Результат интеллектуальной деятельности: Способ изготовления полупроводникового прибора

Изобретение относится к области технологии производства полупроводниковых приборов, в частности к технологии изготовления полупроводниковых структур с пониженной дефектностью.

Известен способ изготовления полупроводникового прибора [Патент 5316967 США, МКИ H01L 21/20] на основе эпитаксиальных структур, включающих слои GaAs и AlGaAs. На поверхности полупроводниковой подложки наращивают многослойную эпитаксиальную структуру с верхним AlGaAs слоем, далее формируют диэлектрическую пленку, через которую химическим травлением на AlGaAs- слое создают мезаструктуру с отрицательным углом наклона боковых граней и выращивают второй эпитаксиальный слой GaAs, толщина которого равна толщине ранее созданного слоя AlGaAs. Второй слой наращивают на всю поверхность полупроводника, включая наклонные боковые грани мезаструктуры. Затем травлением удаляют диэлектрическую маску и на поверхности образовавшейся планарной структуры выращивают последующие слои.

В таких структурах образуются механические напряжения, которые ухудшают параметры приборов.

Известен способ изготовления полупроводникового прибора [Патент США №5395481 МКИ H01L 21/306] на основе монокристаллического Si с использованием стеклянной подложки. Этот процесс реализуется путем осаждения тонкой пленки кремния на подложке с последующим формированием КВ-излучением эксимерного лазера и фотолитографии.

Недостатками способа являются:

- высокая плотность дефектов;

- низкая технологичность;

- высокие значения токов утечек.

Задача, решаемая изобретением: снижение плотности дефектов, обеспечивающее технологичность, улучшение параметров, повышение надежности и увеличения процента выхода годных.

Задача решается формированием пленки германия на кремниевой подложке при давлении (1,3-2,7)⋅10^-5 Па, со скоростью напыления 30 А⁰/с толщиной 0,2-0,3 мкм, с последующим воздействием электронного луча с энергией электронов 25 кэВ.

Технология способа состоит в следующем: на кремниевую подложку с ориентацией (100) и (111), при давлении (1,3-2,7)⋅10^-5 Па наносили слой германия толщиной 0,2-0,3 мкм, со скоростью 30 А⁰/c. Затем структуры подвергали воздействию электронного луча с энергией 25 кэВ и проводили термообработку при температуре 300-400°C в течение 15-30 с в атмосфере азота. Далее формируют полупроводниковые приборы по стандартной технологии.

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

Экспериментальные исследования показали, что выход годных полупроводниковых приборов на партии пластин, сформированных в оптимальном режиме, увеличился на 12,7%.

Технический результат: снижение плотности дефектов, 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 формирования пленки германия на кремниевой пластине при давлении (1,3-2,7)⋅10^-5 Па, со скоростью 30 А⁰/с, толщиной 0,2-0,3 мкм, с последующим воздействием электронного луча с энергией 25 кэВ и проведением термообработки при температуре 300-400°C в течение 15-30 с, позволяет повысить процент выхода годных приборов, улучшить их качество и надежность.