DE2312413A1 - Verfahren zur herstellung von matrixkreisen mit in serie geschalteten gattern - Google Patents

Verfahren zur herstellung von matrixkreisen mit in serie geschalteten gattern

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Description

PATENTANWALTSBÜRO TlEDTKE - BüHLING - KlNNE
TEL. (0611) 539653-56 TELEX: 524845 tip«t CABLE ADDRESS: Germaniapetent München *·) O -1 ο / λ *\
8000 München 2
Bavariaring4 13. März 1973 Postfach 202403
Matsushita Electronics Corporation Osaka (Japan)
Verfahren zur Herstellung von Matrixkreisen mit in Serie geschalteten Gattern
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Matrixkreisen mit in Serie geschalteten Gattern in integrierten Schaltkreisen von großen Ausmaßen mit Hilfe einer Selbsteinstellmethode.
Die Erfindung wird im folgenden anhand der Abbildungen erläutert.
Fig. 1 zeigt im Schnitt einen MOS-Feldeffekttransistor in einem üblichen integrierten Schaltkreis von großen Ausmaßen, der mit Hilfe der Selbsteinstellmethode hergestellt worden ist.
Fig. 2a und 2b zeigen einen vergrößerten Teil eines integrierten Schaltkreises großen Ausmaßes, der mit Hilfe eines üblichen Verfahrens hergestellt wurde, in Aufsicht beziehungsweise im Schnitt.
Fig, 2c zeigt den Schaltkreisaufbau der Fig. 2b in Form eines Schaltplans.
Fig. 3 stellt die Verbindung von zwei Bereichen eines MOS-Feldeffekttransistors nach der vorliegenden Erfindung dar.
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Fig. 4a und ifb zeigen in Aufsicht und im Schnitt aussGhnittweise einen Matrixkreis mit in Serie geschalteten Gattern.
Die Grundeinheit in einem integrierten Schaltkreis großen Ausmaßes in Form eines Feldeffekttransistors vom MOS-Tyρ weist, wie Fig. 1 zeigt, eine Gatteroxidschicht 2 auf, die auf einer Siliziumplatte 1 gebildet ist, die einen bestimmten Leitfähigkeitstyp aufweist. Auf·der Gatteroxidschicht 2 befindet sich eine Gatterelektrodenschicht 3· Zu beiden Seiten dieses Gatterbereichs|befinden sich ein Abzugselektrodenbereich 4 und ein Quellelektrodenbereich 5, die beide einen Leitfähigkeitstyp aufweisen, der zu demjenigen der Siliziumplatte 1 entgegengesetzt ist. Über den Abzugs- und Quellelektrodenbereichen ist eine Siliziumdioxidschicht 6, die während des Eindiffundiereris eines Dotierungsmaterials zur Bildung der Abzugs- und Quellelektrodenbereiche gebildet worden ist.
Im Rahmen dieser Selbsteinstellmethode werden zur Herstellung' der Gatterelektroden polykristallines Silizium oder Molybdän verwendet, da ein Material mit einem niedrigen Schmelzpunkt wie Aluminium hierfür nicht verwendet werden kann.
Bei der Herstellung dient die Gatterelektrode als Maske gegen Verunreinigungen während der Bildung eines Abzugs- oder Quellelektrodenbereichs durch Diffusion, wobei diese Maskenwirkung gleichzeitig zur Bildung der in Fig. 1 gezeigten Abzugsund Quellelektrodenbereiche führt.
Fig. 2a und 2b zeigen einen vergrößerten Teil einer üblichen Ausführung eines integrierten Schaltkreises von großem Ausmaß, der mit Hilfe der oben beschriebenen Selbsteinstellmethode hergestellt wurde, wobei eine Aufsicht dieses Teils in Fig. 2a gezeigt ist, während in Fig. 2b ein Schnitt längs der
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Linie A-A von Fig. 2a dargestellt ist, der den Aufbau des Schaltkreises veranschaulicht.
