RU2581418C1 - Manufacturing method of semiconductor device - Google Patents

Manufacturing method of semiconductor device Download PDF

Info

Publication number
RU2581418C1
RU2581418C1 RU2014138225/28A RU2014138225A RU2581418C1 RU 2581418 C1 RU2581418 C1 RU 2581418C1 RU 2014138225/28 A RU2014138225/28 A RU 2014138225/28A RU 2014138225 A RU2014138225 A RU 2014138225A RU 2581418 C1 RU2581418 C1 RU 2581418C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
temperature
semiconductor device
layer
antimony
thickness
Prior art date
Application number
RU2014138225/28A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Гасан Абакарович Мустафаев
Абдулла Гасанович Мустафаев
Арслан Гасанович Мустафаев
Original Assignee
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кабардино-Балкарский государственный университет им. Х.М. Бербекова"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кабардино-Балкарский государственный университет им. Х.М. Бербекова" filed Critical федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кабардино-Балкарский государственный университет им. Х.М. Бербекова"
Priority to RU2014138225/28A priority Critical patent/RU2581418C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2581418C1 publication Critical patent/RU2581418C1/en

Links

Landscapes

  • Insulated Gate Type Field-Effect Transistor (AREA)
  • Thin Film Transistor (AREA)
  • Bipolar Transistors (AREA)

Abstract

FIELD: electricity.
SUBSTANCE: semiconductor device manufacturing method includes processes of doping, forming areas of source, drain and gate, at that the semiconductor device is formed by sequential application of a layer of p-type with thickness of 5 nm with doping concentration of 2·1011 cm-2, growth of silicone layer with thickness of 0.25 mcm and further cooling of antimony at temperature of 650°C and exposure during two minutes at temperature of 750°C in order to form a monolayer with concentration of antimony atoms of 2·1012 cm-2 and annealing at temperature of 750°C during 10 minutes.
EFFECT: semiconductor device manufacturing method by forming a doped layer of p-type serving as a barrier for electrons allows increase in production output of fit structures and improvement of their reliability.
1 tbl

Description

Изобретение относится к области технологии производства полупроводниковых приборов, в частности к технологии изготовления полевого транзистора с пониженными токами утечки.The invention relates to the field of production technology of semiconductor devices, in particular to the manufacturing technology of a field effect transistor with reduced leakage currents.

Известен способ изготовления полупроводникового прибора [Заявка 2128473 Япония, МКИ H01L 29/784] за счет применения конструкции полевого транзистора с уменьшенным влиянием паразитного биполярного транзистора исток/подложка/сток. Структура полевого транзистора отделяется от p-Si-подложки слоем с повышенной скоростью рекомбинации дырок, полученным имплантацией протонов. Канал полевого транзистора отделяется от n+-областей стока/истока заглубленными n+-карманами - ограничителями канала. В таких приборах из-за образования паразитных четырехслойных структур ухудшаются характеристики приборов.A known method of manufacturing a semiconductor device [Application 2128473 Japan, MKI H01L 29/784] through the use of the design of a field effect transistor with reduced influence of a spurious bipolar source / substrate / drain transistor. The structure of the field effect transistor is separated from the pS i substrate by a layer with an increased hole recombination rate obtained by proton implantation. The channel of the field-effect transistor is separated from the n + regions of the drain / source by buried n + pockets - channel limiters. In such devices, due to the formation of parasitic four-layer structures, the characteristics of the devices deteriorate.

Известен способ изготовления полупроводникового прибора [Пат. 5144394 США, МКИ H01L 29/06] с улучшенными электрическими характеристиками путем формирования контактных областей истоков и стоков МОП-ПТ на поверхности Si-подложек с использованием процессов ионного легирования и диффузии; pn-переходы на внутренних границах указанных областей являются границами канала МОП-ПТ. Для изоляции отдельных транзисторных структур используют слой толстого полевого окисла. Поверх контактных областей формируют тонкий слой окисла, его используют для изоляции тех частей активной структуры, положением которых определяется ширина канала МОП-ПТ.A known method of manufacturing a semiconductor device [US Pat. 5144394 USA, MKI H01L 29/06] with improved electrical characteristics by forming contact areas of the sources and sinks of MOSFETs on the surface of S i substrates using ion doping and diffusion processes; The pn junctions at the internal boundaries of these regions are the boundaries of the MOSFET channel. A layer of thick field oxide is used to isolate individual transistor structures. A thin oxide layer is formed over the contact regions; it is used to isolate those parts of the active structure whose position determines the width of the MOSFET channel.

Недостатками способа являются:The disadvantages of the method are:

- повышенные токи утечки;- increased leakage currents;

- низкая технологичность;- low manufacturability;

- высокая дефектность.- high defectiveness.

