Результат интеллектуальной деятельности: Способ изготовления полупроводникового прибора

Изобретение относится к области технологии производства полупроводниковых приборов, в частности к технологии изготовления аморфного кремния α-Si с пониженной плотностью дефектов.

Известен способ изготовления полупроводникового прибора [Пат. 5409857 США, МКИ H01L 21/20] нанесением на органическую подложку слоя α-Si, который преобразуется в поликремниевый методом лазерной рекристаллизации. Полученный слой окисляется, слой SiO₂ удаляется везде, кроме участка под затвором, проводится имплантация примеси в области истока/стока, формируется поликремниевый электрод затвора и изготовляются боковые электроды к областям истока/стока. В таких полупроводниковых приборах повышается сопротивление электродов затвора и увеличивается ток утечки.

Известен способ изготовления полупроводникового прибора [Пат. 5426064 США, МКИ H01L 21/265] формированием α-Si кремниевого слоя. Слой α-Si покрывается металлическим слоем (Ni, Fe, Pt), проводится термообработка с кристаллизацией кремния, кристаллизованный слой подвергается травлению на глубину 2-20 нм и методом ПФХО наносится подзатворный изолирующий слой.

Недостатками способа являются:

- повышенная плотность дефектов,

- образование механических напряжений,

- низкая технологичность.

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

Задача решается путем формирования пленок α-Si фоторазложением молекул дисилана (Si₂H₆) при воздействии лучом эксимерного лазера мощностью 140 мДж/мин, при давлении 1,33 Па и температуре 400°С, со скоростью осаждения 5,5 нм/с, с расходом дисилана - 20 см³/мин.

Технология способа состоит в следующем: пленки α-Si осаждали на поверхность подложки монокристаллического Si. В качестве источника УФ-излучения был использован эксимерный A_rF лазер. Во избежание прямого разогрева подложки луч лазера был направлен строго параллельно ее поверхности. Поскольку край фундаментального поглощения Si₂H₆ составляет 200 нм, и лазер обеспечивал прямое фоторазложение реагирующего газа. Пленку α-Si осаждали со скоростью 5,5 нм/с при расходе дисилана 20 см³/мин, при температуре подложки 400°С. Затем структуру транзистора формировали 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 18,7%.

Предложенный способ изготовления полупроводникового прибора путем формирования пленок α-Si фоторазложением молекул дисилана (Si₂H₆) при воздействии лучом эксимерного лазера мощностью 140 мДж/мин, давлении 1,33 Па и температуре 400°С, со скоростью осаждения 5,5 нм/с, с расходом дисилана - 20 см³/мин позволяет повысить процент выхода годных приборов, улучшить их качество и надежность.