FR2799049A1 - PROCESS FOR PREVENTING BORON DIFFUSION IN SILICON BY IONIC CARBON IMPLANTATION - Google Patents
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Abstract
Description
Procédé pour empecher la diffusion de bore dans le silicium par implantation ionique de carbone. L'invention concerne un procédé pour empêcher la diffusion de bore dans le silicium (Si) par implantation ionique de carbone, et plus particulièrement lors de la réalisation d'un transistor bipolaire à hétérojonction (TBH) de la filière Silicium-Germanium (SiGe). Toutefois, le procédé selon l'invention peut également s'appliquer lors de la réalisation d'autres composants semi-conducteurs tels que le transistor MOS (Métal Oxyde Semiconducteur) afin de régler le problème des effets de canal court par exemple. Process for preventing the diffusion of boron in silicon by ion implantation of carbon The invention relates to a method for preventing the diffusion of boron in silicon (Si) by ion implantation of carbon, and more particularly when producing a heterojunction bipolar transistor (TBH) of the silicon-germanium (SiGe) die. . However, the method according to the invention can also be applied during the production of other semiconductor components such as the MOS transistor (Metal Oxide Semiconductor) in order to solve the problem of short channel effects for example.
La réalisation de composant semi-conducteur comporte de nombreuses étapes complexes aboutissant à un empilement de couches de nature différente. La différenciation de ces couches est faite par dopage. Le dopage consiste soit à introduire des impuretés ( ions dopants ) dans un matériau semi-conducteur à l'aide des techniques de diffusion thermique d'implantation ionique, soit à faire croître une nouvelle couche au dessus du matériau semi-conducteur à l'aide de la technique d'épitaxie. Un dopage est qualifié de dopage positif ou de dopage négatif selon la nature des ions dopants utilisés et la nature du matériau semi-conducteur. The semiconductor component embodiment comprises many complex steps resulting in a stack of layers of different nature. The differentiation of these layers is done by doping. Doping involves either introducing impurities (doping ions) into a semiconductor material using ion implantation thermal diffusion techniques, or growing a new layer over the semiconductor material using of the epitaxial technique. Doping is called positive doping or negative doping depending on the nature of the doping ions used and the nature of the semiconductor material.
Par principe, un transistor bipolaire à hétérojonction de la filière SilSiGe comporte trois couches de matériau semi-conducteur. A titre d'exemple les trois couches peuvent être une première couche de Si dopée négativement, une seconde couche de SiGe dopée positivement à l'aide de bore et réalisée sur la première couche, et une troisième couche de Si dopée négativement et réalisée sur une partie de la seconde couche. La première couche constitue le collecteur, la seconde couche constitue -la base et la troisième couche constitue l'émetteur du TBH. Le TBH est remarquable dans le sens que la jonction Si-SiGe ( collecteur-base et base-émetteur ) est une hétérojonction car les deux matériaux semi-conducteurs Si et SiGe ne sont pas de même nature. In principle, a heterojunction bipolar transistor of the SilSiGe die has three layers of semiconductor material. By way of example, the three layers may be a first negatively doped Si layer, a second SiGe layer positively doped with boron and made on the first layer, and a third negatively doped Si layer made on a part of the second layer. The first layer is the collector, the second layer is the base and the third layer is the transmitter of TBH. The TBH is remarkable in the sense that the Si-SiGe junction (base-collector and base-emitter) is a heterojunction because the two semiconductor materials Si and SiGe are not of the same nature.
Les facteurs permettant d'améliorer considérablement les caractéristiques techniques TBH sont entre autres l'obtention d'hétérojonctions fines dites abruptes, c'est-à-dire permettant par exemple de passer brusquement d'un dopage positif uniforme à un dopage négatif uniforme, et une épaisseur de base très petite. Une base réduite garantit un faible temps de transit des électrons entre l'émetteur et le collecteur, donc une fréquence maximum de fonctionnement du TBH élevée. The factors making it possible to considerably improve the TBH technical characteristics are, inter alia, the obtaining of so-called steep fine heterojunctions, that is to say, for example, making it possible, for example, to pass abruptly from uniform positive doping to uniform negative doping, and a very small base thickness. A reduced base guarantees a short transit time of the electrons between the emitter and the collector, thus a maximum operating frequency of the high TBH.
