RU845678C - Способ изготовлени ВЧ р- @ -р транзисторов - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к микроэлектронике и может быть использовано в производстве полупроводниковых приборов, в частности, при изготовлении кремниевых рп-р дискретных и интегральных транзисторов .

Целью изобретени   вл етс  улучшение динамических параметров транзисторов .

На фиг. 1 показана высоколегированна  полупроводникова  подложка 1 с высокоомным слоем 2 и маскирующим ее покрытием 3, вскрытым фотогравировкой окном 4, через которое сформирована базова  область 5, покрыта  в свою очередь маскирующим слоем 6. На фиг. 2 показано вскрытое фотогравировкой в маскирующем слое 6 окно 7, через которое в базовой области 5 сформированы подлегированна  область пассивной базы В, покрыта  также маскирующим слоем 9, и вскрытое фотогравировкой окно 10, через которое в базовой области 5 сфор00 мирована эмиттерна  область 11, покрыта 

Ьь окислом 12; на фиг. 3 - вскрытые фотогравиел о VI ровкой соответственно контактные окна 13 и 14 к эмиттерной 11, базовой 8 област м и их металлизированное покрытие 15 и 16,

00 открыта  часть контактной площадки 17, поток ионов бора 18 и локальные участки 19 и 20 с разупор доченной от его воздействи  областью кристаллической решетки в эмиттере 11 и базе 8.

Ниже приводитс  пример реализации способа.

На высоколегированную подложку 1 (фиг. 1) р-типа проводимости сопротивлением 0,005 ом.см осаждают высокоомный эпитаксиальнонаращенный слой кремни  2

того же типа проводимости сопротивлеми ем 3 ом,см и толщиной 13,5 мкм. Далее пс зерхность сло  2 подвергают термическому окислению при температуре в течение 110 минут в комбинированной среде сухого и увлажненного кислорода. При этом выращивают маскирующий слой 3 двуокиси кремни  толщиной 0,6 мкм, достаточной дл  маскировани  поверхности сло  2 от всех последующих внедрений легирующих примесей . Одновременно слой 3  вл етс  пассивирующим покрытием дл  коллекторбазового р-п перехода,

В слое 3 фотогравировкой вскрывают окно А, через которое в две стадии формируют базовую область 5. Имплантацией фосфора на установке ионного легировани  типа Везувий с энергией 80 кэв и дозой 8 мкк/см осуществл ют предварительное внедрение базовой примеси и при температуре 1150°С осуществл ют ее разгонку в комбинированной среде сухого и увлажненного вод ными парами кислорода до глубины залегани  диффузионного сло  2 мкм с поверхностным сопротивлением ом/, . В процессе диффузии в окислительной среде вырастает маскирующий слой G толщиной 0,4 мкм. Далее хфотогравировкой в маскирующем слое б вскрывают окно 7 через которое формируют п -область подлогированной пассивной базы 8 с целью снижени  последовательного сопротивле1.;и  между змиттерным и базовым контактом. Диффузию осуществл ют из треххлористо го фосфорз РС1з, 8 две стадии: загонку Фос форй зедут при rerv neparype 980°С ;.v низкотемпературна  разгонка (Т 950°С) s сухой и увлажненной вод ными парами среде со следующими диффузиоимыми пораметрами: Rs 15 ом/п и ,2 мкм и толщиной окисла 9 0,35 мкм. Далее в с.поо окисла 6 с помощью фотогравировки вскрывают окно 10. через которое диффузией бо ра и формируют эмиттерную об.пасть 11.

Диффузию осуществл ют из борного ангидрида В20з в две стадии. Перва  стади  загонка проводитс  при температуре 1080°С в течение 20-30 минут в инертной атмосфере аргона, втора  - при Т 950°С в сухой и увлажненной кислородной среде со следующими параметрами: Ps 10 ом/ и толщиной базы 0,8 мкм, В процессе разгонки бора наращиваетс  слой SI02 12 толщиной 0,2 мкм,

К сформированной эмиттерной 11, базовой 8 област м фотогравировкой вскрывают контактные окна 13 и 14 и осуществл ют нанесение металлической

пленки алюмини  напылени  в взкууме толщиной 1-2 мкм,

-Фстогравировкой по металлу получают локгыь ое металлизированное покрытие 15,

16 таким образом, ч so часть контактной площадки 17 с зазором (2,5-3) мкм не покрываетс  металлом.

Затем провод т вжигание металлизации при ,-efv;riepaTypo 550°С в течение 15-30

мин с целью обеспечени  малого переходного сопротивлени  контактов,

С целью снижени  времени жизни неосновных носителей зар да пластины кремни  со сформированными транзисторными

структурами подвергают обработке потсгком 1ЮНОВ бора 18 на установке ионного легировани  типа Везувий Режим обрзбогки: э iepги l 40--10 кэв и доза 20-500 мкк/Сг-. Энерги  ио,чов определ ет их проникаюидую способность через маскирующее покрытие 12 и зазор 17 в базовую 8 и эмиттерную 11 области, а доза - количество внедрсмных ионов и степень разоупор дачени  решетки кремни .

в результате обработки получают в приповерхностмой области структур локальные участки 19 и 20 с разупор доченной струкгурой решетки кремни . Локализаци  обус ловле-:а наличием на поверхности структур

НЦЯ ПОПОВ металлической пленкой 15. 16 и слоем окисла 3 толщиной, достаточной дл  полного маскировани  кремни  от ионов бо1 ,;мирини  элок .-р1-1чески ; параметров:

;;рсмс м рассасыоаии  Тросе коэффициента пепед-зчи по гоку fi,:/: i ранзисторкь/х cтpyf iyp гкжазьпзак) их су цествонное изменение . . Трусг VMCibjjaeTCR со 150 нсек до

тпмгек hvi- гп 00 -20 г Е РО ;-3f и

, мк.кул/см. иоратныс токи, нагф жени  насьицени  не претерпевают сколь-нибудь зам G т ч о г о из м о н е н и л.

С , чтобы последующие :-емпературные воздействи  не изменили ,чеобходи,мого соотношени  указанных параметров, провод т стабилизируюидий отжиг при температуре 550°С в течение 10-15 мин, который определ ет окончательное их значение,

Дальнейший нагрев транзисторной структуры при сборочнь х операци х или в услови х зксплуэтации не должен превышать значение температуры отжига.

Это обсто тельство гарантирует конечные значени  параметров.

Определ ющим фактором положительного эффекта  вл етс  то, что ионы бора, сталкива сь с атомами фосфора в кристаллической решетке базовой области 8, выбивают их из узлов, снижа  их электрическую активность. Выбитые атомы в свою очередь смещают другие атомы, в результате чего образуетс  разупор доченна  область. Аналогичный эффект получаетс  в области, легированной бором.

Отжиг используемых дефектов и размещение ионов бора в узлах кристаллической решетки - наблюдаетс  при температурах более 600°С. Поэтому с применением имплантированного бора достигаетс  положительный эффект. При температурах воздействи  более 600°С ни в процессе сборочных операций, ни тем более в услови х

эксплуатации, кристаллы транзисторных структур не испытывают.

Врем  жизни неосновных носителей в транзисторе, изготовленном по данному способу, снижаетс  только в локальных оБ-ласт х на поверхности структуры, что позвол ет с одновременным улучшением импульсных свойств транзистора получать неизменными величины напр жений насыщени  UcEsat UBEsat из-зз неизменности свойств полупроводникового материала в объеме.

5 9 Фаг. 2 5 20 - Л ( / I K Ч ГI т М t г. J