Способ изготовления полупроводниковых приборов с полевым эффектом

Способ изготовления полупроводниковых приборов с полевым эффектом

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ПРИБОРОВ С ПОЛЕВЬМ ЭФФЕКТОМ ,, включающий операции создания областей .стока и истока и подзатворного диэлектрика, путем получения на поверхности полупроводника пленки двуокиси кремния и стаб.илизации ее слоем фосфорсиликатного стекла, создания затвора .и контактных площадок, отлич.ающийс я тем, что, с целью повышения выхода годных, пленку фосфорсиликатного стекла получают путем ионного синтеза, заключающегося в имплантации в двуокись кремния ионов фосфора и последующем отжиге в-окислительной атмосфере, при этом энергия ионов фосфора составляет 35-65 кэБ, доза

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (192 01) Ц11 Н 01 L 21/18

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВРДЕ П=ЛЬСТВУ

ЬИЬл!ь;с ам. (21) 2902519/18-25 (22) 02.04.80 (46), 30 .05 .84 . Бюл . Р 20 (72) В.З. Петрова, П.Е. Кандыба, и 3.В. Панова (53) 62 1.382(088 .8) (56) 1. Патент Японии Р 44-17058, кл. 99(5) С 23, опублик, 1969.

2. Патент. Японии У 46-10458, кл, 99 (5) Е 3, опублик. 1971 (прототип) . (54) (57) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ПРИБОРОВ С ПОЛЕВЫМ ЭФФЕКТОМ,. включающий операции создания областей стока и истока и подзатворного диэлектрика, путем получения на поверхности полупроводника пленки двуокиси кремния и стабилизации ее слоем фосфорсиликатного стекла, создания затвора .и контактных площадок, отличающийся тем, что, с целью повышения выхода годных, пленку фосфорсиликатного стекла получают путем ионного синтеза, заключающегося в имплантации в двуокись кремния ионов фосфора и последующем отжиге в-окислительной атмосфере, при этом энергия ионов фосфора составляет 35-65 кэВ, доза (1 — 2) 10 ион/см, температуГ7 ра отжига 850-1050 С.

1 862742 2

Изобретение относится к полупровод- операций, что приводит к низкому .никовой технологии, в частности к выходу годных приборов. способам изготовления полевых ИДП- Целью изобретения является повытранзисторов и приборов с зарядовой связью),.

Известный способ изготовления полевых ИДП-транзисторов включает создание на поверхности пластины кремния слоя маскирующего окисла в реэуль- что по способу изготовления полупротате термического окисления, удаление с помощью фотолитографии окисла над будущими областями истока и стока, образование диффузионных областей истока и стока, удаление слоя двуокиси кремния в области затвора и создание на поверхности кремния двуслойного претзатворного диэлектрика. В вора и контактных площадок, пленку результате термообработки в окислительной атмосфере получают пленку двуокиси кремния, затем при добавлении в окислительную атмосферу паров

P0Cl или другого соединения фосфора получают слой фосфорсиликатного стекла (ФСС), после чего проводится фотолитография и формирование затвора, а также омических контактов к истоку и .стоку 11.

Использование.в качестве подзатворного диэлектрика двухслойной сис-! темы двуокись кремния - ФСС позволя- ЗО ет предотвратить миграцию щелочных . ионов, повышая стабильность структуры при термополевых воздействиях. шение выхода годных при изготовлении полупроводниковых приборов с поле вым эффектом, имеющих изолированный затвор.

Поставленная цель достигается тем, областей стока и истока и создания подзатворного диэлектрика, путем получения на поверхности полупроводника пленки двуокиси кремния и стабилизации ее слоев ФСС, создания эатФСС получают путем ионного синтеза, заключающегося в имплантации в двуокись кремния ионов фосфора и последующем отжиге в окислительной атмосфере, при этом энергия ионов фосфора составляет 35-65 кэВ, доза (1.-2) ° 10 ион/см, температура от-, жига 850-1050 С.

В результате сокращения числа критических операций путем исключения операции нанесения третьего слоя при создании трехслойного подзатворного диэлектрика повышается выход годных полупроводниковых приборов с нолевым эффектом, имеющих изолированный затвор.

Последовательность формирования для создания областей истока и сто ка. Маскирующий слой удаляют и gpo. водят термообработку с целью активации внедренной примеси и ее разгон

Однако поверхностная пленка ФСС может вступать в химическое взаимодействие с алюминиевым электродом затвора, вызывая его коррозию и увеличйвая положительный заряд в диэлектрике. Кроме того, поверхностная 4О пленка ФСС гигроскопична, легко поглощает влагу из атмосферы, что приводиv к плохой адгезии фоторезиста к пленке ФСС и усложняет проведение операции фотолитографии.

Наиболее близким .техническим ре шением к изобретению является. способ изготовления полупроводниковых приборов, включающий операции создания областей стока, истока и подзатворного диэлектрика путем получения на поверхности полупроводника пленки двуокиси кремния и стабилизации ее слоем ФСС, создания затвора и кон- тактных.площадок (21.

Однако в данном способе необходимость раздельного получения каждого из трех слоев подзатворного диэлектрика увеличивает число критичных

ИДП-транзистора показана иа фиг.1-8; на фиг. 1 создание маскирующего слоя двуокиси кремния; на фиг. 2 - формирование методом фотолитографии окон под области истока и стока; на фиг.Зсоздание областей истока и стока; на фиг. 4 — фотолитография окон под тонкий окисел; на фиг. 5 — термическое окисление для получения тонкого окисла; на фиг. 6 - ионный синтез фосфорсиликатной пленки; на фиг.7 " фотолитография окон нод контактьц на фиг. 8 — металлизация алюминием.

В качестве исходного материала используют пластины кремния марки

КЭФ » 4,5, ориентированные в плоскости (1003.

Используя маскирующий сло& в виде термически выращенной двуокиси кремния, проводят имплантацию ионов бора с энергией 90 кэВ дозой 9 10 ион/см

862242

Фиг.З

Фиг.2

111111

Фиа7

Фиа8

ВЮЯШК Заказ 3920/4 Тираа 683 -,, Подписное

Филиал HHG "Затаит", г. Ушород, ул.Проектная,4

Э ки на глубину 3,5 мкм при 1150 С в атмосферне азота в течение 20 мин и в кислороде в течение 160 мин.

Прн этом на поверхности пластины образуется окисел толщиной 0,8 мкм.

С помощью фотолитографии вскрывают окна в области затвора и выращивают тонкую пленку двуокиси кремния толщиной О, 15 мкм при 1150 С в тече,ние 30 мин в сухом кислороде. Затем проводят внедрение ионов фосфора в слой двуокиси кремния с энергией

50 кэВ 1,5 10 ион/смп и формирующий . отаиг при 950 С в окислительной среде в течение 30 мин.

После фотолитографии формируют затвор и омические контакты к истоку и стоку. с

Осуществление данного способа изготовления полулроводникового прибора с полевым эффектом, имеющего зат- вор, изолированный трехслой5 ным диэлектрикомр пРЙВОдит к повышению выхода годных на

2-4Х.

При изготовлении 1000 полупроводниковых микросхем на ИЦП-прибоах, изготовленных по данному способу, зкономия за счет повьппения выхода годных на 2-4Х составит от 400 до

800 руб. При потребности в отрасли приборостроения в 100000 таких полу,проводниковых микросхемах в год средний экономический эффект соста.вит 60000 руб.