Comme décrit précédemment, la base d'un TBH de la filière Si/SiGe est généralement dopée par le bore. Cependant, le bore a plutôt tendance à facilement diffuser vers les couches adjacentes en élargissant ainsi la base, ce qui dégrade considérablement les caractéristiques techniques du TBH. As previously described, the base of a TBH of the Si / SiGe die is generally doped with boron. However, boron tends to readily diffuse to adjacent layers thus expanding the base, which significantly degrades TBH's technical characteristics.
Le mécanisme de diffusion du bore est un mécanisme complexe dans lequel les ions dopants (bore) progressent par échange avec des lacunes chargées positivement. D'une façon générale, la diffusion des dopants dans les semiconducteurs est fonction de la concentration et de la température. Le bilan thermique dans les filières de fabrication d'un composant semiconducteur comportant au moins une région dopée par le bore doit donc être faible. Mais différentes étapes telles que l'oxydation ou encore l'implantation ionique, généralement réalisées au cours de la fabrication d'un composant semiconducteur, peuvent accélérer la diffusion des dopants. The mechanism of boron diffusion is a complex mechanism in which the doping ions (boron) progress by exchange with positively charged vacancies. In general, dopant diffusion in semiconductors is a function of concentration and temperature. The thermal balance in the production lines of a semiconductor component comprising at least one boron-doped region must therefore be low. But different steps such as oxidation or ion implantation, generally performed during the manufacture of a semiconductor component, can accelerate the diffusion of dopants.
On connaît des méthodes pour empêcher la diffusion de bore dans le cas de fabrication d'un TBH. Une méthode consiste à incorporer du carbone dans des sites substitutionnels au cours de la fabrication de la base du TBH au moyen de la technique d'épitaxie dite de dépôt physique en phase vapeur (PVD) ou au moyen de la technique dite de dépôt chimique en phase vapeur (CVD). Cette méthode est très complexe à mettre en oeuvre car elle nécessite, par exemple dans le cas d'une technique PVD -par évaporation, d'avoir une source de matériau à déposer portée à haute température et disposée dans un réacteur sous vide. La croissance épitaxiale demande un contrôle efficace de la température pour que les atomes du matériau à déposer une fois transformés en vapeur par évaporation aient une mobilité suffisante pour pouvoir migrer et assurer une croissance régulière sur un cristal. Ainsi la croissance de la base avec en même temps l'incorporation de carbone nécessite l'ajout d'une source supplémentaire de carbone dans le réacteur, ce qui entraîne des complications de maintenance, de mesure de débit et de contamination du réacteur. Methods for preventing the diffusion of boron in the case of manufacture of TBH are known. One method is to incorporate carbon into substitutional sites during the manufacture of the TBH base using the so-called physical vapor deposition (PVD) epitaxy technique or the so-called chemical deposition technique. vapor phase (CVD). This method is very complex to implement because it requires, for example in the case of a PVD-evaporation technique, to have a source of material to be deposited at high temperature and placed in a vacuum reactor. Epitaxial growth requires effective control of temperature so that the atoms of the material to be deposited once transformed into vapor by evaporation have sufficient mobility to migrate and ensure steady growth on a crystal. Thus the growth of the base with at the same time the incorporation of carbon requires the addition of an additional source of carbon in the reactor, which leads to complications of maintenance, flow measurement and reactor contamination.
En outre, des étapes de recuit d'activation de dopants à environ 1025 C pendant plusieurs secondes généralement réalisées à la suite des techniques décrites ci-dessus, ne sont pas effectuées complètement pour ne pas favoriser la diffusion. Les caractéristiques du composant semiconducteur réalisé ne sont pas alors optimum. In addition, dopant activation annealing steps at about 1025 C for several seconds generally performed as a result of the techniques described above, are not carried out completely so as not to promote diffusion. The characteristics of the semiconductor component produced are not then optimum.
Un but de l'invention est de fournir un procédé pour empêcher la diffusion de bore qui remédie aux inconvénients ci- dessus. An object of the invention is to provide a method for preventing boron diffusion which overcomes the above disadvantages.
