Способ формирования полевых транзисторов
Владельцы патента RU 2787299:
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кабардино-Балкарский государственный университет им. Х.М. Бербекова" (КБГУ) (RU)
Изобретение относится к области технологии производства полупроводниковых приборов, в частности к технологии изготовления оксинитрида кремния, устойчивого к дефектообразованию и воздействию горячих носителей. Способ изготовления полевых транзисторов включает формирование азотированного оксидного слоя, активных областей полевого транзистора и электродов к ним, согласно изобретению формируют азотированный оксидный слой - оксинитрид кремния путем создания слоя пористого кремния толщиной 280-300 нм, пористостью 74% анодным окислением в электрохимической ячейке с 5 вес. % HF, плотностью тока 0,5 мА/см2, с последующим азотированием пластин при 1000°С в среде аммиака в течение 1 ч и окисления в парах воды при 850°С в течение 30 мин. Изобретение обеспечивает снижение дефектности и повышение устойчивости к воздействию горячих носителей, обеспечение технологичности, улучшение параметров приборов, повышение качества и увеличения процента выхода годных. 1 табл.
Изобретение относится к области технологии производства полупроводниковых приборов, в частности к технологии изготовления оксинитрида кремния устойчивого к дефектообразованию и воздействию горячих носителей.
Известен способ изготовления полупроводникового прибора [Патент США 5362686, МКИ H01L 21/02] с защитным изолирующим слоем оксинитрида кремния на полупроводниковой подложке после выполнения разводки межсоединения, используя метод осаждения из паровой фазы силана и азотосодержащего газа. В таких приборах из-за нетехнологичности метода осаждения из паровой фазы образуется большое количество дефектов, которые ухудшают электрические параметры приборов.
Известен способ изготовления полупроводникового прибора [Патент США 5369297, МКИ H01L 29/78] путем создания окисла кремния и азотированного оксидного слоя в качестве подзатворного диэлектрика. В полевых транзисторах с целью расширения диапазона рабочих токов участок подзатворного слоя диоксида кремния, ближайший к стоку, подвергается азотированию.
Недостатками этого способа являются:
- высокая дефектность,
- низкая технологичность
- высокие значения токов утечек.
Задача решаемая изобретением - снижение дефектности и повышения устойчивости к воздействию горячих носителей, обеспечение технологичности, улучшение параметров приборов, повышение качества и увеличение процента выхода годных.
Задача решается формированием оксинитрида кремния путем создания слоя пористого кремния толщиной 280-300 нм, пористостью 74% анодным окислением в электрохимической ячейке с 5 вес. % HF, плотностью тока 0,5 мА/см2, с последующим азотированием пластин при 1000°С в среде аммиака в течение 1 ч и окисления в парах воды при 850°С в течение 30 мин.
Технология способа состоит в следующем: использовались пластины кремния р -типа проводимости с ориентацией (100) и удельным сопротивлением 10 Омсм. Слои пористого кремния толщиной 280-300 нм и пористостью 74%, создавались анодным окислением в электрохимической ячейке с 5 вес. % HF и плотностью тока 0,5 мА/см2. Азотирование пластин с пористым кремнием проводилось при 1000°С в диффузионной печи в среде аммиака в течение 1 ч. Окисление пластин с пористым кремнием осуществлялось в парах воды при 850°С в течение 30 мин. При этом образуется слой оксинитрида кремния толщиной 3,7 нм. Использование в качестве подзатворного диэлектрика более устойчивого к дефектообразованию материала-оксинитрида кремния-приводит к тому, что вероятность дефектообразования уменьшается и обеспечивает повышения устойчивости приборов к воздействию горячих носителей. Активные области полевых транзисторов и электроды к ним изготовлены по стандартной технологии.
По предлагаемому способу были изготовлены и исследованы полевых транзисторы. Результаты обработки представлены в таблице.
| Параметры полевых транзисторов, изготовленного по стандартной технологии | Параметры полевых транзисторов изготовленного по предлагаемой технологии |
|||
| № | плотность дефектов, см-2 | токи утечки, 1012,А, | плотность дефектов, см-2 | токи утечки, 1012,А, |
| 1 | 8,3 | 7,6 | 0,5 | 0,6 |
| 2 | 9,6 | 8.5 | 0,4 | 0,5 |
| 3 | 7,9 | 8,7 | 0,45 | 0,7 |
| 4 | 9,4 | 8,2 | 0,6 | 0,2 |
| 5 | 8,8 | 7,9 | 0,55 | 0,9 |
| 6 | 7,2 | 8,1 | 0,42 | 0,6 |
| 7 | 9,1 | 8,4 | 0,38 | 0,7 |
| 8 | 8,9 | 7,5 | 0,46 | 0,6 |
| 9 | 7,7 | 9,8 | 0,53 | 0,5 |
| 10 | 8,4 | 9,6 | 0,44 | 0,6 |
| 11 | 7,6 | 8,4 | 0,42 | 0,4 |
| 12 | 9,2 | 7,3 | 0,39 | 0,3 |
| 13 | 8,6 | 9,2 | 0,45 | 0,6 |
Экспериментальные исследования показали, что выход годных структур на партии пластин, сформированных в оптимальном режиме, увеличился на 18,7%.
Технический результат: снижение дефектности и повышения устойчивости к воздействию горячих носителей, обеспечение технологичности, улучшение параметров приборов, повышение качества и увеличения процента выхода годных.
Стабильность параметров во всем эксплуатационном интервале температур была нормальной и соответствовала требованиям.
Предложенный способ изготовления полевых транзисторов включающий формирование азотированного оксидного слоя, активных областей полевого транзистора и электродов к ним, отличающийся тем, что что формируют азотированный оксидный слой - оксинитрид кремния путем создания слоя пористого кремния толщиной 280-300 нм, пористостью 74% анодным окислением в электрохимической ячейке с 5 вес. % HF, плотностью тока 0,5 мА/см2, с последующим азотированием пластин при 1000°С в среде аммиака в течение 1 ч и окисления в парах воды при 850°С в течение 30 мин позволяет, повысить процент выхода годных приборов, и улучшит их надёжность.
Способ изготовления полевых транзисторов, включающий формирование азотированного оксидного слоя, активных областей полевого транзистора и электродов к ним, отличающийся тем, что формируют азотированный оксидный слой - оксинитрид кремния путем создания слоя пористого кремния толщиной 280-300 нм пористостью 74% анодным окислением в электрохимической ячейке с 5 вес. % HF, плотностью тока 0,5 мА/см2, с последующим азотированием пластин при 1000°С в среде аммиака в течение 1 ч и окисления в парах воды при 850°С в течение 30 мин.
