Результат интеллектуальной деятельности: Способ изготовления полупроводникового прибора

Изобретение относится к области технологии производства полупроводниковых приборов, в частности к технологии формирования силицидных слоев с низким сопротивлением.

Известен способ изготовления полупроводникового прибора [Пат. 5290720 США, МКИ HO1L 21/265] путем формирования самосовмещенных силицидных затворных электродов. Исходная структура с поликремниевыми затворами над соседними карманами p- и n-типа проводимости покрываются слоями SiO₂, Si и стекла. Реактивным ионным травлением формируется кремниевые-спейсеры L-формы, слой стекла удаляется, проводится ионная имплантация в области стока/истока, затворные структуры покрываются тонким слоем SiO₂, создаются пристеночные Si₃N₄-спейсеры, оксидный слой с поверхности затвора удаляется, наносится слой Ti и проводится термообработка с образованием силицидной перемычки между поликремниевым электродом и боковыми кремниевыми L-электродами. При этом образуются неоднородные слои ухудшающие характеристики приборов.

Известен способ изготовления полупроводникового прибора [Пат. 5316977 США, МКИ HO1L 21/223] путем формирования силицида металла. На легированной подложке формируют слой силицида металла, легированный примесью другого типа. Затем проводят отжиг полученной структуры в восстановительной атмосфере при температуре 600-800°С. Легирование проводят из газовой фазы или путем нанесения на диффузионный слой пленки переходного металла, который взаимодействует с полупроводниковой подложкой с образованием примеси второго типа.

Недостатками способа являются:

- высокие значения сопротивления силицидных слоев;

- низкая технологическая воспроизводимость;

- повышенные значения токов утечек

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

Задача решается формированием аморфного слоя кремния внедрением ионов кремния с энергией 50 кэВ, дозой 5⋅10¹⁵ см^-2, с последующим нанесением слоя палладия толщиной 0,1 мкм, со скоростью 1,5 нм/сек и проведением термообработки при температуре 250°С в течение 20-30 мин.

Технология способа состоит в следующем: на подложках кремния формировали аморфный слой имплантацией ионов кремния с энергией 50 кэВ, дозой 5⋅10¹⁵ см^-2, при температуре подложки 25°С. Перед нанесением слоя палладия подложку последовательно протравливали в азотной, серной и плавиковой кислотах, затем промывали деионизованной водой. Слой палладия наносили при температуре 25-100°С с помощью электронного луча толщиной 0,1 мкм, со скоростью 1,5 нм/сек. После нанесения слоя палладия проводили термообработку в вакууме при давлении (2-8)⋅10⁵ мм рт.ст., температуре 250°С в течение 20-30 мин. В результате образуется силицид палладия Pd₂Si.

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

Экспериментальные исследования показали, что выход годных полупроводниковых структур на партии пластин, сформированных в оптимальном режиме, увеличился на 14,9%

Технический результат: снижение сопротивления, обеспечивающее технологичность, улучшения параметров, повышения надежности и увеличения процента выхода годных приборов.

Предложенный способ изготовления полупроводникового прибора путем формирования аморфного слоя кремния имплантацией ионов кремния с энергией 50 кэВ, дозой 5⋅10¹⁵ см^-2, с последующим нанесением слоя палладия толщиной 0,1 мкм, со скоростью 1,5 нм/с и термообработкой при температуре 250°С в течение 20-30 мин позволяет повысить процент выхода годных приборов.