RU2141148C1 - Способ изготовления бикмоп прибора - Google Patents

Abstract

Использование: микроэлектроника, а именно технология БиКМОП приборов, у которых на одном кристалле формируются комплиментарные биполярные и полевые транзисторы. Сущность изобретения: в способе изготовления БиКМОП прибора за счет того, что оставляют первый слой поликремния и подзатворный окисел в карманах полевых транзисторов с перекрытием слоем поликремния полевого окисла на величину, равную погрешности при литографии, в кармане первого биполярного транзистора в месте расположения окна под эмиттер с перекрытием поликремнием окна на величину, равную погрешности при литографии, и в кармане второго биполярного транзистора, за исключением места расположения эмиттера. При легировании второго слоя поликремния, кроме того, легируют место расположения базового электрода первого биполярного транзистора. До формирования электродов из третьего слоя поликремния легируют третий слой поликремния вначале примесью второго типа проводимости над областями стоков и истоков n-канального полевого и коллекторного электрода второго биполярного транзисторов, проводят первый отжиг при высокой температуре, затем легируют третий слой поликремния примесью первого типа проводимости над областями стоков и истоков р - канального полевого транзистора, эмиттерного и коллекторного электродов первого биполярного и базового электрода второго биполярного транзисторов, проводят второй отжиг при температуре ниже температуры первого отжига, а затем формируют электроды из третьего слоя поликремния к областям стоков и истоков полевых транзисторов, к области эмиттера и коллектора первого биполярного и к области пассивной базы и коллектора второго биполярного транзисторов, осаждают второй силицидный и второй изолирующий слои. Техническим результатом изобретения является повышение степени интеграции, быстродействия и процента выхода годных БиКМОП прибора за счет совершенствования способа формирования электродов к стоку и истоку полевых транзисторов и электрода эмиттера из третьего слоя поликремния, уменьшающих емкости переходов и величину сопротивления базы, и исключения воздействия плазмы на поверхность кремния в активных областях транзисторов. 10 ил.

Description

Областью применения изобретения является микроэлектроника, а именно БиКМОП приборы, у которых на одном кристалле формируются комплементарные биполярные и полевые транзисторы.

Изобретение относится к способу изготовления этого прибора, а именно к технологии изготовления вертикальных NPN и PNP биполярных транзисторов и комплементарных полевых транзисторов на общей подложке. Наиболее прогрессивным вариантом БиКМОП приборов являются комплементарные БиКМОП приборы, включающие как комплементарные NPN и PNP биполярные транзисторы, так и комплементарные полевые транзисторы на общей под ложке, сочетающие высокую экономичность по мощности потребления при сверхвысоком быстродействии биполярных схем с простотой КМОП ИС.

В настоящее время известны различные способы исполнения комплементарных биполярных и полевых приборов на общей подложке, например /1/, включающий формирование областей скрытого слоя первого и второго типа проводимости на полупроводниковой подложке первого типа проводи мости, осаждение эпитаксиального слоя второго типа проводимости, формирование в эпитаксиальном слое областей карманов первого и второго типа проводимости над областями скрытого слоя одного с ними типа проводимости, изготовление охранных областей под формируемым затем полевым окислом между карманами разного типа проводимости, изготовление полевого окисла на определенных участках поверхности карманов, предназначенных для размещения биполярных транзисторов, изготовление коллекторных областей первого и второго типа проводимости в карманах одного с ними типа проводимости по одну сторону полевого окисла в контакте со скрытыми слоями того же типа проводимости, нанесение на поверхность структуры подзатворного окисла и первого слоя поликремния, формирование базовых областей первого и второго типа проводимости в карманах с противоположным типом проводимости по другую сторону полевого окисла, удаление подзатворного окисла и первого слоя поликремния с областей карманов, предназначенных для размещения биполярных транзисторов, осаждение на поверхность структуры второго слоя поликремния, легирования поликремния примесью второго типа проводимости, осаждение первого силицидного слоя и первого изолирующего слоя, формирование через маску затворов первого и второго транзисторов, базового электрода первого биполярного транзистора, эмиттерного и коллекторного электродов второго биполярного транзистора, имплантацию примесей обоих типов проводимости для легирования областей стоков и истоков полевых транзисторов и биполярных, формирование второго изолирующего слоя на боковых стенках затворов полевых транзисторов, базового электрода первого биполярного транзистора и эмиттерного электрода и коллектора второго биполярного транзистора, осаждение третьего слоя поликремния, формирование в них через маску эмиттерного и коллекторного электродов первого биполярного транзистора и базового электрода второго биполярного транзистора, имплантация примесей для легирования стоковых и истоковых областей полевых транзисторов, областей эмиттера и коллектора первого и пассивной базы второго биполярных транзисторов, нанесение второго силицидного и третьего изолирующего слоя, изготовление в них контактных окон и создание металлических электродов.

