Результат интеллектуальной деятельности: Способ изготовления полупроводникового прибора

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

Известен способ изготовления полупроводникового прибора [Патент 5093700 США, МКИ H01L 27/01] с многослойным затвором из поликремния, в которых слои поликремния разделяются слоями кремния толщиной 0,1-0,5 нм; используются 3-слоя поликремния и 2- слоя оксида кремния. Осаждения поликремния осуществляется с использованием силана при давлении 53 Па и температуре 650°С. Слой оксида формируется при 1% кислорода и 99% аргона при температуре 800°С. Использование многослойных структур при изготовлении затвора прибора повышает дефектность структуры и ухудшают электрические параметры изделий.

Известен способ изготовления полупроводникового прибора [Патент 5134452 США, МКИ H01L 29/78] с затворным изолирующим слоем путем осаждения слоя проводящего поликремния, из которого затем формируются электроды истока и стока. После вскрытия канальной области проводится реактивное ионное травление с образованием шероховатой поверхности с размерами неровностей до 50 нм. Затем над канальной областью с помощью ПФХО создается тонкий затворный оксид и формируется затвор.

Недостатками этого способа являются:

- значительные утечки;

- низкая технологическая воспроизводимость;

- повышенная плотность дефектов.

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

Задача решается формированием над тонким затворным оксидом слоя окиси алюминия из паровой фазы толщиной 50-80 нм при температуре 850°С со скоростью осаждения 12 нм/мин с последующей термообработкой в атмосфере водорода при температуре 500°С в течение 5 час.

Технология способа состоит в следующем: на кремниевых пластинах р-типа проводимости с удельным сопротивлением 10 Ом*см, ориентацией (111), после создания тонкого затворного оксида по стандартной технологии поверх нее над канальной областью формируют слой окиси алюминия толщиной 50-80 нм из паровой фазы в результате реакции взаимодействия AlCl₃+СO₂+Н₂ на поверхности кремния покрытого слоем оксида кремния. Пленки окиси алюминия осаждались при температуре 850°С со скоростью 12 нм/мин с последующим проведением термообработки в атмосфере водорода при температуре 500°С в течение 5 час. Затем были изготовлены полупроводниковые приборы по стандартной технологии.

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 18,5%.

Технический результат: снижение токов утечек, обеспечение технологичности, улучшение параметров, 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 формирования над тонким затворным оксидом слоя окиси алюминия из паровой фазы толщиной 50-80 нм при температуре 850°С со скоростью осаждения 12 нм/мин с последующей термообработкой в атмосфере водорода при температуре 500°С в течение 5 час, позволяет повысить процент выхода годных, улучшить их качество и надежность.