Способ изготовления @ -р- @ -высокочастотных транзисторных структур

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИА/1ИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (51) 5 Н 01 1. 21/331

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОЛИРЬПИЯ)4

При.п(НТ Ссср

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H АвтОРСИом свидкткльСтвм (46) 15.07.93„ Бюл, ¹ 26 (21) 4147408/25

{22) 17.11.86 (72) В.Н. Глущенко, Б.Н. Исаев, А.Н. Кастрюлев и А.К. Намардин с

С0 (56) Gruaul I. et al High. Performance transistors with arsenic implanted

polysi1 Emitter. IEEE trans on SSC, ч. SC-11, Р 4, рр..491-495, 1976.

Авторскре свидетельство СССР

Р 1230301, кл. Н 01. Ь 21/18„ .1984. (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ и-р-и-ВЫСОКОЧАСТОТНЫХ ТРАНЗИСТОРНЫХ СТРУКТУР (57) Изобретение относится к микроэлектронике, а более конкретно и технологии изготовления ВЧ биполярных транзисторов в дискретном и интегральном исполнении. Цель изобретенияИзобретение относится к области полупроводниковой микроэлектроники и применимо в технологии изготовления

ВЧ биполярных транзисторов в дискретном и интегральном исполнении.

Цель изобретения — улучшение качества транзисторных структур путем повышения пробивного напряжения коллектор - эмиттер и коэффициента усиления по.току.

Сущность способа заключается в том, что на кремнИевой подложке создают барьерный слой, а предварительное формирование базовой области осуществляют ионным легированием подложки и барьерного слоя количеством примеси, достигающим в подложке не

2-9-8-9„„SU„„1499602 А1 улучшение качества транзисторных структур путем повышения пробивного напряжения. коллектор — эмиттер и коэффициента усиления по току. Для достижения цели создают на кремниевой пластине барьерный слой и проводят предварительное формирование базовой области ионным легированием так, чтобы количество примеси в подложке было от 0,16 до 0,5 от дозы имплантированной примеси. Далее проводят стандартные технологические операции. Вскрывают эмиттерные окна в окисном покрытии Проводят диффузионное перераспределение базовой примеси при открытом эмиттерном окне в неокисляющей среде. формируют эмиттер и металлизацию транзисторной структуры. менее 0,16 и не превьппающем 0,5 от дозы имплантированной примеси.

16% содержание примеси в подложке соответствует уровню 0,707 от максимальной концентрации и расположению границы барьерного слоя подложки в точке перегиба кривой распределения примеси, в результате чего дальнейшее уменьшение доли примеси в подложке приводит к уменьшению абсоJIIoTHoH величины градиента концентрации примеси на границе и тем самым к уменьшению диффузион йзго потока примеси вблизи границы внутрь полупроводниковой подложки и, как следствие, к нежелательному изменению профиля легирования в противоповерХ носФной области и в объеме. РезульЭ 1499602 татом подобного изменения являются утечки и снижение пробивных напряжений р-й-перехода. С другой сто-. роны, в случае попадания в подложку более э0% примеси, т. е. максимум г

5 примесного распределения располагают в подложке, примесный градиент вблизи границы направлен внутрь подложкн, а следовательно, диффуэион" 1< ный поток направлен наружу, что приводит к еще более нежелательному профилю легирования, а следовательно, к уменьшению эффективности эммитера в объеме полупроводника по сравнению с поверхностью и снижению усилительных свойств транзисторов.

В конкретном примере количество примеси в подложке регулируется дозой и энергией ионов. Так, при использовании барьерного слоя 810 толщи I ной 0,27 мкм для внедрения в подложку 16 примеси используется ионный пучок с энергией 66,5 кэВ, а для внедрения 50 . примеси энергия пучка составляет 86, 3 кэ В.

Пример конкретного исполнейия способа.

Па полупроводниковой подложке кремния и-типа проводимости с удельным сопротивлением р= 0,3 Ом см и с ориентацией поверхности вдоль кристал.lîãpàôè÷ññêèõ осей плоскости (100) формируют барьерный слой двуокиси кремния S10g, Слой 510 толщиной

О, 1-0, 6 мкм, например О, 27 мкм, по35 луча|от термическим окислением кремния в среде сухого и увлажненного кислорода с использованием форсаж- ного разогрева реактора при температуре 850 С -1060 С - 850 C.

Наносят слой фоторезиста и осуществляют фотокопию, вскрывая в резисте базовые окна. Предварительное формирование базовой области осуществляют потоком ионов бора с энергией 50-100 кэВ, например 70 кэВ, и с дозой легирования 1 .10 43 10 ион/см например 9,75 х10 ион/см, на ионно-лучевом ускоИ рителе типа Визувий". При этом 50 максимум концентрации имплантированной примеси располагают на глубине 0,22 мкм, т.е. пе выводят за границу барьерного слоя с подложкой. Количество примеси в подложке 55 достигает 1,85 10 4 ион/см, что составляет 20 от всей имплантированной дозы.

После ионного легировання для предварительного формирования базовой области на поверхность барьерного слоя наносят низкотемпературным нлаэмохимическим способом слой SiO толщиной 0,25 мкм. При большей толщине барьерного слоя или при последующем создании эмиттера ионным легированием и с маскированием фоторезистивным слоем необходимость в нанесении дополнительного споя отпадает. После уплотнения нанесенного слоя 810 в нейтральной среде в течение .10 мин при температуре 850 С фотографировкой вскрывают эмиттерные окна и дальнейшее перераспределение базовой примеси осуществляют в нейтральной среде (аэоте) при температуре Т =

1100 С в течение . 120 мин. Далее в окно диффузией фосфора при Т = — 1060 С формируют эмиттерную область. Затем фотогравировкой вскрывают контактные окна и нанесением металла (алюминия) с фотогравировкой по нему создают металлизированную разводку.

Способ позволяет повысить пробивное напряжение коллектор — эмиттер транзисторных структур с 10 до

12 В и коэффициент усиления по току в схеме с общим эмиттером h c

65-85 до 80-100. формула изобретения

Способ изготовления и-р- n-высокочасч отных транзисторных структур, включа1ощий легирование бором кремниевой подложки для предварительного формирования базовой области, вскрытие эмиттерпого окна в окисном покрытии, диффузионное перераспределение базовой примеси при открытом эмиттерном окне в неокисляющей среде и формирование через эмиттерное окно эмиттерной области, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью улучшения качества транзисторных структур путем повышения пробивного напряжения коллектор — эмиттер и коэффициента усиления по току транзисторных структур, на кремниевой подложке создают барьерный слой, а предварительное формирование базовой области осуществляют ионным легированием подложки и барьерного слоя количеством примеси, достигающим в подложке не менее 0,16 и не превышающим 0,5 от дозы имплантир ванной примеси.