Недостатком данного способа является то, что он только частично решает проблему минимизации размеров БиКМОП прибора - повышает степень интеграции и быстродействия комплементарных NPN и PNP транзисторов, за счет использования методов самосовмещения и самоформирования базовых и эмиттерных электродов, но не снижает размеры полевых транзисторов. Используемый в прототипе способ изготовления классической конструкции полевых транзисторов, предусматривающий размещение в областях стоков и истоков контактных окон для создания через них металлических электродов к стоку и истоку, требует введения топологических запасов между контактным окном и полевым окислом с одной стороны и затвором с другой, что увеличивает общие размеры полевых транзисторов.

Большие размеры стока и истока снижают степень интеграции БиКМОП, ведут к росту емкостей и сопротивлений истока и стока, степени поражаемости дефектами.

Наиболее близким к изобретению является техническое решение, в способе изготовления КБиКМОП прибора /2/, включающее формирование скрытых слоев обоих типов проводимости в подложке кремния первого типа проводимости, осаждение эпитаксиального слоя второго типа проводимости, формирование в эпитаксиальном слое областей карманов обоих типов проводимости для полевых и биполярных транзисторов, создание областей глубокого коллектора обоих типов проводимости в контакте со скрытыми слоями того же типа проводимости в местах, предназначенных для биполярных транзисторов, изготовление охранных областей под формируемым затем полевым окислом между карманами разного типа проводимости, формирование подзатворного окисла и первого слоя поликремния, формирование базовых областей первого биполярного транзистора pnp типа и второго биполярного транзистора npn типа, удаление первого слоя поликремния и подзатворного окисла с областей, предназначенных для размещения биполярных транзисторов, осаждение второго слоя поликремния, легирование второго слоя поликремния в местах расположения затворов полевых транзисторов с p и n каналами, эмиттерного и коллекторного электродов первого и второго биполярных транзисторов примесью второго типа проводимости, нанесение первого силицидного слоя, осаждение первого изолирующего слоя, формирование затворов полевых транзисторов, эмиттерных и коллекторных электродов биполярных транзисторов, окисление поликремния затворов полевых и электродов биполярных транзисторов, первое легирование областей стоков и истоков p-канального полевого, коллектора первого и базовой области второго биполярного транзисторов примесями первого типа проводимости, а затем областей стоков и истоков n-канального полевого транзистора, базовой области первого и коллектора второго биполярных транзисторов примесями второго типа проводимости, формирование изолирующего слоя на боковых стенках затворов полевых и электродах биполярных транзисторов, осаждение третьего слоя поликремния, второе легирование третьего слоя поликремния над областями стоков и истоков p-канального полевого транзистора, коллектора первого и пассивной базы второго биполярных транзисторов примесями первого типа проводимости, а затем над областями стоков и истоков n- канального полевого транзистора, пассивной базы первого и коллектора второго биполярных транзисторов примесями второго типа проводимости, формирование электродов из третьего слоя поликремния к областям стоков и истоков полевых транзисторов и к областям пассивной базы и коллектора биполярных транзисторов, проведение термического отжига, осаждение второго силицидного слоя, нанесение второго изолирующего слоя, формирование в изолирующем слое контактов и создание металлических электродов.

