FI69375B - FOER REFRIGERATION FOR INTEGRATING AV INTEGRATED SCREENS AV MOS-TYPE - Google Patents

FOER REFRIGERATION FOR INTEGRATING AV INTEGRATED SCREENS AV MOS-TYPE Download PDF

Info

Publication number
FI69375B
FI69375B FI841371A FI841371A FI69375B FI 69375 B FI69375 B FI 69375B FI 841371 A FI841371 A FI 841371A FI 841371 A FI841371 A FI 841371A FI 69375 B FI69375 B FI 69375B
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
semiconductor layer
type
channel
mos
circuit
Prior art date
Application number
FI841371A
Other languages
Finnish (fi)
Swedish (sv)
Other versions
FI841371A0 (en
FI841371A (en
FI69375C (en
Inventor
Heikki Ihantola
Original Assignee
Micronas Oy
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Micronas Oy filed Critical Micronas Oy
Priority to FI841371A priority Critical patent/FI69375C/en
Publication of FI841371A0 publication Critical patent/FI841371A0/en
Publication of FI69375B publication Critical patent/FI69375B/en
Publication of FI841371A publication Critical patent/FI841371A/en
Application granted granted Critical
Publication of FI69375C publication Critical patent/FI69375C/en

Links

Description

6937569375

Menetelmä MOS-tyyppisten integroitujen piirien valmistamiseksiMethod for manufacturing MOS-type integrated circuits

Menetelmä MOS-tyyppisten integroitujen piirien 5 valmistamiseksi, jossa menetelmässä piirit muodostetaan monoliittitekniikalla sinänsä tunnetuilla prosessointi-vaiheilla.A method for manufacturing MOS-type integrated circuits 5, in which the circuits are formed by monolithic techniques with processing steps known per se.

Merkittävin integroitujen piirien valmistustekniikka on monoliittitekniikka, jolla lähes kaikki suuren 10 ingegraatioasteen (LSI, VLSI) omaavat piirit on valmistettu. Monoliittitekniikan keskeinen osa on planaaripro-sessi, jonka päävaiheet muodostuu piikiekon päällystämisestä oksidilla, johon maskitekniikalla, resistein ja syövytyksin tehdään haluttua pintakuviota vastaavat ikku-15 nat, joista seosaineet diffusoidaan kaasusta tai ioni-istutetaan sisään.The most significant integrated circuit manufacturing technique is the monolithic technique used to fabricate almost all circuits with a high degree of integration (LSI, VLSI). A key part of the monolithic technique is the planar process, the main steps of which consist of coating the silicon wafer with an oxide, into which, by mask technique, resistors and etchings, windows corresponding to the desired surface pattern are made, from which the alloys are diffused from gas or ion-implanted.

Metallioksidipuolijohteet (MOS) suovat lukuisia mahdollisuuksia eri logiikkamuotojen toteuttamiseksi ja soveltuvat erityisen hyvin integroitaviksi monoliittitek-20 nilkalla, varsinkin LSI ja VLSI-piireissä. Tämä johtuu niiden yksinkertaisesta rakenteesta ja pienestä tilantarpeesta esim. bipolaaritransistoreihin verrattuna. Ajan kuluessa on kehitetty erilaisia versioita MOS-piirien integroinnista monoliittisesti, kuten metallihila-MOS- ja 25 piihila-MOS-prosessit, komplementti-MOS-prosessi (CMOS) sekä näiden eri variaatiot.Metal oxide semiconductors (MOS) offer numerous possibilities for the implementation of various logic forms and are particularly well suited for integration with monolithic technology, especially in LSI and VLSI circuits. This is due to their simple structure and small space requirement compared to e.g. bipolar transistors. Over time, various versions of monolithic integration of MOS circuits have been developed, such as metal lattice MOS and 25 silicon lattice MOS processes, complementary MOS process (CMOS), and various variations of these.

Metallihila-MOS on vanhin ja yksinkertaisin prosessi. Se on kuitenkin verrattain hidas, ja logiikkaperheenä harvinainen. Piihila-MOS- (Silicon Gate MOS) pro-30 sessin eduista mainittakoon pieni koko ja suuri nopeus. Sekä metalli- että piihilaiset MOS-piirit voivat olla joko N-kanavaisia (NMOS) tai P-kanavaisia (PMOS). Paris-tokäyttöisiin laitteisiin hyvin soveltuvilla CMOS-piireil-lä (Complementary Metal-Oxide-Semiconductor) on samalla 35 substraatilla sekä N- että P-kanavatransistoreita. Mono- 69375 liittitekniikka lähtee tyypillisesti johtavuudeltaan n-tyyppisestä piikiekosta, johon diffusoidaan suhteellisen syvät p-tyyppiset altaat, joihin synnytetään N-kana-vatransistorit, kun taas P-kanavatransistorit synnytetään 5 suoraan n-substraatille. CMOS-prosessi tarjoaa etuinaan erittäin pienen virrankulutuksen, hyvän häiriönsietokyvyn ja laajan käyttöjännitealueen.Metal lattice MOS is the oldest and simplest process. However, it is relatively slow, and as a family of logic rare. The advantages of the Silicon Gate MOS (Silicon Gate MOS) process-30 process include small size and high speed. Both metal and silicon MOS circuits can be either N-channel (NMOS) or P-channel (PMOS). Complementary Metal-Oxide-Semiconductor (CMOS) circuits, which are well suited for Paris-powered devices, have both N- and β-channel transistors on the same substrate. The mono-69375 connector technique typically starts from a n-type silicon wafer into which relatively deep p-type pools are diffused, into which N-channel transistors are generated, while β-channel transistors are generated directly on the n-substrate. The CMOS process offers the advantages of very low power consumption, good interference immunity and a wide operating voltage range.