Задача, решаемая изобретением: снижение токов утечек, обеспечение технологичности, улучшение параметров прибора, повышение качества и увеличение процента выхода годных.The problem solved by the invention: reducing leakage currents, ensuring manufacturability, improving device parameters, improving quality and increasing yield.

Задача решается формированием легирующими атомами p-типа проводимости барьеров для электронов.The problem is solved by the formation of p-type doping atoms by the conductivity of barriers for electrons.

Технология способа состоит в следующем: на пластинах кремния последовательно выращивают: - нелегированный слой кремния, толщиною 0,3 мкм; - слой p-типа толщиной 5 нм с концентрацией примеси 2·1011 см-2; - нелегированный слой кремния толщиной 0,25 мкм; в последующем осаждают сурьму и при температуре 650°C на пластине образуется монослой. Затем пластины выдерживают в течение 2 мин при температуре 750°C. Это способствует в образовании поверхностной концентрации атомов сурьмы 2·1012 см-2. Затем проводится твердофазная эпитаксия аморфного слоя кремния при температуре 550°C в течение 5 мин. Для улучшения качества структур пластины отжигают при температуре 750°C в течение 10 мин. Низкий коэффициент сурьмы при температуре 750°C позволяет получить резкий профиль распределения атомов сурьмы в кремнии. Все введенные атомы сурьмы становятся электрически активными, т.е. концентрация атомов сурьмы равна концентрации электронов. Затем формируют области истока и стока ионным легированием фосфором с энергией E=30 кэВ и дозой 1·1015 см-2 с последующим отжигом при температуре 600°C в течение одного часа. Методом ПФХО при температуре 400°C выращивают подзатворный окисел толщиной 70 нм. В таких ПТ уменьшается ток утечки. Это обусловлено тем, что в ПТ легированный P слой является барьером для электронов. Затем формируют контакты к областям стока, истока, затвора прибора по стандартной технологии.The technology of the method consists in the following: on silicon wafers successively grown: - an undoped layer of silicon, 0.3 microns thick; - p-type layer with a thickness of 5 nm with an impurity concentration of 2 · 10 11 cm -2 ; - undoped silicon layer with a thickness of 0.25 microns; Antimony is subsequently precipitated and a monolayer forms on the plate at a temperature of 650 ° C. Then the plates are incubated for 2 min at a temperature of 750 ° C. This contributes to the formation of a surface concentration of antimony atoms of 2 · 10 12 cm -2 . Then, solid-phase epitaxy of the amorphous silicon layer is carried out at a temperature of 550 ° C for 5 min. To improve the quality of the structures, the plates are annealed at a temperature of 750 ° C for 10 min. The low antimony coefficient at a temperature of 750 ° C allows one to obtain a sharp distribution profile of antimony atoms in silicon. All introduced antimony atoms become electrically active, i.e. the concentration of antimony atoms is equal to the concentration of electrons. Then, source and drain areas are formed by ion doping with phosphorus with an energy of E = 30 keV and a dose of 1 · 10 15 cm -2 , followed by annealing at a temperature of 600 ° C for one hour. By the PFC method at a temperature of 400 ° C, a gate oxide 70 nm thick is grown. In such PTs, the leakage current is reduced. This is due to the fact that, in a PT, a doped P layer is a barrier for electrons. Then, contacts are formed to the areas of drain, source, and shutter of the device using standard technology.

По предлагаемому способу были изготовлены и исследованы полупроводниковые структуры. Результаты представлены в таблице.According to the proposed method, semiconductor structures were manufactured and investigated. The results are presented in the table.

Figure 00000001
Figure 00000001

Экспериментальные исследования показали, что выход годных приборов на партии пластин, сформированных в оптимальном режиме, увеличился на 15,2%.Experimental studies have shown that the yield of suitable devices on a batch of plates formed in the optimal mode increased by 15.2%.

Технический результат: снижение значения токов утечек, обеспечивающее технологичность, улучшение параметров, повышение качества и увеличение процента выхода годных.Effect: reducing the value of leakage currents, ensuring manufacturability, improving parameters, improving quality and increasing the percentage of yield.

Стабильность параметров во всем эксплуатационном интервале температур была нормальной и соответствовала требованиям.The stability of the parameters over the entire operating temperature range was normal and consistent with the requirements.

Предложенный способ изготовления полупроводникового прибора путем формирования легированного слоя p-типа, являющегося барьером для электронов, позволяет повысить процент выхода годных структур и улучшить их надежность.The proposed method for manufacturing a semiconductor device by forming a p-type doped layer, which is a barrier for electrons, allows to increase the yield of suitable structures and improve their reliability.