En particulier, la présente invention a pour but de fournir un procédé pour empêcher la diffusion de bore lors de la fabrication d'un composant semiconducteur tel qu'un qui n'empêche pas la réalisation complète de toutes les étapes de recuit d'activation. In particular, the object of the present invention is to provide a method for preventing boron diffusion during the manufacture of a semiconductor component such as one which does not preclude complete completion of all activation annealing steps.
L'homme du métier comprendra aisément que la présente invention peut s'appliquer avantageusement à toute filière de fabrication autre que le TBH Si/SiGe afin d'empêcher la diffusion de bore. Those skilled in the art will readily understand that the present invention can be advantageously applied to any manufacturing die other than TBH Si / SiGe in order to prevent the diffusion of boron.
Les buts ci-dessus sont atteints selon l'invention par un procédé pour empêcher le bore présent comme dopant dans une région prédéterminée d'un composant semi-conducteur de diffuser dans au moins une région adjacente à la région prédéterminée au cours de la fabrication du composant, qui comprend l'introduction par implantation ionique dans la région prédéterminée d'une dose de car bone comprise entre 0,1 et 117o atomique. The above objects are achieved according to the invention by a method for preventing the boron present as a dopant in a predetermined region of a semiconductor component from diffusing into at least one region adjacent to the predetermined region during manufacture of the component, which comprises introduction by ion implantation into the predetermined region of a dose of carbon between 0.1 and 117o atomic.
Contrairement à l'état de la technique antérieure dans lequel carbone est incorporé in situ lors de la formation par épitaxie de la région à protéger, selon l'invention on utilise la technique d'implantation ionique qui comporte de nombreux avantages tels que - un faible coût de revient lié à la rapidité de la technique permettant de produire un nombre important de composants; - une pureté "ionique" car il est possible de travailler sous vide et de trier des ions par des procédés électroniques de façon à obtenir un faisceau mono-énergétique très pur de l'atome dopant; - la possibilité d'une implantation sélective par masquage; et - le contrôle assez précis de la dose d'ions dopants implantés ainsi que leur profondeur de pénétration. In contrast to the state of the prior art in which carbon is incorporated in situ during the epitaxial formation of the region to be protected, according to the invention, the ion implantation technique which has numerous advantages such as cost price linked to the speed of the technique making it possible to produce a large number of components; an "ionic" purity because it is possible to work under vacuum and to sort ions by electronic methods so as to obtain a very pure mono-energetic beam of the doping atom; the possibility of selective implantation by masking; and the fairly precise control of the dose of implanted dopant ions as well as their depth of penetration.
De préférence, l'énergie d'implantation est telle que le maximum de la distribution des ions de carbone implantés se trouve la région prédéterminée. Preferably, the implantation energy is such that the maximum of the implanted carbon ion distribution is the predetermined region.
Selon un mode de mise en oeuvre préféré de l'invention, le composant semi-conducteur est un transistor bipolaire à hétérojonction (TBH). According to a preferred embodiment of the invention, the semiconductor component is a heterojunction bipolar transistor (TBH).
Avantageusement, on implante le carbone après.la formation du collecteur et de la base du transistor bipolaire hétérojonction (TBH). Et dans ce cas, la région prédéterminée est la base du TBH et la région adjacente est le collecteur du TBH. Advantageously, the carbon is implanted after the formation of the collector and the base of the bipolar heterojunction transistor (TBH). And in this case, the predetermined region is the base of the TBH and the adjacent region is the TBH collector.
L'incorporation du carbone après la formation du collecteur et de la base diffère avantageusement de la méthode employée selon l'état de la technique antérieure car elle permet d'utiliser la technique d'implantation ionique. The incorporation of the carbon after the formation of the collector and the base differs advantageously from the method used according to the state of the prior art because it makes it possible to use the ion implantation technique.
