Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПОЛУПРОВОДНИКОВОГО ПРИБОРА

Изобретение относится к области технологии производства полупроводниковых приборов, в частности к технологии изготовления полевого транзистора с пониженными токами утечки.

Известен способ изготовления полупроводникового прибора [Заявка 2128473 Япония, МКИ H01L 29/784] за счет применения конструкции полевого транзистора с уменьшенным влиянием паразитного биполярного транзистора исток/подложка/сток. Структура полевого транзистора отделяется от p-S_i-подложки слоем с повышенной скоростью рекомбинации дырок, полученным имплантацией протонов. Канал полевого транзистора отделяется от n⁺-областей стока/истока заглубленными n⁺-карманами - ограничителями канала. В таких приборах из-за образования паразитных четырехслойных структур ухудшаются характеристики приборов.

Известен способ изготовления полупроводникового прибора [Пат. 5144394 США, МКИ H01L 29/06] с улучшенными электрическими характеристиками путем формирования контактных областей истоков и стоков МОП-ПТ на поверхности S_i-подложек с использованием процессов ионного легирования и диффузии; pn-переходы на внутренних границах указанных областей являются границами канала МОП-ПТ. Для изоляции отдельных транзисторных структур используют слой толстого полевого окисла. Поверх контактных областей формируют тонкий слой окисла, его используют для изоляции тех частей активной структуры, положением которых определяется ширина канала МОП-ПТ.

Недостатками способа являются:

- повышенные токи утечки;

- низкая технологичность;

- высокая дефектность.

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

Задача решается формированием легирующими атомами p-типа проводимости барьеров для электронов.

Технология способа состоит в следующем: на пластинах кремния последовательно выращивают: - нелегированный слой кремния, толщиною 0,3 мкм; - слой p-типа толщиной 5 нм с концентрацией примеси 2·10¹¹ см^-2; - нелегированный слой кремния толщиной 0,25 мкм; в последующем осаждают сурьму и при температуре 650°C на пластине образуется монослой. Затем пластины выдерживают в течение 2 мин при температуре 750°C. Это способствует в образовании поверхностной концентрации атомов сурьмы 2·10¹² см^-2. Затем проводится твердофазная эпитаксия аморфного слоя кремния при температуре 550°C в течение 5 мин. Для улучшения качества структур пластины отжигают при температуре 750°C в течение 10 мин. Низкий коэффициент сурьмы при температуре 750°C позволяет получить резкий профиль распределения атомов сурьмы в кремнии. Все введенные атомы сурьмы становятся электрически активными, т.е. концентрация атомов сурьмы равна концентрации электронов. Затем формируют области истока и стока ионным легированием фосфором с энергией E=30 кэВ и дозой 1·10¹⁵ см^-2 с последующим отжигом при температуре 600°C в течение одного часа. Методом ПФХО при температуре 400°C выращивают подзатворный окисел толщиной 70 нм. В таких ПТ уменьшается ток утечки. Это обусловлено тем, что в ПТ легированный P слой является барьером для электронов. Затем формируют контакты к областям стока, истока, затвора прибора по стандартной технологии.

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

Экспериментальные исследования показали, что выход годных приборов на партии пластин, сформированных в оптимальном режиме, увеличился на 15,2%.

Технический результат: снижение значения токов утечек, обеспечивающее технологичность, улучшение параметров, повышение качества и увеличение процента выхода годных.

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

Предложенный способ изготовления полупроводникового прибора путем формирования легированного слоя p-типа, являющегося барьером для электронов, позволяет повысить процент выхода годных структур и улучшить их надежность.