Способ изготовления полупроводникового прибора Российский патент 2021 года по МПК H01L27/06 

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

Известен способ изготовления конденсатора [Заявка 1278062, Япония, МКИ H01L 27/04] с повышенным пробивным напряжением, путем ионного легирования нижней р+ обкладки конденсатора из поликристаллического кремния через тонкий 50 нм слой диоксида кремния. Для формирования конденсатора используются фотолитография и химическое осаждение из газовой фазы. При такой технологии изготовления повышается дефектность структуры и ухудшаются электрические параметры приборов.

Известен способ изготовления конденсатора [Заявка 1283861, Япония, МКИ H01L 27/06] с малой площадью в составе интегральной схемы. В качестве одного из электродов конденсатора используется р- область или п- область с высокой концентрацией примеси. Поверх этой области располагается пленка оксида с толщиной 100 нм, на которой находится металлический электрод. Другой металлический электрод имеет омический контакт с упомянутой области подложки.

Недостатками способа являются - повышенные значения токов утечки, высокая плотность дефектов, низкая технологичность.

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

Задача решается путем формирования двухслойного диэлектрика титаната бария BaTiO₃ магнетронным ВЧ-распылением, при давлении кислорода 13,3*10^-4 Па, ВЧ-мощности 5 Вт*см^-2 и скорости осаждения 0,3 нм/с: нижний слой - поликристаллический толщиной 300 нм, при температуре подложки 600°С, верхний слой - аморфный толщиной 20 нм, при температуре подложки 450°С.

Технология способа состоит в следующем: на пластинах кремния р-типа проводимости, с ориентацией (100) формируют двухслойный диэлектрик титаната бария BaTiO3: нижний слой BaTiO₃ - поликристаллический толщиной 300 нм, при температуре подложки 600°С, верхний слой BaTiO₃ - аморфный толщиной 20 нм, при температуре подложки 450°С, магнетронным ВЧ-распылением, давлении кислорода 13,3*10^-4 Па, ВЧ-мощности 5 Вт*см^-2 и скорости осаждения 0,3 нм/с.

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

Экспериментальные исследования показали, что выход годных структур на партии пластин, сформированных в оптимальном режиме, увеличился на 17,7%.

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

Предложенный способ изготовления полупроводникового прибора путем формирования двухслойного диэлектрика титаната бария BaTiO₃ магнетронным ВЧ-распылением, при давлении кислорода 13,3*10^-4 Па, ВЧ-мощности 5 Вт*см^-2 и скорости осаждения 0,3 нм/с: нижний слой - поликристаллический толщиной 300 нм, при температуре подложки 600°С, верхний слой - аморфный толщиной 20 нм, при температуре подложки 450°С, позволяет повысит процент выхода годных приборов и улучшит их надежность.

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

Изобретение относится к области технологии производства полупроводниковых приборов, в частности к технологии изготовления конденсаторов с пониженными токами утечки. Сущность: способ изготовления полупроводникового прибора заключается в формировании двухслойного диэлектрика титаната бария BaTiO₃ магнетронным ВЧ-распылением, при давлении кислорода 13,3⋅10^-4 Па, ВЧ-мощности 5 Вт⋅см^-2 и скорости осаждения 0,3 нм/с: нижний слой - поликристаллический толщиной 300 нм, при температуре подложки 600°С, верхний слой - аморфный толщиной 20 нм, при температуре подложки 450°С. Технический результат заключается в повышении процента выхода годных приборов и улучшении их надежности. 1 табл.

Способ изготовления полупроводникового прибора, включающий подложку, области р- или n-типа с высокой концентрацией примеси, металлический электрод, слой диэлектрика, отличающийся тем, что слой диэлектрика формируют из двухслойного титаната бария BaTiO₃ магнетронным ВЧ-распылением, при давлении кислорода 13,3⋅10^-4 Па, ВЧ-мощности 5 Вт⋅см^-2 и скорости осаждения 0,3 нм/с: нижний слой - поликристаллический толщиной 300 нм, при температуре подложки 600°С, верхний слой - аморфный толщиной 20 нм, при температуре подложки 450°С.