Способ изготовления полупроводниковой структуры


 


Владельцы патента RU 2629655:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кабардино-Балкарский государственный университет им. Х.М. Бербекова" (КБГУ) (RU)

Изобретение относиться к области технологии производства полупроводниковых приборов, в частности к технологии изготовления полупроводниковой структуры кремний на диэлектрике с низкой плотностью дефектов. В способе изготовления полупроводниковой структуры кремниевую пластину p-типа проводимости с ориентацией (100) окисляют в атмосфере сухого кислорода, затем осуществляют имплантацию ионов фосфора с энергией 100-115 кэВ, дозой 1*1015 см-2 с последующим отжигом при температуре 1150°С в атмосфере азота с образованием в подложке области n+-типа проводимости с поверхностной концентрацией примеси 1*1019 см-3. Затем на поверхность пластины осаждают слой поликремния и проводят сканирование пластины лучом Ar-лазера мощностью 5-10 Вт со скоростью 90-100 см/с в направлении, перпендикулярном затравочной дорожке, в результате которого осуществлялось локальное расплавление поликремния с последующей кристаллизацией эпитаксиального слоя. После процесса эпитаксии удаляют защитный SiO2-слой и формируют полевой транзистор по стандартной технологии. Изобретение обеспечивает снижение плотности дефектов, повышение технологичности, улучшение параметров, повышение качества и увеличение процента выхода годных.

 

Изобретение относиться к области технологии производства полупроводниковых приборов, в частности к технологии изготовления полупроводниковой структуры кремний на диэлектрике с низкой плотностью дефектов.

Известен способ создания структуры кремний на диэлектрике [Патент США 5061642, МКИ H01 L 21/477] имплантацией О2 через подложку для образования промежуточного слоя, затем проводится отжиг подложки в атмосфере азота N2, в каждом цикле которого попеременно чередуются температуры 1100°С и 500°С. Продолжительность цикла - минута, количество циклов 10. В результате происходит образование слоя SiO2 под слоем кремния. В таких структурах из-за большого количества термоциклов повышается дефектность и ухудшаются параметры приборов.

Известен способ изготовления структуры кремний на диэлектрике [Патент США 5143862 США, МКИ H01 L 21/76] на пластине монокристаллического кремния с применением эпитаксии. С помощью комбинации анизотропного осаждения SiO2 и изотропного травления создают структуру со слоями SiO2 только на горизонтальных поверхностях, включая участки ранее созданных желобков. После этого с помощью селективного эпитаксиального осаждения Si заполняют желобки до уровня нижней поверхности маски из SiO2, при этом эпитаксиальное наращивание начинается на свободных от SiO2 стенках желобков. Далее повторяют процесс селективного эпитаксиального осаждения Si до уровня поверхности маски из SiO2. На эпитаксиальном Si выращивают тонкий слой окисла, проводят анизотропное травление эпитаксиального Si через окна до скрытого под эпитаксиальным Si слоя SiO2 и с помощью термического окисления заращивают эти глубокие узкие окна. В результате эпитаксиальные области оказываются полностью изолированными (снизу и с боков) окислом от подложки.

Недостатками этого способа являются:

- повышенная плотность дефектов;

- низкая технологичность;

- значительные токи утечки.

Задача, решаемая изобретением: снижение плотности дефектов, обеспечение технологичности, улучшение параметров, повышение качества и увеличение процента выхода годных изделий.

Задача решается созданием n+ области в Si-пластине имплантацией ионов фосфора энергией 100-115 кэВ, дозой 1*1015 см-2 с последующим отжигом при температуре 1150°С в атмосфере азота, с осаждением слоя поликремния и проведением сканирования поверхности пластины лучом Ar-лазера мощностью 5-10 Вт со скоростью 90-100 см/с.

