Фиг.1 110 Изобретение относитс к технологии изготовлени полевого транзистора с обеднением и интегральных схем Оно может быть использовано при изготовлении узкоканальных МДП-транзис торов с обеднением дл передачи высокого уровн напр жени при малой потребл емой ими мощности и меньшей величине порогового напр жени . Известен способ изготовлени поле вого транзистора, в котором за счет использовани дополнительной фотолитографической операции диффузионный (антипаразитный) слой первого типа проводимости удален от кра отверсти в диэлектрическом слое и диффузионного сло второго типа проводимости (встроенного канала). Использо вание этого способа позвол ет исклю чить вли ние диффузионного сло перв го типа проводимости на проводимость диффузионного сло второго типа проводимости (коэффициент вли ни под-ложки на пороговое напр жение и на величину порогового напр жени ). Недостатком этого способа вл етс низка воспроизводимость ш 1рины калала из-за уходов размеров отверсти в диэлектрическом слое при его травлении. Зар д на границе раздела диэлектрических слоев разной толщины вли ет на проводимость диффузионного сло второго типа проводимости. Боль ша площадь, занимаема диффузионным слоем первого типа проводимостид сни жает степень интеграции полупроводни ковых схем. Наличие крутой высокой ступеньки в отверстии диэлектрическо го сло приводит к разрывам токоведу щих шин. Наличие положительного зар да на границе диэлектрического сло с полу проводниковой подложкой р-типа проводимости может привести к инверсии приповерхностного сло полупроводниковой подложки, к шунтированию им полевого транзистора Наиболее близким техническим реше нием вл етс способ изготовлени по левых транзисторовэ включающий нанесение на поверхность полупроводниковой подложки первого типа проводимое ти первого и второго диэлектрических слоев из двуокиси и нитрида кремни и первого сло фоторезиста, формирование в них. отверстий, легировэ.ние через отверсти примесью первого типа проводимости, приповерхностного 72 сло полупроводниковой подложки, удаление первого сло фоторезиста, нанесение третьего диэлектрического сло из двуокиси кремни на поверхность полупроводниковой подложки в отверсти в первом и втором диэлектрических сло х, удаление первого и второго диэлектрических слоев, первое легирование примесью второго типа проводшу-ости приповерхностного сло полупроводниковой подложки через отверсти в третьем диэлектрическом слое, нанесение четвертого диэлектрического сло из двуокиси кремни на поверхность полупроводниковой подложки , нанесение сло из поликристаллического кремни на поверхности третьего к четвертого диэлектрических слоев и формирование из него поликремниевой шины, второе легирование примесью второго типа провод1-5мости приповерхностного сло полупроводниковой подложки с частичньм перекрытием краев поликремниевой шиньи Диффузионный слой первого типа проводимости вл етс антипаразитньЕМ, третий диЭоТектрический слой - полевым окис.том, четвертьй диэлектрический слой -- подзатворным г иэлектриком, поликремниева шина - его затвором, диффузионный слой второго типа проводи юсти --- встроенньв каналомj диффузионные слои второго типа проводимости . -- ст-оком и истоком МДП-транзистора с обе,дненнем, Недостатком способа изготовлени полевого трамзистора в.ч етс низка надежность его работь; из-за вли ни диффузионного сло , зар да на границе днэлек- :-рических слоев, невоспроиз-водимости размеров о1Еерс1и в третьем диэлектрическом слое, изменени толщины диэлектрического сло на границе ,, при1 ыкаюп),ей к диэлектрическому слою,, на параметры проводимости встроенного канала., особенно при передаче через неге высоких напр жений,, Это прнводи-г к увеличению мош,ности , потребл емой по.ггевьп -: транзистором , к увелггчению его температуры за счет про--гекани тока стока через -участки встроенного капала, примыкающие ; диффуз1-Юиному cj-юю первого типа прово,ц1Шосги при низког- напр жении мел-еду затвором, истоком н под,пожкой. При пере,цаче высоког-о иапр жент изза огранич-ени paciipocTpaHeiiHH области л-ространс-гвенного :-;,зр ;-. . иа боль3 10 Шое рассто ние через эти участки канала ток стока не протекает. Т.