Способ изготовления полупроводниковых приборов

 

Использование: в производстве полупроводниковых приборов, в частности при изготовлении полевых транзисторов Шоттки на меза-стуктурах. Сущность изобретения: способ предусматривает формирование электрохимическим осаждением по одной фоторезистивной маске Au - Ge-контактов на активных областях при интенсивном освещении. В темноте осаждают золото на мезе. Электрохимическое соединение контактов на активных областях и мезе осуществляют при формировании разводки. 8 ил.

Изобретение относится к полупроводниковой технике и может быть использовано при изготовлении полевых транзисторов Шоттки.

Известен способ изготовления полевых транзисторов на меза-структурах [1] . Меза-структуры формируют химическим травлением в растворе NH4OH:H2O2: H2O. Омические контакты создают термическим напылением слоя Au-Ge-Ni толщиной 0,15 мм с последующим "взрывом" фоторезистивной маски.

Недостаток способа заключается в том, что формируемые контакты после вплавления имеют развитый рельеф, что недопустимо при электронно-лучевой литографии. Многочисленные поры в контактах увеличивают омическое сопротивление. Кроме того, большую часть напыленного слоя удаляют вместе с фоторезистивной маской, что неэкономично.

Наиболее близким к изобретению техническим решением является способ изготовления полупроводниковых приборов, способ изготовления светодиодов [2]. Используются подложки GaAs n-типа проводимости с активными слоями n и р-типа. Полуизолирующие слои в пластине отсутствуют. Проводимость пластины достаточна для электрохимического осаждения контактов на меза-структурах, вытравливаемых в подложке.

Способ не позволяет проводить осаждение омических контактов полевых транзисторов, формируемых в активных областях на полуизолирующей подложке, так как в этом случае активные области прибора имеют вид островков, изолированных друг от друга.

В данном способе изготавливают полевые транзисторы в активных n+-n-слоях на полуизолирующей подложке. В этом случае после проведения меза-травления островки активного n+-n-слоя электрически изолированы друг от друга.

Для электрохимического осаждения металлизации на рабочей стороне пластины (с островками n+-n) создают электрический контакт к обратной полуизолирующей стороне пластины в растворе электролита при освещении. В отсутствие освещения сквозной ток через пластину не протекает, осаждение не происходит, так как проводимость подложки очень мала.

В процессе катодного осаждения металла на меза-структурах происходит анодное травление обратной стороны пластины. Осаждение металлизации проводят в два этапа. Вначале осаждают Au-Ge омические контакты на n+-поверхность меза-островка при интенсивном освещении, затем осаждают золото на изолирующих участках пластины в условиях темноты. Селективность осаждения металла обусловлена i-n-переходом, возникающем на границе активного слоя с низколегированной подложкой. В темноте сопротивление обратно смещенного перехода велико и осаждение происходит только на изолирующих участках пластины. На свету сопротивление i-n-перехода снижается, при этом локальное сопротивление сквозному току через островки активного слоя становится значительно меньше, чем через изолирующие участки и металл осаждается на n+-слое.

Пример реализации способа иллюстрирован фиг.1-8, где на фиг.1 показана пластина с фоторезистивной маской для травления меза-структур; на фиг.2 - пластина с вытравленной меза-структурой; на фиг.3 - фоторезистивная маска с рисунком контактов на активной области и мезе; на фиг.4 показано осаждение Au-Ge омических контактов на поверхность n+-слоя активной области; на фиг.5 - осаждение золота на поверхность изолирующих участков мезы; на фиг.6 представлен полевой транзистор с меза-структурой; на фиг.7 изображена пластина с фоторезистивной маской для осаждения разводки; на фиг.8 дан изготавливаемый прибор, общий вид.

Для конкретного примера реализации способа используют полупроводниковые пластины арсенида галлия n+-n-n-б -i-типа толщиной dn+=0,2 мкм, концентрацией n+ = 2 1018 ат/см3 dn = 0,35 мкм n = 1,5 1017 ат/см3 dn - 0,5 мкм Диаметр пластин 60 мм 0,5 мм, толщина 600 20 мкм.

На поверхности пластины с активным слоем создают фоторезистивную маску, защищающую активные области полупроводниковых приборов (фиг.1).

Формируют меза-структуры травлением в растворе H3PO4 : H2O2 : H2O. Глубина полученной мезы 0,9 мм, угол наклона меза-грани 10о(фиг.2).