На фиг. 1.1.- 1.4. показан процесс изготовления БиКМОП прибора, изготавливаемого по способу прототипа /2/.

На фиг. 1.1. представлен разрез структуры после формирования на подложке первого типа проводимости 1 областей скрытого слоя первого 2 и второго 3 типа проводимости, осаждения эпитаксиального слоя 4, формирования в эпитаксиальном слое областей карманов первого 5 и второго 6 типа проводимости над областями скрытого слоя одного с ними типа проводимости, изготовление коллекторных областей первого 10 и второго 11 типа проводимости в карманах одного с ними типа проводимости в контакте со скрытыми слоями того же типа проводимости, изготовления охранных областей первого 7 и второго типа проводимости 8 под формируемым затем полевым окислом 9 между карманами разного типа проводимости, нанесения на поверхность структуры подзатворного окисла 12 и первого слоя поликремния 13, формирования базовых областей первого 14 и второго 15 типа проводимости в карманах с противоположным типом проводимости.

На фиг. 1.2. представлен разрез структуры после удаления подзатворного окисла и первого слоя поликремния с областей карманов, предназначенных для размещения биполярных транзисторов, осаждения на поверхность структуры второго слоя поликремния 16, легирования его примесью второго типа проводимости, осаждения первого металлического силицидного слоя 17 и первого изолирующего слоя 18, формирования через маску затворов полевых и эмиттерных электродов биполярных транзисторов.

На фиг. 1.3. представлен разрез структуры после окисления затворов полевых и электродов биполярных транзисторов, первого легирования областей стоков и истоков p - канального полевого, коллектора первого и базовой области второго биполярных транзисторов примесями первого типа проводимости (19), а затем областей стоков и истоков n-канального полевого транзистора, базовой области первого и коллектора второго биполярных транзисторов примесями второго типа проводимости (20), формирование изолирующего слоя 21 на боковых стенках затворов полевых транзисторов, эмиттерных и коллекторных электродов биполярных транзисторов.

На фиг. 1.4. представлен разрез структуры после осаждения третьего слоя поликремния, формирования из него электродов к областям стоков 23 и истоков 22 полевых и базовых электродов 24 и коллекторных электродов 25 биполярных транзисторов, второго легирования областей стоков истоков полевых и базовых и коллекторных электродов биполярных транзисторов примесью первого 27 и второго 26 типа проводимости, заключительного отжига структуры, осаждения второго металлического силицидного слоя 28 и второго изолирующего 29 слоев, формирования в изолирующем слое контактных окон 31 и металлических электродов 30.

Недостатками способа изготовления БиКМОН прибора в прототипе являются:
- подтравливание кремния в областях стоков и истоков вблизи затворов полевых транзисторов, увеличивающее глубину залегания областей стоков и истоков в процессе формирования к ним электродов из третьего слоя поликремния,
- травление углубления в кремнии в базовых областях биполярных транзисторов в процессе формирования электрода эмиттера.

Первый недостаток обусловлен штатным рассовмещением маски фоторезиста при формировании электродов из третьего слоя поликремния к областям стоков и истоков. Границы окна маски, формирующей электроды к стоку и истоку, для достижения минимальных размеров областей приближены к затвору, и находятся над тонким слоем диэлектрика (на боковых стенках поликремниевого затвора) и при штатном рассовмещении смещаются в сторону стока (или истока) на величину рассовмещения, равную, для современных установок совмещения, 0.1 мкм. При толщине третьего слоя поликремния больше величины рассовмещения, граница маски будет проходить над слоем поликремния на боковых стенках затворов. При этом для гарантии полного стравливания поликремния до поверхности полевого диэлектрика вокруг затвора (для исключения перемычек сток-исток из недотравленного поликремния), поликремний стравливается до полевого диэлектрика и, одновременно до кремния в области стоков и истоков, с некоторым "перетравом". Это обстоятельство приводит к двум последствиям:
- стравливается торцевая часть третьего поликремния, прилегающая к спейсеру затвора (при этом электрод к стоку и истоку "отодвигается" от затвора), и при легировании стока и истока примесями (через поликремниевый электрод) будет легироваться участок кремния в непосредственной близости к затвору, при этом глубина легирования (непосредственно в кремний) около затвора будет больше, чем при легировании (через поликремний) в остальной части стоков и истоков, что увеличивает глубину стока и истока, а следовательно и емкости, определяющие быстродействие полевых транзисторов,
- происходит воздействие плазмы на монокристалл, создающий нарушения поверхности и снижающие % выхода годных.

