Способ формирования легированных областей полупроводникового прибора

Авторы патента:

H01L21/268 - с использованием электромагнитного излучения, например лазерного

Владельцы патента RU 2476955:

Федеральное государственное бюджетное 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 структурах, обеспечение технологичности, улучшение параметров, повышение надежности и увеличение процента выхода годных приборов. Сущность изобретения: в способе формирования легированных областей полупроводникового прибора для создания легированных рабочих областей полупроводникового прибора на сформированную подложку наносят пленку с легирующей смесью и подвергают обработке лазерным лучом длительностью импульсов 35 нс, длиной волны излучения 308 нм и с плотностью энергий в импульсе 200-500

мДж/см². 1 табл.

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.

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⁺, Ga⁺и N₂ ⁺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.

Задача решается путем формирования легированных рабочих областей полупроводникового прибора обработкой пленки с легирующей смесью лазерным лучом с плотностью энергий в импульсе 200-500 мДж/см², длительностью импульсов 35 нс и с длиной волны излучения 308 нм.

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/см². 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, см²/В·с	Плотность дефектов, см^-2	Подвижность носителей, см²/В·с	Плотность дефектов, см^-2
86	8,5·10⁵	175	6,3·10³
95	7,9·10⁵	182	5,7·10³
78	6,4·10⁵	149	4,8·10³
82	9,1·10⁵	154	7,2·10³
94	5,6·10⁵	181	3,7·10³
89	4,7·10⁵	172	2,9·10³
75	7,3·10⁵	146	5,5·10³
83	8,2·10⁵	158	6,1·10³
71	4,4·10⁵	140	2,7·10³
69	5,2·10⁵	137	3,4·10³
99	3,8·10⁵	183	2,5·10³

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.

Способ формирования легированных областей полупроводникового прибора, включающий процессы легирования, отличающийся тем, что для создания легированных рабочих областей прибора на сформированную подложку наносят пленку с легирующей смесью и подвергают обработке лазерным лучом с плотностью энергий в импульсе 200-500 мДж/см², длительностью импульсов 35 нс и длиной волны излучения 308 нм.

Изобретение относится к базовой плате и способу ее производства. .

Способ лазерного отделения эпитаксиальной пленки или слоя эпитаксиальной пленки от ростовой подложки эпитаксиальной полупроводниковой структуры (варианты) // 2469433

Изобретение относится к области лазерной обработки твердых материалов, в частности к способу отделения поверхностных слоев полупроводниковых кристаллов с помощью лазерного излучения.

Способ образования на подложке упорядоченного массива наноразмерных сфероидов // 2444084

Изобретение относится к микроэлектронике, оптической и оптоэлектронной технике, к нелитографическим микротехнологиям формирования на подложках тонкопленочных рисунков из наносимых на ее поверхность веществ.

Способ получения слоя поликристаллического кремния // 2431215

Изобретение относится к полупроводниковой технологии и может быть использовано при изготовлении микро-, наноэлектронных и оптоэлектронных устройств, в частности тонкопленочных транзисторов, ячеек энергонезависимой памяти, солнечных элементов.

Способ восстановления порогового напряжения мдп-транзисторных структур после воздействия плазменных обработок // 2426192

Изобретение относится к области полупроводниковой микроэлектроники и предназначено для создания полупроводниковых приборов на основе МДП-транзисторных структур, технология изготовления которых предусматривает использование плазменных обработок на этапе формирования металлизации приборов.

Способ формирования эмиттера ионов для лазерной десорбции-ионизации химических соединений // 2426191

Изобретение относится к способам создания подложек, применимых в качестве эмиттеров ионов химических соединений в аналитических приборах, предназначенных для определения состава и количества химических соединений в аналитических приборах, в частности в масс-спектрометрах и спектрометрах ионной подвижности.

Способ халькогенизации поверхности gaas // 2406182

Изобретение относится к технологии арсенид галлиевой микроэлектроники и может быть использовано для снижения плотности поверхностных состояний как на свободной поверхности полупроводника, так и на границе раздела металл-полупроводник и диэлектрик-полупроводник.

Система контроля технологического процесса для лазеров, используемых в литографии // 2258253

Изобретение относится к системам контроля и, в частности, к системам контроля работы лазеров. .

Способ изготовления трехмерно расположенных проводящих и соединительных структур для объемных и энергетических потоков // 2242063

Изобретение относится к способу изготовления трехмерно расположенных проводящих и соединительных структур для объемных и энергетических потоков. .

