способ изготовления полупроводникового прибора

Формула изобретения

Способ изготовления полупроводникового прибора со структурой кремний-на- изоляторе, включающий изолирующую подложку, эпитаксиальное выращивание кремниевой полупроводниковой пленки, в которой создают транзисторные структуры, отличающийся тем, что на поверхности изолирующей подложки под слоем кремниевой полупроводниковой пленки создают слой двуокиси кремния со скоростью осаждения 0,02 мкм/мин, толщиной 0,2-0,4 мкм при температуре подложки 700-1080°С.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области технологии производства полупроводниковых приборов, в частности к технологии изготовления транзисторов со структурой кремний- на- изоляторе.

Известен способ изготовления полупроводникового прибора [1] путем формирования тонкой кремниевой полупроводниковой пленки на поверхности изолирующей подложки. В таких полупроводниковых приборах из-за рассогласования кристаллических решеток кремния и сапфира образуются дефекты, которые снижают подвижность носителей в полупроводниковом слое и ухудшают электрические характеристики полупроводниковых приборов.

Известен способ изготовления полупроводникового прибора с применением многоступенчатого процесса эпитаксиального выращивания пленок кремния на поверхности изолирующей подложки [2]. На первом этапе осаждают тонкий слой кремния, затем проводят рекристаллизацию кремния, а на заключительном этапе толщину эпитаксиальной пленки доводят до заданной величины.

Недостатками этого способа являются:

- плохая технологическая воспроизводимость;

- генерация дополнительных акцепторных примесей;

- появление избыточных токов утечки.

Целью изобретения является снижение токов утечки в полупроводниковых приборах, обеспечение технологичности, улучшение параметров, повышение надежности и увеличение процента выхода годных.

Поставленная цель достигается тем, что в процессе производства полупроводниковых приборов на поверхности изолирующей подложки до процесса эпитаксиального выращивания кремниевой полупроводниковой пленки формируют слой двуокиси кремния толщиной 0,2÷0,4 мкм при температуре подложки 700÷1080°С и скоростью осаждения 0,02 мкм/мин.

При формировании слоя двуокиси кремния на поверхности изолирующей подложки на границах раздела кремниевая полупроводниковая пленка - изолирующая подложка происходит снижение плотности структурных дефектов и дефектности в системе диэлектрик - полупроводник из-за схожести кристаллических решеток кремния и двуокиси кремния, обуславливая улучшение параметров полупроводниковых приборов.

Отличительными признаками способа являются формирование слоя двуокиси кремния на изолирующей подложке и температурный режим процесса.

Технология способа состоит в следующем: на исходной изолирующей подложке формируют слой двуокиси кремния со скоростью осаждения 0,02 мкм/мин, толщиной 0,2÷0,4 мкм при температуре подложки 700÷1080°С, затем эпитаксиально выращивают кремниевую полупроводниковую пленку толщиной 0,3÷0,5 мкм, в которой создают транзисторные структуры по стандартной технологии.

По предлагаемому способу были изготовлены и исследованы полупроводниковые приборы.

Результаты измерений параметров полупроводниковых приборов представлены в таблице.

Экспериментальные исследования показали, что выход годных полупроводниковых приборов, на партии сформированных в оптимальном режиме, увеличился на 25%.

Из анализа полученных данных следует, что способ позволяет, используя разработанную технологию, включающую формирование слоя двуокиси кремния со скоростью осаждения 0,02 мкм/мин, толщиной 0,2÷0,4 мкм при температуре подложки 700÷1080°С на поверхности изолирующей подложки:

- улучшить параметры полупроводниковых приборов;

- уменьшить плотность дефектов;

- снизить токи утечки;

- повысить подвижность носителей заряда;

- обеспечить технологичность;

- увеличить процент выхода годных приборов.

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

Предложенный способ изготовления полупроводникового прибора путем формирования слоя двуокиси кремния со скоростью осаждения 0,02 мкм/мин, толщиной 0,2÷0,4 мкм при температуре подложки 700÷1080°С на поверхности изолирующей подложки позволяет повысить процент выхода годных и повысить надежность.

Источники информации

1. Заявка 1291445, Япония.

2. Structural characterization of low-defect-density Silicon on Sapphire. Carey K.W., Ponce F.A., Amano J., Aranovich J. "J.Appl. Phys.", 1983, 54, №8, p.4414.