Второй недостаток обусловлен различной толщиной затвора (состоящего из 2 слоев поликремния, первого и второго) и электрода эмиттера (со стоящего из второго слоя поликремния). Это приводит при формировании (плазмохимическим травлением) в одном процессе "толстых" затворов и "тонких" электродов эмиттера дополнительного травления кремния в области базы на толщину первого слоя поликремния вокруг электрода эмиттера, с образованием углубления с вертикальными стенками вокруг эмиттера. В результате область пассивной базы заглубляется, относительно области активной базы и эмиттера, и при "мелких" глубинах областей произойдет "отрыв" пассивной базы от активной, находящихся на разных уровнях. Для сохранения целостности базы необходимо легировать вертикальные стенки примесью базы, что увеличивает емкость базы и величину базового сопротивления, определяющих быстродействие транзистора и в целом ИС. Кроме того происходит воздействие плазмы на монокристалл, создающее возможные нарушения поверхности, снижающее % выхода годных.

Задачей, на решение которой направленно данное изобретение, является достижение технического результата, заключающегося в повышении степени интеграции, быстродействия и % выхода годных БиКМОП прибора за счет совершенствования способа формирования электродов к стоку и истоку полевых транзисторов и электрода эмиттера из третьего слоя поликремния, уменьшающих емкости переходов и величину сопротивления базы, и исключения воздействия плазмы на поверхность кремния в активных областях транзисторов.

Для достижения названного технического результата в способе изготовления БиКМОП прибора, включающем формирование скрытых слоев обоих типов проводимости в подложке кремния первого типа проводимости, осаждение эпитаксиального слоя второго типа проводимости, формирование в эпитаксиальном слое областей карманов обоих типов проводимости для полевых и биполярных транзисторов, создание областей глубокого коллектора обоих типов проводимости в контакте со скрытыми слоями того же типа проводимости в местах, предназначенных для биполярных транзисторов, изготовление охранных областей под формируемым затем полевым окислом между карманами разного типа проводимости, формирование подзатворного окисла и первого слоя поликремния, формирование базовых областей первого биполярного транзистора pnp типа и второго биполярного транзистора npn типа, удаление первого слоя поликремния и подзатворного окисла с областей карманов, предназначенных для размещения биполярных транзисторов, осаждение второго слоя поликремния, легирование второго слоя поликремния в местах расположения затворов полевых транзисторов с p и n каналами, эмиттерного и коллекторного электродов второго биполярного транзистора примесью второго типа проводимости, осаждение первого металлического силицидного и первого изолирующего слоев, формирование затворов полевых транзисторов, эмиттерного и коллекторного электродов второго биполярного транзистора, окисление поликремния затворов полевых и электродов биполярных транзисторов, первое легирование областей стоков и истоков p- канального полевого, коллектора первого и базовой области второго биполярного транзисторов примесями первого типа проводимости, а затем областей стоков и истоков n-канального полевого транзистора, базовой области первого и коллектора второго биполярных транзисторов примесями второго типа проводимости, формирование изолирующего слоя на боковых стенках затворов полевых и электродах биполярных транзисторов, осаждение третьего слоя поликремния, формирование электродов из третьего слоя поликремния к областям стоков и истоков полевых транзисторов, к области коллектора первого биполярного и к области пассивной базы и коллектора второго биполярного транзисторов, второе легирование третьего слоя поликремния над областями стоков и истоков p-канального полевого транзистора, коллектора первого и пассивной базы второго биполярных транзисторов примесями первого типа проводимости, а затем над областями стоков и истоков n-канального полевого транзистора и коллектора второго биполярного транзистора примесями второго типа проводимости, проведение термического отжига, нанесение второго металлического силицидного и второго изолирующего слоев, при удалении первого слоя поликремния и подзатворного окисла оставляют первый слой поликремния и подзатворный окисел в карманах полевых транзисторов с перекрытием слоем поликремния полевого окисла на величину, равную погрешности при литографии, в кармане первого биполярного транзистора в месте расположения окна под эмиттер с перекрытием поликремнием окна на величину, равную погрешности при литографии, и в кармане второго биполярного транзистора, за исключением места расположения эмиттера, при легировании второго слоя поликремния кроме того легируют место расположения базового электрода первого биполярного транзистора, до формирования электродов из третьего слоя поликремния легируют третий слой поликремния вначале примесью второго типа проводимости над областями стоков и истоков n- канального полевого и коллекторного электрода второго биполярного транзисторов, проводят первый отжиг при высокой температуре, затем легируют третий слой поликремния примесью первого типа проводимости над областями стоков и истоков p-канального полевого транзистора, эмиттерного и коллекторного электродов первого биполярного и базового электрода второго биполярного транзисторов, проводят второй отжиг при температуре ниже температуры первого отжига, а затем формируют электроды из третьего слоя поликремния к областям стоков и истоков полевых транзисторов, к области эмиттера и коллектора первого биполярного и к области пассивной базы и коллектора второго биполярного транзисторов, осаждают второй металлический силицидный и второй изолирующий слои.

