Способ изготовления полупроводникового прибора

Авторы патента:

H01L21/265 - с внедрением ионов (трубки с ионным пучком для локальной обработки H01J 37/30)

Владельцы патента RU 2433501:

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Кабардино-Балкарский государственный университет им. Х.М. Бербекова (RU)

Использование: в технологии производства полупроводниковых приборов. Технический результат изобретения - снижение плотности дефектов в полупроводниковых приборах, обеспечивающее технологичность, улучшение параметров, повышение надежности и увеличение процента выхода годных. Сущность изобретения: в способе изготовления полупроводникового прибора скрытый изолирующий слой формируют из нитрида кремния имплантацией N₂ в кремниевую подложку при температуре 550-650°С с энергией 140-160 кэВ и дозе 7,5·10¹⁷ см^-2, с последующим отжигом при температуре 1200°С в атмосфере аргона в течение 2-4 час. 1 табл.

Изобретение относится к области технологии производства полупроводниковых приборов, в частности к технологии изготовления транзисторов кремний-на-изоляторе, с низкой плотностью дефектов.

Известен способ изготовления полупроводникового прибора (Патент 4889829 США, МКИ H01L 21/76) путем формирования термической пленки SiO₂ на Si-подложке, служащей для стабилизации электрических характеристик между формируемым в последствии методом осаждения изолирующим слоем и подложкой. Осажденный слой окисла и пленки термического SiO₂ частично удаляются и остаются только в области формирования структуры кремний на изоляторе. Далее осаждают слой поликремния, предназначенный для создания структуры транзистора. В полупроводниковых приборах, изготовленных таким способом, образуются многослойные структуры, которые ухудшают параметры полупроводниковых приборов.

Известен способ изготовления полупроводникового прибора (Патент 5061642 США, МКИ H01L 21/477) путем имплантации О₂ через подложку с образованием промежуточного слоя. Затем проводится отжиг подложки в атмосфере N₂, в каждом цикле которого попеременно чередуются температура 1100°С и 500°С. Продолжительность цикла минута, количество циклов - 10. В результате происходит образование слоя SiO₂ под слоем Si.

Недостатками этого способа являются:

- повышенная плотность дефектов в поверхностном слое Si;

- низкая технологическая воспроизводимость;

- значительные токи утечки.

Задача, решаемая изобретением: снижение плотности дефектов в полупроводниковых приборах, обеспечивающее технологичность, улучшение параметров, повышение надежности и увеличение процента выхода годных.

Задача решается путем формирования скрытого слоя нитрида кремния имплантацией N₂ в кремниевую подложку при температуре 550÷650°С с энергией 140÷160 кэВ и дозе 7,5·10¹⁷ см^-2, с плотностью тока пучка 0,7 мА/см² и последующим отжигом при температуре 1200°С в атмосфере Ar в течение 2-4 час.

Формирование скрытого слоя нитрида кремния взамен SiO₂ обеспечивает существенное снижение плотности дефектов в поверхностном слое Si и позволяет сформировать более толстые изолированные слои в Si, за счет снижения дозы имплантации.

Технология способа состоит в следующем: сначала на пластинах Si выращивали слой термического окисла (25 нм), который в процессе имплантации N₂ предотвращает распыление Si и уменьшает загрязнение поверхности. Имплантацию N₂ выполняли при температуре подложки 550÷650°С с энергией 140÷160 кэВ и дозе 7,5·10¹⁷ см^-2, с плотностью тока пучка 0,7 мА/см². Затем проводили термический отжиг при температуре 1200°С в атмосфере Ar в течение 2-4 час. Затем в верхнем слое Si создавали активные области полупроводникового прибора по стандартной технологии.

По предлагаемому способу были изготовлены и исследованы полупроводниковые приборы. Результаты обработки представлены 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, обеспечение технологичности; улучшение параметров, повышение надежности и увеличение процента выхода годных приборов.

Стабильность параметров во всем эксплуатационном интервале температур была нормальной и соответствовала требованиям.

Предложенный способ изготовления полупроводникового прибора путем формирования скрытого слоя нитрида кремния имплантацией N₂ в кремниевую подложку при температуре 550÷650°С с энергией 140÷160 кэВ и дозе 7,5·10¹⁷ см^-2, с плотностью тока пучка 0,7 мА/см² с последующим отжигом при температуре 1200°С в атмосфере Ar в течение 2-4 час позволяет повысить процент выхода годных приборов и улучшить их надежность.

Способ изготовления полупроводникового прибора, включающий формирование скрытого изолирующего слоя в подложке кремния и создание на верхнем слое кремния активных областей полупроводникового прибора, отличающийся тем что скрытый изолирующий слой формируют из нитрида кремния имплантацией N₂ в кремниевую подложку при температуре 550÷650°С с энергией 140÷160 кэВ и дозе 7,5·10¹⁷ см^-2, с последующим отжигом при температуре 1200°С в атмосфере аргона в течение 2-4 ч.

