RU2522930C2 - Method of thin film transistor manufacturing - Google Patents
Method of thin film transistor manufacturing Download PDFInfo
- Publication number
- RU2522930C2 RU2522930C2 RU2012149255/28A RU2012149255A RU2522930C2 RU 2522930 C2 RU2522930 C2 RU 2522930C2 RU 2012149255/28 A RU2012149255/28 A RU 2012149255/28A RU 2012149255 A RU2012149255 A RU 2012149255A RU 2522930 C2 RU2522930 C2 RU 2522930C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- layer
- silicon
- amorphous silicon
- film transistor
- substrate
- Prior art date
Links
Landscapes
- Thin Film Transistor (AREA)
Abstract
Description
Изобретения относится к области технологии производства полупроводниковых приборов, в частности к технологии изготовления тонкопленочных транзисторов с пониженной плотностью дефектов.The invention relates to the field of technology for the production of semiconductor devices, in particular to the technology of manufacturing thin-film transistors with a reduced density of defects.
Известен способ изготовления тонкопленочного транзистора [Заявка 1276765 Япония, МКИ H01L 29/78] путем создания на стеклянной подложке квантово- размерной гетероструктуры Si/Ge/Si, которая покрывается изолирующим слоем. Боковые части структуры легируются фосфором для снижения последовательного сопротивления, а затвор из поликристаллического n-слоя кремния изолируется слоем диоксида кремния. В таких приборах из-за рассогласования кристаллических решеток образуются дефекты, которые ухудшают параметры полупроводниковых приборов.A known method of manufacturing a thin-film transistor [Application 1276765 Japan, MKI H01L 29/78] by creating on a glass substrate a quantum-well heterostructure Si / Ge / Si, which is coated with an insulating layer. The side parts of the structure are doped with phosphorus to reduce the series resistance, and the gate made of a polycrystalline n-layer of silicon is insulated with a layer of silicon dioxide. In such devices, due to the mismatch of the crystal lattices, defects are formed that worsen the parameters of semiconductor devices.
Известен способ изготовления тонкопленочного транзистора [Заявка 225037 Япония, МКИ H01L 21/336] путем последовательного создания на диэлектрической подложке, со сформированными на ней электродами затворов, слоя диэлектрика затвора из нитрида кремния, слоя аморфного кремния, а на участке электрода затвора поверх слоя аморфного кремния формируется область из нитрида кремния. Затем без нарушения вакуума осаждаются слой аморфного кремния 100 нм и слой кремния толщиной 30 нм, легированный фосфором. Электроды истока и стока формируются путем удаления части слоев кремния.A known method of manufacturing a thin-film transistor [Application 225037 Japan, MKI H01L 21/336] by sequentially creating on the dielectric substrate, with the gate electrodes formed on it, a gate dielectric layer of silicon nitride, an amorphous silicon layer, and on a portion of the gate electrode on top of the amorphous silicon layer a silicon nitride region is formed. Then, without breaking the vacuum, a layer of amorphous silicon 100 nm and a silicon layer 30 nm thick doped with phosphorus are deposited. Source and drain electrodes are formed by removing part of the silicon layers.
Недостатками этого способа являются:The disadvantages of this method are:
- повышенная плотность дефектов в структурах;- increased density of defects in structures;
- низкая технологичность;- low manufacturability;
- образование механических напряжений.- the formation of mechanical stresses.
Задача, решаемая изобретением: снижение плотности дефектов в полупроводниковых приборах, обеспечение технологичности, улучшение параметров приборов, повышения качества и увеличения процента выхода годных.The problem solved by the invention: reducing the density of defects in semiconductor devices, ensuring manufacturability, improving the parameters of devices, improving quality and increasing the percentage of yield.
