Способ изготовления тонкопленочного транзистора Российский патент 2019 года по МПК H01L21/265 

Изобретение относится к области технологии производства полупроводниковых приборов, в частности к технологии изготовления тонкопленочных транзисторов с низким значением тока утечки.

Известен способ изготовления тонкопленочного транзистора [Пат. 5382537 США, МКИ H01L 21/265] путем обработки в канале полевого транзистора слоя аморфного кремния через отверстия в масочных слоях Si/SiO₂ эксимерным лазером с образованием затравочных кристаллов. Затем при температуре 600°С в течении 40 часов в атмосфере азота слой аморфного кремния подвергается кристаллизации с формированием крупнозернистого активного слоя. В таких структурах при различных температурных режимах повышается дефектность структуры и ухудшаются электрические параметры приборов.

Известен способ изготовления тонкопленочного транзистора [Пат. 5384271 США, МКИ H01L 21/24] на аморфном кремнии путем последовательного проведения следующих этапов работы в области канала: жидкостное травление в HF, сухое реактивное ионное травление, повторное жидкостное травление в HF, обработка в очищающем растворе, отжиг.

Недостатками этого способа являются:

- повышенные значения тока утечки;

- высокая дефектность;

- низкая технологичность.

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

Задача решается формированием слоя гидрогенизированного аморфного кремния обработкой кристаллического кремния потоком ионов кремния дозой 1*10¹⁶ см^-2 с энергией 250 кэВ при температуре 40°С, с последующей имплантацией водорода с энергией 20 кэВ, дозой 5*10¹⁵ см^-2

Технология способа состоит в следующем: гидрогенизированный аморфный кремний формировали обработкой кристаллического кремния потоком ионов кремния дозой 1*10¹⁶ см^-2 с энергией 250 кэВ, при температуре 40°С. Водород вводили имплантацией после аморфизации с энергией 20 кэВ и дозой 5*10¹⁵ см^-2.

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

Экспериментальные исследования показали, что выход годных структур на партии пластин, сформированных в оптимальном режиме, увеличился на 16,4%.

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

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

Предложенный способ изготовления тонкопленочного транзистора путем формирования слоя гидрогенизированного аморфного кремния обработкой кристаллического кремния потоком ионов кремния дозой 1*10¹⁶ см^-2 с энергией 250 кэВ при температуре 40°С, с последующей имплантацией водорода с энергией 20 кэВ, дозой 5*10¹⁵ см^-2, позволяет повысит процент выхода годных приборов и улучшит их надежность.

Изобретение относится к области технологии производства полупроводниковых приборов, в частности к технологии изготовления тонкопленочных транзисторов с низким значением тока утечки. Технология способа состоит в следующем: гидрогенизированный аморфный кремний формировали обработкой кристаллического кремния потоком ионов кремния дозой 1*10¹⁶ см^-2 с энергией 250 кэВ при температуре 40°С. Водород вводили имплантацией после аморфизации с энергией 20 кэВ и дозой 5*10¹⁵ см^-2. Предложенный способ изготовления тонкопленочного транзистора позволяет повысить процент выхода годных приборов и улучшить их надежность. Также способ обеспечивает снижение токов утечек, улучшение параметров структур, повышение технологичности и качества. 1 табл.

Способ изготовления тонкопленочного транзистора, включающий подложку, процессы травления, формирования слоя аморфного кремния, отличающийся тем, что слой гидрогенизированного аморфного кремния формируют обработкой кристаллического кремния потоком ионов кремния дозой 1*10¹⁶ см^-2 с энергией 250 кэВ при температуре 40°С, с последующей имплантацией водорода с энергией 20 кэВ и дозой 5*10¹⁵ см^-2.