NL8004099A - Werkwijze voor de vervaardiging van emitters door diffusie van polysilicium. - Google Patents

Description

N/29.804 -Kp/vdM 5 '* - 1 - ƒ

Werkwijze voor de vervaardiging van emitters door diffusie van polysilicium.

De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het vormen van een emitter in een halfgeleiderinrichting door diffusie van een het geleidingsvermogen bepalende onzuiverheid van een polysilicium "eiland", omringd door een di-5 electricum in een onderliggend,tevoren gevormd basisgebied.

Een gewoonlijk gebruikte werkwijze voor het vormen van een emitter in een halfgeleiderinrichting is het verschaffen van polysilicium met een onzuiverheid van geleidingsver-mogen-bepalende aard boven een aangegeven emitterplaats.

10 (Uitsluitend voor gemak van terminologie wordt het gedeelte van het polysilicium, dat een emitter of basiscontactplaats overdekt, aangeduid als een "eiland". Afhankelijk van de vorm van de plaats kan het overdekkende polysilicium eilandvormig, schiereilandvormig of anderszins gevormd zijn.) Door geregu-15 leerd verwarmen van de inrichting diffunderen de onzuiverheden van het polysilicium in de eronder liggende plaats, onder vorming van een halfgeleide-gebied, dat geschikt is voor gebruik als emitter. Gewoonlijk wordt het polysilicium boven de emitterplaats op zijn plaats gelaten, nadat de emitter is ge-20 diffundeerd teneinde de emitter te beschermen en ook een geschikt oppervlak te verschaffen voor gebruik bij het vormen van een electrische verbinding naar de emitter.

De gebruikelijke methode voor het afbakenen van polysilicium boven een emitterplaats was het in een aantal 25 trappen vormen van siliciumdioxide of een ander geschikt zeer dielectrisch materiaal boven de gedeelten van de plak, die niet gebruikt zullen worden voor emitterplaatsen. Dan wordt polysilicium afgezet op de blootgestelde gedeelten van de plak en geëtst ter verwijdering van ongewenste gebieden. Na diffu-30 sie van onzuiverheden vanuit het polysilicium, dat ligt op de emitterplaats in de plak, wordt een geschikte vorming uitgevoerd van ohmse contacten en van metallisatie.

Het probleem met een dergelijke werkwijze is, dat de metallisatietrap een kortsluiting kan veroorzaken tussen 35 het contact naar het basisgebied en het polysilicium boven de 0004099 i - 2 - emitterplaats, hetgeen de juiste functionering van de inrichting voorkomt. Dergelijke kortsluitingen zijn het gevolg van het falen om bij de polysiliciumetstrap al het polysilicium boven het siliciumdioxide rondom het polysilicium om de emit-5 terplaats te verwijderen. Op overeenkomstige wijze kan de erop volgende metallisatie, bij de gegeven stroometstechnieken, niet volledig aansluitend worden gemaakt op het blootgestelde gedeelte van het basisgebied, waarnaar het electrische contact gewenst wordt. Het metaal, dat afgezet wordt op dat blootge-10 stelde basisgebied kan zelf afgezet zijn op een gedeelte van het siliciumdioxide, dat de emitterplaats scheidt van de basiscontactplaats. Wanneer het metaal, afgezet op de basis-contactplaats, ook afgezet is op dat deel van het emitterpoly-silicium op het scheidende siliciumdioxide, resulteert een 15 directe kortsluiting.

Dienovereenkomstig is het een doel van de hierin beschreven uitvinding om de waarschijnlijkheid van een emit-ter-basiskortsluiting in een halfgeleiderinrichting, waarin een emitter gevormd is uit een daarboven liggend polysilicium-20 eiland, te verminderen.

Het is een verder doel om het polysiliciumeiland boven een emitterplaats meer nauwkeurig te bepalen en daardoor de potentiële gebieden voor kortsluiting tussen een emitter en een basis beter te scheiden.

25 Bovendien is het een doel emitterdiffusie mogelijk te maken, waarin een onzuiverheid, die de geleidbaarheid bepaalt, kan worden opgenomen ofwel in een gedopeerde poly-siliciumlaag, ofwel door de onzuiverheid te implanteren in een van tevoren afgezette polysiliciumlaag, waardoor grotere rege-30 ling mogelijk is van de electrische eigenschappen van een emitter.

