Способ изготовления полупроводникового прибора
SEMICONDUCTOR DEVICE MANUFACTURING METHOD

Изобретение относится к области технологии производства полупроводниковых приборов, в частности к технологии изготовления полевых транзисторов с пониженным значением тока подложки и повышенной стойкости к воздействию горячих носителей.
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.
Известен способ изготовления полупроводникового прибора [Пат. 5270226 США, МКИ HO1L 21/336] со слаболегированными стоками и повышенной надежностью, путем ионной имплантации в области стока и истока с использованием электрода затвора в качестве маски, имплантация проводится в несколько стадий, с поворотом подложки на 90 и 170°.
Недостатками способа являются:
- высокие значения тока подложки;
- низкая технологичность;
- повышенная плотность дефектов.
Задача решаемая изобретением: снижение значений тока подложки, обеспечение технологичности, улучшение параметров приборов, повышение качества и увеличение процента выхода годных
+
+
20
-3
-
+
15
-3
2
Задача решается последовательным формированием высоко легированных  п областей истока-стока имплантацией ионов мышьяка As с энергией 60 кэВ, концентрацией легирующей примеси (1-2).10 см и слаболегированных п областей истока-стока имплантацией ионов фосфора Р с энергией 30 кэВ, концентрацией легирующей примеси (1-3).10 см, с последующим лазерным отжигом с длиной волны излучения 1,06 мкм, длительность импульсов 50 нс, энергия импульсов 3-5 Дж/ см, в атмосфере азота, со скоростью сканирования 12,5 см/с, при температуре 150°С.
+
+
20
-3
+
15
-3
-
+
2
-
2
3
4
3
4
2
3
4
Технология способа состоит в следующем: формируют активные высоко легированные п области истока-стока с использованием слоев защитного SiО и SiN в качестве маски, имплантацией ионов мышьяка As с энергией 60 кэВ, концентрацией легирующей примеси (1-2).10 см ,а затем после удаления SiN маски, имплантацией ионов фосфора Р с энергией 30 кэВ, концентрацией легирующей примеси (1-3).10 см формируют слаболегированные  п области истока-стока, расположенные между п областями истока и стока. Затем проводят  лазерный отжиг с длиной волны излучения 1,06 мкм, длительность импульсов 50 нс, энергия импульсов 3-5 Дж/см, в атмосфере азота, со скоростью сканирования 12,5 см/с, при температуре 150°С. Слои SiО и SiN формировали по стандартной технологии. Создание слаболегированных  п областей стока  уменьшает значение электрического  поля в канале транзистора и  значение тока подложки, соответственно, повышается стойкость к воздействию горячих носителей, т.к. ток подложки является индикатором эффективности генерации горячих носителей.
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 подложкимА/мкм
Плотность дефектов, см<sup>-2</sup>
ток подложкимА/мкм
1
16
10,5
3,1
0,9
2
14
7,8
3,2
0,7
3
15
8.7
3,7
0,6
4
18
8,9
3,9
0,7
5
14
8,3
3,5
0,5
6
16
9,6
3,3
0,9
7
12
7,1
3,1
0,5
8
17
6,8
3,6
0,4
9
13
8,5
3,2
0,6
10
14
7,4
3,8
0,5
11
15
7,9
3,6
0,7
12
11
6.3
3,4
0,6
13
12
8,2
3,2
0,8
Экспериментальные исследования показали, что выход годных структур на партии пластин, сформированных в оптимальном режиме, увеличился на 20,9%.
Технический результат: снижение значений тока подложки, обеспечение технологичности, улучшение параметров приборов, повышение качества и увеличения процента выхода годных.
Стабильность параметров во всем эксплуатационном интервале температур была нормальной и соответствовала требованиям.
+
+
20
-3
-
+
15
-3
+
2
Предложенный способ изготовления полупроводникового прибора последовательным формированием высоко легированных п областей истока-стока имплантацией ионов мышьяка As с энергией 60 кэВ, концентрацией легирующей примеси (1-2).10 см и  слаболегированных п областей истока-стока имплантацией ионов фосфора Р с энергией 30 кэВ, концентрацией легирующей примеси (1-3).10 см, расположенные между п областями истока и стока, с последующим лазерным отжигом с длиной волны излучения 1,06 мкм, длительность импульсов 50 нс, энергия импульсов (3-5) Дж/см, в атмосфере азота, со скоростью сканирования 12,5 см/с, при температуре 150°С, позволяет  повысит процент выхода годных приборов и улучшит их надёжность.