Способ изготовления полупроводникового прибора

Изобретение относится к области технологии производства полупроводниковых приборов, в частности к технологии изготовления затворного оксида полевого транзистора.

Известен способ изготовления полупроводникового прибора [Патент США №5393683, МКИ H01L 21/265], который предусматривает формирование двухслойного затворного оксида на кремниевой подложке, сначала окислением подложки в кислородосодержащей атмосфере, а затем окислением в атмосфере N₂O. Соотношение слоев по толщине (в %) 80:20 от суммарной толщины слоя.

В таких полупроводниковых приборах из-за образования дефектов ухудшаются электрофизические параметры полупроводниковых приборов.

Известен способ изготовления полевого транзистора [Патент США №5093700, МКИ H01L 27/01], который предусматривает формирование многослойного поликремниевого затвора, в котором слои поликремния разделяются слоями кремния толщиной 0,1-0,5 им, используются три слоя поликремния и два слоя оксида кремния. Поликремний осаждают с использованием SiH₄ при давлении 53 Па и температуре 650°С, а слой оксида формируется при 1% O₂ и 99% А_r при температуре 800°С.

Недостатками этого способа являются:

- повышенная плотность дефектов;

- образование механических напряжений;

- низкая технологичность.

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

Задача решается путем формирования затворного оксида полевого транзистора из изопропоксида алюминия при температуре 400°С, давлении 100 Па и расходе газовой смеси 250 мл/мин, со скоростью роста слоя Al₂O₃ 20 нм/мин.

Технология способа состоит в следующем: исходным материалом служили подложки р-типа, с ориентацией (100). Подготовка пластин включала химически-механическую полировку в растворе Br₂-HBF-H₂O и обработку в растворе HF (40%) в течение 30 с. Изготовление полевого транзистора начинали с формирования контактов истока и стока - путем обратной литографии, с напылением сплава Ni-Ge-Au, с последующим вжиганием (5 мин при 350°С в атмосфере N₂-H₂) для образования n-областей. Далее выращивали слой А1₂О₃, на нем с помощью обратной литографии и нанесения А1 формировали электрод затвора. Затем в слое А1₂O₃ вытравливали окна к контактам истока и стока. Для формирования А1₂O₃ газ-носитель (N₂) пропускали через кварцевый барботер с источником, при давлении 100 Па и расходе газовой смеси 250 мл/мин. А1₂O₃ осаждали при температуре 400°С и скорости роста слоя А1₂O₃ ~20 нм/мин.

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 24,8%.

Технический результат: 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 формирования затворного оксида из изопроксида алюминия при температуре 400°С, давлении 100 Па и расходе газовой смеси 250 мл/мин, со скоростью роста слоя А1₂O₃ 20 нм/мин позволяет повысить процент выхода годных приборов и улучшить их надежность.