Способ изготовления мдп бис

СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ МДП БИС, включающий формирование МДП-структур и подгонку порогового напряжения до требуемой величины путем облучения сформированной структуры рентгеновским излучением с последующим высокотемпературным отжигом, отличающийся тем, что, с целью увеличения выхода годных за счет расширения диапазона подгонки порогового напряжения, цикл облучение отжиг при подгонке проводят не менее двух раз.

Изобретение относится к полупроводниковой технологии и может быть использовано для изготовления микросхем.
Известен способ изготовления МДП БИС, включающий операции формирования МДП-структур, операцию подгонки порогового напряжения на величину U, выполняющуюся путем облучения сформированной структуры рентгеновским излучением, и высокотемпературный отжиг. Изменение порогового напряжения в процессе подгонки осуществляется за счет того, что под действием рентгеновского излучения, в подзатворном диэлектрике происходит накопление положительного заряда, который своим влиянием на проводящий канал приводит к изменению порогового напряжения на величину U. Последующий высокотемпературный отжиг стабилизирует БИС по электрическим характеристикам.
Недостаток способа заключается в ограниченных возможностях подгонки U, равной примерно 1 В. Указанное ограничение связано с тем, что при облучении МДП-структуры эффект накопления положительного заряда в подзатворном диэлектрике довольно быстро приходит в насыщение, по достижении которого дальнейшее облучение структур не приводит к заметному изменению порогового напряжения МДП БИС. Причем максимально достигаемое изменение порогового напряжения затвора U зависит от толщины подзатворного диэлектрика d и при реально существующих толщинах ограничена значением, равным примерно 1 В. При этом изделия, у которых из-за технологических отклонений пороговое напряжение вышло за этот предел, возвратить в технологический процесс путем рентгеновской подгонки не представляется возможным.
Цель изобретения увеличение выхода годных изделий за счет расширения диапазона подгонки порогового напряжения.
Для достижения указанной цели в способе изготовления МДП БИС, включающем операции формирования МДП-структур и операцию подгонки порогового напряжения на величину U путем облучения сформированной структуры дозой D рентгеновского излучения и последующего термического отжига последней, цикл облучение-отжиг при подгонке проводят не менее двух раз.
На фиг. 1 показан ход порогового напряжения в процессе его подгонки по способу-прототипу; на фиг. 2 то же, по предлагаемому способу (на графиках сплошной линией изображен ход порогового напряжения в процессе облучения структуры, а штриховой в процессе ее отжига; штрих-пунктирная линия на фиг.2 показывает ход подгонки порогового напряжения в процессе последовательного выполнения нескольких шагов в подгонке, каждый из которых содержит облучение структуры дозой D 1,6 10⁴ рентген и отжиг при 400^оС в течение 30 мин. Однократное облучение вплоть до дозы насыщения (фиг.1) дает увеличение порогового напряжения до 1,45 В, затратив для этого в минимуме дозу D 7,8 10⁴ рентген. Дальнейшее облучение, в частности до значения D 1,02 10⁵ рентген к заметному изменению порогового напряжения уже не приводит. Последующий термостабилизирующий отжиг в течение 40 мин при 400^оС приводит к установлению конечного изменения порогового напряжения U до 0,97 В, т.е. по способу-прототипу изменить пороговое напряжение представилось возможным лишь до 0,97 В.
По предлагаемому способу операцию подгонки порогового напряжения проводят в несколько шагов, чередуя обучение структуры с высокотемпературным отжигом. Облучение при этом возможно производить уменьшенными дозами рентгеновского излучения. Как видно из графика фиг.2, пороговое напряжение U c каждым актом облучение-отжиг монотонно возрастает (штрих-пунктирная линия), достигая своего предельного значения в насыщении, которое при числе циклов, равном шести, и разовой дозе облучения D 1,6 10⁴ рентген оказалось равным 1,9 В. Т. е. в данном случае достигнутое изменение порогового напряжения оказалось примерно в два раза больше достигнутого способом-прототипом. При необходимости еще большего изменения порогового напряжения, разовую дозу излучения в каждом шаге подгонки увеличивают.
Предлагаемый способ позволяет значительно расширить границы подгонки порогового напряжения и, таким образом, существенно увеличить выход годных изделий.
Применение: полупроводниковая технология, более конкретно изготовление МДП-микросхем. Сущность: на полупроводниковой подложке формируют МДП-структуры. Затем проводят подложку порогового напряжения структур путем их облучения рентгеновским излучением с последующим высокотемпературным отжигом. Цикл облучения отжиг повторяют не менее двух раз. Это позволяет примерно в три раза расширить диапазон подгонки и увеличить за счет этого выход годных. 2 ил.