Способ изготовления нитрида кремния Российский патент 2022 года по МПК H01L21/00 

Изобретение относится к области технологии производства полупроводниковых приборов, в частности к технологии изготовления нитрида кремния с пониженным значением дефектности.

Известен способ изготовления полупроводникового прибора с защитной изолирующей пленкой [Пат. 5362686 США, МКИ H01L 21/02]. На полупроводниковой подложке выполняют разводку межсоединений. Затем наносят пленку оксинитрида кремния, используя метод осаждения из паровой фазы силана и азотсодержащего газа. В таких приборах из-за нетехнологичности процесса формирования оксинитрида кремния образуется большое количество дефектов, которые ухудшают электрические параметры приборов.

Известен способ изготовления нитрида кремния и полупроводникового прибора [Пат. 5330936 США, МКИ H01L 21/00]. На полупроводниковой Si подложке, где имеется полевой оксид, селективно формируется 1-й слой поликремния в качестве нижнего электрода прибора, а на него методом ПФХО селективно наносится пленка нитрида кремния. Источником в процессе ПФХО служит аммиак в смеси с силаном или дихлорсиланом. Затем на пленку нитрида кремния наносится 2-й слой поликремния в качестве верхнего электрода прибора.

Недостатками этого способа являются:

- высокая дефектность;

- высокие значения токов утечек;

- низкая технологичность.

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

Задача решается формированием нитрида кремния путем пропускания газообразного азота N₂ через смесь гидрозина N₂H₄ и силана SiH₄ при температуре подложки 300°С, давлении газа 15 Па, давлении силана 10 Па, отношении парциальных давлений газообразных источников P_г(N₂H₄+N₂)/P_r(SiH₄)=8 и скорости осаждения нитрида кремния 1,5 нм/с, с последующим отжигом при температуре 400°С в атмосфере А_r в течение 30 мин.

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 18,7%.

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

Предложенный способ изготовления нитрида кремния путем пропускания газообразного азота N₂ через смесь гидрозина N₂H₄ и силана SiH₄ при температуре подложки 300°С, давлении газа 15 Па, давлении силана 10 Па, отношении парциальных давлений газообразных источников P_г(N₂H₄+N₂)/P_г(SiH₄)=8 и скорости осаждения нитрида кремния 1,5 нм/с, с последующим отжигом при температуре 400°С в атмосфере А_г в течение 30 мин, позволяет повысить процент выхода годных приборов и улучшить их надежность.

Изобретение относится к области технологии производства полупроводниковых приборов, в частности к технологии изготовления нитрида кремния с пониженным значением дефектности. Технология способа состоит в следующем: на полупроводниковой Si подложке формируют нитрид кремния путем пропускания газообразного азота N₂ через смесь гидрозина N₂H₄ и силана SiH₄ при температуре подложки 300°С, давлении газа 15 Па, давлении силана 10 Па, отношении парциальных давлений газообразных источников P_r(N₂H₄+N₂)/P_r(SiH₄)=8 и скорости осаждения нитрида кремния 1,5 нм/с, с последующим отжигом при температуре 400°С в атмосфере А_г в течение 30 мин. Активные области полупроводникового прибора и электроды к ним формировали по стандартной технологии. Технический результат: снижение дефектности, обеспечение технологичности, улучшение параметров приборов, повышение качества и увеличение процента выхода годных. 1 табл.

Способ изготовления полупроводникового прибора на основе нитрида кремния, включающий процессы формирования контактных окон, активных областей полупроводникового прибора, отличающийся тем, что нитрид кремния формируют путем пропускания газообразного азота N₂ через смесь гидрозина N₂H₄ и силана SiH₄ при температуре подложки 300°С, давлении газа 15 Па, давлении силана 10 Па, отношении парциальных давлений газообразных источников P_г(N₂H₄+N₂)/P_г(SiH₄)=8 и скорости осаждения нитрида кремния 1,5 нм/с, с последующим отжигом при температуре 400°С в атмосфере А_г в течение 30 мин.