Erään MOSFET-transistorityypin, pintakanavatransis-torin (Surface or Insulated Gate Field Effect Transistor) 10 valmistuksessa käytetään tunnettuja maskausmenetelmiä synnyttämään puolijohteen pintaan lähelle toisiaan lähde- ja nielualueet S ja D (Source ja Drain), joita kanava-alue erottaa toisistaan. Alueet synnytetään joko suurienergisten ionien istuttamisella tai kaasuvaihediffusoinnilla.In the manufacture of a type of MOSFET transistor, a Surface or Insulated Gate Field Effect Transistor 10, known masking techniques are used to generate the source and drain regions S and D (Source and Drain) close to each other on the surface of the semiconductor. The regions are generated either by implantation of high energy ions or by gas phase diffusion.

15 Kanava-alueen pinnalle synnytetään ohut hyvälaatuinen eris-tekalvo esim. termisellä oksidoinnilla, ja tämän päälle johtavasta materiaalista koko kanavan peittävä hila (gate).15 A thin, high-quality insulating film is created on the surface of the channel area, e.g. by thermal oxidation, and a gate covering the entire channel from the material leading to it.

Tyypillisesti kanava-alue on huonosti johtava ja johtavuustyypiltään vastakkainen kuin lähde- ja nielualu-20 eet. Tuomalla hilalle sopivan suuntainen jännite synnytetään kanava-alueen pinnalle ohut inversiokalvo, jolloin esim. p-tyyppinen kanava muuttuu pinnaltaan n-tyyppiseksi muodostaen n+-tyyppisten S- ja D-alueiden välille n-kana-va.Typically, the channel region is poorly conductive and has the opposite conductivity type to the source and drain regions. By applying a voltage in a suitable direction to the lattice, a thin inversion film is generated on the surface of the channel area, whereby e.g. a p-type channel changes to an n-type surface, forming an n-channel between n + -type S- and D-regions.

-f -f — — 25 Merkinnät n, p, n , p , n , p ovat alan ammatti miehelle itsestään selviä puolijohteen seosainekonsent-raatioita kuvaavia merkintöjä, joita ei tässä tarkemmin selitetä. Tarvittaessa mikä tahansa alan oppikirja antaa selityksen termeihin. Tekniikan kehittyessä kanavan 30 pituutta eli siis S- ja D-alueiden välistä etäisyyttä on koko ajan pienennetty jopa alle l^umrn (mikrometrin). Tällöin inversiokerroksen alle ja D-alueen pohja-alueesta erottavan pn-rajapinnan yli syntyvät tyhjennysalueet häiritsevät transistorin toimintaa enemmän kuin kanavan 35 ollessa suhteellisen pitkä. Näitä häiriöitä kutsutaan ly-hytkanavailmiöiksi.-f -f - - 25 The notations n, p, n, p, n, p are self-explanatory notations for semiconductor dopant concentrations for those skilled in the art and are not explained in more detail herein. If necessary, any textbook in the field will provide an explanation of the terms. As technology advances, the length of the channel 30, i.e. the distance between the S and D regions, has been continuously reduced to less than 1 μm (micrometer). In this case, the discharge regions generated below the inversion layer and over the pn interface separating the D-region from the bottom region interfere with the operation of the transistor more than when the channel 35 is relatively long. These disturbances are called short-channel phenomena.

li 60375 Tämä keksintö tähtää uudentyyppiseen pintakanava-transistoriin, jossa yllämainitut häiriöt on eliminoitu. Tämän vaikutuksen aikaansaamiseksi on keksinnön mukaiselle menetelmälle pääasiassa tunnusomaista se, että MOS-transis-5 torin kanava-alueen alle synnytetään eristeura, jonka päälle kasvatetaan ohut monikiteinen puolijohdekalvo niin, että se ainakin osittain peittää alleen myös aiotut lähde-ja nielualueet jonka jälkeen puolijohdekalvo sulatetaan paikallisesti lasersäteellä tai muulla tarkoitukseen so-10 pivalla lämmityslaitteella ja annetaan jäähtyä eristeuran kohdalla samaksi yksikiteeksi kuin lähde- ja nielualueet.This invention relates to a new type of surface channel transistor in which the above-mentioned perturbations are eliminated. To achieve this effect, the method according to the invention is mainly characterized in that an insulating groove is created under the channel area of the MOS transistor, on which a thin polycrystalline semiconductor film is grown so as to at least partially cover the intended source and pharyngeal regions, after which the semiconductor film is melted locally. with a laser beam or other purpose-appropriate heating device and allowed to cool at the insulating groove to the same single crystal as the source and drain zones.

