RU2770173C1 - Способ формирования оксинитрида кремния - Google Patents
Способ формирования оксинитрида кремния Download PDFInfo
- Publication number
- RU2770173C1 RU2770173C1 RU2021122305A RU2021122305A RU2770173C1 RU 2770173 C1 RU2770173 C1 RU 2770173C1 RU 2021122305 A RU2021122305 A RU 2021122305A RU 2021122305 A RU2021122305 A RU 2021122305A RU 2770173 C1 RU2770173 C1 RU 2770173C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- silicon oxynitride
- field
- temperature
- ions
- effect transistor
- Prior art date
Links
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 18
- 239000010703 silicon Substances 0.000 title claims abstract description 18
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 18
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 10
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 title description 5
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims abstract description 12
- 235000012431 wafers Nutrition 0.000 claims abstract description 6
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- 230000005669 field effect Effects 0.000 claims abstract description 5
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 5
- 238000010884 ion-beam technique Methods 0.000 claims abstract description 5
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 claims abstract description 5
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N nitrogen Substances N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- -1 nitrogen ions Chemical class 0.000 claims abstract description 5
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims abstract description 5
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 claims abstract description 3
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 3
- 230000007547 defect Effects 0.000 abstract description 7
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 4
- 239000012212 insulator Substances 0.000 abstract description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N Silane Chemical group [SiH4] BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 238000005468 ion implantation Methods 0.000 description 1
- 238000005121 nitriding Methods 0.000 description 1
- QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N nitrogen group Chemical group [N] QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000077 silane Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/26—Bombardment with radiation
- H01L21/263—Bombardment with radiation with high-energy radiation
- H01L21/265—Bombardment with radiation with high-energy radiation producing ion implantation
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
- H01L21/324—Thermal treatment for modifying the properties of semiconductor bodies, e.g. annealing, sintering
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- High Energy & Nuclear Physics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Toxicology (AREA)
- Insulated Gate Type Field-Effect Transistor (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области технологии производства полупроводниковых приборов. Способ формирования полевого транзистора согласно изобретению включает процессы создания защитного изолирующего слоя оксинитрида кремния на полупроводниковой подложке, активных областей полевого транзистора и электродов к ним, при этом слой оксинитрида кремния формируют бомбардировкой пластин кремния р-типа при комнатной температуре ионами азота N+2и кислорода O+2с общей дозой ионов 1.1017-1.1018см-2, энергией 30 кэВ, при плотности тока ионного пучка 10-15 мкА/см2с последующей термообработкой в вакууме сначала при температуре 550°С в течение 2 ч 15 мин, а затем при температуре 900°С в течение 15 мин. Изобретение обеспечивает повышение устойчивости приборов к воздействию горячих носителей за счет использования в качестве подзатворных изоляторов более устойчивого к дефектообразованию материала - оксинитрида кремния. 1 табл.
Description
Изобретение относится к области технологии производства полупроводниковых приборов, в частности к технологии изготовления оксинитрида кремния устойчивого к дефектообразованию и воздействию горячих носителей.
Известен способ изготовления полупроводникового прибора [Патент США 5369297, МКИ H01L 29/78] путем создания окисла кремния и азотированного оксидного слоя в качестве подзатворного диэлектрика. В полевых транзисторах с целью расширения диапазона рабочих токов участок подзатворного слоя диоксида кремния, ближайший к стоку, подвергается азотированию. В таких приборах из-зане технологичности формирования азотированного оксидного слоя образуется большое количество дефектов, которые ухудшают электрические параметры приборов.
Известен способ изготовления полупроводникового прибора [Патент США 5362686, МКИ H01L 21/02] с защитным изолирующим слоем оксинитрида кремния на полупроводниковой подложке после выполнения разводки межсоединения, используя метод осаждения из паровой фазы силана и азотосодержащего газа.
Недостатками этого способа являются:
- высокая дефектность
- низкая технологичность
- высокие значения токов утечек.
Задача решаемая изобретением - снижение дефектности и повышения устойчивости к воздействию горячих носителей, обеспечение технологичности, улучшение параметров приборов, повышение качества и увеличение процента выхода годных.
