RU1145838C - Method of manufacturing hf quick-acting transistor structures - Google Patents

Method of manufacturing hf quick-acting transistor structures

Info

Publication number
RU1145838C
RU1145838C SU833662377A SU3662377A RU1145838C RU 1145838 C RU1145838 C RU 1145838C SU 833662377 A SU833662377 A SU 833662377A SU 3662377 A SU3662377 A SU 3662377A RU 1145838 C RU1145838 C RU 1145838C
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
transistor structures
manufacturing
quick
charge
impurity
Prior art date
Application number
SU833662377A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
В.В. Котов
А.И. Красножон
А.В. Медведков
Original Assignee
Организация П/Я А-7693
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Организация П/Я А-7693 filed Critical Организация П/Я А-7693
Priority to SU833662377A priority Critical patent/RU1145838C/en
Application granted granted Critical
Publication of RU1145838C publication Critical patent/RU1145838C/en

Links

Landscapes

  • Bipolar Transistors (AREA)

Description

област м с Г1омо(дью металлизации, а также введение в диэлектрический слой имплантацией ионоа дополнительной примеси. Однако введение в приповерхностный слой полупроводниковой подложки примеси одинакового типа с подложкой и уоеличр.ние ее объемной конце(-(тра ции неизбежно приводит к уменьиюнию ширины Ы ъемного зар да в достаточно высокоомной подложке, служащей телом коллектора и, следовательно, к умень июнию пробивного напр жени  коллекторного перехода. Цель иэс:1бретени  увеличение про бивных напр жений р-п-переходов при уменьшении токов утечки. Поставленна  цель достигаетс  тем что в способе изготовлени  ВЧ-транзисторных структур, ь-ключающем защиту поверхности полупроводниковой под ложки слоем диэлектрика, вскрытие о нем окон дл  последовательного формиро вани  базовых и эмиттерных областей, покрытых диэлектрическим слоем; осуществле )ие контакта к полученным област м с помощью металлизации, а так же введение в диэлектрический слой имплантацией ионов дополнительной примеси, .после формирован|.1  металлизации определ ют знак встроенного зар да в диэлектрическом слое и ввод т примесь, при этом тип примеси по воздействию противоположен знаку зар да в диэлектрическом слое, после чего провод т низкотемператур1- ый отжиг . При этом образованный в обычном процессе изготовлени  транзисторной структуры и окончательно сформирован ный и определенный встроенный зар д в защитном диэлектрическом слое, например , положительный, за счет присутстви  в составе сло  двуокиси кремни  примеси, обладающей донорными свойствами (Р, As), или за счет несовершенства структуры, вызывает по вление поверхностных каналов в по лупроводниковой подложке и при существовании в ней р-п-перехода, выход  щего на поверхность, искривл ет его что в случае транзисторной структуры приводит к локальноуиу изменению напр женнсхти электрического пол , при ложенного к р-п-переходу, и уменьшеиию его пробивного напр жени , олредел емого по установленному уровню тока утечки. Легко контролируемое пр ионнои имплантации введение только в защитный диэлектрический слой над местам выхода р-п-перехода на поверхность примеси, противоположной по воздействию на знак зар да в упс -  нутом окисле или знаку встроенного зар да , приводит к компенсации встроенного зар да в окисле и устранению возможности возникновени  поверхностных каналов, что в случае транзисторной структуры уменьшает кривизну выход щего на поверхность сло  объемного зар да, приближает характеристики проводимости материала подложки в приповерхностном слое к объемным и уменьшает токи утечки при увеличении пробивных напр жений в основном коллекторного перехода за счет уменьшени  плотности noeepxHocTHbix токов инжекции и устранении причин термической неустойчивости и вторичного пробо  . Кроме того, исключение введени  примеси D область р-п-перехода методом ионной имплантации, создающей р д объемных дефектов в полупроводниковом материале, не исчезающих при допустимом от)1(иге до , способствует стабилизации электрофизических характеристик тра1- зисторной структурьк На фиг „1-3 показаны последовательные стадии изготовлени  ВЧ-транзисторной структуры на примере транзистора КТ312. На полупроводниковой подложке 1, например кремни  п-типа проводимости с удельным сопротивлением 0, 00 Ом-см, выращивают эпитаксиэльный слой 2 птипа с удельным сопротивлением k Ом-см и провод т выращивани  маскирующего покрыти  ,например термического окисла , при температуре 120С С в комбинированном режиме в среде сухого и увлажненного Кислорода до толщинь1 0,6 мкм, В покрытии 3 вскрывают фотолитографией окна А, через