СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПОЛУПРОВОДНИКОВОГО ПРИБОРА
MANUFACTURING METHOD OF SEMICONDUCTOR DEVICE

Изобретение относится к области технологии производства полупроводниковых приборов, в частности к технологии изготовления полевого транзистора с пониженным сопротивлением затвора.
2
Известен способ изготовления полупроводникового прибора [пат. 5393683 США, МКИ H01L 21/268] формированием двухслойного затворного оксида на кремниевой подложке: сначала окислением подложки в кислородосодержащей атмосфере, а затем окислением в атмосфере NO.
Недостатком полупроводникового прибора, изготовленного этим способом, является наличие в электродах затвора примесных ионов или ионов металлов, которые диффундируют в затворный окисел, ухудшая его характеристики, снижая диэлектрическую прочность.
Наиболее близким является способ изготовления полупроводникового прибора [пат. 5302846 США, МКИ H01L 29/46] с пониженным сопротивлением затвора за счет формирования структуры полевого транзистора в диффузионном кармане, ограниченном участками полевого окисла. Электрод затвора с боковой пристеночной изоляцией заглублен внутрь кармана, области сток/истока располагаются вблизи поверхности кармана, при этом канал вытянут вдоль одной из боковых поверхностей электрода затвора.
Недостатками способа являются:
- повышенные значения сопротивления затвора,
- большие токи утечки;
- низкая технологическая воспроизводимость,
- нестабильность пороговых напряжений.
Задача, решаемая изобретением: снижение сопротивления электрода затвора, обеспечивающее технологичность, улучшение параметров приборов, повышение качества и увеличение процента выхода годных.
Задача решается формированием затворного электрода путем последовательного нанесения многослойной структуры, состоящего из слоя поликремния, слоя нитрида кремния, сквозь который могут туннелировать электроны, слоя молибдена и второго слоя нитрида кремния.
s
+
Сущность способа состоит в следующем: поверх слоя тонкого затворного окисла толщиной 20-25 нм, сформированного на поверхности кремниевой пластины, осаждается поликремниевая пленка толщиной 180-200 нм. В эту пленку имплантируются положительные примесные ионы мышьяка (Ag ), после чего она при температуре 600°С покрывается в реакторе пленкой нитрида кремния толщиной 1-2 нм, образующего туннельный слой. Следом за этой операцией проводится осаждение молибденовой пленки толщиной 190-200 нм, выполняемое методом магнетронного распыления, а также осаждение пленки нитрида кремния толщиной 80-100 нм. Верхний слой нитрида кремния служит в качестве маски при ионной имплантации областей истока и стока транзисторов. Затем полученные пленки отжигают при температуре 920-1000°С. Туннельный слой нитрида кремния эффективно защищает лежащий под ним поликремниевый затвор как от образования силицида, так и от диффузии примесей из слоя молибдена в поликремний.
По предлагаемому способу были изготовлены и исследованы структуры. Результаты обработки представлены в таблице 1.
Таблица 1
Параметры п/п структур, изготовленных по стандартной технологии
Параметры п/п структур, изготовленных по предлагаемой технологии
№
сопротивления электрода затвора. Ом/<sub></sub>
Ток утечки, I<sub>ут</sub>·10<sup>10</sup> A
сопротивления электрода затвора Ом/<sub></sub>
Ток утечки, I<sub>ут</sub>·10<sup>10</sup> A
1
7,0
37
0,08
0,7
2
6,5
35
0,06
0,5
3
9,8
33
0,1
0,3
4
6,8
39
0,07
0,9
5
2,1
32
0,02
0,2
6
4,7
41
0,05
0,8
7
8,5
36
0,09
0,6
8
3,6
44
0,04
0,9
9
6,2
38
0,07
0,8
10
2,8
45
0,03
0,5
11
9,6
42
0,1
0,2
12
7,9
34
0,08
0,4
13
5,2
31
0,06
0,1
14
4,5
47
0,05
0,7
Экспериментальные исследования показали, что выход годных полупроводниковых структур на партии пластин, сформированных в оптимальном режиме, увеличился на 16,7%.
Технический результат: снижение сопротивления электрода затвора, обеспечение технологичности, улучшение параметров, повышение надежности и увеличение процента выхода годных приборов.
Стабильность параметров во всем эксплуатационном интервале температур была нормальной и соответствовала требованиям.
Предложенный способ изготовления полупроводникового прибора позволяет повысить процент выхода годных приборов, улучшить их качество и надежность.