RU2025824C1 - Способ изготовления биполярного вч n-p-n-транзистора - Google Patents
Способ изготовления биполярного вч n-p-n-транзистора Download PDFInfo
- Publication number
- RU2025824C1 RU2025824C1 SU4859919A RU2025824C1 RU 2025824 C1 RU2025824 C1 RU 2025824C1 SU 4859919 A SU4859919 A SU 4859919A RU 2025824 C1 RU2025824 C1 RU 2025824C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- ions
- formation
- transistor
- bipolar
- implantation
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Bipolar Transistors (AREA)
Abstract
Использование: технология микроэлектронных устройств. Сущность: в процессе изготовления биполярных ВЧ n-p-n-транзисторов после создания активных областей и формирования омических контактов проводят имплантацию ионов фосфора с энергией 100 ± 20 кэВ постимлантационный обжиг и пассивацию структур. 1 ил.
Description
Изобретение относится к технологии микроэлектронных устройств. В [1] показано, что при бомбардировке протонами с энергией 3,1 МэВ создается узкая область с малыми временами жизни носителей заряда. Но при этом с уменьшением времени переключения происходит увеличение прямого падения напряжения, ухудшение напряжения насыщения и обратных токов.
Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является способ изготовления ВЧ р-n-р-транзисторов [2]. Способ включает изготовление ВЧ-транзисторов по следующей схеме: окисление эпитаксиальной кремниевой структуры, фотолитография, формирование базовых областей, формирование эмиттерных областей, вскрытие контактных окон, металлизация алюминия (или Al с добавкой Ca, Si), фотолитография металлизированной пленки, вжигание алюминия, ионное легирование, отжиг (стабилизирующий), пассивация и т.д.
Для ионов В+ характерна большая глубина проникновения в кремний. Но эта примесь пригодна для использования в приборах с нежесткими нормами на величину времени переключения. К тому же торможение легких ионов бора происходит по кулоновскому механизму и для их внедрения необходимы большие дозы.
Целью изобретения является увеличение частоты отсечки, уменьшение токов утечки и времени переключения.
Работа по использованию имплантации ионами Р+ показала высокую эффективность геттерирования точечных дефектов нарушенным слоем, образующимся при отжигах ионноимплантированных слоев. Эффективность геттерирования определяется типом и массой внедряемых ионов и, как следствие, обеспечивает существенное уменьшение времен включения и выключения.
Для имплантации ионов Р+ используются обычные установки ионной имплантации. Исследование сравнительной эффективности влияния ионной имплантации на уменьшение времени переключения в кремниевых транзисторах путем прямого сравнения геттерирования золота при диффузии и имплантации различных ионов показало, что при прочих равных условиях предлагаемые ионы примесей могут быть расположены в ряд: H+, Si+, As+ в соответствии с величиной остаточных нарушений структуры.
Предлагаемый способ улучшения динамических параметров реализуется в транзисторах, включающих окисление эпитаксиального слоя кремния, фотолитографию, формирование базовых и эмиттерных областей, вскрытие контактных окон, формирование металлизированной пленки (Al или сплава), фотолитография металлизированной пленки, вжигание алюминия (или сплавов), имплантация предлагаемыми ионами, отжиг, пассивация и т.д.
П р и м е р реализации предлагаемого способа.
Высоколегированную эпитаксиально- планарную структуру термически окисляют при Т= 1150оС в течение 20 мин (сухой О2) + 60 мин (влажный О23)+ 20 мин (сухой О2) комбинированной среды. При этом вырастает слой двуокиси кремния толщиной 0,72 мкм, достаточной для маскирования поверхности кремния от внедрения легирующих примесей и достаточной для пассивации р-n-перехода коллектор-база. В слое двуокиси кремния с помощью фотолитографии вскрывают окно, через которое в две стадии формируют базовую область.
1 стадия. Диффузия бора из твердых планарных источников (ТПИ), устанавливаемых в кварцевой кассете параллельно друг другу. В качестве ТПИ использовался BN пиролитический. Технологический процесс проведен в режиме Т= 950оС, время 30 мин.
