Влияние ионной имплантации азота на величину токов сток-исток силовых МОП-транзисторов

Abstract

Исследовались силовые МОП-транзисторы с вертикальной структурой, полученные на основе метода двойной диффузии (DMOSFET). С целью установления влияния азотирования диэлектрика на электрофизические параметры силовых МОП транзисторов дополнительно технологический процесс изготовления приборов включал в себя операцию ионной имплантации азота в активную область структуры прибора через защитный окисел толщиной 20 нм энергиями 20 кэВ, 40 кэВ и 60 кэВ в диапазоне доз 1·10 13 –3·10 15 см-2 . Параллельно исследовались контрольные образцы, прошедшие все этапы формирования прибора без дополнительного внедрения азота. Установлено, что при трехстадийном процессе имплантации ионов азота и быстрых термических обработок при суммарной дозе 2.5·10 14 см-2 в диапазоне напряжений от -2 В до -10 В происходит снижение токов утечки сток-исток ДМОП-транзисторов, обусловленное отжигом генерационных центров в p-области кармана. Основной вклад в токи утечки вносит генерационный ток в области пространственного заряда обратносмещенного p-n - -перехода ДМОП-транзистора вследствие большой площади металлургической границы базы p-типа и подложки n - -типа данного перехода. Проведение дополнительной имплантации ионов азота в диапазоне доз 1·10 13 – 2.5·10 14 см-2 позволяет снизить величину тока сток-исток ДМОП-транзисторов в подпороговой области как при одностадийном, так и при трехстадийном процессах имплантации и отжига. Данный эффект усиливается при снижении напряжения на затворе вследствие увеличения вклада диффузионного тока МОП-транзистора