L'invention concerne également un procédé de fabrication d'un transistor bipolaire à hétérojonction comprenant les étapes suivantes a) la formation sur un substrat de silicium, par épitaxie et dopage in situ, d'une mince couche d'alliage SiGe fortement dopée avec du bore; b) l'implantation ionique de phosphore avec première et une seconde énergie d'implantation, la seconde énergie d'implantation étant inférieure à la première, de manière à former dans le substrat une première région fortement dopée avec du phosphore séparée de la mince couche d'alliage SiGé par une seconde région faiblement dopée avec du phosphore. The invention also relates to a method for manufacturing a heterojunction bipolar transistor comprising the following steps: a) the formation on a silicon substrate, by epitaxy and in situ doping, of a thin layer of SiGe alloy heavily doped with boron; b) ion implantation of phosphorus with first and second implantation energy, the second implantation energy being lower than the first, so as to form in the substrate a first region strongly doped with phosphorus separated from the thin layer of SiGe alloy by a second region weakly doped with phosphorus.
Selon l'invention, après l'étape b) on introduit par implantation ionique une dose de carbone comprise entre 0,1 et 1% atomique dans la mince couche d'alliage SiGe. According to the invention, after step b) is introduced by ion implantation a carbon dose of between 0.1 and 1 atomic% in the thin SiGe alloy layer.
D'autres avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront à l'examen de la description détaillée d'un mode de mise en oeuvre et des dessins annexés qui représentent respectivement - figure 1; une vue schématique en coupe d'un transistor bipolaire à hétérojonction (TBH); - figures 2a, 2b et 2c, des vues schématiques en coupe des étapes principales de fabrication d'un transistor bipolaire à hétérojonction (TBH) incorporant le procédé d'implantation de carbone selon l'invention; - figure 3, des courbes de la concentration en bore en fonction de la profondeur dans la base pour des transistors bipolaires à hétérojonction soumis à des traitements anti-diffusion de l'art antérieure (D2, D3) et selon l'invention (D4), après traitement thermique, et pour un transistor bipolaire à hétérojonction dont la base a été dopée par épitaxie à basse température<B>(D1.),</B> et qui n'a pas subi de traitement thermique. Other advantages and features of the invention will appear on examining the detailed description of an embodiment and the appended drawings which represent respectively - FIG. 1; a schematic sectional view of a heterojunction bipolar transistor (TBH); - Figures 2a, 2b and 2c, schematic sectional views of the main steps of manufacturing a heterojunction bipolar transistor (TBH) incorporating the carbon implantation method according to the invention; FIG. 3, curves of the concentration of boron as a function of the depth in the base for heterojunction bipolar transistors subjected to anti-diffusion treatments of the prior art (D2, D3) and according to the invention (D4) , after heat treatment, and for a bipolar heterojunction transistor whose base has been doped by low temperature epitaxy <B> (D1.), </ B> and which has not undergone any heat treatment.
Bien que la description sera faite pour un transistor bipolaire à hétérojonction (TBH) en particulier ayant une base en alliage SiGe, elle peut s'appliquer à tout autre dispositif semi-conducteur approprié. Although the description will be made for a bipolar heterojunction transistor (TBH) in particular having an SiGe alloy base, it can be applied to any other suitable semiconductor device.
Sur la figure 1, on a représenté schématiquement un transistor bipolaire à hétérojonction structurée de manière conventionnelle. Il est constitué d'un empilement de couches de Si et de SiGe. Ce transistor comprend plus précisément une première couche 1 de Si fortement dopée négativement (N+) sur laquelle est réalisée une seconde couche 2 de Si légèrement dopée négativement (N-). Ensuite, une couche 3 en SiGe fortement dopée positivement (P+), à l'aide d'atomes de bore par exemple, recouvre une partie supérieure de la couche 2 de Si (N-). Enfin deux couches de Si sont réalisées sur une partie supérieure de la couche 3 de SiGe, une première couche 4 de Si légèrement dopée négativement (N-) adjacente à la couche 3 de SiGe et une seconde couche 5 de Si fortement- dopée négativement (N+) adjacente à la couche 4 de Si. FIG. 1 diagrammatically shows a bipolar transistor with conventionally structured heterojunction. It consists of a stack of layers of Si and SiGe. This transistor more specifically comprises a first strongly negatively doped (N +) Si layer 1 on which a second slightly negatively doped (N-) Si layer 2 is made. Then, a highly positively doped (P +) SiGe layer 3, using boron atoms for example, covers an upper part of the layer 2 of Si (N-). Finally, two layers of Si are produced on an upper part of the SiGe layer 3, a first slightly negatively doped (N-) Si layer 4 adjacent to the SiGe layer 3 and a second strongly doped Si layer 5 ( N +) adjacent to the Si layer 4.
