DE2951646A1

DE2951646A1 - Halbleiterbauelement

Info

Publication number: DE2951646A1
Application number: DE19792951646
Authority: DE
Inventors: Manfred Dipl.-Ing. 2000 Hamburg Horl
Original assignee: Philips Patentverwaltung GmbH
Current assignee: Philips Intellectual Property and Standards GmbH
Priority date: 1979-12-21
Filing date: 1979-12-21
Publication date: 1981-07-02
Also published as: DE2951646C2

Description

Halbleiterbauelement
Die Erfindung betrifft ein Halbleiterbauelement mit mehrere in einer Reihe mit ihren Seitenkanten dicht nebeneinander liegenden, mit Hilfe photolithographischer Maskierungsschritte erzeugten, als Widerstände dienenden Oberflächenzonen.
Bei der Herstellung solcher Halbleiterbauelemente tritt, wie weiter unten noch näher erläutert wird, aufgrund der verwendeten photolithographischen MasKierungsschritte bei dicht nebeneinander liegenden Strukturen systematische Abweichungen von den Sollmaßen auf. Dies führt dazu, daß bei als Widerstände dienende Oberflächenzonen die dicht nebeneinander liegenden Zonen bzw. Widerstände breiter werden als einzelne Zonen bzw. Einzelwiderstände.
Daraus ergeben sich besonders dann Schwierigkeiten, wenn Widerstandszonen mit hohen relativen Toleranzanforderungen dicht nebeneinander in einer Reihe angeordnet werden.
Aufgrund der oben erwähnten systematischen Abweichungen werden die inneren Widerstandszonen breiter als die äußeren.
Dies ergibt eine zusätzliche Abweichung für die Widerstandswerte von etwa 1% für Widerstände von etwa 50/um.
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, diesen Nachteil zu beseitigen und dazu das Halbleiterbauelement der eingangs genannten Art so auszugestalten, daß die bei den photolithographischen Maskierungsschritten auftretenden systematischen Abweichugnen ohne Einfluß auf die Breite der Widerstandszonen und damit auf den Wert der zu realisierenden Widerstände bleiben.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß neben den äußeren Diffusionszonen je eine weitere Oberflächenzone vorgesehen ist, wobei diese weiteren Oberflächenzonen und die zwischen ihnen liegenden Zonen mit Hilfe derselben photolithographischen Maskierungsschritte erzeugt sind.
Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile sind insbesondere darin zu sehen, daß auf sehr einfache Weise, d.h. ohne Abänderung des Herstellungsverfahrens, lediglich durch Abänderung der verwendeten Maske die Auswirkungen der genannten systematischen Abweichungen völlig unwirksam gemacht werden können. Diese Abänderung der Maske kann schon beim Entwurf mit berücksichtigt werden.
Die sich durch die zusätzlichen beiden äußeren Diffusionszonen ergebende Vergrößerung der erforderlichen Oberfläche ist kein wesentlicher Nachteil, da die zusätzlichen Oberflächenzonen normalerweise nicht den Sicherheitsabstand zu benachbarten Isolationszonen einzuhalten brauchen; sie können direkt in die Isolationszonen einmünden. Weiter ist es möglich, die zusätzlichen Diffusionszonen als Widerstände zu benutzen, an die geringere Toleranzanforderungen gestellt werden.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert.
Es zeigen: Fig. la+b ein Teil eines Elalbleiterbauelements nach dem Stand der Technik mit drei zu erzeugenden Oberflächenzonen in Draufsicht und im Querschnitt, Fig. 2a+b ein Halbleiterbauelement gemäß der Erfindung ebenfalls mit drei zu erzeugenden Oberflächenzonen in Draufsicht und im Querschnitt, Fig. 3 ein Bauelement gemäß Fig. 2 mit den fertigen Oberflächenzonen.
Fig. 1 zeigt in Draufsicht (Fig. la) und im Schnitt (Fig. ib) einen Halbleiterkörper 1, der mit einer Maske, z.B. einer Photolackmaske 2, bedeckt ist, in der durch Belichtung Öffnungen 10, 11 und 12 der Breite b erzeugt werden sollen, die langgestreckte nebeneinander liegende Gebiete definieren sollen, in denen dann durch Einbringen von Dotierstoffen, durch Diffusion, Implantation etc. Oberflächenzonen in dem Halbleiterkörper 1 definiert werden sollen, die dann als Widerstände dienen.
