Способ изготовления диэлектрической изоляции

Способ изготовления диэлектрической изоляции

Реферат

Изобретение относится к области технологии производства полупроводниковых приборов, в частности к технологии изготовления диэлектрической изоляции с низкими токами утечек.

Известен способ изготовления диэлектрической изоляции [патент №4983537 США, МКИ H01L 21/76] скрытым слоем SiO₂, заполняющим протравленную в кремниевую Si подложку канавку, позволяющий исключить образование паразитного проводящего канала у боковых стенок в Si и снизить напряженность электрического поля и тока утечки. В кремниевой Si подложке формируется канавка, внутренняя поверхность канавки термически окисляется, после чего проводится ПФХО слоя SiO₂, заполняющего объем канавки, который выступает в качестве скрытого защитного изолирующего слоя.

Структуры, изготовленные по такой технологии, из-за низкой технологичности имеют высокую дефектность, которая ухудшает параметры приборов.

Известен способ формирования изоляции в полупроводниковом приборе [патент №5059550 США, МКИ H01L 21/76] с изолирующей канавкой. В кремниевой Si подложке вытравливается канавка, затем на подложке формируется трехслойная изолирующая пленка, состоящая из последовательно нанесенных слоев термического окисла, нитрида кремния Si₃N₄ и осажденного методом ПФХО слоя SiO₂. Проводится заполнение канавки осажденным поликремнием с его последующим удалением с внешней стороны канавки. Методом ПФХО осаждается слой SiO₂, и формируются боковые стенки канавки.

Недостатками этого способа являются:

- повышенные значения токов утечек;

- низкая технологичность;

- высокая дефектность.

Задача, решаемая изобретением: снижение токов утечек, обеспечение технологичности, улучшение параметров приборов, повышение качества и увеличение процента выхода годных.

Задача решается тем, что на кремниевой подложке после формирования изолирующей пленки, состоящей из последовательно нанесенных слоев термического окисла, нитрида кремния Si₃N₄, структура легируется ионами кислорода с энергией 50 кэВ, дозой 1*10¹⁶ см^-2 и проводят термический отжиг при температуре 970°C в течение 1 часа в атмосфере азота.

Технология способа состоит в следующем: на кремниевой подложке вытравливается канавка, затем на подложке формируется изолирующая пленка, состоящая из последовательно нанесенных слоев термического окисла, нитрида кремния Si₃N₄, и проводится легирование составного слоя ионами кислорода с энергией 50 кэВ, дозой 1*10¹⁶ см^-2 с последующим термическим отжигом при температуре 970°C в течение 1 часа в атмосфере азота.

По предлагаемому способу были изготовлены и исследованы полупроводниковые приборы, см. табл.

Экспериментальные исследования показали, что выход годных полупроводниковых приборов на партии пластин, сформированных в оптимальном режиме, увеличился на 17,9%.

Технический результат: снижение токов утечек в полупроводниковых структурах, обеспечение технологичности, улучшение параметров, повышение качества и увеличение процента выхода годных.

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

Предложенный способ изготовления диэлектрической изоляции путем формирования из последовательно нанесенных слоев термического окисла, нитрида кремния Si₃N₄; с последующим легированием ионами кислорода с энергией 50 кэВ, дозой 1*10¹⁶ см^-2 и термическим отжигом при температуре 970°C в течение 1 часа в атмосфере азота позволяет повысить процент выхода годных приборов, улучшить их качество и надежность.

Способ изготовления диэлектрической изоляции, включающий кремниевую подложку, процессы формирования термического окисла, нитрида кремния, отличающийся тем, что после формирования составного слоя SiO₂-Si₃N₄ проводят легирование структуры ионами кислорода дозой 1*10¹⁶ см^-2, энергией 50 кэВ с последующим термическим отжигом при температуре 970°С в течение 60 минут в атмосфере азота.