СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПОЛУПРОВОДНИКОВОЙ СТРУКТУРЫ Российский патент 2007 года по МПК H01L21/265 

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

Известен способ изготовления полупроводникового прибора с пониженным током утечки [1] за счет создания дополнительных бездефектных областей в объеме полупроводниковой структуры. Полупроводниковые приборы изготовленные таким способом имеют значительные по площади активные области, которые ухудшают электрические характеристики и параметры полупроводниковых приборов.

Известен способ изготовления полупроводниковой структуры с помощью формирования на полупроводниковой подложке изолирующего диэлектрика, формирования на изолирующем диэлектрике тонкой полупроводниковой пленки [2].

Недостатками этого способа являются:

- плохая технологическая воспроизводимость;

- неоднородность распределения заряда на границе раздела диэлектрик - полупроводник;

- повышенные токи утечки.

Целью изобретения является снижение токов утечки в полупроводниковых приборах, обеспечение технологичности, улучшение параметров, повышение надежности и увеличение процента выхода годных.

Поставленная цель достигается тем, что в процессе производства, после формирования на полупроводниковой подложке изолирующего диэлектрика и формирования на изолирующем диэлектрике тонкой полупроводниковой пленки из кремния, полученную структуру обрабатывают ионами бора дозой (1-3)10¹² см^-2 с энергией 25-35 кэВ, с последующим отжигом при температуре 200÷300°С в течение 15-20 с.

При обработке ионами бора снижаются токи утечки за счет компенсирующего действия отрицательных ионов бора на положительный заряд на границе раздела кремний - диэлектрик.

Отличительными признаками способа являются обработка ионами бора и температурный режим процесса.

Технология способа заключается в следующем: на полупроводниковой подложке формируют слой изолирующего диэлектрика, затем на изолирующем диэлектрике формируют из кремния тонкую полупроводниковую пленку, полученную структуру обрабатывают ионами бора дозой (1-3)·10¹² см^-2 с энергией 25-35 кэВ, с последующим отжигом при температуре 200÷300°С в течение 15-20 с. Далее в полупроводниковой пленке создают транзисторные структуры по стандартной технологии.

По предлагаемому способу были обработаны изготовленные по принятой технологии полупроводниковые структуры. Результаты обработки представлены в таблице.

Экспериментальные исследования показали, что выход годных полупроводниковых структур, на партии пластин, сформированных в оптимальном режиме, увеличился на 22%.

Из анализа полученных данных следует, что способ позволяет, используя разработанную технологию, включающую формирование на полупроводниковой подложке изолирующего диэлектрика, формирование на изолирующем диэлектрике тонкой полупроводниковой пленки из кремния и обработку полученных структур ионами бора дозой (1-3)·10¹² см^-2 с энергией 25-35 кэВ, с последующим отжигом при температуре 200÷300°С в течение 15-20 с:

- снизить токи утечки в полупроводниковых структурах;

- обеспечить высокую технологичность и легкую встраиваемость в стандартный технологический процесс изготовления полупроводникового прибора;

- улучшить параметры полупроводникового прибора;

- повысить процент выхода годных.

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

Предложенный способ изготовления полупроводниковых структур, путем обработки ионами бора дозой (1-3)·10¹² см^-2 с энергией 25-35 кэВ полупроводниковой структуры после формирования на полупроводниковой подложке изолирующего диэлектрика, формирования на изолирующем диэлектрике тонкой полупроводниковой пленки из кремния с последующим отжигом при температуре 200÷300°С в течение 15-20 с, позволяет повысить процент выхода годных структур и улучшить их надежность.

Источники информации

1. Патент №4970568 США, МКИ H01L 27/02.

2. Заявка 1291445 Япония, МКИ H01L 21/82.

Использование: в технологии производства полупроводниковых приборов. Технический результат изобретения - снижение токов утечки полупроводниковых приборов, обеспечивающее технологичность, улучшение параметров, повышение надежности и увеличение процента выхода годных. Сущность: способ изготовления полупроводниковой структуры включает формирование на полупроводниковой подложке изолирующего диэлектрика и формирование на изолирующем диэлектрике тонкой кремниевой пленки. После формирования кремниевой пленки полученную структуру обрабатывают ионами бора дозой (1-3)10¹² см^-2 с энергией 25-35 кэВ, а затем проводят отжиг при температуре 200÷300°С в течение 15-20 с. 1 табл.

Способ изготовления полупроводниковой структуры, включающий формирование на полупроводниковой подложке изолирующего диэлектрика, формирование на изолирующем диэлектрике тонкой полупроводниковой пленки, отличающийся тем, что тонкую полупроводниковую пленку формируют из кремния, а после формирования кремниевой пленки полученную структуру обрабатывают ионами бора дозой (1-3)10¹² см^-2 с энергией 25-35 кэВ, с последующим отжигом при температуре 200÷300°С в течение 15-20 с.