способ изготовления полупроводникового прибора

Формула изобретения

Способ изготовления полупроводникового прибора, включающий полупроводниковую пластину кремния, процессы легирования, формирования активных областей прибора, отличающийся тем, что после формирования областей истока и стока проводят двойную имплантацию ионов As и В в область канала сфокусированными пучками ионов бора дозой 6·10¹²-6·10¹³ см^-2 с энергией 20 кэВ и ионов As с энергией 100 кэВ дозой (1-2)·10 ¹² см^-2 с последующим отжигом при температуре 900-1000°С в течение 5-15 с.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области технологии производства полупроводниковых приборов, в частности к технологии изготовления полевых транзисторов с пониженным значением порогового напряжения.

Известен способ изготовления полупроводникового прибора [Пат. 5302846 США, МКИ H01L 29/46] путем расположения структуры транзистора в диффузионном кармане, ограниченном участками полевого окисла, а электрод затвора с боковой пристеночной изоляцией заглублен внутрь кармана, области стока - истока располагаются вблизи поверхности кармана и при этом канал вытянут вдоль одной из боковых поверхностей электрода затвора. В таких полупроводниковых приборах ухудшаются характеристики транзисторов.

Известен способ изготовления полупроводникового прибора [Пат. 5108944 США, МКИ H01L 21/265] путем создания эпитаксиального слоя n-типа проводимости на поверхности подложки кремниевых пластин p-типа проводимости, в котором последующим легированием формируют изолирующие области и карманы для создания транзисторных структур, электроды затвора создают применяя технологию самосовмещения, а поликремниевые затворы полевого транзистора имеют тот же тип проводимости, что и области их стоков.

Недостатками способа являются:

- низкая технологическая воспроизводимость;

- низкое напряжение пробоя;

- ухудшение электрических параметров приборов.

Задача, решаемая изобретением: снижение значений пороговых напряжений полупроводниковых приборов, обеспечивающее технологичность, улучшение параметров приборов, повышение качества и увеличение процента выхода годных.

Задача решается путем двойной имплантации ионов As и В в область канала сфокусированными пучками ионов с последующим отжигом структуры при температуре 900-1000°С в течение 5-15 сек.

Технология способа состоит в следующем. На поверхности кремниевой подложки p-типа проводимости формируют области, покрытые слоями окисла. Затем легированием подложки ионами фосфора с дозой 2·10¹³ см ^-2 сквозь слой тонкого окисла создают области истока и стока. Далее в слое окисла вытравливают окна и проводят двойную имплантацию ионов As и В в область канала сфокусированными пучками ионов. Имплантацию ионов бора проводят дозой 6·10¹² -6·10¹³ см^-2 с энергией 20 кэВ посередине канала, а имплантацию ионов As с энергией 100 кэВ проводят через подзатворный окисел при дозе (1-2)·10¹² см ^-2 по краям канала, т.е. поблизости областей истока и стока. Затем проводят отжиг при температуре 900-1000°С в течение 5-15 сек. Поверх тонкого слоя окисла между стоком и истоком формируют поликремниевый затвор легированный фосфором. После по стандартной технологии создают контакты и формируют алюминиевые проводники. По предлагаемому способу были изготовлены полупроводниковые приборы. Результаты обработки представлены в таблице.

Параметры п/п приборов, изготовленных по стандартной технологии		Параметры п/п приборов, изготовленных по предлагаемой технологии
Пороговое напряжение, В	Напряжение пробоя, В	Пороговое напряжение, В	Напряжение пробоя, В
0,87	9,8	0,4	19,5
0,63	10,0	0,35	19,9
0,71	8,6	0,37	17,2
0,68	9,2	0,36	18,1
0,75	9,4	0,41	18,9
0,84	8,9	0,4	19,1
0,65	9,7	0,34	20,0
0,77	8,2	0,38	16,1
0,82	8,9	0,4	17,9
0,67	9,3	0,39	18,2
0,79	9,2	0,37	17,8
0,86	8,5	0,41	17,5
0,68	8,1	0,34	16,0
0,73	9,0	0,36	17,8

Экспериментальные исследования показали, что выход годных полупроводниковых приборов на партии приборов, сформированных в оптимальном режиме, увеличился на 24,6%.

Технический результат: снижение значений пороговых напряжений, обеспечение технологичности, улучшение параметров, повышение надежности и увеличения процента выхода годных приборов.

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

Предложенный способ изготовления полупроводникового прибора путем двойной имплантации ионов As и В в область канала сфокусированными пучками ионов бора с энергией 20 кэВ дозой 6·10 ¹²-6·10¹³ см^-2 и ионов As с энергией 100 кэВ дозой (1-2)·10¹² см^-2 с последующим отжигом при температуре 900-1000°С в течение 5-15 сек позволяет повысить процент выхода годных приборов и улучшить их надежность.