriebenen Weise im Voraus begrenzt werden, so daß der Ort der Kontaktöffnungen
54 mit größerer Genauigkeit zu bestimmen ist, als das beim Ätzen durch die dicke PSG-Schicht 57 möglich wäre. Außerdem
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bildet die Schicht 53 eine Diffusionssperre, für den Fall,
daß ein "Reflow" der PSG-Schicht 57 nach dem Herstellen der Kontaktöffnungen 54 durch die Siliziumnitrid-Schicht 55
erwünscht ist. Wenn ein solcher "Reflow" vorgesehen ist, soll ein Vorausbegrenzen der Kontaktöffnungen 54 durch die undotierte
Schicht 53 hindurch nicht vor dem Aufbringen der Siliziumnitrid-Schicht 55 erfolgen.
Das "Reflow" kann auch ohne Verwendung der undotierten Siliziumdioxid-Schicht 53 erfolgen, indem nach den oben
aufgezählten Verfahrensschritten der Halbleiterkörper 12 auf eine zum Aufwachsen von Oxid auf allen freigelegten Teilen
der Oberfläche 14 ausreichende Temperatur erhitzt wird, die aber zum Verursachen eines "Reflow" der PSG-Schicht 57 nicht
ausreicht. Diese Verfahrensweise kann wiederum ohne Verwendung der undotierten Siliziumoxid-Schicht 53 ausgeführt
werden.
Wenn auch der "Reflow"-Schritt beim bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung nicht erforderlich ist, gibt es andere
zum Herstellen von NMOS-, PMOS- oder bipolarer integrierter Schaltkreise geeignete Verfahren, in denen das erfindungsgemäß
an sich mögliche nochmalige Fließen wünschenswert wäre. Die Siliziumdioxid-Schicht 53 kann ebenso wie die alternativ vorgesehenen
thermisch oxidierten Bereiche der Oberfläche 14, welche durch die in die Siliziumnitrid-Schicht 55 in oben
beschriebener Weise eingebrachten Kontaktöffnungen freigelegt werden, wie angegeben als Abschirmung verwendet werden. Eine
solche ist aber nur zum Schützen freigelegter Zonen mit P-Leitung gegenüber einer Umdotierung durch Phosphor aus der
PSG-Schicht 57 erforderlich. Wenn also der Erfindungsgegenstand ausschließlich zum Herstellen von NMOS-Vorrichtungen benutzt
wird, existiert die Möglichkeit einer Umdotierung nicht, weil
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_ 24 -
keine freigelegten P-leitenden Zonen vorliegen.
Die Erfindung kann auch auf noch anderen Gebieten als oben angegeben zum Lösen anderer Probleme bei der Herstellung von
Halbleiterbauelementen angewendet werden. Beispielsweise läßt sich die Erfindung zum Konturieren andernfalls schroffer
Topologien, die bei integrierten bipolaren Schaltkreisen mit dielektrischer Isolierung vorkommen können, anwenden.
Bei solchen Strukturen wird während des Verfahrensschritts,
in dem das auf dem fertiggestellten Bauelement liegende Oxid aufgetragen wird, ein Graben bzw. eine Rinne in der dielektrischer
Isolation gebildet. Es können zwar bestimmte Metalle, wie Gold oder Silber, zusammenhängend auf solche Gräben oder
Rinnen elektroplattiert bzw. galvanisiert werden, bei bestimmten Anwendungen jedoch wäre es sehr vorteilhaft, Aluminium
auf diese Struktur aufzudampfen. Durch die Erfindung lassen
sich relativ glattkonturierte Oberflächen erzeugen, auf die Aluminium in besser zusammenhängenden Flächen als bisher
aufzudampfen ist.
Die Erfindung kann auch zum Profilieren bzw. Nachformen der Stufe angewendet werden, die im Aluminium-Gate-MOS-Verfahren
entsteht. Die zwischen dem dicken Feldoxid in den Feldzonen und den aktiven Bereichen des Bauelements entstehende Stufe
wird wesentlich dünner.
Ferner ist die Erfindung vorteilhaft beim Herstellen von Hochfrequenz-Transistoren mit schmalen, zu kleinen Anschlußfeidern
führenden Metallstreifen, wobei die Anschlußfelder von der Oberfläche des Halbleitermaterials durch ein dickes
Oxid abgesetzt sind. Eine bisher mit dem Bilden dieser Strukturen verbundene Schwierigkeit bestand darin, daß die jeweilige
Metallisierung von den hochgelegenen Anschlußflächen längs der steilen Wände des Oxids, auf dem sich die Anschlußflächen
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befinden, nach unten zu den schmalen Metallstreifen floß. Bei Anwendung der Erfindung kann ein flacher profilierter Bereich
erzeugt werden, auf dem eine aufgebrachte Metallisierung begrenzt bleibt.