Deze en andere doelen worden bereikt in de hierin beschreven uitvinding door een werkwijze, waarin een polysiliciumlaag is afgezet boven een basisgebied. In één uitvoerings-35 vorm wordt de polysiliciumlaag dan geëtst, ter vorming van eilanden uit polysilicium boven de gewenste emitterplaatsen en gedeelten van het basisgebied, waar electrische contacten worden gewenst. De niet door het polysilicium beschermde gedeel- 800 4 0 99 *· · t - 3 - ten van het basisgebied worden dan bedekt met een laag siliciumdioxide. Het polysiliciummateriaal boven de basiscontact-gebieden worden dan weggeëtst, waarbij polysilicium achterblijft boven de aangegeven emitterplaatsen. Deze eilanden van 5 polysilicium zijn goed gedefinieerd en maximaal gescheiden van de basiscontactgebieden. Wanneer het polysilicium niet was ge-dopeerd met een geleidbaarheidsbepalende onzuiverheid wanneer het werd afgezet, kan een onzuiverheid dan worden ingebracht in de polysiliciumeilanden, bijv. door ionimplantering. De in-10 richting wordt dan verwarmd, hetgeen de geleidbaarheidsbepalende onzuiverheid doet indiffunderen in het gebied onder de polysiliciumeilanden, waardoor een geschikte emitter wordt gevormd, die beschermd wordt door de bovenliggende polysilicium-laag.

15 In een andere uitvoeringsvorm van de uitvinding is de polysiliciumlaag beschermd door een masker boven de aangegeven emitter en basiscontactplaatsen en wordt het blootgestelde polysilicium onderworpen aan een electrolytische fluor-waterstofzuuroplossing, waardoor het gemakkelijk wordt geoxi-20 deerd in een erop volgende oxidatietrap. Op deze wijze kunnen, anders dan door wegetsen van de polysiliciumlaag en afzetting van siliciumdioxide, gedeelten van de polysiliciumlaag direct worden omgezet in siliciumdioxide.

De uitvinding wordt thans nader toegelicht aan de 25 hand van de bijgaande tekeningen.

Figuur 1 is een schematisch zij-aanzicht in doorsnede door een halfgeleiderinrichting, vervaardigd volgens een bekende werkwijze, waarin een polysiliciumlaag is afgezet boven en tussen afzettingen van siliciumdioxide.

30 Figuur 2 is een schematisch zij-aanzicht in door snede van de inrichting van figuur 1, waarin het polysilicium boven de basiscontactplaatsen is weggeëtst en emitters zijn ingediffundeerd, alles volgens de bekende werkwijze.

Figuur 3 is een zij-aanzicht in doorsnede van de 35 inrichting aangegeven in de figuren 1 en 2, waarbij de metal-liseringswerkwijze van de bekende stand van de techniek een electrische kortsluiting heeft veroorzaakt tussen de emitter en de basis van de inrichting.

800 4 0 99 - 4 -

Figuur 4 is een schematisch zij-aanzicht in doorsnede van een inrichting, vervaardigd volgens een uitvoeringsvorm van de hierin beschreven uitvinding, waarbij lagen van polysilicium, siliciumnitride en afgezet siliciumoxide zijn ge-5 plaatst boven een basisdiffusiegebied.

Figuur 5 zet een uitvoeringsvorm van de inventieve werkwijzestappen voort, waarbij de in figuur 4 geïllustreerde configuratie geschikt is geëtst teneinde eilanden te creëren van polysilicium boven de gewenste basiscontactplaatsen en 10 emitterplaatsen.

Figuur 6 is een zij-aanzicht in doorsnede van de inrichting, geïllustreerd in de figuren 5 en 4, waarbij sili-ciumdioxide gegroeid is of afgezet rond de polysiliciumeilan-den overeenkomstig een uitvoeringsvorm van de uitvinding.

15 Figuur 7 zet een uitvoeringsvorm van de uitvinding voort, waarbij de inrichting geïllustreerd in de figuren 4, 5 en 6 het polysilicium boven de basiscontactgebieden weggeëtst heeft, de emitters gediffundeerd en de metallisatie uitgevoerd zonder dat een kortsluiting is veroorzaakt tussen de basis en 20 de emitter.

De voordelen en het nut van de beschreven werkwijzen worden het beste ingezien bij vergelijking met de tot nog toe bekende werkwijzen. Dienovereenkomstig illustreren de figuren 1-3 een bekende werkwijze voor de vervaardiging van 25 halfgeleiderinrichtingen, terwijl de figuren 4-7 een uitvoeringsvorm weergeven van de werkwijze volgens de aanvrage. Opgemerkt wordt, dat geen van de figuren op schaal is, doch slechts op schematische wijze de effecten worden weergegeven van de beschreven werkwijzen.

