СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПОЛУПРОВОДНИКОВОГО ПРИБОРА Российский патент 2013 года по МПК H01L21/265 

Изобретение относится к области технологии производства полупроводниковых приборов, в частности к технологии изготовления полевых транзисторов с пониженным значением порогового напряжения.

Известен способ изготовления полупроводникового прибора [Пат. 5302846 США, МКИ H01L 29/46] путем расположения структуры транзистора в диффузионном кармане, ограниченном участками полевого окисла, а электрод затвора с боковой пристеночной изоляцией заглублен внутрь кармана, области стока - истока располагаются вблизи поверхности кармана и при этом канал вытянут вдоль одной из боковых поверхностей электрода затвора. В таких полупроводниковых приборах ухудшаются характеристики транзисторов.

Известен способ изготовления полупроводникового прибора [Пат. 5108944 США, МКИ H01L 21/265] путем создания эпитаксиального слоя n-типа проводимости на поверхности подложки кремниевых пластин p-типа проводимости, в котором последующим легированием формируют изолирующие области и карманы для создания транзисторных структур, электроды затвора создают применяя технологию самосовмещения, а поликремниевые затворы полевого транзистора имеют тот же тип проводимости, что и области их стоков.

Недостатками способа являются:

- низкая технологическая воспроизводимость;

- низкое напряжение пробоя;

- ухудшение электрических параметров приборов.

Задача, решаемая изобретением: снижение значений пороговых напряжений полупроводниковых приборов, обеспечивающее технологичность, улучшение параметров приборов, повышение качества и увеличение процента выхода годных.

Задача решается путем двойной имплантации ионов As и В в область канала сфокусированными пучками ионов с последующим отжигом структуры при температуре 900-1000°С в течение 5-15 сек.

Технология способа состоит в следующем. На поверхности кремниевой подложки p-типа проводимости формируют области, покрытые слоями окисла. Затем легированием подложки ионами фосфора с дозой 2·10¹³ см^-2 сквозь слой тонкого окисла создают области истока и стока. Далее в слое окисла вытравливают окна и проводят двойную имплантацию ионов As и В в область канала сфокусированными пучками ионов. Имплантацию ионов бора проводят дозой 6·10¹²-6·10¹³ см^-2 с энергией 20 кэВ посередине канала, а имплантацию ионов As с энергией 100 кэВ проводят через подзатворный окисел при дозе (1-2)·10¹² см^-2 по краям канала, т.е. поблизости областей истока и стока. Затем проводят отжиг при температуре 900-1000°С в течение 5-15 сек. Поверх тонкого слоя окисла между стоком и истоком формируют поликремниевый затвор легированный фосфором. После по стандартной технологии создают контакты и формируют алюминиевые проводники. По предлагаемому способу были изготовлены полупроводниковые приборы. Результаты обработки представлены в таблице.

Параметры п/п приборов, изготовленных по стандартной технологии Параметры п/п приборов, изготовленных по предлагаемой технологии Пороговое напряжение, В Напряжение пробоя, В Пороговое напряжение, В Напряжение пробоя, В 0,87 9,8 0,4 19,5 0,63 10,0 0,35 19,9 0,71 8,6 0,37 17,2 0,68 9,2 0,36 18,1 0,75 9,4 0,41 18,9 0,84 8,9 0,4 19,1 0,65 9,7 0,34 20,0 0,77 8,2 0,38 16,1 0,82 8,9 0,4 17,9 0,67 9,3 0,39 18,2 0,79 9,2 0,37 17,8 0,86 8,5 0,41 17,5 0,68 8,1 0,34 16,0 0,73 9,0 0,36 17,8

Экспериментальные исследования показали, что выход годных полупроводниковых приборов на партии приборов, сформированных в оптимальном режиме, увеличился на 24,6%.

Технический результат: снижение значений пороговых напряжений, обеспечение технологичности, улучшение параметров, повышение надежности и увеличения процента выхода годных приборов.

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

Предложенный способ изготовления полупроводникового прибора путем двойной имплантации ионов As и В в область канала сфокусированными пучками ионов бора с энергией 20 кэВ дозой 6·10¹²-6·10¹³ см^-2 и ионов As с энергией 100 кэВ дозой (1-2)·10¹² см^-2 с последующим отжигом при температуре 900-1000°С в течение 5-15 сек позволяет повысить процент выхода годных приборов и улучшить их надежность.

Использование: в технологии производства полупроводниковых приборов. Сущность изобретения: полупроводниковый прибор формируют путем двойной имплантации в область канала сфокусированными пучками ионов бора дозой 6×10¹²-6×10¹³ см^-2 с энергией 20 кэВ и ионов мышьяка с энергией 100 кэВ дозой (1-2)×10¹² см^-2 с последующим отжигом при температуре 900-1000°С в течение 5-15 секунд. Техническим результатом изобретения является снижение порогового напряжения в полупроводниковых приборах, улучшение параметров приборов, повышение качества и увеличение процента выхода годных. 1 табл.

Способ изготовления полупроводникового прибора, включающий полупроводниковую пластину кремния, процессы легирования, формирования активных областей прибора, отличающийся тем, что после формирования областей истока и стока проводят двойную имплантацию ионов As и В в область канала сфокусированными пучками ионов бора дозой 6·10¹²-6·10¹³ см^-2 с энергией 20 кэВ и ионов As с энергией 100 кэВ дозой (1-2)·10¹² см^-2 с последующим отжигом при температуре 900-1000°С в течение 5-15 с.