Результат интеллектуальной деятельности: Способ изготовления полупроводникового прибора

Изобретение относится к области технологии производства полупроводниковых приборов, в частности к технологии изготовления полевого транзистора с пониженными значениями токов утечек.

Известен способ изготовления полупроводникового прибора [Патент США №5326991, МКИ HO1L 31/0312] со слоем карбида кремния. В окнах слоя SiO₂ на Si-подложке формируются зародыши кристаллов SiC и проводится окисление с отделением этих зародышей от подложки. Далее осуществляется эпитаксиальное наращивание монокристаллических областей SiC, не соприкасающихся друг с другом в горизонтальном направлении. В этих областях формируются структуры полевых транзисторов.

В таких структурах из-за различия кристаллических решеток SiC и материала кремния увеличивается количество дефектов и ухудшаются параметры приборов.

Известен способ изготовления полупроводникового прибора [Патент № США 5307305, МКИ G11C 11/22] с улучшенными электрическими характеристиками. На поверхность кремниевой подложки со сформированными областями стока/истока осаждаются слои карбида кремния и сегнетоэлектрического материала. Слой карбида кремния используется как канал ПТ, а пленка сегнетоэлектрического материала - в качестве слоя, изолирующего поликремниевый затвор.

Недостатками способа являются:

- высокие значения токов утечек;

- низкая технологичность;

- высокие механические напряжения.

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

Задача решается тем, что после формирования слоя SiC структуры подвергаются обработке электронами с энергией 6 МэВ, дозой (1-3)⋅10¹⁸ эл/см² с последующим отжигом при температуре 800-900°С в течение 30 мин в атмосфере водорода.

Технология способа состоит в следующем: на поверхность кремниевой подложки со сформированными областями стока/истока осаждают слой карбида кремния по стандартной технологии. Затем полученные структуры подвергаются обработке электронами с энергией 6 МэВ, дозой (1-3)⋅10¹⁸ эл/см² с последующим отжигом при температуре 800-900°С в течение 30 мин в атмосфере водорода.

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

Экспериментальные исследования показали, что выход годных структур на партии пластин, сформированных в оптимальном режиме, увеличился на 19,1%.

Технический результат: снижение токов утечек, обеспечение технологичности, улучшение параметров, повышение качества и увеличения процента выхода годных.

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

Предложенный способ изготовления полупроводникового прибора путем обработки полупроводниковой структуры электронами с энергией 6 МэВ, дозой (1-3)⋅10¹⁸ эл/см² с последующим отжигом при температуре 800-900°С в течение 30 мин в атмосфере водорода позволяет повысить процент выхода годных структур и улучшить их надежность.