Способ изготовления полупроводникового прибора Российский патент 2024 года по МПК H01L21/30 

Изобретение относится к области технологии производства полупроводниковых приборов, в частности к технологии изготовления полевых транзисторов с повышенной стабильностью параметров и пониженной дефектностью.

Известен способ изготовления полевого транзистора [Патент 5323046 США, МКИ H01L 29/04], обеспечивающий малое влияние технологических операций на качество подзатворного оксидного слоя. После формирования изолированного электрода затвора создается n⁺ область стока с использованием электрода затвора в качестве маски, затем изготовляется n⁺ область, удаленная от затвора и перекрывающая со стоком, и формируют контакт стока. При изготовлении приборов с применением электрода затвора в качестве маски повышается дефектность структуры и ухудшаются стабильность и электрические параметры изделий.

Известен способ изготовления полевого транзистора [Патент 5393683 США, МКИ H01L 21/265], который предусматривает формирование двухслойного затворного оксида на кремниевой подложке. Сначала окисляют подложки в кислородосодержащей атмосфере, а затем окисляют в атмосфере NO₂. Соотношение слоев по толщине (в %) составляет 80:20 от суммарной толщины слоя.

Недостатками этого способа являются: высокая дефектность, повышенные значения тока утечки; низкая технологичность.

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

Задача решается формированием слоя подзатворного оксида при температуре 1200°С в потоке осушенного кислорода 1500 см³/мин, в течение 14 мин, введением хлора в окисел, добавляя к кислороду азот 60 см³/мин, пропущенный через сосуд с трихлорэтиленом при температуре 34°С, с последующим отжигом в азоте при температуре 650°С в течение 2 мин.

Технология способа состоит в следующем: на пластинах кремния n - типа проводимости с удельным сопротивлением 4,5 Ом*см, ориентации (100) формировали слой подзатворного оксида при температуре 1200°С в течение 14 мин в потоке осушенного кислорода 1500 см³/мин. Хлор вводили в окисел, добавляя к кислороду азот 60 см³/мин, пропущенный через сосуд с трихлорэтиленом при температуре 34°С. Перед выгрузкой из реактора подложки отжигали в потоке азота при температуре 650°С, в течение 2 мин, а затем медленно, во избежание образования напряжений кристаллической решетки, удаляли из зоны максимального нагрева. Активные области полевого транзистора и контакты формировали по стандартной технологии. Атомы хлора связывают и нейтрализуют подвижные ионы в оксиде вблизи поверхности кремния, что приводит к уменьшению плотности поверхностных состояний.

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 плотность поверхностных состояний, 10¹⁰эВ^-1⋅см^-2 плотность дефектов, см^-2 плотность поверхностных состояний, 10¹⁰эВ^-1⋅см^-2 8,7 11,7 1,5 0,9 8,4 11,5 1,7 1,0 7,9 11,8 1,3 1,1 8,4 12,3 1,6 0,9 7,8 12,5 1,2 0,8 9,1 11,7 1,8 1,2 8,2 12,4 1,9 0,85 8,5 11,7 1,3 1,1 7,7 11,5 1,7 0,95 9,8 11,6 1,4 0,8 9,3 12,1 1,2 0,98 8,6 12,3 1,6 1,2 9,2 11,9 1,4 0,75

Экспериментальные исследования показали, что выход годных структур на партии пластин, сформированных в оптимальном режиме, увеличился на 20,3%.

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

Изобретение относится к области технологии производства полупроводниковых приборов, в частности к технологии изготовления полевых транзисторов. Технология способа состоит в следующем: на пластинах кремния n-типа проводимости с удельным сопротивлением 4,5 Ом*см, ориентации (100) формируют слой подзатворного оксида при температуре 1200°С в течение 14 минут в потоке осушенного кислорода 1500 см³/мин. Хлор вводят в окисел, добавляя к кислороду азот 60 см³/мин, пропущенный через сосуд с трихлорэтиленом при температуре 34°С. Перед выгрузкой из реактора подложки отжигают в потоке азота при температуре 650°С, в течение 2 мин, а затем медленно, во избежание образования напряжений кристаллической решетки, удаляют из зоны максимального нагрева. Активные области полевого транзистора и контакты формируют по стандартной технологии. Изобретение обеспечивает повышение стабильности параметров и снижение дефектности за счет того, что атомы хлора связывают и нейтрализуют подвижные ионы в оксиде вблизи поверхности кремния. 1 табл.

Способ изготовления полупроводниковых приборов, включающий процессы формирования областей стока, истока, затвора, контактов к этим областям и подзатворного оксида, отличающийся тем, что на пластинах кремния формируют подзатворный оксид при температуре 1200°С в потоке осушенного кислорода 1500 см³/мин, в течение 14 мин, введением хлора в окисел, добавляя к кислороду азот 60 см³/мин, пропущенный через сосуд с трихлорэтиленом при температуре 34°С, с последующим отжигом в азоте при температуре 650°С в течение 2 мин, после чего медленно удаляют подложки из зоны максимального нагрева.