которые ионным легирование- или термической диффузией формируют базовую область 5 Р типа, например, на первой стадии в течение 25-35 мин до значени  поверхностного сопротивлени  Rg 50 - 70 Ом/П и на второй стадии гри 115иС в комбинированном режиме в среде сухого и увлажненного кислорода в течение 120 мин до глубины за- легани  перехода X 3,5tO,r мкм и Кц 110-160 Ом/о При этом на базовой области 5 одновременно формируютregions with G1omo (for metallization, as well as the introduction of an additional ionic impurity into the dielectric layer by implantation. However, the introduction of an impurity of the same type with the substrate into the surface layer of the semiconductor substrate and increasing its bulk end (- (traction inevitably leads to a decrease in the width of the bulk charge in a sufficiently high-resistance substrate, which serves as the collector’s body and, consequently, to decrease the breakdown voltage of the collector junction.Is goal: to achieve an increase in the breakdown voltage of the pn junctions with decreasing leakage currents The goal is achieved by the fact that in the method of manufacturing RF transistor structures, b-switching the surface of the semiconductor under the spoon with a dielectric layer, opening windows about it to sequentially form the base and emitter regions coated with a dielectric layer; areas by metallization, as well as the introduction of an additional impurity into the dielectric layer by implantation of ions. After the metallization is formed, .1 the sign of the built-in charge in the dielectric is determined skom layer and an impurity is introduced, wherein the impurity type of exposure is opposite charge in the dielectric layer, and then carried out nizkotemperatur1- first annealing. In this case, formed in the usual process of manufacturing a transistor structure and finally formed and defined built-in charge in the protective dielectric layer, for example, is positive, due to the presence in the composition of the silicon dioxide layer of an impurity having donor properties (P, As), or due to imperfection structure, causes the appearance of surface channels in the semiconductor substrate, and if there is an pn junction emerging on the surface, it bends it, which in the case of a transistor structure leads to locally to a change in the voltage of the electric field applied to the pn junction, and a decrease in its breakdown voltage, determined by the established level of leakage current. Easily controlled ion implantation introduction only into the protective dielectric layer above the places where the pn junction exits onto the surface of the impurity, which is opposite in effect to the charge sign in the added oxide or the sign of the built-in charge, compensates the built-in charge in the oxide and eliminating the possibility of surface channels, which in the case of a transistor structure reduces the curvature of the volume charge emerging on the surface of the layer, approximates the conductivity characteristics of the substrate material in the surface the rest of the layer to bulk and reduces leakage currents with an increase in the breakdown voltage of the main collector junction due to a decrease in the density of injection currents and elimination of the causes of thermal instability and secondary breakdown. In addition, the elimination of the introduction of impurity D by the region of the pn junction by ion implantation, which creates a series of bulk defects in the semiconductor material that do not disappear at an acceptable value from) 1 (yy to, helps to stabilize the electrical characteristics of the transistor structure. The sequential stages of manufacturing an RF transistor structure using the example of a KT312 transistor are shown in Fig. 3. On a semiconductor substrate 1, for example, p-type silicon with a resistivity of 0.00 Ohm-cm, an epitaxial layer of 2 birds is grown and with a resistivity of k Ohm-cm, a masking coating, for example thermal oxide, is grown at a temperature of 120 ° C in a combined mode in dry and moistened Oxygen to a thickness of 0.6 μm. In coating 3, windows A are opened through which ion doping with or by thermal diffusion form a base region of 5 P type, for example, in the first stage for 25-35 min to a surface resistance value of Rg 50 - 70 Ohm / P and in the second stage gris 115iC in a combined mode in a medium of dry and moistened acid lorod for 120 minutes to the depth of transition junction X 3,5tO, r microns and Кц 110-160 Ohm / о. At the same time, on the base region 5 simultaneously form

5. 5.

