Способ изготовления полупроводникового прибора

Авторы патента:

H01L21/268 - с использованием электромагнитного излучения, например лазерного

H01L21/26513 - Способы и устройства для изготовления или обработки полупроводниковых приборов или приборов на твердом теле или их частей (способы и устройства, специально предназначенные для изготовления и обработки приборов, относящихся к группам H01L 31/00- H01L 49/00, или их частей, см. эти группы; одноступенчатые способы изготовления, содержащиеся в других подклассах, см. соответствующие подклассы, например C23C,C30B; фотомеханическое изготовление текстурированных поверхностей или поверхностей с рисунком, материалы или оригиналы для этой цели; устройства, специально предназначенные для этой цели вообще G03F)[2]

H01L21/265 - с внедрением ионов (трубки с ионным пучком для локальной обработки H01J 37/30)

Владельцы патента RU 2770135:

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

Изобретение относится к области технологии производства полупроводниковых приборов, в частности к технологии изготовления полевых транзисторов с пониженным значением тока подложки и повышенной стойкостью к воздействию горячих носителей. Способ состоит в следующем: формируют активные высоколегированные n⁺ области истока-стока с использованием слоев защитного SiО₂ и Si₃N₄ в качестве маски, имплантацией ионов мышьяка As⁺ с энергией 60 кэВ, концентрацией легирующей примеси (1-2)⋅10²⁰ см^-3, а затем после удаления Si₃N₄ маски имплантацией ионов фосфора Р⁺ с энергией 30 кэВ, концентрацией легирующей примеси (1-3)⋅10¹⁵ см^-3 формируют слаболегированные n^- области истока-стока, расположенные между n⁺ областями истока и стока. Затем проводят лазерный отжиг с длиной волны излучения 1,06 мкм, длительность импульсов 50 нс, энергия импульсов 3-5 Дж/см², в атмосфере азота, со скоростью сканирования 12,5 см/с, при температуре 150°С. Слои SiО₂ и Si₃N₄ формировали по стандартной технологии. Создание слаболегированных n^- областей стока уменьшает значение электрического поля в канале транзистора и значение тока подложки, соответственно, повышается стойкость к воздействию горячих носителей, т.к. ток подложки является индикатором эффективности генерации горячих носителей. 1 табл.

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 [Пат. 5270226 США, МКИ HO1L 21/336] со слаболегированными стоками и повышенной надежностью, путем ионной имплантации в области стока и истока с использованием электрода затвора в качестве маски, имплантация проводится в несколько стадий, с поворотом подложки на 90 и 170°.

Недостатками способа являются:

- высокие значения тока подложки;

- низкая технологичность;

- повышенная плотность дефектов.

Задача решаемая изобретением: снижение значений тока подложки, обеспечение технологичности, улучшение параметров приборов, повышение качества и увеличение процента выхода годных

Задача решается последовательным формированием высоко легированных п⁺ областей истока-стока имплантацией ионов мышьяка As⁺ с энергией 60 кэВ, концентрацией легирующей примеси (1-2).10²⁰ см^-3 и слаболегированных п^- областей истока-стока имплантацией ионов фосфора Р⁺ с энергией 30 кэВ, концентрацией легирующей примеси (1-3).10¹⁵ см^-3, с последующим лазерным отжигом с длиной волны излучения 1,06 мкм, длительность импульсов 50 нс, энергия импульсов 3-5 Дж/ см², в атмосфере азота, со скоростью сканирования 12,5 см/с, при температуре 150°С.

Технология способа состоит в следующем: формируют активные высоко легированные п⁺ области истока-стока с использованием слоев защитного SiО₂ и Si₃N₄ в качестве маски, имплантацией ионов мышьяка As⁺ с энергией 60 кэВ, концентрацией легирующей примеси (1-2).10²⁰ см^-3 ,а затем после удаления Si₃N₄ маски, имплантацией ионов фосфора Р⁺ с энергией 30 кэВ, концентрацией легирующей примеси (1-3).10¹⁵ см^-3 формируют слаболегированные п^- области истока-стока, расположенные между п⁺ областями истока и стока. Затем проводят лазерный отжиг с длиной волны излучения 1,06 мкм, длительность импульсов 50 нс, энергия импульсов 3-5 Дж/см², в атмосфере азота, со скоростью сканирования 12,5 см/с, при температуре 150°С. Слои SiО₂ и Si₃N₄ формировали по стандартной технологии. Создание слаболегированных п^- областей стока уменьшает значение электрического поля в канале транзистора и значение тока подложки, соответственно, повышается стойкость к воздействию горячих носителей, т.к. ток подложки является индикатором эффективности генерации горячих носителей.