Задача решается путем формирования аморфной пленки кремния толщиной 430 нм в ВЧ тлеющем разряде в силане при температуре подложки 250°C и последующей имплантации ионов фтора с энергией 25 кэВ, дозой 1014-5·1015 см-2 и проведения отжига в атмосфере азота при температуре 200-220°C в течение 60 мин. Атомы фтора выступают в качестве междоузельных акцепторов, компенсируя n-примесь атомов фосфора в областях контактов и подавляет диффузию алюминия в процессе активационного отжига.The problem is solved by forming an amorphous silicon film with a thickness of 430 nm in an RF glow discharge in silane at a substrate temperature of 250 ° C and subsequent implantation of fluorine ions with an energy of 25 keV, a dose of 10 14 -5 · 10 15 cm -2 and annealing in a nitrogen atmosphere at temperature of 200-220 ° C for 60 minutes Fluorine atoms act as interstitial acceptors, compensating for the n-impurity of phosphorus atoms in the contact areas and suppresses diffusion of aluminum during activation annealing.
Технология способа состоит в следующем: при изготовлении тонкопленочного транзистора в качестве подложки использовали сильнолегированные монокристаллические пластины кремния n+-типа. Затем выращенный термическим окислением в сухом кислороде при 1000°C слой диоксида кремния толщиной 110 нм использовался в качестве изолятора затвора. В последующем формировали пленки аморфного кремния толщиной 430 нм в ВЧ тлеющем разряде в силане при температуре подложки 250°C и имплантировали ионы фтора с энергией 25 кэВ, дозой 1014-5·1015 см-2. После имплантации образцы отжигались в атмосфере азота при температуре 200-220°C в течение 60 мин, а пассивирующий слой оксида кремния толщиной 150 нм наносили в плазме газовой смеси SiH4 и N2O при температуре 250°C в соотношении газовых потоков 15:85. В этом слое вытравливались окна для контактов истока и стока. Затем для создания тонкого n+ аморфного кремниевого слоя проводилась имплантация ионов фосфора энергией 30 кэВ и дозой 1016 см-2, пластины металлизировались алюминием и на них формировались контакты с использованием фотолитографии. Для формирования омических контактов проводили после имплантационный отжиг при температуре 200°C в течение 30 мин.The technology of the method consists in the following: in the manufacture of a thin-film transistor, highly doped single-crystal n + -type silicon wafers were used as a substrate. Then, a 110 nm thick silicon dioxide layer grown by thermal oxidation in dry oxygen at 1000 ° C was used as a gate insulator. Subsequently, films of amorphous silicon with a thickness of 430 nm were formed in an RF glow discharge in silane at a substrate temperature of 250 ° C and fluorine ions with an energy of 25 keV and a dose of 10 14 -5 · 10 15 cm -2 were implanted. After implantation, the samples were annealed in a nitrogen atmosphere at a temperature of 200-220 ° C for 60 min, and a passivating layer of silicon oxide with a thickness of 150 nm was deposited in a plasma of a gas mixture of SiH 4 and N 2 O at a temperature of 250 ° C in a ratio of gas flows of 15:85 . In this layer, the windows for the contacts of the source and drain were etched. Then, to create a thin n + amorphous silicon layer, phosphorus ions were implanted with an energy of 30 keV and a dose of 10 16 cm -2 , the plates were metallized with aluminum and contacts were formed on them using photolithography. To form ohmic contacts, implantation annealing was performed at a temperature of 200 ° C for 30 min.
По предлагаемому способу были изготовлены и исследованы полупроводниковые приборы. Результаты обработки представлены в таблице.According to the proposed method, semiconductor devices were manufactured and investigated. The processing results are presented in the table.
Экспериментальные исследования показали, что выход годных приборов, на партии пластин сформированных в оптимальном режиме, увеличился на 17,8%.Experimental studies have shown that the yield of suitable devices on a batch of plates formed in the optimal mode increased by 17.8%.
Технический результат: снижение плотности дефектов, обеспечение технологичности, улучшение параметров приборов, повышение качества и увеличение процента выхода годных.Effect: reducing the density of defects, ensuring manufacturability, improving the parameters of devices, improving quality and increasing the percentage of yield.