Keksintö eroaa tunnetuista menetelmistä, joissa eristeen päälle kasvatettu amorfinen piikalvo lämpökäsittelyssä tulee monikiteiseksi. Yksikiteisen materiaalin 15 sähköiset ominaisuudet ovat tunnetusti ylivoimaisia moni-kiteiseen nähden. Säätelemällä kanava-alueen puolijohde-kalvon paksuutta, johtavuustyyppiä ja johtavuutta voidaan sen määrittämän kanavatransistorin sähköisiä ominaisuuksia, kuten kynnysjännite, helposti ja joustavasti säädel-20 lä. Samalla nielu-pohja-(drain-subtrate) kapasitanssit pienenevät, mikä tekee piirin soveltuvaksi suurille käyt-tötaajuuksille. Transistorista voidaan tehdä avautuva (enhancement type: normally-off) tai sulkeutuva (depletion type: normally-on).The invention differs from known methods in which an amorphous silicon film grown on an insulator becomes polycrystalline in heat treatment. The electrical properties of the monocrystalline material 15 are known to be superior to polycrystalline. By controlling the thickness, conductivity type and conductivity of the semiconductor film in the channel region, the electrical properties of the channel transistor, such as the threshold voltage, determined by it can be easily and flexibly controlled. At the same time, the drain-subtrate capacitances decrease, making the circuit suitable for high operating frequencies. The transistor can be made an enhancement type: normally-off or a depletion type: normally-on.

25 Keksinnön mukaisen menetelmän eräälle edulliselle sovellutusmuodolle on tunnusomaista se, että mainittu ka-navaura muodostetaan ja täytetään oksidilla samanaikaisesti kuin piirin elementtejä erottavat eristeurat.A preferred embodiment of the method according to the invention is characterized in that said channel groove is formed and filled with oxide at the same time as the insulating grooves separating the elements of the circuit.

Tämä tekee valmistuksesta suhteellisen helpon ja 30 taloudellisen. Integroiduissa piireissä elementit, siis transistorit, diodit, vastukset ja kondensaattorit erotetaan sähköisesti toisistaan pääasiassa kahdella eri perusmenetelmällä : a) pn-rajapinnalla, joka useimmiten on estosuunnassa, 35 b) erilaisilla dielektrisillä menetelmillä, jossa ele- 69375 mentit erottaa eristeainetta oleva kalvo, ura, valli, tms.This makes manufacturing relatively easy and 30 economical. In integrated circuits, elements, i.e. transistors, diodes, resistors and capacitors, are electrically separated from each other mainly by two different basic methods: a) at the pn interface, which is usually in the blocking direction, 35 b) by different dielectric methods in which the elements are separated by an insulator film, groove, wall, etc.

Tämä keksinnön mukainen sovellutusmuoto soveltuu erityisesti niihin variaatioihin, joissa puolijohteeseen 5 esim. reaktiivisella ionisyövytyksellä (Reactive IonThis embodiment of the invention is particularly suitable for those variations in which the semiconductor 5 is reacted, for example, by reactive ion etching.

Etching) synnytetään kapeita suorakulmaisia uria, jotka täytetään joko termisellä tai kaasuvaiheesta kemiallisesti synnytetyllä (chemical vapor deposition) piidioksii-dilla tai muulla eristeaineella. Eristeellä täytetyt urat 10 ovat tyypillisesti syvempiä kuin elementtejä synnyttämään käytetyt diffuusiosyvyydet. Tällöin pn-rajapinnat päättyvät eristeuraan, mistä on todettu seuraavan pikemmin positiivisia kuin negatiivisia ominaisuuksia elementtien sähköisessä toiminnassa.Etching) creates narrow rectangular grooves that are filled with either thermal or chemical vapor deposition silica or other insulating material. The grooves 10 filled with insulation are typically deeper than the diffusion depths used to generate the elements. In this case, the pn interfaces end in an insulating groove, which has been found to result in positive rather than negative properties in the electrical operation of the elements.

