Способ изготовления полупроводникового прибора
METHOD FOR MAKING SEMICONDUCTOR DEVICE

Изобретение относится к области технологии производства полупроводниковых приборов, в частности к технологии изготовления подзатворного диэлектрика с пониженной плотностью дефектов.
Известен способ изготовления полупроводникового прибора [Пат. 4985739 США, МКИ HO1L 29/80] путем формирования верхнего и нижнего изолирующих друг от друга затворов. В полевых транзисторах использована структура, в которой одна система областей сток-исток окружает другую систему областей сток-исток. Нижний затвор - скрытый, верхний - соединяется с контактной площадкой через диффузионный барьер для предотвращения проникновения металла в структуру. Область канала в экранирующие области формируют с помощью ионной имплантации. В таких полупроводниковых структурах из-за возникновения механических напряжений ухудшаются параметры приборов.
Известен способ изготовления полупроводникового прибора [Пат. 5100820 США, МКИ HOIL 21/336] в которой поверхность р-кремниевой подложки, содержащий изолирующие области защитного слоя оксида последовательно покрывается слоями подзатворного оксида кремния, затвора n+ типа поликристаллического кремния и верхнего оксида кремния. Область будущего затвора маскируется слоем нитрида кремния. Структура подвергается термическому окислению во влажном кислороде при повышенном давлении и в последующем формируют слой затвора. Структура последовательно имплантируется ионами мышьяка с использованием слоев защитного оксида кремния и нитрида кремния в качестве маски для формирования n+ областей истока-стока, а затем - ионами р+ с целью формирования n- областей истока-стока с плавным профилем легирования. Поверхность пассивируется слоем борофосфорносиликатного стекла, в котором вскрываются контактные окна под алюминий.
Недостатками способа являются:
- повышенная плотность дефектов в полупроводниковых структурах;
- образование механических напряжений;
- низкая технологичность.
Задача, решаемая изобретением: снижение плотности дефектов, обеспечение технологичности, улучшение параметров приборов, повышение качества и увеличение процента выхода годных.
-6
-7
2
5
Задача решается созданием подзатворного диэлектрика путем формирования пленки тантала толщиной 28 нм со скоростью осаждения 30 нм/мин на подложку, нагретую до 70°С, в вакууме при давлении 10-10 мм рт.ст. на пластине кремния р-типа проводимости с ориентацией (100) с последующим окислением в кислороде при температуре 530°С в течение 15 мин. и формированием окисла тантала ТаО толщиной 60 нм с последующим термическим отжигом при температуре 700°С в инертной среде в течение 5 мин.
-6
-7
2
5
2
5
Технология способа состоит в следующем: на пластине кремния р-типа проводимости с ориентацией (100) формируют пленку тантала толщиной 28 нм со скоростью осаждения 30 нм/мин, на подложку нагретую до 70°С, в вакууме при давлении 10-10 мм рт. ст. Затем проводят окисление в кислороде при температуре 530°С в течение 15 мин. и формируют окисел тантала ТаСтолщиной 60 нм, с последующим термическим отжигом при температуре 700°С в инертной среде в течение 5 мин. Улучшение параметров полупроводниковой структуры связано с тем, что окисел тантала ТаO содержит электронные ловушки. Все это улучшает структуру, уменьшает число ловушек для носителей заряда вблизи границы раздела. Активные области полупроводникового прибора формировались стандартным способом.
По предлагаемому способу были изготовлены и исследованы полупроводниковые приборы. Результаты обработки представлены в Таблице 1.
Экспериментальные исследования показали, что выход годных полупроводниковых приборов, на партии пластин сформированных в оптимальном режиме увеличился на 15,5%.
Технический результат: снижение плотности дефектов, обеспечение технологичности, улучшение параметров структур, повышение качества и увеличения процента выхода годных.
Стабильность параметров во всем эксплуатационном интервале температур была нормальной и соответствовала требованиям.
Предложенный способ изготовления полупроводникового прибора позволяет повысить процент выхода годных приборов и улучшить их надежность.