RU1499614C - Method for manufacturing field-effect transistors - Google Patents
Method for manufacturing field-effect transistors Download PDFInfo
- Publication number
- RU1499614C RU1499614C SU4097402A RU1499614C RU 1499614 C RU1499614 C RU 1499614C SU 4097402 A SU4097402 A SU 4097402A RU 1499614 C RU1499614 C RU 1499614C
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- field
- threshold voltage
- effect transistors
- value
- layer
- Prior art date
Links
Abstract
Description
Изобретение относится к полупроводниковой технологии и может быть использовано для изготовления МДП-транзисторов интегральных микросхем. The invention relates to semiconductor technology and can be used for the manufacture of MOS transistors of integrated circuits.
Целью изобретения является повышение точности подгонки пороговых напряжений и увеличение процента выхода годных МДП-транзисторов. The aim of the invention is to improve the accuracy of fitting threshold voltages and increase the percentage of yield of MOS transistors.
Ограничение предварительного сдвига среднего порогового напряжения величиной 1 В объясняется тем, что разброс их значений из-за воздействия на технологический процесс не превышает этой величины. Кроме того, конечная радиационная подгонка "сдвинутого" порогового напряжения к заданному U0 при величине сдвига выше 1 В представляет трудности, поскольку требующиеся при этом дозы облучения пластин с увеличением диапазона подгонки возрастают нелинейным образом и в дальнейшем приводят к насыщению. Т. е. при очень больших дозах возможности радиационной подгонки исчерпываются. Конкретные примеры выполнения способа.The limitation of the preliminary shift of the average threshold voltage to 1 V is due to the fact that the spread of their values due to the impact on the process does not exceed this value. In addition, the final radiation fitting of the “shifted” threshold voltage to a predetermined U 0 at a shift value above 1 V is difficult, since the required radiation doses to the plates increase non-linearly with an increase in the adjustment range and subsequently lead to saturation. That is, with very large doses, the possibilities of radiation fitting are exhausted. Specific examples of the method.
П р и м е р 1. На кремниевой подложке КДБ 12,5 Ом˙см, ориентацией <100> выращивают первичный окисел, толщиной 60 нм, наносят нитрид кремния толщиной 10 нм и методом фотолитографии выполняют рисунок активных областей. Проводят ионное легирование бором неактивных областей с энергией (Е 75 кэВ и дозой (D) 1,8 мкКл/см2, отравливают во фреоновой плазме нитрид кремния с неактивных областей и выращивают на них полевой окисел толщиной 1,0 мкм. Затем удаляют с активных областей нитрид кремния, проводят доокисление первичного окисла до толщины 70 нм и проводят ионное легирование подзатворных областей бором с Е 75 кэВ и D 0,09 мкКл/см2 для сдвига порогового напряжения до значения U1. В буферном травителе стравливают окисел с активных областей и выращивают термическим окислением в среде кислорода с добавкой 1,5-4% хлористого водорода при температуре 1000оС слой подзатворного диэлектрика толщиной 80 нм. Методом фотолитографии вскрывают контактные окна для контакта поликремния к кремнию и наносят слой поликремния толщиной 0,6 мкм. Поликремний легируют фосфором при температуре (Т 900оС до поверхностного сопротивления, Rs 15-20 Ом/ □). Методом фотолитографии формируют рисунок поликремниевой разводки, отравливают поликремний во фреоновой плазме, вскрывают в буферном травителе окна под диффузионные области, легируют их фосфором при 900оС Rs 30 Ом/ , стравливают в буферном травителе слой фосфорно-силикатного стекла ФСС и наносят слой нелегированного окисла толщиной 0,5 мкм. Методом фотолитографии вскрывают окна к диффузионным областям и поликремнию, наносят слой пиролитического фосфоросиликатного стекла толщиной 0,5 мкм. Методом фотолитографии вскрывают окна к диффузионным областям и поликремнию, наносят слой пиролитического фосфоросиликатного стекла толщиной 0,9 