СПОСОБ ОТЖИГА ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ СТРУКТУР

Изобретение относится к области технологии производства полупроводниковых приборов, в частности к технологии отжига полупроводниковых структур.

Известен способ отжига полупроводниковых пластин [Пат. 5385115 США, МКИ C30B 1/02], вырезанных из слитка, выращенного по методу Чохральского управлением количеством преципитатов кислорода путем внутреннего геттерирования, за счет изменения режима термообработки для регулирования количества термодоноров в исходном кристалле, обеспечивающий создание преципитатов. В таких полупроводниковых структурах ухудшаются электрофизические параметры за счет увеличения дефектности.

Известен способ отжига [Пат. 5312771 США, МКИ H01L 21/326] слоя полупроводникового материала, обеспечивающий однородный нагрев на большой площади. На подложку из кварца наносят слои кремния толщиной 0,1 мкм. Для увеличения эффективности лампового нагрева на слой кремния осаждают изолирующий слой (оксид, оксинитрид или нитрид кремния либо оксид тантала), поглощающий слой (например, поликристаллический кремний или α-Si, поликристалл сплавов Ge с Si-ем) и защитный слой, который пропускает свет и выдерживает высокие температуры (SiO₂, Si₃N₄ или 2-слойная структура из этих материалов). Нагрев при температурах 1200-1400°C с одновременным облучением мощностью 10-150 Вт/см² приводит к образованию слоя кремния с высоким кристаллическим совершенством, который далее может использоваться, например, для изготовления полевых транзисторов.

Недостатками способа являются:

- высокие значения токов утечек;

- низкая технологическая воспроизводимость;

- низкие значения напряжения пробоя.

Задача, решаемая изобретением: снижение токов утечек в полупроводниковых структурах, обеспечивающее технологичность, улучшение параметров структур, повышение качества и увеличение процента выхода годных.

Задача решается тем, что после формирования контактно-металлизационной системы Al/W - Ti/n⁺ - поли Si структуру обрабатывают Ar лазером с длиной волны излучения 0,51 мкм, в режиме непрерывного излучения, со скоростью сканирования 3-5 мм/с, при мощности в луче 5-13 Вт.

Технология способа состоит в следующем: МОП-транзисторы формировали на пластинах p-Si (10 Ом∗см) с ориентацией (100), используя технологию n - МОП приборов с электронно-лучевой литографией. Для изоляции канала транзисторов проводилось ионное внедрение бора В. Подзатворный диэлектрик толщиной 20 нм выращивали путем окисления в парах H₂O. Далее с помощью химического парофазного осаждения (ХПО) поликристаллического кремния толщиной 0,4 мкм, диффузии Р, литографии и плазменного травления формировали электроды затвора, проводили ионное внедрение As для создания областей истока и стока (глубина 0,2 мкм), с помощью ХПО формировали защитный слой SiO₂, вытравливали в нем контактные окна и создавали контактно-металлизационную систему Al/W - Ti/n⁺ - поли Si (толщина барьерного слоя W - Ti - 0,1 мкм) с помощью ионного распыления в атмосфере Ar для предотвращения взаимодействия Аl с поли - Si. Сформированную структуру подвергали отжигу Ar лазером длиной волны 0,51 мкм, со скоростью сканирования 3-5 мм/с при мощности в луче 5-13 Вт.

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

Экспериментальные исследования показали, что выход годных полупроводниковых структур на партии пластин, сформированных в оптимальном режиме, увеличился на 18,1%.

Технический результат: снижение токов утечек в полупроводниковых структурах, обеспечение технологичности, улучшение параметров структур, повышение качества и увеличение процента выхода годных.

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

Предложенный способ отжига полупроводниковых структур путем обработки контактно-металлизационной системы Al/W - Ti/n⁺ - Si^∗ Ar лазером длиной волны 0,51 мкм, со скоростью сканирования 3-5 мм/с, при мощности в луче 5-13 Вт позволяет повысить процент выхода годных структур и улучшить их надежность.