Мдп-транзистор

3 18Изобретение относится к электроннойтехнике, преимущественно к производствуМДП СБИС.Цель изобретения - повышение надежности за счет уменьшения напряженности поляв обедненной области истока-стока,Создание в конструкции МДП-транзистора в исток-стоковых областях, образованныхслоями с примесной проводимостью одного итого же типа, но с различной концентрацией,причем область с меньшей концентрациейзалегает на меньшей глубине, и ее диффузионный профиль совмещен с краем затвора,область с большей концентрацией залегаетна большей глубине, а ее диффузионныйпрофиль совмещен с наружным краемпристеночной области, между слоями сразличной концентрацией примеси дополнительного слоя с примесью того же типа, чтои у первых двух, значение величиныконцентрации которого находятся в промежутке между значениями величин концентрации первых двух слоев, а егодиффузионный профиль лежит между диффузионными профилями двух областей,позволяет создать плавный слаболегированный переход в сочетании с сильнолегированной областью контакта металл-кремний и засчет этого снизить напряженность поля вобедненной области исток-стока,уменьшить генерацию "горячих" носителей иувеличить надежность МДП-транзистора,Конструкция МДП-транзистора поясняется чертежом, В подложке 1, на поверхностикоторой создан затвор 2 с вертикальнымистенками и пристеночными диэлектрическими областями 3, по обе стороны от затворасформированы исток-сгоковые области, образованные слоями с примесной проводимостьюодного и того же типа, но с различнойконцентрацией, причем область с меньшейконцентрацией 4 залегает на меньшейглубине, а ее диффузионный профильсовмещен с краем затвора, область с большейконцентрацией 5 залегает на большейглубине, ее диффузионный профиль совмещен с наружным краем пристеночнойобласти, а между слоями с меньшей ибольшей концентрацией выполнен дополнительный слой 6 с примесью того же типапроводимости, что и у первых двух, причемзначение величины концентрации примесидополнительного слоя находится в промежутке между значениями величин концентрациипервых двух, а его диффузионный профильлежит между диффузионными профилямипервых двух областей.П р и м е р, МДП-транзистор выполненна поверхности полупроводниковой кремни 09707 4 евой подложки 1 (КДБ 12) и ограничен областями локального окисла толщиной 0,6 мкм, В области канала сформирована область подлегирования (бор) с низкой концентрацией примеси (510- 10см ) для обеспечения требуемого уровня порогового напряжения. Затвор 2 у которого длина канала составила 1,2 мкм, а ширина 1,6 мкм создали из пленки термического толщиной 15 А, слоя легированного фосфором поли- кремния толщиной 0,4 мкм и низкотемпературного окисла толщиной 0,3 мкм с вертикальными стенками. Пристеночные диэлектрические области 3 создали путем анизотропного плазменного травления слоя диоксиды кремния толщиной 0,8 мкм. В полупроводниковой подложке по обе стороны от затвора сформировали исток-стоковые области, состоящие из области с меньшей (2,51010 см) концентрацией (сурьма, и), залегающей на глубине 0,1 + 0,15 мкм, диффузионный профиль которой совмещен с краем затвора; области с большей (10 см ) концентрацией (мышьяк, а) залегающей на глубине 0,3 мкм, диффузионный профиль которой совмещен с краем пристеночной области; дополнительной области с примесью того же типа проводимости (фосфор, и), что и у первых двух причем значение величины концентрации примеси дополнительного слоя находится в промежутке между значениями величин концентрации первых двух (510"10см) и его диффузионный профиль лежит между диффузионными профилями первых двух областей,Расстояние в плане между областью с меньшей концентрацией и областью с большей концентрацией составило 0,8 мкм, При расстоянии между областями с меньшей и большей концентрациями, равном 0,8 мкм оценку эффективности предлагаемой конст. рукции провели при условии, что диффузионный профиль дополнительного слоя совпадает с границей профиля областью большей концентрации, лежит посередине между профилями областей и на расстоянии 0 1 мкм.