мкм, проводят термообработку при 970ос (в течение 15 мин, вскрывают вторые окна к диффузионным областям и поликремнию, оплавляют их, освежают контактные окна в буферном травителе и наносят магнетронным напылителем слой алюминия с кремнием толщиной 1,2 мкм.PRI me R 1. On a silicon substrate KDB 12.5 Ohm · cm, orientation <100> grown primary oxide, a thickness of 60 nm, deposited silicon nitride with a thickness of 10 nm and a photolithography method perform drawing of the active areas. Carry out ion doping with boron of inactive regions with energy (E 75 keV and a dose (D) of 1.8 μC / cm 2 , silicon nitride is poisoned in freon plasma from inactive regions and a field oxide of 1.0 μm thickness is grown on them. Then they are removed from the active areas of silicon nitride, carry out the primary oxidation of the primary oxide to a thickness of 70 nm and conduct ion doping of the gate regions with boron with E 75 keV and D 0.09 μC / cm 2 to shift the threshold voltage to a value of U 1. In the etching buffer, the oxide is etched from the active regions and grown by thermal oxide leniem oxygen in medium supplemented with 1.5-4% of hydrogen chloride at a temperature of 1000 C. gate dielectric layer 80 nm thick. The method of photolithography opened contact windows for contacting the polysilicon to silicon and polysilicon, a layer 0.6 microns thick. Polysilicon is doped with phosphorus temperature (Т 900 о С to the surface resistance, R s 15-20 Ohm / □). Using a photolithography method, a polysilicon wiring is formed, the polysilicon is poisoned in freon plasma, the windows are opened under the diffuser in the etchant, they are doped their phosphorus at 900 about R s 30 Ohm / etch off a layer of phosphor-silicate glass of the FSS in a buffer etchant and apply a layer of undoped oxide with a thickness of 0.5 μm. Using photolithography, windows are opened to the diffusion regions and polysilicon, a layer of pyrolytic phosphorosilicate glass 0.5 μm thick is applied. Window opened by photolithography to diffusion regions and polysilicon, a layer of phosphosilicate glass pyrolytic 0.9 micron thick, heat-treated at 970 ° C (for 15 minutes, the second window is opened to diffusion regions and polysilicon, reflowed them, refreshes the contact holes in a buffer etchant and put a magnetron sputter layer of aluminum with silicon 1.2 microns thick.
Методом фотолитографии формируют рисунок металлизированной разводки, травят металл в среде плазмы тетрахлорида углерода, наносят слой пассивирующего диэлектрика, состоящего из слоя фосфоросиликатного стекла с содержанием фосфора 2,5-4% и толщиной 0,6 мкм и слой нелегированного окисла толщиной 0,4 мкм. Методом фотолитографии вскрывают окна к контактным площадкам металлизированной разводки и проводят термообработку структуры при 475оС в среде пара в течение 30 мин. Измеряют статистическое распределение пороговых напряжений, полученных приборов на пластине и определяют величину (-U0), где U0 требуемое значение.A metallized wiring pattern is formed by photolithography, the metal is etched in a plasma of carbon tetrachloride, a layer of a passivating dielectric is applied, consisting of a layer of phosphorosilicate glass with a phosphorus content of 2.5-4% and a thickness of 0.6 μm and a layer of undoped oxide with a thickness of 0.4 μm. Photolithography opened windows to contact pads metallized wiring structure and heat-treated at 475 C in the steam atmosphere for 30 min. The statistical distribution of the threshold voltages obtained by the devices on the plate is measured and the value ( -U 0 ), where U 0 is the desired value.
В соответствии со значением последней проводят подгонку порогового напряжения до величины U0 путем облучения пластин рентгеновским облучением с энергией рентгеновских квантов в диапазоне 20-200 кэВ.In accordance with the value of the latter, the threshold voltage is adjusted to U 0 by irradiating the plates with X-ray radiation with an energy of X-ray quanta in the range of 20-200 keV.