15 Keksinnön mukaisen menetelmän eräälle edulliselle sovellutusmuodolle on tunnusomaista se, että puolijohde-kalvo piristetään yksin muodostamaan piirin lähde- ja nie-lualueet. Tämä ratkaisu säästää työvaiheita, koska lähde-ja nielualueita ei erikseen tarvitse muodostaa substraa-20 tille.A preferred embodiment of the method according to the invention is characterized in that the semiconductor film alone is excited to form the source and drain regions of the circuit. This solution saves work steps because the source and drain regions do not have to be formed separately for the substrate.

Keksinnön mukaisen menetelmän eräälle edulliselle sovellutusmuodolle on tunnusomaista se, että puolijohde-kalvo prosessoidaan siten, että piirin eri elementtien välille muodostuu sähköiset liitännät tai vastaavasti pii-25 oksidieriste. Tällöin saadaan esim. integroiduissa pii reissä hyvin yleinen transistorien rinnankytkentä komp-lementtipareiksi toteutettua ilman ylimääräisiä johtimia, vain puolijohdekalvon sopiva seostus riittää tähän tarkoitukseen .A preferred embodiment of the method according to the invention is characterized in that the semiconductor film is processed in such a way that electrical connections or silicon oxide insulation, respectively, are formed between the various elements of the circuit. In this case, e.g. in integrated circuits, the very common parallel connection of transistors to complement pairs can be carried out without additional conductors, only a suitable doping of the semiconductor film is sufficient for this purpose.

30 Keksinnön mukaisen menetelmän muille edullisille sovellutusmuodoille on tunnusomaista se, mitä jäljempänä olevissa patenttivaatimuksissa on esitetty.Other preferred embodiments of the method according to the invention are characterized by what is stated in the claims below.

Keksintöä selostetaan seuraavassa tarkemmin esimerkin avulla viittaamalla oheiseen piirustukseen, jossa 35 kuvio 1 esittää valmista pintakanavatransistoria 5 69375 tunnetun tekniikan mukaisesti toteutettuna, kuviot 2a-2f esittävät keksinnön mukaisen pinta-kanavatransistorin valmistusvaiheet, kuvio 3 esittää keksinnön mukaisen P-kanavatran-5 sistorin erään sovellutusmuodon osasuurennoksen valmistusprosessin loppuvaiheilla, kuvio 4 esittää valmiin CMOS-piirin piirikaaviota. Kuviossa 1 on esitetty tyypillinen itsekohdistuva piihila-PMOS-pintakanavatransistori. Se on prosessoitu 10 ^-tyyppiselle substraatille 4 kasvattamalla ensin koko piikiekon kattava eristeoksidikalvo 9, joka on syövytetty aiottujen transistorien alueilta. Tämän jälkeen pii-kiekolle on kasvatettu ohut oksidikalvo 7 ja mahdollisesti myös ohut nitridikalvo (Si^N^) 8, ja sen päälle on kal-15 votettu hilan 2 muodostusta varten monikiteistä tai amorfista piitä. Seuraavaksi oksidikalvo 7, nitridikalvo 8 ja piikalvo on syövytetty pois paitsi halutun hilan 2 alueelta. Muodostuneisiin molemmin puolin hilaa 2 sijaitseviin oksidi-ikkunoihin on diffusoitu p+-tyyppiset alu-20 eet 5 ja 6. Samalla hilapiikalvo 2 seostuu voimakkaasti ja tulee hyvin johtavaksi. Seuraavaksi on muodostettu oksidikalvo 10 koko piirin päälle, ja muodostettu syövyttämällä ikkunat lähde- ja nielukontakteille 1 ja 3. Lopuksi synnytetään esim. höyrystämällä metalli- kuten 25 alumiinikalvo joka kuvioituna toimii johtimena eri piiri-elementtien välillä sekä ulkomaailmaan päin tunnetulla tavalla.The invention will now be described in more detail by way of example with reference to the accompanying drawing, in which Figure 1 shows a finished surface channel transistor 5 69375 made according to the prior art, Figures 2a-2f show manufacturing steps of a surface channel transistor according to the invention. in the final stages of the manufacturing process, Figure 4 shows a circuit diagram of the finished CMOS circuit. Figure 1 shows a typical self-aligning silicon lattice PMOS surface channel transistor. It is processed on a 10-type substrate 4 by first growing an insulating oxide film 9 covering the entire silicon wafer, etched from the regions of the intended transistors. Thereafter, a thin oxide film 7 and possibly also a thin nitride film (Si Next, the oxide film 7, the nitride film 8 and the silicon film are etched away except from the area of the desired lattice 2. P + -type alu-20 eet 5 and 6 have been diffused into the formed oxide windows on both sides of the lattice 2. At the same time, the lattice film 2 strongly mixes and becomes very conductive. Next, an oxide film 10 is formed over the entire circuit, and formed by etching the windows on the source and drain contacts 1 and 3. Finally, a metal film such as aluminum 25 is generated, e.g., by evaporation.

