СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПОЛУПРОВОДНИКОВОГО ПРИБОРА
MANUFACTURING METHOD OF SEMICONDUCTOR DEVICE

Изобретение относится к области технологии производства полупроводниковых приборов, в частности к технологии изготовления полевых транзисторов с пониженным значением порогового напряжения.
Известен способ изготовления полупроводникового прибора [Пат. 5302846 США, МКИ H01L 29/46] путем расположения структуры транзистора в диффузионном кармане, ограниченном участками полевого окисла, а электрод затвора с боковой пристеночной изоляцией заглублен внутрь кармана, области стока - истока располагаются вблизи поверхности кармана и при этом канал вытянут вдоль одной из боковых поверхностей электрода затвора. В таких полупроводниковых приборах ухудшаются характеристики транзисторов.
Известен способ изготовления полупроводникового прибора [Пат. 5108944 США, МКИ H01L 21/265] путем создания эпитаксиального слоя n-типа проводимости на поверхности подложки кремниевых пластин p-типа проводимости, в котором последующим легированием формируют изолирующие области и карманы для создания транзисторных структур, электроды затвора создают применяя технологию самосовмещения, а поликремниевые затворы полевого транзистора имеют тот же тип проводимости, что и области их стоков.
Недостатками способа являются:
- низкая технологическая воспроизводимость;
- низкое напряжение пробоя;
- ухудшение электрических параметров приборов.
Задача, решаемая изобретением: снижение значений пороговых напряжений полупроводниковых приборов, обеспечивающее технологичность, улучшение параметров приборов, повышение качества и увеличение процента выхода годных.
Задача решается путем двойной имплантации ионов As и В в область канала сфокусированными пучками ионов с последующим отжигом структуры при температуре 900-1000°С в течение 5-15 сек.
13
-2
12
13
-2
12
-2
Технология способа состоит в следующем. На поверхности кремниевой подложки p-типа проводимости формируют области, покрытые слоями окисла. Затем легированием подложки ионами фосфора с дозой 2·10 см сквозь слой тонкого окисла создают области истока и стока. Далее в слое окисла вытравливают окна и проводят двойную имплантацию ионов As и В в область канала сфокусированными пучками ионов. Имплантацию ионов бора проводят дозой 6·10-6·10 см с энергией 20 кэВ посередине канала, а имплантацию ионов As с энергией 100 кэВ проводят через подзатворный окисел при дозе (1-2)·10 см по краям канала, т.е. поблизости областей истока и стока. Затем проводят отжиг при температуре 900-1000°С в течение 5-15 сек. Поверх тонкого слоя окисла между стоком и истоком формируют поликремниевый затвор легированный фосфором. После по стандартной технологии создают контакты и формируют алюминиевые проводники. По предлагаемому способу были изготовлены полупроводниковые приборы. Результаты обработки представлены в таблице.
Параметры п/п приборов, изготовленных по стандартной технологии
Параметры п/п приборов, изготовленных по предлагаемой технологии
Пороговое напряжение, В
Напряжение пробоя, В
Пороговое напряжение, В
Напряжение пробоя, В
0,87
9,8
0,4
19,5
0,63
10,0
0,35
19,9
0,71
8,6
0,37
17,2
0,68
9,2
0,36
18,1
0,75
9,4
0,41
18,9
0,84
8,9
0,4
19,1
0,65
9,7
0,34
20,0
0,77
8,2
0,38
16,1
0,82
8,9
0,4
17,9
0,67
9,3
0,39
18,2
0,79
9,2
0,37
17,8
0,86
8,5
0,41
17,5
0,68
8,1
0,34
16,0
0,73
9,0
0,36
17,8
Экспериментальные исследования показали, что выход годных полупроводниковых приборов на партии приборов, сформированных в оптимальном режиме, увеличился на 24,6%.
Технический результат: снижение значений пороговых напряжений, обеспечение технологичности, улучшение параметров, повышение надежности и увеличения процента выхода годных приборов.
Стабильность параметров во всем эксплуатационном интервале температур была нормальной и соответствовала требованиям.
12
13
-2
12
-2
Предложенный способ изготовления полупроводникового прибора путем двойной имплантации ионов As и В в область канала сфокусированными пучками ионов бора с энергией 20 кэВ дозой 6·10-6·10 см и ионов As с энергией 100 кэВ дозой (1-2)·10 см с последующим отжигом при температуре 900-1000°С в течение 5-15 сек позволяет повысить процент выхода годных приборов и улучшить их надежность.