СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПОЛУПРОВОДНИКОВОГО ПРИБОРА

Изобретение относится к области технологии производства полупроводниковых приборов, в частности к технологии изготовления полевых транзисторов с пониженным значением порогового напряжения.

Известен способ изготовления полупроводникового прибора [Пат. 5302846 США, МКИ H01L 29/46] путем расположения структуры транзистора в диффузионном кармане, ограниченном участками полевого окисла, а электрод затвора с боковой пристеночной изоляцией заглублен внутрь кармана, области стока - истока располагаются вблизи поверхности кармана и при этом канал вытянут вдоль одной из боковых поверхностей электрода затвора. В таких полупроводниковых приборах ухудшаются характеристики транзисторов.

Известен способ изготовления полупроводникового прибора [Пат. 5108944 США, МКИ H01L 21/265] путем создания эпитаксиального слоя n-типа проводимости на поверхности подложки кремниевых пластин p-типа проводимости, в котором последующим легированием формируют изолирующие области и карманы для создания транзисторных структур, электроды затвора создают применяя технологию самосовмещения, а поликремниевые затворы полевого транзистора имеют тот же тип проводимости, что и области их стоков.

Недостатками способа являются:

- низкая технологическая воспроизводимость;

- низкое напряжение пробоя;

- ухудшение электрических параметров приборов.

Задача, решаемая изобретением: снижение значений пороговых напряжений полупроводниковых приборов, обеспечивающее технологичность, улучшение параметров приборов, повышение качества и увеличение процента выхода годных.

Задача решается путем двойной имплантации ионов As и В в область канала сфокусированными пучками ионов с последующим отжигом структуры при температуре 900-1000°С в течение 5-15 сек.

Технология способа состоит в следующем. На поверхности кремниевой подложки p-типа проводимости формируют области, покрытые слоями окисла. Затем легированием подложки ионами фосфора с дозой 2·10¹³ см^-2 сквозь слой тонкого окисла создают области истока и стока. Далее в слое окисла вытравливают окна и проводят двойную имплантацию ионов As и В в область канала сфокусированными пучками ионов. Имплантацию ионов бора проводят дозой 6·10¹²-6·10¹³ см^-2 с энергией 20 кэВ посередине канала, а имплантацию ионов As с энергией 100 кэВ проводят через подзатворный окисел при дозе (1-2)·10¹² см^-2 по краям канала, т.е. поблизости областей истока и стока. Затем проводят отжиг при температуре 900-1000°С в течение 5-15 сек. Поверх тонкого слоя окисла между стоком и истоком формируют поликремниевый затвор легированный фосфором. После по стандартной технологии создают контакты и формируют алюминиевые проводники. По предлагаемому способу были изготовлены полупроводниковые приборы. Результаты обработки представлены в таблице.

Экспериментальные исследования показали, что выход годных полупроводниковых приборов на партии приборов, сформированных в оптимальном режиме, увеличился на 24,6%.

Технический результат: снижение значений пороговых напряжений, обеспечение технологичности, улучшение параметров, повышение надежности и увеличения процента выхода годных приборов.

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

Предложенный способ изготовления полупроводникового прибора путем двойной имплантации ионов As и В в область канала сфокусированными пучками ионов бора с энергией 20 кэВ дозой 6·10¹²-6·10¹³ см^-2 и ионов As с энергией 100 кэВ дозой (1-2)·10¹² см^-2 с последующим отжигом при температуре 900-1000°С в течение 5-15 сек позволяет повысить процент выхода годных приборов и улучшить их надежность.