Der sich für diese Oberflächenzonen ergebende Widerstandswert ist bei einem vorgegebenen Prozeß zum Einbringen von Dotierstoffen, d.h. bei gegebenem Dotierungsprofil, bestimmt durch die Länge und Breite der Zone, d.h. durch die Länge und die Breite b der Öffnung in der (hier nicht dargestellten) Maske.
Wie in der Fig. lb angedeutet, ist jedoch die Breite der Öffnungen 10, 11 und 12 in der Photolackmaske 2 größer als b und zwar aufgrund von belichtungsbedingten Abweichungen an den Seitenkanten, an denen die Öffnungen dicht nebeneinander liegen. Dicht nebeneinander bedeutet in diesem Zusammenhang in der Größenordnung von 10/um.
Es ergibt sich eine Verbreiterung jeder Öffnung an jeder Seitenkante, an der sie einer anderen Seitenkante dicht benachbart ist um den Betrag 6, der bei einer Breite b der Öffnungen von 50/um in der Größenordnung von 0,5/um liegt. Bei der mittleren Öffnung 11 ergibt sich eine Verbreiterung um 2 Dies bedeutet, daß sich die Breite der später zu erzeugenden Oberflächenzone und damit der Wert des gebildeten Widerstandes um mehr als 1% ändert und zwar für außen liegende Zonen, die nur einer weiteren Zone dicht benachbart sind weniger als für Zonen, die auf beiden Seiten von weiteren Zonen dicht benachbart sind. Dies ist für viele Anwendungszwecke nicht tolerierbar.
Diese durch die Umgebung der Zonen (dicht benachbarte Seitenkante bei der Belichtung) bedingten Abweichungen bereits beim Entwurf der Maske zu berücksichtigen, ist umständlich und erfordert zusätzliche Arbeit, wenn - wie üblich - beim Entwurf der Maske auf vorgegebene und erprobte Strukturen zurückgegriffen wird.
Fig. 2 zeigt nun, wie diese Schwierigkeiten dadurch einfach umgangen werden können, daß den Öffnungen 10, 11 und 12 für die zu erzeugenden Oberflächenzonen 20, 21 und 22 (die in Fig. 3 dargestellt sind) weitere Öffnungen 13 und 14 hinzugefügt werden, deren jeweils eine Seitenkante den äußeren Seitenkanten der Öffnungen 10 und 12 dicht benachbart ist.
Dies bedeutet, daß durch die erwähnten, belichtungsbedingten Abweichungen die Breite aller drei Öffnungen 10, 11 und 12 und damit die Breite der später erzeugten Oberflächenzonen 20, 21 und 22 auf b+2 6 vergrößert ist, also alle drei Zonen gleiche Breite und damit (da die Prozeßschritte gleich sind) gleiche Widerstandswerte haben. Zwischen den Widerstandswerten der Zonen 20 bis 22 ist so eine relative Toleranz von besser als 0,5% erreichbar.
Die hierbei zusätzlich erzeugten Oberflächenzonen 23 und 24 haben wie die Zonen 10 und 11 in Fig. 1 eine geringere Breite von b+ 6 und damit einen anderen Widerstandswert; sie können unbenutzt, d.h. unkontaktiert bleiben oder als Widerstände verwendet werden, an deren relative (auf die Zonen 20 bis 22 bezogene) Toleranz des Widerstandswertes geringere Anforderungen gestellt werden.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Halbleiterbauelement mit mehreren in einer Reihe, mit ihren Seitenkanten dicht nebeneinander liegenden, mit Hilfe photolithographischer Maskierungs schritte erzeugten, an ihren Enden kontaktierten, als Widerstände dienenden dotierten Oberflächenzonen, dadurch gekennzeichnet, daß neben den äußeren Oberflächenzonen (20, 22 ) je eine weitere Oberflächenzone (23, 24 ) vorgesehen ist und diese weiteren Oberflächenzonen und die zwischen ihnen liegenden Oberflächenzonen mit Hilfe derselben photolithographischen Maskierungsschritte erzeugt sind.
2. Halbleiterbauelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die weiteren Oberflächenzonen (23, 24 ) nicht kontaktiert sind.
3. Halbleiterbauelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die weiteren Oberflächenzonen (23, 24 ) kontaktiert sind und als Widerstände, an die geringere Toleranzanforderungen gestellt werden, dienen.