RU2751982C1 - Способ изготовления полупроводникового прибора - Google Patents
Способ изготовления полупроводникового прибора Download PDFInfo
- Publication number
- RU2751982C1 RU2751982C1 RU2020111233A RU2020111233A RU2751982C1 RU 2751982 C1 RU2751982 C1 RU 2751982C1 RU 2020111233 A RU2020111233 A RU 2020111233A RU 2020111233 A RU2020111233 A RU 2020111233A RU 2751982 C1 RU2751982 C1 RU 2751982C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- semiconductor device
- energy
- manufacture
- technology
- emitter
- Prior art date
Links
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims abstract description 11
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 10
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 7
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 7
- 229910052785 arsenic Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N arsenic atom Chemical compound [As] RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- 238000005468 ion implantation Methods 0.000 claims abstract description 5
- 238000005224 laser annealing Methods 0.000 claims abstract description 5
- 239000012299 nitrogen atmosphere Substances 0.000 claims abstract description 5
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims abstract description 5
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims abstract description 4
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 3
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 3
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims abstract description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 230000003321 amplification Effects 0.000 abstract 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 abstract 1
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- -1 boron ions Chemical class 0.000 description 3
- 238000002513 implantation Methods 0.000 description 3
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 2
- 229910001439 antimony ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 239000002019 doping agent Substances 0.000 description 1
- 238000000206 photolithography Methods 0.000 description 1
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- 235000012431 wafers Nutrition 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture 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
- H01L21/18—Manufacture 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
- H01L21/26—Bombardment with radiation
- H01L21/263—Bombardment with radiation with high-energy radiation
- H01L21/265—Bombardment with radiation with high-energy radiation producing ion implantation
- H01L21/26506—Bombardment with radiation with high-energy radiation producing ion implantation in group IV semiconductors
- H01L21/26513—Bombardment with radiation with high-energy radiation producing ion implantation in group IV semiconductors of electrically active species
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture 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
- H01L21/18—Manufacture 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
- H01L21/26—Bombardment with radiation
- H01L21/263—Bombardment with radiation with high-energy radiation
- H01L21/268—Bombardment with radiation with high-energy radiation using electromagnetic radiation, e.g. laser radiation
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture 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
- H01L21/18—Manufacture 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
- H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
- H01L21/324—Thermal treatment for modifying the properties of semiconductor bodies, e.g. annealing, sintering
- H01L21/3242—Thermal treatment for modifying the properties of semiconductor bodies, e.g. annealing, sintering for the formation of PN junctions without addition of impurities
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- High Energy & Nuclear Physics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Toxicology (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Bipolar Transistors (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области технологии производства полупроводниковых приборов, в частности к технологии изготовления биполярного транзистора с повышенным коэффициентом усиления. Способ изготовления полупроводникового прибора включает формирование на кремниевой подложке эпитаксиального слоя, областей коллектора, базы и эмиттера, при этом область эмиттера формируют ионным внедрением мышьяка с энергией 50 кэВ, дозой 1*1015-1*1016см-2, с последующим лазерным отжигом с длиной волны излучения 1,06 мкм, длительность импульсов 50 нс, энергией импульсов 3-5 Дж/см2, в атмосфере азота, со скоростью сканирования 12,5 см/с, при температуре 150°С. Изобретение позволяет повысить процент выхода годных приборов и улучшить их надёжность. 1 табл.
Description
Изобретение относится к области технологии производства полупроводниковых приборов, в частности к технологии изготовления биполярного транзистора с повышенным коэффициентом усиления.
Известен способ изготовления полупроводникового прибора [Патент 5110749 США, МКИ H01L 21/265] путем формирования чередующиеся n+ карманы глубиной 2 мкм, имплантацией ионов сурьмы в p-Si подложку, покрытые термическим диоксидом кремния. С последующей имплантацией ионов бора B+ промежутки между n+ карманами заполняются p-областями глубиной 2 мкм. Затем проводится имплантация ионов фосфора P + с энергией 2 МэВ с образованием под p-областями скрытых n- слоев, изолирующих p-области от подложки. Далее наращивается эпитаксиальный n- слой и формируется структура биполярного транзистора. В таких приборах из-за высокой энергии ионов фосфора образуются большое количество дефектов, которые ухудшают характеристики приборов и повышаются токи утечки.