Kuvion 2 keksinnön mukaisessa CMOS-valmistuspro-sessissa lähtömateriaalina on yksikiteinen, hilaindeksil-30 taan tasoon nähden (100)-suuntainen, resistiivisyydel- tään 1...2Q ohmcm p-tyyppiä oleva pinnaltaan hiottu pii-kiekko 11. Se päällystetään aluksi kuvion 2a mukaisesti oksidikerroksella 12, jonka jälkeen planaariprosessin menetelmiä käyttäen muodostetaan kiekon 11 tiettyihin 35 pintaosiin n-altaita 13. Seosaine voi muodostua As, Sb tai P "piriste"-(doping) atomeista. Lähtömateriaali voi 69375 tietenkin olla myös n-tyyppinen, jolloin synnytetty allas on p-tyyppinen. Rakenne voi myös olla epitaksi-aalinen.In the CMOS manufacturing process according to the invention of Fig. 2, the starting material is a monocrystalline silicon wafer 11 with a lattice index-30 direction in the (100) direction and a surface resistance of 1 to 2Q ohmcm p-type. It is initially coated according to Fig. 2a. according to the oxide layer 12, after which n-pools 13 are formed on certain surface portions 35 of the disc 11 using planar process methods. The dopant may be formed of As, Sb or P "doping" atoms. Of course, the starting material 69375 can also be of the n-type, in which case the generated pool is of the p-type. The structure may also be epitaxial.

Kuvion 2b mukaisesti synnytetään fotoresististä 5 14 sitten piin pinnalle maski, jossa on aukot niissä koh din, mihin halutaan eristysurat 15 syövytettäväksi. Syö-vytys voi tapahtua esim. RIE (Reactive Ion Etching)-menetelmällä haluttuun syvyyteen. Samaa fotoresistimaskia 14 ja syövytystä käytetään myös keksinnössä olennaisen 10 osan omaavan hilauran 16 synnyttämiseen ja tunnettujen oksidointimenetelmien avulla urien 15, 16 täyttämiseen piidioksidilla kemiallisesti. Voidaan käyttää myös termistä oksidointia, tärkeää on, että urissa olevan piidioksidin ja niitä ympäröivien piialueiden pinnat ovat ai-15 nakin likipitäen samassa tasossa. Urien pohjaan voidaan tässä yhteydessä myös synnyttää piristealueet 32 ns para-siittisten kanavien syntymisen ehkäisemiseksi (kts kuv.3).According to Figure 2b, a mask is created from the photoresist 5 14 on the surface of the silicon, with openings in them at the point where it is desired to etch the insulating grooves 15. The etching can take place, for example, by the RIE (Reactive Ion Etching) method to the desired depth. The same photoresist mask 14 and etching are also used in the invention to create a lattice groove 16 having an essential part 10 and to chemically fill the grooves 15, 16 with silica by known oxidation methods. Thermal oxidation can also be used, it is important that the surfaces of the silica in the grooves and the surrounding silicon regions are at least approximately in the same plane. In this connection, stimulator areas 32 ns can also be created at the bottom of the grooves to prevent the formation of parasitic channels (see Fig. 3).

Tunnetuin menetelmin voidaan nyt synnyttää kuvion 2c mukaisesti kahdessa vaiheessa peräkkäin uusien foto-20 resistimaskien avulla p-substraatin pintaan N-kanavatran-sistorien n+-tyyppiset S/D-alueet 18 ja vastaavasti n-altaiden 13 pintaosiin P-kanavatransistorien p+-tyyppi-set S/D-alueet 19. Kuviossa 2c on esitetty tilanne molempien vaiheiden jälkeen, ennen toisen maskin 17 poistoa.According to the known methods, new photo-20 resist masks can now be generated in two successive steps according to Fig. 2c on the surface of the p-substrate n + -type S / D regions 18 of the N-channel transistors and p + -type transistors of the n-pools 13 S / D Areas 19. Figure 2c shows the situation after both steps, before removing the second mask 17.

25 Huomattava on, että maskaus ei ole kriittinen, vaan voi ulottua osin eristysurien päälle. Yllä selostettu vaihe voidaan myös eräissä tapauksissa jättää suorittamatta (kts kuv. 3) .25 It should be noted that masking is not critical but may extend in part over the insulation grooves. The step described above can also be omitted in some cases (see Fig. 3).

Yli koko kiekon kasvatetaan nyt hyvin ohut 0,1...Over the whole disc is now grown very thin 0.1 ...

30 l,0^um paksuinen p-tyyppinen piikalvo 20 esim. CVD-mene-telmällä tai sputteroimalla (kuvio 2d). Normaalimenetel-min maskataan piikalvo muilta kuin aktiivialueilta so transistorien yms päältä pois, ja kiteytetään sekä kanava-alueet 21 ja 22 että muut halutut piikalvon osat yksi-35 kiteisiksi keksinnön mukaisesti esim. lasersäteen avulla.30 .mu.m thick p-type silicon film 20 e.g. by CVD method or sputtering (Fig. 2d). The normal method masks the silicon film away from non-active areas, i.e. the transistors, etc., and crystallizes both the channel areas 21 and 22 and the other desired parts of the silicon film into one-35 crystals according to the invention, e.g. by means of a laser beam.

