Способ уменьшения величины положительного заряда в проводниковых структурах

Союз Советских Социалистических РеспубликОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ пп 862270 К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(51)М. (л 3 с присоединением заявки Нов Н 01 Ь 21/324 Государ,.твенный комитет СССР по делам изобретений и открытийДата опубликования описания 07.0981(54) СПОСОБ УМЕНЬШЕНИЯ ВЕЛИЧИНЫ ПОЛОЖИТЕЛЬНОГ ЗАРЯДА В ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ СТРУКТУРАХ с двухслойным диособ уменьшения вели ьного заряда в полу- структурах путем отж водороде или влажно рмирования электроковых структур электриком.Известен сп чиныположител проводниковых га структуры в среде после фо 25 ше Известен способ чины заряда путем н ного отжига структу способ неприменим д я велиратурако этотоводниеньшен котемп (1 .Од полуп Изобретение относится к электронной технике и может быть использова" но при изготовлении полупроводниковых приборов и интегральных схем на основе МО 1 Оп-структур.Преимущественная область использования - изготовление запоминающих устройств на полевых транзисторах с эффектом памяти. Эти приборы работают на принципе накопления заряда в подэатворном изоляторе, состоящем из двух диэлектриков О 4, например Я 13 Б и О , например Я 1 О. Функциональйые характеристики и процент выхода приборов этого типа (МНОП-ЗУ) существенно зависят от величины порогового напряжения включения (Чт) ПНОП"транзисторов в матрице и цепях обрамления устройства, причем величину (Чт), как правило, необходимо уменьшать. В свою очередь, величина (Чт) определяется величиной положительного заряда, локализованного в подэатворном диэлектрике и на границе раздела полупроводник - диэлектрик,да (2 .При этом температура отжига300-500 С. Этот способ широко применяется при изготовлении приборови микросхем на основе МОП-структур(металл-окисел-полупроводник) .физический смысл такого отжига 15 заключается в том, что атомы водорода (протоны) устраняют активныеповерхностные состояния посредством. аннигиляции разорванных связей всистеме Яь.О-Я 1. Однако если между 20 металлическим электродом и пленкойокисла находится слой диэлектрика,блокирующий диффузию водорода, применение этого способа неэффективно.Целью изобретения является повыние эффективности способа дляМЕ( Пп-структуреЭта цель достигается тем, что попредложенному способу уменьшениявеличины положительного заряда в 30 полупроводниковых структурах путемотжига структуры в водороде или влажной среде после Формирования электрода, перед отжигом в слое диэлектрика Р( вскрывают окна на расстоянии не более 70 мкм от края электрода.В основе способа лежит установленный авторами факт,что зона воздействия водорода на заряд МР Рп-структуры имеет значительную (до 100 мкм) протяженность от края вспомогательного окна параллельно плоскости струк-й туры.Чертеж иллюстрирует предложенный способ.После создания диффузионных областей стока и истока 1 подзатвор" 15 ного изолятора, состоящего из пленок окисла и нитрида кремния 2, вскрытия контактных окон к диффузионным областям (на чертеже не показаны), создания металлических затворов 3, в уо пленке нитрида кремния вскрываются вспомогательные окна 4. Одновременно в одном технологическом цикле изготовлены контрольные приборы без вспомогательных областей 4, До отжига в водороде пороговые напряжения (Ут) МНОП-транзисторов для основной и контрольной группы приборов составляли - (6-8) В. После отжига в водороде пороговые напряжения транзисторов основной группы (с вспомога- ЗО тельными окнами 4) уменьшились по абсолютной величине до 3,0-3,5 В, а пороговые напряжения контрольных транзисторов практически не измени" лись. 35Настоящий способ можно реализовать и в других вариантах. Вскрытие вспомогательных окон 4 удобно совместить в технологическом маршрутесо вскрытием контактных окон к диф" 40 фузионным областям. В микросхемах,где подэатворный изолятор не выводится за пределы металлизации, реализовать предлагаемый способ можно, удаляя пленку 813 М 4. над неактивными 45 областями микросхемы после разводки металлиэации, например, плазмохимическим травлением.Настоящий способ можно реализовать, например, в следующей последовательности основных технологических операций.1. В окисленной кремниевой подлож" ке И -типа диффузией бора создают Р+-области стока и истока МНОП-транзистс)ра 3, 552 В окисле вскрывают окно 2, в котором формируют подзатворный изолятор МНОП-транзистора, состоящий из пленки окисла кремния толщиной 1-100 нм и пленки нитрида кремния щ толщиной 50-100 нм. Пленки окисла и нитрида кремния могут быть получены любым из известных способов.3. Формируют металлический затвор ИНОП-структуры 3 и электрические контакты к стоку и истоку транзистора (на чертеже не показаны).Операции 3 и 4 могут меняться местами в цикле изготовления МНОП-транзистора, т.е. вспомогательные окна могут вскрываться до создания металлического электрода; При этом отжиг в водороде, взаимное расположение электрода и вспомогательного окна должны соответствовать чертежу и описанию способа.4. В пленке нитрида кремния на расстоянии 10 мкм от края электрода затвора вскрывают вспомо 1.ательные окна 4 произвольной формы (форма окон определяется конкретной технологией структуры или микросхемы на ее основе) площадью, 20 мкм5. Производят отжиг полученной структуры в водороде при 400 С в течение 60 минТехнический эффект от применения способа состоит в улучшении основных функциональных параметров ЗУ: времени хранения информации, быстродействия, стыковки с ТТЛ ИС. Экономический эффект за счет повышения процента выхода годных приборов (в 1,5-.2 раза) может составить нв менее 100000 р в год (при годовом выпуске приборов 10000 штук) .Настоящий способ прост, не требует специального оборудования и оснастки, поэтому готов к немедленному использованию в народном хозяйстве при изготовлении серийных МНОП-ЭУ.Формула изобретенияСпособ уменьшения величины положительного заряда в полупроводниковыхструктурах путем отжига структурыв водороде или влажной среде после,формирования электрода, о т л и ч аю щ и й с я тем, что, с целью повышения эффективности способа дляМР Рп-структур, перед отжигом вслое диэлектрика Р( вскрывают окнана расстоянии .не более 70 мкм открая электрода.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. ВеЬегз (.О. Т)е 81-810 зо 01 й1 п 1 егйасее е 1 ееще КСА Веч. 1968,29, 9 1, 22.2. Ноз 161 п Я.й. Рго 1 оп апй зой 1 цщ1 гапвРогй 1 п 8102 1)1 п 1 1 ЕЕЕ ТгапеЯ 3 Реп, 1967, ЕР, 749 (прототип).аказ 6628/50вее е е ае4л ППП Патент, г. Ужгород, УЛ. Проектная, 4 н Тираж 784 НИИПИ Государстве по делам изобрет 035, Москва, ЖПоднисноеного комитета СССРний и открытийРаушская наб., д, 4/5