Способ получения структур кремния-на-изоляторе методом зонной перекристаллизации и устройство для его осуществления // 2133520

Способ создания многослойной наноструктуры // 2497230

Изобретение относится к различным областям техники, использующим материалы с развитыми поверхностями в виде многослойных наноструктур для производства солнечных батарей, фотоприемных устройств, катализаторов, высокоэффективных люминесцентных источников света. В способе создания многослойной наноструктуры на одну из поверхностей прозрачного для лазерного излучения материала наносят дифракционную решетку и воздействуют на этот материал импульсом лазерного излучения, вызывают дифракцию и многолучевую интерференцию лазерного луча у поверхности дифракционной решетки в области лазерного пятна, образуют в этой области множество отраженных от дифракционной решетки лазерных лучей, вызывают последовательно в точках их отражения от дифракционной решетки локальное выделение энергии лазерного луча, плавление прозрачного для лазерного излучения материала, образование центров кристаллизации, взрывную кристаллизацию прозрачного для лазерного излучения материала по отраженным от дифракционной решетки лучам после завершения действия импульса лазерного излучения и одновременно создают множество срощенных между собой слоев из прозрачного для лазерного излучения материала. Изобретение позволяет создавать многослойные наноструктуры из многих сотен слоев за время длительности одного импульса лазерного излучения. 4 з.п. ф-лы, 2 ил.

Способ обработки поверхности монокристаллического кремния ориентации (111) // 2501057

Изобретение относится к области микроэлектроники, фотовольтаики, к не литографическим технологиям структурирования кремниевых подложек, в частности к способам структурирования поверхности монокристаллического кремния с помощью лазера. Способ согласно изобретению включает обработку поверхности монокристаллического кремния ориентации (111) с помощью импульсного излучения лазера, сфокусированного перпендикулярно поверхности обработки с длительностью импульса 15 нс, при этом предварительно монокристаллический кремний ориентации (111) помещают в ультразвуковую ванну и обрабатывают в спирте в течение 30 минут, а обработку лазером ведут импульсами с длиной волны 266 нм и частотой 6 Гц, при этом число импульсов составляет 5500-7000 с плотностью энергии на обрабатываемой поверхности 0,3 Дж/см2. Изобретение обеспечивает формирование периодических пирамидальных структур на поверхности монокристаллического кремния, имеющих монокристаллическую структуру и три кристаллографические грани ориентации (111). 1 табл., 5 ил.

Способ получения легированного алмаза // 2537491

Изобретение относится к технологическим процессам получения легированных алмазов, которые могут быть использованы в электронике и приборостроении, а также в качестве ювелирного камня. Легированный алмаз получают методом химического осаждения из газовой фазы (ХОГФ) на подложку в реакционной камере 2. Легирующий компонент 7 берут в твердом состоянии и размещают в камере легирования 3, в которой выполнено не менее трех присоединительных фланцев, два из которых служат для присоединения камеры легирования 3 к линии подачи рабочего газа 1, а третий - для прохождения лазерного излучения 8 в импульсном режиме через прозрачное окно 5 внутрь камеры легирования 3 для распыления легирующего компонента 7, причем концентрацию легирующего компонента 7 в алмазе регулируют путем варьирования параметров лазера: тока накачки лазерного диода, частоты лазерных импульсов, расстояния от фокуса лазерного излучения до поверхности легирующего компонента. В качестве рабочего газа может быть использована смесь водорода и метана в объемных соотношениях от 98:2% до 90:10%. Дополнительно в рабочий газ может быть введен кислород. Изобретение позволяет прецизионно и в широком диапазоне концентраций (от 1014 атом/см3 до 9×1019 атом/см3) легировать алмаз различными элементами, такими как бор, сера, кремний в процессе его роста путем ХОГФ. 2 з.п. ф-лы, 1 ил., 4 табл., 4 пр.

Способ выращивания эпитаксиальных слоев полупроводниковых кристаллов нитридов третьей группы на слоистой кристаллической структуре // 2543215

Изобретение относится к технологии выращивания эпитаксиальных слоев полупроводниковых кристаллов нитридов третьей группы на слоистой кристаллической структуре с оптически ослабленной границей. Предлагаемый способ основан на использовании лазерного излучения с длиной волны и мощностью, подобранными таким образом, чтобы лазерное излучение поглощалось вблизи одной из границ слоистой кристаллической структуры и частично разрушало нитрид третьей группы вблизи этой границы, ослабляя механическую прочность указанной границы и всей слоистой кристаллической структуры. Полученные таким способом кристаллические структуры с оптически ослабленной границей могут использоваться в качестве подложек для выращивания эпитаксиальных кристаллических слоев нитридов третьей группы и позволяют существенно ослабить механические напряжения, возникающие из-за рассогласования параметров кристаллических решеток и коэффициентов термического расширения. Ослабление механических напряжений приводит к уменьшению изгиба эпитаксиальных слоев и снижает количество ростовых дефектов в эпитаксиальных слоях. Кроме этого, приложение механического или термомеханического напряжения к эпитаксиальным слоям, выращенным на кристаллических структурах с оптически ослабленной границей, позволяет легко отделять по оптически ослабленной границе полученные эпитаксиальные слои от исходной подложки. 7 з.п. ф-лы, 20 ил., 7 пр.

