Способ изготовления полупроводникового прибора Российский патент 2021 года по МПК H01L21/336 

Изобретение относится к области технологии производства полупроводниковых приборов, в частности к технологии изготовления подзатворного диэлектрика полевого транзистора с пониженным значением тока утечки.

Известен способ изготовления полевого транзистора [Пат. №5145798 США, МКИ H01L 21/336] с изолированным затвором. В процессе изготовления полевого транзистора для создания n+ областей истока и стока применяются формирование оксидных боковых стенок затвора с помощью травления, имплантирование фосфора Р и горизонтальная диффузия. В результате под стенками - спейсерами создаются переходные области с плавно изменяющейся концентрацией примесей, расположенные между n+ областями истока и стока и каналом. В таких приборах из-за не технологичности формирование оксидных боковых стенок затвора применением процесса травления образуется большое количество дефектов, которые ухудшают электрические параметры приборов.

Известен способ изготовления полевого транзистора [Пат. №5134452 США, МКИ H01L 29/78] с затворным изолирующим слоем. Изготовление полевого транзистора на толстом защитном слое оксида и на открытой поверхности кремния с областями истока и стока осаждается слой проводящего поликремния, из которого затем формируются электроды стока и стока. После вскрытия канальной области проводится реактивное ионное травление с образованием шероховатой поверхности с размерами неровностей до 50 нм. Затем над канальной областью с помощью ПФХО создается тонкий затворный оксид и формируется затвор.

Недостатками этого способа являются:

- высокие значения токов утечек;

- высокая дефектность;

- низкая технологичность.

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

Задача решается тем, что подзатворный диэлектрик полевого транзистора формируется на основе оксида эрбия методом электроннолучевого испарения в вакууме 1*10^-6 Па со скоростью осаждения 0,1 нм/с, толщиной 25 нм, с последующим окислением при температуре 600-700°С и отжигом в атмосфере 60% N₂ - 40% Н₂ в течение 20 мин.

Технология способа состоит в следующем: подзатворный диэлектрик полевого транзистора формируется на основе оксида эрбия на пластинах кремния р-типа проводимости с ориентацией (100), с удельным сопротивлением 10 Ом* см, нанесением эрбия методом электронно-лучевого испарения в вакууме 1*10^-6 Па со скоростью осаждения 0,1 нм/с, толщиной 25 нм, с последующим окислением при температуре 600-700°С и отжигом в атмосфере 60% N₂ - 40% Н₂ в течение 20 мин. Активные области n-канального полевого транзистора и электроды к ним формировали по стандартной технологии.

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 19,2%.

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

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

Изобретение относится к области технологии производства полупроводниковых приборов, в частности к технологии изготовления подзатворного диэлектрика полевого транзистора с пониженным значением тока утечки. Способ изготовления полупроводникового прибора включает процессы формирования активных областей полевого транзистора, электродов к ним и подзатворного диэлектрика, при этом согласно изобретению подзатворный диэлектрик формируют на основе оксида эрбия методом электронно-лучевого испарения в вакууме 1*10^-6 Па со скоростью осаждения 0,1 нм/с, толщиной 25 нм с последующим окислением при температуре 600-700°С и отжигом в атмосфере 60% N₂ - 40% Н₂ в течение 20 мин. Изобретение позволяет повысить процент выхода годных приборов и улучшить их надежность. 1 табл.

Способ изготовления полупроводникового прибора, включающий процессы формирования активных областей полевого транзистора, электродов к ним и подзатворного диэлектрика, отличающийся тем, что подзатворный диэлектрик формируют на основе оксида эрбия методом электронно-лучевого испарения в вакууме 1*10^-6 Па со скоростью осаждения 0,1 нм/с, толщиной 25 нм с последующим окислением при температуре 600-700°С и отжигом в атмосфере 60% N₂ - 40% Н₂ в течение 20 мин.