Результат интеллектуальной деятельности: Способ изготовления полупроводникового прибора

Изобретение относится к области технологии производства полупроводниковых приборов, в частности к технологии изготовления полевого транзистора с пониженными токами утечки.

Известен способ изготовления полупроводникового прибора [Пат. 5302846 США, МКИ HO1L 29/46] с пониженным сопротивлением затвора. Структура полевого транзистора располагается в диффузионном кармане, ограниченном участками полевого окисла. Электрод затвора с боковой пристеночной изоляцией заглублен внутрь кармана, области стока/истока располагаются вблизи поверхности кармана, при этом канал вытянут вдоль одной из боковых поверхностей электрода затвора. В таких полупроводниковых приборах из-за различия кристаллической решетки кремния и полевого окисла образуется большое количество дефектов, которые ухудшают параметры приборов.

Известен способ изготовления полупроводникового прибора [Пат. 5369297 США, МКИ HO1L 29/78], в котором участок, подзатворного слоя диоксида кремния, ближайший к стоку, подвергается азотированию и приобретает повышенную стойкость к горячим носителям, генерируемым в лавинном режиме. Недостатками способа являются:

- повышенные значения токов утечек;

- высокая дефектность;

- низкая технологичность.

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

Задача решается путем имплантации ионов кислорода на глубину, соответствующую поверхности раздела кремний-диоксид кремния с энергией 45-50 кэВ, дозой 3^*10¹²-3^*10¹³ см^-2, с последующим термическим отжигом при температуре 650-700°С в течение 4-6 час.

Технология способа состоит в следующем: после формирования подзатворного диоксида кремния на кремниевой пластине р-типа проводимости с ориентацией (111) структуры подвергают имплантации однозарядными ионами кислорода с энергией 45-50 кэВ, дозой 3^*10¹²-3^*10¹³ см^-2, с последующей термическим отжигом при температуре 650-700°С в течение 4-6 час, в атмосфере азота. Затем формировали электроды стока, истока и затвора по стандартной технологии. Термообработка в атмосфере азота приводит, в результате реакции между избыточным кремнием и внедренным кислородом, к снижению фиксированного положительного заряда на поверхности раздела кремний-диоксид кремния и снижению токов утечек.

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 14,7%.

Технический результат: снижение токов утечек, обеспечение технологичности, улучшение параметров приборов, 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 имплантации ионов кислорода на глубину, соответствующую поверхности раздела кремний-диоксид кремния с энергией 45-50 кэВ, дозой 3^*10¹²-3^*10¹³ см^-2, с последующим термическим отжигом при температуре 650-700°С в течение 4-6 час, позволяет повысить процент выхода годных приборов и улучшить их надежность.