Способ изготовления тонкопленочного транзистора Российский патент 2024 года по МПК H01L29/78 

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

Известен способ изготовления тонкопленочного транзистора [Пат. 5326989 США, МКИ H01L 29/78] путем выращивания на изолирующем слое, покрывающем кремниевую подложку. Для увеличения воспроизводимости толщины активного канального кремниевого слоя последний предохраняется от окисления защитным слоем поликремния, аморфного кремния или нитрида кремния. Поверх защитного слоя наносится промежуточный слой стекла, растекающийся с увеличением температуры. В таких структурах сформированных при воздействии высоких температур образуются дефекты ухудшающие электрические параметры приборов.

Известен способ [Пат. 5382537 США, МКИ H01L 21/265] изготовления тонкопленочного транзистора. Для увеличения подвижности носителей в канале слой аморфного кремния подвергается облучению эксимерным лазером с образованием затравочных кристаллов. Затем при температуре 600°С в течении 40 час в атмосфере азота слой аморфного кремния подвергается кристаллизации с формированием крупнозернистого активного слоя.

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 выращиванием пленки аморфного кремния толщиной 240 нм осаждением на подложку кремния Si в водород-аргоновой плазме при отношении концентраций Н/Ar - 32%, температуре 300°С, давлении 0,27 Па и скорости осаждения 0,17 нм/с.

Технология способа состоит в следующем: на исходную пластину кремния после обработки обратной стороны подложки ионами аргона Ar с энергией 90 кэВ, дозой 10¹³ см^-2 выращивают пленку аморфного кремния толщиной 240 нм, осаждением в водород-аргоновой плазме при отношении концентраций Н/Ar - 32%, температуре 300°С, давлении 0,27 Па, скорости осаждения 0,17 нм/с.

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 18,1%. 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.

Использование: для изготовления аморфного кремния с низкой плотностью дефектов. Сущность изобретения заключается в том, что способ изготовления тонкопленочного транзистора включает процессы формирования активных областей, слоя аморфного кремния и отжиг, при этом слой аморфного кремния формируют на подложке кремния Si после обработки обратной стороны подложки ионами аргона Ar с энергией 90 кэВ, дозой 10¹³ см^-2, толщиной 240 нм, осаждением в водород-аргоновой плазме при отношении концентраций Н/Ar - 32%, температуре 300°С, давлении 0,27 Па, скорости осаждения 0,17 нм/с. Технический результат: обеспечение возможности снижения дефектности, обеспечения технологичности, улучшения параметров приборов, повышения качества и увеличения процента выхода годных приборов.

Способ изготовления тонкопленочного транзистора, включающий процессы формирования активных областей, слоя аморфного кремния и отжиг, отличающийся тем, что слой аморфного кремния формируют на подложке кремния Si после обработки обратной стороны подложки ионами аргона Ar с энергией 90 кэВ, дозой 10¹³ см^-2, толщиной 240 нм, осаждением в водород-аргоновой плазме при отношении концентраций Н/Ar - 32%, температуре 300°С, давлении 0,27 Па, скорости осаждения 0,17 нм/с.