Задача решается формированием пленки оксинитрида кремния бомбардировкой пластин кремния р-типа при комнатной температуре ионами азота N+ 2 и кислорода О+ 2, с общей дозой ионов 1.1017-1.1018см-2, энергией 30кэВ, при плотности тока ионного пучка 10-15мкА/см2, с последующей термообработкой в вакууме сначала при температуре 550°С в течение 2час 15мин, а затем при температуре 900°С в течение 15мин.
Технология способа состоит в следующем: на кремниевой пластине р-типа проводимости формируют пленки оксинитрида кремния методом ионной имплантации, бомбардировкой пластин кремния при комнатной температуре ионами азота N+ 2 и кислорода О+ 2, с общей дозой ионов 1.1017-1.1018см-2, энергией 30кэВ, при плотности тока ионного пучка 10-15мкА/см2, с последующей термообработкой в вакууме сначала при температуре 550°С в течение 2час 15мин, а затем при температуре 900°С в течение 15мин. Использование в качестве подзатворных изоляторов более устойчивого к дефектообразованию материалов-оксинитрида кремния-приводит к тому, что вероятность дефектообразования уменьшается и обеспечивает повышения устойчивости приборов к воздействию горячих носителей. Активные области полупроводникового прибора и электроды к ним изготовлены по стандартной технологии.
По предлагаемому способу были изготовлены и исследованы полупроводниковые приборы. Результаты обработки представлены в таблице.
| Параметры полупроводникового прибора, изготовленного по стандартной технологии | Параметры полупроводникового прибора, изготовленного по предлагаемой технологии | |||
| № | плотность дефектов, см-2 | токи утечки, 1011,А, |
плотность дефектов, см-2 | токи утечки, 1011,А, |
| 1 | 7,5 | 5,1 | 0,9 | 0,3 |
| 2 | 8,1 | 7.3 | 0,8 | 0,7 |
| 3 | 6,6 | 7,7 | 0,7 | 0,5 |
| 4 | 8,4 | 8,4 | 0,85 | 0,4 |
| 5 | 7,4 | 8,5 | 0,81 | 0,8 |
| 6 | 6,8 | 5,5 | 0,73 | 0,6 |
| 7 | 8,2 | 8,4 | 0,94 | 0,7 |
| 8 | 7,1 | 7,1 | 0,86 | 0,6 |
| 9 | 8,5 | 6,5 | 0,7 | 0,52 |
| 10 | 7,6 | 7,6 | 0,64 | 0,6 |
| 11 | 6,3 | 7,2 | 0,62 | 0,4 |
| 12 | 6,4 | 6,3 | 0,9 | 0,5 |
| 13 | 6,5 | 6,1 | 0,7 | 0,8 |
Экспериментальные исследования показали, что выход годных структур на партии пластин, сформированных в оптимальном режиме, увеличился на 18,7%.
Стабильность параметров во всем эксплуатационном интервале температур была нормальной и соответствовала требованиям.
Предложенный способ формирования оксинитрида кремния бомбардировкой пластин кремния р-типа при комнатной температуре ионами азота N+ 2 и кислорода О+ 2 с общей дозой ионов 1.1017-1.1018см-2, энергией 30кэВ, при плотности тока ионного пучка 10-15мкА/см2, с последующей термообработкой в вакууме сначала при температуре 550°С в течение 2час 15мин, а затем при температуре 900°С в течение 15мин позволяет, повысить процент выхода годных приборов, и улучшит их надёжность.
Технический результат: снижение дефектности и повышения устойчивости к воздействию горячих носителей, обеспечение технологичности, улучшение параметров приборов, повышение качества и увеличения процента выхода годных.
