Способ изготовления малошумящих высокочастотных транзисторов

 

(19) SU (И) 764549 А1 (51) 5 H 01 21 331

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЩОМСТВО СССР (ГОСНАТЕНТ СССР) опислния изоюкткния

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (24) 2466246/25 (22) 2Э.ОЗ.77 (46) 30.1О.Ж Вел, Na Э9-40 (72) Глущенко В.Н„Петров БХ (64) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ МАЛОШУМЯ-

ЩИХ ВЫСОКОЧАСТОТНЫХ ТРАНЗИСТОРОВ

764549

Изобретение относится к микроэлектронике и может бйть использовано как при производстве интегральных схем, так и дискретных полупроводниковых приборов.

Известен способ изготовления малошумящих транзисторов, включающий формирование маскирующего покрытия и фотогравировку в нем, диффузию базовой примеси, удаление окисла с пластины, наращивание, эпитаксиальной и-пленки кремния толщиной в несколько микрон с последующим ее термическим окислением, во вновь образовавшемся окисле вскрытие базовых и эмиттерных контактов и проведенйе последовательно дополнительных операций диффузии для создания контакта -р+ к базе, расположенной в объеме кремния, и к эмиттеру -n в эпитакСиальном и слое.

Осйовным недостатком данного способа является наличие п /и эпитаксиального слоя между n эмиттером и р-базой в объеме, на котором из-за накопления носйтелей теряются частотные свойства трайзистора.

Кроме того, при созданий изолирующего по+ + крытия, и -эмиттера и р -контакта к базовой области. база транзистора увеличивается в двух направлениях за счет диффузии к поверхности и в объем. В базе образуется тормозящее пбле для неосновных носителей инжектируемых из эмиттера, что затрудняет создание ВЧ и СВЧ транзисторов.

Наиболее блйэким к предлагаемому по технической сущности является способ из-. готовления малошумящих транзисторов. включающий формирование диффузией базовой области, эпитаксиэльного пассивного

:эмиттера, контакта к базе и эмиттеру путем диффузии.

Недостаток известного способа в том. что диффузионный эмиттерный слой входит в область базы низколегированной частью. что не позволяет скомпенсировать примесь в базе. Наличие высокоомной области не позволяет создать ускоряющее поле в базе, что ограничивает частотные свойства тран- зистора и ухудшает шумовые характеристики на вйсоких частотах.

Целью изобретения является повышение предельной частоты, усиления при сохранении йиэкого уровня шумов.

Цель достигается тем, что после формирования базовой области формируют" диффузией эмиттерйую область," которую при формирОвайии эпитаксиальнбго пассивного эмиттера и последующих термообработках вйводят к поверхности диффузией из объема.

Изобретение поясняется фиг.1,2,3.

На фиг,1 показана низкоомная кремниевая подложка 1 с осажденной эпитаксиальной пленкой 2 много большего сопротивления. На пленке 2 выращен термический маскирующий окисел кремния 3 v через окна в нем сформована базовая область 4, а в ней и эмиттерная 5.

На фиг.2 окисел снят полностью и по веей поверхности пластины осаждена эпитаксиальная пленка 6, на которой повторно выращен термический окисел 7.

10 Эмиттерная область, выходя на поверхность эпитаксиальной пленки, образует участок эмиттера 8.

На фиг.3 к базе в обьеме полупроводникового тела floK333H3 контактная р диффу15 зионная область 9. Между р+ областью 9 и эмиттером 8 остается участок 10 в эпитаксиальной пленке 6, не залегированной в про цессах диффузии.

В каждой из областей эмиттера 8 базы

20 9 вскрыты контактные окна и осуществлена металлизированная разводка 11, Пример. На высоколегиоованную подложку (р=0,001 Ом.см) осажда ют в ы сокоомную (р =1-3 Ом,см) пленку 2 эпитаксиального кремния того >ке и-типа проводимости, После этого получают маскирующее покрытие 3 — путем окисления кремния в каомбинированной среде сухого и увлажненного кислорода при Т=110030 1200 >g

Фотогравировкой в окисле 3 вскрывают окно и проводят базовую диффузию бора—

4 (Ns> = 1.10 см ) термическим способе -з бом или ионным легированием, Далее s области базы — диффузией фосфора (Nsz

= 5 10 см ) формируют мелкий эмиттер 5 ю -з (фиг.1). После этого окисел 3 с пластины снимают полностью и на подложку осаждают эпитаксиальную (n-) пленку 6 с концент40 рацией ниже базовой на 15-2 порядка.

На поверхности пленки вновь термическим окислением кремния создают маскирующий от последующей диффузии окисла

7. В процессе эпитаксиального наращивания и этой термической операции скрытый фронт базовой 4 и эмиттерной 5 диффузионной области движется как к поверхности пленки 6, так и в объем 2 (фиг.2). Но поскольку поверхностная концентрация эмиттер50 ной примеси йз2»Мэ1, то значительно раньше к поверхности подходит ее фронт 8, тогда как часть и- эпитаксиального слоя

10, расположенная над базовой областью

4 вне активного эмиттра 5, 8, остается незалегирован ной базовой диффузией. По периметру скрытой базы 4 до смыкания проводят р диффузию бора 9 — вновь термическим способом или ионным легированием с высокой поверхностной концен764549 трацией (Nsz = 1 10 см ). Тем самым

29 -3 уменьшается переходное сопротивление контакта между металлизированным слоем

11 и областью 9.

По данному способу в приповерхностном слое базовая 9 и эмиттерная 8 области разделены (и) слоем 10, который вместе с (р+) контактом 9 устраняет поперечный базовый ток и поверхностную рекомбинацию.

Сохраняется одно из основных преимуществ L1C-транзистора — устранение влияния поверхностных эффектов. И вместе с тем, в отличие от известного способа, где эмиттер входит в эпитаксиальную базу своей низколегированной частью, в предлагаемом способе расположение эмиттера неФормула изобретения

СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ МАЛОШУМЯЩИХ ВЫСОКОЧАСТОТНЫХ ТРАНЗИСТОРОВ. включающий формирование диффузивй базовой области, эпитаксиального пассивного эмиттера, контакта к базе и . змиттеру путем диффузии, отличающийся посредственно от поверхности в базе сформированного до эпитаксиального наращивания пассивного эмиттера позволяет значительно повысить его эффективность и, 5 уменьшив сопротивление базы, увеличить как усиление, так и частотные свойства транзистора из-за наличия дрейфового поля в базе при сохранении низкого уровня шу. мов.

10 (56) Новая структура биполярного транзистора. "Электроника". русский перевод, 1974, с.3, N. 13.

Патент Японии N. 46-31164, кл. 99(5)Е2, 15 опублик. 1971, тем, что, с целью повышенйя предельной частоты усиления при сохранении низкого

20 уровня шумов, после формирования базовой области формируют змиттерную область, которую при формировании зпитаксиальйого пассивного змиттера и

25 последующих термообработках выводят к

5 поверхности диффузией из объема.

764549

Составитель Л. Сергеев . Техред М.Моргентал .. Корректор М. Ткач

Редактор О. Юркова

Тираж : - Подписное

НПО "Поиск" Роспатента

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

Заказ 3188

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