Il 69375Il 69375

Laserin sijasta on mahdollista käyttää kuumanauhatekniik-kaa tai isotermistä reaktiota pintakuumennuslampulla. S/D-alueet toimivat kiteytyksessä siemenkiteinä. Tämän jälkeen käyttäen maskausta 23 ja ioni-istutusta "piris-5 tetään" aiotut n-kanava-alueet 21 vastakkaistyyppisiksi kuin transistorin p-tyyppiset S/D-alueet 19, esim. fosforilla. P-kanava-alue 22 on jo oikean tyyppinen. Kuvio 2d esittää tätä tilannetta. Kasvatettu piikalvo voi olla myös itsejohtava (intrinsinc), jolloin sen kanava-alue-1Q osat on piristettävä p- tai n-tyyppisiksi riippuen siitä, millaisia transistoreita halutaan. Jos monikiteinen piikalvo 20 ylettyy urien 15 yli, voi se toimia joko eristeenä 20a (esim. muuttamalla piikalvo paineoksidoinnilla eristäväksi piidioksidiksi kuvion 2e mukaisesti), tai so-15 pivasti piristettynä (piikiekon erilaiset lämpökäsittelyt seostavat kalvoa alhaalta S/D-alueilta käsin p+- tai n+-tyyppiseksi puolijohteeksi) kalvo voi myös toimia joh-timena 20b kahden transistorin tai muun piirielementin välillä eristeurien 15 yli, kuten on esitetty kuviossa 20 2f. Kalvon 20 n+- ja p+-piristys on välttämätöntä silloin, kun alla olevia n+- ja p+-alueita 19 ja 18 ei aikaisemmassa vaiheessa ole muodostettu (kts kuv. 3).Instead of a laser, it is possible to use hot strip technology or an isothermal reaction with a surface heating lamp. The S / D regions act as seed crystals in the crystallization. Thereafter, using masking 23 and ion implantation, the intended n-channel regions 21 are "boosted" to the opposite type to the p-type S / D regions 19 of the transistor, e.g., with phosphor. The P-channel area 22 is already of the correct type. Figure 2d shows this situation. The grown silicon film can also be self-conducting (intrinsinc), in which case its channel region-1Q portions must be excited to the p- or n-type, depending on the type of transistors desired. If the polycrystalline silicon film 20 extends over the grooves 15, it can act either as an insulator 20a (e.g., by converting the silicon film to insulating silica by pressure oxidation as shown in Figure 2e), or so-15 n + -type semiconductor), the film can also act as a conductor 20b between two transistors or other circuit elements over the insulating grooves 15, as shown in Fig. 20 2f. N + and p + tightening of the film 20 is necessary when the underlying n + and p + regions 19 and 18 have not been formed in the previous step (see Fig. 3).

Tämän jälkeen kuvion 2e mukaisesti piin pinnalle kasvatetaan erittäin puhdas oksidi tai muu eristekalvo 25 24 ja sen pinnalle johtava kalvo 25, joka myöhemmin toi mii hilana. Mikäli kalvoa 25 halutaan käyttää myös johti-mena S/D-alueisiin, on ennen sen kasvatusta syövytettävä mainittuun ohueen eristekalvoon 24 kontaktiaukot 31, kuten kuviossa 3 on esitetty. Lisäksi, jos halutaan sulku-30 tyyppisiä MOSFET-transistoreja, piristys säädetään siten, että lähde-kanava-nielu-konfiguraatio on n-kanava ja p- + + + + kanavatransistoreilla n -n-n ja vastaavasti p -p-p · Käytettyjä hilametallikalvoja 25 ovat mm monikiteinen pii, piin ja useiden metallien silisidit, alumiini ym 35 metallit.Then, according to Fig. 2e, a high-purity oxide or other insulating film 25 24 and a conductive film 25 are grown on the surface of the silicon, which later acts as a lattice. If the film 25 is also to be used as a conductor in the S / D regions, the contact openings 31 must be etched into said thin insulating film 24 before it is grown, as shown in Fig. 3. In addition, if block-30 type MOSFETs are desired, the excitation is adjusted so that the source-channel-drain configuration is n-channel and for p- + + + + channel transistors n -nn and p -pp, respectively · The gate metal films 25 used are e.g. polycrystalline silicon, silicides of silicon and several metals, aluminum and other 35 metals.

