RU2580181C1 - Method of making semiconductor device - Google Patents

Method of making semiconductor device Download PDF

Info

Publication number
RU2580181C1
RU2580181C1 RU2015106504/28A RU2015106504A RU2580181C1 RU 2580181 C1 RU2580181 C1 RU 2580181C1 RU 2015106504/28 A RU2015106504/28 A RU 2015106504/28A RU 2015106504 A RU2015106504 A RU 2015106504A RU 2580181 C1 RU2580181 C1 RU 2580181C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
semiconductor device
temperature
boron
silicon
base region
Prior art date
Application number
RU2015106504/28A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Магомед-Али Вахаевич Зубхаджиев
Асламбек Идрисович Хасанов
Гасан Абакарович Мустафаев
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Чеченский государственный университет (ФГБОУ ВПО Чеченский государственный университет)
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 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Чеченский государственный университет (ФГБОУ ВПО Чеченский государственный университет) filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Чеченский государственный университет (ФГБОУ ВПО Чеченский государственный университет)
Priority to RU2015106504/28A priority Critical patent/RU2580181C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2580181C1 publication Critical patent/RU2580181C1/en

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/22Diffusion of impurity materials, e.g. doping materials, electrode materials, into or out of a semiconductor body, or between semiconductor regions; Interactions between two or more impurities; Redistribution of impurities
    • H01L21/225Diffusion of impurity materials, e.g. doping materials, electrode materials, into or out of a semiconductor body, or between semiconductor regions; Interactions between two or more impurities; Redistribution of impurities using diffusion into or out of a solid from or into a solid phase, e.g. a doped oxide layer
    • H01L21/2251Diffusion into or out of group IV semiconductors

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Bipolar Transistors (AREA)

Abstract

FIELD: instrument making.
SUBSTANCE: invention relates to technology for production of semiconductor devices, particularly to production of bipolar transistors with low leakage currents. In method of making semiconductor device base region is formed by boron diffusion from anodic oxide films in silicon at temperature 1473 K for 90 minutes in a stream of nitrogen 1.2·10-2 l/s.
EFFECT: invention ensures reduction of leakage current values, high technological effectiveness, improved parameters of devices, higher reliability and percentage yield.
1 cl, 1 tbl

Description

Изобретение относится к области технологии производства полупроводниковых приборов, в частности к технологии изготовления биполярных транзисторов с пониженными токами утечек.The invention relates to the field of production technology of semiconductor devices, in particular to the manufacturing technology of bipolar transistors with reduced leakage currents.

Известен способ изготовления полупроводникового прибора [патент 5104829 США, МКИ H01L 21/02] формированием МОП полевого транзистора и биполярного транзистора для БиКМОП ИС. В слоях SiO2/Si3N4/SiO2 покрывающих Si-подложку, вытравливают два окна и диффузией As создают два n+ кармана. На n+ карманах выращивается утолщенный слой SiO2 и в окне между ними проводят диффузию бора с образованием р+ кармана. Затем участки SiO2 удаляют и всю структуру покрывают эпитаксиальным n -слоем. Далее над первым n+ карманом р+ карманом и вторым n+ карманом соответственно формируют р МОП - полевой транзистор, n МОП - полевой транзистор и n-р-n биполярный транзистор. В таких полупроводниковых приборах из-за низкой технологичности формирования изолирующих слоев образуется большое количество дефектов, которые ухудшают параметры структурA known method of manufacturing a semiconductor device [US patent 5104829, MKI H01L 21/02] the formation of the MOS field effect transistor and bipolar transistor for BiKMOS IC. In the SiO 2 / Si 3 N 4 / SiO 2 layers covering the Si substrate, two windows are etched and two n + pockets are created by As diffusion. A thicker layer of SiO 2 is grown on n + pockets and boron diffusion is carried out in the window between them to form a p + pocket. Then, the SiO 2 sites are removed and the entire structure is covered with an epitaxial n-layer. Then, above the first n + pocket, the p + pocket and the second n + pocket, respectively, form p MOS - field-effect transistor, n MOS - field-effect transistor and n-pn bipolar transistor. In such semiconductor devices, due to the low manufacturability of the formation of insulating layers, a large number of defects are formed that worsen the parameters of the structures

