[go: up one dir, main page]

RU2748455C1 - Method for manufacturing semiconductor device - Google Patents

Method for manufacturing semiconductor device Download PDF

Info

Publication number
RU2748455C1
RU2748455C1 RU2020123351A RU2020123351A RU2748455C1 RU 2748455 C1 RU2748455 C1 RU 2748455C1 RU 2020123351 A RU2020123351 A RU 2020123351A RU 2020123351 A RU2020123351 A RU 2020123351A RU 2748455 C1 RU2748455 C1 RU 2748455C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
field
gate dielectric
effect transistor
semiconductor device
technology
Prior art date
Application number
RU2020123351A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Асламбек Идрисович Хасанов
Арслан Гасанович Мустафаев
Гасан Абакарович Мустафаев
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Чеченский государственный университет"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Чеченский государственный университет" filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Чеченский государственный университет"
Priority to RU2020123351A priority Critical patent/RU2748455C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2748455C1 publication Critical patent/RU2748455C1/en

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10DINORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
    • H10D64/00Electrodes of devices having potential barriers
    • H10D64/60Electrodes characterised by their materials
    • H10D64/66Electrodes having a conductor capacitively coupled to a semiconductor by an insulator, e.g. MIS electrodes

Landscapes

  • Thin Film Transistor (AREA)

Abstract

FIELD: electricity.SUBSTANCE: invention relates to the field of technology for the production of semiconductor devices, in particular to the technology of manufacturing a gate dielectric of a field-effect transistor with a reduced value of the leakage current. The method of a semiconductor device manufacturing includes the processes of forming the active regions of a field-effect transistor, the electrodes to them and the gate dielectric, while according to the invention, the gate dielectric is formed on the basis of erbium oxide by electron-beam evaporation in a vacuum 1*10-6Pa with a deposition rate of 0.1 nm/sec, a thickness of 25 nm, followed by oxidation at a temperature of 600-700°С and annealing in the atmosphere of 60% N2- 40% Н2for 20 minutes.EFFECT: invention makes it possible to increase the percentage of the output of suitable devices and improve their reliability.1 cl, 1 tbl

Description

Изобретение относится к области технологии производства полупроводниковых приборов, в частности к технологии изготовления подзатворного диэлектрика полевого транзистора с пониженным значением тока утечки.The invention relates to the field of technology for the production of semiconductor devices, in particular to the technology of manufacturing a gate dielectric of a field-effect transistor with a reduced value of the leakage current.

Известен способ изготовления полевого транзистора [Пат. №5145798 США, МКИ H01L 21/336] с изолированным затвором. В процессе изготовления полевого транзистора для создания n+ областей истока и стока применяются формирование оксидных боковых стенок затвора с помощью травления, имплантирование фосфора Р и горизонтальная диффузия. В результате под стенками - спейсерами создаются переходные области с плавно изменяющейся концентрацией примесей, расположенные между n+ областями истока и стока и каналом. В таких приборах из-за не технологичности формирование оксидных боковых стенок затвора применением процесса травления образуется большое количество дефектов, которые ухудшают электрические параметры приборов.A known method of manufacturing a field-effect transistor [US Pat. No. 5145798 USA, MKI H01L 21/336] with an insulated gate. In the process of manufacturing a field-effect transistor, the formation of oxide side walls of the gate by etching, implantation of phosphorus P, and horizontal diffusion are used to create n + source and drain regions. As a result, transition regions with a smoothly varying concentration of impurities are created under the walls - spacers, located between the n + regions of the source and drain and the channel. In such devices, due to the lack of manufacturability, the formation of oxide side walls of the gate using the etching process forms a large number of defects that worsen the electrical parameters of the devices.

Известен способ изготовления полевого транзистора [Пат. №5134452 США, МКИ H01L 29/78] с затворным изолирующим слоем. Изготовление полевого транзистора на толстом защитном слое оксида и на открытой поверхности кремния с областями истока и стока осаждается слой проводящего поликремния, из которого затем формируются электроды стока и стока. После вскрытия канальной области проводится реактивное ионное травление с образованием шероховатой поверхности с размерами неровностей до 50 нм. Затем над канальной областью с помощью ПФХО создается тонкий затворный оксид и формируется затвор.A known method of manufacturing a field-effect transistor [US Pat. No. 5134452 USA, MKI H01L 29/78] with a gate insulating layer. Manufacturing a field-effect transistor on a thick protective oxide layer and on an open silicon surface with source and drain regions, a conductive polysilicon layer is deposited, from which drain and drain electrodes are then formed. After opening the channel region, reactive ion etching is carried out with the formation of a rough surface with irregularities up to 50 nm. Then, a thin gate oxide is created over the channel region with the help of PPCO, and a gate is formed.

