DE2951646C2

DE2951646C2 -

Info

Publication number: DE2951646C2
Application number: DE19792951646
Authority: DE
Inventors: Manfred Dipl.-Ing. 2000 Hamburg De 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: 1987-07-09
Also published as: DE2951646A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Halbleiterbauelement entsprechend dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Bei der Herstellung solcher Halbleiterbauelemente treten, 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 dienenden Oberflächenzonen die dicht nebeneinander liegenden Zonen bzw. Widerstände breiter werden als einzelne Zonen bzw. Einzelwiderstände.

Daraus ergeben sich besonders dann Schwierigkeiten, wenn Wider standszonen mit hohen relativen Toleranzforderungen dicht neben einander in einer Reihe angeordnet werden. Aufgrund der oben er wähnten systematischen Abweichungen werden die inneren Wider standszonen breiter als die äußeren. Dies ergibt eine zusätzliche Abweichung für die Widerstandswerte von etwa 1% für Widerstände von etwa 50 µm Breite.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, das Halbleiterbauelement der eingangs genann ten Art so auszugestalten, daß die bei den photolithographischen Maskierungsschritten auftretenden systematischen Abweichungen ohne Einfluß auf die Breite der Widerstandszonen und damit auf den Wert der zu realisierenden Widerstände bleiben.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 genannten Merkmale gelöst.

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 Ab änderung des Herstellungsverfahrens, lediglich durch Abänderung der verwendeten Maske die Auswirkungen der genannten systemati schen 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 nor malerweise nicht den Sicherheitsabstand zu benachbarten Iso lationszonen einzuhalten brauchen; sie können direkt in die Iso lationszonen 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 Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1a + b ein Teil eines Halbleiterbauelements nach dem Stand der Technik mit drei zu erzeugenden Oberflächenzonen in Drauf sicht und im Querschnitt,

Fig. 2a + b ein Halbleiterbauelement gemäß der Erfindung ebenfalls mit drei zu er zeugenden Oberflächenzonen in Drauf sicht undim Querschnitt,

Fig. 3 ein Bauelement gemäß Fig. 2 mit den fertigen Oberflächenzonen.

Fig. 1 zeigt in Draufsicht (Fig. 1a) und im Schnitt (Fig. 1b) 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 Diffusin, Implantatin etc. Oberflächenzonen in dem Halbleiterkörper 1 definiert werden sollen, die dann als Widerstände dienen.

Der sich für diese Oberflächenzonen ergebende Widerstands wert ist bei einem vorgegebenen Prozeß zum Einbringen von Dotierstoffen, d. h. bei gegebenem Dotierungsprofil, be stimmt durch die Länge und Breite der Zone, d. h. durch die Länge und die Breite b der Öffnung in der Maske.

Wie in der Fig. 1b angedeutet, ist jedoch die Breite der Öffnungen 10, 11 und 12 in der Photolackmaske 2 größer als b und zwar aufgrund von belichtungsbedingten Ab weichungen an den Seitenkanten, an denen die Öffnungen dicht nebeneinander liegen. Dicht nebeneinander bedeutet in diesem Zusammenhang in der Größenordnung von 10 µm. Es ergibt sich eine Verbreiterung jeder Öffnung an jeder Seitenkante, an der sie einer anderen Seitenkante dicht benachbart ist um den Betrag δ, der bei einer Breite b der Öffnungen von 50 µm in der Größenordnung von 0,5 µm liegt. Bei der mittleren Öffnung 11 ergibt sich eine Verbreiterung um 2 δ.

Dies bedeutet, daß sich die Breite der später zu er zeugenden 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 tolerier bar.

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, belichtungs bedingten 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 δ vergrößert ist, also alle drei Zonen gleiche Breite und damit (da die Prozeßschritte gleich sind) gleiche Wider standswerte 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 + 2 δ und damit einen anderen Widerstandswert; sie können unbenutzt, d. h. unkon taktiert bleiben oder als Widerstände verwendet werden, an deren relative (auf die Zonen 20 bis 22 bezogene) Toleranz des Widerstandswertes geringere Anforderungen gestellt werden.

Claims

1. Halbleiterbauelement mit mehreren langgestreckten, als Wider stände mit hohen relativen Toleranzanforderungen dienenden dotierten Ober flächenzonen, die

a1. in einer Reihe, mit ihren Seitenkanten dicht nebeneinander liegen,
a2. mit Hilfe photolithographischer Maskierungsschritte erzeugt sind,
a3. an ihren Enden kontaktiert sind,

dadurch gekennzeichnet, daß

b. dicht neben den beiden äußeren Oberflächenzonen (20, 22) der Reihe je eine weitere Oberflächenzone (23, 24) vorgesehen ist und
c. diese weiteren Oberflächenzonen und die zwischen ihnen lie genden Oberflächenzonen mit Hilfe derselben photolithographi schen Maskierungsschritte erzeugt sind.

2. Halbleiterbauelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die weiteren Oberflächen zonen (23, 24) nicht kontaktiert sind.

3. Halbleiterbauelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die weiteren Oberflächen zonen (23, 24) kontaktiert sind und als Widerstände, an die geringere Toleranzanforderungen gestellt werden, dienen.