RU2804603C1

RU2804603C1 - Способ изготовления полупроводниковой структуры

Info

Publication number: RU2804603C1
Application number: RU2023116910A
Authority: RU
Inventors: Гасан Абакарович Мустафаев; Наталья Васильевна Черкесова; Абдулла Гасанович Мустафаев; Арслан Гасанович Мустафаев
Filing date: 2023-06-27
Publication date: 2023-10-02

Abstract

Изобретение относится к области технологии производства полупроводниковых приборов, в частности к технологии изготовления полупроводниковых структур с низкой плотностью дефектов. Задача решается созданием скрытого ионно-легированного слоя имплантацией ионов As энергией 50кэВ дозой 5,5·10¹⁴ см^-2, отжигом при температуре 600°С в течение 60мин в сухом кислороде с последующей обработкой обратной стороны подложки из кремния р- типа проводимости, ионами аргона Ar с энергией 100 кэВ, дозой (4 – 5)·10¹⁴ см^-2, отжигом при температуре от 1100°С до 1250°С в течение 50 мин. Технический результат: снижение дефектности, обеспечение технологичности, улучшение параметров приборов, повышение качества и увеличение процента выхода годных. 1 таб.

Description

Способ изготовления полупроводниковой структуры

Изобретение относится к области технологии производства полупроводниковых приборов, в частности к технологии изготовления полупроводниковых структур с низкой плотностью дефектов.

Известен способ изготовления полупроводниковой структуры [Пат.5068695 США, МКИ H01L 29/161] путем выращивания эпитаксиального слоя с низкой плотностью дислокаций имплантацией ионов бора в подложку с высокой плотностью дислокаций энергией 350кэВ и с последующим проведением быстрого отжига при температуре 950°С в течение 25с для образования рекристаллизованного слоя с пониженной плотностью дислокаций, и с последующим выращиванием эпитаксиального слоя. В таких структурах сформированных при воздействии высоких энергий образуются дефекты ухудшающие электрические параметры приборов.

Известен способ [Пат.4980300 США, МКИ H01L 21/463] обработки полупроводниковой подложки для геттерирования путем загрузки в ванну с особо чистой водой, там их вращают в горизонтальной либо в вертикальной плоскости и одновременно подвергают воздействию УЗ-колебаний. На поверхности подложки создаются механические нарушения, которые и обеспечивают геттерирование с перераспределением дефектов и нежелательных примесей.

Недостатками этого способа являются:

-высокая дефектность;

-повышенные значения тока утечки;

-низкая технологичность.

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

Задача решается созданием скрытого ионно-легированного слоя имплантацией ионов As энергией 50кэВ дозой 5,510¹⁴ см^-2, отжигом при температуре 600°С в течение 60мин в сухом кислороде, с последующей обработкой обратной стороны подложки из кремния р- типа проводимости, ионами аргона Ar с энергией 100кэВ, дозой (4-5)10¹⁴ см^-2 , отжигом при температуре от 1100°С до 1250°С, в течение 50мин.

Технология способа состоит в следующем: на исходной пластине кремния р-типа проводимости создают скрытый ионно-легированный слой имплантацией ионов As энергией 50кэВ дозой 5,510¹⁴ см^-2,затем структуру отжигают при температуре 600°С в течение 60мин в сухом кислороде для рекристаллизации аморфного слоя в Si, последующем обратную сторону подложки из кремния р- типа проводимости обрабатывают ионами аргона Ar с энергией 100кэВ, дозой (4-5)10¹⁴ см^-2 и проводят отжиг при температуре от 1100°С до 1250°С, в течение 50мин. Затем выращивают эпитаксиальный слой по стандартной технологии.

По предлагаемому способу были изготовлены и исследованы полупроводниковые приборы. Результаты обработки представлены в таблице.

Таблица

Параметры полупроводникового прибора, изготовленного по стандартной технологии			Параметры полупроводникового прибора, изготовленного по предлагаемой технологии
№	плотность дефектов, см^-2	Ток утечки, Iут*10¹²,А	плотность дефектов, см^-2	Ток утечки, Iут*10¹²,А
1	3,2	2,8	1,2	0,7
2	3,3	2,5	1,4	0,8
3	3,1	2,8	1,3	0,9
4	2,7	3,3	1,1	0,7
5	3,4	2,5	1,0	0,8
6	2,6	3,7	0,9	0,9
7	3,2	2,4	0,8	0,6
8	2,7	3,8	1,2	0,7
9	3,5	2,6	0,8	0,9
10	2,9	3,5	0,9	0,8
11	3,3	4,1	1,2	0,6
12	3,1	2,9	1,3	0,7
13	3,4	2,8	1,1	0,9

Экспериментальные исследования показали, что выход годных структур на партии пластин, сформированных в оптимальном режиме, увеличился на 14,8%.

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

Технический результат: снижение дефектности, обеспечение технологичности, улучшение параметров приборов, повышение качества и увеличения процента выхода годных.

Предложенный способ изготовления полупроводниковой структуры путем создания скрытого ионно-легированного слоя имплантацией ионов As энергией 50кэВ дозой 5,510¹⁴ см^-2, отжигом при температуре 600°С в течение 60мин в сухом кислороде, с последующей обработкой обратной стороны подложки из кремния р- типа проводимости, ионами аргона Ar с энергией 100кэВ, дозой (4-5)10¹⁴ см^-2 , отжигом при температуре от 1100°С до 1250°С, в течение 50мин, позволяет повысить процент выхода годных приборов и улучшит их надежность.

Claims

Способ изготовления полупроводниковой структуры, включающий процессы имплантации и отжига, отличающийся тем, что полупроводниковую структуру формируют созданием скрытого ионно-легированного слоя имплантацией ионов мышьяка As энергией 50 кэВ дозой 5,5·10¹⁴ см^-2, отжигом при температуре 600°С в течение 60 мин в сухом кислороде с последующей обработкой обратной стороны подложки кремния р- типа проводимости ионами аргона Ar с энергией 100 кэВ дозой (4 – 5)·10¹⁴ см^-2, и последующим отжигом при температуре от 1100°С до 1250°С в течение 50 мин.