Способ изготовления кремниевых магниточувствительных транзисторов

 

Использование: технология изготовления магниточувствительных и других полупроводниковых приборов. Сущность изобретения: магниточувствительные транзисторы облучают до герметизации потоком электронов дозой 1013-3 10 с энергией не менее 4 МэВ, а затем обжигают при 480-520 К в течение не менее 2 ч. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ сОциАлистических

РЕСПУБЛИК (si>s Н 01 1 21/263

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР)

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ

L2

$р В

W2 (21) 4906205/25 (22) 31.01,91 (46) 23,04.93. Бюл. М 15 (71) Учебно-научно-производственный центр при Одесском государственном университете им. И,И.Мечникова, (72) И.М.Викулин, М,А.Глауберман, B,B.Козел, И.И.Чалая и А.П,Шахов (73) Учебно-научно-производственный центр при Одесском государственном университете им. И,И.Мечникова (56) Кулаков В,М. и др, Действие проникающей радиации на изделия электронной техники. М.: Советское радио, 1980, с. 78-105.

Викулин И.М, и др. Гальваномагнитные приборы. M.: Радио и связь, 1983, с. 65, Изобретение относится к технологии магниточувствительн ых полупроводниковых приборов и может быть использовано при изготовлении магниточувствительных транзисторов, в которых в качестве магниточувствительного параметра используется изменение коллекторного тока транзистора при приложении магнитного поля.

Цель изобретения — увеличение магниточувствительности и улучшение воспроизводимости параметров.

Поставленная цель достигается тем, что облучение магниточувствительных транзисторов производится на последней стадии изготовления, перед герметизацией, потоком электронов дозой 10" -3 . 10 см с энергией 4-10 МэВ с последующим отжигом при 480-520 К в течение 2-3 ч.

Магниточувствительность транзистора в схеме с общим эмиттером определяется как

„„5U„„1811637 АЗ (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КРЕМНИЕВЫХ МАГНИТОЧУВСТВИТЕЛЬНЫХ ТРАНЗИСТОРОВ (57) Использование: технология изготовления магниточувствительных и других полупроводниковых приборов. Сущность изобретения: магниточувствительные транзисторы облучаютдо герметизации потоком электронов дозой 10 з-3 10 см с энергией не менее 4 МэВ, а затем обжигают при

480-520 К в течение не менее 2 ч. 1 ил, где jap — подвижность неосновных носителей в базе;  — величина магнитного поля;

Lp — диффузионная длина неосновных носителей в базе; W4 — длина базы транзистора.

Облучение электронами приводит к а уменьшению концентрации примесных рас- (y сеивающих центров и, как следствие, к увеличению диффузионной длины Lp, а значит, и S, Причем для транзисторов, у которых Lp было больше до облучения, она увеличива- 0 ется после облучения на меньшую величину, (A) а у транзисторов с меньшим значением Lp до облучения она увеличивается после облучения на большую величину.

Для осуществления данного процесса необходимо образование незначительной концентрации радиационных дефектов и наличие ионизации, Таким образом, облучение электронами позволяет повысить магниточувствительность. Кроме того, облучение электронами не требует дорогостоящего оборудования, непродолжительно по времени и технологически несложно, 1811637

Образцы магниточувствительных транзисторов изготавливались из кремния и-типа с исходным удельным сопротивлением

1 Ом м по стандартной планарной технологии. Глубина залегания эмиттера и коллектора 2,5 мкм, Концентрация основной примеси в эмиттере 10 см, После сборки кристаллов магниточувствительных транзисторов в корпуса измерялась зависимость тока коллектора от прилагаемого магнитного поля и определялась магниточувствительность. Облучение образцов проводилось на линейном ускорителе "Электроника". После проведения отжига магниточувствительных транзисторов снова измерялась зависимость тока коллектора для тех же значений прилагаемого магнитного поля, что и до облучения. Затем определялась магниточувствительность, Режимы облучения и отжига определяли экспериментально.

На чертеже приведены зависимости магниточувствительности от величины потока электронов, Как следует из результата эксперимента, для магниточувствительных транзисторов существует оптимальная доза электронов, равная 3 10 см, При дозах свыше 3 10 см происходит уменьшение диффузионной длины Lp B базе транзистора вследствие возрастания концентрации радиационных дефектов и образования областей разупорядочения, магниточувствительность уменьшается. Из зависимо&и на чертеже также видно, что разброс значений магниточувствительности после облучения уменьшается, т.е. улучшается воспроизводимость параметров магнитотранзисторов.

Обнаружено, что для магниточувствительных транзисторов существует мини5 мальное значение энергии, равное 4 МэВ, ни>ке которого электроны в меньшей степени воздействуют на магниточувствительные параметры транзисторов. Использование энергии более 10 МэВ технологически неце"0 лесообразно.

Температура отжига 480 К выбрана из тех соображений, что при меньших температурах отжиг малоэффективен, а при температурах выше 520 К в структуру полупроводника вводятся дефекты, что ухудшает параметры р — n-перехода, Экспериментально установлено, что при длительности отжига менее 2 ч рост магниточувствительности снижается. Уве20 личение продолжительности отжига свыше

3 ч неопределенно увеличивает длительность технологического цикла.

Формула изобретения

Способ изготовления кремниевых магни25 точувствительных транзисторов, включающий формирование структуры транзистора и герметизацию, отличающийся тем, что, с целью увеличения магниточувствительности и улучшения воспроизводимости

30 параметров, перед герметизацией последовательно проводят облучение структуры электронами с энергией не менее 4 МэВ, дозой (10" -3 10" ) см и отжиг при reMveратуре (480-5 20)К в течение времени не менее 2 часов.

1811637

Редактор Г. Бельская

Заказ 1468 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

/с

Составитель И. Викулин

Техред М.Моргентал Корректор H. Милюкова