Es ist bisher ausgeführt worden, daß ein Vorteil der Erfindung darin besteht, daß eine PSG-Schicht mit vermindertem Phosphorgehalt
zum Fließen gebracht werden kann, weil bei der erfindungsgemäß vorgesehenen Gegenwart von Dampf die PSG-Schicht
bereits bei vermindertem Phosphorgehalt bei einer gegebenen Temperatur fließt. Natürlich kann erfindungsgemäß eine PSG-Schicht
mit gegebenem Phosphorgehalt statt dessen auch bei niedriger Temperatur zum Fließen gebracht werden. Die Erfindung
ist daher auch vorteilhaft beim Herstellen von strahlungsgehärteten integrierten Schaltkreisen einzusetzen,
bei denen die Herstellungstemperatur so niedrig wie möglich gehalten werden soll.
Strahlungsgehärtete integrierte Schaltkreise können daher eine PSG-Schicht aufweisen, welche schon bei Temperaturen
von weniger als 10000C zum Fließen zu bringen ist, indem eine
PSG-Schicht mit ausreichend Phosphor vorgesehen wird, so daß die Schicht in Gegenwart von Dampf bei niedrigerer Temperatur
fließt. Beispielsweise kann eine 10 Gew. % Phosphor enthaltende PSG-Schicht bei etwa 9500C zum Fließen gebracht werden. Der
Phosphorgehalt von 10 % ist zwar höher als anfangs diskutiert. Durch die Erfindung wird hiermit aber ein Fließen der PSG-Schicht
bei einer zum Herstellen von strahlungsgehärteten integrierten Schaltkreisen erforderlich niedrigeren Temperatur
ermöglicht. PSG-Schichten können auch bei bipolar integrierten bzw. analogen integrierten Schaltkreisen angewendet werden,
wo durch Fließen bei relativ niedriger Temperatur unerwünschte Seitendiffusionen vermieden werden.
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Die Erfindung ist grundsätzlich vorteilhaft bei der Herstellung aller integrierten Schaltkreise, bei denen relativ glatte
Konturen erforderlich sind. Ein weiteres Beispiel solcher integrierter Schaltkreise ist einer, bei dem polykristalline
Gates und/oder Verbindungsleiter vorgesehen sind, auf die eine Gold-Metallisierung elektroplattiert wird. Ohne die
erfindungsgemäß geglättet konturierten Oberflächen würde das Gold bevorzugt an den steilen Wänden des das polykristalline
Silizium bedeckenden Dielektrikums haften, wo eine Metallisierung nicht erwünscht ist. Schließlich wird durch die Gegenwart
der undurchdringlichen Siliziumnitrid-Schicht erreicht, daß Metallisier-Verfahren mit relativ hohem Verunreinigungsgrad
entweder des Metalls oder der Auftragstechnik selbst zum Herstellen der integrierten Schaltkreise benutzt werden können.
Als Beispiele seien das "Heißmetall"-Abscheiden, d. h. das Aufdampfen von Aluminium bei erhitztem Substrat, oder
"Lösungs-Plattier"-Verfahren genannt.
eerse
it
Claims (10)
- 292373?Dr.-lng. Reimar König ■ Dipi.-Ing. Kiaus Bergen Cecilienallee "76 4 Düsseldorf 3O Telefon 45SOOS PatentanwälteΛΑ.32 980 BRCA Corporation, 30 Rockefeller Plaza, New York, N.Y. 10020 (V.St.A.)"Passivierung eines integrierten Schaltkreises"Patentansprüche:Passivierung eines einen Halbleiterkörper mit in diesem gebildeten Halbleiterbauelementen enthaltenden, integrierten Schaltkreises, gekennzeichnet durch(a) eine auf der Oberfläche (14) des Halbleiterkörpers (12) gebildete, undurchdringliche Schürt bzw. Dichtschicht (55);(b) eine unmittelbar auf der Dichtschicht (55) gebildete Phosphorsilikatglas-Schicht (57);(c) sich durch die Phosphorsilikatglas-Schicht (57) und die Dichtschicht (55) bis zur darunter befindlichen Halbleiterzone erstreckende Kontaktöffnungen (54) mit oberseitig abgerundetem Rändern in der Phosphorsilikatglas-Schicht (57); und(d) eine auf der Phosphorsilikatglas-Schicht (57) liegende, sich über die abgerundeten Ränder durch die Kontaktöffnungen (54) hindurch erstreckende Metallschicht (36, 58) zum elektrischen Kontaktieren aller unter irgendeinem Teil der Kontaktöffnungen (54) liegenden Halbleiterzonen.
