Способ формирования полевых транзисторов
METHOD FOR FORMING FIELD-EFFECT TRANSISTORS

Изобретение относится к области технологии производства полупроводниковых приборов, в частности к технологии изготовления оксинитрида кремния устойчивого к дефектообразованию и воздействию горячих носителей.
Известен способ изготовления полупроводникового прибора [Патент США 5362686, МКИ H01L 21/02] с защитным изолирующим слоем оксинитрида кремния на полупроводниковой подложке после выполнения разводки межсоединения, используя метод осаждения из паровой фазы силана и азотосодержащего газа. В таких приборах из-за нетехнологичности метода осаждения из паровой фазы образуется большое количество дефектов, которые ухудшают электрические параметры приборов.
Известен способ изготовления полупроводникового прибора [Патент США 5369297, МКИ H01L 29/78] путем создания окисла кремния и азотированного оксидного слоя в качестве подзатворного диэлектрика. В полевых транзисторах с целью расширения диапазона рабочих токов участок подзатворного слоя диоксида кремния, ближайший к стоку, подвергается азотированию.
Недостатками этого способа являются:
- высокая дефектность,
- низкая технологичность
- высокие значения токов утечек.
Задача решаемая изобретением - снижение дефектности и повышения устойчивости к воздействию горячих носителей, обеспечение технологичности, улучшение параметров приборов, повышение качества и увеличение процента выхода годных.
Задача решается формированием оксинитрида кремния путем создания слоя пористого кремния толщиной 280-300 нм, пористостью 74% анодным окислением в электрохимической ячейке с 5 вес. % HF, плотностью тока 0,5 мА/см2, с последующим азотированием пластин при 1000°С в среде аммиака в течение 1 ч и окисления в парах воды при 850°С в течение 30 мин.
р
Технология способа состоит в следующем: использовались пластины кремния  -типа проводимости с ориентацией (100) и удельным сопротивлением 10 Омсм. Слои пористого кремния толщиной 280-300 нм и пористостью 74%, создавались анодным окислением в электрохимической ячейке с 5 вес. % HF и плотностью тока 0,5 мА/см2. Азотирование пластин с пористым кремнием проводилось при 1000°С в диффузионной печи в среде аммиака в течение 1 ч. Окисление пластин с пористым кремнием осуществлялось в парах воды при 850°С в течение 30 мин. При этом образуется слой оксинитрида кремния толщиной 3,7 нм.Использование в качестве подзатворного диэлектрика более устойчивого к дефектообразованию материала-оксинитрида кремния-приводит к тому, что вероятность дефектообразования уменьшается и обеспечивает повышения устойчивости приборов к воздействию горячих носителей. Активные области полевых транзисторов и электроды к ним изготовлены по стандартной технологии.
По предлагаемому способу были изготовлены и исследованы полевых транзисторы. Результаты обработки представлены в таблице.
Параметры полевых транзисторов, изготовленного по стандартной технологии
Параметры полевых транзисторов изготовленногопо предлагаемой технологии
№
плотность дефектов, см<sup>-2</sup>
токи утечки, 10<sup>12</sup>,А,
плотность дефектов, см<sup>-2</sup>
токи утечки, 10<sup>12</sup>,А,
1
8,3
7,6
0,5
0,6
2
9,6
8.5
0,4
0,5
3
7,9
8,7
0,45
0,7
4
9,4
8,2
0,6
0,2
5
8,8
7,9
0,55
0,9
6
7,2
8,1
0,42
0,6
7
9,1
8,4
0,38
0,7
8
8,9
7,5
0,46
0,6
9
7,7
9,8
0,53
0,5
10
8,4
9,6
0,44
0,6
11
7,6
8,4
0,42
0,4
12
9,2
7,3
0,39
0,3
13
8,6
9,2
0,45
0,6
Экспериментальные исследования показали, что выход годных структур на партии пластин, сформированных в оптимальном режиме, увеличился на 18,7%.
Технический результат: снижение дефектности и повышения устойчивости к воздействию горячих носителей, обеспечение технологичности, улучшение параметров приборов, повышение качества и увеличения процента выхода годных.
Стабильность параметров во всем эксплуатационном интервале температур была нормальной и соответствовала требованиям.
Предложенный способ изготовления полевых транзисторов включающий формирование азотированного оксидного слоя, активных областей полевого транзистора и электродов к ним, отличающийся тем, что что формируют азотированный оксидный слой -  оксинитрид кремния путем создания слоя пористого кремния толщиной 280-300 нм, пористостью 74% анодным окислением в электрохимической ячейке с 5 вес. % HF, плотностью тока 0,5 мА/см2, с последующим азотированием пластин при 1000°С в среде аммиака в течение 1 ч и окисления в парах воды при 850°С в течение 30 мин позволяет, повысить процент выхода годных приборов, и улучшит их надёжность.