Gemäß Fig. 2a werden Gatterelektroden 7,8, 9 und 1o beispielsweise aus Molybdän als Masken zur Bildung einer Vielzahl von Diffusionsbereichen 11 bis 15 benutzt, die einen Leitfähigkeitstyp aufweisen, der zu demjenigen der Siliziumplatte 1 entgegengesetzt ist. An jedem Gatterelektrodenschichtteil, zu dessen beiden Seiten sich die Diffusionsbereiche erstrecken, wird ein MOS-Feldeffekttransistor gebildet, wie in Fig. 2a bei 16 angedeutet ist.
Um den Aufbau des Feldeffekttransistors vom MOS-Typ, der auf diese Weise hergestellt wird, noch deutlicher zu zeigen, stellt Fig. 2b einen Schnitt längs der Linie A-A von Fig. 2a dar, woraus hervorgeht, daß der einzelne Diffusionsbereich für verschiedene MOS-Feldeffekttransistoren sowohl einen Abzugs- wie auch einen Quellelektrodenbereich liefert. Während der Bildung der Diffusionsbereiche bildet sich eine Siliziumdioxidschicht 6 auf der gesamten Oberfläche der Siliziumplatte 1 aus.
Die in dieser Weise erfolgende Bildung der Diffusionsbereiche führt an den in Fig. 2b gezeigten Stellen zur Ausbildung von MOS-FeIdeffekttransistoren 21 bis 2if, deren Abzugs- und Quellelektrodenbereiche, wie in Fig. 2c gezeigt ist, miteinander verbunden sind.
Bei den auf diese Weise hergestellten MOS-Feldeffekttransistoren, deren Schaltung in Fig. 2c dargestellt ist, sind die Abzugelektroden-Quellelektroden-Kreise notwendigerweise in Kaskade geschaltet, so daß es unmöglich ist, bei dieser Anordnung einen gewünschten Matrixschaltkreis herzustellen.
Wenn es beispielsweise erforderlich ist, die Abzugselektrode
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mit der Quellelektrode des MOS-Feldeffekttransistors 22 kurzzuschließen, wie in Fig. 2c durch die gestrichelte Linie- dargestellt ist, damit der MOS-Feldeffekttransistor Z2. seine .Funktion nicht mehr ausüben kann, muß ein Metallstreiejfn, dessen eines Ende mit dem Quellelektrodenbereich und dessen anderes Ende mit dem-Abzugselektrodenbereich in οhmschem Kontakt steht, auf der Siliziumplatte 1 so angebracht werden, daß er die Gatterelektrode kreuzt.
Das Verbindungsmittel in Form des Metallstreifens zur Herstellung epa.es bestimmten Matrixkreises bedeckt notwendigerweise einen Teil der Oberfläche der Siliziumplatte 1. Dies führt jedoch zu dem Nachteil, daß der Vergrößerung des Integrationsgrades von integrierten1 Schaltungen von großen Ausmaßen entgegengewirkt wird.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Verfahren zur Herstellung von Matrixschaltkreisen unter voller Ausnutzung der Selbsteinstellmethode zu finden, durch das die genannten Nachteile vermieden werden.
Dies geschieht erfindungsgemäß dadurch, daß die erforderliche Verbindung zwischen zwei Bereichen des entsprechenden MOS-Feldeffekttransistors eines Matrixschaltkreises durch einen Diffusionsbereich gebildet wird, der auf der Siliziumplatte vor der Anbringung der Gatterelektrodenbereiche infolge Diffusion gebildet wird.
Hierdurch wird bewirkt, daß .die Nachteile hinsichtlcih des Integrationsgrades.aufgrund des Verbindungsmittels auf der Siliziumplatte vermieden- werden kann, da die Verbindung zwischen zwei Bereichen eines bestimmten MÖS-Feldeffekttransistörs in der Siliziumplatte vorgenommen .wird*
Das erfindungsgemäße Verfahren wird im folgenden anhand der Fig., 3,; fyä und 4ΐ> erläutert.
