СПОСОБ ФОРМИРОВАНИЯ ЛЕГИРОВАННЫХ ОБЛАСТЕЙ ПОЛУПРОВОДНИКОВОГО ПРИБОРА Российский патент 2013 года по МПК H01L21/268 

Изобретение относится к области технологии производства полупроводниковых приборов, в частности к технологии изготовления полупроводниковых структур с пониженной плотностью дефектов.

Известен способ создания прибора [Пат. 5144394, США, МКИ H01L 29/06] путем формирования контактных областей истоков и стоков МОП-ПТ на поверхности кремниевых подложек с использованием процессов ионного легирования и диффузии; p-n переходы на внутренних границах указанных областей являются также границами канала МОП-ПТ. Для изоляции отдельных транзисторных структур используют слой толстого полевого окисла. Поверх контактных областей формируют более тонкий слой окисла; его используют также для изоляции тех частей активной структуры, положением которых определяется ширина канала МОП-ПТ. В таких структурах образуются дефекты, которые ухудшают параметры полупроводниковых структур.

Известен способ формирования легированных областей прибора [Пат. 5087576, США, МКИ H01L 21/265] путем имплантации ионов примеси при повышенной температуре подложки, позволяющий уменьшить степень имплантированного повреждения. Предварительно очищенная подложка имплантируется ионами Al⁺, Ga⁺ и N₂ ⁺ при температуре 350-750°С. Образующийся сильнолегированный и поврежденный приповерхностный слой удаляется предварительным окислением при температуре 1000-1300°С с последующим травлением. Затем подложка подвергается отжигу при 1200°С для полной активации легирующей примеси. Недостатками этого способа являются:

- повышенная плотность дефектов в полупроводниковых структурах;

- образование механических напряжений;

- сложность технологического процесса.

Задача, решаемая изобретением: снижение плотности дефектов в полупроводниковых структурах, обеспечивающее технологичность, улучшение параметров структур, повышение качества и увеличение процента выхода годных.

Задача решается путем формирования легированных рабочих областей полупроводникового прибора обработкой пленки с легирующей смесью лазерным лучом с плотностью энергий в импульсе 200-500 мДж/см², длительностью импульсов 35 нс и с длиной волны излучения 308 нм.

Технология способа состоит в следующем: на стеклянной подложке формируют тонкий слой кремния, далее на поверхность кремниевого слоя наносят пленку с легирующей смесью методом центрифугирования, после этого поверхность сформированной структуры обрабатывают лазерным лучом длительностью импульсов 35 нс, длиной волны излучения 308 нм и с плотностью энергий в импульсе 200-500 мДж/см². После облучения прозрачной для лазерного луча легирующей пленки происходит локальное подплавление поверхностного слоя кремния и в эту область поступает легирующий элемент из пленки с легирующей смесью для формирования областей истока и стока транзисторной структуры. Далее формируют затворную систему и контакты к рабочим областям полупроводникового прибора по стандартной технологии.

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

Таблица 1. Параметры п/п структур, изготовленных по стандартной технологии Параметры п/п структур, изготовленных по предлагаемой технологии Подвижность носителей, см²/В·с Плотность дефектов, см^-2 Подвижность носителей, см²/В·с Плотность дефектов, см^-2 86 8,5·10⁵ 175 6,3·10³ 95 7,9·10⁵ 182 5,7·10³ 78 6,4·10⁵ 149 4,8·10³ 82 9,1·10⁵ 154 7,2·10³ 94 5,6·10⁵ 181 3,7·10³ 89 4,7·10⁵ 172 2,9·10³ 75 7,3·10⁵ 146 5,5·10³ 83 8,2·10⁵ 158 6,1·10³ 71 4,4·10⁵ 140 2,7·10³ 69 5,2·10⁵ 137 3,4·10³ 99 3,8·10⁵ 183 2,5·10³

Экспериментальные исследования показали, что выход годных полупроводниковых приборов, на партии приборов, сформированных в оптимальном режиме, увеличился на 20,8%.

Технический результат: снижение плотности дефектов в полупроводниковых структурах, обеспечение технологичности, улучшение параметров, повышение надежности и увеличение процента выхода годных приборов.

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

Предлагаемый способ формирования легированных рабочих областей полупроводникового прибора позволяет повысить процент выхода годных приборов и улучшить их надежность.

Использование: в технологии производства полупроводниковых приборов. Технический результат изобретения - снижение плотности дефектов в полупроводниковых структурах, обеспечение технологичности, улучшение параметров, повышение надежности и увеличение процента выхода годных приборов. Сущность изобретения: в способе формирования легированных областей полупроводникового прибора для создания легированных рабочих областей полупроводникового прибора на сформированную подложку наносят пленку с легирующей смесью и подвергают обработке лазерным лучом длительностью импульсов 35 нс, длиной волны излучения 308 нм и с плотностью энергий в импульсе 200-500

мДж/см². 1 табл.

Способ формирования легированных областей полупроводникового прибора, включающий процессы легирования, отличающийся тем, что для создания легированных рабочих областей прибора на сформированную подложку наносят пленку с легирующей смесью и подвергают обработке лазерным лучом с плотностью энергий в импульсе 200-500 мДж/см², длительностью импульсов 35 нс и длиной волны излучения 308 нм.