钼栅自对准MOS场效应晶体管及其制作工艺程序

由于钼的电导率比较高，可以用来形成绝缘栅极场效应晶体管的栅电极。不过，它不像铝那样能够在磷或硼向硅内扩散掺杂时的温度便可熔解，钼是难熔金属，熔点近似等于2600°C，而且对这两种掺杂剂都是有效的扩散掩模。由于钼具有这些性质，钼栅极可以当作扩散势垒用以确定MOS场效应晶体管的源区和漏区的位置，对于这些区就形成了能够自动对准的栅电极。

自对准钼栅MOS场效应晶体管结构制作工艺过程的各步细节如图7.9所示。制作n沟道器件时，首先在p型硅晶片表面生长二氧化硅薄绝缘层。接着在二氧化硅上淀积钼层，再涂复光致抗蚀剂。使光致抗蚀剂曝光，显影，用铁氰化钾腐蚀钼得到所需的模式。然后，在整个薄晶片上淀积磷掺杂玻璃，随后再将薄晶片放在高温环境中，磷通过热生长薄氧化物扩散进入硅内形成漏区和源区。钼栅作用如同扩散势垒，沟道区没有掺杂。最后，局部地腐蚀磷玻璃层得到接触窗口。在薄晶片表面上蒸发一层铝，然后应用标准的光致抗蚀技术，腐蚀得到规定的电极金属化图形。完成的自对准结构如图7.9d所示，其特点是极间重迭极小，因此寄生电容也非常小。实际上栅电极与漏区和源区稍有重迭，因为扩散时要引起结的横向扩展。钼栅MOS场效应晶体管由横向扩散效应引起的栅-漏和栅-源重迭的典型值相当于漏-源区的结深，一般约为1微米。而采用普通工艺制作的器件，其栅-漏和栅-源重迭通常约为4微米。由于钼栅MOS场效应晶体管内，栅电极是与沟道区自动对准的，无需任何严格的对准步骤，就可以构成窄栅器件；所以制作方法大为简化。使用n型硅衬底和采用硼掺杂玻璃作为扩散源，通过与上述同样的方法，即可制成p沟道佣栅MOS场效应晶体管。同样，适当修改前面讨论的一些工序，就能够制作自对准钼栅集成电路^24，25。在这方面通常采用的工艺技术与制造建栅集成电路结构所采用的十分相似。

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