30 Figuur 1 illustreert het effect van bepaalde be kende halfgeleidervervaardigingswerkwijzen, wanneer ze worden uitgevoerd op een halfgeleidesubstraat of plak 20. Een basisgebied 21 is gevormd in de plak 20 door een werkwijze zoals diffusie van een geschikte geleidbaarheidsbepalende onzuiver-35 heid in de plak 20. Het basisgebied 21 kan bepaald zijn door een maskerend oxide 22, dat het gebied waarin de plak is blootgesteld aan het basisdiffusieproces, beperkt. Zoals algemeen bekend in de industrie, wordt gedurende een dergelijke basisdiffusiewerkwijze typisch een laag siliciumdioxide 25 800 4099 • ·% - 5 - tegelijkertijd gevormd. Een laag siliciumnitride 26 wordt dan gevormd over het basisgebied 21. Vervolgens wordt een laag siliciumdioxide 27 gevormd over de siliciumnitridelaag. De lagen over het basisgebied worden dan gemaskeerd en geëtst 5 teneinde de oppervlakten op het basisgebied, die zullen worden gebruikt als emitterplaatsen 23 en de basiscontactplaatsen 24 open te maken. Een laag polysilicium 32 wordt dan afgezet op de plak 20, waarmee een halfgeleiderinrichting wordt gevormd als schematisch aangegeven in figuur 1. Deze polysiliciumlaag 10 32 kan geschikt "gedopeerd" zijn, wanneer ze is afgezet om te dienen als erop volgende emitterdiffusiebron, of ze kan niet gedopeerd zijn, wanneer ze is afgezet, doch later gedopeerd wordt door diffusie of ionenimplanteertrappen, zoals hieronder besproken.

15 Vervolgens wordt het polysilicium, dat boven de emitterplaatsen 23 ligt, gemaskeerd om het te beschermen tegen een erop volgende etsbewerking, die het polysilicium verwijdert boven de aangegeven basiscontactplaatsen 24. Het masker, dat gebruikt wordt voor bescherming van het polysilicium boven 20 de emitterplaatsen, beschermt ook een deel van het polysilicium boven de siliciumnitride-siliciumdioxidelagen. Dit wordt veroorzaakt door de beperkingen in de nauwkeurigheid van registratie van dit tweede masker, met betrekking tot het aan-vangsmasker, dat oorspronkelijk de polysiliciumeilanden vormde.

25 Geleidbaarheidsbepalende onzuiverheiden, ingé bracht in het polysilicium dat ligt boven de emitterplaatsen 23, worden dan ingediffundeerd in het basisgebied door warmte aan de inrichting toe te voeren, zodat een emitterdiffusie 28 wordt gevormd als geïllustreerd in figuur 2.

30 Erop volgende metallisatietrappen van maskeren en etsen, teneinde het mogelijk te maken electrisch contact te maken met de emitter en het basisgebied, worden dan uitgevoerd voor het vormen van een emittergeleider 29 en een basisgeleider 31. Het masker, dat gebruikt wordt bij de metallisatie-35 werkwijze, kan lijden aan misregistratie met betrekking tot het masker, dat gebruikt wordt voor het definiëren van de basiscontactplaatsen en de emitterplaatsen. Dienovereenkomstig kan als aangegeven in figuur 3, een basisgebiedgeleider 31 800 4 0 99 - 6 - gedeeltelijk het siliciumdioxide bedekken, dat een emitter-plaats en een basiscontactplaats scheidt. Wanneer de basisgeleider 31 voldoende misregistratie vertoont en contact maakt met het polysilicium, dat ligt boven een aangrenzende emitter-5 plaats 23, zal een emitter-basiskortsluiting 30 het resultaat zijn. Het is deze emitter-basiskortsluiting 30, die de uitvinding wenst te voorkomen.

Samengevat wordt dit type kortsluiting veroorzaakt door het feit, dat het polysilicium, dat ligt op een emitter-10 plaats, gedeeltelijk het siliciumdioxide kruist, dat het polysilicium scheidt van een basiscontactplaats. Bovendien kan het metalliseringsmaskeringsproces het toelaten, dat de electrische geleider, die contact maakt met het basisgebied, ook ligt boven het scheidende siliciumdioxide, hetgeen resulteert in 15 een ongewenste kortsluiting.

De werkwijze volgens de uitvinding, geïllustreerd in de figuren 4 t/m 7, bepaalt de nauwkeurige mate van een polysiliciumeiland boven een emitterplaats door de aanvangs-maskeringsbewerking! Dit dient ervoor om de emitterplaats 20 maximaal te scheiden van het nabij liggende basiscontactgebied waardoor de waarschijnlijkheid van een kortsluiting wordt verminderd .

