Способ изготовления полупроводникового прибора


 


Владельцы патента RU 2431904:

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Кабардино-Балкарский государственный университет им. Х.М. Бербекова (RU)

Использование: в технологии производства полупроводниковых приборов. Технический результат изобретения - снижение плотности дефектов, снижение токов утечек, обеспечивающее технологичность, улучшение параметров, повышение надежности и увеличение процента выхода годных приборов. Сущность изобретения: в способе изготовления полупроводникового прибора, включающем процесс формирования скрытого изолирующего слоя диоксида кремния в полупроводниковой кремниевой подложке, полупроводниковую структуру после формирования скрытого изолирующего слоя обрабатывают ионами фтора дозой (4-6)·1013-2 с энергией 80-100 кэВ с последующим термическим отжигом при температуре 800-1100°С в течение 30-60 сек.

 

Изобретение относится к области технологии производства полупроводниковых приборов, в частности к технологии изготовления транзисторов - кремний на изоляторе с высокой радиационной стойкостью.

Известен способ изготовления полупроводникового прибора с улучшенной радиационной стойкостью [Заявка 225036, Япония, МКИ H01L 21/336] путем имплантации подложки кремния p-типа проводимости с последующим осаждением на ней слоя поликристаллического кремния, легированного фосфором, и проведения имплантации ионов мышьяка в области стока и истока и создания диэлектрической изоляции. Полупроводниковые приборы, изготовленные таким способом, имеют значительные по площади области, которые ухудшают электрические характеристики и параметры полупроводниковых приборов.

Известен способ изготовления радиационно-стойкого полупроводникового прибора [Заявка 2667442, Франция, МКИ H01L 23/552] путем наращивания эпитаксиального слаболегированного активного слоя на поверхности сильнолегированной полупроводниковой подложки p- или n-типа проводимости, на которой затем имплантируются ионы кислорода для формирования скрытого изолирующего слоя диоксида кремния, устраняя влияние радиационно-индуцированных зарядов на характеристики активного слоя прибора.

Недостатками этого способа являются:

- появление избыточных токов утечки;

- нарушение структуры эпитаксиального слоя;

- плохая технологическая воспроизводимость.

Задача, решаемая изобретением - повышение радиационной стойкости в полупроводниковых приборах, обеспечивающее технологичность, улучшение параметров, повышение надежности и увеличение процента выхода годных приборов.

Задача решается тем, что после формирования скрытого изолирующего слоя диоксида кремния полупроводниковую структуру обрабатывают ионами фтора дозой (4-6)·1013-2 с энергией 80-100 кэВ с последующим проведением термического отжига при температуре 800-1100°C в течение 30-60 сек.

Технология способа состоит в следующем: в исходные пластины кремния формируют изолирующий слой диоксида кремния имплантацией ионов кислорода при энергии 180÷200 кэВ с интегральной дозой 1,8·1018см-2. Затем полупроводниковые структуры обрабатывают ионами фтора дозой (4-6)·1013см-2 с энергией 80-100 кэВ так, чтобы максимум концентрации в окисле находился на границе раздела - верхний слой кремния - скрытый диоксид кремния. Для снижения радиационных поверхностей в верхнем слое кремния, полученных в процессе ионной имплантации, проводится термический отжиг при температуре 800-1100°C в течение 30-60 сек. Далее в активном слое кремния создают полупроводниковые приборы по стандартной технологии.

По предлагаемому способу были изготовлены и исследованы полупроводниковые структуры. Результаты представлены в таблице.

Параметры полупроводниковых структур, изготовленных по стандартной технологии Параметры полупроводниковых структур, изготовленных по предлагаемой технологии
Подвижность, см2/В·с Плотность дефектов, см-2 Ток утечки, Iут·1013 A Подвижность, см2/В·с Плотность дефектов, см-2 Ток утечки, Iут·1013 A
470 5·105 8,5 650 4·103 0,4
450 8·105 10,3 610 6·103 0,6
450 7·105 12,1 600 5·103 0,7
530 2·105 5,2 670 1·103 0,25
520 2·105 4,8 690 1·103 0,21
570 1·105 4,2 730 0,7·103 0,2
460 6·105 10,1 600 4·103 0,55
490 3·105 7,9 670 2·103 0,38
440 8·105 9,8 600 6·103 0,51
490 4·105 8,1 665 3·103 0,35
430 5·105 8,6 645 4·103 0,41
540 1·105 4,5 704 0,9·103 0,23
500 3·105 7,5 670 1·103 0,34

Экспериментальные исследования показали, что выход годных полупроводниковых структур на партии пластин, сформированных в оптимальном режиме, увеличился на 17,5%.