69375 Tämän jälkeen (kuv. 2f) johtava kalvo 25 maska-taan, niin että se jää vain halutuille alueille hilaksi, haudatuiksi kontakteiksi ja johtimiksi. Maskauksen jälkeen voidaan suorittaa ioni-istutukset, joilla transis-5 toreista tulee ns itsekohdistuvia, mutta se ei ole välttämätöntä. Tämän jälkeen piirielementit prosessoidaan tunnetulla tavalla, päällystetään suojakerroksilla, esim. CVD-oksidilla 26, johon maskataan kontaktiaukot, minkä jälkeen kasvatetaan yksi tai useampia johdinkalvoja, muo-10 dostetaan kontaktit 27, 28, 29 ja passivoidaan suojakalvolla 30. Kuvio 2f esittää esimerkin lopullista CMOS-invertteripiiristä, jossa p-kanavatransistorin lähde-ja n-kanavatransistorin nielualueet on yhdistetty piikal-volla 20 ja yhdistetty yhteiseen kontaktielimeen 28. On 15 huomattava, että esim. hilojen välinen kytkentä ei näy kuvion 2f kuvatasossa. Kuvio 4 esittää CMOS-invertterin vastaavaa piirikaaviota. Kuvion 2f ja 4 napojen vastaavuudet ovat 25=IN, 27=Vgg, 28=OUT, 29=VDQ.69375 Thereafter (Fig. 2f) the conductive film 25 is masked so that it remains only in the desired areas as a lattice, buried contacts and conductors. After masking, ion implants can be performed, in which transis-5 markets become so-called self-aligning, but this is not necessary. The circuit elements are then processed in a known manner, coated with protective layers, e.g. CVD oxide 26, in which the contact openings are masked, after which one or more conductor films are grown, contacts 27, 28, 29 are formed and passivated with a protective film 30. Figure 2f shows an example final CMOS of an inverter circuit in which the source regions of the p-channel transistor and the drain regions of the n-channel transistor are connected by a prong 20 and connected to a common contact member 28. It should be noted that e.g. the connection between the gates is not shown in Fig. 2f. Figure 4 shows a corresponding circuit diagram of a CMOS inverter. The correspondences between the poles of Figure 2f and 4 are 25 = IN, 27 = Vgg, 28 = OUT, 29 = VDQ.

Alan ammattimiehelle on selvää, että keksinnön 20 eri sovellutusmuodot eivät rajoitu ainoastaan yllä esitettyyn esimerkkiin, vaan voivat vaihdella jäljempänä esitettävien patenttivaatimusten puitteissa. Niinpä keksinnön mukaista menetelmää voidaan soveltaa kanavan muodostamiseen ja sen ominaisuuksien muokkaamiseen missä 25 tahansa pääasiallisesti monoliittitekniikalla valmistettavassa MOS-tyyppisessä puolijohteessa. Eri valmistusvaiheiden tarkempi toteutustapa ja järjestys voi myös vaihdella. Esim. epitaksiaalisesti kasvatettu polykide-piikerros voidaan kiteyttää laserin sijasta myös liikku-3Q valla, kuumentavalla nauhalla.It will be apparent to those skilled in the art that the various embodiments of the invention are not limited to the above example, but may vary within the scope of the claims set forth below. Thus, the method of the invention can be applied to channel formation and modification of its properties in any MOS-type semiconductor manufactured primarily by the monolithic technique. The more precise manner and order of implementation of the various manufacturing steps may also vary. For example, instead of a laser, an epitaxially grown polycrystalline silicon layer can also be crystallized with a moving 3Q heating tape.

lili

Claims (8)