Устанавливают пластину в кассету активным слоем вниз. Проводят анодное окисление на свету в электролите NH4H2PO4 : H2O = 0,3 г : 100 мл. Электрический контакт к обратной стороне пластины осуществляют в растворе KOH : NH4H2PO4 : H2O = 3 г : 0,3 г : 100 мл. Анодное окисление проводят до толщины окисла 0,1 мкм (Uяч= 60 В). Анодный окисел на гранях мезы снижает напряженность электрического поля в канале на изломе поверхности, предотвращает просачивание электролита под маску при осаждении контактов.

Фоторезист удаляют в диметилформамиде. Создают фоторезистивную маску с рисунком омических контактов на активной области и мезе (фиг.3). Анодный окисел в окнах на гранях мезы, оставшийся после проявления, удаляют в растворе NH4OH : H2O = =1:20 за 15 с. Пластину устанавливают в кассету осаждаемой стороной вверх.

Создают электрический контакт в нижней полуизолирующей стороне в электролите КОН:NН4Н2РО42О при освещении. Освещенность пластины 100000 лк. В отсутствие освещения сквозной ток через пластину не протекает, осаждение не происходит.

Электролитом для осаждения Au-Ge заполняют верхнюю часть кассеты с пластиной. Процесс проводят при интенсивном, 100000 лк, освещении металлизируемой стороны пластины. Напряжение на ячейке Uяч = 5В, общий ток I = 5 мА, длительность процесса t = 50 с. Осаждение Au - Ge происходит только на поверхности n+-слоя активной области (фиг.4).

Толщина Au-Ge-слоя 700 . При толщине осажденного слоя менее 400 увеличивается контактное сопротивление. При толщинах больше 1000 поверхность контактов после вплавления рельефна. Если величина освещенности пластины менее 70000 лк, осаждение металла имеет место и на поверхности мезы.

Электролит для осаждения Au-Ge заменяют электролитом для осаждения золота. Подают напряжение на ячейку Uяч = 8В, величина общего тока I = 5 мА, длительность процесса t = 5 мин. Осаждаемая сторона пластины находится в темноте (фоновая освещенность 50 лк). В этом случае золото осаждается только на поверхности дна мезы и прилегающей части меза-грани (соответствующей буферному nб--слою). На поверхности Au-Ge-контактов осаждения золота не происходит (фиг.5). Толщина слоя золота на мезе 0,15 мкм. Фоторезист удаляют в диметилформамиде. Омические контакты вплавляют на установке лампового отжига "Импульс-5". Поверхность контактов сохраняeт исходную морфологию. Омическое сопротивление 0,1 Ом мм. Создают фоторезистивную маску с рисунком затвора. Формируют травлением подзатворную область транзистора. Используют раствор NH4OH:H2O2:H2O = 1:0,5:40. Термическим напылением V-Au-V и последующим "взрывом" фоторезистивной маски формируют затвор (фиг.6). Пологий наклон меза-граней (10о) обеспечивает сход на мезу затворной дорожки без утонения. Формируют защитный слой SiO2 над областью канала транзистора. Напыляют на пластину вспомогательный слой V-Au 0,1 мкм. Создают фоторезистивную маску с рисунком разводки (фиг.7), формируют разводку гальваническим осаждением золота. Фоторезист удаляют. Стравливают вспомогательный слой V-Au (фиг.8).

С помощью разводки электрически связывают Au-Ge-контакты на активной области и Au контактные площадки на изолирующих участках мезы. Осуществление электрического соединения напылением затворной металлизации нецелесообразно, так как при формировании подзатворной области имеет место подтрав под контакты.

Способ позволяет раздельно осаждать Au-Ge-контакты на активных областях и Au-контакты на изолирующих участках мезы по одной и той же фоторезистивной маске, что упрощает технологический маршрут. Тонкие Au-Ge-контакты сохраняют после вплавления исходную морфологию поверхности, ровный край. Вплавление осуществляется за малое время, в результате снижают глубину диффузионной области в полупроводнике. Это позволяет использовать структуры с тонким активным слоем, уменьшать расстояние исток-сток транзистора. Раздельным осаждением получают Au-контакты большой толщины, чем для Au-Ge, что необходимо, например, при формировании нижних обкладок конденсаторов. Отсутствует низкоомный контакт с полупроводником на изолирующих участках мезы, что снижает паразитную связь элементов схемы через полуизолирующую подложку. Осаждение Au-Ge только на n+-поверхность активных областей позволяет более экономно расходовать компонент в электролите.

