способ изготовления изолирующих областей полупроводникового прибора

Формула изобретения

Способ изготовления изолирующих областей полупроводникового прибора, включающий кремниевую подложку, процессы имплантации и маскирования, отличающийся тем, что изолирующую область формируют путем создания сильнолегированной p⁺ - области внутри p-кармана имплантацией ионов бора с энергией 100-120 кэВ, концентрацией 1,6·10¹⁸ см^-3 с последующим отжигом при температуре 400-500°C в течение 30 мин.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области технологии производства полупроводниковых приборов, в частности к технологии изготовления изолирующих областей с высоким напряжением пробоя.

Известен способ формирования изолирующих областей [Пат. 5096848 США, МКИ H01L 21/302] путем наращивания на Si-подложке маскирующего слоя диэлектрика с последующим вытравливанием в нем окна заданной ширины, далее вдоль краев окна формируют дополнительные узкие маскирующие элементы, уменьшающие ширину окна. Через созданную таким образом маску проводят локальное окисление Si на заданную глубину, травлением удаляют узкие маскирующие элементы, выполняют травление Si на месте этих элементов и проводят второй процесс окисления для заращивания образовавшихся в результате травления узких глубоких желобков. В таких полупроводниковых структурах из-за низкой технологичности образуются неровности, которые ухудшают электрофизические параметры полупроводниковых структур.

Известен способ изготовления изолирующих областей [Пат. 5091332 США, МКИ H01L 21/76] путем формирования маскирующих Si₃ N₄-ступенек на покрытой подслойным SiO₂ поверхности Si-подложки, расстояние между которыми определяется размерами будущей изолирующей области. Часть поверхности структуры, включающая одну ступеньку, маскируется слоем фоторезиста, после чего проводится имплантация ионов P⁺, в результате которой в немаскированной области формируется приповерхностная область n-типа проводимости, затем фоторезист удаляется, структура отжигается в атмосфере влажного O₂ для формирования между ступеньками области защитного SiO₂.

Область n-кармана маскируется фоторезистом, а структура имплантируется ионами B⁺ и проводят отжиг для создания немаскированной части структуры, кармана p-типа, без сегрегации атомов B на границе раздела SiO₂/p-Si.

Недостатками этого способа являются:

- низкие значения напряжения пробоя изолирующих областей;

- образование механических напряжений;

- низкая технологичность.

Задача, решаемая изобретением: повышение напряжения пробоя изолирующих областей полупроводниковых приборов, обеспечивающее технологичность, улучшение параметров структур, повышение качества и увеличение процента выхода годных.

Предложен способ изготовления изолирующих областей полупроводникового прибора путем формирования внутри p-кармана возле его края сильнолегированной p⁺ - области имплантацией ионов бора с энергией 100-120 кэВ, концентрацией 1,6·10⁸ см^-3 с последующим отжигом при температуре 400-500°C в течение 30 мин позволяет повысить процент выхода годных приборов и улучшить их надежность.

Технология способа состоит в следующем: в подложке кремния по стандартной технологии формируют карманы p- и- n областей для последующего создания в них n-и-p канальных МОП транзисторов. Затем внутри p-кармана возле его края формируют узкую щель, в которую проводят имплантацию ионов B⁺ с энергией 100-120 кэВ, концентрацией 1,6·10¹⁸ см^-3. В результате в кармане p-типа образуется сильнолегированная p ⁺-типа область. В последующем проводят отжиг при температуре 400-500°C в течение 30 мин. Затем формируют канальные транзисторы p и n типа проводимости по стандартной технологии.

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

Параметры п/п структур, изготовленных по стандартной технологии		Параметры п/п структур, изготовленных по предлагаемой технологии
Напряжение пробоя, B	Ток утечки, A Iут·108	Напряжение пробоя, B	Ток утечки, A I ут·108
40	2,8	85	0,2
45	3,2	109	0,7
41	2,4	88	0,4
48	1,5	105	0,1
44	5,1	101	0,5
46	1,7	112	0,7
42	2,3	93	0,5
47	3,6	116	0,2
43	5,2	88	0,6
49	4,7	110	0,3
45	2,5	101	0,4
40	1,4	84	0,9
42	2,1	96	0,4

Экспериментальные исследования показали, что выход годных полупроводниковых структур на партии пластин, сформированных в оптимальном режиме, увеличился на 18,9%.

Технический результат: повышение напряжения пробоя изолирующих областей полупроводниковых приборов, обеспечение технологичности, улучшение параметров структур, повышение качества и увеличения процента выхода годных.

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