1. Förfarande för tillverkning av integrerade kret-sar av MOS-typ, i vilket förfarande kretsarna bildas med 5 monolitteknik under i och för sig kända processkeden, kännetecknat därav, att under MOS-transistorns kanalomräde (21) ästadkommes ett isoleringsspär (16) , pä vilket ett tunt polykristallint halvledarskikt (20) bildas sä, att det ätminstone delvis täcker under sig ocksä de 10 tilltänkta emitter- och kollektoromrädena (18, 19), var-efter halvledarskiktet (20) smältes lokalt med lasersträ-le eller annan för ändamälet lämplig uppvärmningsanord-ning och lätes vid isoleringsspäret svalna tili samma mono-kristall som källelektrod- och utloppselektrodomrädena. 151. A method for manufacturing integrated circuits of the MOS type, in which the process circuits are formed by monolithic technology during the process chain known per se, characterized in that an isolation barrier (16) is provided under the channel area (21) of the MOS transistor. on which a thin polycrystalline semiconductor layer (20) is formed such that it at least partially covers also the intended emitter and collector regions (18, 19), after which the semiconductor layer (20) is fused locally with laser beam or other for the purpose. suitable heating device and allowed to cool at the insulation barrier to the same monocrystal as the source electrode and outlet electrode regions. 15 2. Förfarande enligt patentkravet 1, känne tecknat därav, att kanalspäret (16) bildas och fylles med oxid samtidigt som de isoleringsspär (15) som avskiljer kretsens olika element.2. A method according to claim 1, characterized in that the channel latch (16) is formed and filled with oxide at the same time as the isolation latches (15) which separate the various elements of the circuit. 3. Förfarande enligt patentkravet 1 eller 2, där 20 halvledarskiktet (20) bildas medelst ett epitaxialförfa- rande, kännetecknat därav, att skiktets kris-tallisation lätes ske direkt i epireaktorn.A method according to claim 1 or 2, wherein the semiconductor layer (20) is formed by an epitaxial method, characterized in that the crystallization of the layer is allowed to take place directly in the epireactor. 4. Förfarande enligt patentkravet 1, 2 eller 3, kännetecknat därav, att halvledarskiktet (20) 25 dopas för att ensamt bilda kretsens emitter- och kollek-toromräden.4. A method according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the semiconductor layer (20) is doped to form the emitter and collector areas of the circuit alone. 5. Förfarande enligt nägot av patentkraven 1-4, kännetecknat därav, att halvledarskiktet (20) processas sä, ett elektriska anslutningar bildas mellan 30 kretsens olika element.5. A method according to any of claims 1-4, characterized in that the semiconductor layer (20) is processed, so that electrical connections are formed between the various elements of the circuit. 6. Förfarande enligt nägot av patentkraven 1-5, kännetecknat därav, att halvledarskiktet (20) är lokalt ombildat tili kiseloxid.Process according to any one of claims 1-5, characterized in that the semiconductor layer (20) is locally converted to silica.
FI841371A 1984-04-06 1984-04-06 FOER REFRIGERATION FOR INTEGRATING AV INTEGRATED SCREENS AV MOS-TYPE FI69375C (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI841371A FI69375C (en) 1984-04-06 1984-04-06 FOER REFRIGERATION FOR INTEGRATING AV INTEGRATED SCREENS AV MOS-TYPE

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI841371 1984-04-06
FI841371A FI69375C (en) 1984-04-06 1984-04-06 FOER REFRIGERATION FOR INTEGRATING AV INTEGRATED SCREENS AV MOS-TYPE

Publications (4)

Publication Number Publication Date
FI841371A0 FI841371A0 (en) 1984-04-06
FI69375B true FI69375B (en) 1985-09-30
FI841371A FI841371A (en) 1985-10-07
FI69375C FI69375C (en) 1986-01-10

Family

ID=8518871

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI841371A FI69375C (en) 1984-04-06 1984-04-06 FOER REFRIGERATION FOR INTEGRATING AV INTEGRATED SCREENS AV MOS-TYPE

Country Status (1)

Country Link
FI (1) FI69375C (en)

Also Published As

Publication number Publication date
FI841371A0 (en) 1984-04-06
FI841371A (en) 1985-10-07
FI69375C (en) 1986-01-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR970000535B1 (en) Mos field effect transistor and a process for producing the transistor circuit
EP0166003B1 (en) Semiconductor integrated circuit
US6518623B1 (en) Semiconductor device having a buried-channel MOS structure
KR100275500B1 (en) Fabrication method of integrated high voltage power institute
US6320222B1 (en) Structure and method for reducing threshold voltage variations due to dopant fluctuations
US4329186A (en) Simultaneously forming fully implanted DMOS together with enhancement and depletion mode MOSFET devices
US4825278A (en) Radiation hardened semiconductor devices
US3943542A (en) High reliability, low leakage, self-aligned silicon gate FET and method of fabricating same
US5153143A (en) Method of manufacturing CMOS integrated circuit with EEPROM
JPH0352224B2 (en)
US4212683A (en) Method for making narrow channel FET
US3883372A (en) Method of making a planar graded channel MOS transistor
US6166412A (en) SOI device with double gate and method for fabricating the same
US5543338A (en) Method for manufacturing a semiconductor device using a semiconductor-on-insulator substrate
US5525535A (en) Method for making doped well and field regions on semiconductor substrates for field effect transistors using liquid phase deposition of oxides
US4788158A (en) Method of making vertical inverter
US4485390A (en) Narrow channel FET
EP0337823A2 (en) MOS field effect transistor having high breakdown voltage
FI69375B (en) FOER REFRIGERATION FOR INTEGRATING AV INTEGRATED SCREENS AV MOS-TYPE
US5612244A (en) Insulated gate semiconductor device having a cavity under a portion of a gate structure and method of manufacture
KR100319615B1 (en) Isolation method in seconductor device
US5340757A (en) Method of manufacturing a vertical field effect transistor
US10777552B2 (en) Method of simultaneous fabrication of SOI transistors and of transistors on bulk substrate
JPS6211273A (en) Manufacture of mos integrated circuit device
JPS6156607B2 (en)

Legal Events

Date Code Title Description
MM Patent lapsed
MM Patent lapsed

Owner name: IHANTOLA, HEIKKI