Недостатками этого способа являются:The disadvantages of this method are:

- высокие значения токов утечек;- high values of leakage currents;

- высокая дефектность;- high defectiveness;

- низкая технологичность.- low manufacturability.

Задача, решаемая изобретением: снижение токов утечек, обеспечение технологичности, улучшение параметров приборов, повышение качества и увеличение процента выхода годных.The problem solved by the invention: reducing leakage currents, ensuring manufacturability, improving the parameters of devices, improving quality and increasing the percentage of yield.

Задача решается тем, что подзатворный диэлектрик полевого транзистора формируется на основе оксида эрбия методом электроннолучевого испарения в вакууме 1*10-6 Па со скоростью осаждения 0,1 нм/с, толщиной 25 нм, с последующим окислением при температуре 600-700°С и отжигом в атмосфере 60% N2 - 40% Н2 в течение 20 мин.The problem is solved by the fact that the gate dielectric of the field-effect transistor is formed on the basis of erbium oxide by the method of electron-beam evaporation in a vacuum of 1 * 10 -6 Pa with a deposition rate of 0.1 nm / s, 25 nm thick, followed by oxidation at a temperature of 600-700 ° C and annealing in an atmosphere of 60% N 2 - 40% H 2 for 20 min.

Технология способа состоит в следующем: подзатворный диэлектрик полевого транзистора формируется на основе оксида эрбия на пластинах кремния р-типа проводимости с ориентацией (100), с удельным сопротивлением 10 Ом* см, нанесением эрбия методом электронно-лучевого испарения в вакууме 1*10-6 Па со скоростью осаждения 0,1 нм/с, толщиной 25 нм, с последующим окислением при температуре 600-700°С и отжигом в атмосфере 60% N2 - 40% Н2 в течение 20 мин. Активные области n-канального полевого транзистора и электроды к ним формировали по стандартной технологии.The technology of the method is as follows: the gate dielectric of the field-effect transistor is formed on the basis of erbium oxide on p-type silicon wafers with the orientation (100), with a resistivity of 10 Ohm * cm, the deposition of erbium by the method of electron beam evaporation in a vacuum 1 * 10 -6 Pa with a deposition rate of 0.1 nm / s, a thickness of 25 nm, followed by oxidation at a temperature of 600-700 ° C and annealing in an atmosphere of 60% N 2 - 40% H 2 for 20 minutes. The active regions of the n-channel field-effect transistor and the electrodes to them were formed according to the standard technology.

По предлагаемому способу были изготовлены и исследованы полупроводниковые приборы. Результаты обработки представлены в таблице.According to the proposed method, semiconductor devices were manufactured and investigated. The processing results are presented in the table.

Figure 00000001
Figure 00000001

Figure 00000002
Figure 00000002

Экспериментальные исследования показали, что выход годных структур на партии пластин, сформированных в оптимальном режиме, увеличился на 19,2%.Experimental studies have shown that the yield of suitable structures for batches of plates formed in the optimal mode increased by 19.2%.

Технический результат: снижение токов утечек, обеспечение технологичности, улучшение параметров приборов, повышение качества и увеличения процента выхода годных.EFFECT: reducing leakage currents, ensuring manufacturability, improving the parameters of devices, improving the quality and increasing the percentage of yield.

Стабильность параметров во всем эксплуатационном интервале температур была нормальной и соответствовала требованиям.The stability of the parameters over the entire operating temperature range was normal and met the requirements.