Figuur 4 is een schematische doorsnede door een « halfgeleiderinrichting, die verwerkt wordt op de wijze volgens 25 de uitvinding. Op een substraat of plak 20 heeft een basisge-biedmaskeringsoxide 22 een gedefiniëerd basisgebied 21, dat gevormd kan zijn door diffunderen van een geleidbaarheidsbepa-lende onzuiverheid in de plak 20. Siliciumdioxide, dat eventueel gevormd is boven het basisgebied 21 gedurende zijn vor-30 ming, wordt verwijderd met methoden, die in de industrie algemeen bekend zijn. Boven het basisgebied 21 wordt een laag afgezet van polysilicium 32. Op het polysilicium 32 wordt een beschermende deklaag 33 aangebracht.

De beschermende deklaag 33 moet in staat zijn om 35 regelbaar te worden geëtst, teneinde een masker te vormen boven de aangegeven gedeelten van het basisgebied 21, dat zal worden gebruikt voor emitterplaatsen 23 en basiscontactplaat-sen 24. De beschermende deklaag 33 moet in staat zijn om de 8004099 - 7 - polysiliciumlaag 32 eronder te beschermen gedurende een sili-ciumdioxidevormingstrap, die hieronder wordt beschreven. In een uitvoeringsvorm van de uitvinding wordt de beschermende laag 33 gevormd door het afzetten van een siliciumnitridelaag 5 boven het polysilicium 32 en dit doelmatig te etsen op een algemeen in de industrie bekende wij2e, teneinde het onderliggende polysilicium 32 bloot te leggen, doch niet boven de aangegeven emitterplaatsen 23 en de basiscontactgebieden 24,

De siliciumnitridelaag 26 kan op verschillende 10 manieren worden geëtst. Bijv. kan een laag siliciumdioxide 27 worden afgezet boven het siliciumnitride. In een uitvoeringsvorm werd het afgezette siliciumdioxide gevormd uit tetra-ethyl-orthosilicaat, hoewel andere methoden voor het vormen van siliciumdioxide evenzeer geschikt zouden zijn. Het voor-15 deel van een dergelijke afgezette siliciumdioxidelaag is dat deze gemakkelijk kan worden geëtst via standaard-fotoresist-maskering en etstechnieken, tot een geschikt masker boven het siliciumnitride, dat zelf dan kan worden geëtst door fosfor-zuur of andere siliciumnitride-etsende middelen, tot de ge-20 wenste beschermende bekleding 33.

Het zal duidelijk 2ijn, dat andere algemeen bekende methoden voor het vormen van een beschermende bekleding eveneens onder de uitvinding vallen. Bijv. vereisen bepaalde plasma-etstechnieken geen afzetting van oxide ter bescherming 25 van siliciumnitride gedurende zijn etsing, omdat dan een eenvoudig masker van fotoresist voldoende zou zijn.

In elk geval wordt een beschermende bekleding 33 gevormd boven de polysiliciumlaag 32. In een uitvoeringsvorm wordt de polysiliciumlaag 32 geëtst overal daar waar ze niet 30 is beschermd door de beschermende bekleding 33. Na een dergelijke etsing verschijnt de halfgeleiderinrichting als geïllustreerd in figuur 5. In onderscheid met de tot nog toe bekende methoden voor de vervaardiging van dergelijke inrichtingen, is de polysiliciumbovenlaag boven elke emitterplaats 23 nauwkeu-35 rig op zijn plaats gebracht met deze aanvangsmaskeringsbewer-king. Het eiland 34 uit polysilicium, dat ligt boven een emitterplaats 23 of een basiscontactplaats 24, werd niet gevormd door het plaatsen van polysilicium in blootliggende gebieden 8004099 - 8 - boven het basisgebied 21, doch in tegenstelling daarmee door verwijdering van polysilicium, dat zich niet boven de gewenste plaatsen bevond.

Na de vorming van polysiliciumeilanden 34, kunnen 5 de blootliggende gedeelten van de plak geoxideerd worden tot siliciumdioxide 27 rondom de polysiliciumeilanden 34. De beschermende bekleding 33 boven de polysiliciumeilanden verhindert dat ze worden geoxideerd. Teneinde vlakheid van de lagen te handhaven boven het basisgebied, is het gewenst het sili-10 ciumdioxide te vormen in een dikte, die de dikte van de polysiliciumeilanden benadert.