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Fig. 3 zeigt die Verbindung von zwei Bereichen eines MOS-FeIdeffekttransistors, nämlich dem Abzugselektrodenbereich 4 und dem Quellelektrodenbereich 5 durch einen Diffusionsbereich 26, der sich unmittelbar unter dem Gatterelektrodenbereich befindet. Dieser Diffusionsbereich 26 entsteht.durch Eindiffundieren in bestimmten Bereichen vor der Bildung einer Gatteroxidschicht 2 und einer Gatterelektrodenschicht 3· Während des Ktzvorgangs, der dazu dient, nur die Gatterelektrodenschicht auf der Siliziumplatte 1 zu belassen, ist die Breite der Gatterelektrodenschicht so zu bemessen, daß dann, wenn der nachfolgende Diffusionsvorgang zur Bildung der Abzugsund Quellelektrodenbereiche 4 bzw. 5 beendet ist, die auf diese Weise eindiffundierteη Abzugs- und Quellelektrodenbereiche i)- und 5 in der Siliziumplatte 1 mit Hilfe des Diffusionsbereichs 26 verbunden und somit kurzgeschlossen werden können.
Fig. l±a zeigt schematisch das Verfahren zur Herstellung von Matrixkreisen nach der Erfindung. Hierbei werden zunächst Diffusionsbereiche 27, 28 und 29 durch Diffusion erzeugt, wonach in einem Diffusionsvorgang die Abzugs- und Quellelektrodenbereiche sowie die Gatterelektrodenschichten gebildet
bei
werden, was wie dem üblichen Diffusionsvorgang vor sich geht. Danach wird durch jede der Gatterelektrodenschichten und die Diffusionsbereiche, die auf beiden Seiten der Gatterelektrodenschicht erzeugt wurden, ein MOS-Feldeffekttransistor gebildet. Jedoch sind an den Stellen 27, 28 und 29, wo die vorbereitenden Diffusionsbereiche gebildet worden waren, die Diffusionsbereiche, die auf beiden Seiten der Gatterelektrodenschicht erzeugt wurden, durch den vorbereitenden Diffusionsbereich verbunden, so daß an diesen Stellen kein MOS-Feldeffekttransistor entsteht.
Fig. /fb zeigt einen Schnitt längs der Linie B-B von Fig. ifa, um.den Aufbau dieses Kreises noch weiter zu verdeutlichen.
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Die unter einer Gatterelektrode 9 gebildeten Diffusionsbereiche 13 und 1if werden durch den vorbereitenden Diffusionsbereich 28 miteinander verbunden, so daß hier kein Transistor gebildet wird.
Durch die Bildung der erforderlichen.Anzahl von Diffusionsbereichen 27, 28 und 29 an vorbestimmten Stellen auf einer Siliziumplatte in Bezug auf einen herzustellenden Schaltkreis kann daher mit dem erfindungsgemaßen Verfahren jeder gewünschte Matrixschaltkrexs mit in Serie geschalteten Gattern im Rahmen der Selbsteinstellmethode hergestellt werden.
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Claims (3)

  1. Patentansprüche
    j 1.)Verfahren zur Herstellung von Matrixkreisen mit in Serie geschalteten Gattern, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein vorbereitender Diffusionsbereich in.einer Siliziumplatte mit einem bestimmten Leitfähigkeitstyp erzeugt wird, wobei dieser Diffusionsbereich einen Leitfähigkeitstyp aufweist, der zu demjenigen der Siliziumplatte entgegengesetzt ist, eine Gatteroxidschicht und eine Gatterelektrodenschicht auf der Siliziumplatte gebildet und zur Erzeugung einer Vielzahl von Gatterelektrodenbereichstreifen geätzt wird, wobei jeder dieser Gattereiektrodenbereichstreifen mit einem Teil auf dem vorbereitenden Diffusionsbereich angeordnet ist, und auf beiden Seiten jedes der Gatterelektrodenbereichstreifen eine Vielzahl von Diffusionsbereichen gebildet werden, die als Abzugs- und Quellelektrodenbereich eines MOS-FeIdeffekttransistors wirken, wobei die Abzugs- und Quellelektrodenbereiche von bestimmten ausgewählten MOS-Feldeffekttransistoren durch den vorbereitenden Diffusionsbereich kurzgeschlossen werden.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gatterelektrodenschichten aus Molybdän hergestellt werden.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gatterelektrodenschichten aus Polysilizium oder polykristallinem Silizium hergestellt werden.
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