Способ изготовления полупроводниковых интегральных схем

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПАТЕНТНЫЙ КОМИТЕТ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ИНТЕГРАЛЬНЫХ СХЕМ(71) Заявитель Акционерное общество Минский часовой завод(73) Патентообладатель Акционерное общество Минский часовой завод(57) Способ изготовления полупроводниковых интегральных схем, включающий формирование тонкого изолирующего слоя на полупроводниковом слое, формирование поверх него защитного проводящего слоя, проведение фотолитографии со вскрытием окон в защитном проводящем и изолирующем слоях, формирование второго проводящего слоя, проведение фотолитографии с травлением второго проводящего и защитного проводящего слоев, отличающийся тем, что после формирования защитного проводящего слоя проводят дополнительно фотолитографию со вскрытием окон в защитном проводящем слое вне областей вскрытия окон в защитном проводящем и изолирующем слоях. Фиг. 1 Изобретение относится к области микроэлектроники, в частности к способам изготовления полупроводниковых интегральных схем. 3700 1 Известен способ изготовления полупроводниковых интегральных схем, предусматривающий выращивание на первом алюминиевом проводнике изоляционной пленки из нитрида кремния формирование сквозного окна в пленке 34 нанесение слоя тугоплавкого металла (, Мо или ), силицида или нитрида нанесения второго слоя А селективное травление этих слоев для создания рисунка проводников. (Япония. Заявка 63-147346. МПК 01 21/90, опубл. 20.06.1988). Недостатком способа является невысокая технологичность вследствие плохой адгезии, применяющегося в качестве защитного проводящего слоя тугоплавкого металла к диэлектрикам. Известен также способ изготовления полупроводниковых интегральных схем, предусматривающий формирование на полупроводниковом слое изолирующего слоя вскрытие методом фотолитографии контактных окон в изолирующем слое нанесение защитного проводящего слоя нанесение второго проводящего слоя формирование маскирующего слоя травление второго проводящего слоя, защитного проводящего слоя.(Япония. Заявка 63-2144. МПК 01 21/ 88, опубл. 18.01.1988). Недостатком способа является невысокая технологичность вследствие плохой адгезии тугоплавкого металла, применяемого в качестве защитного проводящего слоя, к диэлектрикам. Оценка оптимальности свойств проводящих слоев для создания многоуровневой металлизации приведена в статье. .,... 1984. -. 27,12.-.93-100. В ней, в частности, указано, что по таким критериям, как низкое электрическое сопротивление,высокое сопротивление электромиграции, отсутствие выступов, хорошие барьерные свойства, наилучшими качествами обладают тугоплавкие металлы (Мо, ) по отношению к силицидам и легированному поликремнию. Однако у тугоплавких металлов плохая адгезия к 2 и 34. Наиболее близким по технической сущности является способ изготовления интегральных схем с тонкими изолирующими слоями, включающий формирование тонкого изолирующего слоя на полупроводниковом слое формирование окна в защитном проводящем и тонком изолирующем слоях удаление маскирующего слоя формирование на защитном слое второго проводящего слоя, который заполняет также и окно для формирования контакта с полупроводниковым слоем формирование маскирующего слоя на втором проводящем слое травление второго проводящего и защитного проводящего слоев удаление маскирующего слоя(Франция. Заявка 2 535525. Приоритет США 29.10.1982 г.437796. МПК 01 21/308, опубл. 4.05.1984). Недостатком данного способа является недостаточно высокая технологичность, обусловленная плохой адгезией тугоплавкого металла, применяемого в качестве защитного проводящего слоя, к тонкому изолирующему слою. В основу изобретения положена задача создания способа изготовления интегральных схем, в котором, за счет проведения дополнительной операции фотолитографии со вскрытием окон в защитном проводящем слое вне областей вскрытия окон в защитном проводящем и изолирующем слоях, достигается высокая технологичность процесса. Существо изобретения заключается в том, что в способе изготовления полупроводниковых интегральных схем, включающем формирование тонкого изолирующего слоя на полупроводниковом слое, формирование поверх него защитного проводящего слоя, проведение фотолитографии со вскрытием окон в защитном проводящем и изолирующем слоях, формирование второго проводящего слоя, проведение фотолитографии с травлением второго проводящего и защитного проводящего слоев, после формирования защитного проводящего слоя проводят дополнительно фотолитографию со вскрытием окон в защитном проводящем слое вне областей вскрытия окон в защитном проводящем и изолирующем слоях. Таким образом, второй проводящий слой формируется не только на защитном проводящем слое и на полупроводниковом