Способ изготовления полупроводникового прибора
Владельцы патента RU 2734094:
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кабардино-Балкарский государственный университет им. Х.М. Бербекова" (КБГУ) (RU)
Использование: для изготовления полевого транзистора с пониженным значением токов утечек. Сущность изобретения заключается в том, что способ изготовления полупроводникового прибора включает формирование на пластинах кремния p-типа тонкого слоя оксида и слоя поликремния, при этом поликремний формируют со скоростью осаждения 8,5 нм/с при скорости потока газа-носителя аргона 2,7 см/с и скорости потока силана SiN4 1,0% от скорости потока газа-носителя при температуре подложки 800°С и последующей имплантацией ионами азота с энергией 12,5 кэВ и дозой 1*1017см-2 при температуре подложки 100°С и проведением отжига в атмосфере водорода в течение 15 минут при температуре 350°С. Технический результат: обеспечение возможности снижения токов утечек, обеспечение технологичности, улучшения параметров приборов, повышения качества и увеличения процента выхода годных. 1 табл.
Изобретение относится к области технологии производства полупроводниковых приборов, в частности к технологии изготовления полевого транзистора с пониженным значением токов утечек.
Известен способ изготовления полевого транзистора [Пат.5134452 США, МКИ H01L 29/78] с изолирующим затвором, в котором на толстом защитном слое оксида и на открытой поверхности кремния с областями истока и стока осаждается слой проводящего поликремния, из которого затем формируются электроды стока и истока. После вскрытия канальной области проводится реактивное ионное травление с образованием шероховатой поверхности с размерами неровностей до 50нм. Затем над канальной областью с помощью ПФХО создается тонкий затворный оксид и формируется затвор. В таких приборах из-за шероховатой поверхности повышается дефектность структуры и ухудшаются электрические параметры приборов.
Известен способ изготовления полупроводникового прибора [Патент 5093700 США, МКИ H01L 27/01] на основе многослойного поликремниевого затвора, в котором слои поликремния разделяются слоями кремния толщиной 0,1-0,5 нм. Используются 3 слоя поликремния и 2 слоя оксида кремния. Осаждения поликремния осуществляется с использованием силана SiN4 при давлении 53 Па и температуре 650°С. Слой оксида формируется при 1% O2 и 99% аргона при температуре 800°С
Недостатками этого способа являются: - повышенные значения токов утечек, высокая дефектность, низкая технологичность.
Задача, решаемая изобретением: снижение токов утечек, обеспечение технологичности, улучшение параметров приборов, повышение качества и увеличение процента выхода годных.
Задача решается формированием поликремния со скоростью осаждения 8,5нм/с при скорости потока газа носителя аргона 2,7 см/с и скорости потока силана SiN4 1,0% от скорости потока газа носителя, при температуре подложки 800°С и последующей имплантацией ионами азота с энергией 12,5кэВ, дозой 1*1017см-2 при температуре подложки 100°С и проведением отжига в атмосфере водорода в течение 15 минут при температуре 350°С.
Технология способа состоит в следующем: на пластинах кремния р -типа проводимости с удельным сопротивлением 10 Ом*см, ориентацией(100), выращивали тонкий слой оксида по стандартной технологии. Далее формировали слой поликремния со скоростью осаждения 8,5нм/с при скорости потока газа носителя аргона 2,7 см/с и скорости потока силана SiN4 1,0% от скорости потока газа носителя, при температуре подложки 800°С и последующей имплантацией ионами азота с энергией 12,5кэВ, дозой 1*1017см-2 при температуре подложки 100°С и проведением отжига в атмосфере водорода в течение 15 минут при температуре 350°С.Области полевого транзистора и контакты к этим областям формировали по стандартной технологии.
По предлагаемому способу были изготовлены и исследованы полупроводниковые приборы. Результаты обработки представлены в таблице.
| Параметры полупроводникового прибора, изготовленного по стандартной технологии | Параметры полупроводникового прибора, изготовленного по предлагаемой технологии | |||
| № | плотность дефектов, см-2 | Ток утечки Iут*1012 А |
плотность дефектов, см-2 | Ток утечки Iут*1012 А |
| 1 | 5,5 | 16,7 | 1,4 | 6,5 |
| 2 | 6,4 | 17,5 | 1,2 | 5,3 |
| 3 | 4,7 | 17,8 | 1,5 | 6,1 |
| 4 | 4,3 | 18,3 | 1,4 | 5,9 |
| 5 | 3,4 | 18,5 | 1,1 | 4,9 |
| 6 | 5,1 | 16,7 | 2,3 | 6,3 |
| 7 | 4,2 | 18,4 | 1,4 | 5,2 |
| 8 | 3,7 | 17,7 | 1,5 | 6,1 |
| 9 | 4,5 | 17,5 | 1,3 | 4,9 |
| 10 | 3,8 | 17,6 | 1,2 | 5,8 |
| 11 | 5,3 | 17,1 | 1,1 | 5,3 |
| 12 | 6,1 | 17,3 | 2,5 | 6,5 |
| 13 | 5,4 | 16,3 | 1,6 | 5,2 |
Экспериментальные исследования показали, что выход годных структур на партии пластин, сформированных в оптимальном режиме, увеличился на 18,2%.
Технический результат: снижение токов утечек, обеспечение технологичности, улучшение параметров приборов, повышение качества и увеличения процента выхода годных.
Предложенный способ изготовления полупроводникового прибора путем формирования поликремния со скоростью осаждения 8,5нм/с при скорости потока газа носителя аргона 2,7 см/с и скорости потока силана SiN4 1,0% от скорости потока газа носителя, при температуре подложки 800°С и споследующей имплантацией ионами азота с энергией 12,5кэВ, дозой 1*1017см-2 при температуре подложки 100°С и проведением отжига в атмосфере водорода в течение 15 минут при температуре 350°С, позволяет повысит процент выхода годных приборов и улучшить их надежность.
Способ изготовления полупроводникового прибора, включающий формирование на пластинах кремния p-типа тонкого слоя оксида и слоя поликремния, отличающийся тем, что поликремний формируют со скоростью осаждения 8,5 нм/с при скорости потока газа-носителя аргона 2,7 см/с и скорости потока силана SiN4 1,0% от скорости потока газа-носителя при температуре подложки 800°С и последующей имплантацией ионами азота с энергией 12,5 кэВ и дозой 1*1017см-2 при температуре подложки 100°С и проведением отжига в атмосфере водорода в течение 15 минут при температуре 350°С.