Таким образом, отличительными признаками предлагаемого изобретения является то, что при удалении первого слоя поликремния и подзатворного окисла оставляют первый слой поликремния и подзатворный окисел в карманах полевых транзисторов с перекрытием слоем поликремния полевого окисла на величину, равную погрешности при литографии, в кармане первого биполярного транзистора в месте расположения окна под эмиттер с перекрытием поликремнием окна на величину, равную погрешности при литографии, и в кармане второго биполярного транзистора, за исключением места расположения эмиттера, при легировании второго слоя поликремния, кроме того, легируют место расположения базового электрода первого биполярного транзистора, до формирования электродов из третьего слоя поликремния легируют третий слой поликремния вначале примесью второго типа проводимости над областями стоков и истоков n-канального полевого и коллекторного электрода второго биполярного транзисторов, проводят первый отжиг при высокой температуре, затем легируют третий слой поликремния примесью первого типа проводимости над областями стоков и истоков p-канального полевого транзистора, эмиттерного и коллекторного электродов первого биполярного и базового электрода второго биполярного транзисторов, проводят второй отжиг при температуре ниже температуры первого отжига, а затем формируют электроды из третьего слоя поликремния к областям стоков и истоков полевых транзисторов, к области эмиттера и коллектора первого биполярного и к области пассивной базы и коллектора второго биполярного транзисторов, осаждают второй металлический силицидный и второй изолирующий слои.

Проведенные патентные исследования показали, что совокупность признаков предлагаемого изобретения является новой, что доказывает новизну заявляемого прибора. Кроме того патентные исследования показали, что в литературе отсутствуют данные, показывающие влияние отличительных признаков заявляемого изобретения на достижение технического результата, что подтверждает изобретательский уровень предлагаемой конструкции прибора. Данная совокупность отличительных признаков позволяет решить поставленную задачу.

Такая совокупность отличительных признаков позволяет устранить недостатки способа изготовления БиКМОП прибора /2/ и обеспечивает повышение степени интеграции и быстродействия прибора.

Указанное выполнение предлагаемого способа, предусматривающее сохранение первого слоя поликремния в области карманов полевых транзисторов, с удалением его с поверхности полевого окисла, приводит к тому, что в момент завершения травления электродов из третьего слоя поликремния вокруг затворов, имеющих высоту, определяемую только вторым слоем поликремния (на полевом окисле), в области стоков и истоков травление не достигает поверхности кремния, так как высота затвора выше (чем на полевом окисле) на толщину слоя первого поликремния.

Даже выполняемый "дополнительный перетрав", для полной гарантии удаления недотравленного третьего слоя поликремния с полевого окисла, создающего "закоротки", может производиться на величину меньшую толщины первого слоя поликремния, не приводящую к достижению поверхности кремния.

