СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПОЛУПРОВОДНИКОВОГО ПРИБОРА
METHOD OF MAKING SEMICONDUCTOR DEVICE

Изобретение относится к области технологии производства полупроводниковых приборов, в частности к технологии изготовления полевого транзистора с пониженными значениями токов утечки.
Известен способ изготовления полупроводникового прибора [Пат. 5362686 США, МКИ H01L 21/02] с защитной изолирующей пленкой из оксинитрида кремния. На полупроводниковой подложке выполняют разводку межсоединений данного прибора, после чего наносят на подложку и систему межсоединений пленку оксинитрида кремния, используя метод осаждения из паровой фазы силана и азотсодержащего газа. Такая пленка защищает от попадания влаги из окружающей среды.
В таких полупроводниковых приборах на границе раздела полупроводник-оксинитрид кремния образуется высокая плотность дефектов, которые ухудшают характеристики полупроводниковых приборов.
Известен способ изготовления полевого транзистора [Пат. 5369297 США, МКИ H01L 29/78], содержащий оксид кремния и азотированный оксидный слой в качестве подзатворного диэлектрика. В полевом транзисторе с целью расширения диапазона рабочих токов при малых напряжениях участок подзатворного слоя диоксида кремния, ближайший к стоку, подвергается азотированию и приобретает повышенную стойкость к горячим носителям, генерируемым в лавинном режиме.
Недостатками этого способа являются: повышенные значения токов утечки; низкая технологическая воспроизводимость; высокая дефектность структуры.
Задача, решаемая изобретением: снижение токов утечек в полупроводниковых приборах, обеспечение технологичности, улучшение параметров приборов, повышение надежности и увеличение процента выхода годных.
4
2
3
Задача решается путем формирования пленки оксинитрида кремния при температуре 350°С, скорости потока силана SiH 1-3 см/с, давлении 133 Па, мощности ВЧ-разряда 70 Вт с последующим отжигом при температуре 380-400°С в атмосфере азота N в течение 30 мин.
3
4
2
2
3
3
Технология способа состоит в следующем: после создания в подложке арсенид галлия GaAs стандартным способом активных областей полевого транзистора формируют подзатворный диэлектрик на основе оксинитрида кремния методом стимулированного плазмой химического осаждения из паровой фазы. После обработки плазмой NH с поверхности образца удаляется слой элементарного As и в результате замещения As азотом тонкий поверхностный слой превращается в GaN. Пленки оксинитрида SiON толщиной 50-100 нм осаждались на подложки GaAs при температуре 350°С, скорости потока SiH 1-3 см/с, давлении 133 Па и мощности ВЧ-разряда 70 Вт при соотношении NO/(NO+NH)=0,4.
2
Затем пленки отжигались при температуре 380-400°С в течение 30 мин в атмосфере азота N. Пленки оксинитрида кремния имеют низкие напряжения на границе раздела с полупроводником за счет компенсации растягивающего напряжения границы раздела SiON/GaAs и напряжения сжатия границы раздела SiN/GaAs.
3
2
2
3
После обработки плазмой NH образцы имели лучшие свойства границы раздела с минимальной дефектностью. В результате выращивания методом химического осаждения из паровой фазы, стимулированного плазмой, слоев SiON на GaAs с NO/(NO+NH)=0,4 приводит к уменьшению токов утечек затвора за счет уменьшения плотности состояний на границе раздела. Затем формировали электроды к затвору, стоку и истоку по стандартной технологии.
По предлагаемому способу были изготовлены и исследованы полупроводниковые приборы. Результаты обработки представлены в табл.1.
Экспериментальные исследования показали, что выход годных полупроводниковых приборов, на партии сформированных в оптимальном режиме увеличился на 18,1%.
Технический результат: снижение значения токов утечек, обеспечение технологичности, улучшение параметров, повышение надежности и увеличение процента выхода годных приборов.
Стабильность параметров во всем эксплуатационном интервале температур была нормальной и соответствовала требованиям.
4
3
Предложенный способ изготовления полупроводникового прибора путем формирования пленки оксинитрида кремния при температуре: 350°С, скорости потока SiH 1-3 см/с, давлении 133 Па, при мощности ВЧ-разряда 70 Вт с последующим отжигом при температуре 380-400°С в течение 30 мин в атмосфере азота позволяет повысить процент выхода годных приборов и улучшить их надежность.