Патент на изобретение №2388108
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
(54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПОЛУПРОВОДНИКОВОГО ПРИБОРА
(57) Реферат:
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, включающем обработку диэлектрической подложки ионами кислорода, термический отжиг и формирование кремниевой полупроводниковой эпитаксиальной пленки, после эпитаксиального роста кремниевой пленки на диэлектрической подложке пленку кремния аморфизируют ионами кремния в две стадии: первую стадию проводят при дозе 1015 см-2 и энергии 100-130 кэВ, вторую стадию проводят при дозе 2·1015 см-2 и энергии 50-70 кэВ, после каждой стадии аморфизации проводят отжиг при температуре 950-1100°С в течение 20-60 мин в водороде, затем на пленке кремния создают полупроводниковый прибор по стандартной технологии. 1 табл.
Изобретение относится к области технологии производства полупроводниковых приборов, в частности к технологии изготовления транзисторов со структурой кремний на изоляторе, с пониженной плотностью дефектов. Известен способ изготовления полупроводникового прибора [Патент 2165620, Япония, МКИ H01L 21/20] путем формирования кремниевой полупроводниковой пленки на поверхности диэлектрической подложки. В таких полупроводниковых приборах из-за рассогласования кристаллических решеток кремния и сапфира образуются дефекты, которые ухудшают параметры полупроводниковых приборов. Наиболее близким из известных является способ изготовления полупроводникового прибора [Патент РФ Недостатками этого способа являются: – повышенная плотность дефектов в полупроводниковых структурах; – низкая технологическая воспроизводимость; – ухудшение статических параметров приборов. Задача, решаемая изобретением, – снижение плотности дефектов в полупроводниковых приборах, обеспечивающее технологичность, улучшение параметров, повышение надежности и увеличение процента выхода годных. Задача решается путем наращивания пленки кремния на диэлектрическую подложку с последующей аморфизацией пленки ионами кремния в две стадии: первую стадию проводят при дозе 1015 см-2 и энергии 100-130 кэВ, вторую стадию проводят при дозе 2·1015 см-2 и энергии 50-70 кэВ, после каждой стадии аморфизации проводят отжиг при температуре 950-1100°C в течение 20-60 мин в водороде, затем на пленке кремния создают полупроводниковый прибор по стандартной технологии. Аморфизация кремниевого слоя обработкой ионами кремния с последующим его отжигом при температуре 950-1100°C уменьшает дефекты структуры, обуславливая улучшение параметров приборов за счет снижения центров рекомбинации. Технология способа состоит в следующем: сапфировую подложку обрабатывают ионами кислорода дозой 5·1012-1015 см-2 с энергией 15-30 кэВ, с последующим отжигом при температуре 300°C в течение 35 с. Затем наращивают эпитаксиальную кремниевую пленку на диэлектрическую подложку. Далее нанесенный слой кремния аморфизируют ионами кремния в две стадии: первая при дозе 1015 см-2 и энергии 100-130 кэВ, с последующим отжигом при температуре 950-1100°C в течение 20-60 мин в атмосфере водорода; вторая стадия при дозе 2·1015 см-2 и энергии 50-70 кэВ, с последующим отжигом при температуре 950-1100°C в течение 20-60 мин в водороде. В последующем на пленке кремния создают полупроводниковый прибор по стандартной технологии. По предлагаемому способу были изготовлены и исследованы полупроводниковые приборы. Результаты исследований представлены в табл.1. Экспериментальные исследования показали, что выход годных полупроводниковых приборов на партии пластин, сформированных в оптимальном технологическом режиме, увеличился на 12.5%.
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 аморфизации ионами кремния слоя кремния на сапфире в две стадии: первую стадию проводят при дозе 1015 см-2 и энергии 100-130 кэВ, вторую стадию проводят при дозе 2·1015 см-2 и энергии 50-70 кэВ, и отжиг при температуре 950-1100°C в течение 20-60 мин в водороде позволяет повысить процент выхода годных и улучшить их надежность.
Формула изобретения
Способ изготовления полупроводникового прибора, включающий обработку диэлектрической подложки ионами кислорода, термический отжиг и формирование кремниевой полупроводниковой эпитаксиальной пленки, отличающийся тем, что после эпитаксиального роста кремниевой пленки на диэлектрической подложке пленку кремния аморфизируют ионами кремния в две стадии: первую стадию проводят при дозе 1015 см-2 и энергии 100-130 кэВ, вторую стадию проводят при дозе 2·1015 см-2 и энергии 50-70 кэВ, после каждой стадии аморфизации проводят отжиг при температуре 950-1100°С в течение 20-60 мин в водороде, затем на пленке кремния создают полупроводниковый прибор по стандартной технологии.
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
2330349, МКИ H01L 29/161] путем обработки диэлектрической подложки ионами кислорода дозой 5·1012-1013 см-2 с энергией 15-30 кэВ и отжигом при температуре 300°C в течение 35 с, с последующим эпитаксиальным наращиванием кремниевой пленки на диэлектрическую подложку.