Способ отжига полупроводниковых структур Российский патент 2024 года по МПК H01L21/324 

Изобретение относится к области технологии производства полупроводниковых приборов, в частности к технологии отжига полупроводниковых структур.

Известен способ отжига полупроводниковых пластин [Пат. 5385115 США, МКИ С30В 1/02], вырезанных из слитка, выращенного по методу Чохральского управлением количеством преципитатов кислорода путем внутреннего геттерирования, за счет изменения режима термообработки для регулирования количества термодоноров в исходном кристалле, обеспечивающий создание преципитатов. В таких полупроводниковых структурах ухудшаются электрофизические параметры за счет увеличения дефектности.

Известен способ отжига [Пат. 5312771 США, МКИ H01L 21/326] слоя полупроводникового материала, обеспечивающий однородный нагрев на большой площади. На подложку из кварца наносят слои кремния толщиной 0,1 мкм. Для увеличения эффективности лампового нагрева на слой кремния осаждают изолирующий слой (оксид, оксинитрид или нитрид кремния либо оксид тантала), поглощающий слой (например, поликристаллический кремний или α-Si, поликристалл сплавов Ge с Si-ем) и защитный слой, который пропускает свет и выдерживает высокие температуры (SiO₂, Si₃N₄ или 2-слойная структура из этих материалов). Нагрев при температурах 1200-1400°С с одновременным облучением мощностью 10-150 Вт/см² приводит к образованию слоя кремния с высоким кристаллическим совершенством, который далее может использоваться, например, для изготовления полевых транзисторов.

Недостатками способа являются: высокие значения токов утечек; низкая технологическая воспроизводимость; низкие значения напряжения пробоя.

Задача, решаемая изобретением: снижение токов утечек в полупроводниковых структурах, обеспечивающее технологичность, улучшение параметров структур, повышение качества и увеличение процента выхода годных.

Технология способа состоит в следующем: на пластинах Si р-типа (удельное сопротивление 10 Ом-см) с ориентацией (100), после химической очистки поверхности подложек от окисла с помощью ВЧ ионного распыления формировали пленки Si, используя газовую смесь Ar-H₂-AsH₃(80:19:1) при давлении 1,2 Па; температура подложек 190°С, толщина пленок 100 нм. Далее выполняли отжиг пленок с помощью рубинового лазера с модулированной добротностью, длина волны излучения 694,3 нм, длительность импульсов 20 не, плотность энергии 0,6-1,5 Дж/см². Затем на этой пленке кремния формировали транзисторные структуры по стандартной технологии.

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

Экспериментальные исследования показали, что выход годных полупроводниковых структур на партии пластин, сформированных в оптимальном режиме, увеличился на 15,6%.

Технический результат: снижение токов утечек в полупроводниковых структурах, обеспечение технологичности, улучшение параметров структур, повышение качества и увеличение процента выхода годных.

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

Предложен способ отжига полупроводниковых структур путем формирования на пластинах Si с помощью ВЧ ионного распыления пленки Si, толщиной 100 нм, используя газовую смесь Ar-H₂-AsH₃(80:19:1) при давлении 1,2 Па; температура подложек 190°С, с последующим отжигом пленок с помощью рубинового лазера с модулированной добротностью, длина волны излучения 694,3 нм, длительность импульсов 20 нм, плотность энергии 0,6-1,5 Дж/см², позволяет повысить процент выхода годных структур и улучшить их надежность.

Изобретение относится к области технологии производства полупроводниковых приборов, в частности к технологии отжига полупроводниковых структур. Способ отжига полупроводниковых структур включает формирование полупроводникового слоя на полупроводниковой подложке с последующим отжигом. Согласно изобретению формируют слой полупроводника - кремния - толщиной 100 нм на подложке полупроводника - кремния - с помощью ВЧ ионного распыления, используя газовую смесь Ar-H₂-AsH₃ (80:19:1), при давлении 1,2 Па и температуре подложки 190°С с последующим отжигом с помощью рубинового лазера с модулированной добротностью, с длиной волны излучения 694,3 нм, длительностью импульсов 20 нс, плотностью энергии 0,6-1,5 Дж/см². Изобретение обеспечивает снижение токов утечки в полупроводниковых структурах, обеспечивающее технологичность, улучшение параметров структур, повышение качества и увеличение процента выхода годных. 1 табл.

Способ отжига полупроводниковых структур, включающий формирование полупроводникового слоя на полупроводниковой подложке с последующим отжигом, отличающийся тем, что формируют слой полупроводника - кремния - толщиной 100 нм на подложке полупроводника - кремния - с помощью ВЧ ионного распыления, используя газовую смесь Ar-H₂-AsH₃ (80:19:1), при давлении 1,2 Па и температуре подложки 190°С с последующим отжигом с помощью рубинового лазера с модулированной добротностью, с длиной волны излучения 694,3 нм, длительностью импульсов 20 нс, плотностью энергии 0,6-1,5 Дж/см².