Способ изготовления сверхмелких переходов Российский патент 2020 года по МПК H01L21/265 

Изобретение относится к области технологии производства полупроводниковых приборов, в частности к технологии изготовления переходов с пониженными токами утечки.

Известен способ изготовления мелких переходов [Патент 5310711 США, МКИ H01L 21/22] путем формирования 50 нм р-n-переходов с поверхностной концентрацией примеси порядка 10¹⁹ см^-3. Полупроводниковая пластина свободная от оксидных покрытый помещается в среду инертного газа, нагревается до 1100°С и выдерживается в смеси легирующих газов в течение 10-30 мин. В таких полупроводниковых структурах из-за низкой технологичности образуются области неоднородности, которые ухудшают электрические параметры приборов.

Известен способ изготовления мелких переходов [Патент 5340770 США, МКИ H01L 21/225] путем диффузии примесей из твердофазных источников, в качестве которых применяются стеклообразные слои наносимые центрифугированием для снижения плотности дефектов и токов утечек переходов.

Недостатками способа являются:

- повышенные значения тока утечки;

- высокая плотность дефектов;

- низкая технологичность.

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

Задача решается путем проведения имплантации ионов Ga с энергией 15 кэВ, дозой 4*10¹³-3*10¹⁵ см^-2, с последующей термообработкой структуры при температуре 700°С в течение 30 с в атмосфере азота.

Технология способа состоит в следующем: на пластинах кремния с ориентацией (100), по стандартной технологии выращивали слой термического окисла 200 нм, формировали контакты и после отжига при температуре 300°°С в течение 9 мин, проводили имплантацию ионов Ga с энергией 15 кэВ, дозой 4*10¹³-3*10¹⁵ см^-2, при токе 300 нА. Затем структуру подвергали отжигу при температуре 700°С в течение 30 с в атмосфере азота.

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 17,7%.

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 сверхмелких переходов путем проведения имплантации ионов Ga с энергией 15 кэВ дозой 4*10¹³-3*10¹⁵ см^-2, с последующей термообработкой структуры при температуре 700°С в течение 30 с в атмосфере азота, позволяет повысит процент выхода годных приборов и улучшит их надежность.

Изобретение относится к области технологии производства полупроводниковых приборов, в частности к технологии изготовления переходов с пониженными токами утечки. Технология способа состоит в следующем: на пластинах кремния с ориентацией (100), по стандартной технологии выращивают слой термического окисла 200 нм, формируют контакты, а после отжига при температуре 300°С в течение 9 минут проводят имплантацию ионов Ga с энергией 15 кэВ, дозой 4*10¹³-3*10¹⁵ см^-2, при токе 300 нА. Затем структуру подвергают отжигу при температуре 700°С в течение 30 с в атмосфере азота. Технический результат: обеспечение возможности снижения токов утечек, повышения качества и параметров приборов, увеличения процента выхода годных. 1 табл.

Способ изготовления сверхмелких переходов, включающий выращивание на пластинах кремния с ориентацией (100) слоя термического окисла и проведение отжига, отличающийся тем, что после отжига, который проводят при температуре 300°С в течение 9 минут, проводят имплантацию ионов Ga с энергией 15 кэВ, дозой 4*10¹³-3*10¹⁵ см^-2 при токе 300 нА с последующей термообработкой при температуре 700°С в течение 30 с в атмосфере азота.