СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПОЛУПРОВОДНИКОВОГО ПРИБОРА
MANUFACTURING METHOD OF SEMICONDUCTOR DEVICE

Изобретение относится к области технологии производства полупроводниковых приборов, в частности к технологии изготовления приборов с низкими токами утечки.
Известен способ изготовления полупроводникового прибора с малыми токами утечки [Патент 4985739, США, МКИ H01L 29/80] путем использования структуры, в которой одна система областей сток-исток окружает другую систему областей сток-исток, а нижний затвор скрытый, верхний соединяется с контактной площадкой через диффузионный барьер для предотвращения проникновения металла. В таких полупроводниковых приборах из-за низкой технологичности увеличивается разброс параметров и снижается надежность приборов.
Известен способ изготовления полупроводникового прибора с пониженным током утечки [Заявка 2133929, Япония, МКИ H01L 21/336] путем формирования окислением толстого слоя изолирующего оксида вокруг активной области структуры и сильнолегированного слоя под этим оксидом, который создается ионной имплантацией мышьяка.
Недостатками этого способа являются:
- повышенная плотность дефектов;
- низкая технологическая воспроизводимость;
- повышенные значения токов утечек.
Задача, решаемая изобретением, - снижение токов утечек в полупроводниковых приборах, обеспечивающее технологичность, улучшение параметров, повышение надежности и увеличение процента выхода годных.
12
-2
2
Задача решается путем формирования скрытого p-слоя под каналом полевого транзистора, легированием подложки ионами Be с энергией 125-175 кэВ, дозой (2-5)·10 см и с последующим отжигом при температуре 650-750°С в течение 20-30 мин в атмосфере H.
Скрытый p-слой компенсирует флуктуации уровня легирования в области активного слоя, обеспечивает высокую однородность структуры, что приводит к уменьшению флуктуации толщины канала и снижает токи утечки.
+
+
12
-2
13
-2
+
12
-2
2
2
Технология способа состоит в следующем: на кремниевой пластине активный n-канал и n-области стока и истока формировали путем локального легирования подложки ионами Si с энергией ионов 115-150 кэВ, дозой (4-5)·10 см для n-слоя и (1-3)·10 см для n-области. Затем проводили отжиг при температуре 800-900°C в течение 20-30 мин в атмосфере H. В последующем формировали скрытый p-слой под каналом полевого транзистора путем легирования подложки ионами Be с энергией 125-175 кэВ, дозой (2-5)·10 см и отжиге при температуре 650-750°C в течение 20-30 мин в атмосфере H. Затвор и контакты к активным областям полупроводникового прибора формировали по стандартной технологии.
По предлагаемому способу были изготовлены и исследованы полупроводниковые приборы. Результаты исследований представлены в табл.1.
Таблица 1
Параметры приборов
Параметры п/п структур, изготовленных по стандартной технологии
Параметры п/п структур, изготовленных но предлагаемой технологии
Ток утечки, I<sub>ут</sub>·10<sup>13</sup> А
Плотность дефектов, см<sup>-2</sup>
Ток утечки, I<sub>ут</sub>·10<sup>13 </sup>А
Плотность дефектов, см<sup>-2</sup>
4,7
1,5·10<sup>4</sup>
0,6
3,4·10<sup>2</sup>
4,5
1,8·10<sup>4</sup>
0,4
4,6·10<sup>2</sup>
4,5
2,7·10<sup>4</sup>
0,5
3,4·10<sup>2</sup>
5,3
1,2·10<sup>4</sup>
0,1
1,1·10<sup>2</sup>
5,2
2,5·10<sup>4</sup>
0,6
1,5·10<sup>2</sup>
5,7
1·10<sup>4</sup>
0,7
0,7·10<sup>2</sup>
4,6
4,6·10<sup>4</sup>
0,3
7,5·10<sup>2</sup>
4,9
3,5·10<sup>4</sup>
0,6
2,2·10<sup>2</sup>
4,4
8,0·10<sup>4</sup>
0,2
8,9·10<sup>2</sup>
4,9
2·10<sup>4</sup>
0,4
2,1·10<sup>2</sup>
4,7
3,2·10<sup>4</sup>
0,6
2,4·10<sup>2</sup>
5,4
1,7·10<sup>4</sup>
0,7
1,9·10<sup>2</sup>
5,0
5·10<sup>4</sup>
0,3
4,4·10<sup>2</sup>
Экспериментальные исследования показали, что выход годных полупроводниковых приборов, на партии пластин сформированных в оптимальном режиме, увеличился на 16,8%.
Технический результат - снижение токов утечек в полупроводниковых приборах, обеспечивающее технологичность, улучшение параметров, повышение надежности и увеличение процента выхода годных.
Стабильность параметров во всем эксплуатационном интервале температур была нормальной и соответствовала требованиям.
12
-2
2
Предложенный способ изготовления полупроводникового прибора путем формирования скрытого p-слоя под каналом полевого транзистора легированием подложки ионами Be с энергией 125-175 кэВ, дозой (2-5)·10 см и с последующим отжигом при температуре 650-750°C в течение 20-30 мин в атмосфере H позволяет повысить процент выхода годных приборов и улучшить их надежность.