Способ изготовления мелкозалегающих переходов Российский патент 2021 года по МПК H01L21/265 

Изобретение относится к области технологии производства полупроводниковых приборов, в частности к технологии изготовления мелкозалегающих переходов с пониженным значением токов утечек.

Известен способ изготовления полупроводникового прибора [Заявка 2133964 Япония, МКИ H01L 29/46] путем введения в слой барьерного материала ТiN 1-10 % углерода С. Это улучшает качество ТiN, предохраняет его от появления механических напряжений и растрескиваний после термообработки. В таких приборах из-за низкой технологичности введения углерода С повышается дефектность структуры и ухудшаются электрические параметры приборов.

Известен способ изготовления полупроводникового прибора [Пат. 5290720 США, МКИ H01L 21/265] путем формирования самосовмещенных силицидных затворных электродов. Исходная структура с поликремниевыми затворами над соседними карманами р- и п-типа покрывается слоями оксида кремния, Si и стекла. Реактивным ионным травлением формируются пристеночные Si-спейсеры, проводится ионная имплантация в области истока и стока, затворные структуры покрываются слоями оксида кремния, создаются пристеночные Si₃N₄-спейсеры, наносится слой Тi и проводится термообработка с образованием силицида.

Недостатками этого способа являются:

- повышенные 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 путем диффузии примесей из легированного слоя силицида ионами бора энергией 50 кэВ, дозой 7,5*1015 см^-2 и последующей термообработки при температуре 900°С в течение 20 с, в атмосфере азота.

Технология способа состоит в следующем: на пластинах кремния п-типа проводимости с удельным сопротивлением 4,5 Ом*см, наносится слой Тi 110 нм, затем проводится термообработка при температуре 950°С в течение 35 с в атмосфере азота, для образования силицида, потом проводят легирование слоя силицида ионами бора имплантацией с энергией 50 кэВ, дозой 7,5*10¹⁵ см^-2 и термообработку при температуре 900°С в течение 20 с, в атмосфере азота. При термообработке происходит диффузия примесей из легированного слоя силицида, в результате образуется переход глубиной 80 нм.

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

Параметры полупроводникового прибора, изготовленного по стандартной технологии Параметры полупроводникового прибора, изготовленного по предлагаемой технологии № плотность дефектов, см^-2 ток утечки
Iут*10¹² А плотность дефектов, см^-2 ток утечки
Iут*10¹² А 1 15,5 13,6 3,4 2,5 2 16,4 12,3 4,2 2,3 3 14,7 1!,7 3,5 2,1 4 14,3 12,2 3,4 2,9 5 13,4 11,8 4,1 2,7 6 15,1 11,6 3,3 2,3 7 14,2 12,8 4,4 2,2 8 13,7 10,7 4,5 3,1 9 14,5 11,4 4,3 2,9 10 13,8 12,7 3,2 2,8 11 15,3 13,1 3,1 2,3 12 16,1 10,4 3,5 2,5 13 15,4 10,6 3,6 2,2

Экспериментальные исследования показали, что выход годных структур на партии пластин, сформированных в оптимальном режиме, увеличился на 20,2 %.

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

Предложенный способ изготовления мелкозалегающих переходов путем диффузии примесей из легированного слоя силицида ионами бора энергией 50 кэВ, дозой 7,5*10¹⁵ см^-2 и последующей термообработки при температуре 900°С в течение 20 с, в атмосфере азота, позволяет повысить процент выхода годных приборов и улучшить их надежность.

Изобретение относится к области технологии производства полупроводниковых приборов, в частности к технологии изготовления мелкозалегающих переходов с пониженным значением токов утечек. Технология способа состоит в следующем: на пластинах кремния п-типа проводимости с удельным сопротивлением 4,5 Ом*см наносится слой Тi 110 нм, затем проводится термообработка при температуре 950°С в течение 35 с в атмосфере азота для образования силицида, потом проводят легирование слоя силицида ионами бора имплантацией с энергией 50 кэВ, дозой 7,5*10¹⁵ см^-2 и термообработку при температуре 900°С в течение 20 с, в атмосфере азота. При термообработке происходит диффузия примесей из легированного слоя силицида, в результате образуется переход глубиной 80 нм. Технический результат заключается в снижении токов утечек, обеспечении технологичности, улучшении параметров приборов, повышении качества и увеличении процента выхода годных. 1 табл.

Способ изготовления мелкозалегающих переходов в полупроводниковых приборах, включающий формирование подзатворного оксида, пристеночных Si₃N₄-спейсеров, термообработку, процессы формирования областей стока, истока, отличающийся тем, что области стока, истока формируют нанесением слоя Тi толщиной 110 нм, проведением термообработки при температуре 950°С в течение 35 с в атмосфере азота и легированием слоя силицида ионами бора энергией 50 кэВ, дозой 7,5*10¹⁵ см^-2 и последующей диффузии примесей из легированного слоя силицида термообработкой при температуре 900°С в течение 20 с в атмосфере азота.