3 Структура V-мдп-транзистора

3.1 Технология изготовления V-мдп-транзистора

V-МДП-технология. Эта технология производства интегральных микросхем позволяет добиться рекордных результатов по плотности размещения элементов. По сравнению с n-МДП-технологией V-МДП-процесс при формировании логических микросхем экономит примерно 40 % площади кристалла за счет площадей истоковых электродов и земляных шин.

Последовательность этапов изготовления V-МДП-транзистора показана на рис. 8.9. Для выполнения этого технологического процесса требуется семь фотолитографий (включая формирование металлизации) - на одну больше, чем в типовой технологии п-МДП-микросхем, однако две фотолитографии не требуют особо точного совмещения фотошаблонов (аналогично некоторым фотолитографическим процессам в изопланарной технологии).

Рис. 5. Последовательность технологических операций производства V-МДП БИС:

Изготовление V-МДП-приборов начинается с легирования бором поверхности сильно легированной пластины n⁺-типа и последующего выращивания на пластине эпитаксиального слоя толщиной примерно 3 мкм (рис. 8.9, а). Следующий этап процесса - осаждение двуокиси кремния и нитрида кремния, после чего проводят фотолитографию для вскрытия тех участков, в которые будет проводиться имплантация ионов бора (рис. 8.9, б). Таким образом, формируют два тонких слоя р-типа, верхний образуется за счет ионного легирования бором, а нижний - за счет диффузионного легирования подложки перед эпитаксией.

После проведения операции ионного легирования и удаления фоторезиста методом локального окисления выращивают толстый защитный окисел (рис. 4, в). На следующем этапе проводится фотолитография по оставшемуся слою нитрида кремния, в процессе которой всюду, кроме областей формирования V-МДП-транзисторов, п-МДП-транзисторов и резисторов, вскрываются окна под ионное легирование для получения областей n-типа. Формирование этих стоковых областей проводится имплантацией ионов мышьяка (рис. 4, г). Далее проводится второе локальное окисление для создания толстого окисла над только что полученными ионнолегирован-ными областями (рис. 4, д).

В заключение проводят травление V-образных углублений, выращивание подзатворного окисла, осаждение пленки поликремния, травление контактных окон, нанесение пленки алюминия и создание второго уровня разводки (рис. 8,9, е).

В этом технологическом процессе одновременно могут быть сформированы приборы МДП-микросхем, показанные на рис. 8.10. Кроме V-МДП-транзистора процесс позволяет формировать обычные n-канальные МДП-транзисторы с плавающим потенциалом подложки и нагрузочные резисторы. Толстый окисел над стоковыми областями обеспечивает их самосовмещение с затворами как в V-МДП-, так и в п-МДП-транзисторах, снижая паразитные емкости перекрытия. Основной довод в пользу нагрузочных резисторов в этих схемах вместо нагрузочных транзисторов - возможность сократить на одну число операций фотолитографии, такой резистор выполняет роль нагрузочного п-МДП-транзистора. Поликремний, образующий затворы V-МДП- и n-МДП-транзисторов, при формировании конструкции резистора служит маской при имплантации примесных ионов. Легирующая примесь, обеспечивающая получение n-МДП-транзисторов, внедряется в кремниевую пластину без маски еще до осаждения поликремния, тогда как примесь, с помощью которой формируется резистор,- после осаждения и травления поликремния. Вот это и позволяет исключить один фотошаблон для формирования МДП-структуры.

Рассмотренный процесс позволяет получить четыре слоя разводки: диффузионные шины, поликремний, металлическую разводку и шину земли (кремниевую пластину). Сочетая обычный n-канальный