Способ диффузии в кремниевые полупроводниковые приборы и интегральные микросхемы

Способ диффузии в кремниевые полупроводниковые приборы и интегральные микросхемы

Реферат

 

Изобретение относится к полупроводниковой технике, в частности к способам изготовления кремниевых полупроводниковых приборов и интегральных микросхем с улучшенными электрофизическими характеристиками за счет пониженной концентрации генерационно-рекомбинационных центров. Цель изобретения - улучшение электрофизических параметров за счет снижения концентрации генерационно-рекомбинационных центров. В способе диффузии в полупроводниковые приборы и интегральные микросхемы, включающем диффузию фосфора с последующим отжигом, отжиг проводят с понижением температуры от температуры диффузии до 650°С, причем градиент температуры лежит в пределах 2 - 4 град/мин. Данный способ позволяет получить в 2 раза меньший ток утечки диода и время жизни неосновных носителей 2000 - 3000 мкс. 1 табл.

Изобретение относится к полупроводниковой технике, в частности к способам изготовления кремниевых полупроводниковых приборов и интегральных микросхем с улучшенными электрофизическими характеристиками за счет пониженной концентрации генерационно-рекомбинационных центров. Цель изобретения - улучшение электрофизических параметров за счет снижения концентрации генерационно-рекомбинационных центров. Скорость охлаждения ограничивается, с одной стороны, падением эффективности геттерирования вследствие того, что атомы, например, золота, не могут успевать перераспределяться в обратную сторону пластины при высоких скоростях охлаждения, а с другой стороны, ненужным увеличением длительности процесса, так как дальнейшее улучшение генерационно-рекомбинационных параметров при уменьшении скорости охлаждения менее 2 град/мин не наблюдается. Нижняя температурная граница объясняется тем, что при охлаждении приборов ниже этой температуры дальнейшего улучшения электрофизических параметров не наблюдается. П р и м е р. Способ изготовления кремниевых полупроводниковых приборов и интегральных микросхем, включающий диффузию фосфора и отжиг, опробуется на серийно выпускаемых приборах с зарядовой связью К1200ЦМ1 и К1200ЦМ12. Конкретно, для данных приборов выбирается следующий режим: диффузия фосфора из жидкого источника РОCl₃, поддерживаемого при температуре 30 2^оС, в течение 10 мин с последующим медленным охлаждением в инертной среде со скоростью 3,5 град/мин. Измерения, проведенные на опытных партиях, показывают возможность получения времени жизни неосновных носителей зарядa до 2000-3000 мкс и возможность спекания темнового тока в 3-4 раза по сравнению с прототипом. Неэффективность переноса на опытных приборах с зарядовой связью с поверхностным каналом на порядок лучше, чем на сделанных по прототипу, составляет 2-510^-5. Лучшие значения темнового тока, полученные на приборах К1200ЦМ1, благодаря данному способу изготовления, составляет 50-70 пА/см², что выше мирового уровня для ПЗС с поверхностным каналом, а уровень шумов снизился приблизительно в 4 раза по сравнению с образцами, сделанными как предлагается в прототипе, и составляет 70 электронов. На опытных партиях динамический диапазон при времени накопления 1 с составил 20000. Отдельные приборы могут работать при временных накоплениях до 10 с при комнатной температуре, при этом темновой ток не превышает 3-4% от сигнала насыщения, что невозможно было достигнуть на сделанных по прототипу партиях приборов, для которых при временах накопления 1-2 с темновой ток составляет 80-100% от сигнала насыщения. Количество светящихся точек на экране изображения, вызванных всплесками темнового тока, сведено к нулю, тогда как на серийных приборах их количество колебалось от 10 до 100 и иногда даже более. По сравнению с прототипом время жизни неосновных носителей заряда, полученное с помощью предлагаемого способа, на порядок лучше, а значение тока утечки p-n-перехода лучшее более, чем в 2 раза. В таблице приведены результаты экспериментов по диффузии фосфора при различных температурах и различных скоростях охлаждения.

Формула изобретения

СПОСОБ ДИФФУЗИИ В КРЕМНИЕВЫЕ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ ПРИБОРЫ И ИНТЕГРАЛЬНЫЕ МИКРОСХЕМЫ, включающий диффузию фосфора с последующим отжигом при понижении температуры до 650^oС, отличающийся тем, что, с целью улучшения электрофизических параметров за счет снижения концентрации генерационно-рекомбинационных центров, отжиг проводят при понижении температуры от температуры диффузии со скоростью 2 - 4 град/мин.