СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПОЛУПРОВОДНИКОВОЙ СТРУКТУРЫ Российский патент 2011 года по МПК H01L21/322 

Описание патента на изобретение RU2418343C1

Изобретение относится к области технологии производства полупроводниковых приборов, в частности к технологии изготовления полупроводниковых структур с пониженными токами утечки и устойчивых к тиристорному эффекту.

Известен способ изготовления полупроводникового прибора [Заявка 2128474, Япония, МКИ H01L 29/784] путем создания в подложке двух p+-областей, внутри которых формируются n+ участки, а между p+-областями создается р-участок, этот участок и n+ области замыкаются общим электродом истока, сток располагается снизу подложки на промежуточном р+-слое. В таких полупроводниковых приборах из-за низкой технологичности процессов увеличивается разброс параметров и снижается качество и надежность приборов.

Известен способ изготовления полупроводникового прибора [Пат. 4970568 США, МКИ H01L 27/02] путем формирования геттера в объеме кремниевой пластины с различной шириной бездефектной зоны под элементами с разной глубиной залегания активных областей. При формировании структур ширину бездефектной области под р-карманом, в котором располагают n-канальный транзистор, делают больше, чем ширина этой области под р-областями истока/стока р-канального транзистора.

Недостатками этого способа являются

- значительные утечки;

- низкая технологическая воспроизводимость;

- повышенная плотность дефектов.

Задача, решаемая изобретением: снижение значений токов утечек и подавление паразитного тиристорного эффекта в полупроводниковых структурах, обеспечивающее технологичность, улучшение параметров структур, повышение качества и увеличение процента выхода годных.

Задача решается тем, что геттер формируют путем имплантации атомов кислорода в кремниевую пластину с концентрацией (1,6-1,8)·1016 см-3 с последующим отжигом пластин кремния в течение 4-6 часов в сухом кислороде при температуре 1100-1200°С и разгонной примеси в n-область в течение 6-9 часов в атмосфере азота при температуре 600-800°С.

Технология способа состоит в следующем: в исходные пластины р-Si с ориентацией (100) имплантируют атомы кислорода с концентрацией (1,6-1,8)·1016 см-3, после предварительного окисления и имплантации n-областей, пластины кремния отжигали в течение 4-6 часов в сухом кислороде при температуре 1100-1200°С, что обеспечивало кислородное обеднение приповерхностных областей пластины. Затем осуществляли разгонку примеси в n-область в атмосфере азота при температуре 600-800°С для формирования активных центров в объеме подложки. При последующих термических процессах формирования структур центры укрупняются и адсорбируют ионы металлов, обеспечивая приповерхностные области пластин низкой концентрацией кислорода и увеличение диффузионной длины неосновных носителей. В объеме пластины при этом создаются зоны с большой плотностью дефектов и малой диффузионной длины, тем самым обеспечивают уменьшение коэффициента усиления паразитных транзисторов по току и подавление паразитного тиристорного эффекта.

Затем формировали области полупроводникового прибора по стандартной технологии.

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

Таблица Параметры полупроводниковых структур, изготовленных по стандартной технологии Параметры полупроводниковых структур, изготовленных по предлагаемой технологии Инверсный коэффици-ент усиления Ток утечки, Iут·10-11 А Плотность дефектов,
см-2
Инверсный коэффициент усиления Ток утечки, Iут·10-11 А Плотность дефектов,
см-2
0,27 47,6 5·102 0,05 0,6 4,2 0,25 45,1 8·102 0,045 0,61 6,7 0.2 45,9 7·102 0,04 0.64 5,4 0,19 53,2 2·102 0,035 0,17 1,1 0,28 52,1 2,5·102 0,044 0,7 1,5 0,2 57 1·102 0,042 0,73 0,7 0,18 46,4 6·102 0,034 0,6 4,5 0,22 49,7 3,5·102 0,046 0,67 2,2 0,12 44,8 8.5·102 0,025 0,64 6,9 0,24 49 4·102 0,05 0,6 3,1 0,2 47,3 5,2·102 0,032 0,62 4,4 0,18 54,5 1,7·102 0,03 0,7 0,9 0,16 50,3 3·102 0,028 0,65 1,4

Экспериментальные исследования показали, что выход годных полупроводниковых структур, на партии пластин сформированных в оптимальном режиме, увеличился на 18%.

Технический результат: снижение значений токов утечек и подавление паразитного тиристорного эффекта, обеспечивающее технологичность, улучшение параметров структур, повышение качества и увеличение процента выхода годных приборов.

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

Предложенный способ изготовления полупроводниковой структуры формированием геттера путем имплантации атомов кислорода в кремниевую пластину с концентрацией (1,6-1,8)·1016 см-3 с последующим отжигом пластин кремния в течение 4-6 часов в сухом кислороде при температуре 1100-1200°С и разгонной примеси в n-область в течение 6-9 часов в атмосфере азота при температуре 600-800°С позволяет повысить процент выхода годных приборов, улучшить их качество и надежность.

