СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПОЛУПРОВОДНИКОВОГО ПРИБОРА Российский патент 2014 года по МПК H01L21/31 

Изобретение относится к области технологии производства полупроводниковых приборов, в частности к технологии изготовления приборов с повышенным напряжением пробоя.

Известен способ изготовления полупроводникового прибора [Заявка 1278062 Япония МКИ H01L 27/04] с повышенным пробивным напряжением путем формирования прибора методами фотолитографии и химического осаждения из газовой фазы и ионного легирования нижней обкладки из поликремния р+-типа через тонкий слой диоксида кремния. При этом благодаря различной скорости травления областей с разным содержанием фосфора удается сгладить резкие ступенчатые элементы профили структуры прибора. В таких приборах из-за наличия дефектов в диоксиде кремния ухудшаются электрические параметры приборов.

Известен способ изготовления полупроводникового прибора [Заявка 236539 Япония, МКИ H01L 21/336] с повышенным напряжением пробоя путем формирования электродов затвора на тонком оксидном подзатворном слое из двух слоев: 1-й слой представляет собой n+-поликристаллический кремний легированный имплантацией ионов фосфора, 2-й слой с малым удельным сопротивлением изготовляется из переходного металла или соответствующего силицида.

Недостатками этого способа являются:

- пониженное значение напряжения пробоя;

- низкая технологичность;

- повышенные значения тока утечки.

Задача решаемая изобретением: повышение пробивного напряжения приборов, обеспечивающее технологичность, улучшение параметров приборов, повышение качества и увеличение процента выхода годных.

Задача решается путем снижения величины поверхностного электрического поля формированием насыщенного кислородом полуизолирующего аморфного кремния (α=Si:O) при атмосферном давлении и температуре 650°C с использованием в качестве носителя азот, при соотношении газовой смеси N₂O/SiH₄=0,2.

Технология способа состоит в следующем: на исходной пластине n-типа кремния формируют анодную р-область путем диффузии бора дозой 2·10¹⁸ см^-3. Затем создают ограничительную область n+ и катод диффузией фосфора. Также с помощью диффузии формируют внутреннюю область p+, после чего удаляют термический окисел, образовавшийся в процессе диффузии, а затем наносят пять слоев пассивирующего покрытия включающие слой термического диоксида кремния толщиной 0,54 мкм и несколько слоев наносимые методом химического парофазного осаждения, а именно: диоксид кремния, фосфорно-силикатное стекло (0,4 мкм), снова диоксид кремния 0,16 мкм и полуизолирующий аморфный кремний α=Si:O - 0,5 мкм. Последний слой наносился при атмосферном давлении и 650°C, при этом в качестве носителя использовался азот. Соотношения газовой смеси N₂O и SiH₄ соответствовал N₂O/SiH₄=0,2. Содержание кислорода составляло при этом 13 атомных %. Завершалось изготовление диодов напылением алюминиевых электродов анода и созданием катодного электрода.

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

Таблица Параметры п\п приборов изготовленных по стандартной технологии Параметры п\п приборов изготовленных по предлагаемой технологии Напряжение пробоя, U_проб, В Ток утечки I_ут; 10⁸, А Напряжение пробоя, U_проб, В Ток утечки I_ут; 10⁸, А 26 27 49 1,7 29 20 52 1,2 25 28 48 1,8 31 17 54 0,5 28 22 51 1,2 27 25 50 1,5 32 15 55 0,2 26 28 52 1,8 29 21 54 1,1 31 18 55 0,4 30 19 53 0,5

Экспериментальные исследования показали, что выход годных полупроводниковых приборов, на партии пластин сформированных в оптимальном режиме, увеличился на 20,5%.

Технический результат: повышение напряжения пробоя, обеспечение технологичности, улучшение параметров приборов, повышение качества и увеличение процента выхода годных.

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

Предлагаемый способ изготовления полупроводникового прибора путем формирования полуизолирующего аморфного кремния насыщенного кислородом толщиной 0,5 мкм при атмосферном давлении и температуре 650°C с использованием в качестве носителя азот, при соотношении газовой смеси N₂O/SiH₄=0,2 позволяет повысить процент выхода годных приборов и улучшить их надежность.

Использование: в технологии производства полупроводниковых приборов. Сущность изобретения - в способе изготовления полупроводникового диода для формирования пассивирующего покрытия последовательно наносят пять слоев, включающие слой термического диоксида кремния толщиной 0,54 мкм и несколько слоев, наносимые методом химического парофазного осаждения, а именно: диоксид кремния, фосфорно-силикатное стекло, снова диоксид кремния и полуизолирующий аморфный кремний α=Si:O толщиной 0,5 мкм, при этом слой полуизолирующего аморфного кремния наносят при атмосферном давлении и температуре 650°C, в качестве носителя используют азот, а соотношение газовой смеси H₂O и SiH₄ составляет N₂O/SiH₄=0,2. Технический результат изобретения - повышение напряжения пробоя приборов, обеспечение технологичности, улучшение параметров приборов, повышение качества и увеличение процента выхода годных. 1 табл.

Способ изготовления полупроводникового диода, в котором для формирования пассивирующего покрытия последовательно наносят пять слоев, включающие слой термического диоксида кремния толщиной 0,54 мкм и несколько слоев, наносимых методом химического парофазного осаждения, а именно диоксид кремния, фосфорно-силикатное стекло 0,4 мкм, снова диоксид кремния 0,16 мкм и полуизолирующий аморфный кремний α=Si:O - 0,5 мкм, при этом последний слой полуизолирующего аморфного кремния наносят при атмосферном давлении и температуре 650°C, при этом в качестве носителя используют азот, а соотношение газовой смеси H₂O и SiH₄ составляет N₂O/SiH₄=0,2.