Известен способ изготовления полупроводникового прибора [Пат. 5163178 США, МКИ H01L 29/72], в котором тип проводимости подложки соответствует типу проводимости области базы прибора. Эмиттерный и коллекторный электроды создают путем локального легирования поверхности подложки через окна, сформированные с применением фотолитографии, ширина базы определяется расстоянием между легированными областями. Затем проводят повторный процесс легирования удаленных от базы частей электродов эмиттера и коллектора, повышая в них концентрации легирующих примесей.
Недостатками способа являются:
- низкие значения параметра коэффициента усиления;
- повышенная значения токов утечек;
- низкая технологичность.
Задача, решаемая изобретением: повышения коэффициента усиления, обеспечение технологичности, улучшение параметров приборов, повышение качества и увеличение процента выхода годных
Задача решается формированием области эмиттера ионным внедрением мышьяка с энергией 50 кэВ, дозой 1*1015-1*1016 см-2, с последующим лазерным отжигом с длиной волны излучения 1,06 мкм, длительность импульсов 50 нс, энергия импульсов 3-5 Дж/см2, в атмосфере азота, со скоростью сканирования 12,5 см/с, при температуре 150°С.
Технология способа состоит в следующем: на пластинах кремния р-типа проводимости с удельным сопротивлением 10 Ом*см, ориентацией (100) формируют эпитаксиальный слой n-типа проводимости и базовый слой, соответствующий типу проводимости подложки по стандартной технологии. Затем формируют слой эмиттера ионным внедрением мышьяка с энергией 50 кэВ, дозой 1*1015-1*1016 см-2, с последующим лазерным отжигом с длиной волны излучения 1,06 мкм, длительность импульсов 50 нс, энергия импульсов 3-5 Дж/см2, в атмосфере азота, со скоростью сканирования 12,5 см/с, при температуре 150°С. Контакты к областям базы, коллектора и эмиттера формировали по стандартной технологии.
По предлагаемому способу были изготовлены и исследованы полупроводниковые приборы. Результаты обработки представлены в таблице.
| Параметры полупроводникового прибора, изготовленного по стандартной технологии | Параметры полупроводникового прибора, изготовленного по предлагаемой технологии | |||
| № | коэффициент усиления | Ток утечки Iут*1011 А |
коэффициент усиления | Ток утечки Iут*1011 А |
| 1 | 48 | 10,5 | 83 | 1,6 |
| 2 | 44 | 11,7 | 84 | 1,3 |
| 3 | 45 | 10,4 | 77 | 1,5 |
| 4 | 52 | 11,5 | 79 | 1,7 |
| 5 | 54 | 9,8 | 85 | 1,1 |
| 6 | 46 | 9,7 | 83 | 1,2 |
| 7 | 52 | 10,3 | 81 | 1,5 |
| 8 | 47 | 10,6 | 86 | 1,4 |
| 9 | 53 | 11,2 | 82 | 1,3 |
| 10 | 49 | 11,7 | 78 | 1,5 |
| 11 | 45 | 9,5 | 76 | 1,7 |
| 12 | 51 | 11,4 | 84 | 1,3 |
| 13 | 52 | 10,8 | 85 | 1,2 |
Экспериментальные исследования показали, что выход годных структур на партии пластин, сформированных в оптимальном режиме, увеличился на 18,4%.
Технический результат: повышения коэффициента усиления, обеспечение технологичности, улучшение параметров структур, повышение качества и увеличения процента выхода годных.
Стабильность параметров во всем эксплуатационном интервале температур была нормальной и соответствовала требованиям.
Предложенный способ изготовления полупроводникового прибора путем формирования области эмиттера ионным внедрением мышьяка с энергией 50 кэВ, дозой 1*1015-1*1016 см-2, с последующим лазерным отжигом с длиной волны излучения 1,06мкм, длительность импульсов 50 нс, энергия импульсов 3-5 Дж/ см2, в атмосфере азота, со скоростью сканирования 12,5 см/с, при температуре 150°С, позволяет повысит процент выхода годных приборов и улучшит их надёжность.