Похожие патенты RU2418343C1

название год авторы номер документа
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПОЛУПРОВОДНИКОВОГО ПРИБОРА 2006
  • Мустафаев Абдулла Гасанович
  • Мустафаев Гасан Абакарович
  • Мустафаев Арслан Гасанович
RU2340038C2
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПОЛУПРОВОДНИКОВОГО ПРИБОРА 2009
  • Мустафаев Абдула Гасанович
  • Мустафаев Гасан Абакарович
  • Мустафаев Арслан Гасанович
RU2431904C2
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПОЛУПРОВОДНИКОВОГО ПРИБОРА 2015
  • Мустафаев Гасан Абакарович
  • Мустафаев Абдулла Гасанович
  • Мустафаев Арслан Гасанович
RU2586444C1
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПОЛУПРОВОДНИКОВОГО ПРИБОРА 2010
  • Мустафаев Абдулла Гасанович
  • Мустафаев Гасан Абакарович
  • Мустафаев Арслан Гасанович
RU2428764C1
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ИЗОЛИРУЮЩИХ ОБЛАСТЕЙ ПОЛУПРОВОДНИКОВОГО ПРИБОРА 2013
  • Мустафаев Гасан Абакарович
  • Мустафаев Абдулла Гасанович
  • Мустафаев Арслан Гасанович
RU2528574C1
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ТОНКОПЛЕНОЧНОГО ТРАНЗИСТОРА 2012
  • Мустафаев Гасан Абакарович
  • Мустафаев Абдулла Гасанович
  • Мустафаев Арслан Гасанович
  • Уянаева Марьям Мустафаевна
RU2522930C2
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПОЛУПРОВОДНИКОВОЙ СТРУКТУРЫ 2012
  • Мустафаев Гасан Абакарович
  • Мустафаев Абдулла Гасанович
  • Мустафаев Арслан Гасанович
  • Мустафаев Марат Гусейнович
RU2515335C2
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПОЛУПРОВОДНИКОВОЙ СТРУКТУРЫ 2009
  • Мустафаев Абдулла Гасанович
  • Мустафаев Гасан Абакарович
  • Мустафаев Арслан Гасанович
RU2402101C1
Способ изготовления полупроводниковой структуры 2022
  • Мустафаев Гасан Абакарович
  • Черкесова Наталья Васильевна
  • Мустафаев Абдулла Гасанович
  • Мустафаев Арслан Гасанович
RU2796455C1
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПОЛУПРОВОДНИКОВОЙ СТРУКТУРЫ 2010
  • Мустафаев Абдулла Гасанович
  • Мустафаев Гасан Абакарович
  • Мустафаев Арслан Гасанович
RU2445722C2

Реферат патента 2011 года СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПОЛУПРОВОДНИКОВОЙ СТРУКТУРЫ

Использование: в технологии производства полупроводниковых приборов. Технический результат изобретения - снижение значений токов утечек и подавление паразитного тиристорного эффекта в полупроводниковых структурах, обеспечивающее технологичность, улучшение параметров структур, повышение качества и увеличение процента выхода годных. Сущность изобретения: в способе изготовления полупроводниковой структуры, включающем процессы ионного легирования и формирования геттера в кремниевой пластине, геттер формируют путем имплантации атомов кислорода в кремниевую пластину с концентрацией (1,6-1,8)·1016 см-3 с последующим отжигом пластин кремния в течение 4-6 часов в сухом кислороде при температуре 1100-1200°С и разгонной примеси в n-область в течение 6-9 часов в атмосфере азота при температуре 600-800°С. 1 табл.

Формула изобретения RU 2 418 343 C1

Способ изготовления полупроводниковой структуры, включающий процессы ионного легирования и формирования геттера в кремниевой пластине, отличающийся тем, что геттер формируют путем имплантации атомов кислорода в кремниевую пластину с концентрацией (1,6-1,8)·1016 см-3 с последующим отжигом пластин кремния в течение 4-6 ч в сухом кислороде при температуре 1100-1200°С и разгонной примеси в n-область в течение 6-9 ч в атмосфере азота при температуре 600-800°С.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2011 года RU2418343C1

СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПОЛУПРОВОДНИКОВОГО ПРИБОРА 2006
  • Мустафаев Абдулла Гасанович
  • Мустафаев Гасан Абакарович
  • Мустафаев Арслан Гасанович
RU2340038C2
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КРЕМНИЕВЫХ ЭПИТАКСИАЛЬНЫХ СТРУКТУР С ВНУТРЕННИМ ГЕТТЕРОМ 1990
  • Енишерлова-Вельяшева К.Л.
  • Алешин А.Н.
  • Мордкович В.Н.
  • Русак Т.Ф.
  • Казакевич М.Я.
SU1797403A1
US 4970568 A, 13.11.1990
Переносная печь для варки пищи и отопления в окопах, походных помещениях и т.п. 1921
  • Богач Б.И.
SU3A1
JP 2004356456 A, 16.12.2004.

RU 2 418 343 C1

Авторы

Мустафаев Абдулла Гасанович

Мустафаев Гасан Абакарович

Мустафаев Арслан Гасанович

Даты

2011-05-10Публикация

2009-12-07Подача