Способ изготовления мелкозалегающих переходов

Изобретение относится к области технологии производства полупроводниковых приборов. Способ формирования активных областей полевых транзисторов включает формирование активных областей полевого транзистора на кремниевой подложке n-типа проводимости с удельным сопротивлением 4,5 Ом*см. На подложку наносят слой титана Ti толщиной 110 нм и проводят термообработку при температуре 950°C в течение 70 с в атмосфере азота N₂, затем выращивают пленку пиролитического окисла толщиной 150 нм и проводят ионную имплантацию бора с энергией 50 кэВ, дозой 7,5*10¹⁵ см^-2 и с последующей термообработкой при температуре 900°C в течение 20 с в атмосфере азота N₂. Изобретение обеспечивает снижение токов утечек, технологичность, улучшение параметров приборов, повышение качества и увеличение процента выхода годных. 1 табл.

 

Изобретение относится к области технологии производства полупроводниковых приборов, в частности к технологии изготовления полевого транзистора с пониженным значением тока утечки.

Известен способ изготовления комплементарных полевых транзисторов [Пат.5290720 США, МКИ H01L 21/265] путем формирования самосовмещенных силицидных затворных электродов. Исходная структура с поликремниевыми затворами над соседними карманами р- и п- типа покрывается слоями оксида кремния и стекла. Реактивным ионным травлением формируются пристеночные кремниевые спейсеры, слой стекла удаляется, проводится ионная имплантация в области истока и стока, затворные структуры покрываются тонким слоем оксида, создаются пристеночные нитрид кремниевые Si₃N₄ спейсеры, слой оксида удаляется, наносится слой титана Ti и проводится термообработка с образованием силицидной перемычки между поликремниевым электродом и боковыми кремниевыми электродами.

В таких приборах из-за не технологичности формирования пристеночных кремниевых спейсеров образуется большое количество дефектов, которые ухудшают электрические параметры приборов.

Известен способ изготовления полупроводникового прибора [Заявка 2133964 Япония, МКИ H01L 29/46] путем добавления 1-10ат.% углерода в слой нитрида титана TiN, который служит в качестве барьерного слоя. Такая добавка улучшает качество нитрида титана TiN, предохраняет его от появления механических напряжений и растрескиваний после термообработок. При введении углерода сохраняется сопротивление слоя нитрида титана TiN.

Недостатками этого способа являются: высокие значения токов утечек, высокая дефектность, низкая технологичность.

Задача, решаемая изобретением: снижение токов утечек, обеспечение технологичности, улучшение параметров приборов, повышение качества и увеличение процента выхода годных.

Задача решается диффузией примеси из легированного слоя силицида, который формируется: путем нанесения слоя титана Ti толщиной 110нм и термообработкой при температуре 950°С, в течение 70 с в атмосфере азота N₂, с последующим выращиванием пленки пиролитического окисла толщиной 150 нм и проведением ионной имплантации бора с энергией 50 кэВ, дозой 7,5*10¹⁵ см^-2 и затем термообработкой при температуре 900°С в течение 20 с, в атмосфере азота N₂.

Технология способа состоит в следующем: на кремниевую подложку п-типа проводимости с удельным сопротивлением 4,5 Ом*см, наносят слой титана Ti толщиной 110 нм и проводят термообработку при температуре 950°С, в течение 70с в атмосфере азота N₂, затем выращивают пленку пиролитического окисла толщиной 150нм и проводят ионную имплантацию бора с энергией 50 кэВ, дозой 7,5*10¹⁵ см^-2 и последующей термообработкой при температуре 900°С в течение 20с, в атмосфере азота N₂. Слой титана Ti и пленку пиролитического окисла формировали по стандартной технологии.

По предлагаемому способу были изготовлены и исследованы полупроводниковые приборы. Результаты обработки представлены в таблице.

Таблица

Параметры полупроводникового прибора, изготовленного по стандартной технологии	Параметры полупроводникового прибора, изготовленного по предлагаемой технологии
№	плотность дефектов, см-2	токи утечки, 1012,А,	плотность дефектов, см-2	токи утечки, 1012,А,
1	23	5,3	7,2	1,7
2	24	7.5	6,2	1,3
3	28	7,8	6,7	1,9
4	27	8,3	5,4	1,4
5	24	8,5	5,1	1,8
6	26	5,7	6,3	1,3
7	22	8,4	7,4	1,7
8	27	7,7	4,8	1,6
9	25	7,5	5,3	1,4
10	26	0,76	5,4	1,9
11	23	7,1	6,1	1,3
12	21	6,7	7,3	1,6
13	22	6,8	8,1	1,5

Экспериментальные исследования показали, что выход годных структур на партии пластин, сформированных в оптимальном режиме, увеличился на 16,9 %.

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

Предложенный способ изготовления мелкозалегающих переходов путем формирования их диффузией примеси из легированного слоя силицида, который формируется: путем нанесения слоя титана Ti толщиной 110 нм и термообработкой при температуре 950 °С, в течение 70 с в атмосфере азота N₂, с последующим выращиванием пленки пиролитического окисла толщиной 150 нм и проведением ионной имплантации бора с энергией 50 кэВ, дозой 7,5*10¹⁵ см^-2 и затем термообработкой при температуре 900 °С в течение 20 с, в атмосфере азота N₂, позволяет повысит процент выхода годных приборов и улучшит их надёжность.

Технический результат: снижение токов утечек, обеспечение технологичности, улучшение параметров приборов, повышение качества и увеличения процента выхода годных.

Способ формирования активных областей полевых транзисторов, включающий формирование активных областей полевого транзистора на кремниевой подложке, отличающийся тем, что формирование активных областей полевого транзистора осуществляют на кремниевой подложке n-типа проводимости с удельным сопротивлением 4,5 Ом*см, на которую наносят слой титана Ti толщиной 110 нм и проводят термообработку при температуре 950°C в течение 70 с в атмосфере азота N₂, затем выращивают пленку пиролитического окисла толщиной 150 нм и проводят ионную имплантацию бора с энергией 50 кэВ, дозой 7,5*10¹⁵ см^-2 и с последующей термообработкой при температуре 900°C в течение 20 с в атмосфере азота N₂.