Способ изготовления полупроводникового прибора

Изобретение относится к области технологии производства полупроводниковых приборов, в частности к технологии изготовления приборов со слоем карбида кремния с пониженными токами утечки.

Известен способ изготовления полупроводникового прибора [Патент №5326991 США, МКИ H01L 31/0312] со слоем карбида кремния путем формирования зародыши кристаллов SiC в окнах слоя диоксида кремния на кремниевой подложке с последующим окислением и отделением этих зародышей от подложки. Затем проводят эпитаксиальное наращивание монокристаллических областей SiC, не соприкасающихся друг с другом в горизонтальном направлении. В этих областях формируются структуры МОП полевых транзисторов. При такой технологии изготовления увеличиваются механические напряжения, повышается дефектность структуры и ухудшаются электрические параметры приборов.

Известен способ изготовления полупроводникового прибора [Патент №5307305 США, МКИ G11C 11/22] путем осаждения слоя карбида кремния на поверхность кремниевой подложки со сформированными областями стока/истока, с последующим осаждением слоя сегнетоэлектрического материала. Слой карбида кремния используется как канал полевого транзистора, а пленка сегнетоэлектрического материала - в качестве слоя, изолирующего поликремниевый затвор.

Недостатками способа являются:

- повышенные значения тока утечки;

- высокая плотность дефектов;

- низкая технологичность.

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

Задача решается тем, что после формирования слоя карбида кремния и сегнетоэлектрического материала структуру подвергают облучению электронами с энергией 6 МэВ, дозой 2*10¹⁸-3*10¹⁸ см^-2, с последующей термообработкой в атмосфере водорода при температуре 970°С в течение 30 мин.

Технология способа состоит в следующем: на пластинах кремния после формирования областей стока/истока и осаждения слоя карбида кремния и сегнетоэлектрического материала структуру подвергают облучению электронами с энергией 6 МэВ, дозой 2*10¹⁸-3*10¹⁸ см^-2, с последующей термообработкой в атмосфере водорода при температуре 970°С в течение 30 мин.

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

Экспериментальные исследования показали, что выход годных структур на партии пластин, сформированных в оптимальном режиме, увеличился на 13,7%.

Технический результат: снижение токов утечек, обеспечение технологичности, улучшение параметров структур, повышение качества и увеличения процента выхода годных.

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

Предложенный способ изготовления полупроводникового прибора путем облучения электронами с энергией 6 МэВ, дозой 2*10¹⁸-3*10¹⁸ см^-2, с последующей термообработкой в атмосфере водорода при температуре 970°С в течение 30 мин полупроводниковую структуру после формирования слоя карбида кремния и сегнетоэлектрического материала, позволяет повысит процент выхода годных приборов и улучшит их надежность.