Способ изготовления полупроводниковых структур Российский патент 2018 года по МПК H01L21/225 

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

Известен способ изготовления структур [Пат. США №5310711, МКИ H01L 21/22] путем формирования мелких 0,05 мкм p-n переходов с поверхностной концентрацией примеси 10¹⁹ см^-3. Полупроводниковая пластина, свободная от оксидных покрытий, помещается в среду инертного газа, нагревается до 1100°C и выдерживается в смеси легирующих газов в течение 10-30 мин. В таких структурах из-за высоких температур ухудшаются электрофизические параметры.

Известен способ изготовления структур [Пат. США №5340770, МКИ HOL 21/225] путем формирования мелких переходов диффузией примеси из твердофазных источников, в качестве которых применяются стеклообразные слои, наносимые центрифугированием.

Недостатками способа являются:

- высокие значения токов утечек;

- высокая плотность дефектов;

- низкая технологичность.

При проведении поиска не был обнаружен источник информации, содержащий сведения, тождественные всем признакам, заявленным в формуле изобретения.

Задача, решаемая изобретением: снижение токов утечек, обеспечение технологичности, улучшение параметров, повышение надежности и увеличение процента выхода годных структур.

Задача решается формированием мелкозалегающих переходов воздействием импульсного лазера с длительностью импульса 30 нс, при плотности мощности 0,5-1,5 Дж/см², на предварительно нанесенную пленку примесного материала толщиной 10 нм путем ВЧ плазменной обработки в атмосфере B₂H₆ при температуре подложки 280-300°C, давлении газовой смеси He-B₂H₆ 27 Па и уровне ВЧ мощности 5 Вт.

Технология способа состоит в следующем: формирование мелкозалегающих переходов проводят воздействием импульсного лазера, длительностью импульса 30 нс на предварительно нанесенную пленку примесного материала путем ВЧ плазменной обработки в атмосфере B₂H₆. На пластины Si n-типа проводимости, сопротивлением 4,5 Ом⋅см, с ориентацией (100) проводили плазменное нанесение пленки примеси, при температуре подложки 280-300°C, давление газовой смеси He-B₂H₆ (в соотношении 99:1) 27 Па и уровне ВЧ мощности 5 Вт, толщиной - 10 нм. После этого для предохранения пленки от атмосферной влаги поверх нее выращивали (также с помощью плазменного осаждения, в атмосфере N₂O-SiH₄-Ar) слой SiO₂ толщиной 100 нм. Лазерную обработку выполняли в герметичной камере, при давлении He~1300 Па, плотности мощности 0,5-1,5 Дж/см². Далее на поверхности образца формировали Al электроды по стандартной технологии.

По предлагаемому способу были изготовлены и исследованы полупроводниковые структуры. Результаты обработки представлены в табл. 1.

Экспериментальные исследования показали, что выход годных структур на партии пластин, сформированных в оптимальном режиме, увеличился на 17,4%.

Технический результат: снижение токов утечек, обеспечение технологичности, улучшение параметров, повышение качества и увеличения процента выхода годных структур.

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

Предложенный способ изготовления полупроводниковой структуры путем формирования мелкозалегающих переходов воздействием импульсного лазера с длительностью импульса 30 нс на предварительно нанесенную пленку примесного материала путем ВЧ плазменной обработки в атмосфере B₂H₆ при температуре подложки 280-300°C, давлении газовой смеси He-B₂H₆ 27 Па и уровне ВЧ мощности 5 Вт позволяет повысить процент выхода годных структур и улучшить их надежность.

Изобретение относится к области технологии производства полупроводниковых приборов, в частности к технологии изготовления полупроводниковых структур с низкими токами утечек. В способе изготовления полупроводниковой структуры формируют мелкозалегающие переходы воздействием импульсного лазера при плотности мощности 0,5-1,5 Дж/см², с длительностью импульса 30 нс на предварительно нанесенную пленку примесного материала путем ВЧ плазменной обработки в атмосфере B₂H₆ при температуре подложки 280-300°C, давлении газовой смеси He-B₂H₆ 27 Па и уровне ВЧ мощности 5 Вт, что позволяет воспроизводимо формировать мелкозалегающие переходы с меньшими кристаллическими нарушениями и лучшими электрическими параметрами. Изобретение обеспечивает: снижения токов утечек, улучшение параметров, повышение надежности и увеличения процента выхода годных. 1 табл.

Способ изготовления полупроводниковой структуры, включающий подложку, процессы формирования мелкозалегающих переходов, отличающийся тем, что мелкозалегающий переход формируется нанесением пленки примесного материала путем ВЧ плазменной обработки смеси He-B₂H₆ (в соотношении 99:1) толщиной 10 нм в атмосфере B₂H₆ при температуре подложки 280-300°C, давлении газовой смеси He-B₂H₆ 27 Па и уровне ВЧ мощности 5 Вт и последующей обработки импульсным лазером при плотности мощности 0,5-1,5 Дж/см² с длительностью импульса 30 нс.