2 стадия. Разгонка бора в режиме Т=1100оС, время 10 мин (сухой О2) + 50 мин (влажный О2).
При этом образуется область толщиной 2 ± 0,25 мкм с поверхностным сопротивлением (Rs) 150-300 Ом/□. В процессе диффузии бора в окислительной среде вырастает маскирующий слой толщиной 0,6 мкм. Далее с помощью фотолитографии в этом маскирующем окисле вскрывают окно, через которое формируют эмиттерную область. Диффузию осуществляют из треххлористого фосфора РCl3 в две стадии.
1 стадия. Загонка фосфора при Т=950оС в течение 28-30 мин в инертной среде.
2 стадия. Разгонка фосфора при Т=900оС в течение 8-10 мин в комбинированной среде сухого и влажного кислорода с параметрами: толщина SiO2 ≈ 0,25 мкм, поверхностное сопротивление Rs = =6-9 Ом/□, толщина эмиттерной области 0,8-1,1 мкм. В созданном маскирующем слое с помощью фотолитографии вскрывают контактные окна соответственно к базовой и эмиттерной областям для обеспечения контакта с металлизацией, которая создается посредством распыления в вакууме и имеет толщину 1,2-1,6 мкм.
Далее проводят вжигание металлизации при Т=460оС в течение 10 мин в среде азота с целью обеспечения переходного сопротивления контактов.
С целью снижения времени включения и выключения импульса тока в коллекторе транзистора пластины кремния со сформированными транзисторными структурами подвергают обработке потоком ионов фосфора на установке ионного легирования. Режим имплантации: энергия Е= 100 ± 20 кэВ, доза 100 ± 20 мкК/см2. Энергия вводимых ионов фосфора определяет проникающую способность через суммарное маскирующее покрытие в базовую и эмиттерную области, а их доза определяет количество вводимых ионов и степень разупорядочения решетки кремния. В результате разупорядочения решетки кремния происходит уменьшение времени рассасывания с 200 до 20-30 нс с соответствующим уменьшением коэффициента усиления по току с 100-150 до 15-25, который восстанавливается при последующем отжиге. Отжиг образовавшихся дефектов имеет место при температуре 400оС в среде Н2. Благодаря этому достигается положительный эффект с применением имплантированного фосфора. Ни в процессе сборочных операций, ни в условиях эксплуатации кристаллы транзисторных структур не подвергаются большему воздействию температур, чем Т=400оС.
На чертеже приведена временная диаграмма тока в транзисторе при переключении коллекторного тока. На эпюре переходного процесса Iк=Iк(t), определяемого накоплением и рассасыванием (избыточных) неравновесных носителей в различных областях транзистора, видно, что коллекторный ток всегда запаздывает относительно импульса базового тока на tз - задержку включения, т.е. на промежуток времени между моментом подачи входного отпирающего импульса базового тока Iб1 и моментом, когда выходной ток Iкдостигает 0,1 своего максимального установившегося значения; tф - время нарастания или время установления переднего фронта импульса тока коллектора.
Время включения tвкл =tз + tф.
Для насыщенного ключа вводится tр - задержка выключения или время рассасывания, в течение которого ток коллектора спадает от установившегося значения до 0,9 Iк. В ненасыщенных ключах время tрдолжно быть малым, в насыщенных tр ≥ 10-100 нс. Время включения и выключения в транзисторах, изготовленных по предлагаемому способу, снижается только в локальных областях на поверхности полупроводниковой структуры, что позволяет с одновременным их улучшением получать неизменными величины напряжений насыщения Uкэ.нас, Uбэ.нас и обратные токи переходов транзисторов благодаря неизменности свойств полупроводникового материала в объеме.
В сравнении с известным техническим решением в предлагаемом способе не требуется специальная дополнительная фотогравировка слоя, подвергаемого облучению потоком ионов. Так, например, в сравнении с прототипом эффективности имплантации кремния ионами фосфора выше, что определяется по степени разупорядочения (для Р+ в 8 раз больше, чем для В+) и отношению концентрации золота в нарушенном слое и в диффузионном n+=слое (для Р+ в 4 раза больше, чем для В+).