П р и м е р 2. На кремниевой подложке КЭФ 7,5 Ом˙см с ориентацией <100> Термическим окислением выращивают первичный окисел толщина 60 нм, наносят нитрид кремния толщиной 100 нм и методом фотолитографии формируют рисунок активных областей. Легируют неактивные области фосфором Е 100, D 0,03 мкКл/см2), стравливают во фреоновой плазме нитрид кремния с неактивных областей и выращивают полевой окисел толщиной 1,0 мкм. Затем удаляют в горячей ортофосфорной кислоте нитрид кремния с активных областей, в буферном травителе снимают с активных областей первичный окисел и выращивают подзатворный окисел при (Т 1000оС, толщина 1200 ). Ионным легированием бора проводят легирование кремниевой подложки в активные области через подзатворный диэлектрик (Е 75 кэВ, D 0,07 мкКл/см2, доза ионного легирования бором выбирается из следующей зависимости: при Е 60 кэВ доза 0,01 мкКл/см2 сдвигает пороговое напряжение на 0,2В для р-канального транзистора), наносят слой поликристаллического кремния (Т 625оС, толщина 0,6 мкм), легируют поликремний фосфором из жидкого источника PОСl3 (Т 900оС, R 10-15 Ом/□), методом фотолитографии формируют рисунок поликремниевой разводки, травят поликремний во фреоновой плазме и ионным легированием бора загоняют примесь в диффузионные области (Е 60 кэВ, доза 800 мкКл/см2). Наносят на структуру слой пиролитического нелегированного окисла (Т 450оС, толщина 0,5 мкм). Проводят разгонку примеси в диффузионных областях в окислительной среде (Т 1000оС 5 мин О2 25 мин водяной пар 5 мин О2 15 мин N2), методом фотолитографии вскрывают контактные окна в слое окисла к диффузионным областям и поликремнию, наносят слой алюминия с 1% кремния толщиной 1, 2 мкм, методом фотолитографии формируют рисунок металлизированной разводки, травят алюминий в травителе, в состав которого входят фосфорная и уксусная кислоты, проводят термообработку структур при Т 475оС в среде пара в течение 30 мин. Измеряют среднестатистическое распределение пороговых напряжений, которое должно быть в пределах 0,2-0,7 В, затем определяют величину ΔU U. U0 должно быть в пределах 1,2-1,3 В. В соответcтвии со значением ΔU облучают партии равноценных пластин дозой рентгеновского излучения, подгоняя на пластинах к значению U0. В заключении проводят нанесение слоя фосфорно-силикатного стекла ФСС, разложением моносилана с добавкой фосфина при 450оС в течение 30 мин.PRI me R 2. On a KEF silicon substrate of 7.5 Ohm-cm with orientation <100> Thermal oxidation grows a primary oxide with a thickness of 60 nm, deposit silicon nitride with a thickness of 100 nm and form active regions by photolithography. Inactive regions are doped with phosphorus E 100, D 0.03 μC / cm 2 ), silicon nitride is etched off the inactive regions in freon plasma and 1.0 μm thick field oxide is grown. Then removed in hot phosphoric acid to the silicon nitride active regions, the buffer is removed from the etchant primary active areas and grown gate oxide at the oxide (T 1000 ° C, the thickness 1200 ) Ion doping of boron, the silicon substrate is doped into active regions through a gate insulator (E 75 keV, D 0.07 μC / cm 2 , the dose of ion doping with boron is selected from the following dependence: at E 60 keV, a dose of 0.01 μC / cm 2 shifts the threshold voltage at 0,2V for the p-channel transistor) is applied to the polysilicon layer (T 625 ° C, thickness 0.6 mm), polysilicon doped with phosphorus from the liquid source POSl 3 (T 900 ° C, R 10-15 ohm / □ ), by the method of photolithography, a polysilicon wiring pattern is formed, polysilicon is etched into freons plasma and ion doping of boron drive the impurity into diffusion regions (E 60 keV, dose 800 μC / cm 2 ). A layer of pyrolytic undoped oxide is applied to the structure (T 450 ° C, thickness 0.5 μm). The impurities are dispersed in diffusion regions in an oxidizing medium (Т 1000 о С 5 min О 2 25 min water vapor 5 min О 2 15 min N 2 ), the contact windows in the oxide layer are opened to the diffusion regions and polysilicon by photolithography, and an aluminum layer is applied with 1% silicon thickness of 1, 2 microns, photolithography patterned metallized wiring etched aluminum etchant, which consists of phosphoric acid and acetic acid, heat-treated structure at T 475 C in steam atmosphere for 30 min. Measure the average distribution of threshold voltages, which should be in the range of 0.2-0.7 V, then determine the value of ΔU U . U 0 should be in the range of 1.2-1.3 V. In accordance with the ΔU value, batches of equivalent plates are irradiated with an X-ray dose, adjusting on the plates to the value of U 0 . In conclusion performed applying a layer of phosphorus-silicate glass FSS additive decomposition of monosilane and phosphine at 450 ° C for 30 min.