- 2. Passivierung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Siliziumnitrid als Material für die Dichtschicht (55).
- 3. Passivierung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine Phosphorsilikatglas-Schicht (57) mit einem Phosphorgehalt von weniger als7 Gew. %.
- 4. Passivierung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß
die Phosphorsilikatglas-Schicht (57) sich durch die
Kontaktöffnungen (54) erstreckt, welche ihrerseits durch die Dichtschicht (55) reichen. - 5. Verfahren zum Passivieren eines einen Halbleiterkörper
mit darin gebildeten Halbleiterbauelementen enthaltenden integrierten Schaltkreises, insbesondere zum Herstellen
des Passivieraufbaus nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4,gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:(a) Bedecken des Halbleiterkörpers (12) mit einer Dichtschicht (55);(b) Bedecken der Dichtschicht (55) mit einer Phosphorsilikatglas-Schicht (57) bzw. PSG-Schicht;(c) Bilden von durch die PSG-Schicht (57) hindurchführenden Kontaktöffnungen (54);(d) Aufheizen der PSG-Schicht (57) in Gegenwarten Dampfbis zu einer zum Abrunden der Ränder der Kontaktöffnungen (54) ausreichenden Temperatur;9098S1/081&(e) Vertiefen der KontaktÖffnungen (54) durch die durch sie freigelegten Bereiche der Dichtschicht (55); und(f) Aufbringen eines Metalls (56, 58) auf die Oberfläche der PSG-Schicht (57), derart, daß dieses sich in die KontaktÖffnungen (54) erstreckt und die durch letztere freigelegten, darunter liegenden Halbleiterbereiche kontaktiert. - 6. Verfahren nach Anspruch 5> dadurch gekennzeichnet , daß der Halbleiterkörper (12) vordem Aufbringen der Dicht-Schicht (55) mit einer Schicht (53) aus einem vom Material der Dichtschicht unterschiedlichen Material bedeckt wird, wobei die Dichtschicht (55) bevorzugt verglichen mit dem Material der zuerst aufzubringenden Schicht (53) zu ätzen ist.
- 7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet , daß die PSG-Schicht (57) in
Gegenwart von Dampf auf eine ausreichende Temperatur zum Fließen des Materials der PSG-Schicht (57) über die Ränder der Kontaktöffnungen (54) erhitzt wird, nachdem die Kontaktöffnungen (54) durch die Dichtschicht (55) verlängert worden sind. - 8. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5» insbesondere nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet , daß für die PSG-Schicht (57) ein Phosphorsilikatglas mit mehr als 7 Gew. % Phosphor verwendet und das Aufheizen bei einer Temperatur von weniger als
ungefähr 10000G ausgeführt wird. - 9. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 5 bis 7, insbesondere nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet , daß für die PSG-Schicht (57) ein909851/081023737Phosphorsilikatglas mit weniger als 7 Gew. % Phosphor verwendet und das Aufheizen zum Fließen bei einer Temperatur über etwa 95O0C ausgeführt wird.
