Результат интеллектуальной деятельности: Способ изготовления полупроводникового прибора

Изобретение относится к области технологии производства полупроводниковых приборов, в частности к технологии изготовления полевых транзисторов с пониженной дефектностью.

Известен способ изготовления полевого транзистора [Патент 5323046 США, МКИ H01L 29/04], обеспечивающий малое влияние технологических операций на качество подзатворного оксидного слоя. После формирования изолированного электрода затвора создается n⁺ область стока с использованием электрода затвора в качестве маски, затем изготовляется n⁺ область удаленная от затвора и перекрывающая со стоком и формируют контакт стока. При изготовлении приборов с применением электрода затвора в качестве маски повышается дефектность структуры и ухудшаются электрические параметры изделий.

Известен способ изготовления полевого транзистора [Патент 5393683 США, МКИ H01L 21/265] который предусматривает формирование двухслойного затворного оксида на кремниевой подложке. Сначала окисляют подложки в кислородосодержащей атмосфере, а затем окисляют в атмосфере NO₂. Соотношение слоев по толщине (в %) составляет 80:20 от суммарной толщины слоя.

Недостатками этого способа являются: высокая дефектность, повышенные значения тока утечки; низкая технологичность.

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

Задача решается формированием слоя подзатворного оксида при температуре 1060°С путем введения в окислительную среду трихлорэтилена по следующей схеме: сначала проводят окисление при потоке кислорода (сухой) 100 см³/мин в течении 5 мин, затем окисление при потоке кислорода(сухой) 1000 см³/мин и введения в окислительную среду трихлорэтилена при скорости потока 40-50 см³/мин в течении 60 мин, с последующим окислением при потоке кислорода(сухой) 1000 см³/мин в течении 15 мин и термообработкой в азоте при температуре 625°С в течении 15 мин.

Технология способа состоит в следующем: на пластинах кремния n - типа проводимости с удельным сопротивлением 4,5 Ом*см, ориентации (111) формировали слой подзатворного оксида при температуре 1060°С толщиной 50 нм путем введения в окислительную среду трихлорэтилена по следующей схеме: сначала проводят окисление при потоке кислорода (сухой) 100 см³/мин в течении 5 мин, затем окисление при потоке кислорода (сухой) 1000 см³/мин и введения в окислительную среду трихлорэтилена при скорости потока 40-50 см³/мин в течении 60 мин, с последующим окислением при потоке кислорода (сухой) 1000 см³/мин в течении 15 мин и термообработкой в азоте при температуре 625°С в течении 15 мин. В последующем формировали активные области полевого транзистора и контакты по стандартной технологии.

Введения в окислительную среду трихлорэтилена улучшает параметры вследствие того, что атомы хлора связывают и нейтрализуют подвижные ионы в оксиде в близи поверхности кремния. Что приводит к уменьшению плотности поверхностных состояний. По предлагаемому способу были изготовлены и исследованы полупроводниковые приборы. Результаты обработки представлены в таблице.

Экспериментальные исследования показали, что выход годных структур на партии пластин, сформированных в оптимальном режиме, увеличился на 18,1%.

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

Предложенный способ изготовления полупроводникового прибора формированием подзатворного оксида при температуре 1060°С путем введения в окислительную среду трихлорэтилена по следующей схеме: сначала проводят окисление при потоке кислорода (сухой) 100 см³/мин в течении 5 мин, затем окисление при потоке кислорода (сухой) 1000 см³/мин и введения в окислительную среду трихлорэтилена при скорости потока 40-50 см³/мин в течении 60 мин, с последующим окислением при потоке кислорода (сухой) 1000 см³/мин в течении 15 мин и термообработкой в азоте при температуре 625°С в течении 15 мин, позволяет повысит процент выхода годных приборов и улучшит их надежность.