Технология способа состоит в следующем: кремниевую пластину р-типа проводимости с ориентацией (100) окисляли в атмосфере сухого кислорода, затем осуществляли имплантацию ионов фосфора с энергией 100-115 кэВ, дозой 1*1015 см-2 с последующим отжигом при температуре 1150°С в атмосфере азота с образованием в подложке области n+-типа, с поверхностной концентрацией примеси 1*1019 см-3. В окисле вскрывали окно в виде дорожки, при этом вскрытая поверхность пластины служила затравочной областью. На поверхность пластины осаждали слой поликремния и формировали слой SiO2. Затем поверхность пластины подвергали сканированию лучом Ar-лазера мощностью 5-10 Вт со скоростью 90-100 см/с в направлении, перпендикулярном затравочной дорожке, в результате которого осуществлялось локальное расплавление поликремния с последующей кристаллизацией эпитаксиального слоя. После процесса эпитаксии удаляли защитный SiO2-слой и формировали полевой транзистор по стандартной технологии.

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

Экспериментальные исследования показали, что выход годных полупроводниковых структур на партии пластин, сформированных в оптимальном режиме, увеличился на 20,5%.

Технический результат: снижение плотности дефектов, обеспечивающее технологичность, улучшение параметров, повышение качества и увеличение процента выхода годных.

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

Предложенный способ изготовления полупроводниковой структуры путем создания n+ области в Si-пластине имплантацией ионов фосфора энергией 100-115 кэВ, дозой 1*1015 см-2 с последующим отжигом при температуре 1150°С в атмосфере азота, с осаждением слоя поликремния и проведением сканирования поверхности пластины лучом Ar-лазера мощностью 5-10 Вт со скоростью 90-100 см/с позволяет повысить процент выхода годных и улучшить их качество.

Способ изготовления полупроводниковой структуры, включающий пластину кремния, диоксид кремния, процессы эпитаксиального наращивания и травления, отличающийся тем, что полупроводниковую структуру формируют созданием области n+-типа с поверхностной концентрацией примеси 1*1019 см-3 имплантацией ионов фосфора с энергией 100-115 кэВ, дозой 1*1015 см-2 с последующим отжигом при температуре 1150°С в атмосфере азота, с осаждением слоя поликремния и проведением сканирования поверхности пластины лучом Ar-лазера мощностью 5-10 Вт со скоростью 90-100 см/с.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области технологии производства полупроводниковых приборов, в частности к технологии изготовления полевого транзистора с пониженными токами утечки.

Изобретение относится к микроэлектронике и может быть использовано в технологии производства электронных приборов на карбиде кремния (SiC), например, МДП транзисторов с улучшенными рабочими характеристиками.

Изобретение относится к области технологии производства полупроводниковых приборов, в частности к технологии изготовления полевых транзисторов с повышенной стабильностью параметров.

Изобретение относится к устройствам дифракционных периодических микроструктур для видимого диапазона, выполненным на основе пористого кремния. Техническим результатом изобретения является создание дифракционной периодической микроструктуры на основе пористого кремния с различными металлосодержащими наночастицами.
Изобретение относится к технике, связанной с процессами ионно-плазменного легирования полупроводников и может быть использовано в производстве солнечных элементов, полупроводниковых приборов и интегральных микросхем на основе кремния.

Изобретение относится к области технологии производства полупроводниковых приборов, в частности к технологии изготовления силицидных слоев с низким сопротивлением.

Способ изготовления дифракционной периодической микроструктуры на основе пористого кремния включает в себя формирование заданной дифракционной периодической микроструктуры с помощью имплантации ионами благородных или переходных металлов через поверхностную маску, с энергией 5-100 кэВ.

Изобретение относится к области технологии производства полупроводниковых приборов, в частности к технологии изготовления полевого транзистора с пониженными значениями контактного сопротивления.

Изобретение относится к области технологии производства полупроводниковых приборов, в частности к технологии изготовления тонкопленочных транзисторов с низким значением тока утечки.

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.
Наверх