Изобретение относится к области технологии производства полупроводниковых приборов, в частности к технологии изготовления транзисторов - кремний на изоляторе с высокой радиационной стойкостью.

Способ ионной имплантации // 2403646

Способ ионного легирования бором областей p-n перехода полупроводниковых приборов и интегральных схем // 2399115

Изобретение относится к области технологии и изготовления полупроводниковых приборов и интегральных схем. .

Способ получения гетероэпитаксиальных структур кремния на сапфире // 2390874

Изобретение относится к полупроводниковой технологии, в частности к способам получения гетероэпитаксиальных структур кремния на сапфире, и может быть использовано в электронной технике при изготовлении полупроводниковых приборов.

Способ изготовления полупроводникового прибора // 2388108

Изобретение относится к области технологии производства полупроводниковых приборов, в частности к технологии изготовления транзисторов со структурой кремний на изоляторе, с пониженной плотностью дефектов.

Способ изготовления планарного р-n перехода на основе высокоомного кремния р-типа проводимости // 2349985

Изобретение относится к технологии изготовления полупроводниковых приборов. .

Способ изготовления полупроводникового прибора // 2340038

Изобретение относится к области технологии производства полупроводниковых приборов, в частности к технологии изготовления транзисторов со структурой кремний- на- изоляторе, с пониженной плотностью дефектов.

Способ изготовления фотодиодов на кристаллах антимонида индия n-типа проводимости // 2331950

Способ формирования p-n переходов в кремнии // 2331136

Изобретение относится к области производства полупроводниковых приборов и устройств и может использоваться для формирования p-n переходов в кремнии. .

Способ изготовления полупроводниковой структуры // 2298250

Изобретение относится к области технологии производства полупроводниковых приборов, в частности к технологии изготовления приборов с низким током утечки. .

Способ изготовления полупроводниковой структуры // 2445722

Изобретение относится к области технологии производства полупроводниковых приборов, в частности к технологии изготовления полупроводниковых структур, с пониженной плотностью дефектов

Способ изготовления полупроводникового прибора // 2497229

Использование: в технологии производства полупроводниковых приборов. Сущность изобретения: полупроводниковый прибор формируют путем двойной имплантации в область канала сфокусированными пучками ионов бора дозой 6×1012-6×1013 см-2 с энергией 20 кэВ и ионов мышьяка с энергией 100 кэВ дозой (1-2)×1012 см-2 с последующим отжигом при температуре 900-1000°С в течение 5-15 секунд. Техническим результатом изобретения является снижение порогового напряжения в полупроводниковых приборах, улучшение параметров приборов, повышение качества и увеличение процента выхода годных. 1 табл.

Способ изготовления полупроводниковой структуры // 2515335

Изобретение относится к области технологии производства полупроводниковых приборов, в частности к технологии изготовления полупроводниковых структур с пониженной плотностью дефектов. В способе изготовления полупроводниковой структуры в предварительно аморфизированную поверхность кремниевой подложки ионами кремния с большой дозой внедряют ионы бора с энергией 25 кэВ, что позволяет воспроизводимо формировать мелкие сильнолегированные р-слои с меньшими кристаллическими нарушениями и лучшими электрическими параметрами. Далее выполняют отжиг в два этапа. Изобретение обеспечивает снижение плотности дефектов в полупроводниковых структурах, улучшение параметров структур, повышение качества и увеличение процента выхода годных. 1 табл.

Имплантированная ионами олова пленка оксида кремния на кремниевой подложке // 2535244

Изобретение относится к материаловедению. Пленка оксида кремния на кремниевой подложке, имплантированная ионами олова, включает нанокластеры альфа-олова. Толщина пленки составляет 80÷350 нм, средняя концентрация олова находится в пределах от 2,16 до 7,1 атомных процентов, нанокластеры альфа-олова имеют радиус от 1,5 до 4 нм. Пленка имеет увеличенную интенсивность и уменьшенную ширину полосы фотолюминесценции в диапазоне 700÷1100 нм. 2 ил., 1 табл., 5 пр.

Способ изготовления полупроводниковой структуры // 2539789

Изобретение относится к области технологии производства полупроводниковых приборов, в частности к технологии изготовления полупроводниковых структур с пониженной плотностью дефектов. Задача решается путем обработки структур кремний на сапфире с эпитаксиальным слоем кремния ионами водорода в инертной среде с энергией 25-30 кэВ, дозой (3-5)·1015H+/см2 с последующим термическим отжигом при температуре 1000°С в течение 30-60 минут. Технический результат: снижение плотности дефектов, обеспечение технологичности, улучшение параметров структур, повышение качества и увеличение процента выхода годных. 1 табл.

