Спосіб виготовлення польових транзисторів з бар’єром шотткі

с а о ос о ДЛЯ СЛУЖЕБНОГО ПОЛЬЗОВАНИЯ ЭКЗ СОЮЗ СОЄЕТСНИХ СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ РЕСПУБЛИН (9 ]> S U „» 1 5 7 7 6 1 8 ( 5 1 ) 5 . Н 01 L 2 1 / 3 0 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ ' ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ ПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ • • ' і ' - . . ' ' . • • • ' (21) 4624376/24-25 (22) 2 6 . 1 2 . 8 8 (72) В.И.Босый, А.В.Иващук, В.П.Кохан, О.И. Петровский и В.Ю.Феоклистов ° (53) 6 2 1 . 3 8 2 . 0 0 2 ( 0 8 8 . 8 ) (56) Стриха В.И. и др. Полупроводниковые приборы с барьером Шоттки. М.: Сов.радио, 1974, с.194. Авторское свидетельство СССР № 789001, кл. К 01 L 21/18, !979. і * (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПОЛЕВЫХ , ' ТРАНЗИСТОРОВ С БАРЬЕРОМ ШОТТКИ (57) Изобретение относится к микроэлектронике, а именно к технологии полевых транзисторов с барьером Шоттки на арсениде г а л л и я . Цель - снижение собственных шумов достигается за счет т о г о , что снижают токи утечки затвора. Это обеспечивают исключением запыления металлом затвора границ меза-областей стока и истока со ^стороны з а т в о р а . Для этого из потока пара материала, осаждаемого на затвор удаляют ионы этого материала. Удаление осуществляют под воздействием на движущееся ионы магнитным или э л е ктрическим полем, перпендикулярным направлению движения ионов. Напряженность магнитного поля 20 мТл, а э л е ктрического 700 В/м, Токи утечки снижаются в 100 р а з , а шумы на 30%. £ С Изобретение относится к электронной технике и может быть использовано для создания полупроводниковых приборов и интегральных схем. Цель изобретения - снижение шумов полевых транзисторов с барьером Шот- t тки за счет уменьшения токов утечки затвора. Для т о г о , чтобы движущиеся в потоке пара ионы не попадали на подложку, их .необходимо вывести из конуса р а с пыления. Для этого к движущимся ионам необходимо приложить силу в направлении, перпендикулярном направлению распространения пара такой в е личині)!, чтобы за время движения от источника пара к подложке смещение иона под действием приложенной силы 25-90 "v-\:r~ обеспечило его выход из конуса распыления. П р и м е р . На полуизолирующей подложке арсенида галлия эпитаксиально наращивают слой п-типа толщиной 0,35 мкм с концентрацией носителей - " З -10 t 7 С М " 3 И П^-СЛОЙ ТОЛЩИНОЙ 0,25 мкм с концентрацией носителей f Э -3 •! 0 * см " . С помощью фотолито• графии Формируют мезаструктуру - ло+ кальные участки п и ' п слоев. Наносят слой SiOj толщиной 0,3 мкм на . всю поверхность подложки. Фотолитографией вскрывают окна под электроды истока и стока. Наносят на всю поверхность пластины эвтектический сплав AuGe (состав 0,88 и 0,12) толщиной 0,05 мкм и слой зо ел 00 1577618 4 лота.толщиной 0,3 мкм. Удаление мазовать предлагаемый способ и не искатериалов за пределами истока и стока зить диаграммы направленности испапроводят методом взрывной литографии, рителя. Высота цилиндра 0,1 м, внутВплавляется контакт при 430 С в течение 30 с. Выполняют электронно-лучевую литографию затвора. Вскрывают окна в резисте. Буферным травителем удаляют слой диэлектрика 10 в открытых участках, растравливают диэлектрик в стороны больше размеров окна в резисте, но меньйіе расстояния между электродами истока и стока, Аммиачно-перекисным травителем удаля- , 5 ют в щели затвора п + -слой. Формируют затвор. В качестве барьерного материала напыляют титан, а в качестве материала малого удельного сопротивления - золото. 20 Подложку помешают в камеру вакуумной напылительной установки УРМЗ. 279.047, в которой титан испаряют электронно-лучевым испарителем, а золото - резистивным. 25 Для реализации способа на поток пара воздействуют магнитным полем. Магнитное поле направляют перпендикулярно направлению распространения пара. Область значении магнитной ин- 30 дукции, реализуклцих предлагаемый способ, определяется по формуле ренний диаметр 0,07 м. Цилиндр располагают на расстоянии 0,1 м от расплава титана так, что он не экранирует распыления титана на подложку и не находится в области электронного луча. Подложка диаметром 0,1 м располагается на расстоянии 0,3 м от источника пара. В результате ионы, присутствующие в потоке пара испаряемого титана, выводятся из потока п а р а ^ к о т о р ы й д о с т и г а ет подложки. Над испарителем золота в экране из магнитокпгкого материала создают магнитное поле величиной 70 мТл перпендикулярно направлению распро- , странения пара. Действительно, подЯ = 0,1 м; h • 0,05 м'; = = 32,8-10 V A{J кг, q = = 375 где Т - температура источ ника пара, при которой давление насы- , щающих паров золота 1,33 Па, Т = = 1670 К), находим, что величина магнитной индукции в этом случае должна быть больше 61,5 мТл. Магнитное поле создают в цилиндре из магнитомяг4HmV 2 tg ^ кого материала. Высота цилиндра 0,05 м, (1) диаметр 0,06 м. Согласно приведенным 35 расчетам такой способ напыления вывоПри напылении т и т а н а : Н = 0 , 3 дит ионы из потока пара золота, доw h = 0,1 м, t g T - = 0 , 1 7 , m T .