Способ изготовления детекторов терагерцового диапазона // 2545497

Использование: для формирования на подложках наноструктур, изготовления быстродействующих фотоприемников и детекторов электромагнитных колебаний терагерцового диапазона. Сущность изобретения заключается в том, что способ изготовления детекторов терагерцового диапазона электромагнитных волн с поверхностно-барьерными диодами включает формирование на поверхности полупроводниковой пластины слоя изолятора с отверстиями, лазерно-пиролитическое нанесение металла анода и формирование антенны, слой изолятора напыляют в вакууме на полупроводниковую пластину с предварительно осажденным на ее поверхность слоем не соприкасающихся между собой наносфер, после чего получают отверстия удалением наносфер и затем формируют анодный электрод адресуемым лазерно-пиролитическим нанесением металла в атмосфере, содержащей пары летучего химического соединения металла, на участок изолятора с перекрытием краев отверстия, продолжая нанесение до образования антенны. Технический результат: обеспечение возможности увеличения разрешающей способности лазерно-пиролитического нанесения анодного электрода поверхностно - барьерного диода. 4 ил.

Способ получения рельефа на поверхности // 2546719

Изобретение относится к микроэлектронике, оптической и оптоэлектронной технике. Cпособ получения рельефа на поверхности светоизлучающих кристаллов полупроводниковых светодиодов локальными эрозионными воздействиями на поверхность, при этом в соответствии с изобретением, эрозия производится оптико-термическим действием импульсного лазерного излучения, проникающего в кристалл, с глубиной поглощения в кристалле, близкой к глубине эрозии, и длительностью лазерных импульсов, меньшей времени распространения тепловой волны нагревания кристалла на глубину эрозии, причем энергия импульса лазерного излучения не менее приводящей к процессу поверхностного испарения кристалла. Изобретение обеспечивает возможность повышения эффективности излучения светодиодов. 1 з.п. ф-лы, 1 табл., 1 ил.

Способ модификации полупроводниковой пленки лазерным излучением // 2553830

Изобретение относится к области нанотехнологий, в частности к получению наноструктур на поверхности полупроводника. Способ модификации полупроводниковой пленки согласно изобретению заключается в том, что воздействуют на полупроводниковую пленку непрерывным лазерным излучением с энергией кванта превосходящей ширину запрещенной зоны в диапазоне мощности от 5 до 10 Вт, при диаметре лазерного пучка на поверхности пленки от 30 до 100 мкм, так чтобы интенсивность воздействия не превышала 106 Вт/см2, при сканировании поверхности пленки со скоростью от 40 до 160 мкм/с. Изобретение упрощает технический процесс, не требуется специального оборудования и позволяет охватывать устройства с характерным периодом расположения элементов на поверхности от 100 нм до 1 мкм.8 ил.

Способ отжига полупроводниковых структур // 2567117

Изобретение относится к области технологии производства полупроводниковых приборов, в частности к технологии отжига полупроводниковых структур. Изобретение обеспечивает снижение токов утечек в полупроводниковых структурах, обеспечивающее технологичность, улучшение параметров структур, повышение качества и увеличение процента выхода годных. В способе отжига полупроводниковых структур после формирования контактно-металлизационной системы Al/W - Ti/n+ - поли Si структуру обрабатывают Ar лазером с длиной волны излучения 0,51 мкм, в режиме непрерывного излучения, со скоростью сканирования 3-5 мм/с, при мощности в луче 5-13 Вт. 1 табл.

Способ придания супергидрофобных свойств поверхности металла // 2605401

Изобретение относится к способу придания супергидрофобных свойств поверхности металла. Воздействуют на упомянутую поверхность сфокусированным лучом импульсного лазерного излучения с длительностью импульсов в наносекундном диапазоне, осуществляют перемещение упомянутого луча относительно упомянутой поверхности по заранее заданному закону. Выбирают характеристики упомянутого лазерного излучения и параметры упомянутого относительного перемещения таким образом, чтобы формировать на упомянутой поверхности многомодальную шероховатость с размерами одновременно в нанометровом и микрометровом диапазонах. Модифицируют упомянутую поверхность веществом с низкой поверхностной энергией - гидрофобизатором. Технический результат заключается в высокой эффективности процесса текстурирования поверхности и обеспечении формирования супергидрофобного состояния многомодальной шероховатости с характерными размерами одновременно в нанометровом (нанометры и/или десятки нанометров) и микрометровом (десятки и/или сотни микрон) диапазонах. 1 з.п. ф-лы, 2 ил., 3 пр.

Способ изготовления полупроводникового прибора // 2606248

Изобретение относится к области технологии производства полупроводниковых приборов, в частности к технологии изготовления аморфного кремния α-Si с пониженной плотностью дефектов. Способ изготовления полупроводникового прибора согласно изобретению включает процессы формирования областей истока, стока, затвора, подзатворного изолирующего слоя и слоя аморфного кремния, при этом слой аморфного кремния формируют фоторазложением молекул дисилана со скоростью осаждения 5,5 нм/с, при температуре 400°C, давлении 1,33 Па при воздействии лучом лазера мощностью 140 мДж/мин и расходом дисилана - 20 см3/мин. Изобретение позволяет повысить процент выхода годных приборов, улучшить их качество и надежность. 1 табл.