Op een dergelijke wijze worden de polysiliciumeilanden gevormd boven de emitterplaatsen 23 en de basiscon-tactplaatsen 24, met siliciumdioxide, dat de gevormde polysi-15 liciumeilanden 34 omringt. Hoewel de vorming van een dergelijke configuratie in deze uitvoeringsvorm is beschreven, door het vormen van een beschermende bekleding, het wegetsen van het ongewenste polysilicium en het vormen van siliciumdioxidelaag rond de eilanden, zullen andere methoden voor het vormen van 20 een dergelijke configuratie duidelijk zijn voor de deskundige. Bijv. kan een beschermende bekleding van siliciumnitride boven de polysiliciumgedeelten, die de eilanden zullen vormen, worden gebruikt voor het beschermen van dat polysilicium, terwijl het blootliggende polysilicium geanodiseerd wordt in een 25 electrolytische fluorwaterstofoplossing, die een hoge mate van poreusheid veroorzaakt in het niet beschermde polysilicium. Wanneer het niet beschermde geanodiseerde polysilicium wordt onderworpen aan warmte, zal het gemakkelijk oxideren, waardoor de gewenste configuratie wordt gevormd. In een dergelijke uit-30 voeringsvorm van de werkwijze volgens de uitvinding wordt de gewenste configuratie gevormd door het omzetten van het ongewenste polysilicium in siliciumdioxide, in de plaats van het wegetsen ervan en het vormen van het siliciumdioxide direct in de blootliggende gebieden. In elk geval is het resultaat het-35 zelfde: eilanden 34 van polysilicium, direct boven de gewenste basiscontactplaatsen 24 en emitterplaatsen 23, waarbij de eilanden zijn omringd door siliciumdioxide 27, dat een geschikte dielectrische scheiding vormt tussen de plaatsen 23, 24.

800 40 99 - 9 -

De beschermende bekleding 33 kan dan worden verwijderd met werkwijzen, die in de industrie algemeen bekend zijn. Bijv. kan het overblijvende siliciumnitride, wanneer dit is gebruikt voor het vormen van de beschermende bekleding, ge-5 makkelijk worden weggeëtst door toepassing van chemicaliën, die algemeen in de industrie bekend zijn. Na de verwijdering van de beschermende laag is een inrichting gevormd als geïllustreerd in figuur 6.

De volgende serie stappen heeft betrekking op de 10 verwijdering van de polysiliciumeilanden boven de basiscontact-plaatsen 24, zonder dat de emitterplaatseilanden en het scheidende siliciumdioxide nadelig worden beïnvloed.

Een manier om dit uit te voeren is het creëren van een masker van afgezet siliciumdioxide of fotoresist boven de 15 emitterplaatspolysiliciumeilanden en door toepassing van een selectieve polysiliciumetsing voor het verwijderen van de onbeschermde basiscontactpolysiliciumeilanden, zonder beïnvloeding van de beschermde emitterplaatseilanden. Chemisch etsen, plasma-etsen, of andere dergelijke etstechnieken, die in de 20 industrie algemeen bekend zijn en die selectief polysilicium kunnen etsen, zonder siliciumdioxide nadelig te beïnvloeden, zullen de gewenste functie kunnen uitvoeren.

Welk gewenst maskeringsmateriaal ook wordt gebruikt in deze tweede maskeringstrap, het wordt dan verwijderd. 25 Opgemerkt wordt, dat in tegenstelling tot de bekende werkwijzen, deze tweede maskeringstrap niet zeer kritisch is. Bij het vormen van dit masker boven de emitterplaatspolysiliciumeilan-den kan dit het siliciumdioxide, dat de emittereilanden omringt, overlappen, zonder dat het enig schadelijk effect ver-30 oorzaakt. Derhalve is de tolerantie ten aanzien van de registratie van dit masker met betrekking tot de vroegere maskeer-bewerking, die de polysiliciumeilanden 34 vormde, relatief weinig kritisch, aangezien het masker een zodanige breedte kan hebben dat het het omringende siliciumdioxide mede omvat, zo-*35 lang de emitterplaatseilanden maar beschermd zijn en de basis-contactplaatseilanden blootliggen.

Na de verwijdering van de polysiliciumeilanden boven de basiscontactplaatsen, worden de emitters gevormd.

800 4 0 99 - 10 -

Door een geschikte verhitting van de inrichting kan een ge-leidbaarheidsbepalende onzuiverheid uit het polysilicium worden gediffundeerd in het onderliggende basisgebied 21, waardoor een emitterdiffusiegebied 28 wordt gevormd. Zoals algemeen 5 bekend in de industrie, is een element uit groep III en V van het Periodiek Systeem, zoals arseen, boor, en fosfor in staat om bij diffusie in een halfgeleider als silicium, een halfge-leidegebied te vormen met een specifiek geleidbaarheidstype, waarbij het type afhankelijk is van de groep, waartoe het ele-10 ment behoort.

Er zijn verscheidene methoden om te verzekeren dat het polysiliciumeiland boven een emitterplaats 23 een geschikte concentratie bevat van een doelmatig gedefiniëerde geleid-baarheidsbepalende onzuiverheid. In een uitvoeringsvorm bevat-15 te de aanvankelijk afgezette polysiliciumlaag 32 de gewenste concentratie van de emittervormende onzuiverheid. In een dergelijke uitvoeringsvorm moet elke trap, die verwarming van de inrichting nodig maakt, worden uitgevoerd bij een voldoend lage temperatuur, bijv. 800°C of lager, voordat de emitter 20 moet worden gevormd door diffusie, teneinde geen diffusie van de onzuiverheid te veroorzaken van een basiscontactpolysili-ciumeiland in het onderliggende basisgebied.