Claims (1)
- Способ формирования полевого транзистора, включающий процессы создания защитного изолирующего слоя оксинитрида кремния на полупроводниковой подложке, активных областей полевого транзистора и электродов к ним, отличающийся тем, что слой оксинитрида кремния формируют бомбардировкой пластин кремния р-типа при комнатной температуре ионами азота N+ 2 и кислорода O+ 2 с общей дозой ионов 1.1017-1.1018 см-2, энергией 30 кэВ, при плотности тока ионного пучка 10-15 мкА/см2 с последующей термообработкой в вакууме сначала при температуре 550°С в течение 2 ч 15 мин, а затем при температуре 900°С в течение 15 мин.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2021122305A RU2770173C1 (ru) | 2021-07-27 | 2021-07-27 | Способ формирования оксинитрида кремния |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2021122305A RU2770173C1 (ru) | 2021-07-27 | 2021-07-27 | Способ формирования оксинитрида кремния |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2770173C1 true RU2770173C1 (ru) | 2022-04-14 |
Family
ID=81212554
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2021122305A RU2770173C1 (ru) | 2021-07-27 | 2021-07-27 | Способ формирования оксинитрида кремния |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2770173C1 (ru) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5362686A (en) * | 1990-06-05 | 1994-11-08 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Manufacturing method for protective silicon oxynitride film |
| CN101232026A (zh) * | 2007-12-28 | 2008-07-30 | 上海新傲科技有限公司 | 半导体衬底、制备技术及在先进三维电子封装中的应用 |
| JP2010027731A (ja) * | 2008-07-16 | 2010-02-04 | Sumco Corp | Ｓｉｍｏｘウェーハの製造方法及びｓｉｍｏｘウェーハ |
| RU2596861C1 (ru) * | 2015-02-13 | 2016-09-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кабардино-Балкарский государственный университет им. Х.М. Бербекова" (КБГУ) | Способ изготовления полупроводникового прибора |
| WO2016179025A1 (en) * | 2015-05-01 | 2016-11-10 | The Regents Of The University Of California | Enhanced patterning of integrated circuit layer by tilted ion implantation |
-
2021
- 2021-07-27 RU RU2021122305A patent/RU2770173C1/ru active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5362686A (en) * | 1990-06-05 | 1994-11-08 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Manufacturing method for protective silicon oxynitride film |
| CN101232026A (zh) * | 2007-12-28 | 2008-07-30 | 上海新傲科技有限公司 | 半导体衬底、制备技术及在先进三维电子封装中的应用 |
| JP2010027731A (ja) * | 2008-07-16 | 2010-02-04 | Sumco Corp | Ｓｉｍｏｘウェーハの製造方法及びｓｉｍｏｘウェーハ |
| RU2596861C1 (ru) * | 2015-02-13 | 2016-09-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кабардино-Балкарский государственный университет им. Х.М. Бербекова" (КБГУ) | Способ изготовления полупроводникового прибора |
| WO2016179025A1 (en) * | 2015-05-01 | 2016-11-10 | The Regents Of The University Of California | Enhanced patterning of integrated circuit layer by tilted ion implantation |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7053006B2 (en) | Methods of fabricating oxide layers by plasma nitridation and oxidation | |
| KR19980069833A (ko) | 반도체 장치 및 그 제조방법 | |
| US5219773A (en) | Method of making reoxidized nitrided oxide MOSFETs | |
| KR100702006B1 (ko) | 개선된 캐리어 이동도를 갖는 반도체 소자의 제조방법 | |
| RU2770173C1 (ru) | Способ формирования оксинитрида кремния | |
| RU2734094C1 (ru) | Способ изготовления полупроводникового прибора | |
| RU2674413C1 (ru) | Способ изготовления полупроводникового прибора | |
| RU2688851C1 (ru) | Способ изготовления полупроводникового прибора | |
| RU2522930C2 (ru) | Способ изготовления тонкопленочного транзистора | |
| RU2747421C1 (ru) | Способ формирования оксинитрида кремния | |
| RU2476955C2 (ru) | Способ формирования легированных областей полупроводникового прибора | |
| RU2787299C1 (ru) | Способ формирования полевых транзисторов | |
| RU2748335C1 (ru) | Способ изготовления мелкозалегающих переходов | |
| RU2752125C1 (ru) | Способ изготовления полупроводникового прибора | |
| RU2596861C1 (ru) | Способ изготовления полупроводникового прибора | |
| RU2723981C1 (ru) | Способ изготовления полупроводникового прибора | |
| RU2428764C1 (ru) | Способ изготовления полупроводникового прибора | |
| RU2688864C1 (ru) | Способ изготовления полупроводникового прибора | |
| RU2688874C1 (ru) | Способ изготовления полупроводникового прибора | |
| RU2757539C1 (ru) | Способ изготовления мелкозалегающих переходов | |
| RU2431904C2 (ru) | Способ изготовления полупроводникового прибора | |
| RU2748455C1 (ru) | Способ изготовления полупроводникового прибора | |
| RU2709603C1 (ru) | Способ изготовления полупроводникового прибора | |
| RU2770135C1 (ru) | Способ изготовления полупроводникового прибора | |
| RU2804604C1 (ru) | Способ изготовления полупроводникового прибора |