Способ изготовления полупроводникового прибора
Владельцы патента RU 2466476:
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 токов утечек, обеспечивающее технологичность, улучшение параметров, повышение качества и увеличение процента выхода годных. Сущность изобретения: в способе изготовления полупроводникового прибора, включающем формирование подзатворного диэлектрика, электродов затвора, стока, истока и рабочих областей полупроводникового прибора, между слоем аморфного кремния и пленкой диэлектрического материала, используемой для изоляции затвора, создают пленку аморфного нитрида кремния толщиной 45-55 нм при температуре 230-370°C со скоростью роста 100 нм/мин. 1 табл.
Изобретение относится к области технологии производства полупроводниковых приборов, в частности к технологии изготовления тонкопленочных полупроводниковых приборов с пониженными токами утечек.
Известен способ изготовления тонкопленочного транзистора [Заявка 1276765 Япония, МКИ H01L 29/78] путем создания квантово-размерных гетероструктур Si/Ge/Si и с последующим покрытием их изолирующим слоем, боковые части структуры которых легируются фосфором для снижения последовательного сопротивления, а затвор из поликристаллического n-кремниевого слоя изолируется слоем SiO2.
В таких полупроводниковых приборах из-за различия кристаллографических решеток кремния и германия образуются дефекты, которые ухудшают параметры полупроводниковых приборов.
Известен способ изготовления тонкопленочного транзистора [Пат. 4990977 США, МКИ H01L 29/78] путем последовательного формирования на подложке слоя электрода затвора, подзатворного диэлектрика, электрода истока, полупроводникового слоя, покрывающего диэлектрик и окружающего полоски истока и электрод стока. При этом канал тонкопленочного транзистора состоит из участка между полосками истока и диэлектриком, где ток течет параллельно поверхности подложки, и участка между полосками с линиями тока, перпендикулярными поверхности подложки.
Недостатками этого способа являются:
- повышенные токи утечки;
- сложность технологического процесса;
- ухудшение параметров приборов.
Задача, решаемая изобретением: снижение токов утечек в полупроводниковых приборах, обеспечивающее технологичность, улучшение параметров приборов, повышение качества и увеличение процента выхода годных.
Задача решается путем формирования аморфной пленки нитрида кремния толщиной 45-55 нм при температуре подложки 230-370°C, со скоростью роста 100 нм/мин между слоем аморфного кремния и пленкой диэлектрического материала, используемой для изоляции затвора.
Технология способа состоит в следующем: на стеклянной подложке последовательно выращивают нижнюю пленку аморфного нитрида кремния, используемую для изоляции затвора, толщиной 245-255 нм, верхнюю пленку аморфного нитрида кремния толщиной 45-55 нм при температуре подложки 230-370°C, со скоростью роста 100 нм/мин, методом парафазного химического осаждения, затем выращивают пленку аморфного кремния толщиной 280-320 нм и пленку аморфного n+ кремния толщиной 35-45 нм.
После формирования пленок n+ аморфного кремния и аморфного кремния с заданным рисунком производится напыление электродов стока и истока в виде пленок алюминия. Затем производится удаление пленки аморфного n+ кремния между стоком и истоком посредством плазменного травления в атмосфере CF4.
Использование двух пленок аморфного нитрида кремния приводит к уменьшению токов утечек затвора за счет уменьшения плотности состояний на поверхности раздела аморфный кремний - аморфный нитрид кремния.
По предлагаемому способу были изготовлены и исследованы полупроводниковые приборы. Результаты обработки представлены в табл.1.
| Таблица 1. | |||
| Параметры п/п структур, изготовленных по стандартной технологии | Параметры п/п структур, изготовленных по предлагаемой технологии | ||
| Подвижность, см2/B·с | Ток утечки, А Iут·1011 | Подвижность, см2/В·с | Ток утечки, А Iут·1011 |
| 47 | 16 | 84 | 0,2 |
| 45 | 15 | 81 | 0,15 |
| 46 | 18 | 80 | 0,2 |
| 53 | 14 | 95 | 0,13 |
| 52 | 11 | 92 | 0,10 |
| 57 | 17 | 99 | 0,18 |
| 46 | 13 | 81 | 0,11 |
| 49 | 12 | 86 | 0,1 |
| 44 | 19 | 80 | 0,2 |
| 49 | 14 | 87 | 0,12 |
| 47 | 16 | 84 | 0,13 |
| 54 | 12 | 97 | 0,11 |
| 50 | 10 | 88 | 0,1 |
Экспериментальные исследования показали, что выход годных полупроводниковых структур на партии, сформированных в оптимальном режиме, увеличился на 18,7%.
Технический результат: снижение токов утечек, обеспечение технологичности, улучшение параметров, повышение надежности и увеличение процента выхода годных приборов.
Стабильность параметров во всем эксплуатационном интервале температур была нормальной и соответствовала требованиям.
Способ изготовления полупроводникового прибора, включающий формирование подзатворного диэлектрика, электродов затвора, стока, истока и рабочих областей полупроводникового прибора, отличающийся тем, что между слоем аморфного кремния и пленкой диэлектрического материала, используемой для изоляции затвора, создают пленку аморфного нитрида кремния толщиной 45-55 нм при температуре 230-370°C со скоростью роста 100 нм/мин.