е. эти участки не участвуют в передаче высокого напр жени , а только потреб л ют мощность. Целью изобретени вл етс увеличение надежности работы полевого транзистора. Цель достигаетс тем, что в спосо бе изготовлени полевых транзисторов включающем нанесение на поверхность полупроводниковой подложки первого типа проводимости первого и второго диэлектрических слоев из двуокиси и нитрида кремни и первого сло фоторезиста , формирование в них отверстий , легирование через отверсти при месью первого типа проводимости приповерхностного сло полупроводниковой подложки, удаление первого сло фото резиста, нанесение третьего диэлектрического сло из двуокиси кремни на поверхность полупроводниковой под ложки в отверсти в первом и втором диэлектрических сло х, удаление первого и второго диэлектрических слоев первое легирование примесью второго типа проводимости приповерхностного сло полупроводниковой подложки через отверсти в третьем диэлектричес ком слое, нанесение четвертого диэлектрического сло из двуокиси крем ни на поверхность полупроводниковой подложки, нанесение сло из поликрис таллического кремни на поверхности третьего и четвертого диэлектрических слцев и формирование из него поликремниевой шины, второе легирование примесью второго типа проводимости приповерхностного сло полупро водниковой подложки с частичным пере крытием краев поликремниевой шины, перед первым легированием примесью второго типа проводимости на поверхность полупроводниковой подложки и третьего диэлектрического сло нанос т второй слой фоторезиста с отверс ти ми над поверхностью полупроводниковой подложки, а после проведени легировани через эти отверсти слой фоторезиста удал ют. На фиг. 1 показана полупроводнико ва подложка первого типа проводимос ти после нанесени на ее поверхность первого диэлектрического сло из дву окиси кремни , второго диэлектрического сло на нитриде кремни , первого сло фоторезиста, формировани в 7 этих сло х отверстии и легировани через них примесью первого типа проводимости дл образовани диффузионного сло в приповерхностном слое полупроводниковой подложки; на фиг.2 третий диэлектрический слой, нанесенньй на поверхность полупроводниковой подложки после удалени первого сло фоторезиста в отверсти х в первом и втором диэлектрических сло х, после удалени первого и второго диэлектрических слоев; на фиг. 3 - дополнительное нанесение второго сло фоторезиста и формирование в нем отверсти над поверхностью полупроводниковой подложки после легировани примесью второго типа проводимости дл формировани диффузионного сло ; на фиг. 4 - то же сечзние после нанейени сло диэлектрика и поликристаллического кремни ; на фиг. 5 - продольное сечение полевого транзистора после дополнительного легировани примесью второго типа проводимости приповерхностного сло полупроводниковой подложки дл формировани диффузионного сло с частичным перекрытием краев поликремниевой шины. Прин тые обозначени : полупроводникова подложка первого типа провот димости 1, двуокись кремни 2, нитрид кремни 3, слой фоторезиста 4, диффузионный слой 5, третий диэлектрический слой 6, второй слой фоторезиста 7, диффузионный слой 8, диэлектрический слой 9, слой поликристаплического кремни 10, диффузионные слои 11, 12. Способ изготовлени полевого транзистора заключаетс в следующем. На поверхность полупроводниковой подложки 1 первого типа проводимости (фиг. 1) нанос т первый диэлектрический слой 2 из двуокиси кремни , второй диэлектрический слой 3 из нитрида кремни и первый слой фоторезиста 4. В этих сло х формируют отверсти , провод т легирование примесью первого типа проводимости дл образовани диффузионного сло 5 в .приповерхностном слое полупроводниковой подложки 1. После чего первый слой фоторезиста 4 удал ют. На поверхности полупроводниковой подложки 1 выращивают третий диэлектрический слой 6 из двуокиси кремни . Поскольку нитрид кремни вл етс маской, предотвращающей окисление по10 BepJtHOCTH полупроводниковой подложки окисел 6 (фиг, 2) выращиваетс только в отверсти х. После чего удал ют первый и второй диэлектрические слои На поверхность полупроводниковой подложки 1 и третьего диэлектрическог сло 6 нанос т второй слой фоторезис та 7 и формируют в нем отверсти над поверхностью полупроводниковой под ложки (фиг. 3), после легировани примесью второго типа проводимости дл формировани диффузионного сло 8 второй слой фоторезиста 7 удал ют, На поверхности полупроводн иковой подложки 1 выращивают четвертый ди , электрический слой 9 из двуокиси кремни , на поверхности третьего и четвертого диэлектрических слоев 6 9 нанос т слой поликристаллического кремни 10 (фиг, 4). После формирова ни поликремниевой шины 10 легируют примесью второго типа проводимости дл образовани диффузионных слоев 1 15 12 с частичным перекрытием поликремниевой шины 10 (фиг 5)-, . Пример изготовлени полевого тран зистора. Полевой транзистор может быть изготовлен на кремниевой полупроводниковой подложке типа КДБ 20 ориентации (100), Первый диэлектрический слой из двуокиси кремни выращива от толщиной 500 А при температуре 1100°С в атмос фере сухого кислорода в течение 50 ми на установке типа АДС-6, Второй диэлектрический нитрида кремни толЕциною 1350 А выращивают в нодернизированном реакторе пониженного давлений типа СДО-125/3-12 при темпе ратуре 900°С в течение 20 мин при взаимодействии аммиака с тетрахлоридом кремни при соотношении реагентов 50:1, Слой фоторезиста типа 383 ФП толщиною 1 мкм нанос т на поверхность д электрического сло из нитрида кремни , формируют отверстие в слое фото резиста и диэлектрических сло х. Пос ле чего легируют приповерхностный сл полупроводниковой подложки бором путем его имплантации с энергией ЮОкэ и дозой 5 мкК/см на установке типа Везувий дл образовани диффузионного сло первого типа проводимости с концентрацией примеси примерно (2-6) .10 см-з . 