Технический результат: снижение токов утечек, снижение плотности дефектов, обеспечивающее технологичность, улучшение параметров, повышение надежности и увеличения процента выхода годных приборов.

Стабильность параметров во всем эксплутационном интервале температур была нормальной и соответствовала требованиям.

Предложенный способ изготовления полупроводникового прибора путем обработки полупроводниковой структуры после формирования скрытого изолирующего слоя на кремниевой подложке ионами фтора дозой (4-6)·1013 см-2 с энергией 80-100 кэВ с последующим проведением термического отжига при температуре 800-1100°C в течение 30-60 сек.

Способ изготовления полупроводникового прибора, включающий процесс формирования скрытого изолирующего слоя диоксида кремния в полупроводниковой кремниевой подложке, отличающийся тем, что полупроводниковую структуру после формирования скрытого изолирующего слоя обрабатывают ионами фтора дозой (4-6)·1013 см-2 с энергией 80-100 кэВ с последующим термическим отжигом при температуре 800-1100°С в течение 30-60 с.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области технологии и изготовления полупроводниковых приборов и интегральных схем. .
Изобретение относится к полупроводниковой технологии, в частности к способам получения гетероэпитаксиальных структур кремния на сапфире, и может быть использовано в электронной технике при изготовлении полупроводниковых приборов.
Изобретение относится к области технологии производства полупроводниковых приборов, в частности к технологии изготовления транзисторов со структурой кремний на изоляторе, с пониженной плотностью дефектов.

Изобретение относится к технологии изготовления полупроводниковых приборов. .
Изобретение относится к области технологии производства полупроводниковых приборов, в частности к технологии изготовления транзисторов со структурой кремний- на- изоляторе, с пониженной плотностью дефектов.

Изобретение относится к области производства полупроводниковых приборов и устройств и может использоваться для формирования p-n переходов в кремнии. .

Изобретение относится к области технологии производства полупроводниковых приборов, в частности к технологии изготовления приборов с низким током утечки. .

Изобретение относится к области технологии производства тонких плоскопараллельных пластин из хрупких кристаллических материалов и может быть использовано при изготовлении полупроводниковых устройств типа "полупроводник на изоляторе", а также поверхностных субмикронных углублений различного геометрического профиля при производстве микроэлектронных устройств.

Изобретение относится к области технологии производства полупроводниковых приборов, в частности к технологии изготовления транзисторов кремний-на-изоляторе, с низкой плотностью дефектов
Изобретение относится к области технологии производства полупроводниковых приборов, в частности к технологии изготовления полупроводниковых структур, с пониженной плотностью дефектов
Использование: в технологии производства полупроводниковых приборов. Сущность изобретения: полупроводниковый прибор формируют путем двойной имплантации в область канала сфокусированными пучками ионов бора дозой 6×1012-6×1013 см-2 с энергией 20 кэВ и ионов мышьяка с энергией 100 кэВ дозой (1-2)×1012 см-2 с последующим отжигом при температуре 900-1000°С в течение 5-15 секунд. Техническим результатом изобретения является снижение порогового напряжения в полупроводниковых приборах, улучшение параметров приборов, повышение качества и увеличение процента выхода годных. 1 табл.
Изобретение относится к области технологии производства полупроводниковых приборов, в частности к технологии изготовления полупроводниковых структур с пониженной плотностью дефектов. В способе изготовления полупроводниковой структуры в предварительно аморфизированную поверхность кремниевой подложки ионами кремния с большой дозой внедряют ионы бора с энергией 25 кэВ, что позволяет воспроизводимо формировать мелкие сильнолегированные р-слои с меньшими кристаллическими нарушениями и лучшими электрическими параметрами. Далее выполняют отжиг в два этапа. Изобретение обеспечивает снижение плотности дефектов в полупроводниковых структурах, улучшение параметров структур, повышение качества и увеличение процента выхода годных. 1 табл.

Изобретение относится к материаловедению. Пленка оксида кремния на кремниевой подложке, имплантированная ионами олова, включает нанокластеры альфа-олова. Толщина пленки составляет 80÷350 нм, средняя концентрация олова находится в пределах от 2,16 до 7,1 атомных процентов, нанокластеры альфа-олова имеют радиус от 1,5 до 4 нм. Пленка имеет увеличенную интенсивность и уменьшенную ширину полосы фотолюминесценции в диапазоне 700÷1100 нм. 2 ил., 1 табл., 5 пр.
Изобретение относится к области технологии производства полупроводниковых приборов, в частности к технологии изготовления полупроводниковых структур с пониженной плотностью дефектов. Задача решается путем обработки структур кремний на сапфире с эпитаксиальным слоем кремния ионами водорода в инертной среде с энергией 25-30 кэВ, дозой (3-5)·1015H+/см2 с последующим термическим отжигом при температуре 1000°С в течение 30-60 минут. Технический результат: снижение плотности дефектов, обеспечение технологичности, улучшение параметров структур, повышение качества и увеличение процента выхода годных. 1 табл.