In een andere uitvoeringsvorm van de werkwijze volgens de uitvinding wordt, nadat de polysiliciumlaag 32 is 25 afgezet en voordat de polysiliciumeilanden boven de basiscon-tactplaatsen 24 worden verwijderd, het gewenste type emitter-onzuiverheid aangebracht in de polysiliciumeilanden boven de emitterplaats, met een werkwijze zoals ionimplantering. Na verwijdering van de polysiliciumeilanden boven het basiscon-30 tact kan het emitterdiffusiegebied 28 worden gevormd door verhitting van de inrichting, waardoor de onzuiverheid diffundeert in de emitterplaats 23. Het gebruik van de ionimplante-ringstechniek levert bepaalde voordelen. Bijv. heeft een poly-siliciumeiland boven een emitterplaats 23 een weerstand, die 35 met voordeel kan worden gebruikt, bijv. als emitterballast-weerstand onder bepaalde omstandigheden. De waarde van deze weerstand kan gemakkelijker worden geregeld door gebruik van de ionimplanteringstechniek. Waar een onzuiverheidbevattende 8004099 » te - 11 - laag van polysilicium 32 oorspronkelijk is afgezet, kan de eventuele weerstandwaarde van de polysiliciumeilanden boven de emitterplaats niet zo gemakkelijk worden geregeld.

Na het scheppen van de emitterdiffusiegebieden 28, 5 worden ohmse contacten en geschikte electrische geleiders 23 naar de emitter en de basisgebieden 21 gevormd. In een uitvoeringsvorm wordt platina gespetterd, verdampt of op andere wijze afgezet op het plakoppervlak. Door opeenvolgende verwarming van de inrichting tot een traject tussen 400 en 700°C, 10 wordt platinasilicide gevormd in de blootgestelde basiscontact-gebieden 24 en de blootgestelde gedeelten van de polysiliciumeilanden boven de emitterdiffusies 28, waardoor het gewenste ohmse contact wordt tot stand gebracht. Daarop volgende metal-lisatiewerkwijzen met inrichtingen, die in de industrie alge-15 meen bekend zijn, worden dan uitgevoerd voor het tot stand brengen van de gewenste electrische verbinding van het basiscontact 24 en het emittergebied 28. Na een dergelijke metalli-sering is een inrichting vervaardigd als geïllustreerd in figuur 7. Op dit punt zijn de voordelen van de hierin beschre-20 ven werkwijzen het duidelijkst vast te stellen. Een misregistratie van de metallisatie is geïllustreerd in figuur 7. De resultaten van de werkwijzen, die tot nog toe werden gebruikt, zijn geïllustreerd in figuur 3. Omdat de polysiliciumeilanden op de emitterplaats gevormd zijn volgens de werkwijze volgens 25 de uitvinding, waren ze precies gedefiniëerd door de aanvankelijke maskeringsbewerking en vormden ze geen paddestoel boven de top van het scheidende siliciumdioxide. Dienovereenkomstig scheidt de breedte van het dielectrische siliciumdioxide een polysiliciumeiland boven een emitterplaats van een aangrenzend 30 basiscontactgebied, waardoor de kortsluiting 30' wordt voorkomen. Daardoor zijn veel grotere misregistraties toelaatbaar gedurende de metallisatietrap, zonder dat daardoor ongewenste emitter-basiskortsluitingen worden veroorzaakt, die wel worden aangetroffen bij inrichtingen volgens de stand van de techniek.

35 Hoewel slechts een beperkt aantal uitvoeringsvor men van de beschreven werkwijze hierin is besproken, zal het de deskundige gemakkelijk duidelijk zijn, dat bepaalde wijzigingen en modificaties kunnen worden aangebracht, zonder af te

ο η n l η QQ

- 12 - wijken van de geest van de uitvinding. Dienovereenkomstig is de voorgaande beschrijving en zijn de tekeningen slechts voor illustratieve doeleinden en beperken ze de uitvinding op generlei wijze, die slechts gedefiniëerd wordt door de 5 conclusies.