маскируюцее покрытие 6 толщиной 0,5 0,7 мкм„ В покрытии 6 фотолитографие вскрывают окна 7, через которые термической диффузией формируют эмиттерную область 8 п-типа, например, на первой стадии из РС1 при lOSOC в среде аргона с добавлением кислорода в течение 15 мин с подпором потока диффузанта в открытой трубе и 5 минутным вытеснением потока диффузанта до. .глубины залегани  эмиттерной области X. 1,1 мкм и R 3 Ом/П и на второй стадии при 1050°С в среде кислорода до толщины базовой области liX j 0,6-0,8 мкм. При этом на эииттерной области 8 одновременно формируют защитное покрытие 9 на основе фосфоросиликатного стекла (ФСС) толщиной 0,2-0,25 мкм.masking coating 6 with a thickness of 0.5 0.7 μm “In coating 6, photolithography opens the windows 7 through which thermal diffusion forms an emitter region 8 of the p-type, for example, at the first stage of PC1 at lOSOC in argon atmosphere with the addition of oxygen for 15 min with the flow of the diffusant in an open pipe and 5 minute displacement of the diffusant flow to. the depths of the emitter region X. 1.1 microns and R 3 Ohm / P and in the second stage at 1050 ° C in an oxygen medium to a thickness of the base region liX j of 0.6-0.8 microns. Moreover, a protective coating 9 is simultaneously formed on the eiitter region 8 on the basis of phosphorosilicate glass (FSS) with a thickness of 0.2-0.25 microns.

В покрыти х 6, 9 вскрывают окна 10, 11, через которые осуществл ют контакт с металлизацией 12, 13 например слоем алюмини  толщиной 1,5 2 мкм. При этом необходимо, чтобы металлизаци  13,  вл юща с  своеобразной маской, оставл ла открытым контур перехода эмиттер-база, а металлизаци  12 - контур перехода база-коллектор .Windows 10, 11 are opened in the coatings 6, 9, through which they contact with metallization 12, 13, for example, a layer of aluminum with a thickness of 1.5-2 microns. In this case, it is necessary that the metallization 13, which is a kind of mask, leave the emitter-base transition loop open, and the metallization 12 - the base-collector transition loop.

После этого провод т термообработку , в частности вжигание алюмини  дл  обеспечени  меньшего переходного сопротивлени  в контакте при 510550°С в среде азота в течение 15мин, Затем с помощью C-V-измерений определ ют знак зар да в диэлектрическом слое на спутниках-подложках, обрабатываемых параллельно с основными подложками и структурами.After this, heat treatment is carried out, in particular, burning aluminum to provide lower contact resistance in the contact at 510550 ° C in nitrogen for 15 min. Then, using CV measurements, the charge sign in the dielectric layer is determined on substrate satellites processed in parallel with basic substrates and structures.

Дл  увеличени  пробивных напр жений готовые транзисторные структуры с металлизацией подвергают воздействию ионов примеси, создающей зар д в наиболее критичной области за1цитного покрыти  структуры над выходом р-п-переходрв на поверхность.In order to increase the breakdown voltage, the finished metallized transistor structures are exposed to impurity ions, which creates a charge in the most critical region of the structure’s covered coating above the exit of the pn junction to the surface.

5838658386

Легирование окисла провод т ионами бора при ускорени х 10-70 кв и дозе 2 10 -8-10 атом/см2. Максис мум концентрации имплантированных атомов лежит в области 1 на глубине 0,,28 мкм, котора  должна быть меньше толщины легируемого окисла. После этого провод т термообработку в инертной среде дл  активации внедренной примеси, например, при температуре в-течение 15 мин в аргоне.Doping of the oxide is carried out with boron ions at accelerations of 10-70 kV and a dose of 2 10 -8-10 atom / cm2. The maximum concentration of implanted atoms lies in region 1 at a depth of 0, 28 μm, which should be less than the thickness of the doped oxide. After that, heat treatment is carried out in an inert medium to activate the introduced impurity, for example, at a temperature of 15 minutes in argon.

Пробивные напр жени  полученныхBreakdown voltage received

5 транзисторных структур возрастают на уровне 100 В при установленном токе утечки 0,5 мкЛ на 20-25%. При этом коэффициент усилени  в режиме пр мого включени  уменьшаетс  л/ на 20% на5 transistor structures increase at a level of 100 V with a set leakage current of 0.5 μL by 20-25%. In this case, the gain in direct mode decreases l / by 20% by

0 уровне 100 из-за снижени  коэффициента инжекции эмитер-базового перехода в приповерхностном слое, что позвол ет управл ть этими параметрами структуры . Вли ние на остальные параметры0 level to 100 due to a decrease in the injection coefficient of the emitter-base transition in the near-surface layer, which allows controlling these structural parameters. Effect on other parameters

5 не обнаружено.5 not found.