- 10. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 5 bis 9, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:(a) Aufheizen des Halbleiterkörpers (12) in einer oxidierenden Atmosphäre nach dem Vertiefen der Kontaktöffnungen (54) auf eine ausreichende Temperatur zum Aufwachsen eines Oxids auf den durch die Kontaktöffnungen (54) freigelegten Bereichen des Substrats, bei der das Phosphorsilikatglas noch nicht fließt, während einer zum Aufwachsen einer Oxidschicht mit einer die Dicke der Dichtschicht (55) übersteigenden Dicke ausreichenden Zeit;(b) daraufhin Aufheizen des Halbleiterkörpers (12) in einer Dampf enthaltenden Atmosphäre auf eine höhere Temperatur, bei der die PSG-Schicht (57) über die Ränder der Kontaktöffnungen in die Dichtschicht (55) fließt; und(c) schließlich Entfernen des beim Verfahrensschritt (a) aufgewachsenen Halbleiteroxids.909851/0S18
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US05/917,106 US4273805A (en) | 1978-06-19 | 1978-06-19 | Passivating composite for a semiconductor device comprising a silicon nitride (Si1 3N4) layer and phosphosilicate glass (PSG) layer |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2923737A1 true DE2923737A1 (de) | 1979-12-20 |
Family
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19792923737 Ceased DE2923737A1 (de) | 1978-06-19 | 1979-06-12 | Passivierung eines integrierten schaltkreises |
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Country | Link |
---|---|
US (1) | US4273805A (de) |
JP (1) | JPS553700A (de) |
BR (1) | BR7903787A (de) |
CA (1) | CA1125439A (de) |
DE (1) | DE2923737A1 (de) |
FR (1) | FR2429493A1 (de) |
GB (1) | GB2023342B (de) |
IN (1) | IN149514B (de) |
IT (1) | IT1121252B (de) |
PL (1) | PL123900B1 (de) |
SE (1) | SE443260B (de) |
YU (1) | YU42187B (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3442037A1 (de) * | 1983-11-18 | 1985-05-30 | Hitachi Microcomputer Engineering Ltd., Kodaira, Tokio/Tokyo | Verfahren zur herstellung einer integrierten halbleiterschaltung |
Families Citing this family (33)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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 |
IT1140645B (it) * | 1979-03-05 | 1986-10-01 | Rca Corp | Materiale composito di passivazione per un dispositivo semiconduttore comprendente uno strato di nitruro di silicio (si alla terza in alla quarta) ed uno strato di vetro al fosfosilicato (psg) e metodo di fabbricazione delle stesso |
JPS5618469A (en) * | 1979-07-24 | 1981-02-21 | Fujitsu Ltd | Semiconductor device |
JPS56108247A (en) * | 1980-01-31 | 1981-08-27 | Sanyo Electric Co Ltd | Semiconductor device |
JPS56115560A (en) * | 1980-02-18 | 1981-09-10 | Toshiba Corp | Manufacture of semiconductor device |
JPS56116670A (en) * | 1980-02-20 | 1981-09-12 | Hitachi Ltd | Semiconductor integrated circuit device and manufacture thereof |
JPS57113235A (en) * | 1980-12-29 | 1982-07-14 | Nec Corp | Semiconductor device |
JPS57126147A (en) * | 1981-01-28 | 1982-08-05 | Fujitsu Ltd | Manufacture of semiconductor device |
DE3270353D1 (en) * | 1981-03-16 | 1986-05-15 | Fairchild Camera Instr Co | Method of inducing flow or densification of phosphosilicate glass for integrated circuits |
US4349584A (en) * | 1981-04-28 | 1982-09-14 | Rca Corporation | Process for tapering openings in ternary glass coatings |
US4363830A (en) * | 1981-06-22 | 1982-12-14 | Rca Corporation | Method of forming tapered contact holes for integrated circuit devices |
US4492717A (en) * | 1981-07-27 | 1985-01-08 | International Business Machines Corporation | Method for forming a planarized integrated circuit |
DE3132809A1 (de) * | 1981-08-19 | 1983-03-10 | Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München | Verfahren zum herstellen von integrierten mos-feldeffekttransistoren, insbesondere von komplementaeren mos-feldeffekttransistorenschaltungen mit einer aus metallsiliziden bestehenden zusaetzlichen leiterbahnebene |
US4395304A (en) * | 1982-05-11 | 1983-07-26 | Rca Corporation | Selective etching of phosphosilicate glass |
US4420503A (en) * | 1982-05-17 | 1983-12-13 | Rca Corporation | Low temperature elevated pressure glass flow/re-flow process |
JPS58219748A (ja) * | 1982-06-15 | 1983-12-21 | Toshiba Corp | 半導体装置 |
US4476621A (en) * | 1983-02-01 | 1984-10-16 | Gte Communications Products Corporation | Process for making transistors with doped oxide densification |
US4544617A (en) * | 1983-11-02 | 1985-10-01 | Xerox Corporation | Electrophotographic devices containing overcoated amorphous silicon compositions |