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 подложки мА/мкм	Плотность дефектов, см^-2	ток подложки мА/мкм
1	16	10,5	3,1	0,9
2	14	7,8	3,2	0,7
3	15	8.7	3,7	0,6
4	18	8,9	3,9	0,7
5	14	8,3	3,5	0,5
6	16	9,6	3,3	0,9
7	12	7,1	3,1	0,5
8	17	6,8	3,6	0,4
9	13	8,5	3,2	0,6
10	14	7,4	3,8	0,5
11	15	7,9	3,6	0,7
12	11	6.3	3,4	0,6
13	12	8,2	3,2	0,8

Экспериментальные исследования показали, что выход годных структур на партии пластин, сформированных в оптимальном режиме, увеличился на 20,9%.

Технический результат: снижение значений тока подложки, обеспечение технологичности, улучшение параметров приборов, повышение качества и увеличения процента выхода годных.

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

Предложенный способ изготовления полупроводникового прибора последовательным формированием высоко легированных п⁺ областей истока-стока имплантацией ионов мышьяка As⁺ с энергией 60 кэВ, концентрацией легирующей примеси (1-2).10²⁰ см^-3 и слаболегированных п^- областей истока-стока имплантацией ионов фосфора Р⁺ с энергией 30 кэВ, концентрацией легирующей примеси (1-3).10¹⁵ см^-3, расположенные между п⁺ областями истока и стока, с последующим лазерным отжигом с длиной волны излучения 1,06 мкм, длительность импульсов 50 нс, энергия импульсов (3-5) Дж/см², в атмосфере азота, со скоростью сканирования 12,5 см/с, при температуре 150°С, позволяет повысит процент выхода годных приборов и улучшит их надёжность.

Способ изготовления полупроводникового прибора, включающий формирование областей истока и стока ионной имплантацией и электрода затвора, отличающийся тем, что последовательно формируют высоколегированные n⁺ области истока-стока имплантацией ионов мышьяка As⁺ с энергией 60 кэВ, концентрацией легирующей примеси (1-2)⋅10²⁰ см^-3, затем формируют слаболегированные n^- области истока-стока между сильнолегированными областями истока-стока имплантацией ионов фосфора Р⁺ с энергией 30 кэВ, концентрацией легирующей примеси (1-3)⋅10¹⁵ см^-3, с последующим лазерным отжигом с длиной волны излучения 1,06 мкм, длительность импульсов 50 нс, энергия 4 импульсов 3-5 Дж/см², в атмосфере азота, со скоростью сканирования 12,5 см/с, при температуре 150°С.

Изобретение относится к области лазерной техники и может быть использовано в технологических целях для оценки плотности дислокаций при работе с монокристаллическим германием. Способ получения микроструктур на поверхности полупроводника согласно изобретению включает облучение поверхности полупроводника на лазерной длине волны, при этом для облучения каждой зоны используют серию лазерных импульсов с частотой следования лазерных импульсов, плотностью энергии лазерного пучка в облучаемой зоне и длительностью импульса, обеспечивающих изменение микроструктуры поверхности приповерхностного слоя полупроводника без его плавления, при этом полупроводник выполняют в виде монокристаллического германия с кристаллографической ориентацией <111> и отполированной подвергаемой облучению поверхностью, облучение поверхности монокристаллического германия осуществляют лазерным пучком при плотности энергии в импульсе 0,1-1,15 Дж/см2 по растровой траектории с возможностью обеспечения перекрытия пятен лазерного пучка на подвергаемой облучению поверхности не менее 95%, облучение осуществляют на длине волны вне зоны прозрачности германия, при этом каждую зону облучают серией из нескольких десятков лазерных импульсов, длительность импульса не менее 1 нс и не более 30 нс.

Способ изготовления полупроводникового прибора // 2751982

Изобретение относится к области технологии производства полупроводниковых приборов, в частности к технологии изготовления биполярного транзистора с повышенным коэффициентом усиления. Способ изготовления полупроводникового прибора включает формирование на кремниевой подложке эпитаксиального слоя, областей коллектора, базы и эмиттера, при этом область эмиттера формируют ионным внедрением мышьяка с энергией 50 кэВ, дозой 1*1015-1*1016 см-2, с последующим лазерным отжигом с длиной волны излучения 1,06 мкм, длительность импульсов 50 нс, энергией импульсов 3-5 Дж/см2, в атмосфере азота, со скоростью сканирования 12,5 см/с, при температуре 150°С.

Устройство оптической очистки твердой поверхности от наночастиц // 2740533

Изобретение относится к устройствам очистки твердых поверхностей от нано- и микрочастиц и может быть использовано для удаления наночастиц с поверхности полупроводниковых пластин после их шлифовки, а также в космической оптике, оптике высокого разрешения, фотонике, иных нанотехнологиях. Устройство оптической очистки твердой поверхности от наночастиц содержит источник лазерного излучения, облучающий мезоразмерную диэлектрическую частицу с характерным размером (диаметром) не менее длины волны используемого излучения и эффективным показателем преломления материала, приблизительно равным 2, в мезоразмерной частице выполнено отверстие с диаметром менее половины длины волны используемого излучения, новым является то, что мезоразмерная частица имеет форму цилиндра или прямоугольного параллелепипеда, облучение производят по боковой поверхности частицы, а отверстие выполнено непосредственно на теневой поверхности мезоразмерной частицы вдоль ее боковой поверхности.

