Способ изготовления полупроводниковой структуры
MANUFACTURING METHOD OF SEMICONDUCTOR STRUCTURE

Изобретение относиться к области технологии производства полупроводниковых приборов, в частности к технологии изготовления полупроводниковой структуры кремний на диэлектрике с низкой плотностью дефектов.
2
2
2
Известен способ создания структуры кремний на диэлектрике [Патент США 5061642, МКИ H01 L 21/477] имплантацией О через подложку для образования промежуточного слоя, затем проводится отжиг подложки в атмосфере азота N, в каждом цикле которого попеременно чередуются температуры 1100°С и 500°С. Продолжительность цикла - минута, количество циклов 10. В результате происходит образование слоя SiO под слоем кремния. В таких структурах из-за большого количества термоциклов повышается дефектность и ухудшаются параметры приборов.
2
2
2
2
2
2
Известен способ изготовления структуры кремний на диэлектрике [Патент США 5143862 США, МКИ H01 L 21/76] на пластине монокристаллического кремния с применением эпитаксии. С помощью комбинации анизотропного осаждения SiO и изотропного травления создают структуру со слоями SiO только на горизонтальных поверхностях, включая участки ранее созданных желобков. После этого с помощью селективного эпитаксиального осаждения Si заполняют желобки до уровня нижней поверхности маски из SiO, при этом эпитаксиальное наращивание начинается на свободных от SiO стенках желобков. Далее повторяют процесс селективного эпитаксиального осаждения Si до уровня поверхности маски из SiO. На эпитаксиальном Si выращивают тонкий слой окисла, проводят анизотропное травление эпитаксиального Si через окна до скрытого под эпитаксиальным Si слоя SiO и с помощью термического окисления заращивают эти глубокие узкие окна. В результате эпитаксиальные области оказываются полностью изолированными (снизу и с боков) окислом от подложки.
Недостатками этого способа являются:
- повышенная плотность дефектов;
- низкая технологичность;
- значительные токи утечки.
Задача, решаемая изобретением: снижение плотности дефектов, обеспечение технологичности, улучшение параметров, повышение качества и увеличение процента выхода годных изделий.
+
15
-2
Задача решается созданием n области в Si-пластине имплантацией ионов фосфора энергией 100-115 кэВ, дозой 1*10 см с последующим отжигом при температуре 1150°С в атмосфере азота, с осаждением слоя поликремния и проведением сканирования поверхности пластины лучом Ar-лазера мощностью 5-10 Вт со скоростью 90-100 см/с.
15
-2
+
19
-3
2
2
Технология способа состоит в следующем: кремниевую пластину р-типа проводимости с ориентацией (100) окисляли в атмосфере сухого кислорода, затем осуществляли имплантацию ионов фосфора с энергией 100-115 кэВ, дозой 1*10 см с последующим отжигом при температуре 1150°С в атмосфере азота с образованием в подложке области n-типа, с поверхностной концентрацией примеси 1*10 см. В окисле вскрывали окно в виде дорожки, при этом вскрытая поверхность пластины служила затравочной областью. На поверхность пластины осаждали слой поликремния и формировали слой SiO. Затем поверхность пластины подвергали сканированию лучом Ar-лазера мощностью 5-10 Вт со скоростью 90-100 см/с в направлении, перпендикулярном затравочной дорожке, в результате которого осуществлялось локальное расплавление поликремния с последующей кристаллизацией эпитаксиального слоя. После процесса эпитаксии удаляли защитный SiO-слой и формировали полевой транзистор по стандартной технологии.
По предлагаемому способу были изготовлены и исследованы полупроводниковые структуры. Результаты приведены в таблице.
Экспериментальные исследования показали, что выход годных полупроводниковых структур на партии пластин, сформированных в оптимальном режиме, увеличился на 20,5%.
Технический результат: снижение плотности дефектов, обеспечивающее технологичность, улучшение параметров, повышение качества и увеличение процента выхода годных.
Стабильность параметров во всем эксплуатационном интервале температур была нормальной и соответствовала требованиям.
+
15
-2
Предложенный способ изготовления полупроводниковой структуры путем создания n области в Si-пластине имплантацией ионов фосфора энергией 100-115 кэВ, дозой 1*10 см с последующим отжигом при температуре 1150°С в атмосфере азота, с осаждением слоя поликремния и проведением сканирования поверхности пластины лучом Ar-лазера мощностью 5-10 Вт со скоростью 90-100 см/с позволяет повысить процент выхода годных и улучшить их качество.