Результат интеллектуальной деятельности: Способ изготовления полупроводникового прибора

Изобретение относится к области технологии производства полупроводниковых приборов, в частности к технологии изготовления приборов с пониженным контактным сопротивлением.

Известен способ изготовления прибора [Пат. 5323053 США, МКИ H01L 29/48] с улучшенными характеристиками контактов к областям стока/истока. В n⁺-областях стока/истока в p-Si (100) - подложке вытравливаются V-канавки, на (111) - стенках которых выращиваются эпитаксиальные слои силицида иттрия толщиной 50 нм. Эти слои с малой высотой барьеров Шоттки. В таких приборах из-за нетехнологичности процесса формирования силицида иттрия ухудшаются характеристики приборов и повышаются токи утечки.

Известен способ изготовления полупроводникового прибора [Пат. 5296387 США, МКИ H01L 21/265] с уменьшенным контактным сопротивлением, отличающийся тем, что перед формированием областей стока и истока во вскрытые окна проводится имплантация Ge с последующим влажным окислением. Способность к сегрегации германия между Si и SiO₂ с образованием слоя чистого Ge используют для формирования приконтактных областей с низкими сопротивлениями.

Недостатками этого способа являются:

- повышенные значения контактного сопротивления;

- низкая технологичность;

- высокая дефектность.

Задачи, решаемые изобретением: снижение контактного сопротивления, обеспечение технологичности, улучшение параметров приборов, повышение качества и увеличение процента выхода годных.

Задача решается формированием пленок W реакцией восстановления гексафторида вольфрама WF₆ в газообразном Н₂ при парциальном давлении Н₂ 133 Па, температуре 300°С, скорости роста пленки 8-10 нм/мин, с разбавлением поступающей в реактор смеси водородом (Н₂ : WF6>200:1), с последующим введением на границу раздела W/n+ Si углерода с концентрацией 10¹³ см^-3 с последующим отжигом при температуре 450°С в течение 15 мин.

Технология способа состоит в следующем: на n⁺-слои областей истока/стока, сформированные на Si-подложке, формировали пленку W реакцией восстановления гексафторида вольфрама WF₆ газообразным Н₂, при парциальном давлении Н₂ 133 Па, температуре 300°С, с разбавлением поступающей в реактор смеси водородом в соотношении (Н₂ : WF₆>200:1), со скоростью роста пленки W 8-10 нм/мин. Затем вводили на границу радела W/n+ Si углерод с концентрацией 10¹³ см^-3, с последующим отжигом при температуре 450°С в течение 15 мин. Введение углерода на границу раздела W/n+ Si предотвращает диффузию Si в W. Углерод забивает межзеренные границы в W и препятствует тем самым диффузии Si в W. Затем наносится слой Al по стандартной технологии.

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 22,6%.

Технический результат: снижение контактного сопротивления, 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 формированием пленок W реакцией восстановления гексафторида вольфрама WF₆ в газообразном Н₂ при парциальном давлении Н₂ 133 Па, температуре 300°С, скорости роста пленки 8-10 нм/мин, с разбавлением поступающей в реактор смеси водородом (Н₂ : WF₆>200:1), с последующим введением на границу раздела W/n+ Si углерода с концентрацией 10¹³ см^-3 и отжигом при температуре 450°С в течение 15 мин, позволяет повысить процент выхода годных и улучшить их надежность.