Способ изготовления полупроводникового прибора
SEMICONDUCTOR DEVICE MANUFACTURING METHOD

Изобретение относится к области технологии производства полупроводниковых приборов, в частности к технологии изготовления полевого транзистора с пониженным значением токов утечек.
Известен способ изготовления полевого транзистора [Пат.5134452 США, МКИ H01L 29/78] с изолирующим затвором, в котором на толстом защитном слое оксида и на открытой поверхности кремния с областями истока и стока осаждается слой проводящего поликремния, из которого затем формируются электроды стока и истока. После вскрытия канальной области проводится реактивное ионное травление с образованием шероховатой поверхности с размерами неровностей до 50нм. Затем над канальной областью с помощью ПФХО создается тонкий затворный оксид и формируется затвор. В таких приборах из-за шероховатой поверхности повышается дефектность структуры и ухудшаются электрические параметры приборов.
4
2
Известен способ изготовления полупроводникового прибора                               [Патент 5093700 США, МКИ H01L 27/01] на основе многослойного  поликремниевого затвора, в котором слои поликремния разделяются слоями кремния толщиной 0,1-0,5 нм. Используются 3 слоя поликремния и 2 слоя оксида кремния. Осаждения поликремния осуществляется с использованием силана SiN при давлении 53 Па и температуре 650°С. Слой оксида формируется при 1% O и 99% аргона при температуре 800°С
Недостатками этого способа являются: - повышенные значения токов утечек, высокая дефектность, низкая технологичность.
Задача, решаемая изобретением: снижение токовутечек, обеспечение технологичности, улучшение параметров приборов, повышение качества и увеличение процента выхода годных.
4
17
-2
Задача решается формированием поликремния со скоростью осаждения 8,5нм/с  при скорости потока газа носителя аргона 2,7 см/с и скорости потока силана SiN 1,0% от  скорости потока газа носителя, при температуре подложки 800°С  и  последующей имплантацией ионами азота с энергией 12,5кэВ, дозой 1*10см   при   температуре подложки 100°С и  проведением отжига  в атмосфере водорода  в течение 15 минут при температуре 350°С.
4
17
-2
Технология способа состоит в следующем: на пластинах кремния р -типа проводимости с удельным сопротивлением 10 Ом*см, ориентацией(100), выращивали тонкий слой оксида по стандартной технологии. Далее формировали слой поликремния со скоростью осаждения 8,5нм/с  при скорости потока газа носителя аргона 2,7 см/с и скорости потока силана SiN 1,0% от  скорости потока газа носителя, при температуре подложки 800°С  и  последующей имплантацией ионами азота с энергией 12,5кэВ, дозой 1*10см   при   температуре подложки 100°С и  проведением отжига  в атмосфере водорода  в течение 15 минут при температуре 350°С.Области полевого транзистора и контакты к этим областям формировали по стандартной технологии.
По предлагаемому способу были изготовлены и исследованы полупроводниковые приборы. Результаты обработки представлены в таблице.
Параметры полупроводникового прибора, изготовленного по стандартной технологии
Параметры полупроводникового прибора, изготовленного по предлагаемой технологии
№
плотность дефектов, см<sup>-2</sup>
Ток утечкиIут*10<sup>12</sup> А
плотность дефектов, см<sup>-2</sup>
Ток утечкиIут*10<sup>12</sup> А
1
5,5
16,7
1,4
6,5
2
6,4
17,5
1,2
5,3
3
4,7
17,8
1,5
6,1
4
4,3
18,3
1,4
5,9
5
3,4
18,5
1,1
4,9
6
5,1
16,7
2,3
6,3
7
4,2
18,4
1,4
5,2
8
3,7
17,7
1,5
6,1
9
4,5
17,5
1,3
4,9
10
3,8
17,6
1,2
5,8
11
5,3
17,1
1,1
5,3
12
6,1
17,3
2,5
6,5
13
5,4
16,3
1,6
5,2
Экспериментальные исследования показали, что выход годных структур на партии пластин, сформированных в оптимальном режиме, увеличился на 18,2%.
Технический результат: снижениетоковутечек, обеспечение технологичности, улучшение параметров приборов, повышение качества и увеличения процента выхода годных.
4
17
-2
Предложенный способ изготовления полупроводникового прибора путем формирования поликремния со скоростью осаждения 8,5нм/с  при скорости потока газа носителя аргона 2,7 см/с и скорости потока силана SiN 1,0% от  скорости потока газа носителя, при температуре подложки 800°С  и споследующей имплантацией ионами азота с энергией 12,5кэВ, дозой 1*10см   при   температуре подложки 100°С и  проведением отжига  в атмосфере водорода  в течение 15 минут при температуре 350°С, позволяет повысит процент выхода годных приборов и улучшить их надежность.