Les trois couches centrales 2, 3 et 4 constituent le coeur du TBH. La couche 3 de SiGe constitue la base du TBH. Elle doit être fine. Un contact métallique 8 est disposé sur la partie supérieure de la couche 3 laissée libre. Le contact métallique 8 est sous forme d'un anneau autour des couches supérieures 4 et 5 de Si. La couche 3 de SiGe dopée par le bore contient également des atomes de carbone que l'on a incorporés selon l'invention pour empêcher la diffusion du bore. Généralement la fabrication d'un TBH se fait par réalisation des couches successives suivant la direction verticale ascendante (de la couche 1 jusqu'à la couche 5). The three central layers 2, 3 and 4 constitute the heart of the TBH. SiGe layer 3 is the basis of TBH. She must be fine. A metal contact 8 is disposed on the upper part of the layer 3 left free. The metallic contact 8 is in the form of a ring around the upper layers 4 and 5 of Si. The layer 3 of SiGe doped with boron also contains carbon atoms that have been incorporated according to the invention to prevent diffusion. boron. Generally, the manufacture of a TBH is done by producing successive layers in the upward vertical direction (from layer 1 to layer 5).
La couche 4 de Si (N-) constitue l'émetteur du TBH. Elle est surmontée de la couche 5 de Si fortement dopée (N+). La couche 5 permet de réaliser une bonne liaison entre la couche 4 et un contact métallique 7 disposée sur la couche 5. The layer 4 of Si (N-) is the emitter of the TBH. It is surmounted by the layer 5 of heavily doped Si (N +). The layer 5 makes it possible to form a good bond between the layer 4 and a metal contact 7 disposed on the layer 5.
La couche 2 de Si (N-) constitue le collecteur du TBH. Comme pour l'émetteur, elle est réalisé sur une couche 1 de Si fortement dopée (N+) servant de lien avec un contact métallique 6. The layer 2 of Si (N-) is the collector of the TBH. As for the transmitter, it is made on a layer 1 of heavily doped Si (N +) serving as a link with a metal contact 6.
Les figures 2a à 2c illustrent les étapes d'incorporation de carbone lors de la fabrication d'un TBH selon l'invention. Figures 2a to 2c illustrate the steps of incorporation of carbon during the manufacture of a TBH according to the invention.
On a représenté sur la figure 2a une couche 9 de Si sur laquelle on a déposé une couche 10 de SiGe fortement dopée positivement (P+) par des atomes de bore. La couche 10 de SiGe constitue la base du TBH. Cette base est réalisée par épitaxie de SiGe et est dopée avec du bore soit in situ soit après formation par implantation ionique. FIG. 2a shows a Si layer 9 on which a layer 10 of highly positively doped (P +) SiGe has been deposited by boron atoms. SiGe layer 10 is the basis of TBH. This base is made by epitaxy of SiGe and is doped with boron either in situ or after ion implantation.