6 После удалени сло фоторезиста провод т локальное окисление полупроводниковой подложки при температуре в парах воды в течение 12 ч а установв:е типа АДС-б, Толщина третьего диэлектрического сло составл ет 1S4-158 мкм. После удалени первого и второго диэлектрических слоев нанос т другой слой фоторезиста типа 383 ФП толщиною 1 мкм, формируют в нем отверстие 5 ширина которого (например 3 мкм) определ ет ширину канала ВДП-транзистора с обеднением Отверстие в этом слое фоторезиста размещают на рассто нии 3-4 мкм от краев третьего диэлектрического сло . После легировани приповерхностного сло полупроводниковой подложки мышь ком с энергией 100 кэВ и дозой 0.24 мкК/см- на установке типа Везувий удал ют слой фоторезиста. Нанос т на поверхность полупроводниковой подложки четвертый диэлектрический слой из двуокиси кремни толщиною 800-900 А путем ее окислени при температуре 1100 С в сухом кислороде при наличии 3% НС1 в течение 8 мин на установке /гипа СДО-125/3-15. Слой поликристаллического кремни толщиною 0,5 мкм нанос т на поверхriocTb третьего и четвертого диэлек трических слоев в реакторе пониженного давлени (ЗЮ мм рт.ст,) при температуре 630°С в течение,, 50 мин иутен пиролитического оса}кдени кремни из ыоносилана.Легируют его фосфором из PClj при температуре -В течение 15 мин дл получени по верхностного сопротивлени менее 30 Ом/п о Формируют шину из сло легированного поликристаллического кремни (например шириною 60 мкм); определ ющей длину канала МДП-транзистора с обеднением, Пе:гиру1от приповерхностный слой полупроводниковой подложки ионной имплантацией фосфора с энергией 100кэЕ и дозой 1000 мкКл/см , Отжигают в атмосфере кислорода гфи темпе в течение 20 мин дл огг-й овани диффузионных областей истокад стока второго типа проводк-чос-ги глубиною 2-3 мкм с сопротиБлекием шины менее 20 Таким образом. за счет введени его диэлектрического сло на рассто ние , превьшающее максимальную ширину распространени области пространственного зар да диффузионного сло второго типа проводимости в полупроводниковую подложку, исключено вли ние диффузионного сло первого типа проводимости, зар да на границе раздела третьего и четвертого диэлектрических слоев, неоднородности толщины четвертого диэлектрического сло на пороговое напр жение и коэффициент вли ни подложки на пороговое напр жение , на проводимость встроенного канала. Так как ширина канала определ етс шириной отверсти во втором слое фоторезиста, а не шириной отверсти в третьем диэлектрическом слое и в первом слое фоторезиста, то это позвол ет повысить воспроизводимость ширины канала. Это позвол ет сократить мощность, потребл емую транзистором, использовать транзисто ры с меньшей шириной канала и меньше концентрацией примеси встроенного канала при передаче через транзистор высокого напр жени , что повышает надежность работы полевого транзистора . За базовый объект прин т способ из.готовлени полевых транзисторов с обеднением схемы обрамлени электри10 78 чески программируемого посто нного запоминающего устройства типа 573РФ2, который одновременно вл етс и прототипом. По отношению к базовому объекту и прототипу основным преимуществом вл етс повышение надежности работы полевого транзистора с обеднением за счет уменьшени потребл емой им мощности , разогрева кристалла, увеличени воспроизводимости ширины канала, из-за исключени вли ни диффузионного сло первого типа проводимости, зар да на границе раздела диэлектрических слоев разной толщины, неоднородности толщины подзатворного диэлектрика на пороговое напр жение и коэффициент вли ни подложки на пороговое напр жение. Экспериментально на тестовых структурах показано, что за счет использовани данного способа при удалении встроенного канала на 3-4 мкм пороговое напр жение уменьшаетс на 0,5 8, коэффициент вли ни подложки на пороговое напр жение уменьшаетс с 1,2 В до 0,55 В , что позволило сократить мощность, потребл емую высоковольтными полевыми транзисторами на прлупррводниковой подложке КДБ 20, в 2,4 раза при передаче напр жени 25 В.
7 S
9
фиг. 5