СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПОЛУПРОВОДНИКОВОГО ПРИБОРА Российский патент 2011 года по МПК H01L21/336 

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

Известен способ изготовления полупроводникового прибора с малыми токами утечки [Патент 4985739, США, МКИ H01L 29/80] путем использования структуры, в которой одна система областей сток-исток окружает другую систему областей сток-исток, а нижний затвор скрытый, верхний соединяется с контактной площадкой через диффузионный барьер для предотвращения проникновения металла. В таких полупроводниковых приборах из-за низкой технологичности увеличивается разброс параметров и снижается надежность приборов.

Известен способ изготовления полупроводникового прибора с пониженным током утечки [Заявка 2133929, Япония, МКИ H01L 21/336] путем формирования окислением толстого слоя изолирующего оксида вокруг активной области структуры и сильнолегированного слоя под этим оксидом, который создается ионной имплантацией мышьяка.

Недостатками этого способа являются:

- повышенная плотность дефектов;

- низкая технологическая воспроизводимость;

- повышенные значения токов утечек.

Задача, решаемая изобретением, - снижение токов утечек в полупроводниковых приборах, обеспечивающее технологичность, улучшение параметров, повышение надежности и увеличение процента выхода годных.

Задача решается путем формирования скрытого p-слоя под каналом полевого транзистора, легированием подложки ионами Be с энергией 125-175 кэВ, дозой (2-5)·10¹² см^-2 и с последующим отжигом при температуре 650-750°С в течение 20-30 мин в атмосфере H₂.

Скрытый p-слой компенсирует флуктуации уровня легирования в области активного слоя, обеспечивает высокую однородность структуры, что приводит к уменьшению флуктуации толщины канала и снижает токи утечки.

Технология способа состоит в следующем: на кремниевой пластине активный n-канал и n⁺-области стока и истока формировали путем локального легирования подложки ионами Si⁺ с энергией ионов 115-150 кэВ, дозой (4-5)·10¹² см^-2 для n-слоя и (1-3)·10¹³ см^-2 для n⁺-области. Затем проводили отжиг при температуре 800-900°C в течение 20-30 мин в атмосфере H₂. В последующем формировали скрытый p-слой под каналом полевого транзистора путем легирования подложки ионами Be с энергией 125-175 кэВ, дозой (2-5)·10¹² см^-2 и отжиге при температуре 650-750°C в течение 20-30 мин в атмосфере H₂. Затвор и контакты к активным областям полупроводникового прибора формировали по стандартной технологии.

По предлагаемому способу были изготовлены и исследованы полупроводниковые приборы. Результаты исследований представлены в табл.1.

Таблица 1 Параметры приборов Параметры п/п структур, изготовленных по стандартной технологии Параметры п/п структур, изготовленных но предлагаемой технологии Ток утечки, I_ут·10¹³ А Плотность дефектов, см^-2 Ток утечки, I_ут·10¹³ А Плотность дефектов, см^-2 4,7 1,5·10⁴ 0,6 3,4·10² 4,5 1,8·10⁴ 0,4 4,6·10² 4,5 2,7·10⁴ 0,5 3,4·10² 5,3 1,2·10⁴ 0,1 1,1·10² 5,2 2,5·10⁴ 0,6 1,5·10² 5,7 1·10⁴ 0,7 0,7·10² 4,6 4,6·10⁴ 0,3 7,5·10² 4,9 3,5·10⁴ 0,6 2,2·10² 4,4 8,0·10⁴ 0,2 8,9·10² 4,9 2·10⁴ 0,4 2,1·10² 4,7 3,2·10⁴ 0,6 2,4·10² 5,4 1,7·10⁴ 0,7 1,9·10² 5,0 5·10⁴ 0,3 4,4·10²

Экспериментальные исследования показали, что выход годных полупроводниковых приборов, на партии пластин сформированных в оптимальном режиме, увеличился на 16,8%.

Технический результат - снижение токов утечек в полупроводниковых приборах, обеспечивающее технологичность, улучшение параметров, повышение надежности и увеличение процента выхода годных.

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

Предложенный способ изготовления полупроводникового прибора путем формирования скрытого p-слоя под каналом полевого транзистора легированием подложки ионами Be с энергией 125-175 кэВ, дозой (2-5)·10¹² см^-2 и с последующим отжигом при температуре 650-750°C в течение 20-30 мин в атмосфере H₂ позволяет повысить процент выхода годных приборов и улучшить их надежность.

Изобретение относится к технологии производства полупроводниковых приборов. Сущность изобретения: в способе изготовления полупроводникового прибора, включающем процессы ионной имплантации и формирование активных областей прибора на кремниевой подложке, после формирования активных областей создают скрытый р-слой под каналом прибора легированием подложки ионами Be с энергией 125-175 кэВ, дозой (2-5)·10¹² см^-2 и с последующим отжигом при температуре 650-750°С в течение 20-30 мин и атмосфере Н₂. Техническим результатом изобретения является снижение значений токов утечек в полупроводниковых приборах, обеспечивающее технологичность, улучшение параметров, повышение надежности и увеличение процента выхода годных. 1 табл.

Способ изготовления полупроводникового прибора, включающий процессы ионной имплантации и формирование активных областей прибора на кремниевой подложке, отличающийся тем, что после формирования активных областей создают скрытый р-слой под каналом прибора легированием подложки ионами Be с энергией 125-175 кэВ, дозой (2-5)·10¹² см^-2 и с последующим отжигом при температуре 650-750°С в течение 20-30 мин и атмосфере Н₂.