СПОСОБ ФОРМИРОВАНИЯ ЛЕГИРОВАННЫХ ОБЛАСТЕЙ ПОЛУПРОВОДНИКОВОГО ПРИБОРА
METHOD FOR FORMATION OF SEMICONDUCTOR DEVICE ALLOYED AREAS

Изобретение относится к области технологии производства полупроводниковых приборов, в частности к технологии изготовления полупроводниковых структур с пониженной плотностью дефектов.
Известен способ создания прибора [Пат. 5144394, США, МКИ H01L 29/06] путем формирования контактных областей истоков и стоков МОП-ПТ на поверхности кремниевых подложек с использованием процессов ионного легирования и диффузии; p-n переходы на внутренних границах указанных областей являются также границами канала МОП-ПТ. Для изоляции отдельных транзисторных структур используют слой толстого полевого окисла. Поверх контактных областей формируют более тонкий слой окисла; его используют также для изоляции тех частей активной структуры, положением которых определяется ширина канала МОП-ПТ. В таких структурах образуются дефекты, которые ухудшают параметры полупроводниковых структур.
+
+
+
2
Известен способ формирования легированных областей прибора [Пат. 5087576, США, МКИ H01L 21/265] путем имплантации ионов примеси при повышенной температуре подложки, позволяющий уменьшить степень имплантированного повреждения. Предварительно очищенная подложка имплантируется ионами Al, Gaи N при температуре 350-750°С. Образующийся сильнолегированный и поврежденный приповерхностный слой удаляется предварительным окислением при температуре 1000-1300°С с последующим травлением. Затем подложка подвергается отжигу при 1200°С для полной активации легирующей примеси. Недостатками этого способа являются:
- повышенная плотность дефектов в полупроводниковых структурах;
- образование механических напряжений;
- сложность технологического процесса.
Задача, решаемая изобретением: снижение плотности дефектов в полупроводниковых структурах, обеспечивающее технологичность, улучшение параметров структур, повышение качества и увеличение процента выхода годных.
2
Задача решается путем формирования легированных рабочих областей полупроводникового прибора обработкой пленки с легирующей смесью лазерным лучом с плотностью энергий в импульсе 200-500 мДж/см, длительностью импульсов 35 нс и с длиной волны излучения 308 нм.
2
Технология способа состоит в следующем: на стеклянной подложке формируют тонкий слой кремния, далее на поверхность кремниевого слоя наносят пленку с легирующей смесью методом центрифугирования, после этого поверхность сформированной структуры обрабатывают лазерным лучом длительностью импульсов 35 нс, длиной волны излучения 308 нм и с плотностью энергий в импульсе 200-500 мДж/см. После облучения прозрачной для лазерного луча легирующей пленки происходит локальное подплавление поверхностного слоя кремния и в эту область поступает легирующий элемент из пленки с легирующей смесью для формирования областей истока и стока транзисторной структуры. Далее формируют затворную систему и контакты к рабочим областям полупроводникового прибора по стандартной технологии.
По предлагаемому способу были изготовлены и исследованы полупроводниковые приборы. Результаты исследований представлены в таблице 1.
Таблица 1.
Параметры п/п структур, изготовленных по стандартной технологии
Параметры п/п структур, изготовленных по предлагаемой технологии
Подвижность носителей, см<sup>2</sup>/В·с
Плотность дефектов, см<sup>-2</sup>
Подвижность носителей, см<sup>2</sup>/В·с
Плотность дефектов, см<sup>-2</sup>
86
8,5·10<sup>5</sup>
175
6,3·10<sup>3</sup>
95
7,9·10<sup>5</sup>
182
5,7·10<sup>3</sup>
78
6,4·10<sup>5</sup>
149
4,8·10<sup>3</sup>
82
9,1·10<sup>5</sup>
154
7,2·10<sup>3</sup>
94
5,6·10<sup>5</sup>
181
3,7·10<sup>3</sup>
89
4,7·10<sup>5</sup>
172
2,9·10<sup>3</sup>
75
7,3·10<sup>5</sup>
146
5,5·10<sup>3</sup>
83
8,2·10<sup>5</sup>
158
6,1·10<sup>3</sup>
71
4,4·10<sup>5</sup>
140
2,7·10<sup>3</sup>
69
5,2·10<sup>5</sup>
137
3,4·10<sup>3</sup>
99
3,8·10<sup>5</sup>
183
2,5·10<sup>3</sup>
Экспериментальные исследования показали, что выход годных полупроводниковых приборов, на партии приборов, сформированных в оптимальном режиме, увеличился на 20,8%.
Технический результат: снижение плотности дефектов в полупроводниковых структурах, обеспечение технологичности, улучшение параметров, повышение надежности и увеличение процента выхода годных приборов.
Стабильность параметров во всем эксплуатационном интервале температур была нормальной и соответствовала требованиям.
Предлагаемый способ формирования легированных рабочих областей полупроводникового прибора позволяет повысить процент выхода годных приборов и улучшить их надежность.