Способ изготовления полупроводникового прибора
Владельцы патента RU 2302055:
Кабардино-Балкарский государственный университет им. Х.М. Бербекова (RU)
Использование: в технологии производства полупроводниковых приборов. Технологический результат изобретения - повышение подвижности и снижение плотности дефектов в полупроводниковых приборах, обеспечивающее технологичность, улучшение параметров, повышение надежности и увеличение процента выхода годных. Сущность изобретения: на кремниевой полупроводниковой подложке формируют двухслойную диэлектрическую систему из пленок диоксида кремния толщиной (0,05-0,09) мкм и нитрида кремния толщиной (0,04-0,08) мкм. 1 табл.
Изобретение относится к области технологии производства полупроводниковых приборов, в частности к технологии изготовления транзисторов со структурой кремний-на-изоляторе.
Известен способ изготовления полупроводникового прибора [1] путем формирования тонкой кремниевой полупроводниковой пленки на поверхности изолирующей подложки. В таких полупроводниковых приборах из-за рассогласования кристаллических решеток кремния и сапфира образуются дефекты, которые ухудшают параметры полупроводниковых приборов.
Известен способ изготовления полупроводникового прибора [2] путем формирования термической пленки диоксида кремния на кремниевой подложке, с последующим осаждением слоя поликремния для создания транзисторов со структурой кремний-на-изоляторе.
Недостатками этого способа являются:
- повышенная плотность дефектов в полупроводниковых структурах;
- образование механических напряжений;
- сложность технологического процесса.
Целью изобретения является снижение плотности дефектов и повышение подвижности в полупроводниковых приборах, обеспечивающее технологичность, улучшение параметров, повышение надежности и увеличение процента выхода годных.
Поставленная цель достигается путем формирования на кремниевой полупроводниковой подложке двухслойной диэлектрической системы из пленок диоксида кремния толщиной (0,05-0,09) мкм и нитрида кремния толщиной (0,04-0,08) мкм.
Формирование слоя нитрида кремния поверх слоя диоксида кремния снижает механические напряжения и величину встроенного заряда на границе раздела кремний - диэлектрик полупроводниковой структуры, уменьшаются дефекты, обуславливая улучшение параметров полупроводниковых приборов за счет снижения центров рекомбинации.
Отличительными признаками способа являются формирование двухслойной диэлектрической системы из пленок диоксида кремния и нитрида кремния на кремниевой полупроводниковой подложке.
Технология способа состоит в следующем: на кремниевой полупроводниковой подложке формируют двухслойную диэлектрическую систему из пленок диоксида кремния толщиной (0,05-0,09) мкм и нитрида кремния толщиной (0,04-0,08) мкм, а затем наносят пленку кремния, на которой создают полупроводниковый прибор по стандартной технологии.
По предлагаемому способу были изготовлены и исследованы полупроводниковые приборы. Результаты измерений параметров представлены в таблице 1.
| Таблица 1. | |||
| Параметры приборов, изготовленных по стандартной технологии | Параметры приборов, изготовленных по предлагаемой технологии | ||
| Подвижность c2/B.c | Плотность дефектов, см-2 | Подвижность см2/В.с | Плотность дефектов, см-2 |
| 520 | 4,5·103 | 780 | 6,8·101 |
| 505 | 4,8·103 | 760 | 7,0·101 |
| 518 | 4,5·103 | 785 | 6,7·101 |
| 500 | 5,0·103 | 750 | 6,0·101 |
| 535 | 4,2·103 | 795 | 5,5·101 |
| 511 | 4,6·103 | 772 | 6,2·101 |
| 550 | 4,0·103 | 800 | 5,2·101 |
| 528 | 4,4·103 | 784 | 3,8·101 |
| 548 | 4,0·103 | 797 | 4,3·101 |
| 559 | 3,8·103 | 810 | 5,5·101 |
| 562 | 3,4·103 | 810 | 4,2·101 |
| 546 | 4,0·103 | 793 | 3,9·101 |
| 516 | 4,5·103 | 785 | 4,8·101 |
| 554 | 3,5·103 | 810 | 4,2·101 |
| 573 | 3,0·103 | 853 | 4,0·101 |
Экспериментальные исследования показали, что выход годных полупроводниковых структур на партии пластин, сформированных в оптимальном режиме, увеличился на 22%.
Из анализа полученных данных следует, что способ позволяет, используя разработанную технологию, включающую формирование двухслойной диэлектрической системы из пленок диоксида кремния толщиной (0,05-0,09) мкм и нитрида кремния толщиной (0,04-0,08) мкм на кремниевую подложку:
- снизить плотность дефектов в полупроводниковых структурах;
- повысить подвижность носителей;
- обеспечить высокую технологичность процесса изготовления полупроводникового прибора;
- улучшить параметры полупроводникового прибора;
- повысить процент выхода годных.
Стабильность параметров во всем эксплуатационном интервале температур была нормальной и соответствовала требованиям.
Предложенный способ изготовления полупроводникового прибора путем формирования двухслойной диэлектрической системы из пленок диоксида кремния толщиной (0,05-0,09) мкм и нитрида кремния толщиной (0,04-0,08) мкм на кремниевую подложку позволяет повысить процент выхода годных приборов и улучшить их надежность.
Источники информации
1. Заявка 1291445 Япония, МКИ H01L 21/82.
2. Патент №4889829 США, МКИ H01L 21/76.
Способ изготовления полупроводникового прибора, включающий формирование тонкой полупроводниковой пленки на изолирующем диэлектрике, расположенном на поверхности полупроводниковой подложки, отличающийся тем, что на кремниевой полупроводниковой подложке формируют двухслойную диэлектрическую систему из пленок диоксида кремния толщиной (0,05-0,09) мкм и нитрида кремния толщиной (0,04-0,08) мкм, а затем наносят пленку кремния, на которой создают полупроводниковый прибор по стандартной технологии.