US4528211A (en) * | 1983-11-04 | 1985-07-09 | General Motors Corporation | Silicon nitride formation and use in self-aligned semiconductor device manufacturing method |
US4575921A (en) * | 1983-11-04 | 1986-03-18 | General Motors Corporation | Silicon nitride formation and use in self-aligned semiconductor device manufacturing method |
US4515668A (en) * | 1984-04-25 | 1985-05-07 | Honeywell Inc. | Method of forming a dielectric layer comprising a gettering material |
US4606114A (en) * | 1984-08-29 | 1986-08-19 | Texas Instruments Incorporated | Multilevel oxide as diffusion source |
US4613556A (en) * | 1984-10-18 | 1986-09-23 | Xerox Corporation | Heterogeneous electrophotographic imaging members of amorphous silicon and silicon oxide |
JPS6218040A (ja) * | 1985-07-17 | 1987-01-27 | Matsushita Electronics Corp | リンケイ酸ガラス被膜の平坦化方法 |
US4996576A (en) * | 1986-11-24 | 1991-02-26 | At&T Bell Laboratories | Radiation-sensitive device |
US5142346A (en) * | 1987-04-03 | 1992-08-25 | Texas Instruments Incorporated | Floating gate JFET image sensor |
JPH01123417A (ja) * | 1987-11-07 | 1989-05-16 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体装置の製造方法 |
US4966870A (en) * | 1988-04-14 | 1990-10-30 | International Business Machines Corporation | Method for making borderless contacts |
JPH01283838A (ja) * | 1988-05-10 | 1989-11-15 | Toshiba Corp | 半導体装置 |
US5168340A (en) * | 1988-08-17 | 1992-12-01 | Texas Instruments Incorporated | Semiconductor integrated circuit device with guardring regions to prevent the formation of an MOS diode |
JPH0289346A (ja) * | 1988-09-27 | 1990-03-29 | Toshiba Corp | 半導体装置及びその製造方法 |
JPH04239723A (ja) * | 1991-01-23 | 1992-08-27 | Nec Corp | 半導体装置の製造方法 |
Family Cites Families (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4089992A (en) * | 1965-10-11 | 1978-05-16 | International Business Machines Corporation | Method for depositing continuous pinhole free silicon nitride films and products produced thereby |
US3961414A (en) * | 1972-06-09 | 1976-06-08 | International Business Machines Corporation | Semiconductor structure having metallization inlaid in insulating layers and method for making same |
US3833919A (en) * | 1972-10-12 | 1974-09-03 | Ncr | Multilevel conductor structure and method |
US3925572A (en) * | 1972-10-12 | 1975-12-09 | Ncr Co | Multilevel conductor structure and method |
JPS51138166A (en) * | 1975-05-24 | 1976-11-29 | Fujitsu Ltd | Production method of semiconductor device |
US4142004A (en) * | 1976-01-22 | 1979-02-27 | Bell Telephone Laboratories, Incorporated | Method of coating semiconductor substrates |
IT1088852B (it) * | 1976-11-01 | 1985-06-10 | Rca Corp | Struttura passivante per un dispositivo simeconduttore |
US4091407A (en) * | 1976-11-01 | 1978-05-23 | Rca Corporation | Combination glass/low temperature deposited Siw Nx Hy O.sub.z |
US4097889A (en) * | 1976-11-01 | 1978-06-27 | Rca Corporation | Combination glass/low temperature deposited Siw Nx Hy O.sub.z |
US4063274A (en) * | 1976-12-10 | 1977-12-13 | Rca Corporation | Integrated circuit device including both N-channel and P-channel insulated gate field effect transistors |
JPS5492175A (en) * | 1977-12-29 | 1979-07-21 | Fujitsu Ltd | Manufacture of semiconductor device |
-
1978
- 1978-06-19 US US05/917,106 patent/US4273805A/en not_active Ceased
- 1978-12-14 IN IN1329/CAL/78A patent/IN149514B/en unknown
-
1979
- 1979-06-04 IT IT23271/79A patent/IT1121252B/it active
- 1979-06-07 GB GB7919915A patent/GB2023342B/en not_active Expired
- 1979-06-08 CA CA329,345A patent/CA1125439A/en not_active Expired
- 1979-06-12 DE DE19792923737 patent/DE2923737A1/de not_active Ceased
- 1979-06-14 SE SE7905253A patent/SE443260B/sv unknown
- 1979-06-15 JP JP7623979A patent/JPS553700A/ja active Pending
- 1979-06-15 BR BR7903787A patent/BR7903787A/pt unknown
- 1979-06-18 FR FR7915578A patent/FR2429493A1/fr active Granted
- 1979-06-19 PL PL1979216429A patent/PL123900B1/pl unknown
- 1979-06-19 YU YU1445/79A patent/YU42187B/xx unknown
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3442037A1 (de) * | 1983-11-18 | 1985-05-30 | Hitachi Microcomputer Engineering Ltd., Kodaira, Tokio/Tokyo | Verfahren zur herstellung einer integrierten halbleiterschaltung |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
YU144579A (en) | 1983-02-28 |
CA1125439A (en) | 1982-06-08 |
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GB2023342B (en) | 1982-12-22 |
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IN149514B (de) | 1982-01-02 |
IT1121252B (it) | 1986-04-02 |
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JPS553700A (en) | 1980-01-11 |
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