Способ изготовления полупроводниковых структур Российский патент 2020 года по МПК H01L21/263 H01L21/326 

Изобретение относится к области технологии производства полупроводниковых приборов, в частности к технологии изготовления полупроводниковых структур.

Известен способ изготовления полупроводниковых пластин [Пат. 5385115 США, МКИ С30В 1/02], вырезанных из слитка, выращенного по методу Чохральского управлением количеством преципитатов кислорода путем внутреннего геттерирования, за счет изменения режима термообработки для регулирования количества термодоноров в исходном кристалле, обеспечивающий создание преципитатов. В таких полупроводниковых структурах ухудшаются электрофизические параметры за счет увеличения дефектности.

Известен способ изготовления [Пат. 5312771 США, МКИ H01L 21/326] слоя полупроводникового материала, обеспечивающий однородный нагрев на большой площади. На подложку из кварца наносят слои кремния толщиной 0,1 мкм. Для увеличения эффективности лампового нагрева на слой кремния осаждают изолирующий слой (оксид, оксинитрид или нитрид кремния либо оксид тантала), поглощающий слой (например, поликристаллический кремний или α-Si, поликристалл сплавов Ge с Si-ем) и защитный слой, который пропускает свет и выдерживает высокие температуры (SiO₂, Si₃N₄ или 2-слойная структура из этих материалов). Нагрев при температурах 1200-1400°С с одновременным облучением мощностью 10-150 Вт/см² приводит к образованию слоя кремния с высоким кристаллическим совершенством, который далее может использоваться, например, для изготовления полевых транзисторов.

Недостатками способа являются:

- высокие значения токов утечек;

- низкая технологическая воспроизводимость;

- высокая дефектность.

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

Задача решается тем, что полупроводниковую структуру подвергают бомбардировке электронами энергией 25 кэВ, дозой (1,6-3,2)*10^-5 Кл/см² с последующей термообработкой путем высокочастотного нагрева (13,56 МГц) при мощности ВЧ-генератора 500 Вт в течение 7,5 мин, давлении 10^-2 мм рт.ст.

Технология способа состоит в следующем: на пластинах р-Si (10 Ом*см) с ориентацией (100), наносят слой кремния n-типа проводимости толщиной 80 нм и последовательно формируют 2-слойную структуру (SiO₂+Si₃N₄), SiO₂ толщиной 38 нм, нитрид кремния Si₃N₄ толщиной 24 нм, по стандартной технологии. Сформированную структуру подвергают бомбардировке электронами энергией 25 кэВ, дозой (1,6-3,2)*10^-5 Кл/см² с последующим отжигом путем высокочастотного нагрева (13,56 МГц) при мощности ВЧ-генератора 500 Вт в течение 7,5 мин, давлении 10^-2 мм рт.ст.

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

Экспериментальные исследования показали, что выход годных полупроводниковых структур на партии пластин, сформированных в оптимальном режиме, увеличился на 20,3%.

Технический результат: снижение токов утечек в полупроводниковых структурах, обеспечение технологичности, улучшение параметров структур, повышение качества и увеличение процента выхода годных.

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

Предложенный способ изготовления полупроводниковой структуры бомбардировкой электронами энергией 25 кэВ, дозой (1,6-3,2)*10^-5 Кл/см² с последующей термообработкой путем высокочастотного нагрева (13,56 МГц) при мощности ВЧ-генератора 500 Вт в течение 7,5 мин, давлении 10^-2 мм рт.ст., позволяет повысить процент выхода годных структур и улучшить их надежность.

Изобретение относится к области технологии производства полупроводниковых приборов. Способ осуществляется следующим образом: на пластины р-Si (10 Ом*см) с ориентацией (100), наносят слой кремния n-типа проводимости толщиной 80 нм и последовательно формируют 2-слойную структуру (SiO₂+Si₃N₄), SiO₂ толщиной 38 нм, нитрид кремния Si₃N₄ толщиной 24 нм, по стандартной технологии. Сформированную структуру подвергают бомбардировке электронами энергией 25 кэВ, дозой (1,6-3,2)*10^-5 Кл/см² с последующим отжигом путем высокочастотного нагрева (13,56 МГц) при мощности ВЧ-генератора 500 Вт в течение 7,5 мин, давлении 10^-2 мм рт.ст. Изобретение обеспечивает снижение токов утечек в полупроводниковых структурах, а также обеспечивает технологичность, улучшение параметров структур, повышение качества и увеличение процента выхода годных. 1 табл.

Способ изготовления полупроводниковой структуры, включающий нанесение на пластины р-Si с ориентацией (100) слоя кремния n-типа проводимости и формирование 2-слойного окисла SiO₂ и Si₃N₄, отличающийся тем, что после формирования структуру подвергают бомбардировке электронами энергией 25 кэВ, дозой (1,6-3,2)*10^-5 Кл/см² с последующей термообработкой путем высокочастотного 13,56 МГц нагрева при мощности ВЧ-генератора 500 Вт в течение 7,5 мин и давлении 10^-2 мм рт.ст.