Brevet FR2587837A1 — publié le 19870327

La présente invention concerne la production de transistors au silicium, destinés en particulier à la réali- sation de circuits intégrés. On utilise, dans divers procédés de production de transistors, par exemple durant la fabrication des disposi- tifs émetteurs à silicium polycristallin("polysilicium"), de minces oxydes dont l'épaisseur se situe entre 1 et 3 nm. On a utilisé de telles couches minces d'oxyde de silicium pour modifier le comportement électrique du dispositif, et l'on supposait qu'elles empêchaient une injection de retour des trous (électrons) de la base dans l'émetteur dans un dispositif de type NPN (ou PNP), en améliorant ainsi le ren- dement de l'émetteur et, donc, le gain. La Demanderesse étu- die et continue la mise au point d'un procédé pour faire croître de telles couches, ce procédé comprenant le chauf- fage par impulsions du semi-conducteur en atmosphère oxydante jusqu'à une température de crête excédant 500 C. La présente invention a pour objet une extension de l'utilité d'une telle couche d'oxyde. L'invention propose en effet un procédé pour fabri- quer un transistor, qui comprend l'application d'une couche d'oxyde interfacial sur une région de base monocristalline du transistor, le dépôt d'une région de silicium polycris- tallin sur la région d'oxyde interfacial, le dopage de cette région avec, par exemple, de l'arsenic ou du phosphore, pour former une région d'émetteur extrinsèque, la région de l'oxyde jouant le rôle d'une barrière entre la région mono- cristalline et le silicium polycristallin en vue d'éviter une diffusion excessive du dope de l'émetteur dans la région monocristalline pendant un début de chauffage à basse tempé- rature, puis l'application au transistor d'un traitement thermique durant une courte période, la température supé- rieure utilisée dans ce traitement thermique et sa durée étant destinées à éliminer quasi totalement la région inter- faciale. Un exemple d'un procédé selon l'invention sera maintenant décrit, à titre illustratif et nullement limita- tif, en référence au dessin d'accompagnement dont la figure unique est une représentation schématique, et qui n'est d'ailleurs pas à l'échelle, d'un transistor fabriqué par un tel procédé, à une étape intermédiaire dans ce procédé. On peut voir sur la figure unique du dessin une région de base 1 de type p, dans laquelle sont formées des régions p+ 2, 3, une de chaque côté d'une région d'émetteur 4 polycristallin. Sur la région de base, il y a une mince couche 5 d'oxyde interfacial dont l'épaisseur est de l'ordre de 1 à 3 nm. La région n + 6 de silicium polycristallin, qui est dessinée sur le dispositif après l'implantation, sert à aligner les régions p + 2/3. Cette région 6 est dopée avec, par exemple, de l'arsenic ou du phosphore. Sous la région 5 d'oxyde, il y a une mince région 4 d'émetteur mono- cristallin, qui est formée par diffusion du dope émetteur du silicium polycristallin à travers la couche d'oxyde 5. Les autres zones hachurées, 7, 8, 9, sont des contacts avec le dispositif. Au cours du procédé de fabrication, on produit le film d'oxyde 5 recouvrant la région de base monocristalline _l, et l'on forme ensuite sur le film d'oxyde la région d'émetteur cristallin 6. C'est après cela que la région 6 est dopée, comme mentionné ci-dessus. Puis on provoque une pénétration, par chauffage à température relativement basse, ce qui forme la mince région 4 d'émetteur monocris- tallin. Le film d'oxyde 5 retarde la diffusion du dope émetteur, en maintenant ainsi peu profonde la région 4. Une fois atteint le stade représenté sur la figure unique, on effectue une opération supplémentaire pour-rendre la couche d'oxyde inefficacepuisqu'elle n'est plus néces- saire. Pour y parvenir, on utilise un traitement thermique à 1100 C, qui dure typiquement un petit nombre de secondes, ce qui garantit une rupture complète du film. On voit ainsi que le film est utilisé seulement pendant l'étape de début de fabrication, quand le film empoche une diffusion excessive du dope émetteur qui, par- tant de la région d'émetteur en silicium polycristallins, tendrait à pénétrer profondément dans la région monocris- talline. Ce dope émetteur est implanté et est ensuite poussé à pénétrer à 900 C, et il se distribue rapidement dans tout le silicium polycristallin, mais sa diffusion est retardée par la mince couche d'oxyde, laquelle est intacte à une telle température. Cela permet un réglage précis de la diffusion du dope émetteur dans la région monocristalline très peu profonde. Cela est souhaitable pour garantir que le disposi- tif présente un comportement satisfaisant. Puisque le film est délibérément détruit avant encapsulation du dispositif final, il se produit moins de variation du gain ou d'autres propriétés du dispositif que dans le cas de procédés dans lesquels l'oxyde reste intact. La séquence opératoire à l'étape interfaciale com- mence avec l'oxydation de la ou des portes, après quoi on effectue une étape d'éclairage pour délimiter la région du substrat semi-conducteur dans laquelle des transistors sont à former. Puis l'on forme la région de base par implantation d'ions, après quoi on enlève le masque utilisé dans l'étape d'éclairage. Cela est suivi d'une étape de photolithographie pour délimiter les régions dans lesquelles des oxydes inter- faciaux sont à produire. Puis l'on effectue l'attaque de gravure des oxydes, ce qui est suivi d'un autre enlèvement de masque. Cela est suivi du traitement thermique, tel que mentionné ci-dessus, pour produire l'oxyde interfacial, après quoi on effectue le dépôt de silicium polycristallin. REVENDICATIONS 1. Procédé pour fabriquer un transistor, caracté- risé en ce qu'il comporte les étapes consistant à appliquer une couche d'oxyde interfacial à une région de base mono- cristalline du transistor, à déposer une région de silicium polycristallin au-dessus de la région d'oxyde interfacial pour former une région d'émetteur extrinsèque, à doper celle-ci avec, par exemple, de l'arsenic ou du phosphore, la région de l'oxyde jouant le rôle d'une barrière entre la région monocristalline et le silicium polycristallin pour empêcher une diffusion excessive du dope émetteur et sa péné- tration dans la région monocristalline au cours d'un début de chauffage à basse température, et à appliquer ensuite un traitement thermique au transistor pendant une courte période, la température supérieure utilisée dans ce traite- ment thermique et sa durée étant réglées de manière à éli- miner quasi-totalement la région interfaciale. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dope pour la région de l'émetteur polycristal- lin est introduit dans ladite région par début de chauffage à une température de l'ordre de 900 C, et en ce que l'on applique ledit traitement thermique, afin d'éliminer la région de l'oxyde interfacial, par chauffage à 1100 C pendant une période relativement brève. 3. Transistor obtenu par le procédé selon la reven- dication 2.