Стабильность параметров во всем эксплуатационном интервале температур была нормальной, и соответствовали требованиям.The stability of the parameters over the entire operational temperature range was normal, and met the requirements.
Предлагаемый способ изготовления тонкопленочного транзистора путем формирования аморфной пленки кремния толщиной 430 нм в ВЧ тлеющем разряде в силане при температуре подложки 250°С с последующей имплантацией ионов фтора с энергией 25 кэВ, дозой 1014-5·1015 см-2 и проведения отжига в атмосфере азота при температуре 200-220°С в течение 60 мин позволяет повысить процент выхода годных приборов и улучшить их надежность.The proposed method of manufacturing a thin-film transistor by forming an amorphous silicon film 430 nm thick in an RF glow discharge in a silane at a substrate temperature of 250 ° C, followed by implantation of fluorine ions with an energy of 25 keV, a dose of 10 14 -5 · 10 15 cm -2 and annealing in nitrogen atmosphere at a temperature of 200-220 ° C for 60 minutes allows you to increase the percentage of suitable devices and improve their reliability.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012149255/28A RU2522930C2 (en) | 2012-11-19 | 2012-11-19 | Method of thin film transistor manufacturing |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012149255/28A RU2522930C2 (en) | 2012-11-19 | 2012-11-19 | Method of thin film transistor manufacturing |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2012149255A RU2012149255A (en) | 2014-05-27 |
RU2522930C2 true RU2522930C2 (en) | 2014-07-20 |
Family
ID=50775050
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2012149255/28A RU2522930C2 (en) | 2012-11-19 | 2012-11-19 | Method of thin film transistor manufacturing |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2522930C2 (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2629655C2 (en) * | 2016-02-24 | 2017-08-30 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кабардино-Балкарский государственный университет им. Х.М. Бербекова" (КБГУ) | Manufacturing method of semiconductor structure |
RU2660212C1 (en) * | 2017-02-08 | 2018-07-05 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кабардино-Балкарский государственный университет им. Х.М. Бербекова" (КБГУ) | Method for manufacturing dielectric insulation |
RU2696356C1 (en) * | 2018-12-26 | 2019-08-01 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Чеченский государственный университет" | Method for manufacturing of thin-film transistor |
RU2798455C1 (en) * | 2022-06-10 | 2023-06-23 | Федеральное Государственное Бюджетное Образовательное Учреждение Высшего Образования "Чеченский Государственный Университет Имени Ахмата Абдулхамидовича Кадырова" | Method for manufacturing thin film transistor |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2035800C1 (en) * | 1992-04-13 | 1995-05-20 | Малое научно-производственное предприятие "ЭЛО" | Process of manufacture of thin-film transistors |
RU2069417C1 (en) * | 1994-06-08 | 1996-11-20 | Акционерное общество открытого типа "Научно-исследовательский институт молекулярной электроники и завод "Микрон" | Method for producing thin-film transistor arrays of liquid-crystal screens |
US6458636B1 (en) * | 1998-08-27 | 2002-10-01 | Lg. Philips Lcd Co., Ltd. | Method for forming polycrystalline silicon layer and method for fabricating thin film transistor |
US6869834B2 (en) * | 2002-10-09 | 2005-03-22 | Toppoly Optoelectronics Corp. | Method of forming a low temperature polysilicon thin film transistor |
US6943371B2 (en) * | 2003-05-30 | 2005-09-13 | Industrial Technology Research Institute | Thin film transistor and fabrication method for same |
US7018875B2 (en) * | 2002-07-08 | 2006-03-28 | Viciciv Technology | Insulated-gate field-effect thin film transistors |
US7795082B2 (en) * | 2006-05-18 | 2010-09-14 | Samsung Mobile Display Co., Ltd. | Method of fabricating thin film transistor |
-
2012
- 2012-11-19 RU RU2012149255/28A patent/RU2522930C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2035800C1 (en) * | 1992-04-13 | 1995-05-20 | Малое научно-производственное предприятие "ЭЛО" | Process of manufacture of thin-film transistors |
