Способ изготовления полупроводниковой структуры Российский патент 2023 года по МПК H01L21/463 

Способ изготовления полупроводниковой структуры

Изобретение относится к области технологии производства полупроводниковых приборов, в частности к технологии изготовления полупроводниковых структур с низкой плотностью дефектов.

Известен способ изготовления полупроводниковой структуры [Пат.5068695 США, МКИ H01L 29/161] путем выращивания эпитаксиального слоя с низкой плотностью дислокаций имплантацией ионов бора в подложку с высокой плотностью дислокаций энергией 350кэВ и с последующим проведением быстрого отжига при температуре 950°С в течение 25с для образования рекристаллизованного слоя с пониженной плотностью дислокаций, и с последующим выращиванием эпитаксиального слоя. В таких структурах сформированных при воздействии высоких энергий образуются дефекты ухудшающие электрические параметры приборов.

Известен способ [Пат.4980300 США, МКИ H01L 21/463] обработки полупроводниковой подложки для геттерирования путем загрузки в ванну с особо чистой водой, там их вращают в горизонтальной либо в вертикальной плоскости и одновременно подвергают воздействию УЗ-колебаний. На поверхности подложки создаются механические нарушения, которые и обеспечивают геттерирование с перераспределением дефектов и нежелательных примесей.

Недостатками этого способа являются:

-высокая дефектность;

-повышенные значения тока утечки;

-низкая технологичность.

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

Задача решается созданием скрытого ионно-легированного слоя имплантацией ионов As энергией 50кэВ дозой 5,510¹⁴ см^-2, отжигом при температуре 600°С в течение 60мин в сухом кислороде, с последующей обработкой обратной стороны подложки из кремния р- типа проводимости, ионами аргона Ar с энергией 100кэВ, дозой (4-5)10¹⁴ см^-2 , отжигом при температуре от 1100°С до 1250°С, в течение 50мин.

Технология способа состоит в следующем: на исходной пластине кремния р-типа проводимости создают скрытый ионно-легированный слой имплантацией ионов As энергией 50кэВ дозой 5,510¹⁴ см^-2,затем структуру отжигают при температуре 600°С в течение 60мин в сухом кислороде для рекристаллизации аморфного слоя в Si, последующем обратную сторону подложки из кремния р- типа проводимости обрабатывают ионами аргона Ar с энергией 100кэВ, дозой (4-5)10¹⁴ см^-2 и проводят отжиг при температуре от 1100°С до 1250°С, в течение 50мин. Затем выращивают эпитаксиальный слой по стандартной технологии.

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 Ток утечки, Iут*10¹²,А плотность дефектов, см^-2 Ток утечки, Iут*10¹²,А 1 3,2 2,8 1,2 0,7 2 3,3 2,5 1,4 0,8 3 3,1 2,8 1,3 0,9 4 2,7 3,3 1,1 0,7 5 3,4 2,5 1,0 0,8 6 2,6 3,7 0,9 0,9 7 3,2 2,4 0,8 0,6 8 2,7 3,8 1,2 0,7 9 3,5 2,6 0,8 0,9 10 2,9 3,5 0,9 0,8 11 3,3 4,1 1,2 0,6 12 3,1 2,9 1,3 0,7 13 3,4 2,8 1,1 0,9

Экспериментальные исследования показали, что выход годных структур на партии пластин, сформированных в оптимальном режиме, увеличился на 14,8%.

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

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

Предложенный способ изготовления полупроводниковой структуры путем создания скрытого ионно-легированного слоя имплантацией ионов As энергией 50кэВ дозой 5,510¹⁴ см^-2, отжигом при температуре 600°С в течение 60мин в сухом кислороде, с последующей обработкой обратной стороны подложки из кремния р- типа проводимости, ионами аргона Ar с энергией 100кэВ, дозой (4-5)10¹⁴ см^-2 , отжигом при температуре от 1100°С до 1250°С, в течение 50мин, позволяет повысить процент выхода годных приборов и улучшит их надежность.

Изобретение относится к области технологии производства полупроводниковых приборов, в частности к технологии изготовления полупроводниковых структур с низкой плотностью дефектов. Задача решается созданием скрытого ионно-легированного слоя имплантацией ионов As энергией 50кэВ дозой 5,5·10¹⁴ см^-2, отжигом при температуре 600°С в течение 60мин в сухом кислороде с последующей обработкой обратной стороны подложки из кремния р- типа проводимости, ионами аргона Ar с энергией 100 кэВ, дозой (4 – 5)·10¹⁴ см^-2, отжигом при температуре от 1100°С до 1250°С в течение 50 мин. Технический результат: снижение дефектности, обеспечение технологичности, улучшение параметров приборов, повышение качества и увеличение процента выхода годных. 1 таб.

Способ изготовления полупроводниковой структуры, включающий процессы имплантации и отжига, отличающийся тем, что полупроводниковую структуру формируют созданием скрытого ионно-легированного слоя имплантацией ионов мышьяка As энергией 50 кэВ дозой 5,5·10¹⁴ см^-2, отжигом при температуре 600°С в течение 60 мин в сухом кислороде с последующей обработкой обратной стороны подложки кремния р- типа проводимости ионами аргона Ar с энергией 100 кэВ дозой (4 – 5)·10¹⁴ см^-2, и последующим отжигом при температуре от 1100°С до 1250°С в течение 50 мин.