Результат интеллектуальной деятельности: Способ изготовления полупроводникового прибора

Изобретение относится к области технологии производства полупроводниковых приборов, в частности к технологии изготовления полевого транзистора с повышенной радиационной стойкостью.

Известен способ изготовления полупроводникового прибора [Пат. 5270226 США, МКИ H01L 21/336] со слаболегированными стоками и повышенной надежностью. Способ основан на ионной имплантации в области стока/истока с использованием электрода затвора в качестве маски. Имплантация проводится при наклонном падении ионного пучка в несколько стадий, с поворотом подложки на 90 и 180 градусов. В таких полупроводниковых приборах из-за не технологичности процесса имплантации образуется большое количество дефектов, которые ухудшают параметры приборов.

Известен способ изготовления полупроводникового прибора [Пат. 5311051 США, МКИ H01L 29/76] с повышенной радиационной стойкостью. В области канала между стоковой границей затвора и стоковым р+-карманом формируются две дополнительные легированные области - приповерхностная область n-типа и находящееся под ней р-область. Наличие этих областей позволяет предотвратить влияние поверхностных состояний, генерируемых при воздействии радиации на ток стока и подвижность носителей в канале полевого транзистора.

Недостатками способа являются:

- пониженные значения подвижности;

- высокая дефектность;

- низкая технологичность.

Задача, решаемая изобретением: повышение радиационной стойкости, обеспечение технологичности, улучшение параметров приборов, повышение качества и увеличение процента выхода годных приборов.

Задача решается путем диффузии золота с обратной стороны кремниевой пластины концентрацией 3*10¹⁵-1*10¹⁶ см^-3, при температуре 930-950°С, с последующим термическим отжигом при температуре 600°С в течение 35 минут.

Технология способа состоит в следующем: после окисления затвора производят диффузию золота с обратной стороны кремниевой пластины концентрацией 3*10¹⁵-1*10¹⁶ см^-3, при температуре 930-950°С, с последующим термическим отжигом при температуре 600°С в течение 35 минут. Затем формировали n-канальные полевые транзисторы и электроды стока, истока и затвора по стандартной технологии.

Золото компенсирует быстрые ловушки на границе раздела и создают дополнительные акцепторные состояния на границе раздела вблизи валентной зоны, способствует диффузионному залечиванию дефектов. Все это улучшает структуру слоя кремния, уменьшает число ловушек для носителей заряда вблизи границы раздела, снижает влияние радиации на параметры прибора.

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

Экспериментальные исследования показали, что выход годных полупроводниковых приборов на партии пластин, сформированных в оптимальном режиме, увеличился на 13,9%.

Технический результат: повышение радиационной стойкости, снижение плотности дефектов, обеспечение технологичности, улучшение параметров приборов, повышение качества и увеличения процента выхода годных приборов.

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

Предложенный способ изготовления полупроводникового прибора путем диффузии золота с обратной стороны кремниевой пластины концентрацией 3*10¹⁵-1*10¹⁶ см^-3, при температуре 930-950°С, с последующим термическим отжигом при температуре 600°С в течение 35 минут, позволяет повысить процент выхода годных приборов и улучшить их надежность