Патент на изобретение №2292607

(54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПОЛУПРОВОДНИКОВОЙ СТРУКТУРЫ

(57) Реферат:

Использование: в технологии производства полупроводниковых приборов. Технический результат изобретения – снижение механических напряжений в полупроводниковых приборах, обеспечивающее технологичность, улучшение параметров, повышение надежности и увеличение процента выхода годных. Сущность изобретения: способ изготовления полупроводниковой структуры включает формирование на полупроводниковой подложке изолирующей пленки, формирование на изолирующей пленке тонкой полупроводниковой пленки. После формирования изолирующей пленки структуру обрабатывают протонами дозой 1·10¹⁵-5·10¹⁶ см^-2 с энергией 20-50 кэВ с последующим отжигом при температуре 200÷400°С в течение 10-20 с. 1 табл.

Изобретение относится к области технологии производства полупроводниковых приборов, в частности к технологии снижения механических напряжений полупроводниковых приборов и интегральных схем.

Известен способ изготовления полупроводникового прибора [1] путем формирования термической пленки SiO₂ на поверхности кремния. В полупроводниковые приборы, изготовленные таким способом, вносятся дополнительные структурные нарушения, которые ухудшают электрические характеристики и параметры полупроводниковых приборов.

Известен способ изготовления полупроводникового прибора, снижающий образование дефектов в слоях кремния, выращенных поверх слоя диэлектрика на кремниевой подложке, путем предварительной обработки подложки перед выращиваем слоя аморфного кремния в растворе соли молибденовой кислоты [2].

Недостатками этого способа являются:

– сложность технологического процесса;

– плохая технологическая воспроизводимость;

– образование механических напряжений;

– появление избыточных токов утечки.

Целью изобретения является снижение механических напряжений в полупроводниковых структурах, обеспечивающее технологичность, улучшение параметров, повышение надежности и увеличение процента выхода годных.

Поставленная цель достигается тем, что в процессе производства полупроводниковых приборов, после формирования изолирующей пленки структуру обрабатывают протонами дозой 1·10¹⁵-5·10¹⁶ см^-2 с энергией 20-50 кэВ с последующим отжигом при температуре 200÷400°С в течение 10-20 с.

При облучении протонами происходит разрыв связей за счет ионизации, перемещения атомов в объеме полупроводника и диэлектрика, что стимулирует структурную перестройку и вызывает снижение механических напряжений за счет релаксации системы к более равновесному состоянию, соответствующему меньшему значению свободной энергии.

Отличительными признаками способа являются обработка протонами и температурный режим процесса.

Технология способа заключается в следующем: на поверхности полупроводниковой подложки формируют изолирующую пленку, затем структуры обрабатывают протонами дозой 1·10¹⁵-5·10¹⁶ см^-2 с энергией 20-50 кэВ и проводят отжиг при температуре 200÷400°С в течение 10-20 с. Далее формируют на изолирующей пленке тонкую полупроводниковую пленку, на которой в последующем создают полупроводниковые приборы по стандартной технологии.

По предлагаемому способу были обработаны изготовленные по принятой технологии полупроводниковые структуры. Результаты обработки представлены в таблице.

Экспериментальные исследования показали, что выход годных полупроводниковых структур, на партии пластин сформированных в оптимальном режиме, увеличился на 19%.

Из анализа полученных данных следует, что способ позволяет, используя разработанную технологию, включающую обработку полупроводниковых структур, после формирования изолирующей пленки протонами дозой 1·10¹⁵-5·10¹⁶ см^-2 с энергией 20-50 кэВ с последующим отжигом при температуре 200÷400°С в течение 10-20 с:

– снизить механические напряжения в полупроводниковых структурах;

– обеспечить высокую технологичность и легкую встраиваемость в стандартный технологический процесс изготовления полупроводникового прибора;

– улучшить параметры полупроводниковых структур;

– повысить процент выхода годных.

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

Предложенный способ изготовления полупроводниковой структуры путем обработки протонами дозой 1·10¹⁵-5·10¹⁶ см^-2 с энергией 20-50 кэВ с последующим отжигом при температуре 200÷400°С в течение 10-20 с, позволяет повысить процент выхода годных структур и улучшить их надежность.

Источники информации

1. Патент №4889829 США, МКИ Н 01 L 21/76.

2. Патент №5037774 США, МКИ H 01 L 21/20.

Формула изобретения

Способ изготовления полупроводниковой структуры, включающий формирование на полупроводниковой подложке изолирующей пленки, формирование на изолирующей пленке тонкой полупроводниковой пленки, отличающийся тем, что после формирования изолирующей пленки структуру обрабатывают протонами дозой 1·10¹⁵-5·10¹⁶ см^-2 с энергией 20-50 кэВ с последующим отжигом при температуре 200÷400°С в течение 10-20 с.

MM4A – Досрочное прекращение действия патента СССР или патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Дата прекращения действия патента: 19.04.2007

Извещение опубликовано: 20.07.2008 БИ: 20/2008