Применение предложенного способа позволит повысить предельные пробивные напр жени  р-п-переходов одновременно с возможностью управлени  коэффициентом усилени  готовых транзисторных структур, т.е. регулировать номенклатуру выпускаемых изделий. При этом повышение пробивных напр жений позволит повысить надежность транзисторд ных структур при тех же услови х эксплуатации ,Application of the proposed method will increase the ultimate breakdown voltage of pn junctions simultaneously with the ability to control the gain of the finished transistor structures, i.e. regulate the range of products. In this case, an increase in breakdown voltages will make it possible to increase the reliability of transistor structures under the same operating conditions,

II

Кроме того, применение предложенного способа при обработке р-п-рj4 транзисторных структур со встроенньм положительным зар дом за счет уменьшени  инверсных поверхностных слоев п-типа способствует уменьшению в 2А раза одного из основных параметровIn addition, the application of the proposed method in the processing of pn-pj4 transistor structures with a built-in positive charge due to a decrease in the inverse surface p-type layers contributes to a 2A decrease in one of the main parameters

. ВЧ-транзисторных структур t ас в{3е мени рассасывани  неосновных носителей на базе.. HF transistor structures t ac at the {3rd resorption of minority carriers at the base.

иг. 1ig. 1

в 5 /at 5 /

-5-5

//

Фаг. 2Phage 2

. 5. 5

SU833662377A 1983-11-16 1983-11-16 Method of manufacturing hf quick-acting transistor structures RU1145838C (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU833662377A RU1145838C (en) 1983-11-16 1983-11-16 Method of manufacturing hf quick-acting transistor structures

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU833662377A RU1145838C (en) 1983-11-16 1983-11-16 Method of manufacturing hf quick-acting transistor structures

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU1145838C true RU1145838C (en) 1993-07-15

Family

ID=21089067

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU833662377A RU1145838C (en) 1983-11-16 1983-11-16 Method of manufacturing hf quick-acting transistor structures

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU1145838C (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Патент JP 1-:° 52-19759, кл. Н 01 L 21/31, опублик. 1977. Патент JP If 53 1бб73, кл. Н 01 L 21/31, опублик, 1978. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4063967A (en) Method of producing a doped zone of one conductivity type in a semiconductor body utilizing an ion-implanted polycrystalline dopant source
EP0090940B1 (en) Method of forming emitter and intrinsic base regions of a bipolar transistor
US5275872A (en) Polycrystalline silicon thin film transistor
US4084986A (en) Method of manufacturing a semi-insulating silicon layer
US4505759A (en) Method for making a conductive silicon substrate by heat treatment of oxygenated and lightly doped silicon single crystals
US4078947A (en) Method for forming a narrow channel length MOS field effect transistor
US4357622A (en) Complementary transistor structure
US4103415A (en) Insulated-gate field-effect transistor with self-aligned contact hole to source or drain
US4778772A (en) Method of manufacturing a bipolar transistor
US5227315A (en) Process of introduction and diffusion of platinum ions in a slice of silicon
JPH0473619B2 (en)
JP3199452B2 (en) Method of manufacturing P buried layer for PNP device
US4043849A (en) Planar diffusion method for an I2 L circuit including a bipolar analog circuit part
CA1096052A (en) Method of manufacturing a gate turn-off thyristor
US5308789A (en) Method of preparing diffused silicon device substrate
RU1145838C (en) Method of manufacturing hf quick-acting transistor structures
EP0017719A1 (en) Microelectronic fabrication method minimizing threshold voltage variation
US3706918A (en) Silicon-silicon dioxide interface of predetermined space charge polarity
JPH02159070A (en) Semiconductor device and manufacture thereof
US3771028A (en) High gain, low saturation transistor
JPS6155250B2 (en)
RU845678C (en) Method of manufacturing hf p- &&& -p transistors
RU766423C (en) Method of manufacturing hf transistor structures
Hsieh et al. Shallow junction formation by dopant diffusion from in situ doped polycrystalline silicon chemically vapor deposited in a rapid thermal processor
KR0123236B1 (en) Method of form polysilicon film of semiconductor device