« 7,98 * стигающего подложки. Кроме изложенного решения возможно n 'кг; q ~ 1 ,6 *10 ~ Кл (ионы счинад источником пара материалов затвор0 40 ной композиции создавать перпендикуляртаем однозарядными). V Ті = 830 м-С" 1 — - — но направлению распространения пара где К - постоянная Больц(.V = электрическое поле. В этом случае для ї3 напряженности электрического поля должмана, К = * 1 ,38 -Ю" Дж'К"\ Т - температура источника пара, при которой д^ но выполняться условие давление насыщающих паров испаряемого материала 1,33 Па, Т = 2010 К). После выполнения вычислений находим ЁУ В 7 8,44' 10' Тл. ^Магнитное поле 20 мТл создают в цилиндре из магнито- eg где все величины и их значения опредемягкого материала для предотвращения лены выше. Например, для напыления тивлияния магнитного поля на электронтана электронно-лучевым испарителем ный луч с одной стороны и предотврааналогично изложенному выше (F = 0,Зм-, щения нагрева магнитов радиационным h » 0,01 м» tg~ * 0,17, m r = 7,98 * излучением расплава титана с другой стороны. Геометрические размеры ци- -_ «1(Г 2 'кг; q = 1 ,6-10-' 9 Кл* VT(~ 830M-C-1 линдра и его расположение между иснаходим Е V702B-M'*, электрическое точником пара и подложкой определяютполе можно создавать в плоском конся из требований, позволяющих реалиденсаторе высотой 0,01 м с расстоянием 1577618 между обкладками 0,07 м. Конденсатор Предлагаемый способ кроме способа можно расположить на расстоянии 0,1 м формирования затворной -композиции от расплава титана. К обкладкам конЇЇТБШ можно эффективно применять для денсатора необходимо приложить напряФормирования любой металлизации с разжение U у 50 В, где U - напряжение, мерами 0 , 3 - 0 , 5 мкм методом взрывной приложенное к обкладкам конденсатора. литографии. Б этом случае улучшается В. примерах конкретного выполнения точность передачи рисунка за счет силовые характеристики поля, действуюуменьшения бокового подпыла, увелищего на ионы (магнитная индукция или 10 чивается допустимая толщина металлинапряженность электрического поля), зации для заданной толщины маски. в 1,5-2 раза больше минимальных (критических) значений, Эксперимен- • Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я тально было подтверждено,что способ может быть реализован и при минималь- 15 Способ изготовления полевых транном превышении найденных критических зисторов с барьером Шоттки, включаюзначений магнитной индукции или нащий последовательное формирование .на пряженности электрического поля. Так, + подложке п и п слоев и слоя диэленапример, на позиции напыления титактрика, формирование истока и стока, на при изложенных выше условиях при- 20 выполнение литографии затвора, удаменения магнитного поля при величине ление на открытых участках диэлектримагнитной индукции 10 мТл в потоке ка и п + слоя, формирование затвора пара титана отсутствуют ионы. путем вакуумного напыления с испариЗатем выполняют следующие операт е л я , взрывную литографию, о т л и ции. 25 ч а ю щ и й с я .тем, ч т о , с целью Откачивают камеру напылителъной снижения шумов полевых транзисторов установки до давления 10~* Па. с барьером Шоттки за счет уменьшения Устанавливают подложку на позицию токов утечки затвора, при формироваиспарителя титана, подают напряжение нии затвора между испарителем и подна испаритель, напыляют 0,1 мкм ти30 ложкой создают силовое поле, воздейтана. . . ; •. • " • ствующее на ионы напыляемого материаПереводят подложку на позицию испарителя золота, подают напряжение 4HmVt.Ru;/2 ла с силой F у перна испаритель, напыляют 0,7 мкм зо_ _ лота . 35 пендикулярной направлению потока п а Измерения токов утечек сформирора напыляемого материала, где Н - ' . ванных таким способом транзисторов расстояние между испарителем и подпоказывают, что токи утечек затвора ложкой, h - расстояние, на котором уменьшаются ^ в 100 раз по сравнению действует силовое поле вдоль направс прототипом и составляют не более 40 ления распространения пара; m - м а с 0,1 мкА при напряжении между затвоса иона, V - скорость иона; UJ- угол ром и истоком (затвором и стоком) rv 6Б при вершине конуса, в пределах к о т о Собственные шумы таких транзисторов рого распространяется пар напыляемого уменьшаются на 30%. . материала. Редактор С. Составитель Ю.Воронов Техред "м.Дидык Кулакова Заказ 2176/ДСП , Корректор Э.Лонч'акова . Подписное Тираж 329 - , . ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская н а б . , д . 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г.Ужгород, ул. Гагарина,101