Имплантация с целью введения примеси в области стоков и истоков полевых транзисторов производится в поликремний электродов, с последующей "мелкой" диффузией примеси в кремний, что обеспечивает меньшую глубину областей стоков и истоков, а значит и их емкостей.

Аналогичный эффект достигается в областях изготовления биполярных транзисторов.

При формировании электрода эмиттера из поликремния в npn транзисторе травление поликремния производится до подзатворного окисла без образования углубления в кремнии в области базы и без воздействия плазмы на поверхность кремния. В результате не происходит негативных явлений увеличения емкости и сопротивления базы, и отсутствует негативный эффект воздействия плазмы на поверхность кремния.

На фиг. 2.1. представлен разрез структуры после формирования на подложке первого типа проводимости 1, областей скрытого слоя первого 2 и второго 3 типа проводимости, осаждения эпитаксиального слоя 4, формирования в эпитаксиальном слое областей карманов первого 5 и второго 6 типа проводимости над областями скрытого слоя одного с ними типа проводимости, изготовления коллекторных областей первого 10 и второго 11 типа проводимости в карманах одного с ними типа проводимости в контакте со скрытыми слоями того же типа проводимости, изготовления охранных областей 7 и 8 под формируемым затем полевым окислом 9 между карманами разного типа проводимости, нанесения на поверхность структуры подзатворного окисла 12 и первого слоя поликремния 13, формирования базовых областей первого 14 и второго 15 типа проводимости в карманах с противоположным типом проводимости.

На фиг. 2.2. представлен разрез структуры после удаления первого слоя поликремния 13 и подзатворного окисла 12 с поверхности пластины с сохранением их в карманах полевых транзисторов с перекрытием слоем поликремния полевого окисла на величину, равную погрешности при литографии, в кармане первого биполярного транзистора в месте расположения окна под эмиттер с перекрытием поликремнием окна на величину, равную погрешности при литографии, и в кармане второго биполярного транзистора, за исключением места расположения эмиттера.

На фиг. 2.3. представлен разрез структуры после осаждения второго слоя поликремния 16, легирования второго слоя поликремния в местах расположения затворов полевых транзисторов с p и n каналом, базового электрода первого биполярного транзистора и эмиттерного и коллекторного электродов второго биполярного транзистора примесью второго типа проводимости, осаждения первого металлического силицидного 17 и изолирующего 18 слоев, формирование затворов полевых транзисторов, базового первого и эмиттерного и коллекторного электродов второго биполярных транзисторов.

На фиг.2.4. представлен разрез структуры после окисления поликремния затворов полевых и электродов первого и второго биполярного транзисторов, первого легирования областей стоков и истоков p- канального полевого, коллектора первого и базовой области второго биполярного транзисторов примесями первого типа проводимости 19, а затем областей стоков и истоков n-канального полевого транзистора, базовой области первого и коллектора второго биполярных транзисторов примесями второго типа проводимости 20, формирование изолирующего слоя 21 на боковых стенках затворов полевых и электродах второго биполярного транзисторов.

На фиг. 2.5. представлен разрез структуры после осаждения третьего слоя поликремния 32, легирования третьего слоя поликремния вначале примесью второго типа проводимости 28 над областями стоков и истоков n-канального полевого и коллекторного электрода второго биполярного транзисторов, проведения первого отжига при высокой температуре.

На фиг. 2.6. представлен разрез структуры после легирования третьего слоя поликремния примесью первого типа проводимости 27 над областями стоков и истоков p-канального полевого транзистора, эмиттерного и коллекторного электродов первого биполярного и базового электрода второго биполярного транзисторов, проведения второго отжига при температуре ниже температуры первого отжига, формирования электродов из третьего слоя поликремния к областям стоков 23 и истоков 22 полевых транзисторов, к области эмиттера 33 и коллектора 25 первого биполярного и к области пассивной базы 24 и коллектора 25 второго биполярного транзисторов, осаждения второго металлического силицидного 28 и второго изолирующего слоев 29, вскрытия контактных окон 31 во втором изолирующем слое и формирование металлических электродов 30.

