Способ изготовления свч-транзисторных структур

 

(19) SU (11) 669995 А1 (51) 5 H01L21 22

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР)

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

f (21) 2305357/25 (22) 30.12.75 (46) 38.10.93 Бюл йя 39-40 (72) Иванов ВД; Глущенко В.Н.; Толстых БЛ. (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СВЧ-ТРАНЗИСТОРНЫХ СТРУКТУР

669995

Изобретение относится к микроэлект- Кроме Tol0, способ является сложным, ронике. так как предусматривает дополнительную

Современное состояние полупроводни- фотогравировку и прецизионное совмещековой электроники требует создания таких ние для создания змиттера.

СВЧ транзисторов, у которых были бы высо- 5 Целью изобретения является упроще. кие значения граничной частоты fT, коэффи- ние способа. циента усиления Ьер, напряжений Окв UcE. Цель достигается тем, что после первой

Эти требования могут быть удовлетворены стадии диффузии базовой примеси наносят уменьшениемактивнойбазыиустранением окисную пленку, вытравливают окно над эффекта вытеснения базовой примеси. 10 областью расположения эмиттера и диффуЭффект вытеснения тем больше, чем зионныйслой вокнена глубину0,1 — 0,3мкм, ближе глубина залегания эмиттерного пере- после чего проводят вторую стадию диффуходакисходнойглубинезалеганиябазового зии в инертной атмосфере, а затем диффуслоя. эию эмиттерной примеси в то же окно.

Существуют способа изготовления СВЧ 15 . Пример. транзисторов, в которых предусматривает- Исходную монокристаллическую плася уменьшение самого эффекта эмиттерно-. стину подвергают окислению, вскрывают го оттеснения и способы,. которые окно под базовую область и проводят перпредусматривают. компенсацию этого.эф- вую стадию диффузии-загонку бора, затем фекта и уменьшение его вредйого влияния. 20 боросиликатное стекло удаляют и создают

Известен способ, предусматривающий окисную пленку, в.которой вытравливают создание базовой..области с утонченной,: участки в тех местах, под которыми в дальсреднейчастью путем.ионнойимплантации .. нейшем.будет располагаться змиттерная через маску из вещества, тормозящего область. Кроме того, поверхность кремния, ионы.. - -:: . 25 содержащую максимальную концентрацию

Этот способ -является сложным, дли-: примеси вытравливают. на. глубину 0,1 — 0,3 тельным по.времени, так как содержит опе- мкм, а затем ведут вторую стадию диффузии рации создания маски облучением базовой примеси в инертной атмосфере. В поверхности кремния через маску подопре- : результате этого, во-первых, обеспечиваетделенным углом, обеспечивающим аморфи- Ç0 .ся меньшая глубина и концентрация примезацию поверхности кремния, а также си в средней части, во-вторых, не требуется прецизионное совмещение при изготовле- операция изготовления окна для последуюнии эмиттера, ... : щей диффузийэмиттерной примеси.

Наиболее близким по технической сущ- - . При диффузии эмиттер создается точно ности является способ изготовления СВЧ- 5 в области, расположенной над утонченной транзисторных структур, включающий . частью. диффузионное легировайие в две стадии .Нафиг. 1-4 показаны отдельные этапы для создания базовой области в утонченной изготовления транзисторной структуры. средней части-, а также последующую диф- . . Кремниевую пластинус эпитаксиальной фузию для создания эмиттерной области,. 40 пленкой 1 и-типа проводимости подвергают

После окончания первой стадии базовой термическому окислению в комбинирован-. диффузии осуществляют локальное удале- ной среде увлажненного водяными парами ние боросиликатного стекла в местах буду- кислорода или в среде азота, аргона и сухого щего расположения эмиттера, затем ведут кислорода при 1100-1200 С до получения вторую стадию в окислительной атмосфере. "5 окисла 2 толщиной.не менее 0,45 мкм, масЗа счет перехода сильнолегированного . кирующего от последующей диффузии, В поверхностьюслоякремниявокиселдости- выращенной пленке вскрывают. окна под гается пониженная концентрация и глубина диффузию базовой примеси и проводят мелдиффузионной области в центральной части кую диффузию бора из 8203 или ионное уменьшается. 50 легирование, в результате чего создают область 3 с глубиной залегания перехода 0,5

8 процессе диффузииэмиттерной при- мкм и повеохностной концентрацией меси за счет эффекта оттеснения р-и-пере- (1 10 -1 10 ")см (фиг.1). Затем низкотем19 . 2q -3 ход выравнивается, пературным осаждением или термическим

Описанный способ. имеет следующие 55 окислениемсоздаетсямаскирующийокисел недостатки, кремния 4 толщиной 0,3 мкм. Температура

Боросиликатное стекло снимают ло- .. окисления 950 С, среда: влажный и сухой кально. Оставшиеся участки вйосят неста- кислород. При этой термической операции бильность в работу транзисторной глубина залегания перехода не должна заструктуры., 669995, метно увеличиваться. В пленке фотолитографией вскрывают окно 5 (фиг. 2) под эмиттер плаэмохимическим способом стравливают поверхностный высоколегированный диффузионный слой в 0,1 — 0,3 мкм 5 (фиг. 3).

Поверхностная концентрация понижается до(5 — 1) 10 см, Далее в атмосфере неокисляющей среды (инертного газа) про-, водится более высокотемпературная вторая 10 стадия-разгонка бора (T=1000-1100 С, глубина 1,0-1,5 мкм). При этом из-за пониженной поверхностной концентрации базовой примеси в эмиттерном окне 6 диффузия под ним затормаживается, в результате чего ба- 15 зовая область 3 приобретает конфигурацию, которая показана на фиг. 3. Затем ..дцФФуэцей..Фосфора из РС!з(Г= 950 С) в ранее изготовленное окно создают эмиттер 7 (фиг. 4), При этом в результате оттеснения примеси р-типа диффузионный базовый фронт под эмиттером 7 выравнивают.

Способ позволяет простыми технологическими приемами, не требующими прецизионных совмещений и дополнительной фотогравировки, получать и-р-и транзисторы с минимальным разбросом коэффициента усиления, высоким пробивным напряжением перехода коллектор-эмиттер, лучшими частотными характеристиками, (56) Патент США М 36158756, кл. Н 01

1 7/54, опублик. 1968.

Патент Японии. М 49-29109, кл, Н 01 1

11/00, опублик. 1974.

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я . 20 ба, после первой стадии диффузии базовой

СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СВЧ-TPAH- примеси наносят окисную пленку, вытравЗИСТОРНЫХ СТРУКТУР, включающий.: ливают окно под областью расположения диффузионное легирование в две стадии эмиттера и диффузионный слой в окне на б б утонченной средней час-- глубину 0,1 - 0,3 мкм, после чего проводят оазовои о ласти уто тью, а также последующую диффузию для вторую стадию диффузии s инертной атсоздания змиттерной области, отличаю- . мосфере, а затем диффузию змиттерной щийся тем, что, с целью упрощения спосо- примеси в то же окно. фиг. Я

669995 фиг. Ю .:

Составитель

Техред М. Моргентал едактор О.Юркова

Корректор Е.Папп

Тираж Подписное

НПО "Поиск" Роспатента

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

Заказ 3187

Производственно-издательский v0MFil4LIA T "и - i v,.- . r .. *