Способ изготовления вч р- @ -р транзисторов

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 Н 01 (21/331

ГОСУДАРСТВЕ)НОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 2891465/25 (22) 11.03,80 (46) 15.07.93. Бюл, М 26 (72) С.И.Аноприенко, B,Ï.Ãàëüöåâ и В.Н.Глущенко (56) Кремниевые планарные транзисторы /

Под ред. Я.А.Фетодова, M. Сов.радио, 1975, с, 67-70, Мейер Д., Эриксон Л. и Дэвис Д. Ионное легирование полупроводников, Перевод с английского / Под ред. Гусева, М.: Мир, 1973, с. 138 — 142, Греськов И.М. и др, Влияние облучения электронами на характеристики интегральных схем. — Электронная промышленность, 1978, М 9, с. 49-50.

Изобретение относится к микроэлектронике и может быть использовано в производстве полупроводниковых приборов, в частности, при изготовлении кремниевых ри-р дискретных и интегральных транзисторов.

Целью изобретения является улучшение динамических параметров транзисторов.

На фиг. 1 показана высоколегированная полупроводниковая подложка 1 с высокоомным слоем 2 и маскирующим ее покрытием

3, вскрытым фотогравировкой окном 4, через которое сформирована базовая область

5, покрытая в свою очередь маскирующим слоем 6. На фиг. 2 показано вскрытое фотогравировкой в маскирующем слое 6 окно 7, через которое в базовой области 5 сформированы подлегированная область пассив„, Ы „, 845678 А1 (54)(57) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ВЧ p-n-p

ТРАНЗИСТОРОВ, включающий окисление полупроводниковой подложки, фотолитографию, формирование базовых и эмиттерных областей, вскрытие контактных окон, металлизацию, фотогравировку по металлу, бомбардировку частицами высоких энергий и пассивацию, отличающийся тем, что, с целью улучшения динамических параметров транзисторов, фотогравировку по металлу проводят так, чтобы по периметру контактных окон к базе и эмиттеру поверхность полупроводниковой подложки оставалась открытой, а бомбардировку проводят ионами бора до аморфизации открытых поверхностей. ной базы 8, покрытая также маскирующим слоем 9, и вскрытое фотогравировкой окно

10, через которое в базовой области 5 сформирована эмиттерная область 11, покрытая окислом 12; на фиг, 3 — вскрытые фотогравировкой соответственно контактные "окна"

13 и 14 к эмиттерной 11, базовой 8 областям и их металлизированное покрытие 15 и 16, открытая часть контактной площадки 17, поток ионов бора 18 и локальные участки 19 и

20 с разупорядоченной от его воздействия областью кристаллической решетки в эмиттере 11 и базе 8, Ниже приводится пример реализации способа.

На высоколегированную подложку 1 (фиг. 1) р-типа проводимости сопротивлением 0,005 ом,см осаждают высокоомный эпитаксиальнонаращенный слой кремния 2

-ого же типа проводимости сопротиьлен,« ем 3 ом,см и толщиной 13,5 мкм. Далее пс верхность слоя 2 подвергают термическо>.;. окислению при температуре 1150" С в .ечение 110 минут в комбинированной среде сухого и увлажненного кислорода, При этом выращивают маскирующий слой 3 двуокиси кремния толщиной 0,6 мкм, достаточной для маскирования поверхности слоя 2 от всех последующих внедрений легирующих примесей. Одновременно слой 3 является пассивирующим покрытием для коллекторбазового р-и перехода, В слое 3 фотогравировкой вскрываю.. окно 4, через которое в две стадии формируют базовую область 5, Имплантацией фосфора на установке ионного net In poaBH! типа "Везувий" с энергией 80 кэв и дозой "

MKK/см осуществляют предварительное

2 внедрение базовой примеси и при температуре 1150 С осуществляют ее разгонку в комбинированной среде сухого и увла>кненного водяными парами кислорода до глубиHbI залегания диффузионногo слоя 2 мкм с поверхностным сопротивлением Rs=250

75 ом/-,, В процессе диффузии в окислительной среде вырастает маскирующий слой 5 толщиной 0,4 мкм, Далее фотогравировко.", в маскирующем слое б вакс«ывают ОКНО; через Koòîðîå формируют и -область подлегированной пассивной базы 8 с целью с ;. жения последовательного сопротивле>:и> между эмиттерны»1 и базовым конта Toi

Диффузию осуществляют из греххлорис-,о . )0; >т«ора P («, в две Bp,li".» за (Он к,/ фopB ведут при те> пературе 380 - Г низкотемпературная разгонка T- ", ." "., i су (Ой и увлажненной водян ь!м«1 ", 1«ра :",и 0pci де со следующими д«йффузион«>ьк1> пара метрами: К» -15 oM/ и Х=- ..2 мк.,Toлщин0й Окисла 9 0,35 мкм. Дал C в -100 окисла б с помощью фотогравировки вскрывают окно 10, через которое диффузией бо ра и формируют эмиттерну«о Об .эсть 11.

