Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПОЛУПРОВОДНИКОВОГО ПРИБОРА

Изобретение относится к области технологии производства полупроводниковых приборов, в частности к технологии формирования подзатворного диэлектрика с пониженной дефектностью и с повышенной радиационной стойкостью.

Известен способ изготовления [Патент 5307305 США, МКИ G11С 11/22] полевого транзистора путем формирования на поверхности кремниевой подложки со сформированными областями стока и истока слоев карбида кремния и сегнетоэлектрического материала. Слой карбида кремния используется как канал полевого транзистора, а пленка сегнетоэлектрического материала используется в качестве слоя, изолирующего поликремниевый затвор. Атомы металла и кислорода, входящие в состав сегнетоэлектрической пленки, затрудняют диффузию нежелательных примесей в канальный слой. Из-за различия кристаллических решеток применяемых материалов при изготовлении приборов повышается дефектность структуры и ухудшаются электрические параметры изделий.

Известен способ изготовления [Патент 5311051 США, МКИ H01L 29/76] полевого транзистора с повышенной радиационной стойкостью и напряжением пробоя в области канала, формированием между стоковой границей затвора и стоковым р⁺-карманом двух дополнительных легированных областей - приповерхностная область n^--типа и находящаяся 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 этого способа являются:

- повышенные токи утечки;

- низкая технологичность;

- высокая дефектность.

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

Задача решается формированием затвора из оксинитрида кремния толщиной 250-300 нм в системе SiH₄-NO-NH₃ с азотом в качестве несущего газа, при введении силана SiH₄ в виде 3% смеси с азотом, a NO - 4% в азоте, при соотношении NH₃/NO≤2 и NH₃/SiH₄=35-40 и скорости потока 1-3 л/мин, с последующим отжигом при температуре 450-500°С в течение 5 минут.

Технология способа состоит в следующем: перед осаждением кремниевые пластины обрабатывались смесью NH₄OH и Н₂О₂ с рН=9, с последующим отжигом в водороде при 500°С. Пленки оксинитрида кремния толщиной 250-300 нм осаждались на кремниевую подложку в системе SiH₄-NO-NH₃ с азотом в качестве несущего газа, при концентрации NH₃=1-7%. В подложку кремния силан вводился в виде 3% смеси с азотом, a NO - 4% в азоте. Аммиак смешивался с потоком силана в соотношении NH₃/SiH₄=35-40, скорость потока в реакционной камере составляла 1-3 л/мин с последующим отжигом при температуре 450-500°С в течение 5 минут.

Формирование оксинитрида кремния позволяет повысить крутизну характеристики и увеличить устойчивость к воздействию радиации.

По предлагаемому способу были изготовлены и исследованы полупроводниковые приборы. Результат обработки представлен в таблице.

Экспериментальные исследования показали, что выход годных структур на партии пластин, сформированных в оптимальном режиме, увеличился на 17,4%.

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

Технический результат: снижение токов утечек и повышение радиационной стойкости, обеспечение технологичности, улучшение параметров, повышения надежности и увеличения процента выхода годных приборов.

Предложенный способ изготовления полупроводникового прибора путем формирования пленки оксинитрида кремния толщиной 250-300 нм при введении силана в смеси с азотом, при соотношении NH₃/NO≤2 и NH₃/SiH₄=35-40, скорости потока 1-3 л/мин позволяет повысить процента выхода годных приборов и их надежность.