СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПОЛУПРОВОДНИКОВОГО ПРИБОРА

Изобретение относится к области технологии производства полупроводниковых приборов, в частности к технологии изготовления затворного слоя оксида кремния с низкой плотностью дефектов.

Известен способ изготовления полупроводникового прибора [Патент 5328872 США, МКИ H01L 21/02] который предусматривает выращивание пленки легированного оксида путем ПФХО при пониженном давлении. На этапах загрузки подложки и собственно выращивания пленки проводят интенсивную откачку рабочего объема реактора, чтобы предупредить образование частиц оксида в активной зоне и их попадание на подложки. Из-за изготовления оксида приборов при различных температурных режимах и в различных средах повышается дефектность структуры и ухудшаются электрические параметры изделий

Известен способ изготовления полупроводникового прибора [Патент 5393683 США, МКИ H01L 21/265]предусматривающий формирование двухслойного затворного оксида на кремниевой подложке. Способ включает изготовление двухслоев затворного оксида: сначала окислением подложки в кислородосодержащей атмосфере, а затем окислением в атмосфере NO₂. Соотношение слоев по толщине (в %) составляет 80:20 от суммарной толщины слоя 6,5 нм. Недостатками этого способа являются: высокая плотность дефектов, повышенные значения тока утечки, низкая технологичность.

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

Задача решается формированием затворного слоя оксида кремния с применением пиролиза силана в присутствии двуокиси углерода в соотношении (1:100) в потоке водорода 24 л/мин, со скоростью роста 3-5 нм/с, при температуре 1100°С, с последующим отжигом в течение 3 мин. в потоке азота при температуре 570°С

Технология способа состоит в следующем: на пластинах кремния n-проводимости с удельным сопротивлением 4,5 Ом*см, ориентацией (111) подачей в реактор смесь силана с двуокисью углерода в соотношении (1:100) в потоке водорода 24 л/мин, формируют слой оксида кремния со скоростью роста 3-5 нм/с, при температуре 1100°С, с последующим отжигом в течение 3 мин в потоке азота при температуре 570°С. Затем формировали активные области полевого транзистора и контакты по стандартной технологии. Водород замедляет разложение и гидлолиз силана, а низкая скорость осаждения обеспечивает более высокую плотность слоя оксида кремния и способствует снижению дефектности.

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 13,1%.

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

Предложенный способ изготовления полупроводникового прибора путем формирования затворного слоя оксида кремния с применением пиролиза силана в присутствии двуокиси углерода в соотношении (1:100) в потоке водорода 24 л/мин, при скорости роста 3-5 нм/с, при температуре 1100°С с последующим отжигом в течение 3 мин. в потоке азота при температуре 570°С, позволяет повысит процент выхода годных приборов и улучшит их надежность.