способ формирования легированных областей полупроводникового прибора

Формула изобретения

Способ формирования легированных областей полупроводникового прибора, включающий процессы легирования, отличающийся тем, что для создания легированных рабочих областей прибора на сформированную подложку наносят пленку с легирующей смесью и подвергают обработке лазерным лучом с плотностью энергий в импульсе 200-500 мДж/см ², длительностью импульсов 35 нс и длиной волны излучения 308 нм.

Описание изобретения к патенту

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

Известен способ создания прибора [Пат. 5144394, США, МКИ H01L 29/06] путем формирования контактных областей истоков и стоков МОП-ПТ на поверхности кремниевых подложек с использованием процессов ионного легирования и диффузии; p-n переходы на внутренних границах указанных областей являются также границами канала МОП-ПТ. Для изоляции отдельных транзисторных структур используют слой толстого полевого окисла. Поверх контактных областей формируют более тонкий слой окисла; его используют также для изоляции тех частей активной структуры, положением которых определяется ширина канала МОП-ПТ. В таких структурах образуются дефекты, которые ухудшают параметры полупроводниковых структур.

Известен способ формирования легированных областей прибора [Пат. 5087576, США, МКИ H01L 21/265] путем имплантации ионов примеси при повышенной температуре подложки, позволяющий уменьшить степень имплантированного повреждения. Предварительно очищенная подложка имплантируется ионами Al⁺, Ga⁺ и N ₂ ⁺ при температуре 350-750°С. Образующийся сильнолегированный и поврежденный приповерхностный слой удаляется предварительным окислением при температуре 1000-1300°С с последующим травлением. Затем подложка подвергается отжигу при 1200°С для полной активации легирующей примеси. Недостатками этого способа являются:

- повышенная плотность дефектов в полупроводниковых структурах;

- образование механических напряжений;

- сложность технологического процесса.

Задача, решаемая изобретением: снижение плотности дефектов в полупроводниковых структурах, обеспечивающее технологичность, улучшение параметров структур, повышение качества и увеличение процента выхода годных.

Задача решается путем формирования легированных рабочих областей полупроводникового прибора обработкой пленки с легирующей смесью лазерным лучом с плотностью энергий в импульсе 200-500 мДж/см², длительностью импульсов 35 нс и с длиной волны излучения 308 нм.

Технология способа состоит в следующем: на стеклянной подложке формируют тонкий слой кремния, далее на поверхность кремниевого слоя наносят пленку с легирующей смесью методом центрифугирования, после этого поверхность сформированной структуры обрабатывают лазерным лучом длительностью импульсов 35 нс, длиной волны излучения 308 нм и с плотностью энергий в импульсе 200-500 мДж/см² . После облучения прозрачной для лазерного луча легирующей пленки происходит локальное подплавление поверхностного слоя кремния и в эту область поступает легирующий элемент из пленки с легирующей смесью для формирования областей истока и стока транзисторной структуры. Далее формируют затворную систему и контакты к рабочим областям полупроводникового прибора по стандартной технологии.

По предлагаемому способу были изготовлены и исследованы полупроводниковые приборы. Результаты исследований представлены в таблице 1.

Таблица 1.
Параметры п/п структур, изготовленных по стандартной технологии	Параметры п/п структур, изготовленных по предлагаемой технологии
Подвижность носителей, см2/В·с	Плотность дефектов, см-2	Подвижность носителей, см2/В·с	Плотность дефектов, см-2
86	8,5·10 5	175	6,3·103
95	7,9·105	182	5,7·103
78	6,4·10 5	149	4,8·103
82	9,1·105	154	7,2·103
94	5,6·10 5	181	3,7·103
89	4,7·105	172	2,9·103
75	7,3·10 5	146	5,5·103
83	8,2·105	158	6,1·103
71	4,4·10 5	140	2,7·103
69	5,2·105	137	3,4·103
99	3,8·10 5	183	2,5·103

Экспериментальные исследования показали, что выход годных полупроводниковых приборов, на партии приборов, сформированных в оптимальном режиме, увеличился на 20,8%.

Технический результат: снижение плотности дефектов в полупроводниковых структурах, обеспечение технологичности, улучшение параметров, повышение надежности и увеличение процента выхода годных приборов.

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

Предлагаемый способ формирования легированных рабочих областей полупроводникового прибора позволяет повысить процент выхода годных приборов и улучшить их надежность.