RU2069417C1 (en) * | 1994-06-08 | 1996-11-20 | Акционерное общество открытого типа "Научно-исследовательский институт молекулярной электроники и завод "Микрон" | Method for producing thin-film transistor arrays of liquid-crystal screens |
US6458636B1 (en) * | 1998-08-27 | 2002-10-01 | Lg. Philips Lcd Co., Ltd. | Method for forming polycrystalline silicon layer and method for fabricating thin film transistor |
US7018875B2 (en) * | 2002-07-08 | 2006-03-28 | Viciciv Technology | Insulated-gate field-effect thin film transistors |
US6869834B2 (en) * | 2002-10-09 | 2005-03-22 | Toppoly Optoelectronics Corp. | Method of forming a low temperature polysilicon thin film transistor |
US6943371B2 (en) * | 2003-05-30 | 2005-09-13 | Industrial Technology Research Institute | Thin film transistor and fabrication method for same |
US7795082B2 (en) * | 2006-05-18 | 2010-09-14 | Samsung Mobile Display Co., Ltd. | Method of fabricating thin film transistor |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2629655C2 (en) * | 2016-02-24 | 2017-08-30 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кабардино-Балкарский государственный университет им. Х.М. Бербекова" (КБГУ) | Manufacturing method of semiconductor structure |
RU2660212C1 (en) * | 2017-02-08 | 2018-07-05 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кабардино-Балкарский государственный университет им. Х.М. Бербекова" (КБГУ) | Method for manufacturing dielectric insulation |
RU2696356C1 (en) * | 2018-12-26 | 2019-08-01 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Чеченский государственный университет" | Method for manufacturing of thin-film transistor |
RU2798455C1 (en) * | 2022-06-10 | 2023-06-23 | Федеральное Государственное Бюджетное Образовательное Учреждение Высшего Образования "Чеченский Государственный Университет Имени Ахмата Абдулхамидовича Кадырова" | Method for manufacturing thin film transistor |
RU2817080C1 (en) * | 2023-12-20 | 2024-04-09 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Московский физико-технический институт (национальный исследовательский университет)" | Method of producing locally doped silicon film with given characteristics for microelectronic devices |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2012149255A (en) | 2014-05-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2522930C2 (en) | Method of thin film transistor manufacturing | |
RU2584273C1 (en) | Method of making semiconductor device | |
RU2466476C1 (en) | Method of making semiconductor device | |
RU2671294C1 (en) | Method for making semiconductor device | |
RU2515334C1 (en) | Method of making thin-film transistor | |
RU2633799C1 (en) | Method of manufacturing semiconductor device | |
RU2688851C1 (en) | Semiconductor device manufacturing method | |
RU2674413C1 (en) | Method for making semiconductor device | |
RU2621372C2 (en) | Method of semiconductor device manufacturing | |
RU2476955C2 (en) | Method for formation of semiconductor device alloyed areas | |
RU2445722C2 (en) | Method of making semiconductor structure | |
RU2596861C1 (en) | Method of making semiconductor device | |
RU2748455C1 (en) | Method for manufacturing semiconductor device | |
RU2428764C1 (en) | Manufacturing method of semiconductor device | |
RU2785083C1 (en) | Method for manufacturing a semiconductor device | |
RU2388108C1 (en) | Method of making semiconductor device | |
RU2641617C1 (en) | Method of manufacturing semiconductor device | |
RU2431904C2 (en) | Method for manufacturing of semiconductor device | |
RU2723982C1 (en) | Semiconductor device manufacturing method | |
RU2586444C1 (en) | Method of making semiconductor device | |
RU2819702C1 (en) | Method of making a thin-film transistor | |
RU2749493C1 (en) | Method for manufacturing a thin-film transistor | |
RU2804604C1 (en) | Method for manufacturing of semiconductor device | |
RU2785122C1 (en) | Method for manufacturing a radiation-resistant semiconductor instrument | |
RU2629655C2 (en) | Manufacturing method of semiconductor structure |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20151120 |