Пример. В монокристаллической подложке p-типа проводимости омностью 10 Ом•см формируют скрытый слой диффузией сурьмы из твердого источника Sb₂O₅ в атмосфере азота при 1200^oC с поверхностным сопротивлением 35 Ом/кв, формируют p+ скрытый слой с поверхностным сопротивлением 200 Ом/кв имплантацией бора с дозой 40 мккул/см² c последующей разгонкой при температуре 1100^oC. Наращивают эпитаксиальный слой n-типа проводимости толщиной 1,75 мкм и омностью 0,3 Ом•см, создают в эпитаксиальном слое карманы p типа проводимости имплантацией бора с дозой 1 мккул/см² и карманы n-типа проводимости имплантацией фосфора с дозой 1 мккул/см², формируют в карманах биполярных транзисторов глубокие коллекторы имплантацией бора и фосфора с дозой соответственно 150 мккул/см² и отжигом в азоте при температуре 1050^oC, создают в карманах охранные области p+ и n+ -типа проводимости имплантацией бора и фосфора с дозами 20 и 0,7 мккул/см² формируют полевой окисел 0,6 мкм окислением при повышенном давлении 10 атм при температуре 1000^oC в парах воды, формируют подзатворный окисел толщиной 300 А термическим окислением в парах воды при 850^oC, осаждают первый слой поликремния толщиной 0,15 мкм пиролизом моносилана при температуре 640^oC, удаляют первый слой поликремния ПХТ травлением, формируют базовые области n-типа проводимости имплантацией мышьяка с дозой 9 мккул/см² с последующей разгонкой при температуре 1000^oC 60 мин глубиной 0,3 мкм, формируют базовые области p-типа проводимости имплантацией BF₂ с дозой 6 мккул/см² удаляют подзатворный окисел травлением в растворе плавиковой кислоты (1;50), осаждают второй слой поликремния толщиной 0,2 мкм при температуре 640^oC разложением моносилана, легируют во втором слое поликремния через маску фоторезиста места расположения затворов полевых транзисторов, базы pnp и эмиттера и коллектора npn транзисторов примесью мышьяка с дозой 600 мкмул/см² осаждают первый металлический силицидный и первый диэлектрический слои, травят через маску фоторезиста затворы и электроды из поликремния, окисляют торцевую часть затворов и электродов из поликремния, легируют области стоков и истоков полевого транзистора с каналом p-типа, коллекторные области pnp биполярного транзистора и базовые области npn биполярного транзистора имплантацией примесей бора с дозой 3 мккул/см² а затем области стоков и истоков полевого транзистора с каналом n-типа, коллекторные области npn биполярного транзистора и базовые области pnp биполярного транзистора имплантацией примесей фосфора с дозой 3 мккул/cv² формируют диэлектрик (спейсер) на боковых стенках затворов и электродов осаждением слоя нитрида кремния толщиной 0,2 мкм с удалением его с горизонтальных участков RIT травлением, осаждают третий слой поликремния 0,2 мкм, поочередно под защитой фоторезиста легируют области стока и истока полевого транзистора с n-каналом и коллектора второго биполярного транзистора примесью мышьяка с дозой 600 мккул/см², отжигают структуру при 950^oC, легируют области истока и стока полевого транзистора с p-каналом и области эмиттера и коллектора первого биполярного транзистора и базы второго биполярного транзистора примесью бора с дозой 600 мккул/см² после чего отжигают структуру при температуре 850^oC, формируют электроды из третьего слоя поликремния травлением через маску фоторезиста к областям стока и истока полевых транзисторов, эмиттерным, базовым и коллекторным областям биполярных транзисторов, селективно создают на поверхности поликремниевых электродов газофазным осаждением пленку вольфрама толщиной 0,1 мкм, осаждают слой диэлектрика толщиной 0,5 мкм, вскрывают в нем контактные окна и формируют металлические электроды из алюминия.