Comme on le voit sur la figure 2b, on réalise ensuite le dopage de la couche 9 de Si de façon à former le collecteur du TBH. Pour ce faire, on réalise une première implantation ionique 11 d'atomes de phosphore (P) ayant une énergie de 400 keV (kilo- électron-volt) pour obtenir une première couche 9a de Si fortement dopée négativement (N+) placée au niveau bas dans la couche 9 de Si. La couche 9a joue le même rôle que la couche 1 sur la figure 1. Puis, on réalise une deuxième implantation ionique 11 d'atomes de phosphore (P) ayant une énergie de 100 keV pour obtenir une deuxième couche 9b de Si faiblement dopée négativement (N-). L'énergie des ions de la deuxième implantation ionique (100 keV) étant inférieure à celle (400 keV) des ions de la première implantation ionique, ces ions de la deuxième implantation ionique pénètrent moins dans la couche 9 de Si. La couche 9b se trouve donc au dessus de la couche 9a dans la couche 9 de Si. La couche 9b joue le même rôle que la couche 2 sur la figure 1. Les énergies 100 keV et 400 keV sont déterminées de telle façon que les ions de phosphore traversent la couche 10 de SiGe (la base) et pénètrent dans la couche 9 de Si. As can be seen in FIG. 2b, doping of the Si layer 9 is then carried out so as to form the TBH collector. To do this, a first ion implantation 11 of phosphorus atoms (P) having an energy of 400 keV (kiloelectron-volt) is performed to obtain a first layer 9a of strongly negatively doped (N +) placed at low level. in the layer 9 of Si. The layer 9a plays the same role as the layer 1 in FIG. 1. Then, a second ion implantation 11 of phosphorus atoms (P) having an energy of 100 keV is performed to obtain a second layer 9b of weakly negatively doped Si (N-). Since the energy of the ions of the second ion implantation (100 keV) is less than that (400 keV) of the ions of the first ion implantation, these ions of the second ion implantation penetrate less into the layer 9 of Si. The layer 9b becomes Thus, the layer 9b plays the same role as the layer 2 in FIG. 1. The energies 100 keV and 400 keV are determined in such a way that the phosphorus ions cross the layer 9a in the layer 9 of Si. layer 10 of SiGe (the base) and penetrate the layer 9 of Si.
Comme on le voit sur la figure 2c, on incorpore alors du carbone (C) dans la couche 10 de SiGe (la base) par une implantation ionique 12. L'énergie des ions de carbone est de 35 keV, ce qui leur permet de pénétrer dans la base et d'avoir une distribution dont le sommet se trouve sensiblement au milieu de la base. La dose de carbone implantée comprise entre 0,1 et<I>1</I> yo atomique au maximum de la distribution. As can be seen in FIG. 2c, carbon (C) is then incorporated into the SiGe layer 10 (the base) by an ion implantation 12. The energy of the carbon ions is 35 keV, which enables them to penetrate the base and have a distribution whose top is substantially in the middle of the base. The implanted carbon dose of between 0.1 and <I> 1 </ I> atomic yo at the maximum of the distribution.
L'implantation ionique est une technique consistant à accélérer des ions, qui pénètrent dans un matériau cible en perdant leur énergie par des collisions successives avec des électrons et des atomes du matériau cible. Il est alors nécessaire que le matériau subisse un recuit à très haute température pour reconstituer le réseau cristallin partiellement détruit par l'arrivée des ions extérieurs et activer en même temps les dopants. Ainsi, une fois des ions de carbone implantés dans base par le procédé de l'invention, l'élément constitué par les couches 9 et 10, peut subir un recuit à très haute temperature sans que le bore ne diffuse dans la couche 9b de Si adjacente. Ion implantation is a technique of accelerating ions, which penetrate a target material by losing their energy by successive collisions with electrons and atoms of the target material. It is then necessary for the material to undergo an annealing at a very high temperature in order to reconstitute the partially destroyed crystal lattice by the arrival of the external ions and at the same time activate the dopants. Thus, once implanted carbon ions in base by the method of the invention, the element consisting of the layers 9 and 10, can undergo annealing at very high temperature without the boron diffuses into the layer 9b Si adjacent.
Les étapes ultérieures pour la réalisation de la partie émetteur du TBH peuvent alors être réalisées en effectuant complètement les étapes de recuit nécessaires sans que le bore ne diffuse, alors que dans l'état de la technique antérieure les étapes de recuit étaient écourtées, par exemple à 20 secondes au lieu des 30 secondes normalement nécessaires. La figure 3 est un graphe qui regroupe quatre courbes de profil de diffusion obtenues par la méthode de spectroscopie de masse d'ions secondaires (SIMS). La méthode SIMS consiste à analyser en masse et en profondeur des ions arrachés de la surface d'un échantillon par un faisceau d'ions énergétiques. Les quatre courbes correspondent respectivement à quatre échantillons qui ont subi différentes opérations. Au départ, les quatre échantillons sont identiques à l'élément de la figure 2a, une couche de SiGe fortement dopée positivement par le bore est formée par épitaxie basse température et dopage in situ sur une couche de Si non dopée. The subsequent steps for producing the emitting part of the TBH can then be carried out by carrying out completely the necessary annealing steps without the boron diffusing, whereas in the state of the prior art the annealing steps were shortened, for example at 20 seconds instead of the 30 seconds normally required. FIG. 3 is a graph that groups together four diffusion profile curves obtained by the secondary ion mass spectroscopy (SIMS) method. The SIMS method consists of mass and depth analysis of ions torn from the surface of a sample by an energetic ion beam. The four curves correspond respectively to four samples that have undergone different operations. Initially, the four samples are identical to the element of Figure 2a, a layer of SiGe strongly positively doped with boron is formed by low temperature epitaxy and doping in situ on an undoped Si layer.
