Результат интеллектуальной деятельности: Способ изготовления полупроводникового прибора

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

Известен способ изготовления полупроводникового прибора [Патент 5153145 США, МКИ H01L 21/24] путем формирования термического слоя оксида SiO₂, нитрида кремния Si₃N₄ и слоя оксида SiO₂ поверх поликремниевого затвора. Анизотропным травлением формируется 3-х слойная система затворных спейсеров SiO₂/Si₃N₄/SiO₂. Далее ионной имплантацией создаются области истока/стока, на поверхности которых формируются силицидные контактные участки. В таких приборах при повышенных температурных режимах из-за различия коэффициентов линейного расширения диэлектриков повышается дефектность структуры и ухудшаются электрические параметры приборов.

Известен способ изготовления полупроводникового прибора [Патент 5093700 США, МКИ H01L 27/01] с многослойным поликремниевым затвором, в которой 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 SiN₄ при давлении 53 Па и температуре 650°С. Слой оксида формируется при 1% O₂ и 99% аргона при температуре 800°С.

Недостатками этого способа являются:

- повышенные значения токов утечек;

- высокая дефектность;

- низкая технологичность.

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

Задача решается проведением процесса азотирования затворного оксида в атмосфере аммиака NH₃ в течение 15 минут при 1100°С с последующим его оксидированием в атмосфере сухого кислорода O₂ в течение 30 минут при 1100°С.

Технология способа состоит в следующем: на пластинах кремния п -типа проводимости с удельным сопротивлением 4,5 Ом*см, выращивался слой термического слоя оксида 22 нм окислением в сухом кислороде при 1000°С.Далее проводили процесс азотирования затворного оксида в атмосфере аммиака NH₃ в течение 15 минут при 1100°С и его оксидирование в атмосфере сухого кислорода О₂ в течение 30 минут при 1100°С, затем проводили термообработку при температуре 600°С в течение 35 с в среде аргона. Области полевого транзистора и контакты к этим областям формировали по стандартной технологии.

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 16,5%.

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

Предложенный способ изготовления полупроводникового прибора путем проведения азотирования подзатворного оксида с последующим его оксидированием в атмосфере аммиака NH₃ в течение 15 минут и сухого кислорода O₂ 30 минут, при температуре 1100°С, позволяет повысит процент выхода годных приборов и улучшит их надежность.