8004099

Claims (21)

1. Werkwijze voor het vormen van een halfgeleidende electronische vertalingsinrichting, met het kenmerk , dat deze de stappen omvat van het vormen van 5 een basisgebied op een halfgeleidende siliciumplak; het af-zetten van een polysiliciumlaag op dit basisgebied; het vormen van een beschermende deklaag op deze polysiliciumlaag direct boven de gekozen nauw gespatiëerde plaatsen van deze basisgebieden, welke plaatsen meerdere plaatsen omvatten voor 10 het maken van een electrisch contact met het basisgebied en meerdere emitterplaatsen? vervangen van het polysilicium, dat zich niet onder de beschermende deklaag bevindt door siliciumdioxide, verwijdering van het polysilicium boven de basis-contactplaatsen, teneinde gedeelten van het basisgebied bloot 15 te leggen; en diffunderen van een geleidbaarheidsbepalende onzuiverheid, die vooraf geplaatst is in de polysiliciumboven-laag, die de emitterplaatsen bedekt, in het basisgebied ter vorming van emittergebieden binnen het basisgebied.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, met het 20kenmerk , dat bovendien de volgende stappen worden uitgevoerd: ohmse contacten worden gevormd op de basiscontact-plaatsen en op het polysilicium, dat ligt op de emitterplaatsen; en electrisch geleidende banen worden gevormd naar deze ohmse contacten.

3. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de beschermende deklaag een laag sili-ciumnitride omvat.

4. Werkwijze volgens conclusie 3, met het kenmerk , dat boven het siliciumnitride siliciumdioxide 30 wordt afgezet.

5. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk , dat de stap van het vormen van de beschermende deklaag de stappen omvat van het afzetten van een laag siliciumnitride boven de polysiliciumlaag; het afzetten van 35 een laag siliciumdioxide boven de siliciumnitridelaag; en het aanbrengen van een fotoresistmasker boven de uitgekozen plaatsen.

6. Werkwijze volgens conclusie 1, met het 800 4 0 99 - 14 - kenmerk , dat de stap van het vervangen de volgende stappen omvat: het verwijderen van polysilicium, dat zich niet onder de beschermende deklaag bevindt ter blootlegging van andere gedeelten van het basisgebied; en het oxideren van deze 5 blootgelegde andere gedeelten, onder vorming van silicium-dioxide.

7. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk , dat de stap van het vervangen de stappen omvat van: het anodiseren in een electrolytische fluorwater- 10 stofoplossing van de polysiliciumlaag, die zich niet onder de beschermende laag bevindt; en het oxideren van het geanodi-seerde polysilicium, onder vorming van siliciumdioxide.

8. Werkwijze volgens conclusie 7, met het kenmerk , dat het oxideren wordt uitgevoerd bij een 15 temperatuur beneden 800°C.

9. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk , dat het polysilicium de geleidbaarheidsbepa-lende onzuiverheden bevat wanneer het wordt afgezet.

10. Werkwijze volgens conclusie 1, met het 20 kenmerk, dat na de stap van afzetting en vöór de stap van diffusie de geleidbaarheidsbepalende onzuiverheid door ionimplantering wordt ingebracht in het polysilicium, dat de emitterplaats bedekt.

11. Werkwijze volgens conclusie 1, met het 25kenmerk , dat de geleidbaarheidsbepalende onzuiverheid arseen, fosfor of borium is.

12. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk , dat de stap voor het vormen van de beschermende deklaag de stappen omvat van: het afzetten van een laag 30 siliciumnitride boven de polysiliciumlaag; het aanbrengen van een fotoresistmasker op de siliciumnitridelaag boven de gekozen gebieden; en het plasma-etsen van het siliciumnitride, dat niet onder dit masker is.

13. Werkwijze voor het vormen van een emitterstruc-35 tuur, met het kenmerk, dat het de stappen omvat van: het diffunderen van een onzuiverheid van een eerste ge-leidbaarheidsbepalend type in een gedeelte van een plak, onder vorming van een basisgebied; het verschaffen van een polysili- 8004099 -15- ciumeiland met een onzuiverheid van een tweede geleidbaarheids-bepalend type en omringd door siliciumdioxide, welk eiland is aangebracht boven een gekozen emitterplaats, gedefinieerd door afzetting van een polysiliciumlaag boven praktisch het gehele 5 basisgebied vóór het vormen van het omringende siliciumdioxide; het diffunderen van de tweede geleidbaarheidsbepalende onzuiverheid van het eiland in de gekozen emitterplaats, onder vorming van een emitter.

14. Werkwijze volgens conclusie 13, met het lOkenmerk , dat de polysiliciumlaag de onzuiverheid van het tweede type bevat wanneer ze wordt afgezet.

15. Werkwijze volgens conclusie 13, met het kenmerk , dat de onzuiverheid van het tweede type door ionen wordt geïmplanteerd in een gedeelte van de polysilicium- 15 laag, waaruit het eiland zal worden gevormd, welke implante-ring optreedt nadat de laag is afgezet.

