RU2418343C1

RU2418343C1 - Способ изготовления полупроводниковой структуры

Info

Publication number: RU2418343C1
Application number: RU2009145369/28A
Authority: RU
Inventors: Абдулла Гасанович Мустафаев (RU); Абдулла Гасанович Мустафаев; Гасан Абакарович Мустафаев (RU); Гасан Абакарович Мустафаев; Арслан Гасанович Мустафаев (RU); Арслан Гасанович Мустафаев
Priority date: 2009-12-07
Filing date: 2009-12-07
Publication date: 2011-05-10

Abstract

Использование: в технологии производства полупроводниковых приборов. Технический результат изобретения - снижение значений токов утечек и подавление паразитного тиристорного эффекта в полупроводниковых структурах, обеспечивающее технологичность, улучшение параметров структур, повышение качества и увеличение процента выхода годных. Сущность изобретения: в способе изготовления полупроводниковой структуры, включающем процессы ионного легирования и формирования геттера в кремниевой пластине, геттер формируют путем имплантации атомов кислорода в кремниевую пластину с концентрацией (1,6-1,8)·10¹⁶ см^-3 с последующим отжигом пластин кремния в течение 4-6 часов в сухом кислороде при температуре 1100-1200°С и разгонной примеси в n-область в течение 6-9 часов в атмосфере азота при температуре 600-800°С. 1 табл.

Description

Изобретение относится к области технологии производства полупроводниковых приборов, в частности к технологии изготовления полупроводниковых структур с пониженными токами утечки и устойчивых к тиристорному эффекту.

Известен способ изготовления полупроводникового прибора [Заявка 2128474, Япония, МКИ H01L 29/784] путем создания в подложке двух p⁺-областей, внутри которых формируются n⁺ участки, а между p⁺-областями создается р-участок, этот участок и n⁺ области замыкаются общим электродом истока, сток располагается снизу подложки на промежуточном р⁺-слое. В таких полупроводниковых приборах из-за низкой технологичности процессов увеличивается разброс параметров и снижается качество и надежность приборов.

Известен способ изготовления полупроводникового прибора [Пат. 4970568 США, МКИ H01L 27/02] путем формирования геттера в объеме кремниевой пластины с различной шириной бездефектной зоны под элементами с разной глубиной залегания активных областей. При формировании структур ширину бездефектной области под р-карманом, в котором располагают n-канальный транзистор, делают больше, чем ширина этой области под р-областями истока/стока р-канального транзистора.

Недостатками этого способа являются

- значительные утечки;

- низкая технологическая воспроизводимость;

- повышенная плотность дефектов.

Задача, решаемая изобретением: снижение значений токов утечек и подавление паразитного тиристорного эффекта в полупроводниковых структурах, обеспечивающее технологичность, улучшение параметров структур, повышение качества и увеличение процента выхода годных.

Задача решается тем, что геттер формируют путем имплантации атомов кислорода в кремниевую пластину с концентрацией (1,6-1,8)·10¹⁶ см^-3 с последующим отжигом пластин кремния в течение 4-6 часов в сухом кислороде при температуре 1100-1200°С и разгонной примеси в n-область в течение 6-9 часов в атмосфере азота при температуре 600-800°С.

Технология способа состоит в следующем: в исходные пластины р-Si с ориентацией (100) имплантируют атомы кислорода с концентрацией (1,6-1,8)·10¹⁶ см^-3, после предварительного окисления и имплантации n-областей, пластины кремния отжигали в течение 4-6 часов в сухом кислороде при температуре 1100-1200°С, что обеспечивало кислородное обеднение приповерхностных областей пластины. Затем осуществляли разгонку примеси в n-область в атмосфере азота при температуре 600-800°С для формирования активных центров в объеме подложки. При последующих термических процессах формирования структур центры укрупняются и адсорбируют ионы металлов, обеспечивая приповерхностные области пластин низкой концентрацией кислорода и увеличение диффузионной длины неосновных носителей. В объеме пластины при этом создаются зоны с большой плотностью дефектов и малой диффузионной длины, тем самым обеспечивают уменьшение коэффициента усиления паразитных транзисторов по току и подавление паразитного тиристорного эффекта.

Затем формировали области полупроводникового прибора по стандартной технологии.

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

Таблица
Параметры полупроводниковых структур, изготовленных по стандартной технологии			Параметры полупроводниковых структур, изготовленных по предлагаемой технологии
Инверсный коэффици-ент усиления	Ток утечки, Iут·10^-11 А	Плотность дефектов, см^-2	Инверсный коэффициент усиления	Ток утечки, Iут·10^-11 А	Плотность дефектов, см^-2
0,27	47,6	5·10²	0,05	0,6	4,2
0,25	45,1	8·10²	0,045	0,61	6,7
0.2	45,9	7·10²	0,04	0.64	5,4
0,19	53,2	2·10²	0,035	0,17	1,1
0,28	52,1	2,5·10²	0,044	0,7	1,5
0,2	57	1·10²	0,042	0,73	0,7
0,18	46,4	6·10²	0,034	0,6	4,5
0,22	49,7	3,5·10²	0,046	0,67	2,2
0,12	44,8	8.5·10²	0,025	0,64	6,9
0,24	49	4·10²	0,05	0,6	3,1
0,2	47,3	5,2·10²	0,032	0,62	4,4
0,18	54,5	1,7·10²	0,03	0,7	0,9
0,16	50,3	3·10²	0,028	0,65	1,4

Экспериментальные исследования показали, что выход годных полупроводниковых структур, на партии пластин сформированных в оптимальном режиме, увеличился на 18%.

Технический результат: снижение значений токов утечек и подавление паразитного тиристорного эффекта, обеспечивающее технологичность, улучшение параметров структур, повышение качества и увеличение процента выхода годных приборов.

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

Предложенный способ изготовления полупроводниковой структуры формированием геттера путем имплантации атомов кислорода в кремниевую пластину с концентрацией (1,6-1,8)·10¹⁶ см^-3 с последующим отжигом пластин кремния в течение 4-6 часов в сухом кислороде при температуре 1100-1200°С и разгонной примеси в n-область в течение 6-9 часов в атмосфере азота при температуре 600-800°С позволяет повысить процент выхода годных приборов, улучшить их качество и надежность.

Claims

Способ изготовления полупроводниковой структуры, включающий процессы ионного легирования и формирования геттера в кремниевой пластине, отличающийся тем, что геттер формируют путем имплантации атомов кислорода в кремниевую пластину с концентрацией (1,6-1,8)·10¹⁶см^-3 с последующим отжигом пластин кремния в течение 4-6 ч в сухом кислороде при температуре 1100-1200°С и разгонной примеси в n-область в течение 6-9 ч в атмосфере азота при температуре 600-800°С.