Способ изготовления полупроводникового прибора Российский патент 2021 года по МПК H01L21/283 H01L21/335 B82Y40/00 

Изобретение относится к области технологии производства полупроводниковых приборов, в частности к технологии изготовления оксида кремния с пониженным значением тока утечки.

Известен способ изготовления полупроводникового прибора [Пат. США 5323046, МКИ H01L 29/04] обеспечивающий малое влияние технологической операции на качество подзатворного оксидного слоя. После формирования изолированного электрода затвора создается п+ область стока с использованием электрода затвора в качестве маски , затем изготовляется п+ область , удаленная от затвора и перекрывающаяся со стоком , после формируется контакт стока. В таких приборах из-за не технологичности формирования п+ областей образуется большое количество дефектов, которые ухудшают электрические параметры приборов.

Известен способ изготовления полупроводникового прибора [Пат. США 5134452, МКИ H01L 29/78] на толстом защитном слое оксида и на открытой поверхности кремния с областями стока и истока осаждается слой проводящего поликремния, из которого затем формируется электроды стока и истока. После вскрытия канальной области проводится реактивное ионное травление с образованием шероховатой поверхности с размерами неровностей до 50нм. 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 формированием подзатворного оксидного слоя проведением термообработки в среде сухого кислорода О₂ при температуре 1100-1150°С в течение 20 с со скоростями нагрева и охлаждения 50°С/мин, до толщины 20 нм при росте пленки оксидного слоя 1 нм/с.

Технология способа состоит в следующем: на кремниевой подложке 10 Ом*см (100), р-типа проводимости после обработки излучением галогенных ламп в Н₂ при температуре 1000°С в течение 10 с формируют пленку оксидного слоя. Окисление проводили в среде сухого кислорода О₂ при температуре 1100-1150°С в течение 20 с со скоростями нагрева и охлаждения 50°С, до толщины 20нм при росте пленки оксидного слоя 1 нм/с.

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

Таблица

Параметры полупроводникового прибора, изготовленного по стандартной технологии Параметры полупроводникового прибора, изготовленного по предлагаемой технологии № плотность дефектов, см^-2 токи утечки,
10¹¹, А плотность дефектов, см^-2 токи утечки,
10¹¹, А 1 9.7 6.5 2,3 0,8 2 9,4 7.8 2,7 0,7 3 9.6 7,3 2,4 1,1 4 8,8 6,4 2,5 1,4 5 8,4 6,7 2,1 0,8 6 8,6 6,1 2,3 1,3 7 9,2 7,4 2,4 0,7 8 8,7 6,1 2,6 0,6 9 8,5 5,5 2,8 1,2 10 8,6 6,6 2,4 0,9 11 9,3 7,2 2,2 1,4 12 8,4 9,3 2,9 0,7 13 9,5 6,1 2,7 0,8

Экспериментальные исследования показали, что выход годных структур на партии пластин, сформированных в оптимальном режиме, увеличился на 13,6%.

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.

Предложенный способ изготовления полупроводникового прибора формированием подзатворного оксидного слоя проведением термообработки в среде сухого кислорода О₂ при температуре 1100-1150°С в течение 20с со скоростями нагрева и охлаждения 50°С/мин, до толщины 20 нм, при росте пленки оксидного слоя 1 нм/с, позволяет повысит процент выхода годных приборов и улучшит их надёжность.

Изобретение относится к области технологии производства полупроводниковых приборов. Технология способа состоит в следующем: на кремниевой подложке 10 Ом*см (100), р-типа проводимости после обработки излучением галогенных ламп в Н₂ при температуре 1000°С в течение 10 с формируют пленку оксидного слоя. Окисление проводили в среде сухого кислорода О₂ при температуре 1100-1150°С в течение 20 с со скоростями нагрева и охлаждения 50°С/мин до толщины 20 нм при росте пленки оксидного слоя 1 нм/с. Изобретение обеспечивает возможность снижения токов утечки, обеспечения технологичности, улучшения параметров приборов, повышения качества и увеличения процента выхода годных.

Способ изготовления полупроводникового прибора, включающий процессы формирования активных областей полевого транзистора, электродов стока и истока, подзатворного оксидного слоя, отличающийся тем, что подзатворный оксидный слой формируют на кремниевой подложке 10 Ом*см (100) р-типа проводимости термообработкой в среде сухого кислорода О₂ при температуре 1100-1150°С в течение 20 с со скоростями нагрева и охлаждения 50°С/мин до толщины 20 нм при росте пленки оксидного слоя 1 нм/с.