RU867224C - Способ изготовлени ВЧ транзисторных структур - Google Patents

Abstract

СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ВЧ ТРАНЗИСТОРНЫХ СТРУКТУР, включающий получение базового примесного сло  противоположного подложке типа проводимости и его термическую разгонку, формирование маскирующего диэлектрического покрыти  с последующим вскрытием эмиттерного окна и формирование активной базовой и эмиттерной областей через одно и то же окно, о т л и ч а ю щ и и с   тем, что, с целью улучшени  усилительных свойств транзисторных структур, после вскрыти  змиттерного окна Провод т вытравливание примесного сло , а маскирующее диэлектрическое покрытие формируют после получени  базового примесного сло , термическую разгонку которого ведут после вытравливани .

Description

Изобретение относитс  к микроэлектронике , в частности к технологии изготовлени  полупроводниковых приборов и может быть использовано в производстве мощных ВЧ транзисторов и больших интегральных схем на бипол рных транзисторах.

Целью изобретени   вл етс  улучшение усилительных свойств транзисторных структур.

На фиг. 1 изображена высоколегированна  полупроводникова  подложка 1 с высокоомным зпитаксиальным слоем 2, маскирующее диэлектрическое покрытие 3 со вскрытым окном 4, через которое сформирован базовый примесный слой 5 противоположного подложке типа проводимости; на фиг. 2 - полупроводникова  подложка 1 с маскирующим диэлектрическим покрытием 6, вскрытым змиттерным окном 7. вытравленной областью 8 и разогнанным термически базовым примесным слоем 9; на фиг. 3 - подложка 1 со сформированными

сл

активной базовой 10 и эмиттерной 11 облас ст ми, покрытых маскирующим диэлектрическим покрытием 12,- на фиг. 4 транзисторна  структура со вскрытыми контактными окнами и металлизацией 13 и 14 к змиттерной базовой област м.

00

Способ осуществл ют в следующем поо р дке. На кремниевую высоколегированную

XI подложку 1 п-типа проводимости с удельго ю ным сопротивлением/э 0,01 Ом-см осаждают эпитаксиальным наращиванием

4 высокоомный слой 2 того же типа проводимости с удельным сопротивлением 2 Ом -см и толщиной 11 мкм. Термическим окислением в комбинированной среде сухого и увлажненного вод ными парами кислорода провод т выращивание маскирующего диэлектрического покрыти  3 двуокиси кремни  толщиной 0.6 мкм при температуре 1150°С. Фотогравировкой в выращенном окисле кремни  3 вскрывают окно 4 и через него диффузией бора из борного ангидрида

ВаОз формируют базовый примесный слой 5 противоположного подложке типа проводимости . Предварительную диффузию (загонку ) бора производ т в вакууме при температуре в течение 30 мин до получени  поверхностного сопротивлени  70 Ом/о с глубиной залегани  диффузионного сло  0,35 мкм.

Далее при температуре 150°С, чтобы глубина залегани  диффузионного сло  не измен лись, в плазме ВЧ разр да разложением моносилана SIH4 в кислороде с аргоном на установке УВП-2 осуществл ют плазмохимическое осаждение маскирующего диэлектрического покрыти  в двуокиси кремни  толщиной 0,5 мкм. Фотогравировкой вскрывают змиттерное окно 7 и плазмохимическим способом в течение 5 мин во фреоновой плазме хладона 14 (тетрафторид CF) под давлением 44 Па, использу  маскирующие свойства фоторезиста , вытравливают примесный слой 8 на глубину, большую глубины его залегани  на 0,45 мкм. После сн ти  фоторезиста и отмывки пластин в перекисно-аммиачной смеси производ т термическую разгонку базового примесного сло  9 при температуре 1150°С вначале в сухом кислороде в течение 6 мин, а затем в нейтральной азотной среде до глубины 4 мкм. После стравливани  тонкого сло  двуокиси кремни  с змиттерного окна в травителе на основе фтористоводородной кислоты и воды последовательно , либо одновременно из общего источника, формируют активную базовую 10 и эмиттерную 11 области. Базовую область формируют диффузией бора из ВгОз с последующей его разгонкой в нейтральной азотной среде. Поскольку втора  стади  разгонки ведетс  в нейтральной среде и поверхностна  концентраци  (Ns) легирующей примеси бора в значительно меньшей степени подвержена обеднению по сравнению с разгонкой в окислительной среде, сохран етс  уровень поверхностного легировани  типового диффузионного транзистора NS 4 10 см с глубиной залегани  диффузионного ,5 мкм. Эмиттерную область 11 формируют диффузией фосфора из РОС1з при температуре 1000°С до N8 1 см через то же эмиттерное окно 7, что и активную базовую область 10. В результате диффузии фосфора в окислительной кислородной среде на поверхности окна образуетс  маскирующее диэлектрическое покрытие 12 из фосфорно-силикатного стекла. Далее вскрывают фотолитографией

контактные окна к эмиттерной 11 и базовой 9 област м, напыл ют алюминий толщиной 1,5 мкм и последующей фотогравировкой формируют их металлизацию 13 и 14.

По сравнению со структурой, полу,ченной известным способом-прототипом, транзисторна  структура, полученна  данным способом, имеет эффективную площадь эмиттера большую на величину боковой. диффузии контактного базового сло  в сторону эмиттера. При глубине залегани  диффузионного сло  4 мкм сужение площади эмиттера при использовании способа-прототипа определ етс  боковой диффузией 2,8 мкм по всему периметру эмиттера. В

предложенном же способе развитие боковой диффузии ограничено вытравленной областью 8 большей глубины залегани  базового примесного сло  5. Дл  мощных В Ч транзисторных структур и дл  больших

интегральных схем на бипол рных транзисторах размеры эмиттера уменьшают до нескольких микрон, причем, с использованием данного способа геометрические потери могут быть сведены к минимуму.

Лучшие усилительные свойства транзисторных структур, полученных описываемым способом, обеспечиваютс  большей эффективностью эмиттера, достигаемой за

счет увеличени  эффективной площади эмиттера над тонкой центральной частью активной базовой области. Данный способ особенно эффективен при создании транзисторных структур, работающих на высоких частотах и при больших плотност х эмиттерного тока в услови х возрастающего эффекта концентрации тока по периметру эмиттера,

/

/

/

п

/

п

Фаг. 2.

Фие.д