Способ изготовления полупроводникового прибора

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

Известен способ изготовления полупроводникового прибора [Заявка №2128474 Япония, МКИ H01L, 29/784] путем создания в подложке двух p⁺-областей, внутри которых формируются n⁺-участки, а между p⁺-областями создается p⁺-участок, этот участок и n⁺-области замыкаются общим электродом истока, сток располагается снизу подложки на промежуточном p⁺-слое. В таких полупроводниковых приборах из-за низкой технологичности процессов снижается качество и надежность приборов.

Известен способ изготовления полупроводникового прибора [Патент США №5426063 МКИ H01L 21/265] путем проведения трехэтапной ионной имплантации ионов примеси без изменения типа проводимости подложки; ионов примеси того же типа, но под большим углом и с меньшей дозой, чем на первом этапе; ионов примеси с изменением типа проводимости подложки и образованием областей стока/истока с последующей термообработкой.

Недостатками этого способа являются:

- нестабильность параметров;

- большой разброс параметров;

- повышенная плотность дефектов.

Задача, решаемая изобретением: повышение стабильности, снижение плотности дефектов, обеспечивающее технологичность, улучшение параметров приборов, повышение качества и увеличение процента выхода годных.

Задача решается тем, что после формирования подзатворного диэлектрика проводят легирование окисла ионами бора с энергией 55 кэВ, дозой 3⋅10¹³ см^-2 и ионами фтора с энергией 55 кэВ дозой 1⋅10¹³ см^-2 с последующим отжигом в среде азота при температуре 900°C в течение 15 мин.

Технология способа состоит в следующем: по стандартной технологии на кремниевой подложке формируют области полупроводникового прибора. Затем образцы подвергались термическому окислению для создания слоя подзатворного диэлектрика SiO₄ при температуре 1050°C в течение 20 мин. В последующем последовательно проводят легирование окисла ионами бора с энергией 55 кэВ, дозой 3⋅10¹³ см^-2 и ионами фтора с энергией 55кэВ, дозой 1⋅10¹³ см^-2, с последующей термообработкой полупроводниковых структур при температуре 900°C в течение 15 мин в среде азота. За счет влияния ионного легирования происходит компенсация подвижного заряда в окисле. Нейтрализация подвижного заряда связана с радиационными повреждениями окисла. Затем формируют контактные области полупроводникового прибора по стандартной технологии. По предлагаемому способу были изготовлены и исследованы полупроводниковые структуры. Результаты представлены в таблице.

Технический результат: повышение стабильности, снижение плотности дефектов, обеспечение технологичности, улучшение параметров, повышение надежности и увеличение процента выхода годных приборов. Стабильность параметров во всем эксплуатационном интервале температур была нормальной и соответствовала требованиям.

Предложенный способ изготовления полупроводникового прибора путем легирования окисла ионами бора с энергией 55 кэВ, дозой 3⋅10¹³ см^-2 и ионами фтора с энергией 55 кэВ, дозой 1⋅10¹³ см^-2 с последующим отжигом при температуре 900°C в течение 15 мин в среде азота позволяет повысить процент выхода годных и улучшить их надежность.