Известен способ изготовления полупроводникового прибора [заявка 2110937, Япония, МКИ H01L 21/331] формированием комплементарных биполярных транзисторных структур с изоляцией р-n переходом. Для подавления дислокационных розеток и, следовательно, утечек тока скрытые n+ слои формируют с различной концентрацией легирующей примеси. Сначала осаждают один слой силикатного стекла на открытые окна в окисле для легирования скрытых n+ слоев, затем этот слой стекла удаляют, осаждают окисел и вскрывают окна под скрытые слои для n-р-n биполярных транзисторов, осаждают второй слой стекла и проводят дополнительную загонку примеси в открытые окна. В результате получают скрытые слои n+ типа с разной степенью легирования и различной толщиной, выполняющие определенные функции для обеих типов биполярных транзисторов.A known method of manufacturing a semiconductor device [application 2110937, Japan, MKI H01L 21/331] the formation of complementary bipolar transistor structures with isolation pn junction. To suppress dislocation sockets and, consequently, current leaks, hidden n + layers are formed with different dopant concentrations. First, one layer of silicate glass is deposited on open windows in the oxide to dope the hidden n + layers, then this glass layer is removed, oxide is deposited and the windows are opened under the hidden layers for n-pn bipolar transistors, a second glass layer is deposited and an additional impurity is plugged into open windows. As a result, hidden n + type layers with different degrees of doping and different thicknesses are obtained that perform certain functions for both types of bipolar transistors.

Недостатками способа являются: повышенные значения токов утечек; низкая технологичность; ухудшение электрических параметров.The disadvantages of the method are: increased values of leakage currents; low manufacturability; deterioration of electrical parameters.

Задача, решаемая изобретением: снижение значений токов утечек, обеспечение технологичности, улучшение параметров приборов, повышение надежности и увеличение процента выхода годных.The problem solved by the invention: reducing leakage currents, ensuring manufacturability, improving instrument parameters, increasing reliability and increasing yield.

Задача решается созданием базовой области полупроводникового прибора путем диффузии бора из анодных оксидных пленок в кремнии при температуре 1473 К в течение 90 мин в потоке азота 1,2·10-2 л/с.The problem is solved by creating the base region of a semiconductor device by diffusing boron from anodic oxide films in silicon at a temperature of 1473 K for 90 minutes in a nitrogen stream of 1.2 · 10 -2 l / s.

Технология способа состоит в следующем. На пластинах кремния p-типа проводимости с удельным сопротивлением 10 Ом·см, ориентацией (111) формировали эпитаксиальный слой n-типа проводимости, формировали изолирующие области и базовую область. Создание базовой области полупроводникового прибора осуществляли путем диффузии бора из анодных оксидных пленок в кремнии при температуре 1473 К в течение 90 мин в потоке азота 1,2·10-2 л/с. Формирование боросодержащих анодных оксидных пленок осуществляли на установке с вакуумной присоской в боратном электролите с нитратной электропроводящей добавкой с массовой долей H3BO3 10% при температуре электролита 293 К и постоянной плотности тока 100 А/м2, а затем до десятикратного уменьшения плотности тока. Затем формировали области эмиттера и коллектора по стандартной технологии.The technology of the method is as follows. On p-type silicon wafers with a resistivity of 10 Ω cm, (111) orientation an n-type epitaxial layer was formed, insulating regions and a base region were formed. The creation of the base region of a semiconductor device was carried out by diffusion of boron from anodic oxide films in silicon at a temperature of 1473 K for 90 min in a nitrogen stream of 1.2 · 10 -2 l / s. The formation of boron-containing anode oxide films was carried out on a setup with a vacuum suction cup in a borate electrolyte with a nitrate conductive additive with a mass fraction of H 3 BO 3 of 10% at an electrolyte temperature of 293 K and a constant current density of 100 A / m 2 , and then up to a ten-fold decrease in current density. Then the emitter and collector regions were formed using standard technology.

По предлагаемому способу были изготовлены и исследованы приборы. Результаты обработки представлены в таблице 1.According to the proposed method, devices were manufactured and investigated. The processing results are presented in table 1.

Figure 00000001
Figure 00000001

Экспериментальные исследования показали, что выход годных полупроводниковых приборов на партии пластин, сформированных в оптимальном режиме, увеличился на 13,5%.Experimental studies have shown that the yield of suitable semiconductor devices in a batch of wafers formed in the optimal mode increased by 13.5%.

Технический результат: снижение токов утечек, обеспечение технологичности, улучшение параметров структур, повышение надежности и увеличение процента выхода годных.Effect: reduction of leakage currents, ensuring manufacturability, improving the parameters of structures, increasing reliability and increasing the percentage of yield.

Стабильность параметров во всем эксплуатационном интервале температур была нормальной и соответствовала требованиям.The stability of the parameters over the entire operating temperature range was normal and consistent with the requirements.

Предложенный способ изготовления полупроводникового прибора путем создания базовой области транзистора диффузией бора из анодных оксидных пленок в кремнии при температуре 1473 К в течение 90 мин в потоке азота 1,2·10-2 л/с позволяет повысить процент выхода годных приборов и улучшить их надежность.The proposed method for manufacturing a semiconductor device by creating a base region of a transistor by diffusion of boron from anodic oxide films in silicon at a temperature of 1473 K for 90 minutes in a nitrogen stream of 1.2 × 10 -2 l / s allows to increase the percentage of suitable devices and improve their reliability.