Изобретение относится к технологии изготовления полупроводниковых приборов, чувствительных к инфракрасному излучению, и может быть использовано при изготовлении фотодиодов на кристаллах InAs n-типа проводимости, фототранзисторов, фоторезисторов на основе кристаллов p-типа проводимости. Способ изготовления слоев p-типа проводимости на кристаллах InAs включает имплантацию ионов Ве+ с энергией (30÷100) кэВ и дозой (1013÷3·1014) см-2 и постимплантационный отжиг в две стадии с длительностью каждой (10÷20) секунд, первая - при температуре T1=400÷450°C, вторая - при температуре Т2=500÷550°C. За счет наиболее эффективного отжига, при котором сначала отжигаются простые, а затем сложные дефекты, происходит улучшение структурного совершенства слоев. 1 ил.

Предлагаемое изобретение относится к технологии изготовления полупроводниковых приборов, в частности, к способам изготовления планарных pin-фотодиодов большой площади на основе высокоомного кремния p-типа проводимости. Способ включает подготовку пластины исходных p-кремния или кремниевой эпитаксиальной структуры p+-p-типа, формирование маски для имплантации ионов P+ в рабочую область и охранное кольцо, двухстадийную имплантацию ионов P+ с энергией и дозой соответственно (30÷40) кэВ и (3÷4)·1015 см-2 на первой и (70÷100) кэВ и (8÷10)·1015 см-2 на второй стадии для формирования n+-p переходов рабочей области и охранного кольца, имплантацию ионов B F + 2 с энергией (60÷100) кэВ и дозой (2÷3)·10 см-2 с обратной стороны пластины, двухстадийный постимплантационный отжиг при продолжительности и температуре соответственно не менее 1 часа и (570÷600)°C на первой и не менее 5 часов и (890÷900)°C на второй стадии, защиту и просветление поверхности рабочей области и защиту периферии охранного кольца нанесением пленки SiO2, причем отжиг, начальное снижение температуры после отжига до 300°C и нанесение пленки SiO2 при температурах выше 300°C производят в условиях отсутствия кислорода, а имплантацию ионов P+ и B F + 2 проводят одну за другой в любой последовательности. Оптимально подобранные дозы имплантации, режимы и условия постимплантационного отжига и условия нанесения защитного и просветляющего покрытия обеспечивают повышение токовой чувствительности pin-фотодиодов при высоких фоновых засветках с сохранением низкого уровня темновых токов при снижении сложности, трудоемкости и энергозатрат изготовления. 1 з.п. ф-лы,1 табл.

Изобретение относится к оптике. Способ изготовления дифракционной решетки заключается в формировании на поверхности исходной подложки элементов заданной структуры дифракционной решетки путем ионной имплантации через поверхностную маску, при этом имплантацию осуществляют ионами металла с энергией 5-1100 кэВ, дозой облучения, обеспечивающей концентрацию вводимых атомов металла в облучаемой подложке 3·1020-6·1022 атомов/см3, плотностью тока ионного пучка 2·1012-1·1014 ион/см2с в оптически прозрачную диэлектрическую или полупроводниковую подложку. Изобретение обеспечивает возможность изготовления дифракционных решеток на поверхности оптически прозрачных диэлектрических или полупроводниковых материалов, характеризуемых повышенным контрастом в коэффициентах отражения между отдельными элементами решетки, что позволит улучшить их дифракционную эффективность и даст возможность использования как для отраженного, так и для проходящего света. 8 ил., 3 пр.

Изобретение относится к технологии изготовления полупроводниковых приборов, чувствительных к инфракрасному излучению, и может быть использовано при изготовлении фотодиодов на кристаллах InGaAs n-типа проводимости, фототранзисторов, фоторезисторов на основе кристаллов p-типа проводимости. В способе изготовления слоев p-типа проводимости на кристаллах InGaAs, включающем имплантацию ионов Be+ и постимплантационный отжиг, последний проводят при температуре 570÷580°С с длительностью 10÷20 с в вакууме или осушенной нейтральной атмосфере, что позволяет повысить технологичность и снизить энергозатраты при получении слоев с наилучшими электрофизическими свойствами. В частном случае выполнения отжиг проводят излучением галогенных ламп через кремниевый фильтр. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.
Наверх