16. Werkwijze volgens conclusie 13, met het kenmerk, dat de stap van het verschaffen van een poly-siliciumeiland gelijktijdig een op overeenkomstige wijze door 20 siliciumdioxide omringd polysiliciumbasiscontacteiland verschaft op een gebied van het basisgebied, dat bedoeld is als plaats, waar een electrische verbinding met het basisgebied gewenst is; en verwijderen van het basiscontacteiland vöör de diffusiestap.

17. Werkwijze volgens conclusie 16, met het kenmerk , dat het siliciumdioxide wordt afgezet boven gebieden van het basisgebied, die niet beschermd zijn door een polysiliciumeiland.

18. Werkwijze volgens conclusie 13, met het 30kenmerk , dat de stap voor het verschaffen van het polysiliciumeiland, omringd door siliciumdioxide, de stappen omvat van: het vormen van een polysiliciumlaag boven het basisgebied; het vormen van een siliciumnitridelaag boven de polysiliciumlaag; het aanbrengen van een beschermend masker 35 over de siliciumnitridelaag, waarboven het polysiliciumeiland moet worden gevormd; het etsen van de siliciumnitridelaag waar deze niet is beschermd door het masker? het etsen vanhetpoly-silicium, dat niet beschermd is door het niet geëtste sili- 8004099 - 17 - direct boven de emitterplaats te definiëren; siliciumdioxide wordt afgezet boven het blootgelegde gedeelte van het eiland in contact met het basisgebied; de onzuiverheid wordt gediffundeerd in het basisgebied onder het eiland, onder vorming 5 van een emitter; en een electrisch contact met het eiland wordt gevormd.

22. Werkwijze voor het vormen van een halfgeleider inrichting, met het kenmerk, dat een basisdiffusiegebied in een plak wordt gevormd; een polysili-10 ciumlaag wordt afgezet op dit basisgebied; een siliciumnitri-delaag wordt afgezet boven de polysiliciumlaag; de lagen van siliciumnitride en polysilicium worden geëtst, onder blootlegging van een gebied van de plak tussen een emitterplaats en een basiscontactplaats, die gevormd moeten worden; het bloot-15 gelegde gebied wordt geoxideerd; het siliciumnitride wordt verwijderd; het polysilicium selectief wordt geëtst, ter verwijdering van het polysilicium boven de basiscontactplaats; en een emitterdiffusie op de emitterplaats wordt gevormd. 20 8004099 -16- ciumnitride, teneinde gedeelten van de basisgebieden bloot te leggen, waardoor het eiland wordt gevormd; het vormen van siliciumdioxide boven de blootgelegde gedeelten van het basisgebied; en het verwijderen van het overblijvende silicium-5 nitride.

19. Werkwijze volgens conclusie 13, met het kenmerk , dat de stap voor het verschaffen van het polysiliciumeiland de stappen omvat van: het vormen van een laag polysilicium boven het basisgebied; het vormen van een 10 siliciumnitridelaag boven de polysiliciumlaag; het verwijderen van de siliciumnitridelaag behalve boven de plaats waar een eiland moet worden gevormd, waardoor onbedekt polysilicium wordt gevormd; het aanbrengen van een electrolytische fluor-waterstofzuuroplossing op het onbedekte polysilicium, teneinde 15 het onbedekte polysilicium gemakkelijk oxideerbaar te maken; het uitvoeren van een lage-temperatuuroxidatie van het onbedekte polysilicium, waardoor het door siliciumdioxide omringde eiland wordt gecreëerd.

20. Werkwijze voor het vormen van een emitter op 20 een aangegeven plaats op een plak, met het kenmerk , dat een basisdiffusiegebied in de plak wordt gevormd, welk gebied deze plaats omvat; polysilicium boven deze plaats wordt afgezet; het polysilicium wordt geëtst ter definitie van een eiland uit polysilicium, direct boven deze 25 emitterplaats; siliciumdioxide wordt afgezet boven het blootgelegde gedeelte van het ei>land in contact met het basisgebied; een geleidbaarheidsbepalende onzuiverheid wordt ingeplant in het eiland; deze onzuiverheid wordt gediffundeerd in het basisgebied onder dat eiland, waardoor een emitter wordt 30 gevormd; en een electrisch contact met het eiland wordt gevormd.

21. Werkwijze voor het vormen van een emitter op een aangegeven plaats op een plak, met het kenmerk , dat een basisdiffusiegebied in de plak wordt 35 gevormd, welk gebied de aangegeven plaats omvat; polysilicium wordt afgezet boven deze plaats, welk polysilicium gedopeerd is met een geleidbaarheidsbepalende onzuiverheid; het poly-' silicium wordt geëtst, teneinde een eiland van polysilicium 80040 99