;1 Г

Диффузию осуществляют из борного ангидрида В2Оз в две стадии. Первая стадия — загонка проводится при температуре

1080 С в течение 20 — 30 минут в инертной атмосфере аргона, вторая — при Т=950 С B сухой и увлажненной кислородной среде со следующими параметрами: Ps 10 ом/и и толщиной базы 0,8 мкм. В процессе разгонки бора наращивается слой 8 02 12 тол щиной 0,2 мкм. 55

К сформированной эмиттерной 11, базовой 8 областям фотогравировкой вскрывают контактные Окна 13 и 14 v, осуществля!от нанесение металлической

Гlл еч ки ал«омин ия " е Одом напыления в ваl0ууме толщиной 1-2 мкм.

Фстограв>1ровкой по металлу получают локл,>ь«ое металлизированное покрытие 15.

1! 6 таким 05pB30i", i,0 часть KÎHTBKTHQ>>I площадки 17 с зазором (":,5-3> мкм не покрывается металлом.

:- ате>1:.рс водя". вжигание металлизации г!ри;емпературе 550 С в течение 15 — 30 ми с цель«0 Обеспечения малого переходного сопротивления контактos.

С целью снижения времени жизни неосновных «!осителей заряда плас ины кремния со сформированными транзисторными структурами годвергают обработке потс

КоМ lid«!Ов борз f8 à установке ионногс вегиpoBB«i>I>, т. IIB "Везувий . Режим обраoar«;l: э; арги,-, -10- 10 кKэBв и доза D=-0 20 — 500 мкк/с . -«IIcðã .я иснов определяет их проникаю.цу 0 с !особность через маскирую:;ее покрьпие 12 и зазор 17 в базову>о 8 и эмиттерную 11 05;асти, а доза — количество внадра «ных ",o«,OB и стегellь разоупорядочения решетки кремния.

В результате обработки получают в прил О å, p x H 0 c T I l 0 и 0 б л а с т и c T p / K T у р Г«0 к а л ь н ы е участки 19 и 20 с разупорядоченной структу:0й рев;атки кремния. OKBnизация обус

ЛО(1Л-.:Э i>аЛИЧИРМ «1>«ПО»ОЕРХ«10 ТИ CTP} KTVO

:-.>1я ио;- Ов iiñ галлической пленксй 15. 16 и воем окисла 3 толшинсй, дос>аточной дл»» полно о м".OKирования кремния 0 ионов бс»

Л " " j l Ч Е " l .:. i >. B B >, =! М Е Т P 0 B .

: ;.0.10! .i >:эааэ, iB« и . .;,-. коэффициента

>О . : >i .; OBHB.;, т-„-Э . i.iХ ОТРУ

2",1-:.-:, >1". °,;с ",О>1 i 2 г»;-«.",:. в (1 D=25

»»

;1ккул, с;-: Сб;;а--;llblc: ок, напряжения насыще«ия не г«ре-ерпсва>ст сKîob-нибудь заМ O Т 1 01 О и -. Mi Е,Н Е Ч И Л, тобы последу>ощие, с«-1-:ератур наlp. ьсздайcTãès не изма;I> B,l необходимсго cooTHOI BHия указанных параметров, проводят стабилизиру>о!дий отжиг при температуре 550 С в течение 10-15 мин, которыЙ о; >ределяет окончательное их значение.

Дальнейший нагрев транзисторной структуры при сборо «ных операциях или в условиях эксплуатации не должен превышать значение температуры отжига.

Это обстоятельство гарантирует конечные значения параметров.

Определяющим фактором положительного эффекта является То, что ионы бора, сталкиваясь с атомами фосфора в кристаллической решетке базовой области 8, выби845678 вают их из узлов, снижая их электрическую активность. Выбитые атомы в свою очередь смещают другие атомы, в результате чего образуется разупорядоченная область. Аналогичный эффект получается в области, легированной бором.

Отжиг используемых дефектов и размещение ионов бора в узлах кристаллической решетки — наблюдается при температурах более 600 С, Поэтому с применением имплантированного бора достигается положительный эффект. При температурах воздействия более 600 С ни в процессе сборочных операций, ни тем более в условиях эксплуатации, кристаллы транзисторных структур не испытывают.

Время жизни неосновных носителей е

5 транзисторе, изготовленном по данному способу, снижается только в локальных областях на поверхности структуры, что позволяет с одновременным улучшением импульсных свойств транзистора получать

10 неизменными величины напряжений насыщения UcEsa UBEsat из-за неизменности свойств полупроводникового материала в обьеме, gP5P7P

Составитель ., ео ееB

Редактор Г.Берсенева Техред V,. Моогентал Корректор И,Шмакова

Заказ 2833 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственног" комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

".13035, Москва Ж-35. Раушская наб, 4!5

Производственно-издательский комбинат "! à,eH . г. Ужгород, ул.Гагарина. 101