Claims (1)

Способ изготовления полупроводникового прибора, включающий процессы легирования, формирование областей истока, стока и затвора, отличающийся тем, что полупроводниковый прибор формируют последовательным нанесением слоя p-типа толщиной 5 нм с концентрацией примеси 2·1011 см-2, наращиванием слоя кремния толщиной 0,25 мкм и последующим осаждением сурьмы при температуре 650°C с выдержкой в течение двух минут при температуре 750°C для образования монослоя с концентрацией атомов сурьмы 2·1012 см-2 и отжигом при температуре 750°C в течение 10 минут. A method of manufacturing a semiconductor device, including doping processes, the formation of source, drain and gate regions, characterized in that the semiconductor device is formed by sequentially applying a p-type layer with a thickness of 5 nm with an impurity concentration of 2 · 10 11 cm -2 , building a layer of silicon with a thickness of 0, 25 μm and the subsequent deposition of antimony at a temperature of 650 ° C with exposure for two minutes at a temperature of 750 ° C to form a monolayer with a concentration of antimony atoms of 2 · 10 12 cm -2 and annealing at a temperature of 750 ° C for 10 minutes.
RU2014138225/28A 2014-09-22 2014-09-22 Manufacturing method of semiconductor device RU2581418C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014138225/28A RU2581418C1 (en) 2014-09-22 2014-09-22 Manufacturing method of semiconductor device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014138225/28A RU2581418C1 (en) 2014-09-22 2014-09-22 Manufacturing method of semiconductor device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2581418C1 true RU2581418C1 (en) 2016-04-20

Family

ID=56194806

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2014138225/28A RU2581418C1 (en) 2014-09-22 2014-09-22 Manufacturing method of semiconductor device

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2581418C1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01238065A (en) * 1988-03-17 1989-09-22 Mitsubishi Electric Corp Manufacture of field effect transistor
JPH0411767A (en) * 1990-05-01 1992-01-16 Hitachi Ltd Semiconductor device and manufacture thereof
US5144394A (en) * 1989-09-01 1992-09-01 Hitachi, Ltd. Semiconductor device and method for fabricating same
RU2013101261A (en) * 2013-01-10 2014-07-20 Федеральное Государственное Бюджетное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Дагестанский Государственный Технический Университет" (Дгту) METHOD FOR MANUFACTURING SELF-COMBINED BSIT

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01238065A (en) * 1988-03-17 1989-09-22 Mitsubishi Electric Corp Manufacture of field effect transistor
US5144394A (en) * 1989-09-01 1992-09-01 Hitachi, Ltd. Semiconductor device and method for fabricating same
JPH0411767A (en) * 1990-05-01 1992-01-16 Hitachi Ltd Semiconductor device and manufacture thereof
RU2013101261A (en) * 2013-01-10 2014-07-20 Федеральное Государственное Бюджетное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Дагестанский Государственный Технический Университет" (Дгту) METHOD FOR MANUFACTURING SELF-COMBINED BSIT

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN100533769C (en) Semiconductor device and method of manufacturing the same
JP6344718B2 (en) Crystal laminated structure and semiconductor device
US9887125B2 (en) Method of manufacturing a semiconductor device comprising field stop zone
TW201409699A (en) LDMOS with accumulation enhancement implant and method of producing thereof
US20130037878A1 (en) Vdmos device and method for fabricating the same
US20220285501A1 (en) Silicon carbide semiconductor device and method of manufacturing silicon carbide semiconductor device
WO2016026422A1 (en) Ldmos device and manufacturing method thereof
TW201401518A (en) MOSFET element and method for manufacturing MOSFET element
US8686500B2 (en) Double diffused metal oxide semiconductor device and manufacturing method thereof
US10177219B2 (en) Semiconductor device and method of manufacturing semiconductor device
US9012980B1 (en) Method of manufacturing a semiconductor device including proton irradiation and semiconductor device including charge compensation structure
US9231101B2 (en) Semiconductor device and method of manufacturing the same
RU2581418C1 (en) Manufacturing method of semiconductor device
RU2596861C1 (en) Method of making semiconductor device
WO2023082657A1 (en) Method for preparing sic mosfet device
RU2688851C1 (en) Semiconductor device manufacturing method
RU2633799C1 (en) Method of manufacturing semiconductor device
RU2523060C2 (en) Method of making microwave field-effect transistor
US20180019130A1 (en) Method for manufacturing semiconductor device
RU2586444C1 (en) Method of making semiconductor device
TW201246395A (en) Semiconductor device and manufacturing method thereof
RU2428764C1 (en) Manufacturing method of semiconductor device
RU2431904C2 (en) Method for manufacturing of semiconductor device
RU2626292C1 (en) Method of semiconductor device manufacturing
RU2709603C1 (en) Semiconductor device manufacturing method

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20170923