Claims (1)

Способ изготовления полупроводникового прибора, включающий процессы формирования активных областей полевого транзистора, электродов к ним и подзатворного диэлектрика, отличающийся тем, что подзатворный диэлектрик формируют на основе оксида эрбия методом электронно-лучевого испарения в вакууме 1*10-6 Па со скоростью осаждения 0,1 нм/с, толщиной 25 нм с последующим окислением при температуре 600-700°С и отжигом в атмосфере 60% N2 - 40% Н2 в течение 20 мин.A method for manufacturing a semiconductor device, including the processes of forming active regions of a field-effect transistor, electrodes to them and a gate dielectric, characterized in that the gate dielectric is formed on the basis of erbium oxide by the method of electron beam evaporation in a vacuum of 1 * 10 -6 Pa with a deposition rate of 0.1 nm / s, 25 nm thick, followed by oxidation at a temperature of 600-700 ° C and annealing in an atmosphere of 60% N 2 - 40% H 2 for 20 minutes.
RU2020123351A 2020-07-08 2020-07-08 Method for manufacturing semiconductor device RU2748455C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020123351A RU2748455C1 (en) 2020-07-08 2020-07-08 Method for manufacturing semiconductor device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020123351A RU2748455C1 (en) 2020-07-08 2020-07-08 Method for manufacturing semiconductor device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2748455C1 true RU2748455C1 (en) 2021-05-25

Family

ID=76033985

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2020123351A RU2748455C1 (en) 2020-07-08 2020-07-08 Method for manufacturing semiconductor device

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2748455C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2851680C1 (en) * 2025-06-18 2025-11-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кабардино-Балкарский государственный университет им. Х.М. Бербекова" (КБГУ) Method for manufacturing semiconductor device

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5134452A (en) * 1990-04-03 1992-07-28 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha MIS type FET semiconductor device with gate insulating layer having a high dielectric breakdown strength
RU2606780C1 (en) * 2015-06-09 2017-01-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кабардино-Балкарский государственный университет им. Х.М. Бербекова" (КБГУ) Method of making a semiconductor device
RU2630708C1 (en) * 2013-10-30 2017-09-12 Рикох Компани, Лтд. Field transistor, display element, image display device and system
RU2677500C1 (en) * 2018-03-07 2019-01-17 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Чеченский государственный университет" Method for making semiconductor device

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5134452A (en) * 1990-04-03 1992-07-28 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha MIS type FET semiconductor device with gate insulating layer having a high dielectric breakdown strength
RU2630708C1 (en) * 2013-10-30 2017-09-12 Рикох Компани, Лтд. Field transistor, display element, image display device and system
RU2606780C1 (en) * 2015-06-09 2017-01-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кабардино-Балкарский государственный университет им. Х.М. Бербекова" (КБГУ) Method of making a semiconductor device
RU2677500C1 (en) * 2018-03-07 2019-01-17 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Чеченский государственный университет" Method for making semiconductor device

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2851680C1 (en) * 2025-06-18 2025-11-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кабардино-Балкарский государственный университет им. Х.М. Бербекова" (КБГУ) Method for manufacturing semiconductor device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2584273C1 (en) Method of making semiconductor device
RU2748455C1 (en) Method for manufacturing semiconductor device
RU2671294C1 (en) Method for making semiconductor device
RU2522930C2 (en) Method of thin film transistor manufacturing
RU2734094C1 (en) Semiconductor device manufacturing method
RU2674413C1 (en) Method for making semiconductor device
RU2688851C1 (en) Semiconductor device manufacturing method
RU2633799C1 (en) Method of manufacturing semiconductor device
RU2596861C1 (en) Method of making semiconductor device
RU2515334C1 (en) Method of making thin-film transistor
RU2723982C1 (en) Semiconductor device manufacturing method
RU2854732C1 (en) Method for manufacturing a semiconductor device
RU2757177C1 (en) Method for manufacturing silicide contacts from tungsten
RU2851680C1 (en) Method for manufacturing semiconductor device
RU2688881C1 (en) Semiconductor device manufacturing method
RU2798455C1 (en) Method for manufacturing thin film transistor
RU2831677C1 (en) Method of manufacturing semiconductor device with low-doped drains
RU2752125C1 (en) Method for manufacturing semiconductor device
RU2818689C1 (en) Semiconductor device manufacturing method
RU2688864C1 (en) Semiconductor device manufacturing method
RU2693506C1 (en) Semiconductor device manufacturing method
RU2822580C1 (en) Semiconductor device manufacturing method
RU2709603C1 (en) Semiconductor device manufacturing method
RU2836128C1 (en) Method of making radiation-resistant semiconductor device
RU2610056C1 (en) Method of making semiconductor device