слое (во вскрытых контактных окнах), а и на тонком изолирующем слое во вскрытых во время дополнительной фотолитографии окнах. Введение дополнительной операции позволит обеспечить гарантированно надежное соединение элементов металлической разводки с изолирующим слоем за счет хорошей адгезии второго проводящего слоя (например А или А-) к диэлектрику во вскрытых при проведении дополнительной фотолитографии окнах, исключив тем самым вероятность возможного отслаивания или смещения элементов металлической разводки при применении в качестве материала защитного проводящего слоя тугоплавкого металла (например, Мо). На фиг. 1 изображен фрагмент структуры интегральной схемы, сформированной последовательностью операций способа. На фиг. 2 - вид сверху фрагмента структуры интегральной схемы. Физическая сущность способа состоит в следующем. На полупроводниковой подложке 1 формируют легированные области 2, 3 с требуемым типом проводимости, концентрацией и глубиной, расположенные в соответствии с требованиями топологии интегральной схемы. После удаления маскирующих покрытий и проведения химической обработки формируют тонкий изолирующий слой 4. Затем формируют защитный проводящий слой тугоплавкого металла 5. После этого проводят фотолитографию со вскрытием окон 6 в защитном проводящем слое. 3700 1 Далее проводят фотолитографическое вскрытие контактных окон 7 к полупроводниковому слою, причем через одну фотомаску травят защитный и изолирующий слои. Затем формируют второй проводящий слой 8. После этого проводят фотолитографию с травлением через одну фотомаску второго проводящего и защитного слоев для формирования и коммутации элементов схемы (например, МОП - транзисторы, диоды, конденсаторы, резисторы). Вскрытие окон 6, в которых второй проводящий слой контактирует с изолирующим слоем, обеспечивает надежное сцепление второго проводящего слоя 8 с изолирующим слоем 4, что особенно важно для изолированных металлических дорожек большой длины и площадок под сборку. Пример конкретного выполнения. После проведения химической обработки кремниевой подложки -типа проводимости в перекисноазотном и перекисно-аммиачном растворах формировали слой окиси кремния толщиной 0,2 мкм путем термического окисления при 1000 С в атмосфере увлажненного кислорода в течении 30 мин. Через фоторезистивную маску проводили ионное внедрение бора в область кармана с энергией 80 кЭВ дозой 0,4 мк Кл./см 2. После размерного травления окисла, удаления фоторезистивной маски и химической обработки в перекисно-аммиачном растворе осуществляли разгонку внедренной примеси при 1200 С в кислороде в течение 90 мин и затем в азоте в течение 450 мин. Затем проводили фотолитографию со вскрытием областей под диффузию бора. После удаления фотомаски и химобработки в перекисно-аммиачном растворе проводили диффузию бора из твердых источников, содержащих окись бора, при 1000 С в атмосфере азота в течении 10 мин. Затем проводили удаление боросиликатного стекла в растворе фтористо-водородной кислоты, химобработку в перекисно-аммиачном растворе и окисление в увлажненном кислороде при 1000 С в течение 40 мин. После этого проводили фотолитографию со вскрытием областей под диффузию фосфора. После удаления фотомаски и химобработки в перекисно-аммиачном растворе проводили диффузию фосфора из твердых источников, содержащих метафосфат алюминия, при 990 С в атмосфере азота в течение 17 мин. Затем проводили удаление окиси кремния в растворе фтористо-водородной кислоты, химобработку в перекисно-азотном и перекисно-аммиачном растворах и формировали тонкий изолирующий слой (подзатворный диэлектрик) термическим окислением в атмосфере кислорода при 1000 С в течение 110 мин. Толщина диэлектрика 0,07 мкм. После этого формировали защитный проводящий слой - напыляли слой молибдена толщиной 0,1 мкм магнетронным способом. Далее проводили фотолитографию со вскрытием окон в слое молибдена, а затем - фотолитографию, формирующую контактные окна к полупроводниковому слою с травлением защитного и изолирующего слоев (молибдена и окиси кремния) методом химического травления. Затем напыляли слой алюминия с кремнием (1 ) толщиной 1,1 мкм магнетронным способом. После этого проводили фотолитографию с химическим травлением в одном процессе А и Мо. Затем формировали пассивирующий окисел плазмохимическим осаждением 2 толщиной 0,65 мкм, проводили термическую обработку в аргоне при 430 С в течение 30 мин и вскрывали с помощью фотолитографии площадки под сборку. Таким образом, предлагаемый способ позволяет обеспечить высокую технологичность процесса изготовления полупроводниковых интегральных схем, а также повысить надежность самих интегральных схем. Государственный патентный комитет Республики Беларусь. 220072, г. Минск, проспект Ф. Скорины, 66.