Пример, описанный выше, является частным случаем, в котором используется предлагаемый способ. Предлагаемый способ может использоваться для создания только КМОП или только биполярных структур, а также БиКМОП приборов с любым набором полевых или биполярных транзисторов, не выходя за пределы патентных притязаний.

Литература:
1. (DE) N 4139490A1 H 01 L 27/06
2. Патент РФ, выданный по заявке на изобретение N 96-106062/25 приоритет от 30.04.96 г. Решение о выдаче от 08.04.97 г.

Claims (1)

1. Способ изготовления БиКМОП прибора, включающий формирование скрытых слоев обоих типов проводимости в подложке кремния первого типа проводимости, осаждение эпитаксиального слоя второго типа проводимости, формирование в эпитаксиальном слое областей карманов обоих типов проводимости для полевых и биполярных транзисторов, создание областей глубокого коллектора обоих типов проводимости в контакте со скрытыми слоями того же типа проводимости в местах, предназначенных для биполярных транзисторов, изготовление охранных областей под формируемым затем полевым окислом между карманами разного типа проводимости, формирование подзатворного окисла и первого слоя поликремния, формирование базовых областей первого биполярного транзистора pnp типа и второго биполярного транзистора npn типа, удаление первого слоя поликремния и подзатворного окисла с областей карманов, предназначенных для размещения биполярных транзисторов, осаждение второго слоя поликремния, легирование второго слоя поликремния в местах расположения затворов полевых транзисторов с p и n каналом, эмиттерного и коллекторного электродов второго биполярного транзистора примесью второго типа проводимости, осаждение первого изолирующего слоя, формирование затворов полевых транзисторов, эмиттерного и коллекторного электродов второго биполярного транзистора, окисление поликремния затворов полевых и электродов второго биполярного транзисторов, первое легирование областей стоков и истоков p-канального полевого, коллектора первого и базовой области второго биполярного транзисторов примесями первого типа проводимости, а затем областей стоков и истоков n-канального полевого транзистора, базовой области первого и коллектора второго биполярных транзисторов примесями второго типа проводимости, формирование изолирующего слоя на боковых стенках затворов полевых и электродах второго биполярного транзисторов, осаждение третьего слоя поликремния, второе легирование третьего слоя поликремния над областями стоков и истоков p-канального полевого транзистора, эмиттера и коллектора первого и пассивной базы второго биполярных транзисторов примесями первого типа проводимости, а затем над областями стоков и истоков n-канального полевого транзистора и коллектора второго биполярного транзистора примесями второго типа проводимости, проведение термического отжига, нанесение второго изолирующего слоя, формирование электродов из третьего слоя поликремния к областям стоков и истоков полевых транзисторов, к области коллектора первого биполярного и к области пассивной базы и коллектора второго биполярного транзисторов, отличающийся тем, что оставляют первый слой поликремния и подзатворный окисел в карманах полевых транзисторов с перекрытием слоем поликремния полевого окисла на величину, равную погрешности при литографии, в кармане первого биполярного транзистора в месте расположения окна под эмиттер с перекрытием поликремнием окна на величину, равную погрешности при литографии, и в кармане второго биполярного транзистора, за исключением места расположения эмиттера, при легировании второго слоя поликремния, кроме того, легируют место расположения базового электрода первого биполярного транзистора, до формирования электродов из третьего слоя поликремния легируют третий слой поликремния вначале примесью второго типа проводимости над областями стоков и истоков n-канального полевого и коллекторного электрода второго биполярного транзисторов, проводят первый отжиг при высокой температуре, затем легируют третий слой поликремния примесью первого типа проводимости над областями стоков и истоков p-канального полевого транзистора, эмиттерного и коллекторного электродов первого биполярного и базового электрода второго биполярного транзисторов, проводят второй отжиг при температуре ниже температуры первого отжига, а затем формируют электроды из третьего слоя поликремния к областям стоков и истоков полевых транзисторов, к области эмиттера и коллектора первого биполярного и к области пассивной базы и коллектора второго биполярного транзисторов, осаждают второй силицидный и второй изолирующий слои.

Images