Способ изготовления слоев р-типа проводимости на кристаллах inas // 2541137

Изобретение относится к технологии изготовления полупроводниковых приборов, чувствительных к инфракрасному излучению, и может быть использовано при изготовлении фотодиодов на кристаллах InAs n-типа проводимости, фототранзисторов, фоторезисторов на основе кристаллов p-типа проводимости. Способ изготовления слоев p-типа проводимости на кристаллах InAs включает имплантацию ионов Ве+ с энергией (30÷100) кэВ и дозой (1013÷3·1014) см-2 и постимплантационный отжиг в две стадии с длительностью каждой (10÷20) секунд, первая - при температуре T1=400÷450°C, вторая - при температуре Т2=500÷550°C. За счет наиболее эффективного отжига, при котором сначала отжигаются простые, а затем сложные дефекты, происходит улучшение структурного совершенства слоев. 1 ил.

Способ изготовления планарных pin-фотодиодов большой площади на высокоомном p-кремнии // 2544869

Предлагаемое изобретение относится к технологии изготовления полупроводниковых приборов, в частности, к способам изготовления планарных pin-фотодиодов большой площади на основе высокоомного кремния p-типа проводимости. Способ включает подготовку пластины исходных p-кремния или кремниевой эпитаксиальной структуры p+-p-типа, формирование маски для имплантации ионов P+ в рабочую область и охранное кольцо, двухстадийную имплантацию ионов P+ с энергией и дозой соответственно (30÷40) кэВ и (3÷4)·1015 см-2 на первой и (70÷100) кэВ и (8÷10)·1015 см-2 на второй стадии для формирования n+-p переходов рабочей области и охранного кольца, имплантацию ионов B F + 2 с энергией (60÷100) кэВ и дозой (2÷3)·10 см-2 с обратной стороны пластины, двухстадийный постимплантационный отжиг при продолжительности и температуре соответственно не менее 1 часа и (570÷600)°C на первой и не менее 5 часов и (890÷900)°C на второй стадии, защиту и просветление поверхности рабочей области и защиту периферии охранного кольца нанесением пленки SiO2, причем отжиг, начальное снижение температуры после отжига до 300°C и нанесение пленки SiO2 при температурах выше 300°C производят в условиях отсутствия кислорода, а имплантацию ионов P+ и B F + 2 проводят одну за другой в любой последовательности. Оптимально подобранные дозы имплантации, режимы и условия постимплантационного отжига и условия нанесения защитного и просветляющего покрытия обеспечивают повышение токовой чувствительности pin-фотодиодов при высоких фоновых засветках с сохранением низкого уровня темновых токов при снижении сложности, трудоемкости и энергозатрат изготовления. 1 з.п. ф-лы,1 табл.

Способ изготовления дифракционной решетки // 2544873

Изобретение относится к оптике. Способ изготовления дифракционной решетки заключается в формировании на поверхности исходной подложки элементов заданной структуры дифракционной решетки путем ионной имплантации через поверхностную маску, при этом имплантацию осуществляют ионами металла с энергией 5-1100 кэВ, дозой облучения, обеспечивающей концентрацию вводимых атомов металла в облучаемой подложке 3·1020-6·1022 атомов/см3, плотностью тока ионного пучка 2·1012-1·1014 ион/см2с в оптически прозрачную диэлектрическую или полупроводниковую подложку. Изобретение обеспечивает возможность изготовления дифракционных решеток на поверхности оптически прозрачных диэлектрических или полупроводниковых материалов, характеризуемых повышенным контрастом в коэффициентах отражения между отдельными элементами решетки, что позволит улучшить их дифракционную эффективность и даст возможность использования как для отраженного, так и для проходящего света. 8 ил., 3 пр.

Способ изготовления слоев р-типа проводимости на кристаллах ingaas // 2558376

Изобретение относится к технологии изготовления полупроводниковых приборов, чувствительных к инфракрасному излучению, и может быть использовано при изготовлении фотодиодов на кристаллах InGaAs n-типа проводимости, фототранзисторов, фоторезисторов на основе кристаллов p-типа проводимости. В способе изготовления слоев p-типа проводимости на кристаллах InGaAs, включающем имплантацию ионов Be+ и постимплантационный отжиг, последний проводят при температуре 570÷580°С с длительностью 10÷20 с в вакууме или осушенной нейтральной атмосфере, что позволяет повысить технологичность и снизить энергозатраты при получении слоев с наилучшими электрофизическими свойствами. В частном случае выполнения отжиг проводят излучением галогенных ламп через кремниевый фильтр. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Способ изготовления тонкопленочного транзистора // 2571456

Изобретение относится к области технологии производства полупроводниковых приборов, в частности к технологии изготовления тонкопленочных транзисторов с низким значением тока утечки. Согласно изобретению предложен способ изготовления тонкопленочных транзисторов, включающий процессы формирования активных областей прибора и слоя аморфного кремния, при этом после формирования слоя аморфного кремния проводят имплантацию бора с энергией 30 кэВ, дозой 51 мкКул/см2 с последующим отжигом при температуре 1373-1423 К в течение 10 сек. Изобретение обеспечивает снижение токов утечек, технологичность изготовления, улучшение параметров приборов, повышение качества и увеличение процента выхода годных. 1 табл.