Оценку эффективности предлагаемой конструкции провели посредством замера параметра надежности (тока подложки), параметра быстродействия (задержка на каскад) и параметра короткоканальности (коэффициент короткого канала), Ток подложки 1 замерялся при напряжениях на стоке, затворе и подложке 5 в, 2 в, Зв соответственно, Критерий надежности:1 ь 0,58 мкА/мкм.1809707 6о нальных эффектов, деградации крутизныго тока стока и быстродействия, возрастанияи паразитного сопротивления истоков стоков,Только при условии, если величина концен) трации дополнительного слоя находится впромежутке между значениями величина концентрации слоев совмещенных с краемзатвора и с краем пристеночной области,также при условии, если диффузионныйпрофиль дополнительной области лежитв между диффузионными профилями упомянутых областей, позволяет повысить надежность МДП транзистора. Это обусловленосозданием плавного слаболегированного перехода в сочетании с сильнолегированнойобластью контакта металл-кремний, снижением напряженности поля в обедненнойобласти стока уменьшения генерации "горячих" носителей.Использование предлагаемой конструкции позволит повысить надежность МДПтранзисторов и ИС на их основе,ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 5Параметр быстродействия оценивали пзамерам частоты 51-каскадного кольцевогенератора и последующего расчета задержкна каскад ( т ),Коэффициент короткоканальности (Коценивали как разность пороговых напряжений транзистора при двух напряжениях нстоке относительно истока (11 0,5 В, Ц5 В).Критерий длинноканальности: КО,В, Результаты измерения приведенытаблице.Как видно из таблицы изготовленидополнительного слоя с концентраций, равной концентрации областей меньшей концентрации (пример 1) или болыпейконцентрации (пример 5), и с совпадениемпрофиля дополнительного слоя с границейпрофиля большей концентрации (пример 1)или меньшей концентрации (пример 5)приводит к снижению надежности МДПтранзистора из-за возникающих короткокаМДП-транзистор, включающий выполненный на поверхности полупроводниковой подложки затвор с вертикальными стенками и пристеночными диэлектрическими областями, сформированные в полупроводниковой подложке по обе стороны от затвора исток-стоковые области, образованные слоями с примесной проводимостью одного и того же типа, но с различной концентрацией примеси, причем диффузионный профиль области с меньшей концентрацией, залегающей на меньшей глубине совмещен с краем затвора, а диффузионный профиль области с большей концентрацией, залегающей на большей глубине, совмещен с наружным краем пристеночной области, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности за счет уменьшения напряженности поля в обедненной области исток-стока, между слоями с различной концентрацией примеси введен дополнительный слой с примесью того же типа проводимости, что и у первых двух, причем значение величины концентрации примеси дополнительного слоя находится в промежутке между значениями величин концентрации первых двух, а его диффузионный профиль лежит между диффузионными профилями первых двух областей.ф а с Фо ТрОрф х Ф ь СЧ СЧ СЧ ь ь ф ц М ф М м ар р ффсЪС СО Т ООФСО ь ь СЧ СО ь СЧ Р МЭ ь М) СЧ ь СфЭ СО ь СЧ ь СЧ ь х р д соер р о фДа оо ф о х СЧ Ю ь х СО 1 щх СО х ь СЧ 1р фаЗф З 3 лт 3 рзсфо ,сОТ ФккОхо зЗ ОЪ х О 1 о СЧ ь ф ь ф ь Ф ь фф ТРРТ ФТ ф = З фоЕтфз 3СООТГь х ь СЧ л х СО СЧ гСРхСО ь х О ь х ОЭ л х СЧ С о з а с О+ соа,;с рФЗЗрфо Зо оС с ЕЕ 3о о ф О З 1 3 З Т В аф ы Оа 1- р 3 Ю ф З а ф ф М ЗфЗТЗ фо арОк ТФСФф Зф о Ос ахофо 1о рро оооЗофаф ЗсйЗфср йф За оф аос 1809707 ЗЬ Т зоф Т, т КсТ ррЗ ф ао о.с 3 ф-л т о З м МйЗ Ф ь сЗ ЗЗсО ЗТС М о вЗ к З о ф ар аЗ ЕТРСЗ В ф Т а- Ф ЕО 3 отйз хх З 3 Й р ф сф -д офОфр Оозоок оТофф ЗЗзффойо с Зассф3 ТФрЗТфрфсфЗрО.ф фо,ос,. оПодписное 121873, Москва, Бережковская наб., 24 стр. 2. Глюъифз вам гелтвлнз зл Заказ 17 п ВНИИПИ, Рег. ЛР йв 040720 113834, ГСП, Москва, Раушская наб., 4/5