La première courbe D 1 est un profil SIMS de la concentration en bore correspondant à un premier des échantillons tel qu'obtenu précédemment (témoin). The first curve D 1 is a SIMS profile of the boron concentration corresponding to a first of the samples as obtained previously (control).
La seconde courbe D2 est un profil SIMS de la concentration en bore correspondant à un second des échantillons précédents qui a été soumis à un recuit à 1025 C pendant 30 secondes. L'élargissement de la courbe D2 par rapport à la courbe témoin D1 montre que le bore diffuse vers l'intérieur du substrat (profondeurs croissantes) ainsi que vers la surface extérieure. The second curve D2 is a SIMS profile of boron concentration corresponding to a second of the preceding samples which has been annealed at 1025 C for 30 seconds. The widening of the curve D2 with respect to the control curve D1 shows that the boron diffuses towards the inside of the substrate (increasing depths) as well as toward the outer surface.
La courbe D3 est un profil SIMS correspondant à un troisième des échantillons précédents qui a d'abord subi une implantation ionique d'atomes de phosphore pour le dopage du collecteur (pour former les couches 9a et 9b de la figure 2b) puis un traitement thermique identique à celui subi par le deuxième échantillon, c'est-à-dire un recuit à 1025 C pendant 30 secondes. L'élargissement plus grande de la courbe D3 par rapport à la courbe D2 montre que la diffusion du bore est encore plus importante. The curve D3 is a SIMS profile corresponding to a third of the preceding samples which first underwent an ion implantation of phosphorus atoms for the doping of the collector (to form the layers 9a and 9b of FIG. 2b) and then a heat treatment. identical to that suffered by the second sample, that is to say an annealing at 1025 C for 30 seconds. The widening of the curve D3 with respect to the curve D2 shows that the diffusion of boron is even more important.
Enfin, la courbe D4 est un profil SIMS correspondant au quatrième des échantillons précédents auquel on a fait subir le même traitement que le troisième échantillon, mais avec en plus entre l'étape de dopage du collecteur et l'étape de recuit à 1025 C pendant 30 secondes, une implantation ionique de carbone selon l'invention avec une énergie de 35 keV. La dose de carbone implantée est de 1015 atomes/cm2. On voit que la courbe D4 se superpose pratiquement à la courbe témoin<B>Dl,</B> ce qui démontre que dans ce cas le bore n'a pratiquement pas diffusé. Finally, the curve D4 is a SIMS profile corresponding to the fourth of the preceding samples which has been subjected to the same treatment as the third sample, but in addition between the doping step of the collector and the annealing step at 1025 C during 30 seconds, an ion implantation of carbon according to the invention with an energy of 35 keV. The implanted carbon dose is 1015 atoms / cm 2. It can be seen that the curve D4 is substantially superimposed on the control curve <B> D1, </ B>, demonstrating that in this case the boron has practically not diffused.
La présente invention permet donc de réaliser un transistor bipolaire à hétérojonction comportant une base étroite afin de garantir des caractéristiques techniques réelles telles que la fréquence maximum de fonctionnement, proches caractéristiques théoriques.The present invention therefore makes it possible to produce a heterojunction bipolar transistor comprising a narrow base in order to guarantee real technical characteristics such as the maximum operating frequency, close to theoretical characteristics.
L'ensemble des caractéristiques techniques peut être en nette amélioration puisque les traitements thermiques nécessaires à l'activation des dopants peuvent effectuer complètement sans entraîner une quelconque diffusion de bore. The set of technical characteristics can be significantly improved since the heat treatments necessary for the activation of the dopants can perform completely without causing any boron diffusion.
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