Изобретение позволяет в 3-3,5 раза уменьшить разброс среднего значения порогового напряжения и на 25-40% повысить выход годных МДП-транзисторов. The invention allows to reduce by 3-3.5 times the spread in the average value of the threshold voltage and to increase the yield of suitable MOS transistors by 25-40%.
Claims (1)
МДП-транзисторов, а U0-заданное пороговое напряжение.METHOD FOR PRODUCING TIR TRANSISTORS by ed. St. N 1176777, characterized in that, in order to improve the accuracy of the preparation of threshold voltages and increase the percentage of yield of MOS transistors, prior to irradiating the structures with X-ray radiation, ion doping with an impurity in the gate region, a preliminary shift of the average value of the threshold voltage is carried out to the value
MOS transistors, and U 0 is the specified threshold voltage.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU4097402 RU1499614C (en) | 1986-08-08 | 1986-08-08 | Method for manufacturing field-effect transistors |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU4097402 RU1499614C (en) | 1986-08-08 | 1986-08-08 | Method for manufacturing field-effect transistors |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU1499614C true RU1499614C (en) | 1995-09-20 |
Family
ID=30440476
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU4097402 RU1499614C (en) | 1986-08-08 | 1986-08-08 | Method for manufacturing field-effect transistors |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU1499614C (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2642495C1 (en) * | 2016-10-12 | 2018-01-25 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники" (ТУСУР) | Method of increase of threshold barrier voltage of gan transistor |
-
1986
- 1986-08-08 RU SU4097402 patent/RU1499614C/en active
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
Авторское свидетельство СССР N 1176777, кл. H 01L 21/268, 1984. * |
Патент США N 3913211, кл. 29/571, 1971. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2642495C1 (en) * | 2016-10-12 | 2018-01-25 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники" (ТУСУР) | Method of increase of threshold barrier voltage of gan transistor |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CA1169585A (en) | Self-aligned metal process for field effect transistor integrated circuits | |
US4268321A (en) | Method of fabricating a semiconductor device having channel stoppers | |
US4378627A (en) | Self-aligned metal process for field effect transistor integrated circuits using polycrystalline silicon gate electrodes | |
EP0058548B1 (en) | Method of producing mosfet type semiconductor device | |
EP0363944B1 (en) | Method of manufacturing a semiconductor device having a silicon carbide layer | |
US5086017A (en) | Self aligned silicide process for gate/runner without extra masking | |
EP0141425B1 (en) | Small area thin film transistor | |
JPH0358173B2 (en) | ||
US4345366A (en) | Self-aligned all-n+ polysilicon CMOS process | |
EP0036573A2 (en) | Method for making a polysilicon conductor structure | |
US4471522A (en) | Self-aligned metal process for field effect transistor integrated circuits using polycrystalline silicon gate electrodes | |
US4488162A (en) | Self-aligned metal field effect transistor integrated circuits using polycrystalline silicon gate electrodes | |
JPS592187B2 (en) | Method of forming an insulator between conductive layers | |
GB2128401A (en) | Method of manufacturing semiconductor device | |
EP0113522A2 (en) | The manufacture of semiconductor devices | |
JPS647510B2 (en) | ||
RU1499614C (en) | Method for manufacturing field-effect transistors | |
US5319231A (en) | Insulated gate semiconductor device having an elevated plateau like portion | |
US4259779A (en) | Method of making radiation resistant MOS transistor | |
JPH0298143A (en) | Manufacture of ldd structure polysilicon thin film transistor | |
JPH01125866A (en) | Manufacture of semiconductor integrated circuit | |
JPS6027180B2 (en) | Manufacturing method of semiconductor device | |
JPH0139647B2 (en) | ||
JPH0481327B2 (en) | ||
RU865053C (en) | Method of manufacturing integral igfet |