Claims (1)

Способ изготовления полупроводникового прибора, включающий кремниевую подложку, эпитаксиальный слой, процессы легирования, отличающийся тем, что базовую область создают формированием боросодержащих анодных оксидных пленок в боратном электролите с нитратной электропроводящей добавкой с массовой долей H3BO3 10% при температуре электролита 293 К и постоянной плотности тока 100 A/м2, а затем до десятикратного уменьшения плотности тока с последующей диффузией бора из анодных оксидных пленок в кремний при температуре 1473 К в течение 90 мин в потоке азота 1,2·10-2 л/с. A method of manufacturing a semiconductor device, including a silicon substrate, an epitaxial layer, doping processes, characterized in that the base region is created by the formation of boron-containing anode oxide films in a borate electrolyte with a nitrate conductive additive with a mass fraction of H 3 BO 3 of 10% at an electrolyte temperature of 293 K and a constant current density of 100 a / m 2 and then up to a tenfold decrease in current density, followed by diffusion of boron from the anodic oxide film into the silicon at a temperature of 1473 K for 90 min in a homo e nitrogen of 1.2 · 10 -2 l / s.
RU2015106504/28A 2015-02-25 2015-02-25 Method of making semiconductor device RU2580181C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015106504/28A RU2580181C1 (en) 2015-02-25 2015-02-25 Method of making semiconductor device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015106504/28A RU2580181C1 (en) 2015-02-25 2015-02-25 Method of making semiconductor device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2580181C1 true RU2580181C1 (en) 2016-04-10

Family

ID=55793932

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015106504/28A RU2580181C1 (en) 2015-02-25 2015-02-25 Method of making semiconductor device

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2580181C1 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4263066A (en) * 1980-06-09 1981-04-21 Varian Associates, Inc. Process for concurrent formation of base diffusion and p+ profile from single source predeposition
US5104829A (en) * 1989-12-20 1992-04-14 Nec Corporation Method of manufacturing semiconductor integrated circuit
US5674777A (en) * 1994-10-18 1997-10-07 National Science Council Method for forming silicon-boron binary compound layer as boron diffusion source in silicon electronic device
JP2003017428A (en) * 2001-07-04 2003-01-17 Shin Etsu Handotai Co Ltd Method for diffusing impurity in semiconductor wafer, semiconductor wafer and silicon epitaxial wafer
RU2475883C1 (en) * 2011-09-16 2013-02-20 Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Научно-Производственное Предприятие "Пульсар" Method for diffusion of boron in silicon

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4263066A (en) * 1980-06-09 1981-04-21 Varian Associates, Inc. Process for concurrent formation of base diffusion and p+ profile from single source predeposition
US5104829A (en) * 1989-12-20 1992-04-14 Nec Corporation Method of manufacturing semiconductor integrated circuit
US5674777A (en) * 1994-10-18 1997-10-07 National Science Council Method for forming silicon-boron binary compound layer as boron diffusion source in silicon electronic device
JP2003017428A (en) * 2001-07-04 2003-01-17 Shin Etsu Handotai Co Ltd Method for diffusing impurity in semiconductor wafer, semiconductor wafer and silicon epitaxial wafer
RU2475883C1 (en) * 2011-09-16 2013-02-20 Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Научно-Производственное Предприятие "Пульсар" Method for diffusion of boron in silicon

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10607839B2 (en) Method of reducing an impurity concentration in a semiconductor body
CN110600537B (en) Separation gate CSTBT with PMOS current clamping and manufacturing method thereof
TWI427769B (en) Silicon-on-insulator devices with buried depletion shield layer
TW201349484A (en) Semiconductor device and method for fabricating the same
US20160172481A1 (en) Silicon carbide semiconductor devices
US8710621B2 (en) Bipolar transistor with diffused layer between deep trench sidewall and collector diffused layer
TW201735356A (en) Semiconductor device
JP5755939B2 (en) Semiconductor device and manufacturing method thereof
CN105280708A (en) Semiconductor device
TW201401518A (en) MOSFET element and method for manufacturing MOSFET element
TWI587446B (en) Soi substrate and fabrication method thereof
US10665703B2 (en) Silicon carbide transistor
RU2580181C1 (en) Method of making semiconductor device
RU2659328C1 (en) Method for making semiconductor device
JP4458112B2 (en) Manufacturing method of semiconductor device, semiconductor device using the same, and plasma panel display
CN211605156U (en) Electrostatic discharge protection device
US9099489B2 (en) Bipolar transistor with high breakdown voltage
RU2586444C1 (en) Method of making semiconductor device
RU2734060C1 (en) Semiconductor device manufacturing method
RU2688866C1 (en) Semiconductor device manufacturing method
CN102723340B (en) A kind of SOI BJT two strain plane BiCMOS integrated device and preparation method
JP3145694B2 (en) Semiconductor device
RU2717144C1 (en) Semiconductor device manufacturing method
KR20050000001A (en) Semiconductor device and manufacturing method thereof
JPH10509276A (en) Epitaxial semiconductor wafer for CMOS integrated circuit

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20180226