Патент ссср 409631

 

< 11 40 9631, ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Сома C04BTCKNX

Социалистических

Республик (6i) Зависимое от авт. свидетельства (22) Заявлено 10.02.72 (21) 1746805, 26-25 с присоединением заявки ¹ (32) Приоритет

Опубликовано 05.09.74. Бюллетень № 33

Дата опубликования описания 11.05.75 (51) М. Кл. Н 01l 7/60

Н 011 11/14

Государственный комитет

Совета Министров СССР лв делам изобретений и открытий (53) УДК 621.382(088.8) (72) Авторы изобретения

1О. С. Акимов, Л. А. Логунов и А. Д. Цырлин (71) Заявитель (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПРИБОРОВ

С ЗАРЯДОВОИ СВЯЗЬ1О

Изобретение относится к технологии изготовления полупроводниковых приборов с зарядовой связью (ПЗС) и интегральных схем на их основе.

Необходимым условием эффективной работы ПЗС являются малые расстояния между сдвигающими металлическими электродами, реализация которых связана с большими технологическими трудностями.

В настоящее время наиболее распространен способ изготовления ПЗС путем нанесения металлического слоя на поверхность диэлектрика, выращенного на полупроводнике, с последующим созданием методом фотолитографии изолированных металлических электродов, разделенных узкими зазорами. При использовании метода фотолитографии ширина зазора практически не может быть менее 1 — 2 мкм.

Однако при таком способе изготовления приборов проведение процесса прецизионной фотолитографии требует применения дорогостоящих фотошаблонов и оптико-механического оборудования. Кроме того, для эффективной работы ПЗС с растоянием между электродами, исчисляемыми микронами, к качеству поверхности диэлектрика и границы раздела диэлектрик — полупроводник должны предъявляться очень высокие требования, невыполнение которых приводит к тому, что имеющийся в зазоре заряд, связанный с поверхностными дефектами, полностью экранируют один электрод от другого.

Другие, известные способы изготовления структур с малыми размерами элементов, например электронно-лучевая технология, неприемлемы для изготовления ПЗС, так как вносят при обработке значительное число дефектов на границу раздела диэлектрика — полупроводник.

Цель изобретения — улучшение параметров приборов (повышение эффективности передачи заряда и тактовых частот, понижение их питающих напряжений и использование двухфазного тактового питания вместо трехфазно15 го), исключение из технологического процесса дорогостоящих операций изготовления прецизионных фотошаблонов и дефицитного высокоточного оптико-механического оборудования, снижение требований к качеству поверх2р ности раздела диэлектрик — полупроводник и, таким образом, упрощение технологического процесса подготовки поверхностей и снижение трудоемкости изготовления приборов.

Это достигается путем формирования суб25 микронных зазоров между электродами непосредственно в процессе вакуумного напыления слоя металла, образующего электроды, на поверхность диэлектрика с предварительно созданным в нем ступенчатым рельефом, причем

30 направление напыления образует острый угол

Предмет изобретения

Составитель О. Федюхина

Техред В. Рыбакова

Редактор И. Грузова

Корректор Л, Котова

Заказ 1113/2 Изд. М 494 Тираж 760 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2 с его проекцией на поверхности диэлектрика и прямой — с образующей ступени.

Придание электродам необходимой внешней конфигурации, а также коммутацию их по нужной схеме осуществляют обычным методом фотолитографии.

На поверхность полупроводника наносят известными способами тонкий слой (0,2—

0,4 мкм) диэлектрика. Затем с помощью процесса фотолитографии вытравливают в слое диэлектрика параллельные канавки на глубину, составляющую приблизительно половину его толщины. Ширина канавок и расстояние между ними определяются шириной сдвигающих электродов, Слой металла, образующий электроды, напыляют в вакууме под острым углом р (10 — 30 ) к поверхности диэлектрика, причем направление потока атомов распыляемого металла перпендикулярно к образующей ступенек в слое диэлектрика, а толщина напыленного слоя не превышает высоту последних.

При напылении металл наносят лишь на поверхности, образующие положительные углы с направлением напыления, а именно, на внешнюю поверхность рельефа, передние склоны канавок и примыкающие к ним участки оснований последних. Задние склоны канавок, образующие с направлением напыления отрицательный угол, и экранируемые ими участки оснований канавок, остаются непокрытыми металлом, в результате чего между электродами образуются зазоры субмикронных размеров, величина которых определяется высотой ступенек и углом напыления.

5 Предлагаемый способ изготовления ПЗС был апробирован. На пластине кварца. был выращен методом пиролитического разложения тетраэтоксисилана при 700 С слой окисла кремния толщиной 03 мкм, в котором с по10 мощью процесса фотолитографии были протравлены параллельные канавки на глубину

О,1 мкм. Ширина канавок и расстояние между канавками составляли 15 мкм. После напыления в вакууме слоя алюминия толщиной

15 0,08 мкм (процесс напыления осуществлялся под углом 15 к поверхности пластины) были получены сплошные алюминиевые площадки шириной 30 мкм, разделенные четкими зазорами шириной 0,3 — 0,4 мкм.

Способ изготовления приборов с зарядовой связью, включающий создание на поверхности

25 кремниевой пластины ступенчатого рельефа диэлектрика и нанесение металлических затворных электродов, отличающийся тем, что, с целью улучшения параметров приборов и упрощения технологического процесса, меЗ0 талл напыляют в вакууме под углом 10 — 30 к поверхности пластины.