Лазерный способ изменения структуры прозрачных материалов с запрещенной зоной // 2708935

Использование: для изменения структуры внутри прозрачных материалов. Сущность изобретения заключается в том, что способ изменения структуры внутри прозрачных материалов, имеющих запрещенную зону, содержит воздействие на материал лазерным излучением с энергией фотона меньше запрещенной зоны материала и относящейся к спектральному диапазону длинноволнового спада края собственного поглощения материала, при этом излучение концентрируют внутри материала.

Способ лазерной обработки неметаллических материалов // 2695440

Изобретение относится к области технологических процессов и может быть использовано для лазерного отжига или легирования полупроводниковых, керамических и стеклообразных материалов. Способ лазерной обработки неметаллических материалов согласно изобретению заключается в предварительном подогреве материала до начальной температуры, определяемой из условия термопрочности, связывающего прочностные, теплофизические свойства материала, длительность лазерного импульса и температуру отжига, и воздействии на материал лазерного импульса с плотностью энергии, достаточной для достижения поверхностью материала температуры отжига (плавления).

Способ изготовления полупроводникового прибора // 2650350

Изобретение относится к области технологии производства полупроводниковых приборов, в частности к технологии изготовления приборов с пониженным контактным сопротивлением. Технология способа изготовления полупроводникового прибора состоит в следующем: для формирования контакта в исходную подложку арсенида галлия n-типа проводимости с ориентацией (100) проводят ионное внедрение теллура с энергией 50 кэВ, дозой 1*1016 см-2, с последующим лазерным отжигом при длительности импульса 125 нс с плотностью мощности лазерного излучения 200 мВт/см2.

Способ получения наномодифицированной структуры на поверхности кремния // 2649223

Изобретение относится к технологии изготовления полупроводниковых приборов, в том числе солнечных фотоэлектрических элементов (СФЭ). Сущность способа состоит в следующем.

Способ предварительной очистки и способ получения тонкой пленки низкотемпературного поликремния, жидкокристаллическое устройство отображения и система для ее изготовления // 2647561

Настоящее изобретение относится к области технологий отображения жидкокристаллическими устройствами и, в частности, к способу изготовления тонкой пленки низкотемпературного поликремния, включающему: выращивание буферного слоя и затем слоя аморфного кремния на подложке; нагрев слоя аморфного кремния до температуры выше комнатной и выполнение предварительной очистки поверхности слоя аморфного кремния; использование отжига эксимерным лазером (ELA) для облучения слоя аморфного кремния, предварительно очищенного на предыдущем этапе, чтобы преобразовать аморфный кремний в поликремний.

Способ формирования сверхлегированного серой микроструктурированного кристаллического слоя на поверхности кремния // 2646644

Настоящее изобретение относится к способу формирования сильнолегированного серой микроструктурированного кристаллического слоя на поверхности кремния, который может быть использован в солнечной энергетике, оптоэлектронике, приборах ночного и тепловидения. Способ заключается в размещении поверхности кремния под химически активной жидкой средой серосодержащего соединения и облучении поверхности кремния импульсами сфокусированного лазерного излучения наносекундной длительности инфракрасного диапазона, при этом задают плотность энергии лазерного излучения достаточной для проникновения этим излучением через жидкую среду к поверхности кремния с разложением молекул серосодержащего соединения до выделения атомов серы и для нагрева поверхности кремния до температуры, при которой происходит диффузия в нее атомов серы вместе с ее абляционным микроструктурированием и отжигом.

Усилитель-концентратор пучка электронов с электронной мембраной // 2619767

Изобретение относится к области плазменной техники и может быть использовано для выделения пучков электронов из плазмы рабочей среды, создания электрических генераторов на основе энергии электронных пучков, электрореактивных двигателей, электронно-лучевых и ионно-лучевых приборов. Усилитель-концентратор пучка электронов (УКЭ) содержит корпус (1) с внутренней осевой суживающейся полостью, имеющей форму усеченного конуса, на поверхность которой нанесена кремниевая решетка (2) с верхним алмазным слоем (3).

Способ получения эпитаксиальной пленки силицида кальция (варианты) // 2769430

Изобретение относится к технологии изготовления полупроводниковых приборов. В способе получения эпитаксиальной пленки силицида кальция сначала осаждают CaF2 на подложку со слоем кремния на ее рабочей поверхности, формируют слой CaF2 от 4 до 10 нм или от 20 до 40 нм.