Claims (1)
- СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ БИПОЛЯРНОГО ВЧ n-p-n ТРАНЗИСТОРА, включающий окисление полупроводниковой подложки с эпитаксиальным слоем, фотолитографию первого окисла, формирование базовых и эмиттерных областей, вскрытие контактных окон, формирование металлических контактов, ионную имплантацию с последующим отжигом и пассивацию структур, отличающийся тем, что, с целью увеличения частоты отсечки, уменьшения токов утечки переходов и времени переключения, имплантацию проводят ионами фосфора с энергией 100 ± 20 кэВ.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU4859919 RU2025824C1 (ru) | 1990-08-16 | 1990-08-16 | Способ изготовления биполярного вч n-p-n-транзистора |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU4859919 RU2025824C1 (ru) | 1990-08-16 | 1990-08-16 | Способ изготовления биполярного вч n-p-n-транзистора |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2025824C1 true RU2025824C1 (ru) | 1994-12-30 |
Family
ID=21532521
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU4859919 RU2025824C1 (ru) | 1990-08-16 | 1990-08-16 | Способ изготовления биполярного вч n-p-n-транзистора |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2025824C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU195547U1 (ru) * | 2019-11-13 | 2020-01-31 | Акционерное общество "ГРУППА КРЕМНИЙ ЭЛ" | Планарный кремниевый p-n-p транзистор |
-
1990
- 1990-08-16 RU SU4859919 patent/RU2025824C1/ru active
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
1. Mogro - Campero A., Love R.P. Chang M.F., Dyer R.F. TEEE, Elletron Device Zetters. 1985, V N 5, p.224-226. * |
2. Авторское свидетельство СССР N 845678, H 01L 21/18, 1981. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU195547U1 (ru) * | 2019-11-13 | 2020-01-31 | Акционерное общество "ГРУППА КРЕМНИЙ ЭЛ" | Планарный кремниевый p-n-p транзистор |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP0327316B1 (en) | Semiconductor device having composite substrate formed by fixing two semiconductor substrates in close contact with each other | |
US5510632A (en) | Silicon carbide junction field effect transistor device for high temperature applications | |
US4053925A (en) | Method and structure for controllng carrier lifetime in semiconductor devices | |
JP5104314B2 (ja) | 半導体装置およびその製造方法 | |
JPH0473619B2 (ru) | ||
US3880676A (en) | Method of making a semiconductor device | |
US3513035A (en) | Semiconductor device process for reducing surface recombination velocity | |
RU2025824C1 (ru) | Способ изготовления биполярного вч n-p-n-транзистора | |
JP2022073497A (ja) | 半導体装置および半導体装置の製造方法 | |
JPH09260662A (ja) | 絶縁ゲートバイポーラトランジスタ | |
JPH08107223A (ja) | 炭化けい素半導体素子の製造方法 | |
US4613381A (en) | Method for fabricating a thyristor | |
JPH04132232A (ja) | 電界効果トランジスタおよびその製造方法 | |
JPH1197376A (ja) | 高耐圧半導体装置及びその製造方法 | |
JP3125789B2 (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
JPH0595000A (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
RU766423C (ru) | Способ изготовлени ВЧ транзисторных структур | |
JP4061413B2 (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
JP3211349B2 (ja) | 半導体装置、およびその製造方法 | |
JP2504733B2 (ja) | 集積回路およびその製造方法 | |
JPH0661234A (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
JPS59225566A (ja) | 半導体素子の製造方法 | |
DE4336663A1 (de) | Verfahren zum Herstellen einer Zonenfolge und mittels dieses Verfahrens herstellbare Diodenstruktur | |
RU845678C (ru) | Способ изготовлени ВЧ р- @ -р транзисторов | |
UA43894C2 (uk) | Спосіб виготовлення тиристора розмикання з запірним шаром з боку анода та прозорим анодним емітером |