Claims (1)
- Способ изготовления полупроводникового прибора, включающий формирование на кремниевой подложке эпитаксиального слоя, областей коллектора, базы и эмиттера, отличающийся тем, что область эмиттера формируют ионным внедрением мышьяка с энергией 50 кэВ, дозой 1*1015-1*1016 см-2, с последующим лазерным отжигом с длиной волны излучения 1,06 мкм, длительность импульсов 50 нс, энергией импульсов 3-5 Дж/см2, в атмосфере азота, со скоростью сканирования 12,5 см/с, при температуре 150°С.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2020111233A RU2751982C1 (ru) | 2020-03-18 | 2020-03-18 | Способ изготовления полупроводникового прибора |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2020111233A RU2751982C1 (ru) | 2020-03-18 | 2020-03-18 | Способ изготовления полупроводникового прибора |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2751982C1 true RU2751982C1 (ru) | 2021-07-21 |
Family
ID=76989425
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2020111233A RU2751982C1 (ru) | 2020-03-18 | 2020-03-18 | Способ изготовления полупроводникового прибора |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2751982C1 (ru) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5650560A (en) * | 1979-10-01 | 1981-05-07 | Hitachi Ltd | Manufacture of semiconductor device |
| JPS59197129A (ja) * | 1983-04-25 | 1984-11-08 | Nec Corp | 半導体装置の製造方法 |
| US4523370A (en) * | 1983-12-05 | 1985-06-18 | Ncr Corporation | Process for fabricating a bipolar transistor with a thin base and an abrupt base-collector junction |
| US5110749A (en) * | 1990-06-22 | 1992-05-05 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Method for manufacturing semiconductor device |
| RU2659328C1 (ru) * | 2017-10-02 | 2018-06-29 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Чеченский государственный университет" | Способ изготовления полупроводникового прибора |
-
2020
- 2020-03-18 RU RU2020111233A patent/RU2751982C1/ru active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5650560A (en) * | 1979-10-01 | 1981-05-07 | Hitachi Ltd | Manufacture of semiconductor device |
| JPS59197129A (ja) * | 1983-04-25 | 1984-11-08 | Nec Corp | 半導体装置の製造方法 |
| US4523370A (en) * | 1983-12-05 | 1985-06-18 | Ncr Corporation | Process for fabricating a bipolar transistor with a thin base and an abrupt base-collector junction |
| US5110749A (en) * | 1990-06-22 | 1992-05-05 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Method for manufacturing semiconductor device |
| RU2659328C1 (ru) * | 2017-10-02 | 2018-06-29 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Чеченский государственный университет" | Способ изготовления полупроводникового прибора |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US9236519B2 (en) | Geiger-mode avalanche photodiode with high signal-to-noise ratio, and corresponding manufacturing process | |
| CN107251205B (zh) | 半导体装置和半导体装置的制造方法 | |
| US9570541B2 (en) | Semiconductor device and method of manufacturing the same | |
| US9887125B2 (en) | Method of manufacturing a semiconductor device comprising field stop zone | |
| JPS6384066A (ja) | 集積化光トリガ・光クエンチ静電誘導サイリスタ及びその製造方法 | |
| US10269896B2 (en) | Semiconductor wafer and method of manufacturing semiconductor devices in a semiconductor wafer | |
| RU2751982C1 (ru) | Способ изготовления полупроводникового прибора | |
| US9012980B1 (en) | Method of manufacturing a semiconductor device including proton irradiation and semiconductor device including charge compensation structure | |
| RU2659328C1 (ru) | Способ изготовления полупроводникового прибора | |
| RU82381U1 (ru) | КРЕМНИЕВЫЙ pin-ФОТОДИОД | |
| RU2476955C2 (ru) | Способ формирования легированных областей полупроводникового прибора | |
| JP2023098820A (ja) | 半導体基板内にゲルマニウム領域を配置した半導体装置 | |
| RU2794041C1 (ru) | Способ изготовления радиационно стойкого полупроводникового прибора | |
| RU2431904C2 (ru) | Способ изготовления полупроводникового прибора | |
| RU2734060C1 (ru) | Способ изготовления полупроводникового прибора | |
| US20170133482A1 (en) | Semiconductor device and manufacturing method thereof | |
| RU2544869C1 (ru) | СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПЛАНАРНЫХ pin-ФОТОДИОДОВ БОЛЬШОЙ ПЛОЩАДИ НА ВЫСОКООМНОМ p-КРЕМНИИ | |
| RU2596861C1 (ru) | Способ изготовления полупроводникового прибора | |
| RU2688866C1 (ru) | Способ изготовления полупроводникового прибора | |
| RU2770135C1 (ru) | Способ изготовления полупроводникового прибора | |
| RU2586444C1 (ru) | Способ изготовления полупроводникового прибора | |
| RU2629655C2 (ru) | Способ изготовления полупроводниковой структуры | |
| RU2428764C1 (ru) | Способ изготовления полупроводникового прибора | |
| RU2757539C1 (ru) | Способ изготовления мелкозалегающих переходов | |
| RU2709603C1 (ru) | Способ изготовления полупроводникового прибора |