Формула изобретения

СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ПРИБОРОВ на подложке арсенида галлия с активным слоем, включающий меза-травление, анодное окисление вытравленных областей пластины, осаждение контактов из электролита, отличающийся тем, что на полуизолирующей подложке арсенида галлия с активным слоем после проведения анодного окисления создают фоторезистивную маску с рисунком контактов, удаляют анодный оксил в окнах маски, осаждают раздельно Au - Ge-контакты на активной области при интенсивном освещении, а в темноте осаждают золото на вытравленных участках пластины.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к технологии формирования медных дорожек на диэлектрических подложках
Изобретение относится к области электрохимиии, в частности к получению хромовых покрытий на полупроводниковых материалах, в частности на кремнии -n и -p типа и силицидах 3d-переходных металлов

Изобретение относится к технологии производства электронной техники и касается нанесения активного диэлектрика или полупроводника на полупроводниковые подложки

Изобретение относится к области гальванотехники и может быть использовано при изготовлении полупроводников. Композиция содержит по меньшей мере один источник меди и по меньшей мере одну добавку, получаемую путем реакции многоатомного спирта, содержащего по меньшей мере 5 гидроксильных функциональных групп, с по меньшей мере первым алкиленоксидом и вторым алкиленоксидом из смеси первого алкиленоксида и второго алкиленоксида. Способ включает контакт композиции для нанесения металлического покрытия с подложкой, создание плотности тока в подложке в течение времени, достаточного для осаждения металлического слоя на подложку. Технический результат: обеспечение заполнения отверстий нанометрового и микрометрового размера без пустот и швов. 3 н. и 12 з.п. ф-лы, 1 табл., 7 ил., 8 пр.

Изобретение относится к технологии обработки кремниевых монокристаллических пластин и может быть использовано для создания электронных структур на его основе. Способ электрической пассивации поверхности кремния тонкопленочным органическим покрытием из поликатионных молекул включает предварительную подготовку подложки для создания эффективного отрицательного электростатического заряда, приготовление водного раствора поликатионных молекул, адсорбцию поликатионных молекул на подложку в течение 10-15 минут, промывку в деионизованной воде и сушку подложки с осажденным слоем в потоке сухого воздуха, при этом в качестве подложки использован монокристаллический кремний со слоем туннельно прозрачного диоксида кремния, с шероховатостью, меньшей или сравнимой с толщиной создаваемого покрытия, предварительную подготовку кремниевой подложки проводят путем ее кипячения при 75°C в течение 10-15 минут в растворе NH4OH/H2O2/H2O в объемном соотношении 1/1/4, для приготовления водного раствора поликатионных молекул использован полиэтиленимин, а во время адсорбции поликатионных молекул на подложку осуществляют освещение подложки со стороны раствора светом с интенсивностью в диапазоне 800-1000 лк, достаточной для изменения плотности заряда поверхности полупроводниковой структуры за время адсорбции. Техническим результатом изобретения является уменьшение плотности поверхностных электронных состояний и увеличение эффективного времени жизни неравновесных носителей заряда на границах раздела «органический слой - диэлектрик» и «диэлектрик - полупроводник». 5 ил., 6 табл., 3 пр.

Предоставлен полевой транзистор, содержащий электрод затвора, предназначенный для приложения напряжения затвора, электрод истока и электрод стока, оба из которых предназначены для вывода электрического тока, активный слой, образованный из оксидного полупроводника n-типа, предусмотренный в контакте с электродом истока и электродом стока, и изолирующий слой затвора, предусмотренный между электродом затвора и активным слоем, при этом работа выхода электрода истока и электрода стока составляет 4,90 эВ или более, а концентрация электронов - носителей заряда оксидного полупроводника n-типа составляет 4,0×1017 см-3 или более. Изобретение обеспечивает получение полевого транзистора, электроды истока и стока которого имеют высокую устойчивость к процессу термообработки и обработке в окислительной атмосфере и имеют низкое удельное электрическое сопротивление, при этом транзистор не требует наличия буферного слоя. 5 н. и 10 з.п. ф-лы, 24 ил., 19 табл.

Изобретение относится к полупроводниковой технике и может быть использовано при изготовлении полевых транзисторов Шоттки

Наверх